不同等级石漠化综合治理的植被恢复过程特征——以贵州省花江峡谷为例

通过对石漠化综合治理过程中植被群落结构特征的连续观测,对影响植被结构变化的主要因素以及植被结构随治理时间变化的规律进行了研究。同一等级石漠化中植被盖度、生物量、生物多样性随综合治理年限增加,其结构得到改善和提高,其中植被盖度、生物量增长幅度为50%~360%。受人为扰动及石漠化等级程度的双重影响,植被结构具有异质性,即人为干扰程度加强,生物多样性降低;随着石漠化等级程度的提高,植被盖度、生物量降低;而生物多样性却随着石漠化等级程度的提高而提高,这种反常现象归根于治理初期生态系统的紊乱。在综合治理过程中,应针对人为扰动方式、程度及石漠化等级程度采取相应措施。     

基于NDVI指数的骆马湖水生植被分级研究

基于典型时段骆马湖LandsatTM遥感影像,利用归一化植被指数（NDVI）法对骆马湖水生植被进行分级研究.采用标准差分级方法,将骆马湖水生植被分为5个等级.研究结果表明,利用这种分级方法处理的图像能够较准确地反映骆马湖水生植被区域分布和等级分区,能够更准确地给出采砂区和生态保护区域的位置,增强湖区水生态环境保护工作的有效性和针对性.     

丹江口库区陆地植被物候空间格局及其与海拔的响应关系

海拔高度变化对区域温度、降水都起着至关重要的作用,从而会对植被物候特征产生影响。以丹江口库区为研究区,分析库区植被物候随海拔变化特征,该工作的开展对进一步认识库区植物物候空间特征,进而监测库区土地覆盖变化具有重要实践意义。研究采用Savitzky-Golay滤波算法重建库区2001~2012年MODIS 16天最大合成EVI时序影像数据,对重建后的时间序列影像采用动态阈值法提取库区陆地植被关键物候特征信息,并对库区陆地植被物候特征随海拔梯度变化特征进行分析。研究结果表明,丹江口库区陆地植被生长季为4月上旬至10月上旬,南部山区林地生长季最长,而库区中部、东部耕地生长季较短。植被物候特征随海拔梯度变化呈现两个较为明显的区域,低海拔区域植被生长季开始时间(Start of Season,SOS)随海拔升高而提前,生长季结束时间(End of Season,EOS)随海拔升高而推迟,进而导致生长季长度(Length of Season,LOS)随海拔升高而延长。而在海拔较高山区,林地植被物候呈现完全相反变化趋势。受丹江口水库和人类活动的影响,丹江口库区植被分布随海拔变化呈现两个较为明显的区域。     

永川城区主要绿化植物的滞尘效应

本文选取重庆市永川区具代表性植物及绿地作为研究对象,采用直接采样和统计分析的方法,对植物单位叶片面积滞尘量进行测定分析。结果表明:同一功能区不同植物种类之间的滞尘能力存在差异,滞尘能力大小排列顺序为:红花檵木>麦冬>小叶榕>红叶石楠>桂花>山茶>女贞>八角金盘>广玉兰>海桐>黄角兰>冬青>银杏>迎春,最高为红花檵木12.361 g/m2,最低为迎春2.0903 g/m2,最大差异达6倍;不同功能区同种植物的平均滞尘量差异显著,排列顺序为:街道绿地>新兴绿地>居住区>净化对照区;运用扫描电镜对叶表进行观察表明:植物的不同叶表结构滞尘能力也有差异,叶片表面被毛、褶皱时滞尘能力较强,叶片光滑或蜡质时滞尘能力较弱;植物叶片滞尘量与植物叶片单片面积呈正相关。     

气候变化下汉江上游林地植被生态需水量的时空演变

研究气候变化下林地植被生态需水量的时空变化,对于保护涵养水源的林地植被系统,合理规划管理流域水资源有着重要作用。以汉江上游流域11个气象站点1971~2010年的气象资料为依据,采用结合[1]土壤含水量与植物类型修正蒸散发量得到植被生态需水量的方式,从时空角度定量研究了在生长季4~10月份流域林地植被生态需水量及其趋势性变化,并且分析了生态需水量对各气象因子变化的敏感性程度。结果表明:汉江上游流域林地植被多年平均生长季生态需水量为6.915 8×109 m3,整体上呈现非显著性增加趋势,在空间分布上具有明显的地带性特征。生态需水量对不同气象因子有不同程度的敏感性:最高温度水汽压太阳辐射风速最低温度,生态需水量对各气象因子敏感程度的地带性分布特征还与各区域的纬度、海拔、植被类型和下垫面情况有关。     

植被恢复的生态效应研究进展

植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。植被恢复是指运用生态学原理,通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能。目前,植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。植被在恢复过程中对地上植被生态系统,物种多样性的恢复有着重要影响,同时通过凋落物及根系的输入,可以有效改善地下生态系统,增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。文章以地上及地下生态系统为出发点,综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性,随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势,但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展,降低生物多样性。不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异,随着恢复年限的增长,土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。针对已有的研究进展,提出在未来的研究过程中,一方面应该增加更多的对比研究,对不同环境下,不同的恢复物种,不同的恢复方式进行更深入地探讨;另外一方面应增加不同尺度的研究,现有的研究多集中在样地尺度,未来应在更大尺度上进行分析;再者,地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点,植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。     

