绿洲―荒漠交错带土壤水分变化特征初步研究

 以甘肃省的民勤绿洲为例,选择土壤水分最为亏缺的7月,对白刺(Nitraria tangutorum)沙包不同迎风面,以及绿洲和荒漠交错地带的土壤水分进行了取样分析。结果表明,对于白刺沙包而言,其上层和深层土壤水分是迎风坡大于背风坡,中间层次（40～80 cm）则刚好相反。在绿洲与荒漠的交错带上,灌丛沙包与沙丘间低地水分变化有很大的不同,总体而言,丘间地水分含量大于灌丛沙包,但在距离绿洲406 m处,二者均出现一个土壤水分的最低值。在丘间地表层,水分变化是距离绿洲愈近,土壤含水量愈高;而深层土壤水分的变化趋     

绿洲―荒漠交错带土壤水分变化特征初步研究

以甘肃省的民勤绿洲为例,选择土壤水分最为亏缺的7月,对白刺(Nitraria tangutorum)沙包不同迎风面,以及绿洲和荒漠交错地带的土壤水分进行了取样分析。结果表明,对于白刺沙包而言,其上层和深层土壤水分是迎风坡大于背风坡,中间层次（40～80 cm）则刚好相反。在绿洲与荒漠的交错带上,灌丛沙包与沙丘间低地水分变化有很大的不同,总体而言,丘间地水分含量大于灌丛沙包,但在距离绿洲406 m处,二者均出现一个土壤水分的最低值。在丘间地表层,水分变化是距离绿洲愈近,土壤含水量愈高;而深层土壤水分的变化趋     

金塔绿洲荒漠交错带沙蓬根系分形特征

根系分形结构是植物根系构型应对环境异质性的表型可塑性,可反映植物对生长环境的适应结果。在黑河中游的金塔北海子国家湿地公园,按照立地条件选择丘间低地、缓平沙坡和坡顶平地3种生境类型,采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪相结合的方法,研究了绿洲荒漠交错带一年生植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum)的根系分形结构。结果表明:从丘间低地到坡顶平地植被群落的高度、盖度、地上生物量、土壤含水量、紧实度和土壤容重逐渐减小,沙蓬根系分形维数呈减小趋势,而根系分形丰度呈增大趋势;不同立地条件下沙蓬根系分形维数和分形丰度间呈负相关关系,沙蓬根系分形维数与分形丰度在丘间低地和坡顶平地均存在极显著负相关关系(P<0.01),在缓平沙坡样地呈显著负相关关系(P<0.05)。沙蓬根系分形维数和分形丰度间"此消彼长"的权衡关系,体现了沙生植物应对生境胁迫的表型可塑性机制。     

克里雅河流域荒漠-绿洲交错带3种不同生活型植物的光合特性

利用LI-6400光合仪测定新疆克里雅河流域荒漠-绿洲交错带自然生长的芦苇、柽柳、胡杨叶片的气体交换参数及环境影响因子,通过对比3种植物光合特性的差异及其与环境因子间的关系,探讨3种植物对荒漠环境的适应特性和机制。结果表明:(1)3种植物叶片Pn日变化均呈不对称的双峰曲线,"午休"现象明显,Pn日均值的大小依次为胡杨芦苇柽柳,种间差异不显著。(2)Tr、PAR和Gs与3种植物Pn的日变化存在极显著或显著的相关关系,其中影响芦苇Pn的主要因子是Tr、PAR和Gs,作用效应为TrGsPAR;影响柽柳Pn的主要因子是Tr、Gs,作用效应为TrGs;影响胡杨Pn的主要因子是Tr。(3)3种植物的光合作用对光强和CO2的响应特征可用二次方程描述;光补偿点和饱和点均为柽柳胡杨芦苇;CO2补偿点为胡杨柽柳芦苇,饱和点为胡杨芦苇柽柳。(4)3种植物的表观量子效率在0.0341—0.0411 mol/mol之间,羧化效率在0.0480—0.0546 mol m-2s-1之间。综合比较表明,3种干旱区植物在自然条件下日均净光合速率、光能利用率和CO2同化能力差异不显著,气孔限制是光合"午休"现象产生的主要原因;影响3种植物光合作用的主导因子各不相同,但Tr与Pn间的关系较其它因子更为密切。     

