青藏铁路(格拉段)修建对沿线植被生态系统及其弹性的影响

青藏铁路穿越区生态脆弱,铁路修建会对沿线区域植被造成破坏。为客观评价铁路修建对沿线植被生态系统的影响,基于1995-2014年覆盖青藏铁路沿线10 km范围的212景Landsat TM/ETM+影像,利用Fmask算法结合STARFM模型去除云、阴影及条带,得到30 m NDVI数据,最后通过一元线性回归和序贯t检验,对10 km区域的NDVI时空演变、稳态转变以及各植被生态系统弹性特征进行分析。结果表明:(1)20年间,青藏铁路沿线10 km范围内NDVI"稳中有升",与青藏高原NDVI变化相符,空间上呈"南高北低"的分布特征;北部区域NDVI变化相对稳定,NDVI下降区域集中在那曲—当雄。(2)将沿线10 km范围划分为7个缓冲区,发现铁路修建及附属设施占地对植被的破坏作用最明显,集中在青藏铁路两侧100 m内,并对青藏铁路沿线1 km范围内的植被生长有抑制作用,作用程度与铁路距离成反比。(3)城市及周边、河谷和牧区等人类活动较多的区域NDVI稳态转变最剧烈;各生态系统弹性大小依次为:裸地荒漠高山植被草原草甸灌丛湿地农田。湿地是最易受外界干扰而改变的类型,是保护的重点类型,而荒漠和裸地生态系统弹性最高,最不易改变,也是生态恢复的难点。     

荒漠草原植物群落光合速率对水氮添加的响应

氮沉降和降水格局改变对草原生态系统的结构、功能及关键过程具有重要影响。依托内蒙古乌拉特荒漠草原研究站的全球变化实验平台，研究了氮添加和增减雨（+50%、-50%）及其交互作用对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征的影响，分析了荒漠草原植物群落光合速率与植被特征的关系。结果表明：（1）短期氮添加对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征没有显著影响（P > 0.05）；（2）降水格局改变显著影响荒漠植物群落光合速率（P < 0.05），减雨50%显著降低了荒漠草原植物群落光合速率和优势种植物高度（P < 0.05），而降水增加50%没有改变群落光合速率和植被特征，降水改变下的土壤水分能很好地解释群落光合速率；（3）氮添加和增加降水的交互效应显著提高了群落的光合速率和优势种植物高度（P < 0.05），而减少降水与氮添加没有显著影响；（4）荒漠草原植物群落盖度、优势种盖度、优势种平均高度与群落的光合速率呈现出指数增加关系，解释率为40%~58%。干旱极大地抑制荒漠草原植物群落光合速率，而氮沉降则依赖于降水增加来提高群落的光合速率，荒漠草原植物群落光合速率与水肥处理下的植物生长特征具有密切的关系。     

雅鲁藏布江中上游植物群落的数量分类与排序（英文）

本文基于雅鲁藏布江流域植被调查数据和环境数据对研究区植被群落组成、物种组成与环境关系进行数量生态学分析。结果表明:(1)采用TWINSPAN分类法把雅鲁藏布江中上游地区的44个调查样地划分为7个群落类型,分别是垫型蒿+紫花针茅群落、纤杆蒿+紫花针茅+藏沙蒿群落、高山嵩草群落、三角草群落、砂生槐+水栒子+白草群落、冷蒿群落以及金露梅+固沙草群落。(2)DCA排序显示,样地和物种的分布格局主要受经度和海拔因素的影响。(3)CCA排序的结果再次表明,经度变化引起的温度和降水的改变是控制整个雅鲁藏布江中上游植被群落类型形成和变化的主要因子,并将自然植被分成了针茅、沙蒿等为优势种的荒漠草原群落(源头地区),固沙草、青藏薹草为优势种的高寒草原群落(中游地区),以及灌丛、农田等植被群落(雅江与年楚河汇流处)。     

