基于Shannon-Wiener指数的艾丁湖流域植被分布及物种多样性研究

采用植被样地调查,应用植被种类、数量及长势统计结果计算流域尺度及单个样地的ShannonWiener指数,结合样地浅井采集的土壤易溶盐样、重量含水率样测试结果,初步建立了艾丁湖流域荒漠区及湖畔区天然植被群落盖度、物种空间分布与土壤含水率、含盐量之间的关系,对比分析了艾丁湖流域荒漠区及湖畔区不同生境条件下的物种多样性特征。研究表明:(1)研究区内共统计到天然植物19种,其中疏叶骆驼刺分布最为广泛,芦苇次之;(2)流域尺度植被物种香农多样性指数为1.39,香农均衡度指数为0.47,物种较少,均衡度差;(3)因地势、地下水、土壤理化性状和气象的差异,荒漠区和湖畔区植被分布在群落结构和物种组成上差异明显,表现为多样性和均衡度变化的不一致性。     

艾丁湖流域绿洲湿地退变成因及发展趋势预测

通过搜集分析1976-2018年艾丁湖流域径流量、用水总量、耗水总量、艾丁湖湖面面积、水资源利用量、地下水开采量、人类总耗水量与天然绿洲、人工绿洲的面积数据,从艾丁湖湖面面积和天然植被区状况两个方面对艾丁湖流域天然绿洲湿地系统的退变成因进行分析,并从影响其衰退的主要因素角度对未来发展趋势进行预测。结果表明：(1)艾丁湖流域绿洲湿地退变主要是由流域水资源开发利用量超过水资源承载力造成的。总的变化趋势是：1976-2018年期间,人工绿洲面积随着地下水开采量的先增加后减少而呈现先增大后保持稳定的趋势。而天然绿洲面积则随着地下水开采量的先增大又逐渐减小的趋势,呈现出先减小后增大的趋势;(2)2012-2018年期间,随着生态保护政策和科学的治理方略的不断实施,地下水开采量呈现明显的下降趋势,天然绿洲面积及天然植被覆盖度均开始回升,生态环境逐渐改善;(3)在分析流域未来水资源开发利用量的基础上,对流域天然绿洲湿地系统的发展趋势进行预测可知,未来天然植被区内地下水位整体将继续降低,天然植被预计总体将进一步衰退。     

毛乌素沙地植被与地下水关系

以植被的种群和盖度、地下水埋深、包气带含水率、地下水矿化度和包气带含盐量等指标,研究毛乌素沙漠腹地地区植被与地下水的关系,确立了研究区优势植被沙蒿（Artemisia）、沙柳（Salix psammophila）和苔草（Carex）的适生地下水埋深、包气带含水率、地下水矿化度和包气带含盐量。研究表明：地下水埋深、包气带含水量对植被种群影响非常敏感,而地下水矿化度和包气带含盐量则为不敏感指标。另外,地下水埋深对以地下水为水分来源的植被盖度较为敏感,而总盖度为不敏感指标。     

河北滦河流域冲积物花粉与植被关系的研究

滦河流域13 个水文站不同时期(枯水期、洪水期、平水期)新鲜冲积物花粉分析表明，冲积物花粉组合受流域内植物花期影响。枯水期木本植物花粉含量高于草本植物，对应春季多数乔木花期。平水期草本植物花粉含量高于木本植物，对应夏、秋季多数草本植物花期。洪水期草本植物花粉含量略高于木本植物。洪水期冲积物中的木本植物花粉主要是由雨水片流将春季落入表土的花粉带入河水中所致。燕山地区的冲积物主要系洪水期沉积，所以燕山地区冲积物花粉组合中20%～40%的乔木花粉代表了现在燕山山区20%～25%的森林覆盖率，这为根据冲积物花粉定量恢复古植被森林覆盖率提供了现代依据。     

石羊河流域表土孢粉与植被的关系

通过对石羊河流域不同植被带76个表土样的孢粉分析, 研究了该流域各植被带的表土孢粉组合及主要植物花粉与其植物比例的关系. 结果显示: 石羊河流域各科属孢粉与植物之间的关系复杂, 同一科属孢粉在不同植被带中的代表性也各有差异, 所以某科属孢粉的代表性问题需要在不同植被带中分别讨论. 森林带的云杉属花粉和流域自身的大气环流状况是影响流域表土孢粉组合及各科属花孢粉与植物关系的主要因素.     

