黄土高原西部荒漠草原植被恢复的土壤水分管理研究

针对兰州地区荒漠草原带具有代表性的三种地带性植被：草本植被短花针茅、灌木植被珍珠猪毛菜、荒漠锦鸡儿,对其0~2.0 m的土壤含水量进行了比较,同时对草本和灌木植被的根系进行了测定。结果表明：天然植被对土壤含水量的影响在1 m以上。随着土壤深度的不断加深,土壤含水量呈减少趋势而后趋于稳定。短花针茅区1 m以上含水量比珍珠猪毛菜和荒漠锦鸡区平均高1.08和1.21个百分点;1 m以下土壤含水量变化情况是:珍珠猪毛菜区最高,荒漠锦鸡儿区最低。本文在分析了兰州地区荒漠草原区土壤水分动态的基础上,提出了这一地区植被恢复的对策。     

地形对山地森林景观格局多尺度效应

以TM影像和野外调查为数据源,3S技术为研究手段,分析了泰山的森林景观结构、景观异质性动态变化以及景观格局高程的分异。选择相对高差较大的区域设计了8个地形方位,采用3种由连续样方组成的辐射状样带,在遥感影像上进行信息采集,研究地形对森林景观格局的多尺度效应。分析了10个地形因子对森林景观分异的影响。结果表明:1.在景观尺度上,地形方位、海拔、山地类型是影响森林景观镶嵌格局的控制因素,坡向、坡度是重要因素,坡形、坡位是不明显因素;2.以TM影像为信息源,从森林景观分异和梯度分析上,首先要考虑海拔坡向指数、坡形坡位指数和海拔,并立足于地形方位;3.地形主要因子间存在着稳定的显著正相关,明显地对森林分异多尺度格局具有较强的综合解释能力,不论尺度大小对森林景观分异贡献率可稳定地达到70%左右,其解释量随尺度增大而增加,但可解释性减弱。     

农牧交错带不同人工植被下荒漠化土壤肥力的变化

研究了陕北农牧交错带荒漠化土地上种植人工植被后,在不同的植被恢复类型和生长状态下土壤物理、化学和生物学性状的特征。结果表明,随着人工植被的建立与生长,土壤肥力总体趋于好转,土壤理化性质得到显著改善,土壤质地变细,微生物数量增加,土壤酶活性增强;同时,使流动沙地向半固定、固定沙丘方向转化。但随着植被盖度和植被种类的不同,不同样地土壤肥力差异很大;多年生乔木林改良土壤肥力的潜力最高,耕作粗放的农地土壤肥力有所下降。     

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)。     

黄土高原森林植被景观的特征分析

用1∶50万森林类型图为信息源,以G IS为手段,对黄土高原地区森林景观类型斑块的大小、形状以及空间特征进行了分析。结果表明:黄土高原地区27类森林总面积仅64 980.7 km2,共有斑块数5 890个,林斑平均面积较小,且分布不均,森林景观破碎化程度较高。森林景观以华北落叶松林、山杨林、油松林、辽东栎林等为优势类型。黄土高原森林景观类型的形状指数值都比较大,说明森林斑块的形状明显偏离于圆形和方形,多为狭长的不规则形,其斑块的边界率都比较高。不同类型森林分维数变化较大,这也表明黄土高原森林景观破碎化程度较高,景观异质性较大。     

阜康绿洲-荒漠交错带荒漠植被群落稳定性

以阜康绿洲-荒漠交错带的荒漠植被为研究对象,利用样区内植被常规调查资料,改进了法国生态学家M.Godron从工业生产中发现并引入生态学研究中的稳定性测定方法,并将研究方法推广到植被群落的空间稳定性研究。根据这种方法,累积种类百分数与累积相对盖度比值越趋近于20/80群落就越稳定,在20/80这一点上是群落的稳定点。研究结果证实:从空间上看,绿洲-荒漠交错带不同植物群落稳定性不同;绿洲-荒漠交错带的荒漠植被群落稳定性受种间竞争、环境压力和干扰活动三个因素的影响,即使建群种相同的群落稳定性也会出现较大差异。     

