基于GIS的黄土高原地区植被与气候关系研究

排序是植被与环境关系分析的重要手段。利用地理信息系统技术 (GIS)结合除趋势典范对应分析对黄土高原地区植被与气候关系进行了研究。结果清楚地反映了黄土高原地区植被与气候的地带性分布规律 ,证明GIS结合植被数量生态分析方法在黄土高原植被与环境关系的研究中是有效的     

兰州北山不同植被土壤可培养微生物丰度变化特征及影响因素

以黄土高原中部的兰州北山为对象,通过野外取样和室内分析,动态监测黄土高原半干旱区两种人工林地生态系统的微生物类群分布规律.结果表明：试验区环境因子差异较大,林地土壤含水量、有机碳、全氮均高于荒地.全磷随植被类型变化差异不显著,随季节变化差异显著.土壤温度夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季,土壤容重与有机碳、全氮含量呈显著负相关.不同植被类型土壤微生物丰度四季变化趋势为：细菌 > 放线菌 > 真菌的分布规律.微生物类群总数整体表现为林地高于荒地.回归分析显示：土壤pH值与细菌数量、放线菌数量及微生物总数均呈显著正相关（P < 0.05）,而与真菌呈显著负相关（P < 0.05）;土壤容重与真菌数量呈显著负相关（P < 0.05）;土壤温度与细菌、真菌及微生物总数均表现出显著正相关（P < 0.05）.通径分析表明,pH值对细菌数量的直接通径系数最大,容重对真菌数量的直接通径系数最大,土壤含水量对放线菌数量直接通径系数最大.研究显示,兰州北山植被恢复区土壤的有机碳、全氮、全磷等林地高于荒地,表明植被恢复对微生物的数量与种类有影响,且混交林的造林方式适宜兰州北植被恢复.     

黄土高原不同植被类型下土壤细菌群落特征研究

研究黄土高原不同植被类型对土壤细菌微生物多样性的影响,对发挥土壤潜在肥力、了解土壤健康状况,实现植被的管理与可持续利用有着重要的意义.本文选取黄土高原4种草原植被与4种乔木林植被的表层土壤(0~5 cm)为研究对象,利用第二代高通量测序技术454 Hi Seq对其进行16S r DNA V1~V3可变区的高通量测序,分析土壤细菌的Alpha多样性、物种组成和丰度,并研究土壤性质对细菌群落结构的影响.结果表明,所测土壤样品中共检测到细菌的36个门,84个纲,187个目,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes),主要的优势菌纲为放线杆菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)、浮霉菌纲(Planctomycetacia).草原植被土壤分布更多的是Actinobacteria,森林植被土壤分布更多的是Proteobacteria.Proteobacteria与土壤有机质、全氮、全磷呈显著的相关性,其相对丰富度主要受土壤碳氮磷含量的限制.Actinobacteria的生长主要受土壤pH、水分和土壤有机质的影响.通过RDA分析发现,影响黄土高原土壤细菌分布的主要土壤因子是土壤水分,这些结果丰富了黄土高原土壤微生物多样性的理论知识,而且可为黄土高原植被恢复模式的选择提供理论依据.     

贵清山自然保护区生物多样性现状和可持续发展对策

贵清山自然保护区位于甘肃省漳县境内西南部,地处秦岭-青藏高原-黄土高原的交汇地段,具有丰富的生物多样性,已发现的高等植物有503种,野生哺乳动物有51种,鸟类有168种,两栖类动物有10种,爬行类动物有9种;中国植被区划上,属于亚热带常绿阔叶林区域、暖温带落叶阔叶林区域、温带草原区域和青藏高原高寒植被区域的交汇区,植物区系复杂,物种组成以草本植物为主;哺乳动物和鸟类区系组成以古北界占优势,而两栖爬行类动物中以东洋界物种占优势.在分析了动植物物种分布的区系特征后,探索性地提出了加强生物多样性保护和可持续发展对策.      

