三江源地区植被对水分胁迫条件的响应特征

水分胁迫条件是影响植被生长的重要因素之一.本文基于归一化植被指数(NDVI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),研究了三江源地区1983~2010年农田、草甸、阔叶林、针叶林和稀疏草原五种植被类型对于不同尺度SPEI的响应.结果表明,近28年来,三江源地区NDVI在年内差异显著,年均值基本稳定不变.中期和长期SPEI呈现微弱湿润化趋势.在非生长季节,短期SPEI和植被存在较强的负相关关系,说明植被对于干旱有一定的适应能力;而在生长季节,植被和长期SPEI存在正相关关系,说明水分盈亏对于植被的影响具有累积效应.三江源地区植被生长动态对于水分胁迫响应具有季节性和滞后性.SPEI对于不同植被类型的影响表现出一定差异性.     

森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用

基于归一化差值植被指数(NDVI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),探讨了森林生长对气候干旱的响应特征,并分析了森林覆盖率对这种响应的调节作用.结果表明,中国森林站点的森林生长对气候干旱的响应有正有负,正响应多分布于中国西南地区,在不同月份、不同时间尺度均有分布,负响应多分布于中国东南沿海地区,集中于冬、春季及短时间尺度干旱.进一步的研究发现,森林的覆盖率在森林生长对气候干旱的正响应上起着调节作用,不同等级的森林覆盖率会将森林生长对气候干旱的响应值限制在不同的范围内,随着森林覆盖率的增加,森林生长对气候干旱的响应最大值会逐渐减小.研究揭示了森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用,有助于为森林管理提供一定的理论参考.     

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960～2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。     

干旱对云南省植被净初级生产力的影响研究

基于CASA模型估算云南省1982—2019年植被净初级生产力(NPP),分析其时空变化特征,并结合标准降水蒸散指数SPEI,探讨不同时间尺度干旱与NPP的关系.结果表明,随着SPEI积累程度增加,干旱频率大于30%的面积比例也在增加;遭受大规模干旱的年份,植被NPP相对较低,年均NPP与干旱影响范围整体上呈负相关关系,主要集中在滇中高原地区;当干旱面积比例从小于30%上升至30%～40%、40%～50%、50%以上时,NPP分别下降3.3%、4.5%、8.7%;12个月尺度的长期干旱对植被NPP的影响大于中短期干旱;整体上植被NPP对干旱的敏感期出现在5月份和10月份.但是,不同植被类型对干旱的敏感性响应存在差异,热带森林在6月份对于3个月尺度干旱最为敏感;在8月份对于12个月尺度干旱最为敏感,灌丛、草地、农业植被对3个月尺度干旱最为敏感,高山植被对6个月尺度干旱最为敏感.     

海河流域干旱时空变化及驱动因素分析

基于MODIS EVI(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Enhanced Vegetation Index)、PET(Potential Evapotranspiration)和ET(Evapotranspiration)数据构建了改进的干旱严重度指数(Modified Drought Severity Index, MDSI),并借助趋势分析、相关分析等方法对2001～2014年海河流域干旱时空演变规律及其驱动因素进行分析.结果表明:(1)2001～2014年海河流域生长季、夏季和秋季的MDSI与标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)和自适应帕尔默干旱指数(self-calibrating Palmer Drought Severity Index, scPDSI)的相关性优于干旱严重度指数(Drought Severity Index, DSI);(2)时间上,2001～2014年海河流域生长季的MDSI呈显著增加的趋势(P0.05),春季、夏季、秋季的MDSI也呈现增加的趋势,表明近些年来海河流域干旱有缓解的趋势;(3)就典型干旱年2001年来看,干旱在5月最为严重,流域的西部地区在6～8月持续出现严重甚至极端干旱事件;(4)在季节尺度上,春季显著变干的区域主要位于河北省中部和南部地区;夏季和秋季显著变干的区域主要位于河北西部和北部;(5)海河流域西部MDSI主要由ET/PET控制,而东部MDSI主要受EVI影响.与气象因子相关分析表明生长季MDSI、DSI与降水和相对湿度呈显著正相关,与日照时数呈显著负相关.     

