一、沙地植被演替研究成果综述(论文文献综述)
曹文梅[1](2021)在《科尔沁沙丘草甸相间地区植被群落动态模拟及生态系统健康评价》文中认为以欧亚大陆草原为代表的寒旱区对全球及中国的可持续发展至关重要。在过去几十年中,由于人类活动和气候变化的影响,该区域面临生态退化引发的荒漠化危险。本论文选取科尔沁沙地进行此方面的研究,以其东南缘的沙丘-草甸相间区域为研究对象。基于收集筛选的大量植被和生境因子数据,采用结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)模拟植被群落动态变化过程。参照群落动态分析结果,研制了适合荒漠化生态系统健康分析的群落尺度土地覆被分类系统。融合植被物候、生境信息和多时相遥感数据,建立适合沙丘-草甸相间地区长时间序列土地覆被识别的决策树。基于活力-组织力-恢复力-生态系统服务能力(VORS)评价框架,分析在水文条件周期性变化过程中生态系统健康的时空变异特征,最后通过构建SEM量化自然因素和人为活动对该区域生态系统健康变化的影响。主要研究成果如下:1、基于SEM分析了生境条件对植被群落组成及结构的影响,在模型构造中通过优势植物种的差异区分群落组成,同时通过丰富度和多样性反映群落的构成,在植被群落组成及结构研究方面是方法的创新。结果表明,在沙丘生境条件下,影响群落组成及结构效果最显着的是土壤水分和质地条件。在草甸生境条件下,影响群落组成及结构效果最显着的是地形特征。另外,基于SEM统计结果模拟了各植被群落组成及结构的动态变化。结果表明,虽然群落多样性和丰富度较高的冷蒿+冰草群落以及小叶锦鸡儿群落均能起到固定沙丘的作用,但是两个群落中冷蒿+冰草群落对于沙丘土壤的修复效果更好,更利于生态系统的健康可持续发展。因此,研制群落尺度的土地覆被分类系统对分析荒漠地区生态系统健康变化状况是必要的。2、融合Sentinel-2 A/B和Landsat-5/7/8多源多时相数据实现了研究区长时间序列覆被类型在群落尺度上的识别。结果表明,对于沙丘-草甸相间分布的复杂下垫面来说,参照植被生长环境条件,能减少沙生植被与草甸植被之间的混分。参照植被物候信息,能减少乔木林、灌木群落及半灌木群落之间的混分。另外,参照植被群落演替过程,能识别多样性的高低,进而区分半灌木群落。对于缺乏高精度空间分辨率历史影像数据的情况,在基于低空间分辨率Landsat系列数据解译研究区历史覆被类型时,使用基于高空间、光谱分辨率Sentinel-2数据的最优分割结果能提高解译精度。3、分析了研究区各覆被类型的转换规律和时空变异特征。结果表明,时段Ⅰ(19841988)到时段Ⅱ(19992004)土地沙漠化加剧发展,景观破碎化程度和异质性不断减小。土地覆被变化具有一定的规律,流动沙地主要和低多样性半灌木群落互相转化,而高多样性半灌木群落由于人为开垦弃荒等行为转变成低多样性半灌木群落或直接退化为流动沙地。时段Ⅱ(19992004)到时段Ⅲ(2018)研究区土地沙漠化趋势得到有效遏制,景观破碎化程度和异质性不断增强。但受人为治理活动影响,各覆被类型转化为流动沙地和低多样性半灌木群落的转变强度显着。4、基于3个时段的解译结果,利用VORS框架,评价了生态系统健康的时空变化特征。从时段Ⅰ到时段Ⅱ,生态系统活力增加,生态系统组织能力和恢复能力减少,在西北区域的服务能力逐渐减少。从时段Ⅱ到时段Ⅲ,生态系统活力、组织力和服务能力增加,生态系统恢复力在东南区域发生轻微减少,在西北区域则发生轻微增加。当生态系统健康恶化和恢复时,对于反映服务功能的综合生态健康的变化趋势更大,说明生态系统变化对人类的影响更敏感。5、定量分析了自然因素和人为修复对研究区生态系统健康变化的影响差异。从时段Ⅰ到Ⅱ以及时段Ⅱ到Ⅲ,研究区生态系统健康的变化主要由自然因素的变化引起。对于生态健康,自然因素主要体现在地形条件和自然修复的土地面积。对于综合健康,时段Ⅱ之前自然因素主要体现在降雨条件和自然修复的土地面积。时段Ⅱ之后人为修复活动的影响显着增加,自然修复的影响降低。综上所诉,建议在荒漠化生态系统健康修复过程中,继续坚持推进围封举措,加强禁牧、轮牧的监管力度。维持现有土地覆被现状,对乔木林和灌木群落进行合理管理。进一步说明,科学系统地解析土地覆被演变过程,及引起的生态系统健康变化,可为推进寒旱区生态水文学以及保护利用脆弱草原资源奠定理论信息基础。
陈杨[2](2021)在《沿海沙地不同植被修复模式的生态环境效应研究》文中研究说明为探讨沿海沙地植被修复的生态效应,探索适宜植被修复模式,选择灌草防护型植被修复模式(Ⅰ)、乔灌草防护型植被修复模式(Ⅱ)、纯林防护型植被修复模式(Ⅲ)、灌草景观型植被修复模式(Ⅳ)、乔灌草景观型植被修复模式(Ⅴ)、草地修复模式(CK)共六种模式,测定小气候因子、土壤呼吸速率、土壤理化性质、土壤酶活性和土壤微生物等指标,比较不同植被修复模式对生态环境的影响,分析不同植被修复模式与植被因子、小气候、土壤因子之间的内在联系,并采用主成分分析法和模糊数学隶属函数法综合评价了不同植被修复模式的生态效应。结果如下:1、调节小气候方面,灌草和乔灌草植被修复模式均具有一定优势。其中防护型修复模式显着降低林内空气温度,景观型在调节昼夜温差方面效果显着;乔灌草防护型(Ⅱ)和景观型模式(Ⅳ、Ⅴ)下的空气湿度较舒适。2、土壤物理性质方面,各植被修复模式对于改善土壤容重和孔隙度方面效果不显着,需要进一步长期研究。在提高土壤含水量和持水量方面,乔灌草防护型(Ⅱ)的效果最好,整体上防护型优于景观型。3、土壤化学性质的整体改良效果较好,各修复模式均大于草地修复模式(CK)。同一土层不同植被修复模式的土壤化学性质差异显着,整体表现为乔灌草防护型(Ⅱ)>灌草景观型(Ⅳ)>灌草防护型(Ⅰ)>乔灌草景观型(Ⅴ)>纯林防护型(Ⅲ)>CK。4、人工辅助植被修复模式对土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢、磷酸酶活性均能起到促进作用,但对蛋白酶活性调节作用不显着。不同植被修复模式的土壤酶活性整体表现为:乔灌草防护型(Ⅱ)>灌草景观型(Ⅳ)>乔灌草景观型(Ⅴ)>灌草防护型(Ⅰ)>纯林防护型(Ⅲ)>草地恢复模式(CK)。5、不同模式土壤细菌、真菌、放线菌的总量由高到低为:乔灌草防护型(Ⅱ)>纯林防护型(Ⅲ)>乔灌草景观型(Ⅴ)>灌草景观型(Ⅳ)>灌草防护型(Ⅰ)>草地恢复模式(CK)。防护型修复模式的微生物数量显着高于景观型,增加土壤微生物的效果明显。6、土壤呼吸与气温有关,在夏季时较高,而冬季最低。以灌草景观型(Ⅳ)的土壤呼吸速率最强,其草本生物量最大,没有高大乔木遮挡,受到的光合有效辐射多,使样地内的灌木和草本植物生长繁盛,微生物和根系呼吸活跃,因而土壤呼吸速率比其他模式强。综合评价得出,不同植被修复模式生态功能为:乔灌草防护型模式(Ⅱ)>灌草防护型模式(Ⅰ)>纯林防护型模式(Ⅲ)>乔灌草景观型模式(Ⅴ)>灌草景观型模式(Ⅳ)>草地模式(CK)。与自然恢复的草地模式相比,各植被修复模式的生态效益均较高,且防护型模式整体上优于景观型模式。
张雷[3](2021)在《毛乌素沙地人工灌木林群落特征及其生态系统服务研究》文中研究表明毛乌素沙地作为我国四大沙地之一,生态环境比较脆弱,并且沙漠化等生态灾害频发。为了防治沙漠化,人工植被建植作为主要技术手段和措施被广泛应用于该地区。毛乌素沙地经过40多年的治理,形成了大面积的沙柳、杨柴和柠条等人工灌木林,并在植被恢复过程中出现的“风蚀破口”进行了不同补植模式的应用实践。然而,什么样的恢复措施、什么样的补植模式才是好的生态恢复,仍然缺乏系统研究。因此,本研究以毛乌素沙地人工建植的沙柳和杨柴灌木林为研究对象,从林龄和微地形方面,分析了毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林群落变化特征和演替方向,构建了沙地植被恢复生态系统服务评价指标体系,分析了植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务变化特征,并对植被恢复以及植被恢复过程中出现的“风蚀破口”的不同补植模式进行了评价,最终探讨了生态系统服务权衡与协同关系。本研究在丰富基于统计学方法对生态系统服务进行研究的同时,旨在为指导我国沙区植被恢复和退化恢复植被优化调控提供科学依据,同时也为制定区域发展与生态保护双赢政策提供参考。研究结果如下:(1)随着造林年限的增加,沙柳和杨柴种群均在退化,其重要值也下降到造林34年和38年的0.8475和0.4994,群落向着油蒿群落正向演替,但是杨柴的演替速度更快些;群落演替后期草本层均出现了多年生禾草,群落趋于稳定。随着造林年限的增加,群落特征指标值增加,但飞播杨柴的提升速度较沙柳造林慢。微地形研究表明,杨柴个体大小随着坡位的下降呈明显的减小趋势;杨柴种群活力丘间低地最高,迎风坡次之,背风坡最差;演替进程上背风坡更快;此外,从立地条件来看,丘间低地的地上生物量、全氮和土壤含水量较高,迎风坡坡中的地上生物量和速效钾较高,背风坡坡上风蚀最大。(2)以生物多样性、固碳调节、土壤肥力调节、涵养水源和防风固沙等5个生态系统服务类别为准则层,构建了沙地植被恢复生态系统服务评价指标体系,其中防风固沙权重最大,为0.42,生物多样性次之,为0.25,再次是涵养水源,为0.17。