国内外河岸带研究的进展与展望

本文从河岸带研究的重要性入手,在河岸带内不同要素的相互作用机制,河岸植被带的功能、有效宽度、生态建设和规划管理,河岸带土地利用,河岸带数据提取分析以及集成研究等方面初步探讨了国内外河岸带研究的现状。在此基础上分析了当前研究中存在的问题和不足之处,指出针对不同地域的典型样带开展对比研究、选择适宜的景观分析方法和改进数据分析技术是今后河岸带研究的发展趋势。     

Rehabilitating Upland Swamps Using Environmental Histories: A Case Study of the Blue Mountains Peat Swamps,Eastern Australia

In response to peatland degradation by human activities worldwide, restoration through gully blocking is now being implemented in an attempt to return valuable ecological and hydrological services to degraded systems. Re‐establishing these services requires an understanding of how systems have formed and evolved in order to establish conditions that assist with physical and ecological recovery. However, management of peatlands and swamps continues without prior investigation into the environmental history of these ecosystems. This study investigates stratigraphy, sediment ages and peat forming potential within three Temperate Highland Peat Swamps on Sandstone in the Blue Mountains, NSW. These swamps are listed as Endangered Ecological Communities under the Environment Protection and Biodiversity Conservation Act 1999 (Cwlth) and the Threatened Species Conservation Act 1995 (NSW). High discontinuity in sediment structure, peat forming potential and timeframes of swamp initiation were observed across the three swamps. This localised variation reflects the complex geomorphic processes acting within and between these systems. Such data provides scientists and managers with key indicators to assess timeframes over which infilling, vegetation establishment and peat formation occurs. These tools can guide prioritisation, conservation and financial expenditure for the management and rehabilitation of temperate peat swamps.     

Landform and Vegetation Change in the Greaves Creek Basin: An asymmetric hanging valley in the Blue Mountains,New South Wales

Greaves Creek has cut a hanging valley through the entire Triassic sandstone sequence near Blackheath in the western Blue Mountains, New South Wales. Downstream of Beauchamp Falls, it cuts into Permian strata in the Grose Gorge. The hanging valley has a valley-in-valley structure. The narrow inner valley is bounded by high cliffs and its floor is cut by a deep narrow slot canyon where stream incision has occurred without valley widening. The course of the creek is related to joint directions. Intense jointing, minor faulting and sapping influence the stability of cliffs but up to 30m of incision has occurred without valley widening in the slot canyon. Topographic asymmetry expressed as unequal slopes of the valley sides is related to differential insolation, erosion, vegetation cover, bioturbation and fire intensity. In the western Blue Mountains and elsewhere in the Sydney Basin asymmetric slopes occur in many other valley-ridge systems, particularly those whose long axes are oriented between about east-west and north-east-south-west. Vegetation structure and floristics within Greaves Creek valley are related to physiography of the valley and to aspect through their effects on fire, moisture availability, light availability, soil depth and temperature.     

南京幕燕山地森林植被恢复重建研究

在大量野外工作的基础上,借助AutoCAD技术,运用植被生态学、恢复生态学的原理与方法,对幕燕山地森林植被的恢复与重建进行了研究。建立了幕燕山地植被分类系统,包括3个植被型组、5个植被型、5个植被亚型、8个群系组、12个群系,绘制了幕燕山地1∶5000植被群系图,计算了幕燕山地各群系的面积。分析了南京地区山地森林植被10个主要群系(青冈+栓皮栎林,枫香林,白栎林,栓皮栎林,麻栎林,黄连木+黄檀林,朴树+构树林,刺槐林,马尾松林,黑松林)间的演替关系,构建了南京地区森林植被次生演替模式。根据上述研究结果,提出了幕燕山地森林植被恢复重建的关键措施,预测了上述措施实施后幕燕山地植被类型构成的变化,并绘制了幕燕山地森林植被恢复重建规划图(1∶5000)。     