晋西南黄土高原区植被覆盖度变化及其生态效应评估

水土流失和生态退化是黄土高原区面临的严峻问题,已经严重制约了经济发展。基于TM和OLI数据,分别估算晋西南黄土高原区的植被覆盖度（FVC）和遥感生态指数（RSEI）,定量分析了晋西南黄土高原区的植被和生态恢复效果,并提出需要重点治理的区域。研究结果表明：（1）15年间晋西南黄土高原区的植被覆盖度和遥感生态指数都呈现增加的趋势,FVC指数从2002年的42.69%增加至2017年的47.67%,RSEI指数由2002年的45%增加至2017年的52.5%,反映出研究区生态质量有了明显提高;（2）除研究区内芝河流域、汾河谷地和沁河流域的生态质量出现严重退化外,研究区大部分区域的FVC指数和RSEI指数都呈改善趋势,因此需对芝河流域、汾河谷地和沁河流域加大生态治理力度;（3）除研究区汾河谷地外,其余地区植被覆盖度和遥感生态指数的变化趋势基本吻合,汾河谷地由于冬小麦大面积种植,植被覆盖度得到一定程度改善,但遥感生态指数并没有明显改善。     

中国乡镇企业环境管理区划研究

研究了全国乡镇企业环境管理区划,选择了13个指标：（1）枯水年径流深,（2）降水量,（3）大气污染系数,（4）森林覆盖率,（5）人均耕地面积,（6）县级环境管理机构人数,（7）人口密度,（8）人均国民收入,（9）乡镇企业经济密度,（10）乡镇企业行业结构的环境效应,（11）污径比,（12）原煤消耗密度,（13）乡镇企业技术进步。以模糊聚类数学方法作数量区划,把全国分为4个区、7个亚区。所作区划结果能基本满足国家级分区环境管理的需要。     

黄土丘陵区不同坡向对土壤微生物生物量和可溶性有机碳的影响

选取黄土高原丘陵沟壑区延河流域两个典型植被区(森林植被区、草原植被区)下相同植被不同坡向(阳坡、阴坡)的土样进行分析,研究了不同坡向土壤微生物生物量碳(SMBC)、微生物生物量氮(SMBN)、微生物生物量磷(SMBP)和可溶性有机碳(DOC)的含量及其相互关系.结果表明,森林植被区阳坡、阴坡0～10 cm土层SMBC分别为532.1～792.5 mg·kg-1、333.6～469.8 mg·kg-1,SMBN分别为53.66～87.31 mg·kg-1、47.58～61.38 mg·kg-1,两者均表现为阳坡高于阴坡,草原植被区SMBC分别为68.90～75.34 mg·kg-1、65.29～128.67 mg·kg-1,SMBN分别为13.94～18.61 mg·kg-1、13.00～20.10mg·kg-1,两者均表现为阴坡高于阳坡;两个植被区SMBP与SMBC、SMBN变化不一致;SMBC占SMBC与DOC之和(SMBC+DOC)的比例在森林植被区阳坡最高,达77.74%,在草原植被区按阴坡到阳坡、0～10 cm土层到10～30 cm土层的顺序依次递减.相同植被区不同坡向土壤水分、温度的差异对土壤微生物生物量产生重要影响,进而使SMBC占SMBC+DOC的比例不同,SMBC+DOC比SMBC更能反映土壤碳素有效性,森林植被区阴坡阳坡0～10 cm土层土壤微生物群落结构可能已发生明显改变.     

