气温变化对西南山区流域森林水文效应影响的模拟

为了揭示气温变化对西南山区流域森林水文效应的影响,用生物物理/动态植被模型SSiB4/TRIFFID与流域地形指数水文模型TOPMODEL的耦合模型SSiB4T/TRIFFID模拟了西南山区长江上游梭磨河流域森林水文效应对气温变化的响应,分析了气温变化对植被不同演替阶段的流域总径流和总蒸发以及冠层截流蒸发、植被蒸腾和土壤蒸发的影响。结果表明,（1）梭磨河流域森林（常绿针叶林）蒸腾与草和灌木差异小,森林蒸腾潜热比草和灌木仅高1~4 W.m-2,森林冠层截留蒸发高于草和灌木,但土壤蒸发明显低于草和灌木覆盖,森林覆盖流域总蒸发低于草和灌木覆盖甚至低于裸土蒸发,因此增加了流域总径流量,但森林增加径流的作用随土壤蒸发的减小而减小。（2）气温减小1℃将通过减小森林冠层截留蒸发和蒸腾而使森林增加流域总径流量的作用增加;相反,气温增加将增加森林冠层截留蒸发和蒸腾而使森林增加总径流量的作用减小。（3）当温度增加4℃,由于森林总蒸发较草和灌木明显增加,对于较高的土壤蒸发,森林增加总径流量的作用已不明显;对于较低的土壤蒸发,森林减小了流域总径流量。     

坡度和植被盖度对河岸坡面侵蚀产沙特征的影响

坡度和植被盖度是影响坡面土壤侵蚀的重要因子,探讨坡面土壤侵蚀产沙对坡度和植被盖度的响应,对坡面土壤侵蚀产沙的预测和调控具有重要意义。研究基于野外模拟径流冲刷试验,分析了不同坡度（5°、10°、15°、20°）和植被盖度（0、15%、30%）条件下坡面径流系数、泥沙量、时段径流含沙量和侵蚀泥沙粒径组成的变化过程,并运用双因素方差分析和相对贡献指数阐明黄河下游河岸坡面侵蚀产沙特征对坡度和植被盖度交互作用的响应。结果表明：不同植被盖度下坡面径流系数随冲刷历时增加而增加,在冲刷历时前5 min增幅较快,之后增幅变慢并趋于平缓;坡面径流含沙量随冲刷历时呈逐渐下降趋势,随后趋于平缓。坡度小于15°时,不同植被盖度之间的径流系数和时段径流含沙量差异较为明显,坡度大于15°后差异减小。侵蚀产生的泥沙量随冲刷历时和坡度的增加而增加;在同一坡度上,植被覆盖越低,侵蚀产生泥沙量越大。侵蚀泥沙的主要富集粒级中,Dx(10)以粉粒为主,Dx(50)以粗粉粒和极细砂粒为主,Dx(90)以极细砂粒和细砂粒为主。双因素方差分析表明,坡度对河岸坡面侵蚀产生的径流系数、产沙量和径流含沙量均有极显著影响（P<0.001）,植被盖度对产沙量和径流系数有极显著影响（P<0.001）,而坡度和植被盖度的交互作用仅对径流系数有显著影响（P<0.01）,同时相对贡献指数表明,在坡度和植被盖度对坡面侵蚀产沙的交互作用中,植被盖度的作用随坡度的增加逐渐减弱,而坡度的作用逐渐增强,并成为影响坡面水土流失的主导因素。     

旱区经营人工植被对土壤干化过程的调控

人工植被在北方旱区具有重要的意义,但在干旱少雨的条件下开展建设,必须讲求水分平衡。基于此,作者通过考察长期的经营实践,从土壤水分角度讨论人工植被与环境之间的耦合匹配问题。阐述了普遍发生的人工植被作用下的土壤干化对植被自身的不利影响以及其可调控性,并进一步对调控途径和措施进行了分析。表明人为采取措施可以将土壤干化现象加以调节和控制,如局部带状或团块状种植、疏伐、轮作、休闲、灌溉等。在贯彻适地适种原则的基础上,还需选择耗水量少的抗旱节水植物和可维持土壤水库水平的密度或盖度,这是保证人工植被稳定持久值得重视的又一重要方面。预防土壤干化是首要的,需多途径相互结合进行调控。对土壤干化过程的调控实际上就是有效经营人工植被。需要结合经营目标评定人工植被的稳定性。     

