中国北方农牧交错带农村土地利用变化因子分析——以内蒙古尧勒甸子村为例

以北方农牧交错带典型生态示范村尧勒甸子村为例，应用参与式农村评估法(PRA)并结合GPS与野外测量，恢复了该村1949年后50a来的土地利用历史过程与格局，利用GIS分析其1950-1999年的土地利用变化特点。运用因子分析和逐步回归分析方法揭示了人类活动因素对土地利用变化的作用。结果发现：1985年以前耕地面积扩大，草地面积减小，沙地面积迅猛持续增加；1985年以后土地利用变化向相反的方向发展，土地利用结构趋向合理。     

中国北方农牧交错带农村土地利用变化因子分析--以内蒙古尧勒甸子村为例

以北方农牧交错带典型生态示范村尧勒甸子村为例,应用参与式农村评估法(PRA)并结合GPS与野外测量,恢复了该村1949年后50 a来的土地利用历史过程与格局,利用GIS分析其1950-1999年的土地利用变化特点.运用因子分析和逐步回归分析方法揭示了人类活动因素对土地利用变化的作用.结果发现1985年以前耕地面积扩大,草地面积减小,沙地面积迅猛持续增加;1985年以后土地利用变化向相反的方向发展,土地利用结构趋向合理.     

农牧交错带退耕还草地土壤风蚀影响因子分析

使用对比、回归分析和主成分分析的方法，研究影响农牧交错带退耕还草地土壤风蚀的因子。结果认为，试验地区土壤在3月-5月间潜在风蚀最强，相同气候条件下，退耕还草地比农田受风力侵蚀的几率低；被试范围内随土壤体积质量、植物基盖度、留茬高度、地表粗糙度和土壤非侵蚀性团聚体含量的增加，风蚀强度均呈下降趋势；构建的2个相互对立的土壤风蚀影响因子中，对土壤风蚀的影响最大的是留茬高度因子，其次为地表粗糙度因子。     

北方农牧交错带不同植被保护及恢复措施物种多样性研究

为研究不同生境类型及不同植被恢复方式植物群落结构特征及物种多样性,本文以位于我国西北农牧交错带的宁夏盐池为研究对象,根据不同植被恢复及保护措施特点,在宁夏盐池布设典型样地。样地类型分为:天然草地、退耕还草地、撂荒地、湿地、人工封育草地、流沙地等6种类型。植被调查采用样线和样方相结合的方法,内容包括:植物名称、株数、盖度、高度、生物量(鲜质量)等。运用生态统计学原理,结合BiodiversityPro、MicrocalOrigin等生态学统计软件对不同样地类型植物进行聚类、多样性指数计量等处理、分析。聚类分析表明:不同植被保护及恢复措施下,植物组成、群落结构、主要建群种等都表现出不同特点,不同样地具有各自不同的优势群落、主要建群种等;多样性指数计量结果表明:不同样地间由于生境类型、植被保护及恢复措施等不同造成样地间物种多样性的差异,湿地由于充足的土壤水分条件,无论是丰富度指数还是综合多样性指数都远高于其他样地类型,综合多样性指数D、H分别为12.783、2.915。此外,退耕还草地和天然草地多样性指数也较高,尤其是退耕还草地,D、H分别为11.514和2.696,是农牧交错带一种较为合理的植被恢复措施;多样性较低的是人工封育草地,D、H分别为2.599、1.576。造成人工封育草地物种多样性较低的主要因素一是随着封育时间的延长,优势种的优势地位不断加强、种间竞争等导致部分物种的消失等原因;二是随着封育时间的增加,土壤结皮加厚,水分入渗率和利用率降低从而导致植物群落衰退。     

我国北方农牧交错带脆弱生态地质环境形成机制探讨

中国北方农牧交错带生态地质环境脆弱,敏感性强,退化趋势显著,容易受到冲击和破坏。北方农牧交错带是生态地质环境灾害的多发区,主要表现为土地荒漠化加剧、气候灾害频繁和地方病害严重等。脆弱生态地质环境的形成机制包括地球内动力机制和外动力机制。内动力机制是指地质历史时期的构造运动,奠定了特殊的地貌格局和脆弱的地表物质基础;外动力机制包括东亚季风和人类活动。内外部机制共同作用将潜在的自然环境脆弱性转化为现实的严重生态地质环境灾害。     

