Temporal variation of over‐bank flooding of Wei River and its impact on a riparian wetland in Xi'an,China

Over‐bank flooding is one of the driving forces controlling ecological integrity of riparian wetlands. Indentifying natural over‐bank flooding regime and its temporal variations is crucial for developing conservation and restoration plans and making water resources management policies for these ecosystems. Along the midstream of the Wei River in Xi'an, China lies the Jingwei riparian wetland, which was well preserved until the 1970s. Based on historical record of hydrological and morphological data of the Wei River from 1951 to 2000, we analysed temporal variations of over‐bank flooding frequency, duration, and timing in this paper. The natural annual over‐bank flooding regime was identified as having an occurrence frequency of 2·2 times a year and average duration of 5·3 days; these flooding events typically occur between June and September with occasional occurrence in late spring and late autumn. Over‐bank flooding occurrence frequency and duration decreased significantly during the 1990s, seasonal events of over‐bank floods were changed through reduced flooding frequency during summer and disappearing flooding events in late spring and late autumn. Further investigations showed that reduced discharge in the Wei River was the principal cause for these changes in over‐bank flooding dynamics. Our analysis also showed that decreased discharge of the Wei River during the 1990s was attributed near equally to disturbances from human activities and decreased regional precipitation. Results from this study may help reestablish natural over‐bank flooding dynamics in order to ensure successful restoration of Jingwei riparian wetland. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

基于城乡互动的衡阳市城市空间结构重组:理论与实践

地方级中心城市的市域空间结构是全面反映城乡关系特征的空间尺度,也是体现中国城乡二元结构的基本尺度。因此,地方级区域空间结构重组的主要内容就是以协调城乡关系为主线展开的,在现代城乡关系理论的指导下,通过构建新的产业关系、优化区域城镇空间关系和等级规模结构、优化城乡通道系统、理顺城乡"流"动、探索新的城乡空间结构模式等措施,从而建立起符合区域发展实际和宏观社会经济发展大背景的城乡空间结构。以衡阳市为实证,论述了基于城乡互动的市域空间结构重组的具体途径与措施。     

海南岛橡胶农场可持续发展研究——以三道国营农场为例

调查了三道农场生态环境和社会经济状况,建议发展以生态旅游业为龙头的生态产业与生态恢复相结合改造橡胶农场,改变单纯依赖橡胶种植的脆弱经济结构.将农场的土地利用划分为天然林封育区、观光型生态农业区、药用植物资源保护及栽培区和生态旅游区共4个功能区.通过实施生态林业工程、生态农业工程和旅游配套工程等措施,发展生态观光农业和生态旅游业,走社会、经济和生态相协调的可持续发展的道路.     

退化羊草草原在浅耕翻处理后植物多样性动态研究

利用多年样方资料的统计分析,对退化草原群落浅耕翻处理后恢复过程中的生物多样性变化规律及引起这些变化的主要植物种群进行研究,结果表明：退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中其多度分布特征表现为个别种个体的快速富集（建群种）和少数种随演替进程的富集（优势种）,多度很少的种类（偶见种和伴生种）增加的过程,以上特征与恢复过程中羊草的增加密不可分。退化羊草草原在浅耕翻恢复过程中出现多样性指数的3个高峰期,但多样性指数总变化趋势为开口向上的抛物线状。物种多样性可作为丰富度与均匀度的一个综合反映,在退化草地改良恢复过程中均匀度起着更主导的作用。均匀性指数的整体趋势与多样性指数相似。群落主要植物种群与多样性指数存在着显著的相关关系,其中羊草、冷蒿、冰草、针茅、糙隐子草、变蒿、星毛萎陵菜的密度和生物量与多样性指数具有显著或极显著的线性回归关系。黄蒿的生物量、双齿葱的密度与多样性指数呈显著的线性关系。     

Landscape transformation of an Alpine floodplain influenced by humans: historical analyses from aerial images

