腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征

在腾格里沙漠南缘,应用空间代替时间的方法,选择了流动沙丘、封育5 a、封育15 a和封育25 a的恢复序列,研究了沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征。结果表明,腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中,土壤含水率先降低后增大;土壤沙粒含量逐渐减少,土壤粉粒和粘粒含量逐渐增加;土壤容重逐渐降低,土壤孔隙度逐渐增大,表层土壤容重在封育恢复过程中逐渐减小,表层土壤孔隙度在封育恢复15 a后趋于稳定。研究认为,在腾格里沙漠南缘的沙漠化逆转过程中,沙化土地土壤性状不断提高、土壤结构不断改善;沙漠化逆转过程也是土壤的形成过程。     

腾格里沙漠南缘花棒（Hedysarum scoparium）人工固沙林演替规律与机制

人工固沙林演替决定着固沙造林的成效。在腾格里沙漠南缘,应用空间代替时间的方法,选择造林封育5、15、25年花棒(Hedysarum scoparium)人工固沙林,对照流动沙丘和地带性植被样地,从生态水文、土壤种子库、土壤-植被相互关系等方面研究了人工固沙林演替的生态学机制,为区域人工固沙植被建设、保护和修复提供理论依据。结果表明:腾格里沙漠南缘花棒人工固沙林演替过程中,花棒、沙米(Agriophyllum squarrosum)和沙蒿(Artemisia rtemisia sphaerocephala)逐渐退出,自然优势种由一年生草本植物向半灌木、半灌木与多年生草本植物演替,25年后形成相对稳定的近自然固沙植被,呈现向草原化荒漠演替的趋势,但与地带性植被相似性只达到50%。表层土壤持水力持续增强,25年后达到流动沙丘的3.4倍,引起土壤水分浅层化和深层土壤干旱,驱动了深根系植物的衰亡和浅根性草本植物的发展。土壤种子库中沙米和沙蒿快速减少,并在造林25年后消失;油蒿(Artemisia ordosica)持续增加,短花针茅(Stipa breviflora)在25年后出现;土壤种子库与地上植被组成的相似性超过50%,驱动人工固沙林向油蒿+多年生草本植被演替。伴随人工固沙林植被演替,土壤容重持续降低,黏粒、粉粒、有机质和全氮含量持续增大,与人工固沙林群落、物种组成形成密切的对应关系,决定了固沙林演替阶段和物种组成。固沙造林启动并加速了自然植被的恢复演替,是干旱区沙化土地生态恢复的必要措施,但要充分考虑地带性植被和生境条件,以快速建立稳定的近自然植被。     

西藏沙漠化典型分布区沙漠化过程中的生物生产力和物种多样性变化

阿里地区狮泉河谷、日喀则江当河谷阶地和安多错那湖东侧是西藏自治区沙漠化土地分布比较集中的3个典型区,并代表了西藏高原3个不同的生物气候带。为确定沙漠化对植被生产力和物种多样性的影响,选择这3个典型区内代表沙漠化发展过程的不同地貌类型为调查样地。结果表明:沙漠化造成3个典型区植被盖度显著降低,尤其从潜在沙漠化土地到固定沙丘或半固定沙丘,植被盖度下降幅度最大;3个典型区的现存生物量同样随着沙漠化过程显著降低。同时,沙漠化造成狮泉河谷和江当河谷阶地多年生灌木物种消失,流动沙丘仅有少数一年生植物分布;沙漠化造成原有物种的数量和分布发生变化,尤其在固定沙丘逐渐活化,形成流动沙丘的过程中,丰富度指数显著下降。3个典型区的Shannon-Wiener指数在沙漠化前期和后期表现不同,但从固定沙丘至半流动沙丘均为显著性下降趋势。总体而言,从潜在沙漠化土地到流动沙丘,Shannon-Wiener指数显著降低。     

沙坡头地区固沙植被土壤水分动态研究

沙坡头地区始建于1956年的无灌溉人工固沙植被,是我国交通干线防沙体系的成功模式。利用40余年的土壤水分定位观测数据,分析了不同期间建立的固沙植被土壤水分的时空变化特征及对植被的影响。结果表明,固沙植被发展至9~10a后土壤含水量开始明显下降,特别是较深层(>100cm)的含水量下降明显;0~40cm层土壤水分含量与降水相关显著,而降水对40~300cm层土壤水分的含量影响不显著;深根系固沙植物对根际区域水分的利用,进一步恶化了固沙区土壤深层的水分状况,进而抑制了这些植物的生长和生存,间接地影响了原有固沙植被组成和稳定性;经过40多年的演变,固沙植被中优势灌木种的盖度从最大盖度47.6%降至6%~9%,群落中草本和微生物结皮层得到发育。当深根系灌木的盖度降低至6%~9%时,深层土壤可维持一个相对稳定的低含水量。     

