静乐县生态脆弱性时空演变与分区研究

生态脆弱性研究是区域生态环境恢复与治理的重要依据。基于人为-自然因素综合作用体系,选取表征人类活动、社会经济、植被、气象、土壤和地形地貌等14个因子构建静乐县生态脆弱性评价指标体系。运用空间主成分分析法,结合遥感数据和地理信息系统技术,对山西省静乐县2007和2017年生态脆弱性进行定量评价和分区,揭示区域生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)通过主成分特征分析发现,地形起伏度、土壤侵蚀程度、人均耕地面积、年均降水量和人均GDP是影响研究区生态脆弱性的主要因素。(2)静乐县生态脆弱性类型主要由微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4类组成。2007年以轻度脆弱和中度脆弱为主,2017年以中度脆弱和重度脆弱为主。空间上均呈现"中部高-两边低"的格局。(3)研究期内,各类生态脆弱性等级相互转移的总面积为662.84 km~2,以轻度和中度脆弱转移为主。轻度脆弱主要转向中度脆弱,转移面积为472.90 km~2;中度脆弱主要转向重度脆弱,转移面积为187.65 km~2。研究区空间上基本呈现"轻度向中度演变、中度向重度演变"的趋势,生态形势严峻。(4)根据时空演变特征将研究区划分为生态修复区、生态持平区和生态退化区。研究成果可为静乐县及同类型地区开展生态修复治理工作提供科学支撑和研究思路。     

京津冀植被净初级生产力时空分布及自然驱动因子分析

研究植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空分布及其影响机制对全球陆地生态系统的变化及碳平衡有着重要的意义。基于MOD17A3HGF数据,综合气候、地形、土壤和植被4个方面的自然因子,利用趋势分析、变异系数及地理探测器等方法,探讨了2000—2019年京津冀NPP时空演变特征及空间分布的自然因子驱动机制。结果表明,(1)时间上,2000—2019年期间京津冀植被NPP整体呈显著增长趋势,增速为5.85 g·(m~2·a)~(-1)(以C计)。(2)空间上,NPP高值区主要集中在北部及西部的燕山和太行山脉,低值区主要集中在西北坝上高原以及东南部平原地区;京津冀植被整体恢复显著,2000—2019年期间80.29%的区域NPP呈显著增加趋势;NPP整体情况较为稳定,平均变异系数为17.25%,其稳定区域占京津冀总面积的36.31%。(3)2000—2019年期间,平均气温、海拔、土壤类型和坡度是影响植被NPP空间分布的最主要自然因素(q30%,P0.01),除平均风速外的其他因子对NPP的解释力呈上升趋势。(4)各自然因子的交互作用对NPP的影响表现出非线性增强及双因子增强作用,其中平均气温与土壤类型交互作用最强(q=0.611 2)。     

新疆和田地区土地荒漠化时空特征分析

以干旱区土地荒漠化防治和生态环境修复为目的,对新疆和田地区土地荒漠化时空演变过程进行研究。基于RS和GIS技术,利用和田地区MODIS13Q1-NDVI遥感数据,以植被覆盖度作为荒漠化评价指标,对和田地区2000—2018年土地荒漠化时空变化特征进行分析。结果表明:(1)研究区植被覆盖度呈减少趋势的区域面积占总面积的0.38%,其中极显著减少区域面积占0.10%,显著减少区域面积占0.28%;植被覆盖度呈增长趋势的区域面积占12.88%,其中极显著增长区域面积仅占1.10%,显著增长区域面积占11.78%。(2)2006—2012年重度荒漠化区面积呈减少趋势,2012—2018年呈增加趋势,总体以年均0.59%的速率递增;中度荒漠化区面积呈减少趋势,平均每年以1.43%的速率减少,而轻度和非荒漠化区面积一直保持增加趋势,年均增速分别为2.19%和3.70%。(3)由面积转移矩阵可知,近20 a来,研究区土地类型未发生变化的面积为19.841×10~4 km~2,非荒漠化区转移面积最少,中度荒漠化区转移面积相对较多。由于气温、降水和人类活动等因素的影响,近20 a来和田地区重度荒漠化区面积略有增长,轻度和非荒漠化区面积增加显著。     