SPOT4遥感数据在荒漠-绿洲景观分类研究中的初步应用

应用SPOT4多光谱遥感数据,结合GPS（Global positioning system）所测定的地面控制点和地面景观类型调查数据,对新疆塔克拉玛干沙漠南缘中部和田地区的策略流漠-绿洲景观分类法及其特征进行了研究,利用ERDAS IMAGINE图像处理软件,对SPOT 4卫片进行几何纠正、投影转换和监督分类、形成研究区的景观分类图,对策勒绿洲的景观分布格局进行了定性的描述,并进一步探讨了SPOT及其它遥感数据在荒漠-绿洲景观研究中的应用研究前景。     

绿洲-荒漠过渡带景观的植被与土壤特征要素的空间异质性分析

采用变异函数的理论和方法,通过空间异质性特征比较,研究了阜康绿洲-荒漠过渡带景观中的植被盖度和土壤环境因子的空间异质性、空间格局及其关系．在此基础上,应用Kriging局部块段插值法,以三维图形显示出各个要素的空间分布格局．结果表明,除土壤全盐量空间相关性较弱外,其他各要素具有中等程度以上的空间相关性,且空间变异主要发生在较小尺度上．其中,植被盖度的空间异质性程度较高,在3km的尺度内具有明显的空间格局．从空间分布格局看,植被盖度、土壤表层含水量和土壤pH值沿样带相邻点差异对比明显,高值区和低值区交错．草本盖度与土壤表层含水量、土壤pH间有相关关系,灌木平均盖度主要依靠深层次地下水维系．灌木和草本盖度的块金值具有明显差异,可能因为二者要求不同的生态条件,因而在同等尺度上具有不同的生态学过程．     

荒漠绿洲区不同种植年限人工梭梭林土壤化学计量特征

为阐明梭梭建立对林下土壤养分化学计量特征的影响,分析了2、5、9、13、16、31、39a荒漠绿洲区梭梭林灌丛下和流沙区(0a)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、碳酸钙(CaCO_3)、速效磷(Available P)含量及其化学计量特征变化规律。结果显示:1)SOC和TN在9a后出现显著的成层化分布,而TP的这一特征相对滞后;不同土壤深度SOC、TN均随林龄增加而显著增加,而TP未表现出明显变化。2)C∶P和N∶P在9a后表现出明显的成层化分布且不同土层C∶P和N∶P随林龄增加显著增加,而C∶N保持相对稳定。3)较低含量的Available P在2a后即表现出0—5 cm含量大于5—20 cm且表层Available P和CaCO3随林龄增加而显著增加。而Ca CO3∶Available P在不同林龄间并未发生显著变化。4)随林龄增加,土壤表层风蚀可蚀性极显著降低且与土壤表层养分含量呈显著的负相关关系。以上结果表明,梭梭的建立提高了土壤SOC和TN含量且随林龄增加变化更显著,而变化较小的C∶N说明土壤氮的形成需要固定比例的碳。变化幅度较小的TP说明主要来源于岩石风化的磷素受时间作用的限制,而较低含量的Available P和变化幅度较小的CaCO_3∶Available P则表明梭梭的生长受P的限制且有限的Available P易被CaCO_3固定。另外,土壤养分含量与土壤风蚀可蚀性显著的负相关关系,进一步说明梭梭的建立改善了土壤质地,增加了土壤养分含量,这对荒漠绿洲区土壤恢复和植被建设有极大的促进和指导作用。     

河西走廊山地-绿洲-荒漠复合系统耦合的景观生态学机制

系统耦合的基础为非生物环境的空间异质性,基本条件为具有类型相同并且相互连通的廓道,系统耦合的景观生态学机制为非生物环境的空间分异和各种干扰导致的景观异质化,各种干扰是系统耦合的介质,系统耦合从本质上可以被看作尺度变大过程中景观组分的融合与性质转换的过程,系统耦合根据干扰的性质可以分为自然耦合和人为耦合2类,自然耦合是人为耦合的基础,系统生态生产力的提高取决于人为耦合的优化过程。     