(3)生态系统服务变化指数(ESCI)分析显示,随着造林年限的增加,沙柳和杨柴人工灌木林大部分生态系统服务增益显着;生物多样性和固碳调节在造林初期增益最快,且沙柳林增速快于杨柴林;土壤肥力调节在造林中段增益最为明显;涵养水源在沙柳林造林初期没有减损,而在杨柴林略有减损;沙柳和杨柴人工灌木林在造林初期防风固沙功能增效显着,并分别在造林23年和14年后能提供稳固的防风固沙功能。沙柳和杨柴人工灌木林各阶段可分为4类生态系统服务簇:(1)植被提供服务匮乏型;(2)水土保持保护型;(3)植物土壤保育型;(4)多功能型。微地形方面,坡中相比坡上,固碳调节、土壤肥力调节处于增益状态;坡下相比坡中,涵养水源和防风固沙处于增益状态;丘间低地相比坡下,全部处于明显的增益状态。此外,丘间低地相比迎风坡和背风坡均呈明显的增益状态;背风坡相比迎风坡,涵养水源和防风固沙增益,其它减损。(4)随着造林年限的增加,沙柳和杨柴人工灌木林评价分值增高,且分别在造林8年和30年后与油蒿群落的得分相近。微地形结果表明,丘间低地的生态系统服务评价得分最高,其次为坡中,坡上和坡下略低,且迎风坡优于背风坡。对“风蚀破口”不同补植模式的评价结果表明,沙柳沙障的固碳能力、土壤肥力调节和防风固沙等效益恢复的最好,紫穗槐生物多样性恢复最好,樟子松人工林均最差;得分上,紫穗槐仅略低于沙柳沙障,可以继续推广,而相对于樟子松,乡土的沙柳更值得推广,该地区也更适合灌木林的营建。(5)裸沙地土壤肥力调节与涵养水源为协同关系,土壤肥力调节在权衡中相对其它服务收益是以损耗生物多样性为前提的。油蒿群落固碳调节与土壤肥力调节、涵养水源三者之间存在协同关系,防风固沙和生物多样性在权衡中已达到相对饱和,均不再收益。随着林龄的增加,沙柳人工灌木林土壤肥力调节和涵养水源一直为协同关系,但仍以权衡为主,固碳调节在权衡中均不收益,生物多样性在权衡时收益开始增多并出现协同关系。随着林龄的增加,杨柴灌木林协同关系略有增加,但仍以权衡为主,规律基本一致,就是防风固沙均不收益,涵养水源均相对收益,只是权衡程度在降低,竞争在减小。微地形方面,协同关系的数量坡下>坡中>坡上和丘间低地,但防风固沙均不收益。不同坡向权衡和协同关系类似,只是背风坡权衡程度更高,竞争更激烈。此外,沙柳人工灌木林生物多样性和土壤肥力调节各自评估指标之间具有较高的相关性,杨柴人工灌木林所有多样性指数与单位面积生物量、土壤有机质、速效P和土壤含水量均呈显着正相关,而所有的指标与风蚀桩高度变化均呈负相关。以上结果表明,杨柴人工灌木林相比沙柳人工灌木林可以更快的演替到油蒿群落,但是飞播杨柴提升群落生态效益的速度较沙柳造林慢。沙柳和杨柴造林初期以生物多样性、固碳调节和防风固沙增益为主,但是并没有过多的消耗土壤含水量,中期以土壤肥力调节为主,且沙柳和杨柴分别在造林23年和14年以后可提供稳固的防风固沙功能。此外,微地形对群落演替和生态系统服务产生了重要影响,在优化抚育时应根据功能需要分部位经营。整体上,人工促进毛乌素沙地植被恢复是成功的,但是在今后选择物种时应更多的考虑乡土灌木树种。
廖承锐[4](2020)在《西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究》文中研究指明青藏高原作为“世界屋脊”,和地球南极、北极并列,被称为“世界第三极”。西藏高原是青藏高原的主体,平均海拔超过4000m,生态环境极其脆弱而敏感,易受人类活动和气候变暖影响。雅鲁藏布江中部流域是西藏自治区社会经济中心,由于地表沙物质丰富、气候干冷多风、植被稀疏低矮等,季节性的风沙灾害,给城镇生活和农牧业生产造成严重影响。植被恢复是生态修复的重要组成部分,能够提升区域生态防护功能和社会经济可持续发展能力。其中,人工恢复和自然恢复是退化生态系统修复治理的两种重要途径,也是林草资源资产增值的有效措施。本研究以西藏高原河谷沙地植被为研究对象,通过野外试验,从样方、样带和区域三个尺度,揭示了人工恢复模式下,不同沙地类型、沙障处理及海拔梯度下植被结构、物种多样性与生境因子变化的关系;首次在高寒沙地上,通过地面激光扫描技术(TLS),从植被水平覆盖和垂直结构的角度,揭示了自然恢复模式下群落结构及空间分布随地形/微地形的变化规律;探讨了不同恢复模式下沙地典型群落的植被与土壤的关系,阐明了植被恢复模式对植被和土壤变化的影响,进一步完善了西藏河谷沙地植被恢复研究,并提出相应的对策与建议,以期为西藏高原河谷沙地的植被恢复与重建研究提供科学依据。结果表明:(1)不同沙地类型人工恢复模式下的植被恢复特征存在极大差异。在河滩、河岸和山坡三种不同沙地类型的植被恢复试验中,共有14种植物种存活,不同沙地类型间的植株生长具有不同的特点。综合各植物种组成和生长特征,在河滩流动沙地上,籽蒿的重要值可达25%,生长最好;在河岸流动沙地上,藏白蒿和藏沙蒿的重要值分别为28%和16%,生长状况最优;而在山坡流动沙地上,拉萨狗娃花、花棒和藏沙蒿的长势最好。这些植物种均可以考虑作为植被恢复初期的适生植物种,在不同沙地类型的植被恢复过程中作为最优选择。山坡流动沙地不同海拔的植被恢复过程中,植株生长和土壤质量得到了改善。从先锋期(2011)到发展期(2017),随着植被盖度和高度的显着提高,其对土壤性质的改善极为明显,主要的土壤颗粒组成从中细砂变为了极细砂。在发展期,植株生长以中坡为优,pH值与株高呈显着正相关。沙障处理在人工恢复模式中起着重要的作用。不同沙障处理下的植被恢复效果不同。在植被恢复过程中,秸秆沙障更有利于植株生长;而石方格及塑料方格的铺设能够提高物种多样性,促进生态系统的稳定,增强沙地植被恢复潜力。(2)砂生槐群落的自然恢复成效显着。在不同地形条件下,冲积扇中部的个体生长最高。株高和冠幅投影面积呈显着正相关(p<0.01),而株高和海拔、坡度均显着相关(r分别为0.167和0.145,p<0.01)。随着海拔的升高,砂生槐种群的分布密度呈先减小后增大最后减小的趋势。在海拔为3593-3643 m,坡度为20°~25°的西南坡,其生境条件最有利于砂生槐种群的生长和分布。(3)在0-20 cm土层上,自然恢复模式下的砂生槐灌丛和长芒草草地的粉砂含量较大,分别为50.77%和62.16%,高于人工恢复模式下的柳树林和藏沙蒿灌丛。四种植被恢复模式中,长芒草草地粉砂含量最高,土壤容重最低。在0-20 cm土层的有机质含量差异不显着,而在20-40 cm土层中,不同模式的土壤有机质含量依次为:长芒草草地(23.37 g·kg-1)>砂生槐灌丛(17.42 g·kg-1)>藏沙蒿灌丛(14.85 g·kg-1)>柳树林(8.43 g·kg-1)。藏沙蒿灌丛的铵态氮含量高于其它植被恢复模式,因此,在沙地植被恢复模式中,自然恢复模式对于土地退化的防治而言至关重要,应以自然恢复为主,并与人工恢复相结合。沙地土壤有机质含量与土壤全磷、有效磷含量均呈极显着正相关。叶片全碳、氮、磷与土壤容重、土壤有效磷、速效钾含量呈显着正相关。(4)根据高寒河谷沙地恢复不同沙地类型的植被特征变化采取相应的经营对策。在河滩沙地上,良好的水、气条件有利于乔、灌、草相结合的沿江(河)防风固沙体系的构建,同时,应注重沙障等地面措施的实施;在河岸沙地上,植被恢复模式应贯彻“以自然恢复为主,与人工修复相结合”的方针,自然恢复以围栏封育为主,辅以适生灌丛的补种及飞播种草固沙等人工恢复措施;在山坡沙地上,人工恢复采用沿等高线人工脚踩回头撒播的植被种植方法,在构建完整的恢复体系时需要充分考虑地形因子的影响,同时,应严格执行围栏封育和禁牧措施。并且,高寒河谷沙地植被恢复的过程离不开科技的支撑和保障体系的完善。
薛頔[5](2020)在《浑善达克沙地植物生长适宜性精准空间分布研究》文中进行了进一步梳理浑善达克沙地是内蒙古主要的畜牧业基地之一,也是京津重要的生态屏障,因其生态脆弱、植被退化,政府部门力图快速恢复植被。面对这一需求,针对不同位置的不同生境及其群落演替阶段精准筛选出适宜生长的植物,对该区域人工植被恢复具有重要意义。本研究依据空间信息科学原理和地统计学方法,将样方调查数据和30m生态环境因子空间分布数据相结合,采用TWINSPAN模型划分该区域植物群落类型,利用Spearman相关分析筛选与沙地植物适宜性相关的生态环境因子;通过最大熵模型模拟各类灌草群落生长适宜性分布;采用层次分析法和熵权法结合的加权评价模型得到各乔木生长适宜性分布;通过GIS空间分析刻画出各地块适宜恢复的植物种和顶级演替植物群落空间分布格局。具体结论如下:1.将浑善达克沙地植物划分为8类群落,其中自然群落为分布于流动沙地的沙米、猪毛菜先锋群落,半流动沙地的披碱草、刺蓬等多年生草本群落,半固定沙地的以苔草、沙蒿等为建群种的灌草群落,固定沙地的以糙隐子草、羊草、沙蒿等为优势种的典型草原群落以及河泛地的芨芨草、地榆等群落;人工恢复的半固定沙地杨柴、黄柳等群落,固定沙地的飞播沙柳、柠条等群落,以及主要分布于沙地东部山地的樟子松、杨树人工林等。通过群落划分为不同演替阶段人工恢复植被精准提供适宜植物。2.