太行山片磨岩山地植被水土保持效益研究

以放牧荒草坡地为对照,对太行山区片麻岩山地不同植被的要持效益进行了观测研究表明,在太行山片麻岩山地三种常见植被中,以刺槐林植被涵养水源,保持水土,改善土壤结构等方面的作用最明显,其次为臭椿林植被。林下枯枝落叶层对于森林保持不土起着不可替代的作用。     

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)。     

黄土高原坡地单株植物下的微地形研究

坡地孤立植物下的微地形反映了植被、土壤、侵蚀和沉积过程之间复杂的相互作用。本文通过对黄土高原三种植物微地形结构的研究，分析了坡度和植物种类对微地形形成的影响。结果表明：坡度越大，沉积物堆积高度越大，微地形越明显；不同植物之间的微地形有明显差异。本研究中，地表植被覆盖为草类的刺槐林保持土壤的作用最大，可以为黄土高原植被覆盖度低地区的植被恢复和水土保持规划提供科学依据。     

黄土丘陵沟壑区不同退耕年限刺槐林地土壤氮素动态特征

土壤无机氮的可利用性是影响植物生长发育和植被演替进程的关键因子之一,尤其在生态系统十分脆弱的黄土丘陵沟壑区更为重要。因此,采用时空代换法,通过选取不同退耕年限（10 a、20 a、30 a、40 a）的刺槐林地及相邻对照草地为研究对象,系统研究刺槐林在生长季（4~9月）土壤无机氮净转化速率的变化情况。结果表明：（1）刺槐林地土壤NO₃^--N平均含量约是对照草地的4.57倍,而NH₄⁺-N在两个样地之间没有显著差异。（2）刺槐林地及对照草地土壤在7~8月以硝化作用为主,在4~5月和8~9月以氨化过程为主,且刺槐林地氮素净转化速率大于对照样地。（3）刺槐林地土壤NO₃^--N在前30 a处于积累状态,随后呈现消耗趋势。总而言之,退耕地刺槐林营造可以减少土壤NO₃^--N的淋失,提高NO₃^--N净转化速率,但刺槐林NO₃^--N的累积状态在30 a后变为消耗状态。所以要采取应对30 a以上林龄的刺槐林采取间伐措施,以促进刺槐林的健康发展。     

典型山地水土要素时空耦合特征及其成因

水土资源是人类生存的基础,山地水土要素耦合性与“三生空间”的功能性密切相关,其耦合的时空过程及规律关乎山区的生态服务与经济社会可持续发展。通过构建更加科学的水土要素耦合指数对太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地水土要素耦合特征进行大尺度、长时序的分析,并采用地理探测器方法分析了各时期水土耦合的影响因素。结果表明：① 三大山地水土要素耦合空间差异十分显著。太行山地以缺水区为主,横断山地以平衡区为主,黔桂喀斯特山地平衡区和充沛区兼有。② 垂直分异上,三大山地水土要素耦合指数分别在1300 m、1800~3400 m、500~1500 m处发生变异。各山地水土要素耦合指数在生态功能亚区表现为,林地生态亚区>林草复合生态亚区>农业生态亚区。③ 三大山地水土要素耦合的空间异质性是自然要素和人文要素综合作用的结果。其中,气候要素为主导驱动,地形地貌和土地利用居次,人为作用叠加在自然作用之上,加剧了水土要素耦合的时空复杂性和变异性。本文构建的水土要素耦合指数,加深了山地水土要素相互作用的时空过程研究,可为促进变化环境下的山区可持续发展提供决策依据。     

基于混合像元分解和知识规则的人工刺槐林健康分类

提出一种基于精度较高的Landsat TM数据检测刺槐林枯梢状况的方法,整个过程分为:1)利用监督分类提取出林地分布范围,制作刺槐林地掩膜;2)对刺槐林地利用线性光谱混合模型进行混合像元分解,得到健康刺槐、非光合作用绿色植被(NPV)、土壤的丰度图,定义刺槐林的健康分类等级:健康或轻度枯梢、中度枯梢、重度枯梢或死亡;3)利用决策树分类器对丰度图像、归一化植被指数(NDVI)以及经缨帽变换获取的亮度和绿度成分定义一组规则,进行刺槐林生长健康状况分类,分类结果与实地样方数据具有较好的一致性,利用林冠分级向导进行精度分析,精度达82.2%,Kappa系数为0.752。     

