黄土高原不同类型旱区旱作粮田深层土壤干燥化特征

随降水量趋势性减少和粮食产量不断提高,黄土高原旱作粮田深层土壤干燥化现象日益显现。在黄土高原不同类型旱区,测定了32类旱作粮田0～600cm土层土壤湿度,分析和比较了各类粮田深层土壤贮水量、土壤湿度剖面分布和土壤干燥化强度。结果表明：①32类旱作粮田0～600cm土层土壤湿度、土壤贮水量和土壤有效贮水量分别为13.90%、1084.4mm和573.7mm,其中有16类粮田发生了土壤干燥化现象,土壤水分过耗量平均值85.1mm;②有28类旱作粮田100～400cm土层为土壤干层,其中夏粮田土壤干层厚度大于秋粮田,最大耗水深度接近或超过600cm;③32类旱作粮田和16类干燥化粮田土壤干燥化指数分别为110%和83%,分别属于无干燥化和轻度干燥化强度,土壤干层厚度平均值为267cm,以半干旱偏旱区粮田土壤干燥化程度最严重。     

鄂尔多斯高原沙地草地荒漠化景观现状的定量分析

基于相互垂直的2条5km长的样线的野外调查,分析了鄂尔多斯高原东南部地区沙地草地的景观现状.对2条样线上的斑块出现的频度的统计分析表明,该地区景观以小尺度斑块为主,有95%以上的斑块直径小于50m,平均斑块直径只有15m,但仍有较大面积的流沙斑块存在.对沿样线的裸地百分比盖度的半方差分析揭示了该区域荒漠化景观依赖于空间尺度的环境异质性,所调查的沿样线裸地百分比盖度的分维,接近于2,说明其空间异质性主要集中在较小的尺度上.这说明该区景观较为稳定,但沙化面积有扩大的趋势.     

西藏高原草地生态系统及其生态修复研究

文章在查阅相关文献的基础上,开展实地考察、咨询专家学者和有关管理部门,对西藏高原草地研究进行梳理归纳形成了4个时段;同时评析了不同调查结果的西藏草地面积,认为第二次西藏草原普查的8820.15×104 hm2比较符合现状;对西藏高原草地生态系统目前面临的最大问题—草地退化进行了探究,截至2012年,西藏天然草地退化面积达2355.54×104 hm2,占全区可利用草地面积的30.53%,其中草地退化以轻度退化为主;同时为更好地保护高寒特殊地区草地生态系统、确保其可持续发展,从现代生态修复学原理,提出几点生态修复技术措施的建议,为有关决策和研究提供参考。     

Growth release and growth inhibition of Pinus tabulaeformis forest in the Loess Plateau of western Shanxi Province,China北大核心CSCD

There has been increased focus on the impacts of climate change on vegetation growth, and human activities that interfere with the vegetation. Discussing the effects of climate change and thinning activity on forest growth is essential to expand plantation areas. In this study, the dendroecological method was used to analyze the radial growth of Pinus tabulaeformis to reveal the impacts of climate change and human activities on forest stand growth. These samples were derived from three different density areas of P. tabulaeformis forest at the Linfen City of Shanxi Province (the east of Loess Plateau). The correlation analysis between tree ring width index and climatic factors indicated that the growth of P. tabulaeformis was negatively related to precipitation in January and the monthly maximum temperature in December of the previous year, whereas positively correlated with precipitation in July and the monthly maximum temperature in October in that year. The phenomena of growth release and inhibition could be attributed to the impacts of climate change and thinning during 1978-2003. However, growth inhibition was closely related to unsuitable climatic conditions. Plot 1 showed a moderate growth inhibition period when the growth variation was less than -50%, and growth release was caused by thinning. The growth variation was greater than 47% in the period of growth release. Moreover, a slight growth release occurred due to tending in plot 2, and the rate of growth change exceeded 39%. A slight growth suppression induced by uncomfortable climatic condition caused growth variation less than -32% and a moderate growth release by the interaction of cutting and comfortable counterpart made variation rate larger than 75% in plot 3. The release effects of thinning can last for about 5 years. In summary, inappropriate climatic conditions can inhibit the growth of trees, and thinning can promote tree growth by about 5 years. The results can provide a reference for local forest management. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

高通量测序分析黄土高原退耕还林区土壤细菌群落特征

为分析不同植被恢复模式下土壤细菌群落特征,探讨微生物在植被恢复过程中对黄土高原退耕还林区土壤生态系统的作用,采用高通量测序技术,以山西吉县典型森林生态系统人工林（人工刺槐林、人工油松林）、天然次生林和荒草地为研究对象,分析其土壤细菌α多样性、群落结构特征、功能预测以及土壤环境因子与细菌群落的相关性.结果表明,各恢复模式共得到25门、66纲、129类、240科、392属、760种和2213 OTUs;细菌群落的丰富度存在显著差异,均表现为草地 > 天然次生林 > 人工刺槐林 > 人工油松林.在门分类水平上,天然次生林和草地与人工林之间群落的相对丰度变化存在差异性,但差异性不显著.α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和δ-Proteobacteria在天然次生林土壤中的相对丰度要高于其他4种恢复模式,而在草地中的相对丰度最低.在土壤环境因子中TN和pH对土壤细菌群落的影响较大,优势细菌门类与TN和pH具有显著相关性,其中TN与Actinobacteria （放线菌门）呈显著正相关,pH与Proteobacteria （变形菌门）呈显著正相关,与Actinobacteria （放线菌门）呈显著负相关,而Acidobacteria （酸杆菌门）与TN和pH均呈显著负相关关系.土壤细菌群落主要涉及细胞运动,信号转导机制,氨基酸转运和代谢、辅酶的运输和代谢等24个二级功能,均表现出功能上的丰富性.本研究结果可为黄土高原退耕还林区植被恢复的效益评价提供良好的数据基础,并为人工林的合理经营提供科学依据.     