以包含数据信息最大化且冗余最少为原则,筛选出影响该区域植物生长适宜性的生态环境因子为土壤p H(KCl)、土壤粘土含量、土壤阳离子交换量、年均降水量、积温、无霜期、大气干燥度、日照时数、年蒸发量、风速、大气气压、相对湿度、坡度、坡向、高程此15个因子。通过筛选为模拟植物生长适宜性分布提供生态环境因子。3.依据当前阶段生态环境条件的空间分布状况,苏尼特右旗及苏尼特左旗北部流动沙地海拔890~1305m、坡度15°以下区域适宜扦插黄柳,海拔978~1305m、坡度15°以下区域适宜设立沙米沙障,半流动沙地海拔890~1580m、坡度15°以下区域适宜栽种雾冰藜、猪毛蒿;正镶白旗、正蓝旗及锡林浩特市北部半固定沙地迎风坡适宜栽种小叶锦鸡儿、冷蒿、沙柳等,背风坡海拔1060~1485m、坡度18°以下区域适宜栽植柠条、杨柴、沙打旺等,丘间沟谷洼地汇水地段适宜种植金莲花、地榆;正蓝旗东南部、克什克腾旗以及多伦县山地阴坡、半阴坡海拔1196~1818m、坡度25°以下区域适宜种植新疆杨、河北杨,阳坡、半阳坡海拔1196~1760m、坡度25°以下区域适宜种植樟子松。4.遵循沙地群落演替规律,结合沙地产业建设,筛选各类生境不同演替阶段植被恢复适宜植物种。流动沙地种植黄柳、沙米;演替2a后进入一、二年生草本群落阶段,西部荒漠草原半流动沙地海拔890~1580m、坡度15°以下区域种植雾冰藜、猪毛蒿等,中部典型草原和东部草甸草原半流动沙地种植冰草、披碱草等乡土牧草封育保护;演替4a后到达多年生根基禾草群落阶段,半固定沙地适宜栽种小叶锦鸡儿、柠条、沙柳等灌木固定沙地;演替10a后荒漠草原以针茅属为主的多年生丛生禾草群落为演替顶级群落,典型草原和草甸草原于固定沙地阳坡、半阳坡海拔1100~1980m、坡度40°以下区域栽植小叶锦鸡儿、沙蒿,阴坡、半阴坡栽植柠条、杨柴等,东北部及东南部山地阴坡、半阴坡种植新疆杨、河北杨,阳坡、半阳坡种植樟子松;演替15a后典型草原和草甸草原将以乔灌草混生的沙地榆疏林为演替顶级群落。
梁香寒[6](2020)在《毛乌素沙地不同固定程度油蒿群落土壤水分变化过程及影响因素研究》文中研究指明荒漠化严重影响着我国西北、东北和华北地区经济社会的可持续发展进程。有关这些地区生态建设与恢复、水文与水资源问题等的研究是荒漠生态系统中亟待解决的重点和热点问题,而土壤水是影响荒漠生态系统的关键性因素之一。一些研究表明,毛乌素沙地的油蒿群落受土壤水的驱动,其演替经历着这样一个循环过程:裸沙地→流动沙地先锋物种阶段→半固定沙地稀疏阶段→固定沙地阶段→固定沙地退化阶段→裸沙地(或流动沙地)。现有与土壤水有关的研究重点集中于表层土壤含水量和人工模拟降水条件下的浅层土壤入渗,但由于缺乏对土壤水分的实时、长期和连续监测,有关土壤水分动态、土壤水分对降水的响应过程、土壤水分影响机制、土壤水分平衡等问题仍旧需要进一步系统分析。基于此,本研究采用自动监测系统,对研究区内降水和土壤水进行野外连续定量监测,进行实地调查、野外测定等试验,并结合当地优势种的根系分布情况,系统分析研究区内不同类型沙地(固定沙地、半固定沙地和流动沙地)土壤水分运移规律,得出不同类型沙地土壤水分对天然降水的响应,剖析影响土壤水分变化的因子,对比不同类型沙地内降水对土壤水的补给差异,估算不同类型沙地水量平衡关系及土壤水转化比例,探讨固沙植被稳定性和土壤水的植被承载力。本研究有助于揭示降水和干旱条件下的沙地水分变化特征及水分平衡机理,为深入认识毛乌素沙地植被群落演替具有重要的理论和实际意义,并可以为半干旱沙地植被的合理配置、植被恢复与重建提供科学依据。本研究采用了 EC-5 土壤水分监测系统,可以对土壤水分进行长时间大尺度的监测,保证了数据量和连续性,能更好地反映土壤水分动态、降水入渗和土壤水分平衡情况。通过标准化降水指数法将研究期划分为不同的时段,在每个时段的研究中首先采用经典统计学分析土壤水分时空变异之间的内在联系,建立数学模型对土壤水分进行模拟和预测,并通过RDA和主控环境因子预选分析了不同时段内影响土壤水分时空动态的因素,然后采用环境因子的定量分离来研究各主控因子对土壤水分变化产生的贡献。本研究主要结论如下:(1)标准化降水指数表明:2014年为丰水年(中度湿润年),2015年为亏水年(中度干旱年),2016年和2017年均为平水年(正常年份)。不同降水年型下的降水量和有效降水次数均出现显着差异,每年生长季内所发生的降水次数和降水量均占全年总降水量的87%以上,其中尤以7-9月的降水最集中,该时段内的降水量占整个生长季的80%以上。研究区内降水强度和降水频率均处在较低水平,降水强度小于2.5 mm/h的出现频率超过80%,仅有1%左右的降水强度超过15mm/h;生长季内平均降水间隔以48-120小时为主。(2)在不同降水年型的作用下,油蒿群落不同年份(丰水年、亏水年和平水年)之间的土壤含水量出现了显着差异,但每年内各层土壤水分季节动态都大致类似,主要表现为:①每年11月-次年2月,土壤水分含量稳中有升,维持在4%-7%之间;②每年3-7月,土壤含水量先显着上升,但从5月开始缓慢下降,最低值一般在4%以下;③每年8-10月,土壤含水量整体上显着上升,并随着降水出现多次峰值。(3)固定沙地内各层土壤含水量显着低于半固定沙地和流动沙地,半固定沙地和流动沙地之间无固定规律。在固定沙地、半固定沙地和流动沙地中,年平均土壤含水量最高的土层分别为60cm、40cm和40cm,土壤含水量关于土壤深度之间的变化关系基本呈线性。从空间分布上来看,土壤水分的垂直分布分为3层:土壤水分剧变层(0-10cm)、土壤水分活跃层(10-120cm)和土壤水分稳定层(120-200cm)。灰色关联度分析表明各层土壤含水量之间均具有很强的相关性;3个土壤水分垂直层的差异主要体现在土壤含水量与各时空变异指标(标准差、变异系数、偏度和峰度)的关系上。(4)固沙植被的建立增加了土壤水分的时间稳定性,降低了土壤水分的空间异质性,并且对研究区内的土壤水分分布及动态、降水入渗和土壤水分平衡都形成了显着影响。丰水年和平水年内的土壤蓄水量基本不会出现下降,降水对土壤水分的补给可以基本满足蒸散需求;但在干旱条件下和亏水年内,固定沙地的土壤蓄水量出现了亏缺。为了避免固定沙地中油蒿群落出现退化,本研究计算得出在植被恢复时的最大植被覆盖度不能超过68.4%。(5)应用分数阶土壤水分运动模型和多室模型来对土壤水分动态和降水入渗情况进行模拟,在初步验证模型后进行参数修正,结果表明经过参数修正后的模型参数满足设定的取值范围,拟合优度满足统计学要求,并且修正后的模型能更好地反映不同降水量、不同降水强度、不同样地内的土壤水分运移情况,表达不同降水条件下和不同时间段内植物与土壤水分之间的关系。在年度尺度内对土壤水分进行拟合时,应以分数阶土壤水分运动模型为主;在单次或连续降水尺度内对土壤水分进行拟合时,应以多室模型为主。(6)随着油蒿群落植被覆盖度的增加,土壤粉粒含量增加,土壤结构逐渐稳定,土壤持水量和土壤有机质含量逐渐上升,提高了土壤保水、保肥和抗风蚀能力。不同样地内地下生物量的分布趋势为固定沙地>半固定沙地>流动沙地,三者之间存在显着差异。大部分根系生物量集中在0-40cm层内,根系生物量随土层深度的增加呈指数下降关系。三类样地中,随着植被覆盖度的增加,细根占比在逐渐升高,粗根和中粗根占比在逐渐降低。各样地、各时间段和各土层内影响土壤蓄水量变化的13个环境因子(降水量、降水强度、降水间隔、土壤初始含水量、根系生物量、土壤容重、土壤粒径、土壤温度、风力和风速、太阳辐射、土壤孔隙度、土壤有机质含量和空气湿度)可以解释土壤蓄水量变化的85%以上,能够提供超过90%的相对贡献率,并且排名前两位的环境因子能够提供超过80%的相对贡献率。但能对土壤水分产生显着影响的因素只有降水量、降水间隔、降水强度、根系生物量和土壤初始含水量;土壤容重和土壤粒径对土壤蓄水量变化的贡献值不大,并且在三类样地中湿度、温度、土壤有机质、风力和风速对土壤蓄水量的影响极小。除土壤初始含水量以外,影响固定沙地土壤水分的最重要因素是植被覆盖率,影响流动沙地土壤水分的最重要因素是降水格局,半固定沙地的土壤水分受到植被和降水的双重影响。