Natural floodplains are spatially heterogeneous and dynamic ecosystems but at the same time, a highly endangered landscape feature due to climate change and human impacts such as water storage, flood control and hydropower production. Flow is considered a master variable that shapes channel morphology and the heterogeneity, distribution, and turnover of floodplain habitats. Despite their highly dynamic nature, the relative abundance of different habitat elements (islands, gravel bars) in natural floodplains seems to remain relatively constant over ecological periods and is referred to as the shifting mosaic steady state concept. In this conceptual context, we analysed spatiotemporal changes in relative habitat abundance and channel complexity of an alpine floodplain from its near natural state in 1940 before water abstraction and levee construction until 2007 using historical aerial images. Within the first decades of impairment, the relative abundance of floodplain habitats that depend on flood and flow pulses such as parafluvial channels and islands shifted toward a greater abundance of terrestrial forest and grassland habitats. After 1986, the duration and frequencies of high‐precipitation events (>60 mm 24 h^–1) triggering major, channel‐reworking floods increased substantially and caused a restructuring of the floodplain and decrease in the abundance of more terrestrial habitat types. These results are contrary to expectations of the shifting mosaic steady state concept yet suggest its potential application as an indicator of landscape transformation and human impacts on floodplain ecosystems. Last, the results raise the applied question as to whether an increased frequency of high flow events induced by climate change can contribute to floodplain restoration. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

陕北黄土高原中部生态修复对局地气候的影响

利用陕北黄土高原2000—2019年MODIS产品的MOD13Q1数据，定边、安塞、志丹、子长、延安气象站1990—2019年月（年）平均气温及最高（最低）气温、降雨量、降雨日数等资料，通过差值（比值）、相关系数、线性回归等方法，对陕北黄土高原生态修复显著区（志丹、安塞、子长、延安）和非显著区（定边）在生态修复前（1990—1999年）和生态修复中（2000—2019年）的气象要素变化进行了对比分析。结果表明：（1）生态修复中显著区、非显著区的归一化植被指数随年份以0.123、0.081/10 a增加，显著区的气温上升速率为非显著区的1.5倍；显著区和非显著区年平均气温分别以0.164、0.467 ℃/10 a速率上升，平均降雨量分别以39.95、25.56 mm/10 a的速率增加，显著区较非显著区升温明显缓慢，但平均降雨量的增加速率明显大于非显著区。（2）生态的显著性修复在2012年之后对年平均气温上升的抑制作用凸显，显著区和非显著区年平均气温差值出现突变发生在2013年，此年为生态修复对年平均气温影响的关键时间点；生态修复显著区在植被生长季（4—9月）对年平均气温上升的抑制较为明显，7月最为明显，显著区较非显著区年平均气温降低了1.05 ℃；对最高气温的抑制出现在7—8月，对最低气温的抑制出现在5—6月。（3）生态修复中（2013—2019年）显著区的降雨日数较修复前明显偏少近6 d，其减少主要是小雨日数的减少，中雨以上的降雨日数均随着生态修复的开展呈增加趋势；显著区植被生长季降雨量增加最为明显，降雨量的增加主要表现为中雨以上降雨日数的增加；1—7月随着植被覆盖度不断增加，显著区与非显著区不同等级降雨日数差值逐渐增大，7月达到最大，8—12月，随着植被覆盖度不断降低，降雨日数的差值又逐渐减小。     

川气东送管道工程沿线地质灾害及防治对策分析

川气东送管道工程是国家跨区域重大天然气管网工程,路线全长1559km。管道沿线地质环境条件复杂,地质灾害异常发育。笔者在对沿线地质灾害调查的基础上,开展了地质灾害危险性评估,并提出了具体的对策建议,主要取得了以下认识：1）川气东送管道沿线地貌类型众多、活动构造复杂、岩土体工程地质条件及水文地质条件差异较大,人类工程活动强烈,地质灾害异常发育。2）研究区突发性地质灾害与缓变性地质灾害并存,共发育隐患点260处,其中崩塌88处、潜在不稳定斜坡74处、滑坡52处、地面沉降36处、泥石流10处。3）地质灾害危险性大的地质灾害点共16处,危险性中等的9处,其余为危险性较小的地质灾害隐患点。4）提出了各类地质灾害点的防治对策建议,为管道工程沿线地质环境安全提供了基础地质依据。     