树木生长对气候变化的响应研究进展

树木生长对气候变化的响应将深刻影响区域植被动态、陆地生态系统生物地化循环、气候反馈及其人类福祉.持续的气候变暖、极端气候事件及自然和人为干扰的增加深刻地影响树木生长动态的时空格局.本文综述了近几十年全球气候变化的整体概况,着重探讨了气候变化对树木生长的影响机制以及树木生长对气候系统的反馈,并就树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了探讨.提出未来树木生长响应气候变化关系的研究应考虑树木生长响应气候变化的时空差异,加强对树木死亡时空格局及内在机理的认识,重点关注不断增加的极端气候事件及火、虫灾干扰对树木生长的非线性影响机制,并融合地面观测、遥感及陆面动态植被模型模拟等多种分析手段综合分析树木生长对气候变化响应机制的尺度效应及内在机理.     

土地利用/覆被和气候变化对万泉河上游流域径流的影响

为探究万泉河流域径流对土地利用/覆被变化(LUCC)和气候变化的响应，通过建立万泉河上游流域的SWAT模型，设置了不同情景，定量分析了LUCC和气候变化对径流的影响.结果表明，SWAT模型在万泉河上游流域的适用性较好，率定期和验证期的相关系数(R²)以及纳什效率系数(E_ns)均大于0.80.设置极端土地利用/覆被情景，将所有人工林转化为耕地、耕地转化为天然林、人工林转化为天然林，月均径流量的变化幅度分别是13.66%、-2.46%和-9.74%，这表明耕地的产流能力最强，其次是人工林，最后为天然林.所设置的不同气候情景表明，月均径流量变化与降雨量成正比，与气温成反比.设置土地利用/覆被和气候综合情景，对比1990年，2018年LUCC使月均径流量增加了1.32%;2006—2018年气候变化使月均径流量增加了8.97%；相比LUCC，气候变化是引起流域径流变化的主要因素.     

基于CMIP5多模式集合预估贵州省干旱时空变化

为了科学合理地预估干旱变化对水资源管理系统造成的影响,以贵州省为研究对象,标准化降水蒸散指数(SPEI)为监测指标,结合国际耦合模式比较计划第5阶段(coupled model intercom-parison project 5,CMIP5)多模式集合数据资料,综合分析了2020—2100年贵州省干旱变化趋势及时空演变特征.结果表明:贵州省的干湿状况在时间尺度上呈交替状态,秋季和冬季干旱化趋势明显,黔中地区在各季节均有干旱化状态;不同季节的SPEI存在不稳定的周期变化特征,振荡周期大致可分为4 a和15 a;整体上,贵州省干旱强度呈减少趋势,但未来秋季和冬季全域性干旱达30 a以上,且干旱发生频率在20.0％以上,说明未来贵州省秋、冬季干旱覆盖范围将进一步扩大.     

京津风沙源区植被变化对降水的响应规律研究

选取京津风沙源区的3种典型植被作为研究对象,通过对1998-2007年生长季(5-10月)期间植被盖度距平百分率与不同时间尺度的标准化降雨指数(standard precipitation index,SPI)之间Pearson相关关系的计算,来研究研究区植被变化对降水的响应规律.主要研究结果表明:研究区内不同土地利用类型的植被对降水的响应规律不同,在生长季的不同时期对降水的响应规律也有所不同.总的来说,植被生长对3个月尺度的自然降水条件存在明显的响应规律,特别是对于研究区持续处于干旱或湿润的状态时,植被对前期降水的响应十分明显,而在干湿波动较快或干湿过渡期,植被则对前期降水的响应不很明显.     