1992—2020年横断山区植被分布与植被活动变化

横断山区位于青藏高原东缘和多条重要江河的上游,是全球生物多样性最丰富的地区和生态保护的优先区域之一,区域植被对维系区域生态安全和可持续发展起着十分重要的作用。20世纪90年代以来,中国在横断山区实施了多项重大生态恢复和建设工程,但囿于资料和调查不足,对于横断山区全域性、长时段的植被变化及其与海拔关系研究相对较少。鉴此,本文结合使用1992—2020年间多种基于卫星遥感资料生产的土地覆被数据和2000—2020年间MODIS的归一化植被指数（NDVI）数据,采用转移矩阵、Theil-Sen Median趋势分析与偏相关分析等方法研究不同植被类型转换、植被覆被面积与平均海拔变化关系以及植被活动的时空变化趋势,并分析时空变化的主要影响因素。结果表明：① 横断山区分布最广泛的植被类型是常绿针叶林与灌丛—草地镶嵌类型。植被发生变化的区域集中分布在河谷和南部低海拔区域,草地多向森林特别是常绿针叶林转换,植被覆被逐渐向好。这表明封山育林、植树造林、退耕还林等生态保护政策起到重要积极作用。时间序列数据显示,植被覆被面积变化剧烈的时期往往处在政策实施的起始阶段。② 植被活动整体呈现增强趋势。在植被类型未变化的区域中,75%以上区域植被活动增强,其中超20%的区域显著增强（P < 0.05）,且森林植被活动增强趋势大于草地。③ 对植被活动影响较大的环境因子主要是气候变化和地形条件。尽管大部分区域植被活动受气候变暖影响而增强,但在干热河谷的植被活动明显受到降水减少的限制。有近1/4面积的植被活动在减弱,主要分布在山地东坡或南坡,或与降水较多、山高坡陡而造成滑坡、泥石流等自然灾害有关。这些发现可为横断山区生态保护政策效益评估、自然灾害综合风险评估和未来气候变化影响下的植被变化预测提供参考。     

陕南秦巴山区植被生态功能的价值测评

根据秦巴山区20世纪末植被类型及覆盖度的分布,在GIS支持下测定秦巴山区植被生产和生态调节的物质量。利用生态经济学方法,测定各类植被生态功能的价值,建立秦巴山区植被生态数据库及植被生态账户。生态服务功能价值测评中,充分考虑了不同类型的覆盖度差异,并结合能量平衡、水量平衡和区域蒸散模式,测评结果表明：陕南秦巴山区植被生态系统有机质生产价值为199.6×108 元/a;植被保持土壤经济价值为22.64×108元/a;植被涵养水源的经济价值为22.66×108 元/a;植被固定CO2价值为352.24×108元/a;释放O₂价值为374.19×108 元/a;陕南秦巴山区植被有机物生产、保持土壤、涵养水源、固定CO₂和释放O₂ 5种生态服务功能价值共968.33×108 元/a。其中温带落叶阔叶林贡献率最高占29.35%,亚热带竹林、亚高山灌丛、草甸草原、山麓果树生态服务价值比重均在1%以下。     

六盘山景观格局及与主要气候因子的关系

以六盘山为研究区,根据野外植被调查资料、Landsat TM影像和气象数据,利用遥感影像分类方法、回归分析方法等,在研究区从南向北选取三条东西走向的等大、平行样区,系统研究景观格局与主要气候要素之间的关系。结果表明：六盘山地区年平均气温为0.8℃-7.0℃,主要受高程控制,气温直减率为0.51℃/100 m;降水量为599-770 mm,在水平方向上东南多、西北少;在垂直方向上,先随着海拔高度上升而增加,至最大降水高度（2502 m）后呈下降趋势。六盘山地区主要植被类型为暖温带落叶阔叶林,随着南至北降水量的逐步减少,植被类型有从森林经由灌丛草甸向草原过渡的趋势,北部草原成分逐渐增加。因此区域降水条件对西北干旱区的植被格局起到决定性作用。该结论有助于理解气候变化背景下生态系统的响应机理,可为区域生态建设提供理论依据。     

伏牛山地森林植被物候及其对气候变化的响应

研究植被物候是理解植被与气候关系的重要途径。在植被对气候变化响应的敏感地区,开展植被物候研究有助于揭示气候变化对植被的影响机制。基于2000-2015年MODIS EVI时间序列影像数据,利用Savitzky-Golay （S-G）滤波方法和动态阈值法提取伏牛山地2000-2015年森林植被物候参数,结合气温、降水数据,运用Man-Kendall趋势检验、Sen斜率、ANUSPLIN插值和相关性分析等方法,研究伏牛山地森林植被物候对气候要素（气温、降水）变化的响应。结果表明：① 伏牛山地森林植被生长季始期主要集中在第105~120 d,生长季末期主要集中在第285~315 d,生长季长度主要集中在165~195 d。从海拔梯度看,随海拔升高,生长季始期、末期和长度整体上分别呈显著推迟、提前及缩短趋势。② 生长季始期和生长季末期整体上呈推迟趋势,推迟的像元分别占森林植被的76.57%和83.81%。生长季长度整体呈延长趋势,延长的像元占比为61.21%。生长季始期变化特征主要是由该地区的春季气温降低所导致的。③ 研究区森林植被生长季始期与3月平均气温呈显著偏相关,且呈负相关的区域最多,即3月平均气温降低,导致生长季始期推迟;生长季末期与9月降水呈显著偏相关区域最多,且两者主要呈正相关,即9月降水增加,使生长季末期推迟。植被生长季长度由整个生长期的气温和降水来共同作用,对大多数的区域而言,8月的平均气温和降水与生长季长度的关系最为密切。     