基于HASM的中国植被NPP时空变化特征及其与气候的关系

植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,直接反映植被的生产力和地表质量状况,对于研究全球气候变化具有重要意义。为更好地了解近年来中国陆地植被NPP时空分布格局,探讨其对气候因子响应的空间分异规律,利用高精度曲面建模方法(HASM),结合LPJ-GUESS动态植被过程模型和MOD17A3NPP遥感数据产品估算2001-2015年中国陆地生态系统植被NPP的时空分布特征,并根据气候要素和土壤质地特点分区探讨其与气候因子的关系。结果表明,(1)近15年全国植被平均NPP空间分布地域性明显,总体上沿水热梯度由西北向东南呈逐渐增加的趋势。其中西北沙漠和青藏高原腹地的植被NPP值最小,在100 g·m~(-2)(以C计,下同)以下,西北内陆向东南沿海过渡带植被NPP值在300-600 g·m~(-2)之间,四川盆地大部分地区以及海南省和东北平原局部植被NPP值在700g·m~(-2)以上。(2)近15年全国植被NPP均值为376 g·m~(-2)·a~(-1),变化范围为1.9~(-1) 131 g·m~(-2)·a~(-1)。青藏区面积和植被NPP总量占全国的比例最大,均为23%,甘新区面积占全国的23%,年均NPP总量只占全国的10%;西南区、东北区和长江中下游区植被丰富,年均NPP总量占比大于面积占比。其他地区面积和年均NPP总量占全国的比例相当。(3)近15年全国有65.29%的区域植被NPP呈增加趋势,最大增速为72.64 g·m~(-2)·a~(-1),平均增速为2.29 g·m~(-2)·a~(-1),以青藏部分地区、黄土高原区、海南大部和台湾北部地区增幅最大。(4)近15年来全国有79.26%的地区年平均NPP与年平均降水之间呈显著正相关,而年平均NPP与年平均温度这一比例仅为8.71%,分布在青藏高原部分地区。     

基于最小累积阻力模型(MCR)和空间主成分分析法(SPCA)的沛县北部生态安全格局构建研究

沛县北部因采煤导致地形、地貌和地类变化,直接影响了整个区域的生态安全,因此需要在区域生态安全状况评价的基础上构建生态安全格局。该研究以沛县北部地区为研究对象,选取高程、坡度、土地覆盖类型、植被覆盖、距水体的距离、距道路的距离、距矿点的距离、距居民点的距离8个指标,采用空间主成分分析法(SPCA)评价研究区生态安全状况,并利用最小累积阻力模型(MCR)建立生态阻力面,借助GIS空间分析技术提取生态廊道和生态节点,从而构建研究区的生态安全格局。结果表明研究区生态安全水平不高,中度安全水平的面积为447.53 km~2,占研究区总面积的44.53%;较低安全水平的面积为344.58 km~2,占研究区总面积的34.28%;识别的31条潜在生态廊道、31个一类生态节点和20个二类生态节点与生态源地一起构成了研究区的生态安全格局,为沛县北部的生态规划和生态可持续发展提供了有效参考。     