秦岭山地植被NDVI对气候变化与人类活动的响应

秦岭山地是中国中东部重要的地理界线和山地生态系统最为丰富的区域之一,对气候变化和人类活动的影响较为敏感。基于秦岭山地MODIS NDVI、气温、降水和DEM数据,利用线性趋势法、相关系数、偏相关系数和缓冲区方法,分析了植被NDVI对气候变化与人类活动的响应,结果表明:(1)2000—2015年秦岭山地植被NDVI总体呈线性增加趋势,占总面积的84.84%。减少趋势主要分布在中西部区域(中、高海拔地区)以及河流谷地、盆地,如汉中市、安康市和商洛市等城市附近区域。(2)2000—2014年秦岭山地植被NDVI与气温之间以负相关为主,与降水之间以正相关为主,同时气温、降水对植被NDVI的影响具有交叉作用,其中降水的交叉作用(10.05%)高于气温的作用(9.64%)。(3)市级较县级范围人类活动强烈,植被NDVI在1 km范围变化速率为正(植被增加)、2~5 km范围变化速率为负(植被恶化,可能遭受人为破坏)、6~10 km范围变化速率为正(人类活动相对较弱)、11~15 km范围变化趋于平稳(基本不受人类活动影响)。该研究可为秦岭山地植被生态环境保护和人类活动调整与限制提供科学依据。     

黄土丘陵区坡面尺度上不同植被格局下植物群落和土壤性质研究

通过对黄土丘陵沟壑区陕西延安羊圈沟小流域坡面上退耕还林还草后形成的林地(单一种植刺槐人工林)、草地(单一的撂荒草地)、草地-林地-草地(上坡位和下坡位撂荒草地,中坡位种植刺槐人工林)及林地-草地-林地(上坡位和下坡位种植刺槐人工林,中坡位为撂荒草地)四种不同的植被格局下植物物种多样性及土壤理化性质变化的研究,旨在揭示植被恢复过程中,坡面上植被不同的空间配置模式对植物物种的组成及土壤环境变化的影响.研究发现,4种植被格局下植物物种的多样性以单一的撂荒草地坡面最高,人工林的种植一定程度上影响了林下植物物种多样性的恢复,但整个灌木和草本的群落结构4种植被格局之间均未达到极不相似水平.土壤有机碳及总氮含量均以坡面上草地-林地-草地的空间配置格局最高且有机碳存在显著差异,而撂荒草地则在土壤水分的保持及改善土壤pH值上优于其他3种植被格局.     

新疆夏尔希里自然保护区表土孢粉与植被的关系

新疆夏尔希里自然保护区保持着较为原始的生态环境,是研究植被与环境变化的理想区域。通过在保护区内从海拔1 042~2 426 m的山地草原化荒漠带、山地干草原带和山地森林带采集的33个表土孢粉样品,结合对每个样点做的植被样方调查,根据孢粉数据进行有序聚类分析和冗余分析,探讨了表土孢粉组合特征与植被之间的对应关系。结果表明:3个孢粉组合带的特征与各垂直带植被总体上有较好的对应;藜科和麻黄属花粉含量与样方植物盖度无明显相关性,这两类孢粉呈现超代表性分布特征,应该是随气流从低海拔地带传播到山地高海拔地带的区域外花粉;桦属花粉和豆科花粉与对应的桦木林及锦鸡儿灌丛植被群落有较好的对应;A/C比值和孢粉总浓度大小在区分森林带与草原化荒漠植被带时有明显的指示意义;蕨类植物孢子与降水量和海拔高度正相关,豆科植物花粉与温度正相关。由于山地地形因素引起的土壤、水分及光照度差异,在相同海拔高度的阳坡与阴坡形成的森林植被和中山草甸植被交替的过渡植被,因此孢粉组合中出现较多的花粉混合,进而降低了云杉和桦属花粉与植被盖度的相关性,这类木本花粉与植被之间的数量关系较为复杂。该现象在植物生态学分析中具有普遍性,但对表土孢粉数据在植被与气候定量重建中的应用具有较大的影响。在运用山地表土孢粉数据进行植被与气候定量重建时,需要结合植被样方资料和沉积环境特征对表土孢粉数据进行校正和筛选。     

河北省片麻岩山区开发问题及对策

我省片麻岩类型山区面积约5000万亩,约占全省山区面积的42％。据专家测算,可供开发利用的面积在1000万亩左右。该类型山地在我省的深山、中山和浅山丘陵区均有分布,其中,太行山面积约为1780.98万亩,燕山面积约为3000万亩。 片麻岩是一种古老的变质岩,易于风化,含有钾、铁、镁、钙等多种矿物成分,营养元素比较丰富,可以发育成肥沃的土壤。片麻岩类型山区属半干旱,半湿润的大陆性季风气候,年均降雨量在 450～700mm,≥10℃积温为2300～4700℃,无霜期120～190天。水、土、热配合协调,为该类型山区的开发治理,发展林、果、粮生产提供了有利条件。     