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。     

中国北方森林群落现代花粉与植被和气候的关系

来自中国北方10 座山地16 个森林群落53 个样点的表土和Tauber 捕捉器花粉研究揭示了中国北方森林群落的花粉组合特征及其与植被和气候的关系。捕捉器花粉组合与表土花粉组合具有较好的相似性, 花粉组合中共有类型80 个, 共有类型花粉百分比占总数的90%以上, 植被中的优势种通常也是花粉组合的主要类型。松林中松花粉浓度和通量均较高, 表明花粉产量与保存能力均较高; 云、冷杉林中云、冷杉花粉通量较低, 但花粉浓度较高, 显示虽然花粉产量较低, 但花粉保存能力较好; 栎林、桦林中, 栎属和桦属花粉通量较高, 但花粉浓度较低, 说明虽然花粉产量较高, 但花粉保存能力较差。花粉与植被关系判别分析表明, 表土样品与捕捉器花粉组合均能较好地反映不同区域森林群落特征及其差异, 但表土样品能 更好地反映植被的优势成分。花粉组合与样点气候因子的DCCA 分析表明, 花粉组合与最冷月温度相关最显著(相关系数: 捕捉器0.84, 表土0.72), 其次为年降水量(相关系数: 捕捉 器0.73, 表土0.71)。     

松嫩草原地形分异对土壤动物分布格局的影响

松嫩草原土壤动物的分布格局受多种因素的综合影响,地形通过影响其他环境因素进而能够影响土壤动物的分布格局。本研究分别在松嫩草原固定沙丘和草甸选取5个生境,进行为期一年的土壤动物群落调查,分析土壤动物生态分布特征和多样性特征,探讨地形和时间对土壤动物分布格局的影响。结果显示,研究期间获得土壤动物密度为5144.62 ind·m^-2,所获土壤动物隶属于4门8纲24类;不同生境土壤动物多样性指数随时间变化规律存在一定的差异性,方差分析发现,时间和地形对土壤动物数量特征和多样性特征具有明显的作用,但是地形和时间对土壤动物群落的交互作用不是十分明显。因此,地形分异能够显著地影响松嫩草原土壤动物的分布格局,这可能主要与生境的生物和非生物特征有关。     

元谋干热河谷冲沟区植被对微地形的响应

微地形是影响植被分布格局及多样性的重要因素。在元谋干热河谷冲沟区采集了1 236组"土壤-坡度-坡向-植被盖度-物种多样性"数据,运用统计学方法研究了坡度和坡向这两个地形因子对干热河谷植被盖度及其多样性的影响。结果表明:在元谋干热河谷冲沟区,植被盖度呈现出随坡度增大而减小的趋势,变性土区域活跃性冲沟坡面上有无植被生长的临界坡度是50°,而燥红土区域稳定性冲沟的临界坡度为65°;受人类活动影响强烈的沟坡区植被生长的临界坡度是45°,影响较轻微的近自然状态沟坡区的临界坡度是65°;植被盖度分布和植被种类的优势方向同为东北向,平均盖度为40%,西北向为28%,西南为20%,东南为21%;植被种类东北向平均为1.8,西北向为1.4.西南向为1.0,东南向为0.5。研究元谋干热河谷典型立地条件下植被对冲沟微地形条件的响应,可以为本区生态恢复提供科学指导。     

黄土高原西部弃耕地植被恢复与土壤水分调控研究

选择黄土高原半干旱偏旱区2 a、3 a、4 a、5 a、7 a、9 a、12 a、20 a的弃耕台地和天然台地,调查各弃耕地和天然台地的植物种类、数量、盖度、频度和地上生物量,定期采样分析各样地0~100 cm土层土壤水分。结果表明：农田弃耕后植被沿天然植被方向演替,在演替过程中,植物种类数量逐渐增加,但在弃耕9 a后开始减少,20 a后接近于天然台地;更耐旱的多年生草本和小灌木种增加;除7~9 a波状变化外,植被盖度和地上生物量呈逐渐减少趋势,弃耕初期的植被盖度和地上生物量显著大于弃耕12 a后和天然台地;12 a和20 a弃耕地0~100 cm土层含水量高于其他弃耕地和天然台地,弃耕初期表层土壤含水量较高,天然台地含水量居中,但其植被对水分利用的时间延长,范围扩大,表明天然台地植被的水分利用率提高,植被群落更加稳定。     