基于MOD17A3的中国陆地植被NPP变化特征分析

净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)作为生态系统物质与能量循环的基础,是区域和全球尺度碳循环和碳收支研究的重要组成部分。基于MOD17A3的NPP数据、地表覆盖类型MCD12Q1数据,采用趋势线分析法对中国2000—2015年陆地植被NPP时空格局、变化规律进行研究。结果表明,(1)2000—2015年,全国陆地植被平均NPP为273.5 g·m~(-2)·a~(-1),变化速率为1.415 g·m~(-2)·a~(-1),变化百分率为8.8%,全国植被NPP线性增长趋势达到显著水平(P0.05)。中国陆地植被NPP年总量在2.406~2.811 Pg·a~(-1)之间波动,平均值为2.635 Pg·a~(-1)。(2)中国平均植被NPP分布呈现西北低东南高、北方低南方高的基本格局。全国大部分区域,植被NPP水平较低,61.0%的区域植被NPP低于300 g·m~(-2)·a~(-1)。森林、草原、农田平均植被NPP分别为575.5、204.2和388.40 g·m~(-2)·a~(-1)。(3)中国大部分地区年NPP变化趋势不明显,占79.9%的陆地区域植被NPP变化趋势不明显,18.4%的陆地区域植被NPP呈显著增加趋势,仅1.7%的陆地区域植被NPP呈显著减少趋势。(4)占中国陆地总面积59.1%的区域植被NPP增减速率在2 g·m~(-2)·a~(-1)以内,33.4%的区域植被NPP增加速率在2 g·m~(-2)·a~(-1)以上,仅7.4%的区域植被NPP下降速率超过2 g·m~(-2)·a~(-1)。(5)中国大部分地区陆地植被NPP的增长百分率在5%以上,占陆地总面积48.1%,变化不大(变化百分率率在-5%~5%之间)的区域占41.0%,陆地植被NPP的降低率在5%以上的面积占10.8%。该研究对中国各区域生态资源管理,以及生态系统的建设具有一定的指导和借鉴意义。     

甘肃省植被覆盖变化及其对退耕还林工程的响应

利用2000—2015年MODIS-NDVI数据,基于遥感和地理信息系统技术,采用像元二分法和一元线性回归分析法,定量探讨了甘肃省近16 a植被覆盖的时空变化特征,并在此基础上评估退耕还林面积与植被覆盖的相互关系。结果表明:(1)2000—2015年甘肃省年均归一化植被指数(NDVI)值呈增加趋势,年增长速率为0.43%,说明甘肃省植被覆盖总体呈改善态势。(2)16 a间,全省植被覆盖虽有局部恶化趋势,但改善区域面积远大于植被退化区域。其中,明显改善、中度改善和轻微改善区域面积分别占总面积的20.62%、14.67%和33.05%,退化区域面积仅占2.87%。(3)总体上,甘肃省植被覆盖度仍然较低,全省16 a平均植被覆盖度为50.98%,低、中低植被覆盖区面积占总面积的50%以上,且分布不均,其中东南地区平均植被覆盖度最高,为75.43%,中部次之,为47.84%,西北最低,只有31.77%,空间差异显著。(4)退耕还林面积能较好地解释植被覆盖度的变化。退耕还林工程集中区即黄河以东地区累计退耕还林面积与2000—2015年年均植被覆盖度明显相关,其决定系数R2为0.721 8。     

1982-2010年呼伦贝尔植被净初级生产力时空格局

利用遥感和气象资料,基于Arcmap软件平台和改进的光能利用率模型,研究1982-2010年呼伦贝尔市植被净初级生产力(NPP)格局和动态,分析气候因素对其时空格局的影响.29 a的单位面积NPP均值分析表明,大兴安岭林区NPP明显较高,单位面积NPP多大于450 g·m-2(以C计,下同);呼伦贝尔草原较低,单位面积NPP多年均值为0～350g·m-2;岭西林草交错区和岭东农牧交错区介于林区和草原区之间,单位面积NPP多年均值为＞350 ～450 g· m-2.在气候暖干化背景下,呼伦贝尔境内像元尺度的NPP格局动态变化区域差异明显.随降水量下降和气温升高,呼伦贝尔草原区单位面积NPP呈下降趋势,且越向西部下降趋势越明显;随气温升高,大兴安岭林区北部单位面积NPP呈弱增长趋势,而南部林区为弱下降趋势;大兴安岭东部农林交错区单位面积NPP也呈弱下降趋势.     