王新友[7](2020)在《石羊河流域人工固沙植被的固碳过程、速率和效益研究》文中研究说明荒漠草地(Desert grassland)是我国北方最主要的土地利用类型之一,受到沙漠化的严重威胁。种植梭梭(Haloxylon ammodendron)等人工固沙植被(Sand-fixing vegetation)是保护和稳定荒漠草场的重要措施之一,得到政府、群众和学者的一致认同。然而,人工固沙植被的固碳效益长期被忽略,缺乏可靠方法的核算以及详实的实测数据验证。石羊河流域地处我国自然生态环境的脆弱带和气候的敏感区,是我国最早开展防沙治沙与人工固沙植被建设的荒漠草地区域之一,其沙漠化与固沙植被建设在干旱区具有典型性与代表性。本研究主要从实验、模型模拟、验证三个层次展开研究:首先,以石羊河流域人工固沙植被为研究对象,采用样地法揭示了典型人工固沙植被梭梭植被固碳以及土壤碳通量的动态变化机理(过程、规律、速率),分析了风蚀和降尘对人工梭梭固沙植被固碳作用的影响。然后,基于甘肃省森林资源二类清查数据,应用CBP(Carbon benefits project)碳计量模型工具模拟并预测了石羊河流域人工固沙植被的固碳效益和碳储量未来的变化趋势,以及围封和退耕还林情景下的固碳潜力。最后,利用石羊河流域人工固沙植被碳储量的实测数据对CBP模型的测算结果进行了验证。主要研究结果如下:1.人工固沙植被建设显着提高了干旱区沙化土地植被和土壤的有机碳储量,以地上植被和表层0-5 cm土壤提高最为明显。35a人工梭梭固沙植被碳储量达到0.75 kg C/m2,平均固碳速率达到0.02 kg C/m2/a,是流动沙丘的25倍,其固碳速率与同区域沙地稳定天然白刺固沙灌丛植被的固碳速率相当,但其碳储量仅约为稳定天然白刺固沙植被的1/3。35a人工梭梭固沙植被土壤有机碳储量达到2.48 kg C/m2,平均固碳速率达到0.07 kg C/m2/a,是流动沙丘的3.5倍,但只占到稳定天然白刺固沙灌丛的29.4%。35a梭梭人工固沙植被-土壤系统有机碳储量达到3.23 kg C/m2,平均固碳速率达到0.09 kg C/m2/a,较流动沙丘提高了3.4倍,但是只占到稳定天然白刺固沙灌丛的35.1%。显然,人工梭梭固沙植被还存在很大的固碳潜力。2.人工梭梭固沙植被地上植被碳储量随种植年限增加先增加后降低,土壤碳储量随种植年限增加逐渐增加,植被-土壤生态系统的碳储量随种植年限先增加后降低,而后逐渐增加。人工梭梭固沙植被地上植被碳储量在0-10a阶段增长快速,10a时达到峰值2.74 kg C/m2,分别是35a、25a和3a的3.65、3.01和6.68倍;而土壤碳储量在35a达到峰值2.48 kg C/m2,分别是25a、10a、3a的1.09、1.56和2.41倍;植被-土壤生态系统的碳储量在10a时达到峰值4.34 kg C/m2,分别是35a、25a和3a的1.34、1.36和2.99倍,这说明人工梭梭固沙植被的碳储量大小受植被碳储量的影响大,意味着梭梭固沙植被的生长状况决定着其生态系统的碳储量。3.风蚀和降尘是沙漠地区最频繁的风沙活动,是影响人工梭梭固沙植被碳汇的重要因子。风蚀被人工固沙植被截留的沙尘引起的碳输入速率,5年平均值为1.12±0.42 g C/m2/a;以35a人工梭梭固沙植被为参考,人工固沙植被阻挡风蚀引起的碳固定速率占到其土壤碳固定速率的1.58%,占到其系统碳固定速率的1.21%。在人工固沙植被下垫面上,降尘引起的碳输入速率为2.47±0.47 g C/m2/a;以35a人工梭梭固沙植被为参考,降尘引起的碳输入速率占人工固沙植被土壤固碳速率的3.48%,占到其系统固碳速率的2.67%。4.土壤碳通量是土壤碳循环的重要组成部分。典型人工固沙植被——梭梭植被的土壤碳通量具有明显的季节和日夜变化特征,主要受种植年限、土壤水含量和土壤结皮的影响。不同种植年限梭梭固沙植被土壤碳通量均具有明显的季节变化特征,生长季(8月)的土壤碳通量明显大于非生长季(1月);不同种植年限梭梭固沙植被生长季和非生长季碳通量的日变化均为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性,日最大排放速率出现在12:00-14:00时,最小值出现在8:00时左右。人工梭梭固沙植被建设和去结皮处理显着提高了沙漠土壤碳通量,而且不同种植年限的人工梭梭固沙植被碳通量大体上随着种植年限的增加而递增。土壤水含量是影响人工梭梭固沙植被碳通量的关键因素,生长季和非生长季土壤碳通量均与0-5 cm土壤水分显着相关,且均呈二次曲线关系。5.CBP碳计量模型预测显示,石羊河流域人工固沙植被当前(39a)的碳储量为0.81 Tg C,固碳速率为0.045 kg C/m2/a;在0-100a时间尺度内的最大固碳潜力为2.19 Tg C,是当前碳储量的2.71倍,固碳速率为0.19 kg C/m2/a;在35a-100a时间尺度上,人工固沙植被碳储量逐渐减小,并在80a后变成碳源,100a时碳排放达到0.44 Tg C。35a时,CBP碳计量模型预测结果和样地法估算结果两者相差34.5%,这验证了CBP碳计量工具在干旱荒漠区有一定的适用性和有效性。石羊河流域人工固沙植被的碳储量主要分布于民勤县与凉州区,合计占流域人工固沙植被碳储量的92.4%;人工梭梭固沙植被碳储量达到1.15 Tg C,占流域人工固沙植被碳储量的84.8%。降低植被死亡率、实施围封和植被建设措施能显着增强人工固沙植被固碳效益。6.0-35a时间尺度上,石羊河流域人工固沙植被的固碳效益随种植年限先增大后减小的机理在于在0-10a期间人工梭梭固沙植被逐渐兴盛,植被碳储量迅速增加,并在10a左右达到峰值,随种植年限的增长,梭梭固沙植被开始衰败和死亡,植被碳储量下降,引起生态系统碳密度减小。调控和提升石羊河流域人工固沙植被固碳效益的关键在于设法使土壤水含量高于植物枯萎点,保证植被的正常生长发育和维持荒漠草地稳定。为了维持碳汇效益和避免将来变成碳源,石羊河流域人工固沙植被亟待保育和重新恢复。研究揭示了典型人工固沙植被——梭梭固沙植被固碳过程、规律、速率、土壤碳通量变化特征及其影响因素,为我国干旱区荒漠草地生态系统碳储量计算提供了重要依据;计量了风蚀和降尘在人工固沙植被固碳中的比重,是对干旱荒漠区碳汇估算方法的创新。首次应用了CBP碳计量工具模拟预测了石羊河流域人工固沙植被固碳效益和潜力,并用样地法的估算结果验证了该工具的有效性。本研究为干旱区人工固沙植被碳效益的精确估算和提升提供了参考,对干旱荒漠灌丛草地的生态维持以及科学保育等具有重要意义。
刘建康[8](2019)在《毛乌素沙地油蒿群落退化与封育恢复特征及机制研究》文中进行了进一步梳理油蒿群落是毛乌素沙地分布面积最大和最具代表性的群落类型,对该地区生物多样性保护、防沙治沙、生态系统稳定性维持及退化草地恢复等发挥至关重要的作用。但近年来由于多种因素影响该地区油蒿群落出现严重退化,封育作为我国干旱、半干旱地区植被恢复的主要措施之一,在该地区应用广泛,但目前缺乏对油蒿群落退化及恢复过程的综合对比研究。基于以上背景,本文通过在宁夏盐池县典型油蒿群落分布区布设不同退化程度及封育时间的样地,对油蒿种群、群落及土壤进行同步调查,系统分析油蒿种群数量及结构特征、种群空间格局、植被群落特征、土壤理化性质等,综合探讨油蒿群落退化及恢复的特征与机制,研究结果可为该地区退化油蒿群落植被恢复与管理提供理论指导。主要研究结论如下:(1)草地退化影响种群更新与生长,不仅降低了油蒿种群密度、盖度及地上总生物量,还导致个体高度、冠幅及生物量的下降,改变了种群的年龄组成,使得幼苗及成株变少,枯死植株增多,进而影响种群结构。退化样地种群结构变化趋势为:衰退型(轻度退化)→增长型(中轻度退化)→稳定型(中度退化)→衰退型(极重度退化)。封育后随着幼苗的大量生长发育,个体的冠幅、高度及生物量逐渐降低,油蒿种群矮小化,在封育10年时种群盖度、密度及地上总生物量达到峰值,之后有减小的趋势。封育样地种群结构变化趋势为:增长型(封育5年)→衰退型(封育10年)→稳定型(封育15年)→衰退型(封育25年)。(2)油蒿种群具有强烈的空间依赖性,具有斑块状和条带状的分布特点,在退化及恢复过程中种群空间异质性会发生显着变化,总体表现为:退化样地>封育样地;偏重度退化样地>偏轻度退化样地;长期封育样地>短期封育样地。(3)油蒿种群、幼苗及成株多在小尺度聚集(0-2m)、大尺度(20-25m)随机或均匀分布,而半死株及死株在不同尺度多随机或均匀分布,封育导致油蒿幼苗聚集尺度增大。幼苗与成株多在小尺度上呈正相关,而与半死株、死株多相互独立。四种优势伴生种群(草木樨状黄芪Sophora alopecuraoides、苦豆子Astragalus melilotoides、老瓜头Cynanchum komarovii、沙生针茅Stipaglareosa)在空间上呈不同程度的小尺度聚集分布,且不同种群在同一样地中聚集尺度存在差异,总体表现为植被状况相对较好的封育样地聚集尺度大于较差的退化样地。四种伴生种群多与油蒿种群在小尺度相互竞争、大尺度相互独立。(4)研究区内菊科、禾本科、藜科、豆科植物占物种总数的70%以上,且主要以多年生草本为主,一年生草本次之,而灌木所占比重最小,草地退化及恢复过程中各样地物种组成会发生显着变化。不同的处理显着影响(P<0.05)群落盖度、高度、密度、地上及地下生物量、根冠比、枯落物重量、丰富度指数R、多样性指数SW、SP及均匀度指数E等指标,随着退化程度加剧枯落物逐渐降低,根冠比逐渐升高,E指数变化不显着,而其它各群落特征指标及群落稳定性均表现出先增加后降低的趋势,且在中度退化样地最高。封育后植被群落逐渐恢复,各植被特征在短时间内显着改善(P<0.05),群落稳定性也随之增强,封育10年是一个转折点,之后群落的各个特征指标将逐渐降低,而群落稳定性在封育15年时最强。(5)不同处理(P<0.01)及土层(P<0.05)显着影响各土壤理化性质,各土壤理化性状之间具有一定的相关性。随着退化程度加剧土壤含水量先增后减,土壤容重及砂粒含量逐渐增加,而土壤黏粒、粉粒及各化学性状(全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾)逐渐降低。封育后土壤黏粒、粉粒、含水量及各化学性状的含量均逐渐增加,但封育25年后土壤含水量将有所降低。在植被退化及恢复过程中各土层土壤综合肥力会发生变化,总体变化趋势为:长期封育样地>偏轻度退化样地>短期封育样地>中度退化样地>偏重度退化样地。在植被退化及恢复过程中土壤结皮的波动显着影响各土壤理化性质含量,且不同类型结皮对土壤理化性质的影响不同。(6)RDA分析结果表明,前两轴物种-土壤性状关系积累贡献率为78.95%,说明前两轴已能很好的解释土壤性状与植被群落间的关系,不同土壤性状对该地区群落的影响具有一定差异。土壤含水量、土壤有机质、容重及土壤黏粒含量对植物群落及样地影响较大,而土壤速效氮及pH值的影响较小。