1960-2018年中国西南地区旱涝急转的时空变化特征

基于 1960—2018 年的逐日降水观测数据,采用日尺度旱涝急转指数（DWAAI）计算方法,以生态地理区为框架,识别并分析了西南地区旱涝急转事件的时空变化特征。结果表明：西南地区旱涝急转事件的发生次数在 1960—2010年有增加趋势,在 2011—2018 年快速减少;旱转涝事件多发生在春夏季（4~8 月）,涝转旱事件则跨越了春、夏、秋季（5~11 月）;在云南高原常绿阔叶林、松林区（VA5）,西双版纳山地季雨林、雨林区（VIIA3）,闽粤桂低山平原常绿阔叶林、人工植被区（VIA2）,旱涝急转事件主要发生在夏季,而在湘黔高原山地常绿阔叶林区（VA3）和四川盆地常绿阔叶林、人工植被区（VA4）,旱涝急转事件主要发生在春季;旱涝急转事件发生次数的空间分布呈现东北多、西南少的格局;2000 年以来旱涝急转事件在滇中南亚高山谷地常绿阔叶林、松林区（VIA3）和闽粤桂低山平原常绿阔叶林、人工植被区（VIA2）发生次数减少,但有加重趋势,呈现极端化特征。     

三江并流区云南贡山片植被景观类型分布特征

以三江并流区云南贡山片为例,以Landsat ETM+影像为数据源,基于3S技术进行植被景观制图,分析景观类型的分布特征。结果表明:1.研究区是典型的高山峡谷地区,海拔3 000~4 000 m的区域占总面积近一半,坡度25°以上的山地面积占84.82%;景观类型分布受垂直空间分异主导;河流、河漫滩和湖泊等景观主要分布在平缓地段,自然植被景观多分布在25°~45°的陡坡上,人工植被景观分布的坡度范围相对较缓;自然植被景观在各坡向上的分布较为均匀;人工植被景观及积雪/冰川景观、岩石景观等分布则体现出一定的空间分异;2.山地森林植被构成研究区景观的基质类型;由于植被景观的垂直分异,构成基底的各类景观类型的优势度随海拔变化,河谷地段的中山湿性常绿阔叶林、中山-亚高山的铁杉-常绿阔叶混交林、亚高山-高山的云冷杉/落叶松林优势度较高,高山-亚高山以杜鹃灌丛为优势景观类型;3.从斑块粒度上看,小斑块数量最多,占总斑块数的80.87%,中斑块占11.36%,其余均在3%以下;优势自然景观类型具有较大的巨斑块数;巨斑块面积比例最大,达到68.99%,其余斑块大小等级的分布面积比例在3%~9%之间。     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0～100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量及其化学计量特征。结果表明:(1)不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。(2)不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60～100 cm呈增加趋势。(3)不同恢复植被土壤SOC:STN(C:N)、SOC:STP(C:P)差异不显著(P>0.05),刺槐的土壤STN:STP(N:P)显著高于其他植被类型(P<0.05),土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。(4)研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量(SWC)和土壤容重(BD)呈负相关,与...     

伊洛河流域典型地区森林景观格局动态

以野外调查资料和1983~1999年森林资源分布图为主要信息源,用ARC/INFO作为空间信息处理工具,采用斑块数、平均斑块面积、破碎化指数、斑块伸长指数、分数维、稳定度等指标分析了近20年来伊洛河流域中部典型地区的森林景观格局动态。结果表明,(1) 研究区内森林总面积在增加,斑块数量迅速增大,由556块增至1 494块。其中以刺槐林、经济林和杨树林斑块数量增加最多。景观破碎化程度明显加大。(2) 森林景观要素中灌木林、刺槐林、经济林、杨树林、栎林等斑块的面积有所增加,而非林地、荒草地、疏林、油松林等斑块的面积有所减小;除杨树林外,各森林类型斑块的平均面积都在减小。 (3) 研究区内沟谷植被覆盖面积共减少了220 827.9 hm²;丘陵森林覆被面积由1983年的161 870.4 hm²增加到1999年的312 599.7 hm²,增加了93.1%;斑块数目由79块增加到758块,增加了860%。而丘陵地区斑块平均面积却大大减小;山地森林覆被面积有所减少,由1983年的375 348.6 hm²减小到1999年的338 733.9 hm²,而斑块数却大幅度增加,由1983年的432块增加到1999年的1 127块,增加了695块。(4) 研究区南北山坡森林景观格局变化明显不同,这与南北坡土地类型不同、人类活动方式不同和地形地势的差别有关。     