基于NDVI的塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带时空演变分析

基于2001、2007、2013和2017年的ETM/OLI遥感影像,使用复合植被指数构建的植被覆盖度模型与目视解译相结合提取塔里木盆地北缘绿洲-荒漠过渡带,并对其时空演变过程进行分析,为推动干旱区绿洲经济的可持续发展,土地荒漠化防治以及区域生态环境改善提供依据。结果表明:(1)2001—2017年间研究区绿洲面积呈扩增趋势,荒漠面积呈下降趋势;过渡带面积先减少后趋于稳定,年均扩增速率为-0.264%。(2)近16年来绿洲面积沿其边缘向外有不同程度的扩增,过渡带扩张面积主要由荒漠变化而来,缩小面积主要变化为绿洲,未变化面积趋于稳定,年均变化面积为-0.058×10^4 hm^2;(3)研究时段内受人为因素影响,绿洲面积迅速扩张,过渡带内侧的荒漠植被被开垦为耕地;位于区域东部和南部的地带,由于受地形和水文等自然因素的影响,过渡带面积扩增,荒漠面积缩减。近16年来塔里木盆地北缘加快了绿洲化进程,较为有效的控制了荒漠化;但过渡带空间变动较大,绿洲扩张过快且普遍存在环境恶化现象,该区域的生态环境还需进一步改善。     

荒漠-绿洲过渡带不同生境植被生产力格局对降雨的响应

景观格局分析是理解生态过程发生、发展的重要方法。为了探讨干旱区不同生境植被生产力格局对偶发降雨事件的响应,本研究以荒漠-绿洲过渡带砾质荒漠和沙质荒漠生境为对象(样区面积分别为1650 hm²),利用2017年6月22日—6月29日MODIS系列日数据,对一次降雨事件后不同生境生产力格局变化过程进行了分析。结果表明:两种生境景观变化不同,砾质荒漠生境植被生产力(NDVI)未增加面积大于沙质荒漠生境,砾质荒漠生境的植被生产力变化主要集中在0～0.01,景观面积波动范围为612.5～1200 hm²;沙质荒漠生境植被生产力增加范围集中在大于0.01,景观面积波动范围为150～1587.5 hm²;在干旱区降雨事件发生后,随时间推移砾质荒漠生境景观趋于破碎化,沙质荒漠生境景观中简单斑块成为景观格局主体。     

绿洲荒漠过渡带风况对波文比和蒸散发的影响

波文比-能量平衡法是目前蒸散发研究常用的方法之一。在利用波文比-能量平衡法对荒漠地区,尤其对绿洲荒漠过渡带的蒸散发进行研究时,发现有波文比波动大、蒸散发结果准确性不高等问题。如何提高波文比-能量平衡法在绿洲荒漠过渡带的准确性成为荒漠干旱区精确研究水分收支急需解决的问题。在以前的研究基础上,发现绿洲荒漠过渡带的不同风况对波文比有不同影响,这可能是造成波文比-能量平衡法在绿洲荒漠过渡带精度不高的主要原因。为了证明这个假设,于2010—2012年在西北民勤绿洲荒漠过渡带进行了野外连续观测,观测了不同风况条件下波文比、不同高度的温度差、湿度差以及蒸散发的变化规律,分析了它们的特征及其影响因素。结果表明,研究区观测期内波文比值在-17.3—16.2范围内变化,波动较大,呈"U"型变化,生长季中期波文比值低于初期和末期;在无风天气,绿洲荒漠过渡带温度、湿度梯度不受水平气流的影响,波文比波动小,异常值少,波文比方法测算出的蒸散量较为准确,能够代表实际蒸散量,所测得民勤绿洲荒漠过渡带波文比日均值为0.07,日蒸散量为1.6mm/d;在绿洲风和荒漠风天气,绿洲荒漠过渡带空气温度、湿度结构发生明显改变,波文比波动大,不同风况使得大气处于逆温或逆湿的状态,波文比-能量平衡法所测得的蒸散量负值增多,适用性降低。因而在应用波文比-能量平衡法估算绿洲荒漠过渡带的蒸散发时应该选择合适的天气和观测点,避开风况对观测结果的影响。     

