岩溶山区不同植被群落土壤生态系统特性研究

自然植被演替成为次生植被、人工林或人工开垦利用后,岩溶山地土壤物理性能退化;沙化现象明显;坡耕地土壤长时间持水供水性能、抗旱性能降低;土壤种子库中草本种子比例大,木本植物种子少,土壤种子库退化更严重。研究区土壤有机质和全N受植被类型和土地利用强度影响明显,坡耕地土壤有机质较林草地系统低,退耕还林还草后,土壤有机质含量稳定增加。与自然植被相比,人工林、次生林系统土壤有机质含量仍较低。从弃耕地→灌草坡→次生林地的演替过程中,土壤种子库生态优势度呈降低趋势,物种丰富度和多样性增加。研究结果认为,岩溶生态系统土地退化的实质是土壤作为水库、养分库和土壤种子库功能的差异退化。     

基于逻辑回归模型的环北京地区土地退化态势分析

以环北京地区为研究区域,从土地利用类型变化和农用地质量下降两个方面分析了环北京地区土地退化状况,并利用逻辑回归模型分析了土地退化与气候、地貌、植被、土壤、人口、土地利用变化、社会经济因子之间关系,探讨土地退化的发展趋势。研究结果表明,风蚀土地是环北京地区土地退化的主要类型,主要分布在监测区内蒙古高原西北部、坝上高原北部及阴山北部地区,从监测区的西北到东南方向,土地退化数量逐渐减少;由牧草地退化而增加沙地是土地利用类型变化造成退化的重要类型,主要集中在浑善达克沙地监测区。基于建立的沙地增加、风蚀土地和水蚀土地逻辑回归模型,年均降雨量和土壤有机质对环北京地区沙地增加的影响最强,沙地增加最可能的区域将主要分布在浑善达克沙地的边缘地带和科尔沁沙地的东部区域;NDVI和土壤有机质对环北京地区风蚀土地影响最强,风蚀土地最可能发生的区域集中在浑善达克沙地南部;NDVI、坡度和土壤湿度对环北京地区水蚀土地影响最强,水蚀土地最可能发生的区域集中在监测区的东南部,并且所预测的最可能发生土地退化的区域与已存在的退化土地区域具有一定的相关性。通过以上分析,最后提出了环北京地区生态环境建设的建议。     

三江源花石峡地区植被退化与土壤养分的关联

为探索三江源区草地退化过程中植被与土壤养分之间的关联性,对果洛州玛多县花石峡地区不同退化梯度草甸的植被特征和土壤养分进行了相关性分析。结果表明:在山地草甸梯度退化过程中,优质牧草丰富度、盖度均降低,低产杂草类植被比例增加;随着退化梯度加剧和土壤剖面加深,土壤养分梯度变化明显,有机质含量明显下降,土壤呈碱化趋势,速效磷含量下降。植被盖度与土壤速效磷、p H值、有机质含量呈高度关联性。有机质和磷肥是植被恢复重建的关键。     

基于全球土地退化零增长监测体系构建的中国沙化土地监测体系及效果评估

土地荒漠化是非常重要的生态环境问题,而科学评价荒漠化治理和零增长目标是否实现的必要前提是具有完善统一的评价体系。为此,联合国防治荒漠化公约（UNCCD）提出了土地退化零增长（LDN）的概念和监测指标。防治土地退化是中国的重要生态目标,中国已开展了多次全国土地荒漠化和沙化监测工作。但是,如何将这些监测结果用于土地退化的评估实践,尚未见报道。因此,本研究针对中国四大沙地,利用3期全国荒漠化和沙化监测数据,与基于UNCCD框架体系下的土地退化零增长（LDN）指标进行对比分析,并基于土地沙化程度变化趋势提出了中国沙化土地退化指标体系（CSLDN）。结果表明：UNCCD所提出的LDN监测指标与中国的荒漠化监测数据总体精度为0.51,中国沙化土地监测指标与LDN指标具有宏观一致性。此外,经本地优化后的CSLDN指标克服了低植被盖度区域LDN对土地退化和恢复的评价不准确的问题,更准确刻画了精细尺度空间内的土地动态变化状况,对土地退化防治意义重大。     