干扰对牦牛坪景观格局及草地生态系统服务的影响

玉龙雪山高山草甸位于横断山区生物多样性保护关键地区,也是滇西北重要的生态旅游资源,提供了多种重要的生态系统服务,然而当下面临着放牧旅游复合干扰等多重压力。为明晰放牧和旅游干扰对玉龙雪山高山草甸景观格局及草地生态系统服务的影响,通过野外调查和遥感影像解译数据,区分出旅游、放牧和干扰交互区3个干扰类型区,并将草甸划分出重度、中度、轻度和未退化等4个级别。分别从调节、供给、文化服务等3个方面6个指标评估研究区生态系统服务,从景观数量组成(PLAND和PD指数)与景观空间结构(SHAPE和CONNECT指数)角度评估研究区的景观格局,运用冗余分析(RDA)探讨干扰影响下的景观格局对草地生态系统服务的影响。结果表明:(1)旅游干扰集中区域的未退化和轻度退化草甸斑块面积占比(PLAND)比其他干扰区低15%,中度和重度退化草甸面积占比则明显增加;放牧干扰集中区轻度退化草甸的斑块密度指数(PD)比其他干扰区域高2-7倍,斑块破碎化明显;(2)在干扰交互区和放牧干扰集中区,都出现了斑块形状指数(SHAPE)和斑块连接度指数(CONNECT)随着草甸退化程度增加而增加的现象,中度退化草甸斑块更破碎且连接度增加,进一步扩大分布范围的趋势明显;(3)景观组成特征对研究区生态系统服务作用明显,PD指数是研究区最重要的景观指标,PD越高景观越破碎,生态系统服务供给越差。旅游干扰集中区的生态系统服务更多受景观空间结构特征的影响,放牧干扰集中区的生态系统服务则主要受景观组成特征的影响。不同干扰区域景观组成与结构的差异对草地生态系统服务的供给的影响,可作为景区草地资源保护与景观规划管理的参考。     

鄱阳湖沙化土地湿地松人工林碳蓄积量研究

2008─2010年在鄱阳湖建立了110 hm2鄱阳湖沙化土地生态恢复示范区,采用野外调查和室内分析相结合的方法,测定了多宝乡沙山生态恢复示范区内不同沙化程度(重度、中度、轻度)湿地松(Pinus elliottii)人工林碳含量和碳蓄积量,分析碳蓄积量的空间分布及原因。结果表明:随着沙化程度的加大,林分密度减小,碳蓄积量也减小,表现为轻度沙化区中度沙化区重度沙化区,其中,(1)乔木层重度、中度和轻度沙化区地上部分碳蓄积量分别为:1.88、3.45、19.22 t·hm-2,碳蓄积量在各器官中的分布呈树干树枝树叶;(2)土壤层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.59、0.9、1.3 t·hm-2,碳蓄积量主要集中在表层0~10 cm土层中,随土层深度的加深,土壤碳含量和土壤碳密度呈不断递减趋势,但轻度沙化区,却呈现表层土壤深层土壤中层土壤的趋势;(3)凋落物层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.12、0.59、1.22 t·hm-2;(4)林下植被层碳含量明显低于乔木层,范围在365.8~475.9 mg·g-1之间,不同沙化程度(以单叶蔓荆为例,重度、中度、轻度沙化区碳含量依次为446.3、441.1、469.8 mg·g-1)和不同物种之间差异不大(重度沙化区单叶蔓荆和狗牙根碳含量依次为446.3、416.5 mg·g-1)。可见生态条件较好的轻度沙化区植被更容易恢复成功,生态系统的固碳能力更强、效益更好。高密度的单一植物群落抑制林下植被的存活与扩展,因此沙化土地生态治理应该由易(轻度沙化区)到难(重度沙化区)依次进行,同时在先锋物种湿地松定居后要适时引入其他草本或阔叶植物物种,完善植物群落结构,增加沙化土地恢复区人工林的碳蓄积量。     