基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提。然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道。基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究了黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况。结果表明：退耕还林（草）工程实施以来,洛川县植被覆盖度从0.6（2000年）增至0.9（2020年）,耕地面积减少了481.8 km²,其中212.8 km²为坡度＜15°的适耕区转为苹果园,耕地改种苹果后植被覆盖度从0.5增至0.8。由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积（占20.0%）,因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果。本研究可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考。     

陕北黄土高原土壤性质及其生态化学计量的纬度变化特征

为了研究不同纬度下土壤的生态化学计量特征,为黄土高原退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据,通过采集黄土高原陕北地区不同纬度下5 个典型植被区的34 个典型土样,测定并分析土壤养分及生态化学计量指标随纬度和植被的变化特征。结果表明,从南到北土壤碱性逐渐增强;土壤容重逐渐增大;土壤速效钾、硝态氮、铵态氮等速效养分逐渐降低,纬度变异性较大;土壤速效磷纬度变异性小。土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷表现出一致的变化规律,随着纬度的增加逐渐降低,变异性较大,表层土壤大于下层土壤。土壤速效养分也表现出表层土壤大于下层土壤,而土壤容重及土壤pH值表现出下层土壤大于表层土壤。0~5 cm土层土壤的碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)、氮磷比(N:P)分别为8.79~22.00、9.91~35.92、1.06~3.25,5~20 cm土层土壤的分别为8.02~21.03、7.36~24.01、0.82~2.22。土壤的C:N受气候变化影响较小,在黄土高原陕北地区随纬度的升高无明显的变化;而土壤C:P、N:P变异性较大,随着纬度的升高显著下降。随着植被的恢复土壤碳氮磷等养分逐渐累积,森林植被明显高于荒漠植被及沙区植被。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关,C:N 与N:P 存在极显著的正相关,与C:P 存在显著的负相关,C:P 与N:P 存在极显著的正相关。黄土高原土壤C:N较为稳定,不随纬度变化;随着植被的恢复,相对于高纬度地区,低纬度地区更容易缺磷;高纬度地区的植被更容易受到N含量的限制,因此对于该区域应该更加注重N肥的施用。     

中国小麦遥感估产区划研究

大面积小麦遥感估产区划是一项专项应用区划,主要服务于小麦遥感估产研究与实践。本文结合农作物区划理论和小麦遥感估产的具体要求,并重点考虑后者,提出了小麦遥感估产区划的原则和依据,建立了区划指标体系,藉此把我国分为１４个估产区和３２个估产亚区。     

Classification and ordination of understory vegetation using multivariate techniques in the <Emphasis Type="Italic">Pinus wallichiana</Emphasis> forests of Swat Valley,northern Pakistan

An understory vegetation survey of the Pinus wallichiana-dominated temperate forests of Swat District was carried out to inspect the structure, composition and ecological associations of the forest vegetation. A quadrat method of sampling was used to record the floristic and phytosociological data necessary for the analysis using 300 quadrats of 10 × 10 m each. Some vegetation parameters viz. frequency and density for trees (overstory vegetation) as well as for the understory vegetation were recorded. The results revealed that in total, 92 species belonging to 77 different genera and 45 families existed in the area. The largest families were Asteraceae, Rosaceae and Lamiaceae with 12, ten and nine species, respectively. Ward’s agglomerative cluster analysis for tree species resulted in three floristically and ecologically distinct community types along different topographic and soil variables. Importance value indices (IVI) were also calculated for understory vegetation and were subjected to ordination techniques, i.e. canonical correspondence analysis (CCA) and detrended correspondence analysis (DCA). DCA bi-plots for stands show that most of the stands were scattered around the centre of the DCA bi-plot, identified by two slightly scattered clusters. DCA for species bi-plot clearly identified three clusters of species revealing three types of understory communities in the study area. Results of the CCA were somewhat different from the DCA showing the impact of environmental variables on the understory species. CCA results reveal that three environmental variables, i.e. altitude, slope and P (mg/kg), have a strong influence on distribution of stands and species. Impact of tree species on the understory vegetation was also tested by CCA which showed that four tree species, i.e. P. wallichiana A.B. Jackson, Juglans regia Linn., Quercus dilatata Lindl. ex Royle and Cedrus deodara (Roxb. ex Lamb.) G. Don, have strong influences on associated understory vegetation. It is therefore concluded that Swat District has various microclimatic zones with suitable environmental variables to support distinct flora.     