祁连山自然保护区煤矿修复区地表节肢动物分布特征及其影响因素

恢复人工植被是祁连山自然保护区矿区废弃地修复的主要手段,经过近5年的修复,矿区废弃地修复区地上植被盖度明显提高,但关于作为评价土壤修复效果重要指标的土壤动物群落变化的认识还很有限。以祁连山自然保护区典型煤矿废弃地为研究对象,采用野外调查的方法对比研究了煤矿修复区和毗邻区（原始地貌）大型土壤动物分布特征及其影响因素。结果表明：（1）修复区植物丰富度、生物量、盖度及土壤粗砂、有机质、全氮含量均显著低于毗邻区（P<0.05）,而土壤水分、细砂、黏粉粒、全钾和全磷含量差异不显著（P>0.05）。（2）修复区土壤动物活动密度和多样性均显著高于毗邻区,修复区和毗邻区土壤动物均以蝗科（12.7%和55.7%）和蚁科（14.4%和49.6%）为主;进房沟、水磨沟和柳树沟煤矿修复区及毗邻区土壤动物群落相似性分别为39.9%、52.9%和43.4%。（3）土壤有机质含量是影响煤矿修复区和对照区捕食性土壤动物群落变化的主要因子,而草本物种数和土壤粗砂含量是影响植食性土壤动物群落变化的主要因子。总之,人工修复后煤矿废弃地修复区土壤动物个体数均高于对照区,部分矿区修复生境类群丰富度及多样性已经超过了毗邻区,这表明蚂蚁、步甲和蝗虫等地表节肢动物对煤矿矿区覆土恢复植被和封禁等措施驱动的植被和土壤环境变化响应敏感。因此,还需要优化植被及土壤修复模式,提高土壤动物多样性及多功能性,使矿区废弃地生态环境能够得到快速修复。     

荒漠绿洲湿地水分来源及植物水分利用策略

水分是干旱区不同景观界面间的水分循环过程与水力联系的主体,维持着干旱区湿地生态系统的结构与功能。为量化水分来源及其对植物水分的贡献率,以河岸灌木湿地和草地盐沼湿地为研究对象,通过测定降水、径流、地下水、土壤水和植物水中δD、δ¹⁸O组成,利用多源线性混合模型分析水分来源对荒漠植物水分利用的贡献率。结果表明：（1） 黑河流域荒漠绿洲湿地年均降水量104.6 mm,约占蒸散量（604.47 mm）的17.03%,具有明显的季节性分布特征。地下水位与土壤含水量的波动取决于河流距离,离河道较近的河岸灌木湿地地下水深度及土壤含水量随季节波动较小,而离河道较远的草地盐沼湿地则变化很大。（2） 当地大气降水线δD=6.33δ¹⁸O+4.04 （R²=0.931）,斜率和截距均略小于全球大气降水线则符合黑河流域湿地整体降水少而蒸散量大的特点。黑河径流δD和δ¹⁸O均值分别为-43.80‰±12.09‰和-8.65‰±23.33‰,地下水为-50.98‰±13.18‰和-9.74‰±25.49‰,土壤水为 -42.07‰±6.89‰和-7.22‰±2.49‰,植物水为-51.84‰±14.46‰和-8.50‰±24.13‰。（3） 地表蒸发是荒漠绿洲湿地土壤氢、氧同位素富集的主要原因。地下水和河水分别是草地盐沼湿地与河岸灌木湿地的主要水分来源,贡献率分别约为61%和50%,表明湿地植物相比于干旱区脉冲式降水更依赖较为稳定的水源。（4） 植物根系深度和毛细根分布是决定荒漠绿洲湿地植物水分利用策略的重要因素。