人工固沙植被区土壤水分动态及空间分布

土壤水分是干旱区固沙植被生长发育最主要的限制因子,了解其动态变化特征对沙区人工植被建设具有重要意义。本研究利用EnviroSMART土壤水分监测系统,于2009-2013年对宁夏沙坡头地区人工固沙植被区的土壤水分动态进行连续监测。结果表明:(1)降水对土壤水分状况及动态变化有较大的影响。土壤水分总体处于过度消耗状态,在非生长季,土壤水分没有明显的回升现象。(2)生长季初期(4-5月)为土壤水分弱消耗阶段;生长旺盛期(6-8月)为土壤水分快速消耗阶段,水分变化波动较剧烈,空间异质性最强;生长季末期(9-10月)的土壤水分处于相对稳定状态。(3)土壤水分随深度增加呈“S”形变化趋势,浅层的土壤含水量明显高于其他深度,200 cm深度土壤含水量较低且年际间变化不大(1.53%~2.10%)。湿润年份土壤水分剧烈变化的土层深度为0～100 cm,而干旱年份为0～20 cm。(4)相对于干旱年份,湿润年份的土壤含水量不但较高,而且水分变化波动较为剧烈。当土壤水分较低时,其变异性会随着土壤水分含量的增加而增加。(5)试验区灌木盖度在5年间呈下降趋势,一年生草本受降水量影响年际变化较大。受降水时空分布影响的土壤水分是沙坡头人工植被演替的重要驱动力。     

封育措施对巴塘高寒草甸植被群落结构及土壤持水能力的影响

选取巴塘高寒草甸设置封育及自然放牧样地,通过野外实地监测及室内试验相结合的方法,分析封育措施对植被群落结构及土壤持水能力的影响。结果显示:1)封育措施显著提高了高寒草甸植被群落总盖度及平均高度(p0.05),增加了群落的物种丰富度、均匀度及复杂程度,植被群落中禾本科和豆科植物等优良牧草显著增加,菊科、莎草科以及有毒杂草类植物所占比重有所下降。2)封育措施丰富了高寒草甸植被群落垂直分层结构,退化草地垂直结构由一层增加至三层。3)封育措施降低了高寒草甸0~40 cm层面土壤容重,二者差异在10~20 cm层面最明显(p0.05)。4)尽管未达到显著水平(p0.05),封育样地0~40 cm层面土壤有机碳密度均高于自然放牧样地。5)封育措施明显改善了高寒草甸土壤持水能力。其中,封育样地0~10、10~20、20~40 cm深度土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量均高于自然放牧样地,封育条件下0~40 cm整个土层土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量增加速率分别为1.4、1.9、1.7 mm/a。封育措施有利于退化草地生态环境的恢复,是遏制和改善高寒草地退化的有效措施。     

基于地统计学的甘肃臭草群落土壤水分空间异质性

土壤水分是植被格局形成和演变的主要因素,土壤水分的空间异质性对于认识干旱区草原植物对环境的响应机制具有重要意义.应用地统计学方法,对祁连山北坡甘肃臭草(Melica przewalskyi)退化草地土壤表层含水量的变异性进行研究.结果表明,臭草型退化草地浅层(0 ～30 cm)土壤水分符合正态分布,土壤含水量沿垂直方向逐渐增大,介于9.56％ ～11.21％.各层土壤水分的变异系数分别为12.97％ (0～10 cm)、8.8％ (10～20 cm)和14.09％ (20～30 cm),均属弱变异;0～ 30 cm土壤含水量具有高度的空间异质性,其中34.92％～42.71％的空间异质性是由空间自相关部分引起的,主要体现在16.87 ～ 69.14 m尺度上.在0～ 10 cm土层,引起土壤水分空间变异的主要因素是植被覆盖度的不同,而在10 ～ 30 cm土层,土壤水分空间变异性主要是根系分布的差异引起的.     