黄土高原典型区植被恢复及其对生态系统服务的影响

植被恢复是全球陆地生态系统恢复的主要途径,我国的大规模植被恢复具有特色,产生了巨大效益和广泛影响。退耕还林(草)是我国重大植被恢复工程的典型代表,在黄土高原地区试验示范进而推广到全国。工程实施以来,工程区植被的恢复情况及其产生的影响已成为学术界关注的热点。选取陕西省延安市、榆林市和山西省吕梁市、临汾市作为黄土高原典型区,分析了土地利用变化情况。基于2000—2014年的年均植被覆盖度数据分析了植被恢复的时空变化趋势。在此基础上,以土壤侵蚀率、地表植被蒸散(ET)和植被净初级生产力(NPP)为指标,对典型区土壤保持服务、水文调节服务和植被碳固定服务的变化进行定量评估,以此分析植被恢复对主要生态系统服务的作用。结果显示:(1)工程实施以来林地和草地范围明显增加。(2)植被改善趋势明显,2000—2005、2000—2010和2000—2014年植被显著恢复的比例分别为5.8%、49.1%和79.0%。(3)土壤保持服务增强,2014年土壤侵蚀速率比2000年降低17.5%,中度侵蚀区降幅达53.7%,2000—2014年历年土壤保持率均在84%以上且呈波动增加。(4)水文调节服务增强,2000—2010年ET增加区域面积达到48 094.1 km2,占典型区总面积的39.6%。(5)植被碳固定服务提高,2000—2014年典型区NPP总体处于增加态势,NPP显著增加区域占全区总面积的60.3%,固碳总量增加45.4%。研究表明,退耕还林(草)工程实施以来,典型区植被得到了显著恢复,有效促进了区域生态系统服务的提高,植被恢复及其生态系统服务效应的时空变异特征值得关注。     

中亚高海拔梯度山盆系统草地净初级生产力时空演变格局及其驱动机制分析

山盆系统是中亚地区独特而复杂的地貌结构,其较大的海拔梯度差导致了草地净初级生产力(NPP,netprimary productivity)的空间异质性和对气候变化与人类活动的不同响应。定量评价气候变化和人为活动对中亚山地盆地系统草地的相对影响,对草地管理和草地可持续利用具有重要意义。选择NPP作为反映草地动态过程的指标,基于MODIS NDVI数据和气候数据等,运用CASA模型、Thornthwaite Memoria模型和HANPP模型分别对2001—2015年间NPP进行模拟,采用情景分析方法研究气候变化和人类活动对2001—2015年中亚山地盆地系统高海拔梯度差下草地NPP变化的相对影响。结果表明:15年间,草地NPP呈上升趋势的区域(35.88%)所占的面积小于下降趋势的区域(64.12%)所占面积。人类活动、气候变化以及两者共同促进NPP增加的贡献率分别为6.19%、81.30%和12.51%。人类活动促进草地NPP增加的区域主要集中在夏牧场最北部的山地;人类活动导致NPP减少的面积占退化总面积的98.21%,且主要发生在中低海拔的春秋牧场和冬牧场。2001—2015年期间,降水量的增加是促进研究区草地NPP增加的主导因素。在温度较高的中低海拔地区(460—2 460m),草地NPP与降水呈正相关,植被NPP对降水更为敏感;而在降水较充沛的高海拔地区(2 460m以上),草地NPP与气温呈正相关,且植被NPP对气温更为敏感。研究结果表明,人类活动是导致草地退化的主要原因,建议当地政府应采取相关措施降低放牧压力,并沿额尔齐斯河和乌伦古尔河沿岸建植人工草地,以缓解春秋牧场和冬牧场的放牧压力。该研究结果可为中亚干旱地区山盆系统的草地管理和草地退化防治提供可靠依据。     