基于土壤植被不同参数化方法的流域蒸散发模拟

植被和土壤是水循环中的重要载体,模拟流域水循环时植被和土壤的参数化也显得尤为重要。通过对比流域蒸散发模拟中分布式模型和集总式概念模型的土壤植被参数化方法,计算了潘家口水库流域不同时间尺度上的流域蒸散发,分析了不同时间尺度下流域蒸散发的影响因素。通过分析得出:(1)分布式水文模型中的植被参数化方法包括对植被时空分布与变化的描述,以及与之相关的土壤-植被-大气中水分和能量的传输过程的描述。(2)从GBHM模型与流域水热耦合平衡模型的对比分析可知,在流域尺度上,年实际蒸散发与潜在蒸散发之间呈互补的高度非线性关系;但在山坡和小时时间尺度上,实际蒸散发与潜在蒸散发之间呈正比关系,并可近似为线性正比关系。(3)基于流域水热耦合平衡模型在不同时间尺度的参数化分析可知,考虑植被土壤水分和植被覆盖度能改善对流域蒸散发的年际和季节变化的模拟精度;土壤水分和植被的影响随着时间尺度变小表现得越来越显著。     

民勤绿洲天然植被生长与地下水埋深变化关系

甘肃石羊河流域民勤盆地水资源短缺,生态环境脆弱,弄清地下水埋深与天然生态植被生长的关系,是精准调控地下水开采、针对性制定生态保护政策的重要理论依据。利用民勤盆地2000—2017年LANDSAT遥感数据,计算归一化差值植被指数（NDVI）年均值,结合85眼监测井的地下水埋深实测数据,分析了植被生长与埋深的关系。结果显示：研究区植被NDVI较低,多年均值约0.1,2012年后NDVI趋于增大,反映人工造林等措施成果明显。地下水埋深总体趋于增大,2008年后增幅减缓,目前埋深西部大于20 m,东部、北部小于20 m。区内适宜植被生长的埋深范围为2.5~3.9 m,多年平均适宜生态水位约2.66 m;埋深小于4 m时,NDVI与埋深表现为高度负相关(R<-0.8),即埋深越小,NDVI越高;埋深大于4 m时,两者无明显关系。较前人成果,文章从长序列时间、盆地空间尺度分析了民勤绿洲区天然植被生长与地下水埋深的变化,得到浅埋区生态水位,进而圈定了生态治理重点靶区。     

黑河流域天然植被的面积变化研究

植被覆盖面积的大小是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,多年植被覆盖面积的变化则直观反映了植被生态环境随时间的变化规律。在前人研究成果的基础上,采用定量遥感技术,应用美国国家航天航空局最新的全球植被指数变化研究数据(GIMMS)作为数据源,对黑河流域1989-2002年间的植被面积变化规律进行了研究。考虑到实际的植被面积难以确定,因此采用等效面积法确定植被覆盖面积,通过统计遥感图像上植被指数(NDVI)值大于0.3的像素点值,以像素点值代表植被的面积,研究黑河流域14 a的天然植被面积变化规律。研究结果证明,黑河流域的天然植被在以每年约3%的速度减少。     

南四湖流域降水与天然径流量变化特征分析

利用多种数理统计方法对南四湖流域代表站2000—2016年降水和天然径流量变化特征进行分析,并从降水角度对分阶段天然径流量变化的成因进行解析。结果表明：除鱼台站外,南四湖流域降水逐年代下降,但趋势性不显著;所有站点降水的突变点均为2002年和2011年;各水文站点天然径流量的均表现为下降趋势,西苇水库与后营站分别有1种和2种方法通过了显著性检验;孙庄和鱼台站径流突变点与降水保持一致,其余站点不一致。     

粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究

基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。      

祁连山黑河上游多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型（高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原）8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明：高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高（49.50 kg·m^-2）,高寒草甸次之（11.22 kg·m^-2）,高寒草原最低（7.30 kg·m^-2）。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。     

植被覆被条件下不稳定斜坡分布规律探究——以大渡河流域为例

近年,浅层滑坡、泥石流灾害发生在植被良好区的频率较大。一方面,植被对灾害的抑制或促进作用还有待进一步深入认知;另一方面,目前灾害风险源评估方法中较少考虑植被对斜坡稳定性的影响。为探究不同植被类型对浅层斜坡的稳定性影响,本文以大渡河流域作为研究区,通过对区域坡度、坡向及植被等数据提取和坡面划分,采用有限差分数值计算方法,对区域内划分的40 000余个斜坡进行了稳定性计算,获取了该区域不同植被覆被条件下浅层斜坡的稳定性系数,探究在不同植被覆被条件下浅层不稳定斜坡的分布规律。结果表明随着坡度增加不同植被类型稳定斜坡数下降程度不一,总体上乔木林覆被斜坡稳定性较差,灌丛次之,草甸较好。进一步对区域内潜在浅层不稳定斜坡的植被类型和坡度进行统计分析,发现不同植被类型覆被条件下不稳定斜坡的坡度分布具有正态分布特征,基于建立的3种不同植被类型不稳定斜坡发育概率与坡度间的函数关系,确定出不同植被类型不稳定斜坡发育概率最高的坡度区间：乔木林为26.0°～37.0°,灌丛为28.0°～39.0°,草甸为31.0°～39.0°。本研究可以为流域尺度滑坡、泥石流等地质灾害的防治与规划提供依据,为良好植被区灾害风险...     