北京周边沙源区沙化土地光谱特征初探

针对我国土地沙化及 90年代以来环北京地区频繁发生的沙尘天气 ,以北京周边的河北省丰宁县、内蒙古多伦县及镶黄旗为研究区 ,用美国ASDFieldSpecTM FR全波段野外光谱仪对不同类型沙化土地进行了野外光谱测量 ;根据测量结果 ,对不同沙化土地的光谱特征及其响应机制进行了探讨 ,认为土壤湿度、草地类型、草群高度和盖度以及不同物候期植被光谱特征与沙化土地的平均光谱特征相关。应从区域植被和土壤的特征光谱段分析沙化土地的光谱特征     

基于地理探测器的喀斯特不同地貌形态类型区土壤侵蚀定量归因

土壤侵蚀形成机制与影响因素识别是当前研究的核心与前沿议题,然而从多因素综合作用的角度进行定量归因仍需加强。以喀斯特典型峰丛洼地流域为研究区,基于GIS手段和RUSLE模型模拟土壤侵蚀,综合土地利用、坡度、降雨、高程、岩性、植被覆盖度等影响因子,应用地理探测器方法针对喀斯特不同地貌形态类型区进行土壤侵蚀的定量归因研究。结果表明,各影响因子对土壤侵蚀的解释力及因子间耦合作用程度在不同地貌形态类型区差异显著,其中土地利用和坡度是决定土壤侵蚀空间异质的主导因子,但在山地丘陵区,随着地形起伏度的升高,坡度的控制作用下降,即地理探测器q值表现为中海拔丘陵>小起伏中山>中起伏中山;生态探测器显示土地利用对土壤侵蚀的影响相比于其他因子有显著差异;双因子交互作用有助于增强对土壤侵蚀的解释力,土地利用与坡度的协同作用对土壤侵蚀的解释力达到70%以上;对于土壤侵蚀空间分布的差异性检验,风险探测器显示在小起伏中山、中起伏中山等地貌形态类型中,具有显著差异的影响因子分层组合数占比至少55%。因而,喀斯特地区土壤侵蚀的治理应综合考虑不同地貌形态类型区土壤侵蚀影响机制的空间异质性。     

共和盆地龙羊峡库区1987-1999年间土地覆被变化过程

 利用多时相多光谱遥感数据,针对研究区环境特点及已有研究程度,综合最大似然法监督分类、基于地理知识的多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析了位于黄河上游的龙羊峡水库库区1987—1999年间土地利用和覆盖变化过程。结果表明:①库区土地利用与土地覆盖总趋势是土地退化、覆盖度降低,此期间各盖度草场面积共减少500.82 km2,年均减少41.73 km2,其中高盖度草场退化最为严重,13 a间来面积减少361.25 km2,年均减少30.10 km2;土地沙漠化发展速度很快,13 a间沙地面积增加了219.81 km2,年均增加18.32 km2。②库区草场退化,土地沙漠化日趋严重,高盖度草场退化为中盖度草场的面积为70.29 km2,沙漠化面积为60.96 km2;中盖度草场退化为低盖度草场的面积为34.31 km2,沙漠化面积为80.75 km2;低盖度草场退化为沙地的面积为76.50 km2。③库区土地利用、土地覆盖变化在地域空间上具有较大差异性,土地利用、土地覆盖变化最为显著、强烈的区域为黄河西岸的塔拉滩,草场总面积减少215.43 km2,占全区草场退化量的43%;水浇地面积增加32.50 km2,是全区内水浇地面积增幅最大的区域,占全区水浇地增加量的51%;沙地面积扩大158.41 km2,年均增长率为13.2%。河卡滩土地利用类型变化幅度是全区最小的,有些类型基本没有发生变化。分析库区土地利用、土地覆盖变化的主要因素在于自然因素,但从局部区域来看,人为因素在环境变化中起着主导性作用。     

山区土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的影响

本文以福建省山区为例,在对福建省水土保持实验站、建瓯市牛坑龙水土保持试验站长期观测、实验资料深入分析对比的基础之上,探讨了土地利用/土地覆被变化对土壤侵蚀的影响规律。分析结果表明,土地利用/土地覆被变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数;植被的覆盖度和径流系数呈负线性关系,随着覆盖度的增加径流系数逐渐减小;植被覆盖度和土壤侵蚀模数为负指数关系,随着植被覆盖度的增大,土壤侵蚀模数急剧下降。     