基于1990-2015 归一化植被指数的河北植被时间变化特征及其对干旱的响应

基于1990-2015年研究区逐旬归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）数据和站点逐日降水数据,对河北地区NDVI时间变化特征及其与多尺度标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI）的响应关系进行了深入分析。结果表明：（1）研究区草地、林地面积增加,空间上呈自东向西交替变化,并呈破碎化现象。（2）年均及生长期NDVI呈明显的上升趋势,夏季NDVI最高,冬季最低,月均NDVI时间变化与雨热同期。（3）不同尺度SPEI均呈下降趋势,随着时间尺度的增加,降幅不断加剧。干旱整体上发生的持续时间和干旱程度有所降低,而春季发生干旱明显强于其他季节。（4）年际及夏季NDVI对SPEI变化响应最为显著,夏季NDVI与SPEI06之间的相关性为最高的0.628,春秋次之,冬季最低。年际及季节性NDVI变化与SPEI03及SPEI06变化的相关性较高。年际及季节NDVI变化对SPEI的响应较单独的气候因子（气温、降水）更明显。     

自然保护区落叶松人工林物种多样性保护与经营模式

自然保护区内人工林的经营问题关系到自然保护区生物多样性保护与生态系统稳定性。针对我国东北林区保护区中占较大比重的落叶松人工林,研究了东折棱河自然保护区,不同经营方式和针阔混交比例的人工兴安落叶松林下生物多样性指数的变化规律。采用Simpsonindex(DS和E)和Shannon-Weinerindex(H)参数进行了计算分析。结果表明,加大阔叶树的比例,有利于提高其林下生物多样性指数。在物种多样性研究的基础上,从恢复生物多样性的角度提出了人工落叶松林的“栽针保阔”经营方式,给出了保阔的树种,可以选择水曲柳、黄檗、色木和春榆与兴安落叶松混交。混交造林时,可以通过调节树种种间关系,形成良好的林分结构,发挥其生态功能。     

基于PT-T和SBDART模型的桉树人工林蒸散量研究

本文基于PT-T蒸散发模型和SBDART辐射传输模式利用Landsat TM影像对广东省桉树林区域尺度的蒸散量进行了分析计算,蒸散量计算的参照物为同区域的天然混交林。实验结果显示:1）两类林区的区域蒸散量与归一化植被指数NDVI呈正相关关系,且增长率相近;2）相同地理环境条件下,桉树林区蒸散发量要大于天然混交林区,当植被指数为0.4时,24小时ET相差约0.18mm。以上结果说明桉树林在广东省这类湿润气候区依然存在生长优势,生长过程相对天然混交林将消耗更多的水分,并对该区域的水循环过程产生影响。     

长白山区林下主要灌木生物量估算与分析

以长白山金沟岭林场天然云冷杉林、杨桦次生林、人工落叶松林3种森林类型为研究对象,构建了林下灌木层分布较广泛的10个物种以植冠面积（Ac）、植冠体积(Vc)、地径平方与株高乘积(D2H)为自变量的器官生物量模型,并按照灌木形态的不同分别乔木型灌木（主干明显）、典型灌木（分枝多,主干不明显）构建混合物种模型,选出R2较大、SEE较小的模型作为最优模型,研究了不同森林类型林下灌木层生物量及其在不同物种和器官中的分配。结果表明：单一物种器官生物量最优模型多为线性、二次或者三次方程,干、枝最优模型采用的自变量多为D2H或者Vc,叶生物量最优模型采用的自变量多为Ac或者Vc,根的多为D2H。混合物种模型的最优方程为幂函数或三次方程,最优模型的自变量除典型灌木枝模型为Vc外,其他各器官模型自变量都为D2H。计算得到的天然云冷杉林、杨桦次生林、人工落叶松林林下灌木层生物量分别为4 01359、3 95066和4 64936 kg/hm2,且乔木型灌木对生物量的贡献率大于典型灌木。     