分层分类和多指标结合的西北农牧交错带植被信息提取

参照《中国植被》中的植被分类体系，结合野外考察结果，建立了适合中国西北农牧交错带的植被分类体系。以覆盖研究区的多幅Landsat影像为基础，按“分层分类，逐层验证”的思路，实现了对研究区植被信息的提取。提取时，先利用完全约束的最小二乘模型对遥感影像进行混合像元分解方法，将整个研究区划分为植被区和非植被区；在植被区，基于光谱特征、纹理特征和地形特征，构建CART决策树，获得了乔木林、灌丛和草原等7种主要植被型组；在植被型组内，基于不同植被类型NDVI的季节差异特征，构建NDVI差值比值指数 (NDVI_DR)，将乔木林和灌丛区分为常绿和落叶植被型，使用温度植被干旱指数(TVDI)，将草原进一步区分为荒漠草原、典型草原和草甸草原3种类型，从而得到各个植被型的空间分布范围。经验证，最终分类的总体精度能达到79.51%，kappa系数为0.773。采用的分类方法充分利用了遥感数据既有的光谱信息和纹理信息，同时辅以地形信息。实践结果表明，分层分类和多种指标相结合的方法可以有效实现对影像跨幅的、以复杂镶嵌结构为主要特征的农牧交错带植被信息提取，精度较高，技术可行。     

广东鹤山退化草坡从草本优势向灌木优势演变过程中的生态特征

研究了地处南亚热带的广东省鹤山草坡在从草本优势群落演变为灌木优势群落过程中的植物多样性、生物量、土壤营养等结构与功能特征的变化,发现其转变过程中的植物多样性有所增加,土壤含水量提高,土壤有机质及全氮含量均增加1倍多,同时会积累更多的生物量.恢复早期草本优势群落,在一定程度上影响着自身生境条件如土壤水分、养分等的改善,这为其后木本植物的生长创造了适宜的生境条件,有利于群落向灌木优势的结构方向发展,同时能促进群落生物量和植物多样性的提高.但以灌木为优势种的群落的植物多样性、土壤含水量等特征仍处于较低水平.南亚热带退化草坡自然恢复这一过程较为缓慢,应采取适当的人为措施,如通过人工造林恢复乔木层植被,进而增加林下植物多样性,以加速退化草坡的植被恢复.     

库姆塔格沙漠梭梭群落特征研究

 在对库姆塔格沙漠植被调查的基础上，以天然梭梭为研究对象，从群落结构、分布和生长特性等方面研究了梭梭群落的结构特征及其自然生存规律。结果表明：沙漠南缘地带为梭梭群落的分布定居区。由于生境及地貌类型的不同，群落结构差异性较大。随着植被类型由东部山前荒漠草原向西部典型荒漠植被类型过渡，梭梭群落相对数量及相对盖度增大，由伴生种转化为建群种。水分是影响梭梭种群自然生长及更新的主导因素，成龄梭梭的生长差异性表现为河床梭梭优于滩地梭梭，沙地梭梭好于戈壁梭梭;小龄级梭梭幼苗主要分布在河床冲沟边缘附近，形成垂直河床的条带状定居格局;深居沙漠腹地的老龄梭梭已基本上衰败死亡，测定年代距公元1950年为(314±54)a。风沙作用使沙漠南移，梭梭出现衰败死亡与自然更新的演替过程。     

科尔沁沙地植被恢复过程中群落组成及多样性演变特征

流动沙丘、固定沙丘和沙质草地均是科尔沁沙地土地沙化的产物,植被恢复重建则是该区域流沙治理的主要措施,理解植被恢复过程中群落组成及植物多样性演变特征有利于沙地植被恢复和生态重建.本研究基于连续15年对科尔沁沙地流动沙丘、固定沙丘和沙质草地长期植物群落结构调查数据,分析了 3种沙地类型植物群落年际变化特征及不同生活型植物年...     