Identification of the key ecological factors influencing vegetation degradation in semi-arid agro-pastoral ecotone considering spatial scales

When assessing re-vegetation project performance and optimizing land management, identification of the key ecological factors inducing vegetation degradation has crucial implications. Rainfall, temperature, elevation, slope, aspect, land use type, and human disturbance are ecological factors affecting the status of vegetation index. However, at different spatial scales, the key factors may vary. Using Helin County, Inner-Mongolia, China as the study site and combining remote sensing image interpretation, field surveying, and mathematical methods, this study assesses key ecological factors affecting vegetation degradation under different spatial scales in a semi-arid agro-pastoral ecotone. It indicates that the key factors are different at various spatial scales. Elevation, rainfall, and temperature are identified as crucial for all spatial extents. Elevation, rainfall and human disturbance are key factors for small-scale quadrats of 300 m × 300 m and 600 m × 600 m, temperature and land use type are key factors for a medium-scale quadrat of 1 km × 1 km, and rainfall, temperature, and land use are key factors for large-scale quadrats of 2 km × 2 km and 5 km × 5 km. For this region, human disturbance is not the key factor for vegetation degradation across spatial scales. It is necessary to consider spatial scale for the identification of key factors determining vegetation characteristics. The eco-restoration programs at various spatial scales should identify key influencing factors according their scales so as to take effective measurements. The new understanding obtained in this study may help to explore the forces which driving vegetation degradation in the degraded regions in the world.     

不同干扰方式对疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲为研究区,研究了春季砍伐、秋季砍伐和春季火烧等干扰处理对绿洲-沙漠过渡带的自然植被疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响.结果表明:春季火烧降低了疏叶骆驼刺的株高、冠幅和生物量,不利于疏叶骆驼刺植被的恢复和再生;不同时间砍伐对疏叶骆驼刺植被恢复和再生的影响差异较大.春季砍伐使疏叶骆驼刺株高、冠幅和生物量降低,叶片生物量、刺的长度和直径增加.秋季砍伐使疏叶骆驼刺株高和冠幅降低,但分枝数量和生物量增加.秋季适度的砍伐有利于塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺的保护.     

长白山北坡植被垂直带群落交错区的定量判定

以海拔梯度上的群落重要值和二元数据为指标,采用游动分割窗技术辨析了长白山北坡各植被带群落交错区的位置和宽度．结果表明,采用平方欧氏距离(SED)和Bray—Curtis距离函数(PD)计算的游动分割窗的峰值和峰宽有较好的重合性,其中基于灌木和草本物种重要值的平方欧氏距离更能准确地反映交错带植被的变异．依据游动分割窗的分析,判定阔叶红松林和暗针叶林的交错区为渐变类型,位于海拔1120m,宽度为200m,暗针叶林和岳桦交错区为急变类型,位于海拔1790m,宽度为50m,林线为急变类型,位于海拔2000m。宽度为40m．     

科尔沁沙地农田-沙丘交错区白草无性系的生态适应性分析

对生长在不同沙地生境下的白草无性系进行了个体生长与形态以及种群生物量等指标的比较研究,结果表明,生长在不同生境下的白草无性系表现出显著的形态可塑性和不同的生物量分配模式,生长在农田-沙丘过滤带上的白草无性系与生长在半固定沙丘上的白草无性系相比,具有更大的生物量,更快的叶片延伸速率,根茎总长度和节间长度更长,不定芽更多,地下生物量所占比例更大且分布更深;这些特征的出现与农田-沙丘过渡带上土壤表层比较疏松而下层水分状况相对优越有着密切关系,因而生长在农田-沙丘过渡带上的白草无性系能更快地拓展其生存空间,在固沙和沙生植被演替中起重要作用。     