农牧交错带开垦年限对土壤理化特性的影响

为研究农牧交错带天然草地转变为农田后,开垦年限对土壤理化特性的影响,按照邻近样地的取样原则,于2007年10月选择位于内蒙古东部农牧交错带太仆寺旗的天然草地和邻近的6个不同开垦年限的农田样地(垦殖年限为5、10、15、20、35、50 a)作为研究对象分析其土壤理化性状.结果表明:在0～30 cm土层中,天然草地转变为农田后,开垦年限对土壤养分含量和物理性状均有显著影响.土壤的有机碳含量、全氮含量、速效钾含量均随农田开垦年限的延长而降低.草地土壤的养分含量最高.与天然草地相比,0～10 cm土层,有机碳含量分别下降36%、47%、43%、57%、68%、68%;速效钾含量分别下降33%、55%、39%、65%、60%、40%.开垦年限对土壤物理性状也有明显影响,草地土壤的粘粒含量最高,砂粒含量最低;开垦年限越长的农田,土壤砂粒含量越高,粘粒含量越低;农田土壤的容重显著高于草地,随农田开垦年限的延长,土壤容重增加;而土壤pH值显示降低趋势.研究表明在研究区域天然草地具有较好的土壤养分保持能力,开垦年限越长越易导致土壤养分的缺乏和土壤的酸化和沙化,影响整个农牧交错带生态系统的稳定性和持续性.     

我国北方农牧交错带脆弱生态地质环境形成机制探讨

中国北方农牧交错带生态地质环境脆弱 ,敏感性强 ,退化趋势显著 ,容易受到冲击和破坏。北方农牧交错带是生态地质环境灾害的多发区 ,主要表现为土地荒漠化加剧、气候灾害频繁和地方病害严重等。脆弱生态地质环境的形成机制包括地球内动力机制和外动力机制。内动力机制是指地质历史时期的构造运动 ,奠定了特殊的地貌格局和脆弱的地表物质基础 ;外动力机制包括东亚季风和人类活动。内外部机制共同作用将潜在的自然环境脆弱性转化为现实的严重生态地质环境灾害。     

利用年限对农牧交错带退耕还草地土壤物理性质的影响

在农牧交错带以小麦为对照,比较研究不同利用年限对退耕还草种植的老芒麦草地土壤物理性质的影响。结果表明,随利用年限增加,在0~30cm范围内,老芒麦草地土壤体积质量呈现先降低后增加,土壤含水量、孔隙度呈现先增加后降低的趋势。利用第2年的老芒麦草地土壤体积质量最小、孔隙度最大,利用第3年的老芒麦草地土壤含水量最大。利用年限对0~120min内的老芒麦草地土壤渗透性影响不大。不同利用年限老芒麦草地首30min渗透率大小顺序为:第2年>第1年>第3年>第4年,利用第2年的老芒麦草地通过渗透截留降水的能力较强。一个生长季后,不同利用年限的老芒麦草地土壤含水量、孔隙度和体积质量分别比小麦地平均提高3.86%、1.53%和降低6.07%。     

