基于节水型生态系统的干旱区草地建设对策——以民勤绿洲为例

在论述了节水型生态系统基本概念的基础上,确定了民勤绿洲兼顾生态保护与经济建设的发展方向--草畜产业。发展节水型灌溉草地不仅是草畜产业的基础,而且是转变用水方式及经济增长方式的有效途径。在此基础上提出了民勤绿洲草地建设的对策与建议。     

高寒干旱退化草地披针叶黄华群落土壤种子库

以石羊河上游高寒干旱退化草地披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）群落为研究对象,采取现场植物测定与土壤采样分析相结合的方法,对祁连山北坡中山区的皇城盆地实验地土壤种子库的基本特征以及与地上植被的关系进行了对比研究。结果表明：植被物种共有14种,隶属于7个科,物种在植被群落中优势度的变化差异明显。在披针叶黄华盖度梯度下,可食草优势度之和始终不小于不食草,其它不食草都未稳定存在。土壤种子库中共检测出草本植物16种,隶属于11个科。可食草种类以禾本科、菊科和豆科为主,共10种,种子库密度为5 837±4 659个·m^-2,占21.1%,不食草种类以菊科为主,共6种,密度为21 727±14 514个·m^-2,占78.9%。在不同植被覆盖度梯度下,可食草土壤种子库密度明显小于各梯度不食草密度,功能群物种呈现单峰分布格局,可食草种子的物种数为明显的下降趋势,不食草种子的物种数变化趋势与可食草的相反。可食草相似性系数呈现降低的状态,由梯度I的0.545降为梯度V的0.286;不食草的相似性系数呈现升高的趋势,由梯度I的0升为梯度V的0.667。     

若尔盖盆地沙漠化驱动机制

作为世界上最大的高寒泥炭沼泽湿地,若尔盖盆地是黄河水源的重要补给区,素有黄河"蓄水池"之称.作为生态敏感区,在自然环境和不合理的人为活动的影响下,若尔盖盆地出现了湿地萎缩、草场退化、沙地增加等一系列严重的生态环境问题.本文通过分析若尔盖盆地沙漠化现状及其驱动因素,进而阐述和分析沙漠化驱动机制.结果表明:若尔盖盆地广泛分布的古风沙沉积物是现代沙漠化的沙物质来源,地表致密草皮层的机械破坏,使下伏松散的古风沙沉积物暴露,是形成沙漠化的关键一步;随后在风蚀、雨水冲刷及生物因素的共同作用下,松散的古风沙沉积物被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,风沙活动加剧,形成风沙沉积;若尔盖沙漠化是人为因素与自然因素共同作用的结果,其中人为因素是其主导驱动因素,鼠类活动和热融沉陷、滑塌是沙漠化的诱发因素.     

2000-2012年中国北方草地NDVI和气候因子时空变化

利用2000-2012年的MODIS NDVI数据,结合中国北方187个气象基准站年均温度和年降水量资料,对2000-2012年中国北方草地NDVI的时空变化特征和同期年均温度、降水量动态变化进行了分析。结果表明:(1)草地NDVI无明显变化的区域占北方草地总面积的64.35%,以荒漠草地为主;草地退化区域的面积(占北方草地总面积的23.97%)大于改善区域的面积(占北方草地11.68%)。(2)NDVI变异系数分析结果表明,2000-2012年以来中国北方草地68.37%区域呈稳定状态。其中,荒漠草地植被变异性较小,处于相对稳定状态的草地占其总面积的79.73%;而灌丛草地和典型草地的变异性较大,变化显著的草地分别占其草地面积的41.55%和45.92%。(3)北方草地区中,54.04%的区域年均温度呈升高趋势,大于温度呈降低趋势的区域,温度升高幅度最大为0.159 ℃·a^-1;年降水量呈增加趋势的面积达71.01%,远大于呈减少趋势的面积,降水量增加的最大幅度为23.29 mm·a^-1。     

科尔沁沙质草地纤维素分解菌的筛选、鉴定及其分解能力

从科尔沁沙质草地土壤中,通过分离、纯化、初筛和复筛得到2株分解纤维素(CMC)能力较强的真菌(NM1-1和NM1-2),采用形态学和rDNA-ITS分子生物学相结合的方法鉴定分别为伪弯头曲霉(Asperigillus pseudodeflectus)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。NM1-1和NM1-2对布条的分解效果较好,30 d的分解率分别达到15.69%和16.91%;凋落物分解试验表明,加NM1-1和NM1-2的草地凋落物分解率在30 d内分别达53.61%和45.72%,分别比对照高7.70和6.42倍。NM1-1和NM1-2的CMC酶活性显著高于其生存的土壤环境。科尔沁沙质草地土壤高效纤维素分解菌的分离和筛选不仅补充了沙质草地土壤功能微生物库,同时对沙地凋落物分解和土壤有效养分输入起到促进作用。     