中国暖温带山地植被生态学研究进展

山地生态学作为现代生态学研究的核心内容,主要研究在山地这一特殊的自然环境中,生物与山地环境之间的相互关系和各种生态过程的科学。而山地植被生态学始终是山地生态学研究重要的内容,目前已经成为一门独立的山地生态学分支学科。对中国暖温带山地植被数量分类和排序,植物群落多样性,植物区系,植被垂直分布,种间关系,植被带划分等方面的植被生态学研究现状进行了介绍和讨论,并对山地植被生态学未来的发展前景进行了分析和探讨。     

山地水土要素时空耦合特征、效应及其调控

我国是一个多山的国家,山地面积约占陆域国土的65%1),其地理环境的差异性和复杂性,以及人类活动的强烈性,导致山区人地关系具有鲜明的特殊性。山地是具有多样功能的自然综合体,发挥着资源供给、生态服务、环境调节等不可替代的功能,是国家生存与发展重要的自然基础。生态文明建设和国家全面建成小康社会,使得山地问题越发得到广泛关注,山区发展越发得到重视。本文结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目"典型山地水土要素时空耦合特征、效应及其调控",主要介绍该项目研究围绕国家重大需求,以水土要素为核心,研究其时空耦合的差异性和资源、生态效应,通过水土耦合格局、过程的机理揭示,回答对应的科学问题,为山区国土空间的优化与调控提供科学依据。     

四川森林的地域分异特点

四川的地形主要是山地,因而四川森林属山地类型,其中以松Pinaceae林和栎Fa-gaceae林为主。松林和栎林在四川森林中具有代表性。在地理分布上四川森林的地域分异极为明显。根据森林的地域分异特点,将四川林区划分为9个森林分布区。     

三峡库区不同垂直带森林土壤大孔隙染色实验

降雨过程中森林土壤大孔隙内优先流的发生,是森林植被调蓄径流和保持水土的主要方式。利用染色示踪法,对三峡库区宜昌大老岭-邓村地区不同垂直带内森林土壤大孔隙特征进行了实验研究。结果表明,山地植被-土壤类型的梯度变化使不同垂直带内土壤大孔隙数量差异显著,在土壤垂直剖面内呈现不同分布模式。亚高山阔叶林覆盖的山地棕壤下,土壤剖面染色面积比达62.3%,染色区域主要集中在根系发达的腐殖质层,染料下渗深度较浅。低山针叶林黄壤剖面染色比例低于亚高山阔叶林棕壤,但染料下渗深度较深可达69.5 cm,腐殖质层、淋溶淀积层和母质层间染色比例无显著差异。中山灌丛幼林黄棕壤剖面染色比例和染料下渗深度较小,腐殖质层染色比例显著高于淋溶淀积层,母质层几乎无染色现象。与森林土壤相比,低山弃耕坡地的染料下渗深度和染色面积比显著减小,染色区域集中在耕作表层。植物根孔、母质裂隙、土壤发育程度和土地耕作是造成山地不同垂直带间土壤大孔隙结构差异的主要因素。     

基于景观格局定量分析的流域治理--以文峪河流域为例

以航片、森林资源调查资料和林相图为基础资料,在地理信息系统软件及数据库管理系统的支持下,应用景观多样性指数、景观要素优势度指数、类斑形状指数、景观要素斑块分数维等景观格局分析指标,对流域景观空间总体分布、景观组成结构、景观要素斑块形状特征进行分析,揭示了山西文峪河流域植被景观的总体格局。基于分析成果,针对目前文峪河流域植被景观格局存在的问题,建议在今后的流域管理和建设中应开展的工作,即上游及中高海拔带重点进行寒温性针叶林保护;中下游山地积极增加阔叶林,营造混交林;河谷重点开展河岸植被和河岸林规划设计和建设。     

植被对水土流失防御作用的实验验证

植被对水土流失具有防御作用。为了验证植被对水土流失防御作用的存在和其防御作用的大小,人工堆积了面积750cm2的有植被覆盖和无植被覆盖的两堆土体,采用人工模拟降水的方法进行实验,持续10分钟左右降水,降水量为25.9mm。称量相应环节水土重量,对水土流失量和水土流失率、涵蓄水源率进行计量。发现无植被覆盖的土体水土流失率为4%,植被全覆盖的土体未有明显的水土流失现象;依据两种计算方法得出的土壤涵蓄水源率,前者为36.8%和23.6%,后者为51.3%和32.0%。实验从定量的角度验证了植被对水土流失防御作用的存在,同时提供了有植被覆盖的区域土壤涵蓄水源能力有明显提高的数据。