高山树线交错带的景观格局与生态过程

由于对气候变化的敏感性, 近年来高山树线交错带成为全球变化研究中的热点问题。高 山树线交错带所指示的是一个复杂生态系统的特征, 反映出了由低处植被向高山植被的转化, 其 景观格局是综合了种子定居, 树木生长以及树木繁殖等多个树木生态过程和特定高山环境下的 地理特征格局的适应结果。一方面, 树木通过自身生理生态学上的调整对高山极端环境进行适 应。一方面, 高山特定地理环境特征对树线的景观格局进行影响, 因而高山树线交错带成为研究 景观格局- 生态过程相互关系的一个重要载体。通过运用3S 技术, 可以将高山树线交错带研究中 的树线景观结构和生理生态过程结合在一起, 并验证在其景观格局形成过程中地理特征和人为 因子的相对重要性。     

徐连过渡带低山丘陵森林植被次生演替模式与生态恢复重建策略

徐连过渡带位于江苏省北部,地当南北要冲,为一典型的生态过渡带;低山丘陵生态环境遭到严重破坏,生态系统的恢复与重建任重道远。基于10个样地4650 m²的野外调查资料,建立了徐连过渡带低山丘陵森林植被分类系统,包括2个植被型组、3个植被型、3个植被亚型、6个群系组、12个群系。根据建群种与光照强度的关系,分析了12个森林植被群系间的演替关系,构建了徐连过渡带低山丘陵森林植被次生演替模式。以次生演替模式为指导,论述了徐连过渡带低山丘陵生态恢复重建策略。     

灌丛对流动沙地土壤特性和草本植物的影响

通过对流动沙地灌丛内外土壤特性、土壤养分含量、土壤种子库和草本植物群落特征的差异性调查,分析了灌丛对沙地土壤特性和林下草本植被的影响。结果表明,在流动沙地0—20 cm土壤中细沙、极细沙、粘粉粒、有机质、总氮和总磷、有效磷和土壤水分含量,小叶锦鸡儿灌丛下分别较灌丛外高17.3%、4.4%、 49.5%、43.8%、40.0%、23.1%、16.3%和10.8%,黄柳灌丛下较灌丛外分别高3.5%、21.3%、0.0%、20.0%、16.7%、8.3%、10.6%和28.1%。小叶锦鸡儿、差不嘎蒿和黄柳灌丛下凋落物蓄积量要比灌丛外分别高18.3倍、365.2倍和15.5倍。差不嘎蒿灌丛下土壤种子库密度较灌丛外高10.9倍。原为半固定、半流动沙地优势种的多年生草本植物白草,不仅能在流动沙地灌丛下存活,而且具有较高的密度、高度、盖度和地上生物量。结果还表明,从灌丛中心到灌丛边缘,凋落物产量、土壤种子库密度、草本植物密度、盖度、生物量均存在明显的递减梯度,在灌丛外不远处消失。这些结果说明,在流动沙地,灌丛具有明显的“肥岛”效应和“保种”作用。     

腾格里沙漠东南缘飞播区白沙蒿植被密度与土壤水分关系的研究

对腾格里沙漠东南缘飞机播种区不同密度白沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch)人工草地的土壤水分和植物生长状况进行研究。结果表明,白沙蒿密度在5.1~9株·m^-2时,整个生长期土壤水分处于严重亏缺状态, 0~100 cm土层水分含量仅为0.55%~0.7%,白沙蒿死亡率高达55%~76.7%;密度在1.9株·m^-2时,其土壤水分含量在0.65%~1.01%,白沙蒿死亡率为21.1%;密度在1.25株·m^-2时,土壤水分在0.79%~1.48%,白沙蒿无一株死亡,且植株个体生长状况好于密度大样地,并有自繁育苗补偿,这表明研究区种植白沙蒿的适宜密度在1株·m^-2左右。裸露沙地0~100 cm土壤含水量为1.3%~2.48%。     