基于CSCS改进CASA模型的中国草地净初级生产力模拟

将草原综合顺序分类系统（CSCS）中的热量指标（∑θ）和湿润度指标（K）引入CASA模型。利用该模型模拟了2004-2008年中国41个草地类的净初级生产力（NPP）,并分析了其时空变化和不同草地类NPP变化。结果表明：2004-2008年中国草地NPP模拟平均值与实测平均值分别为503.8 g·m^-2·a^-1和567.3 g·m^-2·a^-1,两者较为接近。各类草地的平均误差和平均相对误差均值分别为4.85 g·m^-2·a^-1和7.6%。草地NPP的实测值和模拟值相关性较好。改进CASA模型模拟值比Miami和Thornthwaite Memorial模型模拟值更接近实测值。NPP空间分布呈东高西低,南高北低,从西北向东南逐渐增加的趋势,体现了K和∑θ的水平和垂直地带性分布规律。2004-2008年中国草地NPP总体呈现增加趋势,其总量增加了23.0%。草地NPP年均值在不同植被类型中差异显著,分布规律与CSCS划分草地类的K和∑θ密切相关。总之,改进后的CASA模型模拟精度较高,实现了草地NPP模拟与草地分类的相互关联。     

内蒙古中部MODIS植被动态监测分析

对中分辨率成像光谱仪(MODIS)250m空间分辨率的每8天NDVI卫星遥感数据,利用年平均NDVI及一元线性回归方法,分析了2000-2008年内蒙古中部地区植被变化趋势。结果表明,近9年内蒙古中部地区79.60%地区的植被总体上保持稳定,17.33%的地区得到了明显改善,3.06%的地区仍存在较强的退化或沙化趋势。退化或沙化地区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,成条带状分布,反映了农牧交错带地区生态仍然较为脆弱,需要进一步关注和保护,东南部地区的植被恢复明显。植被年际动态主要受该地区暖干化气候影响,气候变暖造成植被NDVI增加,而降水波动导致NDVI随之变化,降水的作用是气温的2.8倍,有些地区可达到11倍之多。     

生态补偿机制中若干关键科学问题——以甘南藏族自治州草地生态系统为例

以甘南州草地生态系统水源涵养服务为例,构建以机会成本、交易成本和实施成本为参数的参与成本模型确定生态补偿标准。基于生态补偿资金效率的考虑,构建以土地所有者提供的生态系统服务、土地所有者的参与成本和生态系统服务受损风险为参数的空间选择模型,以乡镇为研究单元,对生态补偿区域进行选择,采用聚类分析将全州划为5大等级补偿区:优先补偿区、次级优先补偿区、次级补偿区、临界补偿区和潜在补偿区或可能补偿区,并对各类补偿区的特征进行了分析。构建生态补偿额基尼系数与生态补偿资金效率评价模型,分别评价了补偿额在受偿群体和补偿区域中分配的公平性、合理性与不同等级补偿区的补偿效率。结果表明:①以草地生态系统服务功能的价值(4776.4元/hm²·a)和机会成本(621.3元/m²·a)作为补偿标准的上下限,结合参与成本确定甘南州草地生态系统补偿标准为1999.8元/hm²·a;②草地生态系统的补偿优先度与生态重要性、生态脆弱性呈现出吻合趋同的状态,即草地生态系统优先补偿区既是高效补偿区,又是重要生态区和生态脆弱区;③受偿者(草地生态系统水源涵养服务供给者)得到的补偿额有明显不均衡状态,而在补偿区域(草地生态系统)上的分配却处于绝对平均范围内;④草地生态系统补偿区的优先等级次序与补偿效率吻合,即草地生态系统的优先补偿区的补偿效率最高,每元获取的草地生态系统水源涵养服务为38.18,是临界补偿区的14.68倍;次级优先补偿区的效率仅次于优先补偿区,每元补偿的生态系统服务为21.02。     

草地不同盖度条件下地温变化规律初探

通过对生长季4个不同盖度地段地温平行观测资料的分析,揭示不同盖度地温变化的规律,制定出盖度对地温影响的2个阈值指标是25%和55%,建立不同盖度草地地面温度与气温的相关关系式。