杨-桤混交林及其凋落物对土壤氮矿化的影响

【目的】研究含氮量中等的立地条件下杨-桤混交林相比于杨树纯林能否增加土壤养分,分析桤木是否为合适的固氮树种,探讨桤木与杨树营造混交林以缓解人工林连栽带来的土地肥力衰退问题。【方法】以苏北地区杨树人工纯林以及杨-桤(1∶1)混交林为研究对象,采用尼龙网袋法观察两种林分下凋落叶质量分解以及养分释放的过程,比较两种凋落物处理(去除凋落物与保留凋落物)对土壤全氮以及碱解氮含量的影响。采用树脂芯田间原位培养法,研究杨-桤混交林与杨树纯林两种林分在两种凋落物处理下,林地土壤氮年净矿化量的变化。【结果】营造杨-桤混交林显著提高了林地土壤全氮和碱解氮含量。杨树纯林凋落物分解时需从周围土壤中吸收更多氮素,且分解速率较慢。杨-桤混交林凋落物分解更快进入氮释放状态,因此去除凋落物后混交林土壤碱解氮显著减少。保留凋落物处理下,杨-桤混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林中的,去除凋落物后两者差异不显著。【结论】研究发现,桤木是杨树较合适的伴生树种,营造杨-桤混交林可以起到增加土壤全氮和碱解氮含量的作用,有助于缓解杨树纯林连栽带来的地力下降问题。混交林凋落物分解速率与氮素释放速率更快,有利于人工林生态系统氮循环。保留凋落物处理下,混交林中每公顷土壤氮年净氨化量显著高于杨树纯林的,而每公顷土壤氮年净硝化量没有显著差异,表明混交林凋落物分解释放的氮素主要促进土壤氨化过程,对土壤硝化过程影响较弱。     

徐州市人工侧柏林的群落结构及物种多样性分析

以徐州周围山地人工侧柏林为研究对象,在全面勘察的基础上,建立了10块具有代表性的调查样地.通过对群落的生境条件、种类组成和结构等的调查,详细分析了徐州市现有侧柏林的群落结构和物种多样性.分析结果显示,徐州周围山地现有人工侧柏林群落结构简单,物种丰富度和多样性较低,生长更新缓慢.建议引种朴树、臭椿、黄连木、三角槭、梧桐、女贞等树种,以改造林相,促进地带性植被的恢复.     

关帝山林区油松天然林生长规律的研究

研究关帝山林区不同立地条件油松天然林的生长过程，探讨其生长规律。进而为大面积营林，提高油松林生产力提供有力的理论依据。通过在关帝山林区采用建立标准地，选取优势木，进行树干解析的方法，对不同立地条件下油松天然林的树高、胸径和材积的生长规律进行了分析研究。结果表明，不同的立地条件对林木生长有显著影响。     

天然杨桦林密度效应的研究

选择不同的林分类型和立地条件,按不同经营密度分别设立固定标准地,对天然杨桦林林分生长性状(树高、胸径、材积等)、形质指标(冠长、冠宽等)、光能利用、养分及林内土壤水分变化等进行连续的定位观测.在立地分类基础上,定量分析了经营密度对林分干物质积累量、养分归还量、林地土壤含水量、林分生长及出材量的效应.结果表明:经营密度对林分生长、干物质积累、枯枝落叶分解和土壤结构的改善具有较大影响.天然杨桦林单株叶量随经营密度增大而减少,单株叶片总面积、林分平均冠长、冠幅则以中等经营密度最大;凋落物分解率随密度增大而减少,营养元素归还量以中等经营密度为最大;密度相同,不同土层深度的土壤含水量均随土层深度增加而减少,同一土层深度的土壤含水量随经营密度减少而降低;山杨林和白桦林单位面积胸径年生长量随经营密度的增加而减少;林分蓄积以中等经营密度最大.     

雨雪冰冻灾害对马尾松林植物多样性的影响

2008年雨雪冰冻灾害后,在崇义县设置马尾松(Pinus massoniana)人工林和马尾松天然林固定样地,连续5年监测雨雪冰冻灾害对其植物多样性的影响。结果表明,雨雪冰冻灾害后的5年内,人工马尾松林受害比天然马尾松林严重。2块样地乔木层植物阳性树种马尾松和枫香木(Liquidambar formosana)数量都减少了,中性和耐荫的树种数量增加。乔木层植物多样性指数变化较小,丰富度指数增减幅度不超过0.3,生物多样性指数和均匀度指数不超过0.2。2块样地林下植物物种种类变化较小,增减都为1种;林下植物数量增加较多,主要是铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)增加,其株数占50%以上,盖度超过了60%。2块样地的林下植物多样性指数变化幅度很小,丰富度指数、生物多样性指数和均匀度指数增减的幅度都不超过0.2。