丹江口水库浮游植物群落时空动态及其多样性指数

通过对丹江口水库2009～2010年的水质和浮游植物进行调查,分析了浮游植物群落的时空动态,利用典型对应分析法（CCA）研究了影响群落时空格局的环境因素,同时运用细胞密度及群落多样性指数等进行了水质综合评价.结果表明,浮游植物群落种类组成中硅藻门占51.08%,其次是蓝藻（18.39%）;浮游植物群落结构、密度及生物多...     

太子河着生藻类群落结构空间分布特征

以辽宁省太子河流域为研究范例,调查了全流域内69个采样点的着生藻类群落和水环境理化特征,并且以着生藻类的群落结构为基础,对太子河流域的水生态系统类型区进行了划分. 结果表明,太子河流域着生藻类群落结构具有明显的空间异质性. CCA(典范对应分析)结果显示,驱动全流域着生藻类群落结构形成的水环境因子为电导率、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(TN). 基于着生藻类的群落结构特征,将太子河流域划分为3个着生藻类类型区:第1分区为太子河上游的森林多水区,第2分区为中游低山丘陵森林区,第3分区为下游平原农业区. CCA结果还显示,显著影响第1分区、第2分区及第3分区的着生藻类群落结构的环境因子分别为ρ(NO₃--N)、ρ(TN)及ρ(总溶解固体)和硬度.      

渭河流域浮游植物功能群与环境因子的关系

为分析渭河流域不同水期浮游植物的时空分布特征,于丰水期(2012年9月)和枯水期(2013年4月)对渭河流域浮游植物群落结构和水环境理化特征进行了野外调查,基于Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及MRPP(多响应置换过程)、浮游植物功能群划分、CCA(典范对应分析)等方法,分析浮游植物群落的组成和空间结构特征. 结果表明:丰水期和枯水期渭河全流域分别鉴定出浮游植物165和175种;各采样点浮游植物物种密度平均值分别为1.07×106和1.85×106 L-1;Shannon-Wiener多样性指数平均值分别为2.98和2.74;Pielou均匀度指数平均值分别为0.40和0.37. 全流域共划分出浮游植物功能群23类,其中,丰水期20类,枯水期21类,均以MP功能群物种数最多;代表性功能群为MP、D、Lo和J. MRPP分析结果显示,丰水期和枯水期全流域浮游植物群落结构都具有较明显的空间差异. CCA结果显示,渭河水系丰水期浮游植物群落结构的主要驱动因子为ρ(DO)和ρ(TN),枯水期为流速、ρ(TN)和ρ(COD_Mn);泾河水系丰水期为ρ(SS)、流速和ρ(TN),枯水期为流速和ρ(TN);北洛河水系丰水期为ρ(TDS),枯水期为ρ(DO)和ρ(TP).      

Impacts of algal blooms removal by chitosan-modified soils on zooplankton community in Taihu Lake, China

It is important to assess the e ect on zooplankton when perform the environmental protection or restoration technology, especially removing algal blooms, because algae were the major primary producer in algal lakes. The influence on zooplankton community after half a year of algal blooms removed by chitosan-modified soils in Taihu Lake was assessed and the rationality of carrying out the process semiannually was evaluated in the present study. Morphological composition and genetic diversity of zooplankton community were investigated by microscope checkup and polymerase chain reaction-denatured gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE). A total of 44 zooplankton taxa (23 protozoa, 17 rotifers, 3 copepoda and 1 cladocera) were detected by microscope checkup, and a total of 91 bands (28 bands amplified by primers F1427-GC and R1616, 63 bands amplified by primers Fung-GC and NS1) were detected by PCR-DGGE. The results of cluster analysis or detrended correspondence analysis indicated that there was no considerable di erence in morphological composition of zooplankton and DGGE profiles between experimental and control sites, and DGGE profiles could represent the biologic diversity. The study showed that zooplankton community could recover original condition after half year of algal blooms removed by chitosan-modified soils and it was acceptable to apply this process semiannually. In addition, the results revealed that PCR-DGGE could be applied to investigate the impacts of the environmental protection or restoration engineering on zooplankton community diversity.     

