放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤环境的影响

以祁连山北支冷龙岭东段南麓的干柴滩夏季牧场集体长期混合(藏系绵羊、牦牛)放牧的高寒金露梅Potentilla froticosa灌丛草场为对象,利用空间分布代替时间演替的方法,采用方格网法取样分析,研究了土壤容重、土壤水分、土壤养分等的变化,结果表明:随着放牧压力梯度的增加,灌丛斑块和丛间草地斑块0～10 cm土层密度显著增加、毛管孔度下降显著,而10～20 cm土层的变化不显著.随放牧压力梯度的增加,土壤水分减少,金露梅灌丛0～10 cm土壤水分低于10～25 cm土层的,而丛间草地的相反.随着放牧压力梯度的增加,金露梅灌丛和丛间草地的土壤水分逐渐减少.随放牧压力梯度的增加,0～25 cm土层的土壤有机质由108.73 mg·g-1下降到80.30 mg·g-1;金露梅灌丛和丛间草地0～10 cm土壤全氮、全磷均显著降低,其中全氮平均降幅达17.07%,全磷平均降幅为29.14%,而10～25 cm土层的全氮、全磷变化不显著;放牧使土壤速效钾显著增加,其中丛间草地的增幅是41.9%,灌丛的增幅为30.18%;放牧使0～10 cm土壤pH值显著升高,对丛间草地的pH值影响比灌丛的大.     

放牧干扰对祁连山高寒金露梅灌丛草甸群落的影响

以祁连山北支冷龙岭东段南麓的甘柴滩夏季牧场集体长期混合(藏系绵羊、牦牛)放牧的高寒金露梅Potentilla froticosa灌丛草场为对象,利用空间分布代替时间演替的方法,采用方格网法取样分析调查,对不同放牧压力梯度下金露梅灌丛群落的结构、组成、物种多样性、地上生物量进行研究,结果表明:①放牧居住点由远到近,放牧压力梯度不断增加,金露梅株高、密度、覆盖度、地上生物量和丛间草地的地上生物量均有不同程度的降低,地上的总生物量降低幅度达84.77%.金露梅株高与放牧压力梯度遵循对数方程;而金露梅密度、覆盖度、丛间草本地上生物量与放牧压力梯度呈幂函数关系.②随着放牧压力梯度断增加,金露梅灌丛下层群落的物种组成及其结构有显著变化.禾本科、莎草科和杂类草植物的地上生物量均有不同程度的下降,而杂类草的地上生物量占地上草本植物总生物量的比例由56.0%上升到79.69%;莎草科生物量占地上草本植物总生物量的比例略有所上升;禾本科的地上生物量占草本植物地上总生物量的比例南31.2%下降到9.6%.     

放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤微生物的影响

以祁连山北支冷龙岭东段南麓的甘柴滩夏季牧场集体长期混合(藏系绵羊、牦牛)放牧的高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草地为对象,采用平板涂抹分离法和氯仿熏蒸法对不同放牧压力梯度下土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)和土壤微生物碳、微生物氮量进行研究,结果表明:不同放牧压力梯度下,金露梅灌丛和丛间草地土壤微生物以细菌占绝对优势,放线菌和真菌较少,垂直分布明显;随着放牧压力梯度的增加,金露梅灌丛和丛间草地,0～25 cm土层中的细菌、放线菌、真菌及微生物碳和微生物氮数量呈降低趋势,其降低程度与放牧压力梯度呈直线正相关.与无放牧金露梅灌丛相比0～25 cm土层的细菌、真菌、放线菌最大降幅分别为49.64%、37.76%和46.64%;金露梅灌丛土壤微生物碳量占土壤有机碳的比例变化为0.85%～0.43%,微生物氮占土壤全氮的0.90%～1.11%,微生物量对土壤营养库的贡献率较低;土壤微生物量和土壤有机质呈显著线形正相关;土壤细菌数量和土壤水分呈显著线形正相关.     