青藏高原东部高寒草甸区放牧家畜粪花粉组合特征及其环境指示意义

青藏高原是我国重要的高寒草甸分布区和畜牧区,畜牧活动对区域植被和生态的影响作用受到众多学者的广泛关注。通过采集青藏高原东部高寒草甸区共49个放牧家畜粪样品(牦牛粪样品30个、马粪样品11个、羊粪样品8个),并在区域植被调查的基础上,对粪样品开展了花粉分析。结果表明:这3种类型的粪样品花粉组合以莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Poaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)花粉为主,可较好地反映区域植被群落特征,食草动物粪花粉中有少量谷物类禾本科花粉出现反映了当地居民少量耕种燕麦用来饲养牲畜。3种放牧家畜在采食习性上存在一定差异,牦牛采食的植物种类比羊和马略多,牦牛和马对杂草类禾本科和唐松草属植物的采食率低于羊,对龙胆科、菊科和蒿属植物的采食率明显高于羊。放牧家畜通过选择性采食适口性好的莎草科和禾本科优势植物种类直接影响高寒草甸区植被群落结构和功能。研究区粪花粉组合与表土花粉组合对比发现,乔木花粉和紫菀属花粉含量在表土样品中显著高于粪样品,而禾本科和龙胆科花粉含量在粪样品中高于表土样品,上述差异指示粪花粉更能反映区域植被群落特征,放牧家畜选择性采食导致粪花粉与表土花粉组合有所区别。本研究为评估青藏高原放牧家畜采食习性以及畜牧活动对区域植被的影响提供了新的研究思路和手段,也为今后在青藏高原开展考古遗址中保存的粪样品花粉分析,据此重建古植被群落和古人类生产活动信息,提供了重要的现代过程依据和借鉴资料。     

荒漠河岸植被的受损过程与受损机理分析

以塔里木河多年平均地下水位数据为依据,将地下水位划分为6个环境梯度,各梯度上6次重复采集植被样地数据。从物种多样性、植被盖度与群落类型等几方面分析了植被的受损过程,以及导致此过程的受损机理。结果表明：(1) 草本植物丰富度受损发生在地下水埋深大于4 m,而木本植物丰富度受损发生在地下水埋深大于8 m。(2) 植被盖度减少始于草本植物盖度受损,与群落多样性受损的临界地下水位相同,发生在地下水埋深大于4 m;在地下水埋深大于6 m之后,植被盖度不断减少则是由木本植物盖度的减少所引起。(3) 群落类型受损体现在芦苇群落和胡杨林群落的结构与类型变化上,芦苇群落的衰退演变出现了优势种的更替,而胡杨林群落中优势种的优势地位没有变化。(4) 此受损过程是由荒漠河岸生态系统脆弱的生态基质和外界干扰共同作用的结果,起因于人口的增加、需求的增长。植被退化是人类干扰作用于植被赖以生存的环境主导因子所致。在生态受损过程中,植物功能型差异与所承受的干扰强度差异对植被退化的程度有一定影响。     

试论贺兰山植物多样性的若干特点

通过实地考察,对贺兰山植物多样性特点进行了系统研究。研究结果表明,贺兰山植物多样性主要表现为植物种类丰富多样、区系地理成分复杂多样、山地植被垂直带类型多样和形态、生理生态适应性多样等一系列鲜明特点：根据中国植被分类标准,山体植被带分为山麓荒漠草原带、旱生乔灌木带、油松山杨林带和高山灌丛带：不同植被带由不同的植被类型组成;植被类型除了受海拔梯度影响外,水分条件也成为影响植被坡向分异的关键因子,从山麓到山顶,阴坡的植被类型依次为荒漠、荒漠草原、典型草原、疏林灌丛、亚高山灌丛、高山灌丛草甸,而阳坡的植被类型依次为灌丛、湿性针叶林、寒温性针叶林、亚高山针叶林和高山灌丛草甸。该研究对于了解中国干旱区草原和荒漠过渡区的山地植被空间分布特征具有重大意义。     