Surface pollen and its relationship to vegetation on the southern slope of the eastern Qilian Mountains

The objective of this study is to investigate pollen-vegetation relationship in the Qilian Mountains. The eastern Qilian Mountains are located in the transitional zone of the Tibetan Plateau, the Loess Plateau and the arid region of Northwest China, which is one of the key areas of global environmental change. A total of 13 surface pollen samples from main vegetation have been collected. Pollen percentages were calculated in all samples. In order to reveal the relationship between pollen composition and the vegetation types from which the soil samples have been collected, Detrended Correspondence Analysis (DCA) ordination method was employed on the pollen data. The results show that dominating vegetation types can be recognized by their pollen spectra: Picea crassifolia forest, alpine shrub and alpine meadow as well. Altitude and temperature determine the distribution of the surface pollen and the vegetation. The good agreement between modern vegetation and surface samples across this area provides a measure of the reliability of using pollen data to reconstruct paleoenvironment and paleovegetation patterns in this or other similar regions. However the loss of Betula pollen in forest needs further investigation. Pollen oxidation is the most important factor contributing to the damage of modern pollen in the study area. Pollen concentrations decrease with the increase of pH values of soils, and decrease sharply when the pH exceeds 7.6.     

东祁连山南坡现代花粉雨与植被

1 Introduction A significant problem in the analysis of pollen spectra is the incomplete comprehension of the relationship between modern pollen spectra and the vegetation that produces them. Pollen precipitation reflects many factors: pollen production,…     

大别山地区黄山松和油松树轮宽度的气候意义

本文基于2010年采自大别山地区黄山松、油松树轮资料分别建立了树轮宽度标准年表,利用相关函数检验了年表与附近的麻城气象站1959-2009年月平均最高气温、月平均气温、月平均最低气温和月降水量之间关系,旨在探讨黄山松、油松树轮宽度的气候意义。研究结果显示,平均敏感度、标准差、信噪比等统计量黄山松年表均高于油松年表,表明黄山松年表较油松年表包含更多的气候信息,具有更高的树轮气候学研究价值。黄山松径向生长主要受当年2-7月平均气温限制,任何月份及月份组合降水量对黄山松径向生长的限制作用均不显著;油松径向生长主要受当年5-6月降水总量限制,任何月份及月份组合气温对油松径向生长的限制作用均不显著。研究表明,在中国亚热带暖湿地区,气候要素的年际变化亦可对部分树种径向生长具有较强的限制作用,树木年轮宽度的变化对气候具有指示意义。研究结果将进一步弥补中国亚热带暖湿地区树轮宽度年表的不足,为树轮气候重建研究提供参考和依据。     

基于植被分区的秦岭年降水分区验证及其年际变化

通过旋转经验正交分解方法对秦岭年降水量进行分区,比较秦岭降水量客观分区与植被南北分界线的一致性,运用滑动t检验、累积距平和小波方法分析了各分区的气候变化特征。主要结论为：秦岭区域可以按年降水量分为4个区域,其中秦岭中段南北分区与植被分区界线相近,走向相同;秦岭各分区多年降水量一致表现为减少趋势,近57年来,各区大约减少了一成左右的降水量;秦岭区域年降水量在近57年里发生了多次转折,最明显的转折期发生在20世纪80年代,2001年前后秦岭区域降水出现了波动增加的趋势,但增加的趋势强度还比较弱,难以达到20世纪80年代的丰水顶峰时期;秦岭各分区最显著震荡周期2~4年。建议在开展气候区划和气候变化研究时,应该考虑年降水量分区与植被自然分区的一致性。     