新疆准噶尔盆地典型荒漠区不同景观植被对土壤养分的影响

在群落演替的不同阶段,土壤与植被之间存在不同的互动关系。在新疆准噶尔盆地南缘,选择荒漠-绿洲交错区、沙漠边缘、沙漠腹地典型景观类型取样,监测不同景观条件下土壤水分、土壤有机质、全氮、全磷和植被盖度。结果表明,不同景观植被盖度、土壤水分、土壤养分含量存在显著的差异性(P0.5)。土壤水分含量、植被盖度、土壤养分含量表现为荒漠-绿洲交错区沙漠边缘沙漠腹地的变化趋势;土壤含水量由荒漠-绿洲交错带10.4%递减到沙漠边缘5.8%、沙漠腹地3.5%;植被盖度、土壤养分含量随土壤类型由荒漠灰钙土向风沙土过渡,呈现显著的下降趋势。在相同土壤属性情况下,植被盖度与土壤有机质、土壤全氮之间存在显著的线性正相关关系,表明不同区域内植被在一定程度上影响土壤养分的积累。     

基于熵权法的土地覆被动态遥感监测与评价——以新疆伊犁地区和博州为例

基于MODIS数据,选取植被净第一性生产力(NPP)、温度植被旱情指数(TVDI)、改进型土壤调整植被指数(MSAVI)、陆地表面温度(LST)4个对干旱地区地表覆被具有显著指示作用的指标,结合IGBP土地利用类型分类图,以新疆伊犁地区和博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)为例,对研究区2003—2007年土地覆被动态进行监测,并利用熵权法确定各个指标的权重,在此基础上进行土地覆被动态的综合评价。结果表明,不同指标对不同的土地利用类型具有不同的适宜性和指示度;在新疆伊犁地区和博州,土地覆被动态地域差异性明显,土地覆被退化程度较大的土地类型为水体、草地、永久湿地、城镇,而森林、灌木林、荒漠草原和农田等土地类型有所改善,呈现出“局部改善、总体退化”的局面;引用熵权法将多个遥感指标综合起来进行土地覆被动态的监测与评价的途径是可行且有效的,可为干旱区土地覆被、荒漠化、土地退化、植被变化等工作的监测与评价提供可靠的技术方法与有价值的案例。     

金沙江干热河谷土地荒漠化评价指标体系研究

土地荒漠化的评价是土地荒漠化研究中的重要理论问题,根据多年对金沙江干热河谷土地荒漠化形成机制、影响因子及荒漠化土地的表现特征等的研究,提出了土地荒漠化评价的原则,并通过对各影响因子在土地荒漠中贡献率的分析和筛选,选择出能显著评价土地荒漠化程度的三个因子,五个指标,即地貌因子的切割密度和坡度,土壤因子的土壤厚度和有机质含量,植被因子的植被指数。在大量样方测算和样品分析的基础上给出每个指标的量化标准,首次建立了金沙江干热河谷土地荒漠化的评价指标体系。针对土地景观生态系统的复杂性和模糊性,在建立评价指标体系的基础上,采用模糊综合评判的方法,对土地荒漠化程度进行定量评价,为荒漠化土地的预防和治理提供科学依据和决策支持。     

中国东部亚热带丘陵山区土地退化坡面分带性的成因

中国东部地区流水侵蚀所引起的土地退化具有明显的坡面分带性。以安徽绩溪、浙江兰溪和广东五华为典型区,从坡地地貌及其所引起破面侵蚀分带性入手,通过坡面不同部位地面物质及其理化性质、养分和水分状况以及植被、侵蚀地貌形态的分析,探讨土地退化坡面分带性的成因。     

金沙江干热河谷土地荒漠化评价的植被指标分析

土地荒漠化是在人和自然因素的综合作用下，地表环境退化的总过程，其实质是土地减弱或丧失生长绿色植物的能力。因此，植被因子是评价土地荒漠化的关键因子。植被盖度和生物量能很好地反映土地是否荒漠化和荒漠化的强弱程度，但靠常规方法要获得这两项指标非常困难。以元谋老城乡为试验区，对土地荒漠化与植被盖度和生物量的关系、利用遥感技术获取的植被指数与植被盖度和生物量的关系进行了分析研究。试验研究表明，植被指数与盖度和生物量具有很高的相关性，是对二者的综合反映；植被指数为土地荒漠化评价提供了定量依据。     

Runoff and Soil Erosion on Slope Cropland: A Review

Soil erosion has become a serious environmental problem worldwide, and slope land is the main source of soil erosion. As a primary cover of slope land, crops have an important influence on the occurrence and development of runoff and soil erosion on slope land. This paper reviews the current understanding of runoff and soil erosion on slope cropland. Crops mainly impact splash detachment, slope runoff, and sediment yield. In this review paper, the effects of crop growth and rainfall on the splash detachment rate and the spatial distribution of splash detachment are summarized. Crop growth has a significant impact on runoff and sediment yield. Rainfall intensity and slope gradient can influence the level of erosive energy that causes soil erosion. Furthermore, other factors such as antecedent soil water content, soil properties, soil surface physical crust, and soil surface roughness can affect soil anti-erodibility. The varying effects of different crops and with different influence mechanisms on runoff and soil erosion, as well as changes in their ability to influence erosion under different external conditions should all remain focal points of future research. The effect of crop vegetation on runoff and soil erosion on slope land is a very important factor in understanding large-scale soil erosion systems, and in-depth study of this topic is highly significant for both theory and practice.     