松嫩平原西部生态脆弱带景观结构与生态耦合分析

研究了松嫩平原西部生态脆弱带生态景观结构,认为景观地球化学的空间分异及相互复合。决定了西部复杂而有规律的生态景观结构．景观地球化学梯度和生态梯度的耦合结果反映出大多植物沿景观地球化学梯度的生长状况表现为钟形或生态分布形曲线．现代条件下,西部植物群落的演替与土壤景观地球化学条件的改变几乎是同时发生的,二者在一定条件下互为因果关系.     

Vegetation patterns at the alpine treeline ecotone: the influence of tree cover on abrupt change in species composition of alpine communities

Aims: The upper elevation limit of forest vegetation in mountain ranges (the alpine treeline ecotone) is expected to be highly sensitive to global change. Treeline shifts and/or ecotone afforestation could cause fragmentation and loss of alpine habitat, and are expected to trigger considerable alterations in alpine vegetation. We performed an analysis of vegetation structure at the treeline ecotone to evaluate whether distribution of the tree population determines the spatial pattern of vegetation (species composition and diversity) across the transition from subalpine forest to alpine vegetation. Location: Iberian eastern range of the Pyrenees. Methods: We studied 12 alpine Pinus uncinata treeline ecotones. Rectangular plots ranging from 940 to 1900 m² were placed along the forest‐alpine vegetation transition, from closed forest to the treeless alpine area. To determine community structure and species distribution in the treeline ecotone, species variation along the forest‐alpine vegetation transition was sampled using relevés of 0.5 m² set every 2 m along the length of each plot. Fuzzy C‐means clustering was performed to assess the transitional status of the relevés in terms of species composition. The relation of P. uncinata canopy cover to spatial pattern of vegetation was evaluated using continuous wavelet transform analysis. Results: Vegetation analyses revealed a large degree of uniformity of the subalpine forest between all treeline ecotone areas studied. In contrast, the vegetation mosaic found upslope displayed great variation between sites and was characterized by abrupt changes in plant community across the treeline ecotone. Plant richness and diversity significantly increased across the ecotone, but tree cover and diversity boundaries were not spatially coincident. Conclusions: Our results revealed that no intermediate communities, in terms of species composition, are present in the treeline ecotone. Ecotone vegetation reflected both bedrock type and fine‐scale heterogeneity at ground level, thereby reinforcing the importance of microenvironmental conditions for alpine community composition. Tree cover did not appear to be the principal driver of alpine community changes across the treeline ecotone. Microenvironmental heterogeneity, together with effects of past climatic and land‐use changes on ecotone vegetation, may weaken the expected correlation between species distribution and vegetation structure.     

温带—亚热带过渡带的景观变迁及其生态意义

从景观生态的角度,讨论温带－亚热带过渡带的历史变千过程及其对我国农业和技术的发展,转移,交融等方面的影响,历史时期温带－亚热带过渡带界限随气候变化南北移动,寒冷期一般南移1－2个纬度,温暖期北移1－2个纬度,过渡带环境条件复杂多样具有较强的敏感性,在我国南北方农业异质交融,农业技术和文化的异质创新等方面起了重要的景观通道和屏障作用。     

不同干扰方式对疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲为研究区,研究了春季砍伐、秋季砍伐和春季火烧等干扰处理对绿洲-沙漠过渡带的自然植被疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响.结果表明：春季火烧降低了疏叶骆驼刺的株高、冠幅和生物量,不利于疏叶骆驼刺植被的恢复和再生;不同时间砍伐对疏叶骆驼刺植被恢复和再生的影响差异较大.春季砍伐使疏叶骆驼刺株高、冠幅和生物量降低,叶片生物量、刺的长度和直径增加.秋季砍伐使疏叶骆驼刺株高和冠幅降低,但分枝数量和生物量增加.秋季适度的砍伐有利于塔克拉玛干沙漠南缘疏叶骆驼刺的保护.