天山植被NPP时空特征及其对气候要素的响应

为探讨近十几年来新疆天山地区植被净初级生产力时空格局及其对气候要素的响应机制,基于资源平衡的观点和光能利用率的概念,利用改进的光能利用率模型估算2001—2013年天山植被NPP,利用RS和GIS技术逐像元分析天山植被NPP时空分布特征及其与气候要素的相关关系,进而了解天山地区植被NPP对气候变化的响应机制,为天山地区生态环境保护和管理提供科学依据。具体方法包括:(1)将2001—2003年新疆地区MODIS-NDVI月产品数据、天山26个气象台站插值数据和2005年土地利用-覆盖数据进行预处理后作为参数输入到CASA模型中,估算出13 a天山地区植被NPP;(2)通过与其他研究NPP模拟结果进行对比,验证该文所采用的模型的模拟精度。研究结果表明,天山地区植被NPP总体呈西高东低,由北向南递减的空间分布特征;13 a平均植被NPP(以C计,下同)和NPP总量分别为156.63 g·m-2·a~(-1)、93.2 Tg·a~(-1)(1Tg=1012 g);2001—2013年天山植被NPP总体呈缓慢增长趋势,NPP快速增长区零星分布在天山北坡的林地和耕地区,增长速率为25~55 g·m~(-2)·a~(-1),草地NPP总量波动较为明显,林地和耕地NPP总量呈缓慢上升趋势,而荒漠NPP总量波动趋于平缓;植被NPP与年降雨量、年均温的平均相关系数分别为0.383和-0.189,天山地区植被NPP与年降雨量的相关性更强,降雨量是影响天山植被NPP的重要因子;不同类型植被NPP对气候要素的响应情况存在明显差异:天山林地、草地和荒漠植被NPP主要受降雨量影响,而耕地植被NPP同时受到降雨量和气温的限制。     

基于SPOT-VGT的黄河流域植被覆盖时空演变

植被是土地覆盖中的最主要部分,是连接土壤、大气和生物等要素的自然"纽带"。植被覆盖动态变化对全球能量循环和物质循环具有重要影响,是全球变化研究的重要内容之一。黄河流域作为我国重要的粮食生产基地,其环境变化直接影响到流域经济的可持续发展。为了快速准确地提取地表植被状况,了解黄河流域生态环境,利用1998—2011年的SPOT-VGT遥感数据,结合地理信息技术,采用均值法和趋势分析法对黄河流域植被NDVI时空分布特征和变化趋势进行了动态监测。结果表明,(1)黄河流域14年NDVI均值的空间分布整体特征是东南部平原、盆地和西部山地植被状况要好于北部地区。其次,黄河流域属于干旱半干旱地区,植被发育主要依赖于水文条件,所以沿黄河干流和支流区域也具有较高的植被NDVI值。(2)黄河流域植被NDVI年均值近14年间整体呈缓慢增长趋势,1998—2000年呈现急剧减少态势,2001—2003年出现了较为快速的增长,2004—2011年又出现了较长时间的连续增长过程。(3)黄河流域植被NDVI基本不变的区域约占研究区总面积的71.13%;植被NDVI轻微改善的区域约占流域总面积的27.30%,且主要分布于流域东南部的盆地、平原和西部的山地、丘陵地区,植被NDVI退化的区域面积约占流域总面积的0.98%。黄河流域自1998年以来,植被NDVI整体在不断提高,生态环境在不断改善。     

荒漠河岸生态系统退化机理的定量分析

通过野外监测资料,采用聚类分析与主成分分析法,分析了荒漠河岸生态系统退化的内外因素与驱动力、植被退化的环境主导因子与生态退化程度,结果表明:(1)地质、地貌与气候条件等因素的影响,塔里木河下游生态系统存在脆弱和不稳定性是其退化的内因,外界干扰则是其退化的外在因素。人为干扰则是其退化发生的驱动力,起因于人口的增加、需求的增长。(2)在此过程中导致植被受损的环境主导因子是水,植被退化是人类干扰作用于植被赖以生存的环境主导因子所致。(3)其不同河段的生态退化可以归为三类:潜在沙漠化类(轻度退化),轻度沙漠化类(中度退化),中度或重度沙漠化类(重度退化),其中第三类型,土壤条件与其它两类差异较大,表现出土壤退化的滞后现象。     