黄土小流域水沙输移过程对土地利用/覆被变化的响应

以甘肃定西安家沟小流域为典型研究区,基于TM、ALOS遥感影像解译和地面长期水文数据,深入分析了1997至2010年间流域土地利用变化特征及其产流产沙效应。结果显示,（1）14年间,流域林灌草面积分别增加160.23%、176.33%和80.75%;坡耕地、居民地、裸地和梯田面积分别减少25.57%、0.16%、48.45%和21.52%。以2005年为时间节点,发现前期灌草增加较多、裸地减少明显,后期则是乔木增加比例和坡耕地减少比例更为显著,彰显出不同历史阶段植被恢复的策略变化。（2）流域出口多年平均径流量和输沙量分别由前期的18 249 m3和6 383 kg锐减至后期的2 292 m3和2 267 kg,流域土地利用/覆被有效增加是其主要驱动。（3）春冬季节,由于降雨稀少、径流泥沙的本底值很低,前后两个阶段的水沙输移量差异较小,土地利用/覆被变化的影响相对尚不显著。但在夏秋季节,随着降雨事件增多,土地利用/覆被变化减水减沙的效应趋于显性化。     

1987-2008年南四湖湿地植被碳储量时空变化特征

利用研究区1987、1997和2008年的LandsatTM／ETM＋卫星遥感数据,结合实地采样调查和收集的资料,计算3个时期山东省南四湖湿地各植被类型的面积和碳储量;同时依照不同覆被类型（植被类型）的平均碳储量将各覆被类型的斑块划分为不同储碳等级,绘制3个时期的南四湖湿地植被碳格局图,分析植被碳储量的时空变化特征、变化产生的原因和变化对湿地的潜在影响。研究结果表明：研究前期（1987年）植被储碳格局存在着明显的植被碳储量以湖南北中心线向两岸增大的带状特征,研究中后期（1997-2008年）带状储碳格局不断破碎化并最终消失。整个研究期高储碳等级的斑块面积不断减小,低储碳等级的斑块面积增加。湿地植被碳储量呈现前期基本稳定后期显著减少的特征,1987、1997和2008年湿地植被碳储量均值分别为1．07、1．08和O．64TgC,1987-1997年湿地植被碳储量平均年增加0．001TgC,变化幅度不大;1997-2008年年减少0．04TgC,下降较明显。其中自然植被碳储量在整个研究期内持续减少,人工植被碳储量呈现先增加后减少的波动变化特征,分析认为这一变化特征产生的主要原因是南四湖地区多因子驱动的土地覆被变化活动。通过区域湿地植被的碳平衡动态分析认为,植被碳储量（碳库）的减少可能会导致整个湿地碳储量的入不敷出,使整个湿地碳汇能力下降甚至可能变为碳源。     

Vegetation Response to Early Holocene Warming as an Analog for Current and Future Changes

Abstract: Temperatures in southwestern North America are projected to increase 3.5–4 °C over the next 60–90 years. This will precipitate ecological shifts as the ranges of species change in response to new climates. During this shift, rapid‐colonizing species should increase, whereas slow‐colonizing species will at first decrease, but eventually become reestablished in their new range. This successional process has been estimated to require from 100 to over 300 years in small areas, under a stable climate, with a nearby seed source. How much longer will it require on a continental scale, under a changing climate, without a nearby seed source? I considered this question through an examination of the response of fossil plant assemblages from the Grand Canyon, Arizona, to the most recent rapid warming of similar magnitude that occurred at the start of the Holocene, 11,700 years ago. At that time, temperatures in southwestern North America increased about 4 °C over less than a century. Grand Canyon plant species responded at different rates to this warming climate. Early‐successional species rapidly increased, whereas late‐successional species decreased. This shift persisted throughout the next 2700 years. I found two earlier, less‐extreme species shifts following rapid warming events around 14,700 and 16,800 years ago. Late‐successional species predominated only after 4000 years or more of relatively stable temperature. These results suggest the potential magnitude, duration, and nature of future ecological changes and have implications for conservation plans, especially those incorporating equilibrium assumptions or reconstituting past conditions. When these concepts are extended to include the most rapid early‐successional colonizers, they imply that the recent increases in invasive exotics may be only the most noticeable part of a new resurgence of early‐successional vegetation. Additionally, my results challenge the reliability of models of future vegetation and carbon balance that project conditions on the basis of assumptions of equilibrium within only a century.     

Using a fisheries ecosystem model with a water quality model to explore trophic and habitat impacts on a fisheries stock: A case study of the blue crab population in the Chesapeake Bay

Recent calls for the development of ecosystem-based fisheries management compel the development of resource management tools and linkages between existing fisheries management tools and other resource tools to enable assessment and management of multiple impacts on fisheries resources. In this paper, we describe the use of the Chesapeake Bay Fisheries Ecosystem Model (CBFEM), developed using the Ecopath with Ecosim (EwE) software, and the Chesapeake Bay Water Quality Model (WQM) to demonstrate how linkages between available modeling tools can be used to inform ecosystem-based natural resource management. The CBFEM was developed to provide strategic ecosystem information in support of fisheries management. The WQM was developed to assess impacts on water quality. The CBFEM was indirectly coupled with the WQM to assess the effects of water quality and submerged aquatic vegetation (SAV) on blue crabs. The output from two WQM scenarios (1985-1994), a baseline scenario representing actual nutrient inputs and another with reduced inputs based on a tributary management strategy, was incorporated into the CBFEM. The results suggested that blue crab biomass could be enhanced under management strategies (reduced nutrient input) when the effective search rate of blue crab young-of-the-year's (YOY's) predators or the vulnerability of blue crab YOY to its predators was adjusted by SAV. Such model linkages are important for incorporating physical and biological components of ecosystems in order to explore ecosystem-based fisheries management options.