黄土高原祖厉河流域潜在植被分布模拟研究

植被空间分布格局深受环境影响, 分析植被与环境之间的关系一直是植物生态学的中心问题。论文从黄土高原自然植被恢复问题出发, 引出植被恢复的参照标准- 潜在自然植被。 依据气象站和雨量站观测资料, 建立气温降水与海拔高度和地理位置的统计方程, 以GIS 为技术支撑, 对两大环境变量进行空间化。通过野外观测取样, 结合气温降水的空间分布, 界定祖厉河流域不同草地覆盖度的生境空间。根据生境空间边界函数, 对整个流域内的潜在草地植被分布进行模拟。草地分布现状与潜在草地分布对比发现, 低覆盖草地由北向南扩展, 占潜在中覆盖草地面积的37.39%, 占潜在高覆盖草地面积的34.98%。中覆盖草地也在此向南部区域和北部山地扩展, 占潜在高覆盖草面积的11.51%。高覆盖草地收缩到南部和北部山地狭小地带, 仅占其应有区域的4.84%。     

青藏高原沼泽合理利用与生态环境保育

青藏高原有沼泽约491.3万hm2,是世界上最高的湿地。通过概要介绍高原沼泽湿地基本类型及其分布,重点阐述沼泽湿地利用、环境变化现状与存在的问题,为了保护高原生态环境,并持续利用湿地资源,提出了初步的看法和建议。     

云南石林喀斯特小生境木本植物多样性特征

喀斯特生境与生物多样性的关系及对人为干扰的响应是喀斯特生态恢复的重要内容。以石林世界地质公园为例对此进行研究。从喀斯特溶痕与植物生长发育关系角度看,石林的小生境可分出节理溶沟、裂隙溶沟、楔状槽沟、深溶蚀坑、溶蚀石堆、浅溶蚀盘、溶蚀穿洞、溶蚀井或圆形溶槽和溶蚀廊道等9种。这些小生境的长度在31~340 cm,宽度在10~261 cm。在原生林、次生林、灌丛和灌丛草地等四个群落中调查了各个小生境的木本植物,共记录40科92种,个体数11420株,其中以溶蚀廊道的木本植物总数最多,溶蚀穿洞最少。物种和数量保持最稳定的小生境是溶蚀石堆和裂隙溶沟。各小生境群落间的物种相似性指数很低。裂隙溶沟、深溶蚀坑、楔状槽沟、溶蚀石堆等小生境在人为强烈干扰后,仍保留有部分乡土植物繁殖体,其他小生境缺乏,这些繁殖体对生态严重退化区的喀斯特植被恢复具有重要意义。喀斯特生境的尺度影响森林植被的自然恢复。保护喀斯特地质遗迹可以促进生物多样性恢复和保护,石林世界地质公园提供了例证。     

基于主成分分析法和监测数据的阿尔泰山采金废弃矿区人工恢复措施效益分析

本文以阿尔泰山两河源保护区采金废弃矿区为研究区，从地形、土壤、水分和地表植被4个方面出发，结合矿区现有条件，设置11种恢复措施，选取丰富度指数、优势度指数、多样性指数、均匀度指数、生物量、植被盖度、物种数及土石比等7个评价指标，采用主成分分析法，得出不同恢复措施的主成分得分及生态效益排名。结果表明，单一恢复措施，如推平、羊群驻扎、泥浆等基本上是从某一个方面来考虑生态恢复的，存在一定的缺陷，恢复效益排名比较靠后；多种措施相结合，不仅能改善土壤环境，也会引起植物群落多样性格局的变化，生态恢复效益很好；同一种恢复措施，施行年限越长恢复效果越好。     

Vegetation Pattern in Northern Tibet in Relation to Environmental and Geo-spatial Factors