农牧交错带草地植被土壤氮磷比季节动态及相关分析

近年来,典型草原面临严重的退化和沙化,草地生产力低下。了解典型草原植被土壤养分季节动态,尤其是植被土壤N:P的季节变化,有助于指示植被缺素状态。因此,以北方农牧交错带典型草原为研究对象,探讨植物-土壤N:P比季节变化,并分析植物土壤N:P比之间的关系,调查草地群落地上生物量的月动态变化,为合理利用与科学管理草原提供理论依据。结果表明,随着生长季温度的升高和降雨量的增加,草地植物群落地上生物量也不断增加,在8月份达到峰值后开始下降。植物N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而N:P与月份呈极显著正相关(P0.01)。土壤N、P质量分数和N:P的变化情况与植物相似,表现为土壤总N、P质量分数随生长季的推进而显著降低(P0.01),且与月份呈极显著负相关(P0.01),而总N:P与月份呈极显著正相关(P=0.0008)。就土壤有效N、P质量分数和N:P的动态变化来看,土壤有效N质量分数随生长季的推进显著下降(P0.01),而有效P也具有下降趋势,但差异不显著(P0.05);但有效N、P质量分数及其N:P均与月份呈极显著负相关(P0.01)。植物N:P与土壤总N:P呈显著正相关关系(r~2=0.42,P=0.026),而与土壤有效N:P呈极显著负相关关系(r~2=0.62,P0.01),且与有效N:P的相关性更高。综上所述,土壤总N:P和有效N:P均可反映植物N:P的情况,土壤有效N:P能更好地反映植物的缺素状态。     

基于阈值识别的生态系统生产功能风险评价——以北方农牧交错带为例

明晰未来气候变化情景下不同类型生态系统生产功能面临的风险,对因地制宜地采取气候变化适应措施具有重要的现实意义。目前从阈值识别角度对生态系统风险进行评价的研究还较少。该研究提出一种基于阈值识别的气候变化下生态系统风险分析的方法。基于气候、土壤和植被数据,运用大气-植被相互作用模型对1961—2080年北方农牧交错带的生态系统净初级生产力进行模拟,根据气候变化对不同类型生态系统净初级生产力的影响定义了"危险的影响"和"不能接受的影响"两类阈值,并根据生态系统净初级生产力在气候变化下的减少趋势与两类阈值的对比关系进行风险等级的划分,进而对未来气候变化下北方农牧交错带不同类型生态系统生产功能面临的风险进行了评估。结果表明:气候变化将给北方农牧交错带生态系统生产功能带来风险,以低风险为主。风险分布与未来气候变化密切相关,主要集中在西北地区北部、内蒙古地区东北部和东北地区中南部。风险范围随增温幅度的增加而扩展,到远期风险面积达到165.72×10~4 km~2,占研究区总面积的44.78%。混交林、稀树草原与荒漠草原较为危险;高寒草甸与常绿针叶林是较为安全的生态系统。农牧交错带核心区风险程度高于边缘区,揭示了其核心区在未来气候变化下趋于脆弱的趋势。     

4个杨树品种人工林生活污水处理效应分析

为了研究生活污水对不同杨树品种生长的影响及杨树人工林生活污水处理效应,筛选出适宜进行生活污水处理的杨树品种,确定适宜的污水处理水力负荷,在4个杨树品种人工林设置样地,分别采用6个水力负荷(0、3、6、9、12、15 cm·week~(-1)),对不同杨树品种人工林进行了生活污水处理试验,采集了生活污水、土壤、林木各器官样品,测定了样品中氮、磷、钾、钠等元素的含量,计算了杨树枝、干、根生长量与污染物积累量,分析了杨树人工林生活污水处理生态效应。结果表明:污水处理增加了‘中林2001’杨(Populus euramericana cv.‘Zhonglin2001’)、欧美107杨(Populus euramericana cv.‘74/76’)、I-72杨(Populus euram ericana cv. San Martino‘I-71/58’)枝、干、根的生长量,降低了‘中林46’杨(Populus xeuramericana(Dode)GuinerCL.‘zhonglin-46’)枝、干、根的生长量。随着水力负荷的增加,4种杨树品种枝、干、根中的氮、磷、钠含量增加,在6—12cm·week~(-1)水力负荷时达到最大值,然后又随着水力负荷的增加而下降,4个杨树品种人工林各器官钾含量随着水力负荷增加而降低。污水处理后,‘中林2001’杨各器官中氮、磷、钾、钠积累量最高,其后依次为欧美107杨、I-72杨、‘中林46’杨。‘中林2001’杨树人工林生活污水处理效应最好,其后依次为欧美107杨、I-72杨,‘中林46’杨最差。综上,‘中林2001’杨最适合作为生活污水处理的植物材料,其次为I-72杨、欧美107杨,‘中林46’杨林地不适宜作为生活污水处理的植物材料,杨树人工林生活污水处理的适宜水力负荷为6—9 cm·week~(-1)。     