Modelling forest management within a global vegetation model—Part 1: Model structure and general behaviour

This article describes a new forest management module (FMM) that explicitly simulates forest stand growth and management within a process-based global vegetation model (GVM) called ORCHIDEE. The net primary productivity simulated by ORCHIDEE is used as an input to the FMM. The FMM then calculates stand and management characteristics such as stand density, tree size distribution, tree growth, the timing and intensity of thinnings and clear-cuts, wood extraction and litter generated after thinning. Some of these variables are then fed back to ORCHIDEE. These computations are made possible with a distribution-based modelling of individual tree size. The model derives natural mortality from the relative density index (rdi), a competition index based on tree size and stand density. Based on the common forestry management principle of avoiding natural mortality, a set of rules is defined to calculate the recurrent intensity and frequency of forestry operations during the stand lifetime. The new-coupled model is called ORCHIDEE-FM (forest management).The general behaviour of ORCHIDEE-FM is analysed for a broadleaf forest in north-eastern France. Flux simulation throughout a forest rotation compare well with the literature values, both in absolute values and dynamics.Results from ORCHIDEE-FM highlight the impact of forest management on ecosystem C-cycling, both in terms of carbon fluxes and stocks. In particular, the average net ecosystem productivity (NEP) of 225 gC m⁻² year⁻¹ is close to the biome average of 311 gC m⁻² year⁻¹. The NEP of the “unmanaged” case is 40% lower, leading us to conclude that management explains 40% of the cumulated carbon sink over 150 years. A sensitivity analysis reveals 4 major avenues for improvement: a better determination of initial conditions, an improved allocation scheme to explain age-related decline in productivity, and an increased specificity of both the self-thinning curve and the biomass-diameter allometry.     

Habitat Split as a Cause of Local Population Declines of Amphibians with Aquatic Larvae

Abstract:  Most amphibian species have biphasic life histories and undergo an ontogenetic shift from aquatic to terrestrial habitats. In deforested landscapes, streams and forest fragments are frequently disjunct, jeopardizing the life cycle of forest-associated amphibians with aquatic larvae. We tested the impact of habitat split—defined as human-induced disconnection between habitats used by different life-history stages of a species—on four forest-associated amphibian species in a severely fragmented landscape of the Brazilian Atlantic Forest. We surveyed amphibians in forest fragments with and without streams (referred to as wet and dry fragments, respectively), including the adjacent grass-field matrix. Our comparison of capture rates in dry fragments and nearby streams in the matrix allowed us to evaluate the number of individuals that engaged in high-risk migrations through nonforested habitats. Adult amphibians moved from dry fragments to matrix streams at the beginning of the rainy season, reproduced, and returned at the end of the breeding period. Juveniles of the year moved to dry fragments along with adults. These risky reproductive migrations through nonforested habitats that expose individuals to dehydration, predation, and other hazards may cause population declines in dry fragments. Indeed, capture rates were significantly lower in dry fragments compared with wet fragments. Declining amphibians would strongly benefit from investments in the conservation and restoration of riparian vegetation and corridors linking breeding and nonbreeding areas.     

滨海盐田建设对周边土壤及植被的影响

随着滨海盐业的迅猛发展,盐田的急剧扩张已经对周边环境产生了影响。通过调查盐田周边植被分布特征,分析与植被带对应的典型样地土壤理化性质的空间异质性,研究了盐田对周边土壤及植被的影响。结果表明：盐田周边的植被分布存在明显的空间异质性,在盐田周边呈带状分布,且距盐田越近,植被盖度、物种丰富度越低。土壤含盐量的空间分布在宏观上表现为距盐田越近,含盐量越高,土壤盐渍化越重。距离盐田20m处土壤含盐量平均值达8.22g·kg-1,距离盐田1000m处,土壤含盐量平均值为1.84g·kg-1,土壤含盐量显著降低,且表层土壤含盐量与采样地距盐田间的距离之间呈显著相关关系。由此可见,盐田的扩建已经显著加重了周边土壤的盐渍化程度。     