Environmental and Geo-spatial factors have long been considered as crucial determinants of species composition and distributions. However, quantifying the relative contributions of these factors for the alpine ecosystems is lacking. The Tibetan Plateau has a unique ecological environment and vegetation types. Our objectives are to quantify the spatial distributions of plant communities on the Northern Tibetan Alpine grasslands and to explore the relationships between vegetation composition, Geo-spatial factors and environmental factors. We established 63 field plots along a 1200-km gradient on the Northern Tibetan Plateau Alpine Grassland and employed the two-way indicator species analysis (TWINSPAN) and the detrended canonical correspondence analysis (DCCA). Fourteen communities of alpine grassland were identifiable along the transect and consisted of three vegetation types: Alpine meadow, Alpine steppe, and desert steppe. Vegetation composition and spatial distribution appeared to be largely determined by mean annual precipitation and less influenced by temperature. A large fraction (73.5%) of the variation in vegetation distribution was explained by environmental variables along this transect, somewhat less by Geo-spatial factors (56.3%). The environmental and Geo-spatial factors explained 29.6% and 12.3% of the total variation, respectively, while their interaction explained 43.9%. Our findings provide strong empirical evidence for explaining biological and environmental synergetic relationships in Northern Tibet.     

近56a蒙古高原草原地上净初级生产力变化

草原生产力及其对气候变化的响应是全球变化研究的热点。利用ArcGIS插值技术，将蒙古高原32个气象站点数据插值成1°×1°的格点数据，然后利用CENTURY模型模拟了蒙古高原1961—2016年草原地上净初级生产力（ANPP）时空分布特征。结果表明：（1） CENTURY模型模拟的蒙古高原草原ANPP时空分布能够很好地反映该区域草原生产力的变化，草原ANPP分布由北向南，由东向西逐渐减少。（2） 草甸草原和典型草原单产均呈波动下降趋势，草甸草原下降速率较大，荒漠草原单产呈波动上升趋势，草原总产以典型草原最大，荒漠草原面积虽然最大，但总产最低。（3） 降水对草原生产力起主导作用，湿期会有荒漠草原→典型草原→草甸草原的转化，而干期的转化过程正好相反。从暖湿期→冷干期转换时，蒙古草原总产下降幅度最大，相反，则增产幅度最大。     

内蒙古短花针茅草原种子植物区系研究

对短花针茅草原种子植物科、属、种的区系特征进行了统计分析,结果表明：①研究区共统计种子植物31科,96属,161种,并集中分布在几个大科,区系的优势现象明显;②属种比为1∶1.68,较内蒙古自治区、全国及全世界均低,物种分化程度低;③植物区系组成具有明显的温带性质,但与热带植物区系也存在一定的亲缘关系,具有过渡性;④植物区系组成以年轻成分为主,兼有古老性;⑤植物生活型特征表明本区多年生草本植物占绝对优势,表现出草原植物群落种类组成的特征,但由于该区土壤覆沙或沙质化明显,因此,灌木和半灌木种类也较多;⑥植物水分生态类群以旱生为主,非旱生也占有很大比例,具有明显的过渡性;⑦该生态系统比较脆弱,应加强保护,合理利用,实现可持续性发展。     

Research on Ecological Protection and Restoration Measures in Altay Region based on the Coupling Perspective of the Mountains-Rivers-Forests-Farmlands-Lakes-Grasslands System

The adoption of both Nature-based Solutions (NbS) and a system perspective is a hot issue and an area in which there is much room for improvement in ecological protection and restoration. The study takes Altay region as an example, an area located in Xinjiang, China, which is an important ecological corridor of the national key functional area and the core area of the Belt and Road but has a fragile ecological environment and needs much enhancement in ecological protection and restoration. Guided by the concept of “mountains-rivers-forests- farmlands-lakes-grasslands (MRFFLG) system is a life community”, the coupling relationship of the various MRFFLG elements, the main ecological environmental problems and the integrated countermeasures for protection and restoration in Altay region have been analyzed in this study. The study shows that Altay region has a typical meta-ecosystem of mountain, oasis, and desert, and the connections by rivers and lakes make the ecosystem links within the region much closer. The interweaving of resource-environmental-ecological issues of the aquatic ecosystem, degradation of the quality of terrestrial ecosystems such as forests, grasslands and farmlands, the increased ecosystem fragmentation and ecological risks are the major ecological environmental issues in this region. This study takes the improvement of the ecosystem health and function in Altay region as the core goal of regional ecological protection and restoration. First, we establish a zoning governance pattern from the perspective of ecosystem integrity; second, we design governance strategies for different zones with the goal of synergistic improvements in the ecosystem functions; and finally, we clarify the key engineering tasks in different zones from the perspective of ecosystem services. Ecological conservation and restoration of the MRFFLG system is a prime example of the application and development of NbS in China. This paper constructs an analytical framework for identifying regional life communities, diagnosing ecological protection and restoration of zoning problems, and proposing classified solutions for ecological protection tasks for the protection of the MRFFLG system. This research will enrich the theory and technology for the protection and restoration of MRFFLG systems, and provide guidance for the practice of ecological protection and restoration in Altay region.     