黑河流域山区植被生态水文功能的研究

依据土壤-植被-大气系统的结构特性,从林冠层、苔藓-枯枝落叶层、土壤层剖面结构分析了黑河流域山区水源涵养林在水文过程中的作用.观测试验表明,林冠截留大气降水的32.7%,使到达林地的水分相对减少而养分增加,而林冠遮荫使林内土壤蒸发仅为林外草地的34.2%.苔藓-枯枝落叶层疏松多孔,最大持水量可达12.5mm水层深,加上表层较高的体积含水量和较小的水分变差系数,使其在涵蓄一部分大气降水的同时具有良好的保水性能.林地土壤具有良好的渗透性和涵蓄大气降水的能力,从而减少了地表径流量.森林的蒸散发使林区空气湿度高于周边地区17%,形成山区独特的森林小气候,从而进一步影响着山区的水文过程.     

干旱区天然植被生态需水量计算方法

依据生态适宜性理论,建立了植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型;基于此模型,结合遥感技术进行的生态分区和植物生理需水的现场实验数据,提出了干旱区天然植被生态需水量计算方法;应用此方法计算了黑河流域额济纳旗天然植被生态需水量,计算成果与其他成果比较相差较小。结果表明,该计算方法是合理的,可以推广应用于干旱区其他地区。     

流域植被对径流调节作用的实验研究

根据河北省邢台市西部山区两个小流域实验站的水文监测资料,研究了不同流域内的不同植被对径流的影响。分析了流域植被对径流的年内分配、径流系数、削减洪峰以及枯季径流量等的影响。结果表明,流域植被对涵养水源、调节径流量、增大枯季径流量起到重要作用。     

黄淮海流域植被覆盖变化对径流的影响

植被是流域水循环过程的重要环境因子之一,植被变化对径流的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以全球变绿最突出的黄淮海流域为研究对象,基于1982-2016年水文气象观测资料及归一化植被指数（NDVI）数据,利用Mann-Kendall等趋势检验方法检测NDVI的时空变化特征。基于Budyko-Fu公式构建黄淮海流域水热耦合模拟模型,分析模拟径流对Budyko-Fu模型参数ω的敏感性;基于参数ω与气候、植被等要素的统计关系,建立利用气候季节性指数和NDVI计算参数ω的经验公式,利用弹性系数法,识别参数ω对NDVI变化的响应,利用复合函数链式求导法则研究NDVI变化对黄淮海流域径流的影响。结果表明:1982-2016年黄淮海流域NDVI呈显著增加趋势;NDVI增加会使模型参数ω增加,进而导致径流量减少;NDVI每增加10%,黄淮海流域径流量平均减少8.3%;植被变化对径流的影响具有显著的空间差异性,气候越干旱、植被条件越差地区的NDVI变化对径流影响越显著。     

伊吾县盐池谷地植被单元与地下水位、含水率关系分析

新疆伊吾县盐池谷地草原植被较发育,本次在谷地内开展植被类型调查,施工探井揭露地下水位及在不同深度采取含水率土壤样品,通过调查与地下水位、土壤含水率测试成果的统计分析,表明谷地植被单元类型与地下水位、土壤含水率存在密切的关系,是决定植被单元交替与演化的控制性因素。为保护当地较为脆弱的生态环境,应控制地下水开发利用的程度。     

黑河流域山区植被带草地蒸散发试验研究

利用Penman-Monteith(PM)、 ASCE-Penman-Monteith(ASCE-PM)和Priestley-Taylor(PT)公式以及两个小型蒸渗仪SW10与N6的实际观测,计算了黑河流域山区试验草地2002年夏季的蒸散发. PM与PT方法验证了其中的一个小型蒸渗仪SW10的蒸散量, 也能验证小型蒸渗仪N6的蒸散量. 研究表明, 这种小型蒸渗仪在测算内陆河山区草地蒸散量的适用性比较强. 热量平衡要素计算结果表明, 山区草地的热量主要消耗于蒸散发.     

黑河流域下游额济纳绿洲与水资源的关系

简要介绍了黑河流域下游额济纳绿洲自然概况,分析了黑河下游地表水、地下水近20年的变化趋势,进而对额济纳绿洲植被生长、植物种群演替、植被覆盖度以及绿洲的存亡与当地地下水埋深的关系作了剖析,并对规划年绿洲变化作了预测.指出了水资源是黑河下游额济纳经济社会可持续发展和生态环境建设的依托,如何稳定绿洲和使绿洲有适度规模发展,是生态保护的核心问题,具有重要的战略意义.     

上海浅部土层压缩指数与天然含水率的关系

压缩指数Cc是土体变形特征的一个重要指标,一般通过固结试验获得,需要耗费较长的时间以及大量人力物力,因此通过其他基本物理指标（天然含水率wn、初始孔隙比e0、液限wL）来推算压缩指数Cc是一个快捷有效的方法。从上海地区钻孔得到第②～⑥层土的原状土样进行固结试验,并结合多个地点的勘察报告数据,发现wn和e0具有较高的线性相关性,但wn与wL间的相关性不明显。考虑到wn相比e0更容易得到,选用wn来建立与Cc的关系式。研究认为,常用的线性关系不适用于上海黏土中含水率wn大于45%的情况,提出了指数函数式（8）。该函数还可适用于中国东部沿海其他地区的黏土。