新疆西天山野樱桃李植物群落类型(群系)及物种多样性分析

在采用样方法调查的基础上,分析了位于新疆西天山樱桃李植物群落(群系)的组成结构和物种多样性特征。研究结果表明,群落中野樱桃李(Prunus divaricata)、准噶尔山楂(Gratae-gus chlorcarpa)、杏(Arm eniaca vulgaris)、新疆野苹果(Malus siev ersii)等多为建群种或共建种,其植株高大,优势地位突出,样方群落分别归属于4种群落亚群系:(1)野樱桃李为主与野山楂、野杏、野苹果共建的落叶阔叶林亚群系;(2)野杏为主与野樱桃李、野山楂、野苹果共建的落叶阔叶林亚群系;(3)野山楂为主与野樱桃李、野杏、野苹果共建的落叶阔叶林亚群系;(4)野苹果为主与野山楂、野樱桃李共建的落叶阔叶林亚群系。新疆霍城县大、小西沟的野果林群落,是我国野樱桃李植物群系的唯一分布区,野樱桃李的重要值(IV)为138.08~275.64,群落的Simpson多样性指数(HSP)为1.13~8.68,Shannon-W iener多样性指数(HSW)为0.32~11.53,基于Simpson多样性指数的物种均匀度(JSP)为0.23~2.71,基于Shannon-W iener多样性指数的物种均匀度(JSW)为0.32~3.17,由于群落处于顶极阶段,群落的多样性指数较低,均匀度较高,群落具有极高的保护价值和科研价值。     

2000-2012年祁连山植被覆盖变化及其与气候因子的相关性

研究祁连山地区植被覆盖变化及其与气候因子的响应关系对这一地区土地利用总体特征以及对区域及全球气候和环境变化都将产生深远的意义。利用2000-2012年美国国家航空航天局提供的MODIS NDVI数据并结合相应的气候资料,通过对逐像元信息的提取和分析,运用均值法、斜率分析法、相关分析法,研究了2000-2012年不同季节祁连山植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明:13 a来祁连山植被覆盖整体上呈增加趋势,其中春季植被改善最为明显,秋季次之;植被覆盖变化在不同季节都存在明显的空间差异;不同季节植被与气温、降水的时滞效应不尽相同;祁连山春季大部分地区NDVI与气温呈显著正相关,夏季NDVI与降水呈显著正相关,秋、冬季NDVI与降水、气温的相关性不明显。     

The dynamic response of forest vegetation to hydrothermal conditions in the Funiu Mountains of western Henan Province

This paper uses HJ-1 satellite multi-spectral and multi-temporal data to extract forest vegetation information in the Funiu Mountain region. The S-G filtering algorithm was employed to reconstruct the MODIS EVI (Enhanced Vegetation Index) time-series data for the period of 2000–2013, and these data were correlated with air temperature and precipitation data to explore the responses of forest vegetation to hydrothermal conditions. The results showed that: (1) the Funiu Mountain region has relatively high and increasing forest coverage with an average EVI of 0.48 over the study period, and the EVI first shows a decreasing trend with increased elevation below 200 m, then an increasing trend from 200–1700 m, and finally a decreasing trend above 1700 m. However, obvious differences could be identified in the responses of different forest vegetation types to climate change. Broad-leaf deciduous forest, being the dominant forest type in the region, had the most significant EVI increase. (2) Temperature in the region showed an increasing trend over the 14 years of the study with an anomaly increasing rate of 0.27°C/10a; a fluctuating yet increasing trend could be identified for the precipitation anomaly percentage. (3) Among all vegetation types, the evergreen broad-leaf forest has the closest EVI-temperature correlation, whereas the mixed evergreen and deciduous forest has the weakest. Almost all forest types showed a weak negative EVI-precipitation correlation, except the mixed evergreen and deciduous forest with a weak positive correlation. (4) There is a slight delay in forest vegetation responses to air temperature and precipitation, with half a month only for limited areas of the mixed evergreen and deciduous forest.     