丘陵地区农牧渔生态系统的研究

经四年研究，本文提出了适宜丘陵地区的作物－猪－鱼复合生态系统模型。在该系统中，淡水鱼的养殖以半精养方式最佳。本文还讨论了半精养方式的混养结构、水质管理和饵料组合等配套技术。     

农林复合经营研究──桉树人工林间种西瓜对林木和土壤的效应

本文调查研究了雷州林业局纪家、河头林场桉树人工林间种西瓜对林木和土壤的影响．结果表明，利用造林前空隙种一造西瓜或在桉树林地间种西瓜，均有利于桉树生长．单位面积林木蓄积量和年生长量均比对照林分显著增加，经济效益显著；土壤养分也有增加。作为农林复合经营的有益尝试，值得在有条件的地区推广。     

南方红壤典型花岗岩侵蚀区主要治理模式的土壤碳汇效应

南方红壤花岗岩严重侵蚀区实施水土保持治理后的土壤碳汇效应尚不清晰。为揭示水土保持综合治理对退化土壤有机碳库的影响效应,该研究选取南方水土保持综合治理试点的样板——江西省兴国县塘背小流域为研究区,设置退化样地(BL)、水平竹节沟+乔灌草补植综合施策的生态恢复模式(F34)、前埂后沟+梯壁植草式反坡台地果园开发治理模式(GY)和周边未受扰动的次生林(UF)4种类型样地,分析不同层次土壤总有机碳(TOC)、土壤活性有机碳组分的变化情况,评价南方典型花岗岩侵蚀区综合治理的土壤碳汇效应。结果表明:F34和GY、UF模式下0—100 cm土壤TOC平均含量分别为5.54、6.05、10.22 g·kg~(-1),比BL增加145%、168%和352%;0—40 cm土壤DOC平均含量分别为46.29、45.91和116.85mg·kg~(-1),比BL增加410%、405%和465%;土壤MBC含量分别为112.34、73.20和251.99 mg·kg~(-1),比BL增加217%、106%和611%;F34和GY模式下0—100 cm土壤碳储量为39.65和53.91 t·hm~(-2),高于BL(19.86 t·hm~(-2)),但低于未受人为干扰的UF样地(75.90 t·hm~(-2)),生态恢复样地和果园开发样地的碳吸存量分别为19.79、34.05 t·hm~(-2),碳吸存速率分别为0.58、1.00 t·hm~(-2)·a~(-1);以当前F34、GY吸存速率推算,分别还需要62 a和22 a才能达到与UF相当的土壤有机碳库储量水平。综上,生态恢复模式和果园开发模式可有效促进土壤有机碳积累和恢复,且果园模式土壤碳素恢复效应更加明显,但距离周边未受扰动的次生林还存在一些差距;其次,侵蚀退化地经治理后,显著增加了土壤活性有机碳含量;同时退化裸地具有较高的碳汇潜力,即使通过F34、GY治理34 a后仍具有较大碳汇潜力。     

八达岭林场不同密度油松人工林枯落物水文效应

研究不同林分密度对枯落物水文效应的影响,可为增强水源涵养、提升水文生态功能和优化生态系统服务提供理论依据。以北京八达岭林场4种密度(900、1 260、1 460和1 660 plant·hm~(-2))的油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,分析不同密度下未分解层和半分解层枯落物蓄积量、枯落物持水特征、枯落物持水量和吸水速率及其与浸水时间的关系。结果表明,(1)4种密度油松人工林枯落物蓄积量为14.94-25.74 t·hm~(-2),厚度为20.63-33.37 mm,不同密度林分枯落物蓄积量和厚度表现为1 260 plant·hm~(-2)1 660 plant·hm~(-2)1 460 plant·hm~(-2)900 plant·hm~(-2)。(2)枯落物最大持水量为33.03-51.88 t·hm~(-2),最大拦蓄量为29.98-47.04 t·hm~(-2),有效拦蓄量为25.03-39.25 t·hm~(-2),其中以1 260 plant·hm~(-2)林分最大。(3)枯落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数增加,其半分解层枯落物持水量均高于未分解层。(4)枯落物持水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系,半分解层相对未分解层具有更强的持水能力。综合比较八达岭林场4种密度油松人工林枯落物的持水性能,认为1 260 plant·hm~(-2)的持水能力较好,可较好地涵养水源。     