阿拉善荒漠草地恢复初期植被与土壤环境的变化

对阿拉善荒漠草地恢复初期(1998-2001)植被特征和土壤养分的变化进行了研究。结果表明:草地恢复过程中,植被的盖度和生物量比封育前分别增加272%~536%和44.39%~305.3%。植被的恢复使土壤理化性质发生了变化,与封育前相比土壤中有机质、全N、速效K以及细砂、特别细砂和粘粒含量显著增加;速效N、速效P降低。土壤有机质、全N和全P的含量与土壤中<0.05 mm颗粒和速效K含量呈极显著正相关,并且前三者之间也呈极显著正相关(P<0.01)。     

Effects of Grazing on the Grassland Vegetation Community Characteristics in Inner Mongolia

The continuous increase of livestock production in Inner Mongolia has caused severe degradation of the grassland ecosystems in recent years. Previous grazing experiments have shown a wide range of vegetation responses between the biome types on a global scale, but there is still a lack of sufficient studies to discern the relative responses of a given biome type. We conducted a meta-analysis of vegetation coverage (VC), plant density (PD), total biomass (TB), above-ground biomass (AGB), under-ground biomass (UGB) and Shannon-Weaver Index (SI) in different grassland types in Inner Mongolia obtained under conditions of different grazing intensities and durations. The results showed that grazing decreased VC, TB, AGB, UGB, and PD significantly. Compared to the global and national average values, the negative effects of grazing to steppe biomass in Inner Mongolia were higher than that on the global scale, while less pronounced than that in China. TB of the meadow steppe in Inner Mongolia increased by 40% under moderate grazing intensity and duration because of compensatory growth. SI of the desert and meadow steppe showed negative linear relationships with the grazing intensity in Inner Mongolia. The percentage changes in AGB, PD, and SI to grazing showed quadratic relationships with the mean annual temperature of the experimental year. With increasing mean annual precipitation, the negative effects of grazing on UGB and SI first decreased and then increased, with that of VC and grazing showing a cubic relationship.     

民勤荒漠绿洲过渡带灌丛沙堆形态特征及分布格局

以民勤荒漠绿洲过渡带为研究区,通过样方调查,研究了荒漠区、荒漠绿洲过渡区到绿洲内不同梯度生境中灌丛沙堆的形态特征及分布格局。结果表明:(1)3种生境中灌丛沙堆的形态呈极显著性差异(p<0.01);绿洲区灌丛沙堆的平均高度、底面积、纵横断面积和体积均最大,其次为荒漠区,过渡区最小。(2)过渡带3种生境灌丛沙堆的长、短轴之间均呈二次函数关系,但相关程度不同,过渡区相关性最高,相关系数达0.78;绿洲区相关性最低,相关系数为0.57;高度与底面积、体积与高度间均呈幂函数关系,相关系数均在0.59以上;(3)过渡区灌丛沙堆分布密度较大,呈聚集分布,而荒漠区及绿洲区沙堆分布密度较小,均呈随机分布。     

古尔班通古特沙漠风沙土微量元素对植被格局的影响

横穿古尔班通古特沙漠,测度了沙漠植被盖度、物种多样性和丰富度等格局参数及微地形、土壤理化性质。在此基础上,借助ICP/MS仪测定了沙漠表层（0~10 cm）和次表层（10~30 cm）风沙土中Cu、Zn、Mo、Fe、Co、Ni、Mn、V、Se、B微量元素含量。利用t-检验和CCA排序的方法,分析了微量元素在风沙土中的空间分布特征和对植被格局的影响。结果显示,地势较高的东部Ni和Mn的含量高于其他地段。地势较低、土壤中水分、有机质、全盐含量较高的西部,Mo、Cu、Zn、Fe、Se含量较高。Fe的高含量值主要出现在分选差、有机质较多的风沙土中。另外,绝大多数微量元素在表层风沙土中的平均含量高于浅层。对比不同微量元素成分条件下的乔灌木和草本层片植物组成和结构特征,发现乔灌木层片基本格局所受影响不明显,草本层片则在沙漠生境下已形成的植物群丛内部发生分化,出现多个小的植物组合。