不同放牧强度下羊草和大针茅草原土壤含水量的空间变化

近年来不合理的放牧体制造成内蒙古地区土壤退化严重。基于内蒙古草原生态系统研究站建立围封(UG79)、冬季放牧(WG)、持续放牧(CG)和过度放牧(HG)条件下羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)草原试验区研究不同放牧强度和植被覆盖条件下土壤含水量的空间变化。试验共分为5个小区,分布为:LUG79、LWG、LHG、SUG79和SCG。试验利用GPS在每个小区建立1个长135 m,宽105 m,共计100个测量点的空间区域,通过利用HH2 Moisture Meter测量土含水量并研究其空间变化情况。结果表明:降水是引起区域土壤含水量变化的主要因素,是引起土壤含水量空间变异的关键因子。在羊草区,LWG土壤含水量(0.29~0.05 cm3·cm-3)高于LUG79(0.24~0.03 cm3·cm-3),而LHG由于过度放牧导致最小的土壤含水量(0.21~0.01 cm3·cm-3)。在大针茅区SCG土壤含水量(0.28~0.07 cm3·cm-3)要大于SUG79区(0.27~0.05cm3·cm-3)。相较于围封而言,SCG和LWG区在适度的持续放牧与冬季放牧方式下能增强土壤对水分的保持能力,说明适度的放牧强度能增加土壤含水量。在围封区域SUG79区的土壤含水量高于LUG79区的土壤含水量。从地统计分析结果看,每个试验区的土壤含水量空间分布均具有一定的稳定性,其空间结构比均高于97%。但两个围封的UG79区土壤含水量空间分布比放牧的CG、WG和HG试验区更稳定,说明放牧对土壤含水量空间分布的稳定性有一定破坏作用。     

冻融作用下藏北高原牦牛和藏绵羊粪便降解及养分变化特征

冻融是影响高寒草地土壤理化和生物学特性的重要因素,冻融期放牧牲畜粪便沉积及其降解特性也可能受到冻融作用复杂且不容忽视的重要影响,而目前关于冻融对高寒草地牲畜粪便降解及养分变化的影响效应和作用机制尚不清楚。选取季节性冻融藏北高原牦牛和藏绵羊粪便开展30 d室内冻融模拟试验,分别在冻融0、5、15和30 d后采集两种粪便样品进行理化和养分指标测定,探究不同冻融时间对牛羊粪便降解及其主要养分变化的影响。结果表明,1)冻融试验期内牛粪含水量与干物质量在前15 d冻融循环中均显著降低(P<0.05),羊粪含水量在前5 d冻融中下降了82.6%;反复冻融易破坏粪便降解初期的物理结构,加速粪便含水量及牛粪干物质量的损耗。2)牛粪铵态氮(NH₄⁺-N)含量在冻融后第5 d达到最大值(415mg·kg^-1),且牛羊粪硝态氮(NO₃^--N)含量在0-15 d冻融过程中显著降低(P<0.05),冻融初期有机氮矿化增加和反硝化速率增强可能是导致NH₄⁺     

基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征

基于MOD16 遥感数据集,在ERDAS IMAGINE 2013 遥感图像处理系统的支持下,通过空间建模,计算蒸散多年年平均值和月平均值,并生成图像;结合陕西省矢量边界图、土地利用矢量图,统计不同时间尺度统计行政区域和不同土地利用类型的蒸散值.在ARCGIS 10 系统中,制作陕西省2000-2013 年年、月平均蒸散分布图.利用线性回归进行蒸散时间趋势分析,采用相关系数的统计检验方法进行显著性趋势检验.进而研究了陕西省2000-2013 年蒸散量的空间分布特征和时间变化规律,分析了不同类型下蒸散量的差异性变化特征.结果表明：（1）全省年蒸散量在波动中缓慢上升,波动范围为448.0～533.3 mm·a^-1,年平均值493.3 mm·a^-1.各月蒸散量的年际变化具有季节分异特征,秋末至仲春的月蒸散具有减少的趋势,春末至仲秋的蒸散具有增加的趋势.年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,蒸散主要集中在5-9 月份,最高、最低值分别出现在8 月和11 月.（2）多年平均蒸散空间格局呈现北低南高的分布规律,高植被覆盖区蒸散量较大.蒸散变化趋势不明显的面积占77.2%,蒸散显著、极显著增加的像元主要分布在陕北地区、关中地区西部和陕南丘陵浅山区,蒸散显著和极显著减少的像元主要分布在关中城市群.（3）土地利用特点影响着陕西省蒸散量的分布状况,蒸散强度大小按类型排序依次为森林〉草地〉农田〉荒漠.研究结果对于陕西有限水资源的合理利用以及水资源短缺问题的解决、旱涝监测和预警等研究具有重要意义.     

基于MOD16产品的三江平原蒸散量时空分布特征分析

借助Arc GIS 10.2和ENVI 4.5/ID软件平台,利用MOD16遥感数据集,统计分析了三江平原2000─2014年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。首先将原始的MOD16产品进行投影转换、数据拼接和重采样等操作,在此基础上计算三江平原地区蒸散多年年均值和月均值,并分析了三江平原蒸散的变化趋势。利用三江平原的矢量边界和土地利用分类数据统计了不同时间尺度序列下各种土地利用类型的蒸散平均值,进而分析不同地物类型下蒸散量的年纪变化和季节变化特征。研究表明,(1)三江平原年蒸散量总体上呈缓慢上升趋势,波动范围为447~521mm·a~(-1),年平均值为497 mm·a~(-1)。(2)年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,蒸散主要集中在5─9月份,最高、最低值分别出现在8月和1月。(3)多年平均蒸散空间格局呈现北低南高的分布规律,高植被覆盖区蒸散量较大。2000─2014年蒸散变化趋势不明显的面积占88%,蒸散显著、极显著增加(8.74%)的像元主要分布在集贤市区域和双鸭山山区,蒸散显著、极显著减少的像元主要分布在河道以及城市群附近。(4)土地利用特点影响着三江平原蒸散量的分布状况,蒸散强度大小按类型排序依次为森林(46.6 mm)草地(34.7 mm)农田(38.38 mm)荒漠(27.11 mm)。研究结果对于加强三江平原水资源管理与水分高效利用具有重要意义。     