朱永华[9](2019)在《变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例》文中指出近几十年来,中国乃至全球环境发生了显着的变化,诸如气候变化、水资源短缺、荒漠化及生物多样性锐减等,严重威胁着生态环境、生态服务质量和服务功能。植被变化及其与水问题间的关系研究已经成为社会可持续发展与生态建设中亟待解决的问题之一。然而,由于受到土地利用/土地覆盖变化(LUCC)与气候条件等全球环境变化的影响,区域水循环也随之发生改变,使得植被变化与生态水文之间普遍存在着的相互作用关系更具复杂性和不确定性。西辽河流域通辽平原区是我国半干旱地区典型农牧交错带,是一个空间上农牧并存,时间上农牧交替的广阔区域。近几十年来,地下水超采、地表水干涸、植被退化和沙漠化等不断加剧,成为制约当地经济社会和人民生活可持续发展的严重生态环境问题。本文对西辽河流域通辽平原区1980~2015年间的植被演变和生态水文变化过程进行了研究,在归纳总结前人研究成果的基础上,通过野外调查、室内试验、理论分析及模型模拟等方法,监测和分析了变化环境下区域生态水文特征,解析了研究区气候变化、水资源变化、土地利用动态变化与植被变化等时空演变过程及规律,对区域生态环境现状进行了评估,揭示了环境因子变化特征和规律,应用多源遥感资料进行水资源反演模拟,探索区域水资源时空变化规律,定量分析了水文条件变化对植被的影响,以及植被变化对自然和人为因素的响应关系,分析了变化环境下植被演变的生态水文效应。主要结论如下:(1)研究区植被种类锐减,植被群落斑块化趋势严重,处于群落演替的早期向中期发展的过程中。在区域自然因素与人为因素的影响下,研究区生态水文条件发生了变化,对植被逆向演替产生促进作用,草原类型演化过程为:草甸草原、疏林草原和森林草原相间的自然景观向荒漠草原、草甸草原、疏林草原与森林草原相间的自然景观转变,体现在植被群落演化过程为:从松属、篙属、栎属、黎科、莎草科、禾本科向篙属、松属、黎科、禾本科、莎草科、栋属演化,继而向篙属、藜科、松属、栎属、禾本科、莎草科演化,进一步向篙属、黎科、莎草科、松属、禾本科、麻黄属演化,直至现状的篙属、黎科、莎草科、禾本科群落构成。(2)研究区年植被归一化指数(NDVI)在时间序列上呈微小波动上升的趋势,变化率为0.004/yr,且具有较强的空间分异性,人类活动越来越成为空间分异的主导驱动因素。在时间尺度上,降水(P)与气温(T)是NDVI变化的主要限制性因子,且P对于T对于NDVI变化的响应更加敏感;在空间尺度上,植被NDVI变化是气候变化和人类活动等多种因综合作川的结果,其中人类因素驱动影响增加显着。(3)研究区地下水埋深持续显着增加,对区域NDVI影响较为明、显,草地受影响较耕地更为突出,显现出从非地带性草甸植被向地带性典型草原植被的演替过程。随着地下水埋深加大,逐渐在区域中部形成两个较大的地下水开采漏斗,人类活动是造成这一现象的主导因素,气候变化则为次要因素。(4)基于不同GRACE卫星数据所反演的不同尺度研究区总水资源储量(TWS)与地下水储量(GW)的变化值在时间序列上均呈波动下降趋势,空间尺度上异质性明显,JPL数据反演结果更能反映研究区水资源量时空变化特征。(5)构建了区域多元逐步回归和多元线性回归地下水埋深变化估算模型,二种模型估算的研究区地下水埋深动态变化精度均不够理想,其中以多元线性回归模型拟合效果相对较好,该模型验证结果显示,基本上可用于西辽河流域通辽平原区地下水埋深变化的预测预报。终上所述,受自然和人为因素的双重影响,西辽河流域通辽平原区1951~2015年期间降水量呈减少趋势,从上世纪80年代至今,土地利用向灌溉种植农业发展规模较大,大量的地下水开发利用致使地下水位呈持续下降趋势,地表径流减少甚至断流,TWSC值在时间序列上均呈波动下降趋势,致使部分区域出现土壤沙化和草原退化植被逆向演替的现象;虽然年NDVI在时间序列上呈微小波动上升的趋势,但其空间分异性较强;地下水埋深持续显着增加,对NDVI影响较为明显;构建的多元线性回归模型较好模拟了地下水埋深变化过程和趋势,人类活动越来越成为植被空间分异和生态水文条件变化的主导驱动因素。
闫龙[10](2018)在《半干旱区农牧交错带生态格局研究 ——以西辽河平原为例》文中研究表明半干旱区农牧交错带既是我国一条典型的生态脆弱带,也是重要的生态屏障,其生态环境的好坏不仅是区域经济发展的基础和保障,更是关系着黄河、海河流域、京津冀生态安全的屏障。半干旱区水文循环的自然属性决定了生态系统的基本格局,其自然生态是受地下水支撑的草原植被,生态系统的空间格局和景观变化反映了地下水空间分布的格局演变。草原生态代表着半干旱区生态系统的自然属性,是支撑这个区域的生态基础,草原生态安全不仅仅关系到牧区本身,也极大影响整个区域的生态质量和安全稳定。由于在沙半干旱区地草原进行灌溉农业开发,形成了独有的农牧交错带,西辽河平原属于草原农牧业此消彼长的典型地区。随地下水开采强度增大、灌溉面积扩大,西辽河平原在最近的十年间耕地面积已超过了草原。这种生态格局的逆转,导致区域生态系统自然属性大幅下降,水土资源面临枯竭、可再生能力下降,对整个区域的经济社会与生态安全留下重大隐患。首先,西辽河平原草地面积不断被压缩,目前草原面积已不足西辽河平原面积的33%,直接导致许多适应小生境的植被消亡,草原植被物种多样性下降。其次,大规模井灌导致地下水位整体下降,灌区周边的草原也受到影响,出现草原植被演替。这显然不符合生态文明建设的国策,需要研究能够保障生态安全的农牧区新型生态格局,提出耕地草地合理比例,这是影响深远的重大生态安全问题。在《农业部关于北方农牧交错带农业结构调整的指导意见》中,明确提出农业结构调整的必要性,在《内蒙古自治区生态环境保护“十三五”规划》中也明确提出了要“针对目前人为活动影响较小、生态良好的重点生态功能区,加大自然植被保护力度,科学开展生态退化区恢复与治理”。因此亟待建立一套以保证生态系统的自然属性为目标的半干旱区农牧交错带区域生态结构评价方法,并以西辽河平原为例分析农牧区生态格局结构比例。针对半干旱区水生态文明建设面临的水文水资源—生态—经济社会发展面临的结构性矛盾,以保护草原生态系统自然属性为目标的半干旱区草原农牧交错带合理生态格局研究,对科尔沁草原现状的研究是重中之重。首先,科尔沁草原的保护与重建取决于对现有草原植被的深刻认识;其次,作为科尔沁草原的植被标志,必须对现有草原植被群落进行全面深入研究;第三,作为驱动因子,必须认清地下水位调控管理对草原植被群落格局的决定性影响;最后,以现有草原为基础,提出以调整农牧业结构和地下水调控为依据的西辽河平原草原重建与保护方案建议。主要研究成果如下:(1)对西辽河平原草原植被群落演替历史进行了系统深入研究为了研究西辽河平原的自然属性,对截止到1980年代的西辽河平原区植被物种组成情况各类调查考证资料进行了系统梳理,作为自然生态的本底基础。1980年代初,西辽河平原区有各类植物917种,分属于108科,412属。通过对西辽河平原区的植被分布进行GIS上图处理,对群落分布范围、面积、斑块个数、土壤类型、物种组成进行分析。植被面积48930.07km2,物种密度约19种/千km2,形成25个主流群落。西辽河平原植被群落分布具有极强的地域性,覆盖全境的植物种类仅有128种,占物种总数的14%;而50%的面积上散布了 85.3%的物种。这就意味着随着草原面积的减少,植被的物种多样性也几乎同步程度地减少,许多适宜局地生境的物种随之消失。也可推测,如果能够保持一半的草原面积,科尔沁草原的物种多样性能够得到较满意的保障。这也暗示,如果设立恢复天然草原面积使其占地达到50%的目标,通过唤醒土壤中残留种子,或许使某些物种能够得到重生,从而达到增强现有物种多样性的效果。(2)西辽河平原天然草原植被群落现状调查研究自1980年代以来,伴随着灌溉面积的发展,科尔沁草原的草地面积由4.89万km2,萎缩到2016年的2.24万km2,其中包含大量人工草地和演替退化草场,原生天然草地面积不足1万km2,并且破碎化严重。现存较为完整连片的6702.89 km2是现状研究的对象。为此进行了多次野外调查,收集了大量第一手资料。物种多样性由917种下降到245种,分属19个群落,种群密度由大约19种/103km2下降到不足12种/103km2。科尔沁草原面积的萎缩使得物种大量消亡灭绝,并且多样性的下降速度高于草地面积减少速度。