祁连山东延余脉——兴隆山树木径向生长记录的公元1845年来夏季NDVI变化

NDVI能够反映地表覆盖和生态环境变化。在祁连山东延余脉采集树轮样本,分析树木径向生长与植被NDVI的相关关系,并重建历史时期植被NDVI变化。结果表明：树木径向生长与夏季NDVI受到水热条件变化的显著影响,且树轮宽度与夏季NDVI显著正相关,采用简单线性回归方法建立二者的拟合方程,方差解释量达0.600（R²_adj=0.582,F=34.472,P<0.0001）;公元1845年以来,重建的NDVI序列显示植被覆盖相对较低时期有19世纪60年代,80年代初期,20世纪初期和20-30年代,其中20世纪20-30年代NDVI低值期与中国北方大范围旱灾一致;重建的NDVI与旱涝指数显著负相关,证实重建NDVI序列的可靠,且显示该区旱涝演化趋势;周期分析表明公元1845年以来,NDVI序列存在2-3年、5年左右、13年左右和15年左右的振荡。     

祁连山北坡土壤特性与植被垂直分布的关系

祁连山垂直植被带沿海拔从低到高依次为荒漠草原带、干性灌丛草原带、山地森林草原带、亚高山灌丛草甸带、高山寒漠草甸带,在这些植被带上选择典型的植被类型设置样地,采用半微量凯氏、氢氧化钠-钼锑抗比色法、CaCO3分子式求法、土壤烘干法、环刀法等方法进行土壤特性相关因子调查分析.结果表明:1.荒漠草原带土壤有机质含量只有1.65％,全氮量和全磷量分别是0.14％和0.089％,含量最少,而干性灌丛草原带、山地森林草原带、亚高山灌丛草甸带土壤有机质含量相差不大,都在10％～12％之间变动.2.青海云杉林、高山灌丛林、祁连圆柏林、低山灌丛、牧坡草地、无林地其下0 ～60 cm的土壤容重依次增大,从0.53 g/cm3增大到1.02 g/cm3.相应地,其下土壤孔隙度依次减小,从72.64％减小到48.11％.3.祁连山北坡不同土壤类型上的优势种数量随海拔升高呈先逐渐增加而后逐渐减少,即呈倒U型分布趋势.了解和掌握土壤特性和植被垂直分布之间的响应关系,可为植被恢复提供科技支撑.     

秦巴山区植被固定CO2释放O2生态价值测评

根据陕南秦巴山区植被类型及覆盖度的差异 ,利用改进型的自然植被NPP测算模型 ,结合区域能量平衡、水量平衡和蒸散模式 ,测定了植被有机质生产物质量。在此基础上 ,根据光合作用方程及造林成本法与工业制氧法测定了秦巴山区植被固定CO2 释放O2 的经济价值。研究结果 :①秦巴山区植被每年固定CO2 总量为 13 5× 10 7t/a ,释放O2 总量为 9 93× 10 7t/a ;②利用造林成本法估算出秦巴山区植被固定CO2 总经济价值为 35 2 2 4× 10 7元 /a ;③利用造林成本法与工业制氧法估算出秦巴山区植被释放O2 经济价值为 374 19× 10 8元 /a ;④本区植被固定CO2 释放O2 物质量和价值量中 ,温带落叶阔叶林贡献率最高 ,其次是亚热带落叶灌丛。本研究可为区域“绿色经济账户”的建立提供基础数据和方法。     

2000—2019年秦岭南北实际蒸散发时空变化特征

基于遥感数据全面认识复杂地形单元实际蒸散发时空规律,对区域可持续水资源管理具有重要的意义。论文基于MODIS实际蒸散发(ET)数据,对2000—2019年秦岭南北ET时空变化特征进行分析,探究不同分区ET对植被变化的响应关系,进而识别ET趋势和年代变化的高相关海气环流因素。结果表明：① 在变化趋势上,以1000 m等高线为界,即秦岭地区北亚热带和山地暖温带的分界线,低海拔河谷地带为ET显著增加区,山地高海拔地区为ET下降区;② 除城市、乡镇周边地区,研究期间秦岭南北下垫面相对稳定,转为生态用地的活跃区主要分布在山地1000 m过渡带,其是ET与NDVI变化显著相关区,而1000 m以上高海拔地区两者相关性较低;③ ENSO、青藏高原北部气压异常,与秦岭山地、汉江谷地ET的趋势变化和年代波动显著相关,而西太平洋副热带高压与ET的趋势显著相关,与年代波动特征相关较弱。即发生中部型厄尔尼诺事件时,西太平洋副热带高压偏强,对流层低层形成异常反气旋,导致中国东部雨带北移,秦岭山地和汉江谷地降水偏少,气温偏高,ET往往偏大。研究结果启示：秦岭南北科学适应气候变化时,应关注秦岭山地、汉江谷地ET变化显著相关的环流信号;应深刻理解秦岭高海拔地区蒸散发下降趋势对区域水资源管理的影响。