中国西南岩溶生态研究进展

中国西南地区碳酸盐岩出露广泛，土壤和植被是其岩溶生境中最为敏感的自然要素。综述了西南岩溶区的土壤形成与演化、植被生态特征与演替等方面的研究进展，探讨了岩溶区生态脆弱性的评价理论，指出岩溶生态重建关键问题和进一步需要研究的主要内容。最后，对西南岩溶生态恢复与重建对策进行了探讨。     

Erosion-reducing cover in semi-arid shrubland

Vegetation and small features of ground cover are known to affect erosion, but the areal extent of small features is rarely studied because they are difficult to estimate for large areas. We studied the variation in components of cover, with 67 sites representing the regional variation of vegetation and topography, in northwestern México. Surface-level cover, mostly by litter and gravel, was skewed to higher values than canopy cover, and only about one third of inter-plant points had bare soil. However, litter mass was not closely related to the spatial measure of ground cover. Drip height for intercepted precipitation was always <0.5 m and most obstructions were branches, not leaves. Soil roughness increased with slope gradient, suggesting it resulted from erosion. Neither land form (elevation, exposure and slope) nor species associations were strong factors in determining cover. However, the height of the vegetation was a good predictor of surface cover, drip height and canopy cover. Applied to erosion with the RUSLE model, this ground study estimated cover was better by more than an order of magnitude compared to a remote perception index. The dynamics of cover at surface level in arid and semi-arid shrublands warrants more attention.     

中国南方岩溶区土地石漠化的成因与过程

中国南方岩溶区是石漠化广为发展的脆弱生态区域。南方岩溶区土地石漠化的起因既有自然因素,也有人为因素。在地质历史时期其自身环境孕育和存在着自然石漠化过程,在历史时期—现代自然石漠化过程又叠加了人为石漠化过程,人为活动加速、加剧了石漠化的发展。清朝初、中期是人为活动影响石漠化的重要转折时期,此后人为因素作用比重逐渐超过自然因素的作用比重。岩溶区土地石漠化过程是由植被退化丧失过程、土壤侵蚀过程、地表水流失过程、基岩溶蚀侵蚀过程、土地生物生产力退化过程合成的地表生态过程,其实质是形成石质荒漠的土地退化过程。     

Remote-sensing data reveals the response of soil erosion intensity to land use change in Loess Plateau,China

Developing an effective approach to rapidly assess the effects of restoration projects on soil erosion intensity and their extensive spatial and temporal dynamics is important for regional ecosystem management and the development of soil conservation strategies in the future. This study applied a model that was developed at the pixel scale using water soil erosion indicators (land use, vegetation coverage and slope) to assess the soil erosion intensity in the Loess Plateau, China. Landsat TM/ETM+ images in 2000, 2005 and 2010 were used to produce land use maps based on the object-oriented classification method. The MODIS product MOD13Q1 was adopted to derive the vegetation coverage maps. The slope gradient maps were calculated based on data from the digital elevation model. The area of water soil-eroded land was classified into six grades by integrating slope gradients, land use and vegetation coverage. Results show that the Grain-To-Green Project in the Loess Plateau worked based on the land use changes from 2000 to 2010 and enhanced vegetation restoration and ecological conservation. These projects effectively prevented soil erosion. During this period, lands with moderate, severe, more severe and extremely severe soil erosion intensities significantly decreased and changed into less severe levels, respectively. Lands with slight and light soil erosion intensities increased. However, the total soil-eroded area in the Loess Plateau was reduced. The contributions of the seven provinces to the total soil-eroded area in the Loess Plateau and the composition of the soil erosion intensity level in each province are different. Lands with severe, more severe and extremely severe soil erosion intensities are mainly distributed in Qinghai, Ningxia, Gansu and Inner Mongolia. These areas, although relatively small, must be prioritised and preferentially treated.