青藏高原金露梅灌丛草甸植物群落对退化演替的响应

为了明晰金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸植物群落对退化演替的响应,以空间代时间的方法,于2018年8月中旬在青藏高原祁连山南麓分别选取原生、中度、重度和极度4种不同演替阶段的金露梅灌丛草甸,对其植被群落进行研究,以探究金露梅灌丛草甸生态功能退化过程中植被群落及土壤养分的演变特征。结果表明,(1)随着退化程度的加剧,地上生物量和地下生物量现存量均呈逐渐减小趋势,且原生金露梅灌丛地上生物量(387.73±25.53)g?m~(-2)和中度退化样地(328.55±36.23) g?m~(-2)显著高于重度退化样地(210±35.04) g?m~(-2)和极度退化样地(182.19±49.99) g?m~(-2)(P0.05),放牧改变了植物群落结构,禾草和莎草地上生物量逐渐减小,而杂类草地上生物量逐渐增加。(2)与地上生物量相似,原生金露梅灌丛(48 46.01±747.10)g?m~(-2)和中度退化样地(4 723.99±505.64)g?m~(-2)地下生物量现存量显著高于重度退化样地(2 590.75±276.45)g?m~(-2)和极度退化样地(1 011.84±163.46) g?m~(-2)(P0.05),且随着退化程度的加剧,表层土壤全碳、全氮和有机质呈增加趋势,地下根系生物量趋于向表层土壤发展。(3)随着退化程度的加剧,群落物种丰富度逐渐下降,且原生金露梅灌丛和中度退化样地物种丰富度显著高于重度退化和极度退化样地(P0.05)。此外,群落物种丰富度与地上生物量呈显著正相关(P0.05)。研究表明,过度放牧会导致植被群落发生分化,物种丰富度下降,最终导致金露梅灌丛草甸退化为杂类草草地,甚至黑土滩次生裸地。研究结果对今后退化金露梅灌丛草甸的放牧管理具有重要的指导意义。     

京津冀区域工业水污染排放空间密度特征研究

京津冀地区是海河流域水资源开发程度最高的流域,水资源严重短缺,废水排污量大,水资源、水环境已成为制约京津冀地区发展的全局性限制因素。考虑到京津冀严峻的水环境形势和流域上下游污染影响的现状,明确水污染物空间排放特征,对于划分水污染空间管理分区、设计分区污染物减排方案,推动京津冀水污染协同治理都有着积极的作用。文章基于京津冀企业污染源环境统计数据,应用核密度空间分析工具模拟了京津冀工业源水污染排放空间集聚特征。结果显示,(1)京津冀工业源COD和NH_3-N排放最多的行业集中在造纸和纸制品业、农副食品加工业、化学原料和化学制品制造业、纺织业等十大行业。(2)京津冀工业源COD排放主要集中在邯郸、天津、张家口和秦皇岛,合计占京津冀区域COD总排放的56%;工业源NH_3-N排放主要集中在邯郸、天津,合计占京津冀区域NH_3-N总排放的52%。(3)COD排放密度大于1 t?km~(-2)的区域面积占京津冀区域面积的20.4%,在石家庄、保定、秦皇岛、天津、邢台、唐山等市形成显著的COD污染集聚区位;氮排放密度高于0.2 t?km~(-2)的区域面积占京津冀区域面积的15.9%,污染集聚区主要位于天津、承德、石家庄等地。根据水污染空间密度分析结果,针对京津冀不同区域不同行业制定有针对性的水污染防治措施,根据上述重点污染行业和污染排放密集区域,加强水污染综合管控力度,开展区域协同综合治理,提升区域水环境质量。     

区域尺度生物多样性维护功能综合评估方法与实证研究

生物多样性是区域可持续发展的基础,准确掌握区域尺度生物多样性维护功能空间格局,对于反映区域生态系统状态、变化和面临的威胁,以及选择保护策略均具有重要意义。利用区域生物量、地形地貌、气候和土地覆被因子,构建生物多样性维护功能综合评估模型,并以京津冀地区为研究区,对评估模型进行应用与验证。结果表明:(1)构建的评估模型能够反映研究区生物多样性维护功能空间格局。经模型评价,京津冀地区生物多样性维护功能高值区主要集中在燕山山区和太行山山区,低值区主要集中在坝上高原和平原地区,评估结果符合研究区实际。(2)研究区县域生物多样性和自然保护区物种多样性与模型评估结果间均存在显著相关关系。县域生物多样性指标中,物种特有性与模型评估结果之间相关性最高(r=0.699,P0.001),其次为生态系统类型多样性(r=0.680,P0.001)、稀有濒危物种丰富度(r=0.571,P0.001)、野生维管植物丰富度(r=0.544,P0.001)、外来物种入侵度(r=-0.437,P0.001)和野生高等动物丰富度(r=0.404,P0.001);自然保护区物种多样性与模型评估结果间呈显著对数相关(r=0.540,P0.001),约70%的自然保护区分布在生物多样性维护功能极重要和高度重要区。构建的评估方法能够从区域尺度和栅格水平反映生物多样性维护功能,从而为区域自然保护区建设和生态修复工作提供科学依据。     