除了植被群落类型发生了巨大变化,通过对比历史与现状植被群落组成,可以发现同一群落在80年代的物种组成与现状相比也发生了很大变化,主要体现在组成群落的植物物种类的减小。结合历史调查分析推测:当天然草地面积缩减到50%,即大约2.45万km2时,是植被多样性急剧减少的转折点。(3)西辽河平原天然草原植被群落演替分析导致原生草原退化来自两个方面:一是灌区开发,土地利用侵占了大量草地;二是随着地下水位下降,迫使草原植被群落发生改变,出现了演替物种。通过对比80年代和现状年的植被群落情况,从植被群落面积、植被物种多样性演变、植被群落类型演变以及植被群落物种组成分析了西辽河平原天然草原植被群落的演替,发现了不同演替阶段的物种,反映了科尔沁草原面积退化萎缩过程。(4)农牧交错带区域生态结构评价路径根据恢复生态学原理,以现有天然草地植被群落为基础,通过退耕和恢复地下水潜流场,调升地下水位,以群落强势增长的优势,进行空间拓扑扩张。根据西辽河平原草原植被群落演替历史得到的启示,草原面积恢复到2.45万km2以上,可能获得植被物种多样性的加强。空间拓扑的方法途径:1)用景观生态学方法初步建立草地耕地比例关系,提出保持自然属性最低限度总比例原则;2)在对西辽河平原草原植被群落演替分析的深刻认知的基础上,调整合并生态面积;3)考虑生态景观的连续性,保证自然生态景观连通、防止破碎化,进一步调整合并生态面积。以地下水补给植被临界埋深对应,分析地下水潜流场支撑生态格局的合理性。(5)地下水支撑的西辽河平原农牧交错带生态格局研究现有天然草原植被作为草地生态恢复的基因库,以天然草原为基础向外扩张的原则,运用景观生态学中“源-汇”理论方法开展西辽河平原区农牧生态格局调整优化。运用MODCYCLE模型建立西辽河流域水循环模拟模型,模拟得到2001-2014年西辽河平原地下水流场。通过叠加天然草原扩张区域和西辽河平原地下水位等值线图,以来分析地下水潜流场支撑农牧区生态格局的合理性。按地下水位值<3m、3-4m、>4m将扩张区域地下水条件划分为支撑,基本支撑,不支撑。分析了不同地下水条件下西辽河平原农牧交错带合理生态格局的近期目标、中期目标和远期目标,从而建立一套以保证生态系统的自然属性为准则的农牧交错带区域生态结构评价方法。远期目标显示,经过生态格局调整后天然草原面积可望恢复到22455.75 km2,另有灌溉草地2.1万km2,农田面积13753km2,农牧面积比结构由现状的1.04减小到0.32。(6)调整西辽河平原生态格局的合理性分析利用源汇方法进行现有物种群落空间扩张是以地下水潜流场为驱动力,现有植物群落随地下水位回升以一定规则扩张复制。根据西辽河平原草原植被群落的物种局地特性,在被现有群落强势扩张“入侵”的区域,物种多样性将会出现两个方面的变化:一是部分物种适应不了新的生境而变异或消亡;二是新恢复的区域其土壤中残留或处于休眠状态的当地物种的种子,在地下水条件恢复后被激发得以重生。最终,新恢复的草地形成一种既不同于现状,也不同于从前的新型群落,植被物种多样性总体上呈现平缓增加的趋势,使得草原的自然属性得到极大提高。(7)提出了西辽河平原草原重建与保护方案建议提出以调整农牧业结构和地下水调控为依据的西辽河平原草原重建与保护方案。即“退耕”、“还水”、“还草”:调整农业灌溉面积,恢复地下水位,修复草原生态,三个环节缺一不可。
二、沙地植被演替研究成果综述(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、沙地植被演替研究成果综述(论文提纲范文)
(1)科尔沁沙丘草甸相间地区植被群落动态模拟及生态系统健康评价(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 植被群落动态模拟研究现状 |
1.2.2 土地覆被分类研究现状 |
1.2.3 生态系统健康研究现状 |
1.3 研究目标内容和技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究区概况与研究方法及数据源 |
2.1 研究区域 |
2.2 试验区 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 基于结构方程模型的群落动态模拟 |
2.3.2 群落尺度覆被类型识别决策树 |
2.3.3 土地覆被演变解析方法 |
2.3.4 VORS生态系统健康评价 |
2.4 数据获取及预处理 |
2.4.1 植被数据 |
2.4.2 土壤数据 |
2.4.3 地形数据 |
2.4.4 水文气象监测数据 |
2.4.5 遥感数据 |
3 基于结构方程模型的植被群落动态模拟 |
3.1 理论基础与模型构建 |
3.1.1 模型构建 |
3.1.2 内生潜变量 |
3.1.3 外生潜变量 |
3.1.4 中介潜变量 |
3.2 研究区植被群落结构及其生境因子统计分析 |
3.3 SEM的模拟结果与解释分析 |
3.3.1 沙丘生境条件下的模拟结果与分析 |
3.3.2 草甸生境条件下的模拟结果与分析 |
3.3.3 区域尺度下的模拟结果与分析 |
3.4 植被群落的动态模拟 |
3.5 讨论与小结 |
4 基于群落尺度的土地覆被识别决策树构建 |
4.1 土地覆被分类及其遥感参数信息 |
4.1.1 土地覆被分类系统 |
4.1.2 典型植被的物候信息 |
4.1.3 NDVI时序数据特征 |
4.1.4 不同覆被类型的光谱特征 |
4.1.5 远红外波段反射率时序数据特征 |
4.2 决策树分类模型 |
4.3 精度评定 |
4.3.1 基于Sentinel-2卫星数据分类结果的评价 |
4.3.2 多种覆被识别方法的对比与评价 |
4.4 讨论与小结 |
5 气候变化特征及覆被演变过程监测 |
5.1 气候变化特征 |
5.1.1 气温变化 |
5.1.2 植被生长季降雨 |
5.1.3 水分亏缺 |
5.2 湖泊时空变化特征 |
5.3 沙丘草甸相间地区土地覆被变化的遥感监测 |
5.3.1 决策树分类模型参数优化 |
5.3.2 土地覆被类型变化分析 |
5.3.3 不同覆被类型的时空转换规律分析 |
5.4 沙丘草甸相间地区景观格局变化分析 |
5.4.1 景观水平上景观格局变化分析 |
5.4.2 类型水平上景观格局变化分析 |
5.5 讨论与小结 |
6 生态系统健康评价及影响因素分析 |
6.1 科尔沁沙丘草甸相间地区生态系统健康评价指标 |
6.1.1 生态系统活力 |
6.1.2 生态系统组织力 |
6.1.3 生态系统恢复力 |
6.1.4 生态系统服务能力 |
6.2 基于乡域尺度生态健康状况的时空变化 |
6.3 生态系统健康变化的影响因素分析 |
6.3.1 影响因素与生态系统健康变化的相关分析 |
6.3.2 基于结构方程模型的驱动力分析 |
6.4 讨论与小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 特色与创新 |
7.3 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(2)沿海沙地不同植被修复模式的生态环境效应研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 国内外研究进展 |
1.1.1 沿海沙地植被修复的研究进展 |
1.1.2 植被修复对生态环境效应的影响 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 气候条件 |
2.1.2 土壤条件 |
2.1.3 样地设置 |
2.2 草本植物调查 |
2.3 土壤调查 |
2.4 小气候观测 |
2.5 数据计算 |
2.6 评价方法 |
2.7 数据处理 |
3 结果与分析 |
3.1 不同植被修复模式对林内小气候的影响 |
3.1.1 光合有效辐射强度 |
3.1.2 空气温度 |
3.1.3 空气湿度 |
3.2 不同植被修复模式对土壤物理性质的影响 |
3.2.1 土壤容重和孔隙度 |
3.2.2 土壤含水量 |
3.2.3 土壤温度 |
3.3 不同植被修复模式对土壤化学性质的影响 |
3.3.1 土壤pH、电导率 |
3.3.2 土壤有机质 |
3.3.3 土壤氮含量 |
3.3.4 土壤磷含量 |
3.3.5 土壤钾含量 |
3.4 不同植被修复模式对土壤微生物的影响 |
3.4.1 土壤微生物量碳、氮 |
3.4.2 土壤微生物数量 |
3.5 不同植被修复模式对土壤酶活性的影响 |
3.5.1 土壤脲酶活性 |
3.5.2 土壤过氧化氢酶活性 |
3.5.3 土壤磷酸酶活性 |
3.5.4 土壤蔗糖酶活性 |
3.5.5 土壤蛋白酶活性 |
3.6 不同植被修复模式对土壤呼吸的影响 |
3.7 不同植被修复模式对草本植被的影响 |
3.8 不同植被修复模式生态功能的综合评价 |
3.8.1 相关性分析 |
3.8.2 主成分分析 |
3.8.3 综合评价 |
4 讨论 |
4.1 调节小气候的作用 |
4.2 改良土壤质量的效果 |
4.2.1 持水功能 |
4.2.2 提升养分作用 |
4.2.3 改善土壤生物学效应 |
4.2.3.1 土壤酶活性 |