干旱区沙漠化土地逆转植被的时空格局及其机制研究

在无灌溉条件下, 干旱区沙漠化土地实现逆转和植被的恢复的降水量要在160mm左右, 而方法是沙漠化土地逆转成败的关键之一。明沙嘴采取的从沙源上风向边缘开始的人工辅助措施加封育的治沙实践证明, 减少人为干预, 主要利用自然力的作用, 能达到流沙固定, 植被增加, 沙漠化土地逆转的目的。人工辅助措施加封育后植被群落在经历约20a的由简单到复杂演变的同时, 种的个数、类型、密度、空间格局等方面都发生了一系列的变化。     

科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris)人工固沙林演变过程中物种多样性和土壤水分特征

人工固沙植被是干旱、半干旱区荒漠化防治的重要内容,研究人工固沙植被演变过程中物种多样性和土壤水分变化特征对于人工固沙植被的经营与管理有重要意义。对科尔沁沙地营造的5~45a的樟子松(Pinus sylvestris)人工固沙植被林下植被的物种多样性和土壤水分变化特征进行了研究。结果表明:在樟子松固沙林演变过程中,群落中禾本科和菊科植物种始终占主导地位,且随着樟子松栽植年限的增加,禾本科植物所占比例显著增加。物种总数和草本植物数量都随着栽植年限的增加显著降低,呈显著的线性关系。而灌木数量和栽植年限呈抛物线形关系,随着樟子松栽植年限的增加先增大后减小。草本植物盖度和地上生物量与樟子松栽植年限也呈抛物线形关系,在栽植25a后草本植物盖度达到最大值。樟子松人工固沙林演变过程对土壤含水量也有显著影响,土壤平均含水量和樟子松栽植年限呈显著线性关系,栽植45a后,土壤平均含水量由3.5%降至1.4%。土壤水分的急剧下降是樟子松人工林演变后期面临的主要挑战。     

腾格里沙漠不同类型沙丘土壤水分含量与地形-植被因子关系研究

土壤水分是沙区主要的生态限制因子,其分布受气候、地形和植被等众多因素的影响。以腾格里沙漠沙坡头地区3种类型的沙丘（固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘）为研究对象,利用方差分析和冗余分析（RDA）等方法对沙丘不同部位和不同深度土壤水分的分布特征及其与地形-植被因子之间的关系进行了综合分析。结果表明：（1） 不同类型沙丘上0~300 cm的土壤水分随着深度的增加而增加,表层土壤水分的波动程度大于中层和深层。（2） 固定沙丘不同部位及不同深度的土壤水分之间没有明显的差异,半固定沙丘和流动沙丘迎风坡与丘底的土壤水分高于背风坡和丘顶。（3） 固定沙丘上的土壤水分受地形-植被因子的影响较半固定沙丘和流动沙丘小,影响固定沙丘土壤水分的主要因子有坡向、高差和灌木多度。（4） 地形-植被因子与研究区绝大多数半固定沙丘和流动沙丘的土壤水分均有负相关关系。研究揭示了腾格里沙漠土壤水分的分布规律及其与地形-植被因子的关系,对制定相应的防风固沙措施以及建立科学合理的植物固沙模式有积极的指导作用。     

分形理论在中国地理学应用的研究

1IntroductionMany natural phenomena such as zigzag coastline, various landforms, turbulent rivers, etc. cannot be described with traditional Euclid geometry, but they are of self-similarities. Fractal geometry takes the complex phenomena as its research objects and has been developed into a specific theory. So it has been praised as natural geometry. What is fractal means "irregular, fractional, fragmental" and its core is self-similarity (Wang and Cao, 1995). To characterize fractals differ…     

Advances in applied studies of fractal theory in geography in China

The fractal theory put forward by American mathematician B B Mandelbrot (1967) supplies an effective approach to solve complex problems. The complex problems in geography have become the main positive study field of fractal theory. Based on the works of China’s geographers and the summarization of contents of fractal theory, the authors comment on the present situation of its applications to almost every branch of geography and discuss the related problems and the prospects of fractal study in geography.     