不同耕作模式对双季稻田生态系统净碳汇效应及收益的影响

耕作措施是影响稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的关键因素。为探明南方双季稻区不同耕作模式下稻田耕层土壤(0—20 cm)固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的变化特征,开展紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻大田定位试验,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种耕作处理,系统分析了不同耕作方式对稻田耕层土壤固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究结果表明,各处理稻田耕层土壤的固碳速率变化范围为2.98—3.43 t·hm~(-2)·a~(-1),耕层土壤碳密度为29.77—34.33 t·hm~(-2),其大小顺序均表现为CTRTNTRTO。不同耕作处理稻田生态系统作物的净碳固定变化范围为5.27—7.43 t·hm~(-2)·a~(-1),其大小顺序表现为CTRTNTRTO;CT和RT处理土壤的净碳汇量分别比NT处理增加40.26%和3.90%。不同处理稻田生态系统物质投入的碳成本为0.03—0.85 t·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益为7.11—8.81×10~3 CNY·hm~(-2)·a~(-1),稻田生态系统经济效益大小顺序表现为CTRTNTRTO。总之,翻耕、旋耕结合秸秆还田处理均有利于提高双季稻田耕层土壤的固碳速率、碳汇效应和经济收益,是增加耕层土壤有机碳库贮量的有效措施。     

修枝对杨树人工林林内小气候及林下植被的短期效应

通过研究不同修枝强度对杨树林内小气候和林下植被的影响,为杨树人工林合理修枝和林下间作提供理论依据。对5年生的南林3804杨(Populus deltoides ‘Nanlin 3804’)人工林进行不同强度的修枝处理,分别为1/2修枝强度(修去下部枝条,使枝下高达到树高的1/2)、1/3修枝强度(修去下部枝条,使枝下高达到树高的1/3)和CK(对照,不修枝)。修枝4个月后(7月)对不同处理的林下光照强度、气温、相对湿度等林内小气候以及林下植被状况进行调查与分析。结果表明,(1)修枝改变了林下光照强度和空气温湿度。与CK相比,1/2修枝强度下林内不同位点的日平均光照强度和气温分别提高了37.83%和5.30%,而空气相对湿度降低了9.56%;1/3修枝强度下不同位点的日平均光照强度和气温分别提高了15.03%和3.93%,空气相对湿度降低了7.72%。(2)1/2和1/3修枝强度的林分地表温度分别比CK提高了0.89℃和0.62℃;不同处理之间的5cm深土壤温度和土壤湿度差异均不显著。(3)修枝后林下植被会发生较大变化。与CK相比,1/2和1/3修枝强度下的林下植被生物量分别提高了76.24%和51.26%,Shannon-Weiner指数分别提高了43.63%和19.47%;1/3修枝强度下的Menhinick丰富度指数和Pielou均匀度指数均高于CK,但1/2修枝强度下的Menhinick丰富度指数和Pielou均匀度指数均低于CK。总体而言,修枝能增强林下光照强度,提高林内气温和地表温度,降低空气相对湿度,改变林下植被组成,提高林下植物物种多样性和生物量。     

海峡两岸碳汇农业研究与交易平台建设的思考与对策——以闽台农业碳汇交易中心规划研究为例

在全球气候变化的大背景下,发展低碳经济已经成为全球性共识;同时作为发展低碳经济前沿领域的碳交易市场也得以迅速发展。本文简要综述了我国农业碳汇交易研究和碳交易市场发展的现状及其存在的问题,分析了在福建建立海峡两岸农业碳汇交易平台的政策机遇和区域优势,提出了构建闽台农业碳汇交易中心的规划设想,并结合规划设想提出了要加强碳汇农业理论与节能减排技术、低碳农业发展规划与综合评估体系、农业碳汇交易机制、监测及其认证体系等农业碳汇研究的方向与建议。