4.2.3.2 土壤微生物 |
4.2.4 土壤呼吸效应 |
5 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
资助项目 |
(3)毛乌素沙地人工灌木林群落特征及其生态系统服务研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
1.2.1 生态恢复概述 |
1.2.1.1 恢复生态学的概念及内涵 |
1.2.1.2 生态恢复研究进展 |
1.2.1.3 生态恢复评价研究进展 |
1.2.2 生态系统服务概述 |
1.2.2.1 生态系统服务的概念及内涵 |
1.2.2.2 生态系统服务研究进展 |
1.2.3 生态系统服务权衡与协同 |
1.2.3.1 生态系统服务权衡与协同概述 |
1.2.3.2 权衡与协同的类型 |
1.2.3.3 权衡与协同的研究方法 |
1.2.4 毛乌素沙地生态恢复实践与恢复成效研究现状 |
1.3 研究思路与科学问题 |
1.4 研究内容与目标 |
1.5 技术路线 |
第二章 研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地质地貌特征 |
2.1.2 气候特征 |
2.1.3 土壤特征 |
2.1.4 水文特征 |
2.1.5 植被特征 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 样地设置 |
2.2.2 生态系统服务类别的选择 |
2.2.3 测定方法 |
2.3 数据处理与统计分析 |
2.3.1 遥感数据处理 |
2.3.2 基本数据计算公式 |
2.3.3 评价指标体系的构建 |
2.3.4 数据标准化处理 |
2.3.5 生态系统服务变化指数ESCI的计算 |
2.3.6 综合评价 |
2.3.7 多种生态系统服务权衡关系量化方法 |
2.3.8 统计分析 |
第三章 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林群落特征变化 |
3.1 沙柳人工灌木林群落特征变化 |
3.1.1 沙柳灌木林的分布特征 |
3.1.2 不同林龄沙柳人工灌木林群落特征 |
3.1.2.1 沙柳的生长特征 |
3.1.2.2 生物多样性特征 |
3.1.2.3 地上生物量特征 |
3.1.2.4 土壤理化性质 |
3.1.2.5 风蚀桩高度变化 |
3.1.2.6 物种重要值 |
3.2 飞播杨柴灌木林群落特征变化 |
3.2.1 杨柴灌木林的分布特征 |
3.2.2 不同飞播年限杨柴灌木林群落特征 |
3.2.2.1 杨柴的生长特征 |
3.2.2.2 生物多样性特征 |
3.2.2.3 地上生物量特征 |
3.2.2.4 土壤理化性质 |
3.2.2.5 风蚀桩高度变化 |
3.2.2.6 物种重要值 |
3.3 微地形对飞播杨柴灌木林群落特征的影响 |
3.3.1 微地形对杨柴生长特征的影响 |
3.3.2 微地形对群落特征的影响 |
3.3.3 微地形对物种重要值的影响 |
第四章 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务评价 |
4.1 毛乌素沙地植被恢复生态系统服务评价指标体系构建 |
4.2 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务的变化特征分析 |
4.2.1 沙柳人工灌木林生态系统服务的变化特征 |
4.2.1.1 沙柳人工灌木林生态系统服务变化指数(ESCI)损益分析 |
4.2.1.2 沙柳人工灌木林生态系统服务簇类型及随林龄增加的变化特征 |
4.2.2 飞播杨柴灌木林生态系统服务的变化特征 |
4.2.2.1 飞播杨柴灌木林生态系统服务变化指数(ESCI)损益分析 |
4.2.2.2 飞播杨柴灌木林生态系统服务簇类型及随林龄增加的变化特征 |
4.2.3 微地形对飞播杨柴灌木林生态系统服务变化特征的影响 |
4.2.3.1 不同坡位、坡向杨柴灌木林生态系统服务值 |
4.2.3.2 生态系统服务随坡位下降的变化特征 |
4.2.3.3 生态系统服务在不同坡向的损益分析 |
4.3 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务综合评价 |
4.3.1 不同林龄沙柳人工灌木林评价 |
4.3.2 不同飞播年限杨柴灌木林评价 |
4.3.3 飞播杨柴14 年后不同坡位、坡向评价 |
4.3.4 “风蚀破口”中的不同补植模式评价 |
4.3.4.1 不同补植模式下各指标实测值对比 |
4.3.4.2 不同补植模式恢复成效评价结果 |
第五章 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务权衡与协同及其相互关系 |
5.1 毛乌素沙地植被恢复过程中人工灌木林生态系统服务权衡与协同 |
5.1.1 裸沙地两两生态系统服务权衡与协同关系 |
5.1.2 油蒿群落两两生态系统服务权衡与协同关系 |
5.1.3 不同林龄沙柳人工灌木林两两生态系统服务权衡与协同关系 |
5.1.4 不同飞播年限杨柴灌木林两两生态系统服务权衡与协同关系 |
5.1.5 微地形对两两生态系统服务权衡与协同关系的影响 |
5.1.5.1 坡位对两两生态系统服务权衡与协同关系的影响 |
5.1.5.2 坡向对两两生态系统服务权衡与协同关系的影响 |
5.2 毛乌素沙地人工灌木林生态系统服务评价指标间相互关系 |
5.2.1 沙柳人工灌木林生态系统服务评价指标间相互关系 |
5.2.2 飞播杨柴灌木林生态系统服务评价指标间相互关系 |
第六章 讨论 |
6.1 毛乌素沙地人工灌木林的演替方向 |
6.2 毛乌素沙地人工灌木林随林龄增加的生态系统服务变化 |
6.3 毛乌素沙地人工灌木林随林龄增加的生态系统服务权衡与协同关系 |
6.4 毛乌素沙地微地形对植被发育及生态系统服务的影响 |
6.5 人工促进沙地植被恢复的必要性和物种选择 |
第七章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附图 |
致谢 |
论文选题来源 |
攻读博士学位期间的成果与科研工作 |
(4)西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 干旱区植被恢复研究 |
1.2.2 自然恢复和人工恢复模式研究现状 |
1.2.3 植被恢复的群落结构与空间分布特征研究 |
1.2.4 地形及土壤因子对植被恢复的影响 |
1.3 研究目标与内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 拟解决的关键科学问题 |
1.5 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 野外调查 |
2.2.2 群落分析 |
2.2.3 土壤与植被样品分析 |
2.2.4 雷达数据处理 |
2.2.5 数据处理与统计分析 |
第三章 不同沙地类型人工恢复模式下植被特征变化 |
3.1 三种类型沙地植被恢复特征 |
3.1.1 植物种类的差异 |
3.1.2 植株生长的差异 |
3.1.3 物种多样性的变化 |
3.1.4 植被与土壤的关系 |
3.1.5 讨论 |
3.1.6 小结 |
3.2 沙障对沙地植被恢复的影响 |
3.2.1 植被种类的差异 |
3.2.2 植株生长状况的变化 |
3.2.3 物种多样性的变化 |
3.2.4 讨论 |
3.2.5 小结 |
3.3 基于TLS不同海拔植被恢复特征的动态变化 |
3.3.1 土壤性质和植株生长的变化 |
3.3.2 土壤性质随海拔的变化 |
3.3.3 植株生长随海拔的变化 |
3.3.4 讨论 |
3.3.5 小结 |
第四章 基于TLS自然恢复模式下砂生槐群落的植被特征变化 |
4.1 不同地形土壤状况 |
4.1.1 土壤粒度特征 |
4.1.2 土壤性质的变化 |
4.2 株高分级与个体数量随地形的变化 |
4.3 空间分布随微地形的变化 |
4.3.1 个体分布随高程的变化 |
4.3.2 个体分布随坡度的变化 |
4.3.3 个体分布随坡向的变化 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 不同恢复模式下高寒河谷典型群落的植被特征研究 |
5.1 沙地不同群落间的土壤状况 |
5.1.1 土壤物理性质 |
5.1.2 土壤养分含量 |
5.2 沙地不同优势植物种的植株生长与叶片养分 |
5.3 讨论 |
5.3.1 植被特征变化对土壤性质的响应 |
5.3.2 叶片养分与土壤性质的关系 |
5.4 本章小结 |
第六章 西藏高原沙地植被可持续经营对策 |
6.1 植被恢复现状与存在问题 |
6.1.1 现状 |
6.1.2 存在的问题 |
6.2 植被恢复的影响因素 |
6.2.1 自然条件 |
6.2.2 人为干扰 |
6.3 可持续经营对策建议 |