腾格里沙漠沙坡头地区固沙植被对生物多样性恢复的长期影响

地处腾格里沙漠东南缘的沙坡头人工固沙植被始建于1956年,46 a来不仅确保了包兰铁路沙漠地段的畅通无阻,而且对区域生态环境的恢复产生了巨大的影响,成为我国干旱沙漠地区交通干线荒漠化防治与生态恢复的成功模式。长期定位监测结果表明:人工固沙植被建立4~5 a后,沙丘表面物理结构初步得到稳定,并由大气降尘形成的无机土壤结皮逐渐演变形成土壤微生物结皮。荒漠藻类、苔藓和地衣等隐花植物在结皮层中得到了大量的繁衍:固沙植被建立46 a后出现藻类24种;苔藓仅有5 种,少于天然固定沙丘结皮上的种类,此外,地衣也在植被区发现,这说明固定沙丘景观逐渐趋于稳定的状态;相对于流沙区,固沙植被区近地面风速降低了 40%,土壤有机质含量增加了60%,其中氮、磷、钾等荒漠生态系统主要限制养分因子及土壤理化性质得到了改善,沙丘表层成土过程明显;土壤水分循环的时空变异驱动了植被的演变,为大量的草本的侵入和定居创造了条件;此外,对鸟类、昆虫和土壤动物及荒漠动物的生存产生了积极的影响。46 a后,固沙植被区共有鸟类 28 种,昆虫 50 种,动物 23种。生物多样性的恢复使原有的相对单一的固沙植被演变成一个结构、组成和功能相对复杂的荒漠生态系统。沙坡头地区生态环境在人为促进下的恢复为我国西部生态建设提供了科学依据。     

黄河下游河滨湿地不同草本植物群落物种多样性研究

暖温带河滨湿地植被以草本植物群落为主。以黄河下游河滨湿地的河漫滩和背河洼地的15个草本植物群落为调查对象,研究河滨湿地不同草本植物群落的组成及多样性。结果表明,15个草本植物群落中共有31科73属94种植物,包括2科蕨类植物门植物和29科被子植物门植物,其中,禾本科植物最多(12属17种);丰富度最高的是狗尾草(Setaria viridis)群落;15个草本植物群落的Shannon-wiener指数介于0.22～2.07之间,人工群落荷花(Nelumbo nucifera)的Shannon-wiener指数最低,仅0.22,而另一人工群落水稻(Oryza sativa)的Shan-non-wiener指数却最大,达到2.07;典型湿地植物群落的Pielou均匀度指数较高,如扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、芦苇(Phragmites australis)、水烛(Typha angustifolia)群落的Pielou均匀度指数都大于0.6;Simpson多样性指数最高的是荷花群落,而最低的是水稻群落;15个群落中,多样性指数、丰富度、均匀度指数和优势度指数在各群落间存在显著的差异;河滨湿地自然草本植物群落的Shannon-wiener指数、物种丰富度、Pielou均匀度指数均高于人工草本植物群落,而Simpson多样性指数则是前者低于后者,但人工草本植物群落与自然草本植物群落间4个多样性指数的差异并不明显。