青藏高原湿地研究进展

青藏高原具有全球重要性,是地球表面上很少受人类活动干扰的区域之一,在全球变化研究中被作为先兆区或预警区。青藏高原湿地多为高寒沼泽、高寒沼泽化草甸和高寒湖泊,具有生态蓄水、水源补给、气候调节等重要的生态功能,在防止全球水危机方面起着关键的作用。因此青藏高原湿地在全球变化研究中占有特殊的重要地位,已经引起国内外学者的关注。本文从湿地的类型和分布、湿地土壤、湿地植被、泥炭的形成与演化、湿地动物、古植被古气候、温室气体排放以及湿地退化几个方面对青藏高原湿地研究进行了综述,并提出了未来的重点研究领域。     

榆林沙区飞播试验中几个技术问题的探讨

本项试验于1974-1981年,在陕西省榆林地区流沙地上进行。本文就飞播固沙植物种选择、飞播种子处理技术、植物群体固沙的原理及飞播量的计算,飞播立地条件的选择,鼠、兔、虫、病害的防治,飞播造林的投资及效益估算等项技术予以了较深入地探讨,为推广榆林飞播治沙的经验提供理论依据。     

Ontologies in support of activities in geographical space

A method is proposed to derive ontologies of geographical domains from natural language texts that describe human activities. Through its textual grounding, the method addresses the issue of where to take the contents of ontologies from. Through its focus on actions afforded by domain objects, it establishes a criterion for selecting the contents. The actions are organized into a hierarchical theory of human activities in the domain. Using an analysis of the German traffic code as a case study, the paper demonstrates the informal parts of the process to derive such ontologies.     

中国耕地面积变化信息系统设计

合理地利用耕地资源是未来社会经济可持续发展的重大问题。耕地面积变化的管理是为实现土地资源、社会经济可持续发展的重要举措。中国耕地面积变化信息系统是在地理信息系统的支持下,以耕地面积变化数据、基础地理数据和遥感数据为地理实体对象,集知识、分析、决策和服务为一体的系统。该系统从应用角度为空间数据管理提供了一种可行的解决方案。以中国耕地面积变化信息系统的建设为例,对系统的总体结构、功能、数据库和系统集成等方面进行了探讨。     

The role of root-mean-square error in the geo-transformation of images in GIS

ABSTRACT

There is growing interest in the use of images in GIS applications. This paper examines the role of root-mean-square error in assessing the accuracy of digitisation and image–to–world transformation, The study employed Arc/Info software, using an aerial photograph of a small coastal settlement as the base image. The transformed image was overlayed onto a calibrated digital cadastre of the town to evaluate (visually) the geometric integrity of the image rectification. While not dismissing the relevance of rms error in the statistical appraisal of data quality in GIS, the study failed to confirm a workable association between rms error and the quality of image transformation. No apparent improvement in the quality of image transformation was achieved as a result of reducing rms error directly, by eliminating the control points with high residual error.     

天津市七里海滨海湿地沉积物重金属元素的空间分布特征

对七里海滨海湿地沉积物6种重金属元素进行系统分析,结果表明Cu、Zn、Pb、As、Cd 5种元素在沉积物中含量相对稳定,Hg元素在湿地沉积物中分布不均匀,变化较大。富集度分析表明,七里海滨海湿地重金属富集度划分为元素适中、轻度富集、中度富集3个级别,元素富集程度依次为Cd>Cu>Zn>Pb>Hg>As,As元素基本介于元素适中和元素贫乏之间,Cu、Zn、Pb、Hg 4种重金属达到了轻度富集,说明该区已受到轻度污染,Cd元素已到达中度富集,说明该区已受到中度污染,应引起重视。     

RDI指数在新疆5个地区干旱监测的应用

为加强新疆地区干旱动态监测与评估，基于阿勒泰、伊宁、乌鲁木齐、和田、哈密5个气象站近49 a的逐日降水与蒸散数据，采用计算简单、敏感性与稳定性较强的RDI指数分析了5个地区季尺度以及年尺度的干旱特征，并指出了未来新疆地区干旱评估的发展方向。结果表明：（1） 5个地区在年尺度和4个季尺度上的干旱强度与频率略有差异，但干旱程度均有所下降，都存在湿润化趋势，乌鲁木齐湿润化程度最高，和田地区湿润化程度最低。（2） 从季节上看，阿勒泰地区夏、秋两季湿润化程度较高，春、冬两季湿润化程度较低；伊宁和乌鲁木齐两地夏、冬两季湿润化较明显，春、秋两季湿润化程度较低；和田、哈密两地春、夏、秋三季都比冬季湿润化程度高。