川金丝猴家域的季节性差异

野生动物家域与生境利用是种群生态学的重要研究内容。川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)属树栖灵长类,其分类地位以及种群结构都具有明显的自身特征,是森林物种的典型代表之一。利用家域模型和景观格局指数相结合的方法,对比分析了四川省白河国家级自然保护区一数量约250只的川金丝猴群的家域和生境利用的季节性差异,以及不同利用强度的家域空间格局特征。结果显示川金丝猴群家域与生境利用的季节性变化明显,(1)家域面积上,冬季的家域面积最小,仅为4.94 km~2,而春季家域面积开始逐渐扩大,秋季的家域面积达到最大,为25.17 km~2,并有更多的核心区域,但斑块数目较少,表明川金丝猴的秋季家域破碎化程度较低。冬季家域面积最小;夏季各利用强度生境的斑块数量均为最大值,表明夏季家域具有最高的破碎化程度。随着各季节家域范围内利用强度等级的降低,其空间利用面积也逐渐增大。(2)空间连通性上,秋季家域的区域连通性最高,而夏季和冬季的连通性较低;冬季家域利用的空间分布也较其他季节稍有分散。(3)生境利用上,川金丝猴家域主要分布在海拔2 000—3 200 m,坡度10°—50°,坡向区间为0°—60°、180°—360°的针叶林和针阔混交林中,而各季节生境利用面积占比却有所不同。该研究揭示了川金丝猴家域的季节变化及空间格局,为针对性保护与管理提供了科学依据。     

敦煌地区浅层包气带硝态氮的空间分布与富集特征

选取我国西北干旱区敦煌地区6种不同类型的典型土壤为研究对象,通过测定各土壤剖面Cl-和NO-3浓度,探究Cl-和NO-3的空间分布特征以及NO-3的富集程度.结果表明,NO-3与Cl-的分布特征基本一致,并与水分含量具有良好的相关性,随包气带埋深的增加呈现波动递减的变化趋势.强烈的蒸散发作用和微生物的硝化作用使土壤表层的NO-3含量较高,植物根系对NO-3和水分的吸收降低了NO-3浓度,并导致NO-3与Cl-的分布特征存在不同程度的差异性.不同类型土壤中的NO-3含量不同,盐碱地林地农田草地戈壁沙漠.沙土可促进NO-3的淋溶,无植被生长的戈壁沙漠中较高的NO-3/Cl-伴随较低的Cl-含量说明硝态氮的富集主要发生在干旱阶段,蓝藻菌的固氮作用活跃,而农田土壤中硝态氮的富集受人为源影响显著.     

中国生态脆弱区的差异及绿色发展途径分析

受全球气候变化和人类活动的影响,生态脆弱区生态系统持续退化,迫切需要展开生态恢复工程等应对措施,促进人与自然和谐共生、经济发展与生态环境保护协调统一。以往的研究,更倾向于对某一类型生态脆弱区或某一生态脆弱行政区域进行研究。文章旨在从更宏观的角度,基于统计年鉴结果和相关研究报道,梳理和分析主要退化问题和区域绿色发展的需求。在阅读大量国内外相关文献的基础上,选择以中国21个涉及生态脆弱的行政区域为研究对象,对其生态环境状况、环境污染治理投资和生态修复的效率进行综合调查分析。然后,将21个行政区域划分为北方林草农牧交错区、西南石漠化区、西北混合交错区、南方红壤区和青藏高原复合侵蚀区,通过研究5个典型区域的生态脆弱差异和绿色发展情况,明确生态环境脆弱地区绿色发展的合适路径。结果表明,由于水资源的空间分布不均、土地利用规划不协调、地质地形差异大、植被稀疏等原因,造成不同地区的生态脆弱差异性明显,主要表现为南方水蚀和水土流失严重、北方土地沙化和草地退化严重。生态系统的退化阻碍了生态脆弱区实现绿色发展,一方面,植被覆盖率低限制了生态系统抵抗外界干扰的能力,另一方面,投资能力弱使得环境治理的实施力度大大降低。因此,必须结合不同行政区域的生态脆弱情况,提出合适的绿色发展途径。