不同退化程度高寒草甸土壤理化性质及酶活性分析

为了探讨不同退化程度高寒草甸的土壤性能的变化以及草甸退化与土壤退化的关系,采用常规测定方法对不同退化程度(原生植被、轻度退化、中度退化、重度退化和黑土滩)高寒草甸的土壤理化性质以及酶活性进行测定,并采用主成分分析对5种不同退化程度高寒草甸的13个土壤特性进行分析及综合评价。结果表明,5种不同程度退化草地的土壤含水量、土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等指标均表现为0-10 cm土层大于10-20 cm土层。在0-10 cm土层中,随着退化程度的加重,土壤含水量、土壤有机质、全氮以及速磷呈下降趋势,且原生草地和轻度退化草地显著高于中度退化、重度退化和黑土滩(P0.05);在10-20cm土层中,土壤pH值、硝态氮、全钾等含量随退化程度的增加呈上升趋势,土壤含水量、土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、速效磷以及速效钾含量随退化程度的增加呈下降趋势。不同程度退化草地的土壤脲酶随着土层深度的增加而增加,中性磷酸酶和蔗糖酶随着土层深度的增加而减少。脲酶活性在0-10 cm土层随着退化程度的加剧有增加的趋势,而中性磷酸酶和蔗糖酶活性均有降低趋势。在10-20 cm土层中,脲酶活性表现为原生与中度退化显著高于重度退化、轻度退化和黑土滩(P0.05);中性磷酸酶活性是中度退化除与原生草地差异不显著外,与其他草地差异显著(P0.05);轻度退化草地的蔗糖酶活性最高,中度退化草地的蔗糖酶活性显著低于其余4种退化草地(P0.05)。通过主成分分析得知,在0-10 cm土层中,综合评分排列顺序为轻度退化原生重度退化黑土滩中度退化;在10-20 cm土层中,不同退化草地排列顺序为原生轻度退化中度退化黑土滩重度退化。以上结果表明,高寒草甸的退化与土壤的退化关系密切,这为高寒草甸的合理利用和恢复提供了理论依据。     

共和盆地沙质荒漠化过程植被群落特征变化

青海共和盆地是我国西部荒漠化比较严重地区之一。荒漠化不仅表现为植被结构和功能的退化,也伴随着土壤性质的退化。作者对共和盆地典型荒漠化区域设置样带进行植被、土壤调查,利用TWINSPAN对研究区植被进行数量分类,在此基础上确定荒漠化发展阶段类型及所包含的植被群落类型,分析了不同荒漠化发展阶段的植被群落组成、盖度、生物量及土壤质地、有机质和全氮含量。结果表明：研究区荒漠化梯度划分为未退化草地、轻度退化草地、轻度沙化草地、中度退化草地、中度沙化草地。随着荒漠化的发展,群落组成从简单趋于复杂再到简单;群落盖度逐渐减小,其中未退化草地样方的平均盖度达到48．40％4±3．25％,而中度沙化草地的平均盖度仅为15．34％±2．78％;轻度干扰下样方群落生物量先增加,随着干扰加剧,生物量逐渐减小,轻度退化草地地上、地下及总生物量均最高,中度沙化草地的均最低;土壤0-20cm,20-40cm层有机质和全氮含量逐渐减小,粒度组成也发生明显变化。沙化对土壤有机质、全氮含量及粒度组成的影响显著。