Gradient analysis and numerical classification of apple orchard weed vegetation

Importance values based on cover and frequency were determined for 36 weed species in understory samples from 47 apple orchards located in Henderson County, North Carolina. Orchard sub-groups identified by cluster analysis of the weed composition data included two major groupings dominated by grasses and woody perennials, respectively. Ordination by detrended correspondence analysis (DECORANA) was used to extract axes of compositional variation in orchard weed vegetation. Orchard sub-groups identified by cluster analysis could be recognized in the DECORANA ordinations. All grasses, most perennial forbs and all summer-annual forbs decreased in importance along a first ordination axis based upon data from 43 orchards. Two perennial forbs and all woody perennials increased in importance along the same axis, while species-richness of weeds declined. Results of multiple regression indicated that the annual frequency of paraquat application from 1976 to 1979 was the single factor accounting for the greatest compositional variation in the first two axes of the 43-orchard ordination. Tree canopy width and in-row spacing, total extractable soil cations, and percentage soil organic matter also accounted for significant amounts of variation in weed composition. Similar results were obtained from models developed for an ordination of the 35 grass-dominated orchards, suggesting the importance of management, structural and soil factors in determining weed composition in apple orchards.     

长江中下游草型湖泊浮游植物群落及其与环境因子的典范对应分析

2011年9月对长江中下游的4个草型清水湖泊(龙感湖、梁子湖、斧头湖及保安湖)的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物7门231种,浮游植物主要由蓝藻、硅藻和绿藻组成.4个湖泊均处于中营养状态,出现的主要浮游植物有窝形席藻、肘状针杆藻、小席藻、小型黄丝藻等.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)对调查范围内的每个湖泊所有采样点的主要浮游植物与8个环境因子关系进行研究.结果表明,pH值和总磷是影响长江中下游4个典型草型湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子.     

酸性矿山废水对沉积物真核微生物群落的影响

对受酸性矿山废水污染的橫石河上游到下游水体和沉积物中理化参数以及沉积物中真核微生物的多样性进行系统调查,使用斯皮尔曼相关性分析和典范对应分析（CCA）甄别真核微生物群落的主要环境胁迫因子.结果表明：橫石河中真核微生物优势种群为真菌门（Fungi）（4.51%~86.69%）、绿藻门（Chlorophyta）（0.61%~77.36%）和纤毛虫门（Ciliophora）（0.81%~34.91%）.沉积物中真核微生物群落Alpha多样性随酸性矿山废水污染梯度降低而逐渐升高.与原核微生物群落不同,酸性矿山废水环境沉积物中真核微生物群落结构的变化主要受硫酸根和电导率的影响.     

怀洪新河浮游动物群落特征与水环境因子的关系研究

为研究怀洪新河太湖新银鱼国家级水产种质资源保护区(以下简称保护区)水域浮游动物的群落结构及其与水环境因子的关系,于2014年6月(夏季)在怀洪新河进行采样分析,并对调查区域内的浮游动物及主要环境因子进行了主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)。结果表明,保护区河段属中营养型河流;保护区浮游动物有4门24属33种,其中轮虫类最多,为11种(占33.33%),其次为原生动物和桡足类,均为8种(占24.24%),最少的为枝角类6种(占18.18%);保护区浮游动物细胞密度平均为1.82×10~4ind./L,生物量平均为2.45mg/L;水温和氨氮是影响水体环境的关键因子;水温、总氮、浊度、氨氮、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和pH是影响浮游动物群落结构的主要驱动因子。