青藏高原典型区域资源环境与社会经济耦合分析

资源环境与社会经济之间的协调关系对区域可持续发展具有重要意义.本研究以青藏高原典型区域玉树藏族自治州为研究对象,综合运用数量耦合方法（耦合协调度模型）和速度耦合方法（Tapio脱钩模型）讨论区域资源环境和社会经济体系相互关系在时间序列上的变化,分析二者之间的耦合协调关系及演变过程.结果显示：①受耕地面积变化、林业和草原有害生物防治强度变化的影响,研究区2016年处于重度失调型,典型研究区域在其余年份均处于中度或轻度失调型,区域资源环境和社会经济发展协同效应不高.②总体而言,研究区的社会经济与资源环境水平、资源环境压力和资源环境体系3项指标之间均呈强脱钩状态,区域资源环境和社会经济体系处于良性发展状态.综上,近年来青藏高原典型区域的社会经济发展水平不断升高,资源环境体系发展水平有待提高.     

黄土坡耕地退耕还林后土壤性质变化研究

退耕还林是治理黄土高原水土流失的根本措施。论文以退耕历史较长的黄土丘陵沟壑区安塞县为例,选取不同类型植被恢复和不同恢复年限的退耕样区,探讨了退耕还林还草对土壤理化性质的影响。结果表明,坡耕地退耕后,遭侵蚀破坏的土体构型渐趋恢复,土壤容重、pH值减小,毛管孔隙度、饱和含水量等增大;土壤有机质增加了2.75倍,碳增加了27.29%,氮增加了46.79%;而且,土壤速效养分增加的速度大于土壤全量元素增加的速度。土壤质量恢复效益最大的是刺槐林地,其次是柠条灌木地,最小的是撂荒地。混交林土壤全氮含量最高,柠条最利于铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的积累。不同类型植被,土壤速效养分的差异比土壤全量元素间的差异明显。随恢复时间的增加,土壤结构不断得到改善,土壤有机质、全碳、全氮以及主要离子含量呈明显增加趋势,土壤速效养分增加更明显。土壤有机质在植被恢复5年以上开始明显增加,土壤碳、氮和速效养分则在10年以后增加明显。     

陕北黄土丘陵区撂荒演替过程中的土壤水分效应

根据陕北黄土丘陵区17块不同撂荒年限样地土壤水分的普查和10块样地土壤水分的定位测定,利用多元回归分析和通径分析法研究了植被恢复过程中土壤水分的变化和各植被、土壤因子对土壤水分的作用效应:①农田撂荒后,随着植被的恢复,因群落生物量、植被盖度和土壤有机质等这些对土壤水分有直接作用因子的变化,而间接表现为随着撂荒年限的增加,土壤含水量越来越低,而土壤水分的波动却越来越大;②用地形因子(包括坡度、坡向和海拔)、土壤因子(地表土壤容重和有机质含量)和植被因子(地上生物量和植被盖度)可以较好地对土壤水分做出多元拟合,影响表层土壤水分含量和根系层水分波动的主导因子是植被盖度,而影响深层土壤水分波动的主导因子是地上生物量;③土壤水分两次测定期间深层储水量差值与累积降雨量成显著正相关,说明土壤水分测定下边界存在上渗与下渗运动,而且储水量差值多数为正值,说明是以下渗为主。因此O根据土壤水分来估算群落蒸散时会有正的系统误差。为此论文将深层储水量差值作为补偿调节因子自变量,以提高多元拟合精度。拟合结果说明群落蒸散可由群落生物量、群落盖度、坡度、坡向和土壤表层容重或坚实度来估计。在植被恢复过程中影响群落蒸散的最大因子是群落蒸腾,其次是植被盖度。     

利用SAGE Ⅱ卫星资料分析青藏高原上空臭氧垂直廓线

利用1985-2002年SAGE Ⅱ卫星资料获取青藏高原地区上空大气臭氧垂直廓线,分析其变化规律.结果表明:①卫星资料与地面臭氧探空资料有很好的一致性;②青藏高原上空大气臭氧垂直廓线存在南北间的差异和季节变化,夏秋季臭氧廓线极大值出现的位置比冬春季高出1～2 km(高原南部)和2～3 km(高原北部);③臭氧数浓度在10～20 km的高度存在明显季节和南北区域差异;④与同纬度其他地区的平均值相比,夏季(6-9月)臭氧低值主要出现在15～20 km的高原对流层顶附近,最低值出现在18 km附近,而冬季这种差异相对较小.      

黄土区不同配置人工林物种多样性研究

以黄土高原山西省方山县下昔沟流域为研究点,采用标准样地调查法,应用物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、群落均匀度指数研究15种不同配置的人工林的а多样性动态特征,结果表明,在立地条件、密度、林龄相同的情况下,油松和刺槐这两种针阔混交林下的灌、草层Shannon-Weiner index、Pielou index、Richness指数最高,Simpson index最低;纯林中阔叶林下的灌、草层Shannon-Weiner index、Pielou index、Richness指数高于针叶林,但Simpson index低于针叶林;针叶林下的灌、草层Shannon-Weiner index、Pielou index、Richness指数最低,但Simpson index最高。研究结果为：针阔混交林更有利于林下植被的发育和更新,加速黄土区生态系统的恢复。