密云水库流域植被覆盖度变化对输沙量的影响

封闭流域中,泥沙的产生是多种因素相互作用,相互制约的结果,而在这些众多的环境影响因素中,植被是土壤侵蚀中最重要的环境控制因子,目前,植被覆盖度变化对输沙量的影响一直是区域生态环境研究中比较热门的话题。文章使用遥感（Remote Sensing（RS））、地理信息系统（Geographic In formmionSystem（GIS））与统计分析相结合的方法评价了密云水库流域内2个子流域出口处2002年至2005年植被覆盖度变化对输沙量的影响。密云水库流域多为山地,其降雨具有明显的季节性。本文的主要目的在于分析2002年至2005年植被覆盖度变化对流域输沙量的影响,并分析了植被覆盖度变化对气候改变及人类活动的综合影响,结果表明：在密云水库流域内,输沙量是降雨情况和人为因素引起的地表植被覆盖度变化情况的综合反映,人口增长、经济发展和城市化是密云水库流域内引起土地利用变化和地表植被覆盖度变化的主要驱动力。并且,输沙量可以被看作是一个很好的指标来定量分离出生物生理和人为的影响,并从中能够找出在流域生态系统中获得显著结果关键的临界点。研究结果对制定流域的合理开发和管理计划将有所帮助。     

2000—2007年珠峰自然保护区植被时空变化与驱动因子

采用遥感与GIS相结合的方法研究了珠峰自然保护区2000—2007年之间的植被时空变化过程和驱动机制问题。通过一元线性回归斜率计算获取了基于EVI数据的珠峰自然保护区植被变化趋势,以及表现2000—2007年植被变化的矢量图层。利用GIS时间动画技术,建立了7个时间点内不同间隔的植被时空演化过程快照,并结合ArcEngine构建了植被变化监测的时序分析流程,提取和分析了植被变化过程的时空特征。依据年平均温和年降水量观测记录进行了植被变化的气候因子分析,依据道路、河流缓冲区的居民点密度与植被退化面积比例的相关性,分析了人类活动影响,并讨论了不同植被退化区域在多重因素作用下的变化驱动因子。拟合了主要社会经济发展指标与植被变化的相关性,从统计数据方面讨论了珠峰自然保护区社会经济发展对植被变化的影响作用。结果表明：珠峰自然保护区植被变化的总体趋势以稳定为主,但植被退化趋势超过了变好趋势。同时,核心区植被变好趋势明显,实验区植被退化趋势严重。保护区南坡植被受气候变化干扰小,保持了大部分变好趋势;北坡由于降水减少造成湿地植被退化,对草地的长势带来消极作用。人类活动与植被状态变化有密切关系,在沟谷地带的破坏作用明显。并且,植被退化趋势与农业耕地面积扩大以及放牧影响关联紧密,而牲畜饲养与林业发展都未对保护区植被变化造成明显影响。     

基于地理探测器的区域植被覆盖度的定量影响——以京津风沙源区为例

植被覆盖度（FVC）是衡量生态环境优秀的重要指标.本文基于MODIS NDVI数据,运用像元二分法模型,估算了2000~2018年京津风沙源区FVC,分析了其时空变化特征.在此基础上,基于地理探测器模型,定量分析了自然因素和人类活动因素等12个因子对京津风沙源区FVC空间分布的影响.结果表明,近20a来京津风沙源区FVC整体上呈增加趋势,增加率为8.2%.空间上,研究区73.7%的区域FVC在增加,其中显著增加的区域主要集中在晋北山地丘陵亚区、燕山丘陵山地水源保护亚区、大兴安岭南部亚区和科尔沁沙地亚区的南部.2000~2018年,降水是影响京津风沙源区FVC空间分布的主要自然因子,解释力为63.3%;年末大牲畜头数是影响FVC空间分布的主要人为因子,解释力为34.8%.自然因素和人类活动之间的双因子交互作用以双协同作用和非线性协同作用为主,表明相对于单因子,自然因素和人类活动间的交互作用对FVC的解释力更强.其中,降水与其他11个因子的交互作用对研究区FVC起主导作用,解释力超过60%.     

改性植被混凝土基材力学与植生试验研究

为探明羧甲基纤维素钠(CMC)与麦秸秆纤维对植被混凝土基材力学与植生性能的影响,通过直剪试验、植生试验研究了改性后植被混凝土基材(简称改性基材)的抗剪性能与黑麦草生长性能.结果 表明:①改性基材的剪切强度随CMC掺量的增加呈先增后减的变化趋势,0.5％CMC掺量时基材的剪切强度出现峰值,而随纤维掺量的增加改性基材剪切强...