6.3.1 对策 |
6.3.2 建议 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
参考文献 |
(5)浑善达克沙地植物生长适宜性精准空间分布研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 沙地植物适宜性研究进展 |
1.2.1 栽种试验阶段 |
1.2.2 地理区划阶段 |
1.2.3 定量分析阶段 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究技术路线 |
1.3.4 研究方法 |
2 研究区概况及数据处理 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究数据来源与处理 |
2.2.1 空间数据来源与处理 |
2.2.2 样本数据调查与处理 |
3 浑善达克沙地植物群落分类 |
3.1 植物群落分类方法 |
3.2 植物群落分类结果 |
4 沙地植物生长适宜性生态环境因子筛选 |
4.1 沙地植物影响因子初选 |
4.2 生态环境因子筛选方法 |
4.2.1 植物适宜性影响因子筛选 |
4.2.2 生态环境因子冗余分析 |
4.3 生态环境因子筛选结果 |
5 灌草群落生长适宜性精准空间分析 |
5.1 灌草群落适宜生长空间分布初选 |
5.2 各类植物群落主导生态环境因子提取 |
5.3 各类植物群落生态环境因子适宜范围分析 |
5.4 各类灌草群落生长适宜性地块精准空间分布 |
5.5 浑善达克沙地灌草适宜生长空间分布 |
5.6 各类生境灌草群落适宜生长空间分布 |
5.7 本章小结 |
6 乔木种生长适宜性精准空间分析 |
6.1 乔木种生长适宜性空间分布初选 |
6.2 沙地乔木生态环境因子权重确定 |
6.2.1 层次分析法定权 |
6.2.2 熵权法定权 |
6.3 生长适宜性生态环境因子等级划分 |
6.4 各乔木种生态环境因子等级划分 |
6.5 生长适宜性评价模型的建立与适宜性分级 |
6.6 各乔木种生长适宜性地块精准空间分布 |
6.7 浑善达克沙地乔木适宜生长空间分布 |
6.8 本章小结 |
7 当前阶段适宜生长植物空间选择 |
7.1 当前阶段适宜生长植物空间分布 |
7.2 地块植物种生长适宜性空间查询 |
7.3 地块植物种生长适宜性空间选择 |
8 不同演替阶段适宜植物空间布局 |
8.1 不同群落演替阶段的植物适宜性 |
8.1.1 荒漠草原植物群落演替 |
8.1.2 典型草原植物群落演替 |
8.1.3 草甸草原植物群落演替 |
8.2 沙地演替过程适宜植物种变化 |
8.3 演替过程中地块适宜植物种空间选择 |
8.4 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果清单 |
致谢 |
(6)毛乌素沙地不同固定程度油蒿群落土壤水分变化过程及影响因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 土壤水分研究现状 |
1.2.1 土壤水分测定方法 |
1.2.2 土壤水分动态 |
1.2.3 降水入渗及再分配 |
1.2.4 土壤水分平衡 |
1.2.5 土壤水分模型 |
1.2.6 土壤水分影响机制 |
1.3 植物根系研究现状 |
1.3.1 细根生物量 |
1.3.2 细根的空间分布 |
1.3.3 土壤水分与细根的关系 |
1.4 研究目的 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线图 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 土壤与植被 |
2.3 气候与水文 |
2.4 社会经济概况 |
3 研究方法 |
3.1 土壤理化性质测定 |
3.2 油蒿群落调查 |
3.3 水分测定 |
3.4 数据处理与统计分析 |
3.4.1 标准化降水指数 |
3.4.2 土壤水分分析 |
3.4.3 回归分析 |
3.4.4 通径分析 |
3.4.5 灰色关联度分析 |
3.4.6 土壤水分模型 |
3.4.7 降水入渗模型 |
3.4.8 冗余分析 |
4 土壤水分时空分布动态 |
4.1 降水 |
4.2 土壤水分时间动态 |
4.2.1 季节动态 |
4.2.2 年际动态 |
4.2.3 时间稳定性 |
4.3 土壤水分空间分布 |
4.4 土壤水分与时空变异指标的关系 |
4.4.1 土壤含水量与标准差的关系 |
4.4.2 土壤含水量与变异系数的关系 |
4.4.3 土壤含水量与偏度的关系 |
4.4.4 土壤含水量与峰度的关系 |
4.5 土壤蓄水量变化情况 |
4.6 土壤水分平衡情况 |
4.6.1 沙地土壤水分平衡估算 |
4.6.2 土壤水转化比例估算 |
4.7 相关性分析和模型预测 |
4.7.1 通径分析 |
4.7.2 模型预测 |
4.8 小结 |
4.9 讨论 |
5 土壤水分对降水的响应 |
5.1 土壤水分对小雨的响应 |
5.1.1 降水前土壤初始含水量 |
5.1.2 湿润锋的迁移过程 |
5.1.3 降水后土壤含水量变化情况 |
5.2 土壤水分对中雨的响应 |
5.2.1 降水前土壤初始含水量 |
5.2.2 湿润锋的迁移过程 |
5.2.3 降水后土壤含水量变化情况 |
5.3 土壤水分对大雨的响应 |
5.3.1 降水前土壤初始含水量 |
5.3.2 湿润锋的迁移过程 |
5.3.3 降水后土壤含水量变化情况 |
5.4 土壤水分对暴雨的响应 |
5.4.1 降水前土壤初始含水量 |
5.4.2 湿润锋的迁移过程 |
5.4.3 降水后土壤含水量变化情况 |
5.5 土壤水分对连续降水的响应 |
5.6 降水入渗模拟 |
5.6.1 模型验证 |
5.6.2 参数修正 |
5.6.3 模型应用 |
5.7 小结 |
5.8 讨论 |
6 土壤水分影响因子分析 |
6.1 根系分布 |
6.2 土壤理化性质 |
6.2.1 土壤容重 |
6.2.2 土壤孔隙度 |
6.2.3 土壤机械组成 |
6.2.4 土壤持水量 |
6.2.5 土壤养分 |
6.3 气象因子 |
6.4 冗余分析 |
6.4.1 参数情况 |
6.4.2 排序情况 |
6.4.3 影响因子的变量分离 |
6.5 小结 |
6.6 讨论 |
7 结论、创新点和研究展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
(7)石羊河流域人工固沙植被的固碳过程、速率和效益研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 人工植被固碳作用的研究进展 |
1.2.1 人工植被固碳作用及其影响因素研究 |
1.2.2 人工固沙植被固碳作用研究 |
1.2.3 人工固沙植被固碳影响因素研究 |
1.2.4 碳计量方法研究 |
1.3 研究目标、内容及技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
第二章 研究区与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候 |
2.1.4 土壤 |
2.1.5 水文与水资源 |
2.1.6 植被 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 野外调查实验 |
2.2.2 实时监测实验 |
2.2.3 室内实验 |
2.2.4 样地碳储量计算方法 |
2.2.5 基于CBP碳计量模型的碳效益模拟预测与验证方法 |
2.2.6 数据统计与处理 |
第三章 石羊河流域人工固沙植被——梭梭植被碳储量演变过程、规律与影响因素 |
3.1 结果与分析 |
3.1.1 人工梭梭固沙植被-土壤系统动态变化特征 |
3.1.2 人工梭梭固沙植被碳储量演变过程和规律 |
3.1.3 风蚀和降尘对人工梭梭固沙植被碳固定的影响 |
3.2 讨论 |
3.2.1 固沙植被建设对荒漠草地生态系统碳储量的影响机制 |
3.2.2 固沙植被建设对荒漠草地生态系统植被碳储量的影响机制 |
3.2.3 固沙植被建设对荒漠草地生态系统土壤有机碳储量的影响机制 |
3.2.4 人工梭梭固沙植被碳储量的影响因素 |
3.3 小结 |
第四章 石羊河流域典型人工固沙植被——梭梭植被的土壤碳通量特征 |
4.1 结果与分析 |
4.1.1 人工梭梭固沙植被土壤碳通量日变化特征 |
4.1.2 人工梭梭固沙植被土壤碳通量均值比较 |
4.1.3 人工梭梭固沙植被土壤碳通量的影响因素 |
4.2 讨论 |
4.2.1 人工梭梭固沙植被土壤碳通量动态变化特征 |
4.2.2 人工梭梭固沙植被土壤碳通量的影响因素 |
4.2.3 人工梭梭固沙植被土壤碳通量对土壤碳储量的影响机制 |
4.3 小结 |
第五章 基于CBP的石羊河流域人工固沙植被碳效益研究 |
5.1 结果与分析 |
5.1.1 基于CBP碳计量工具的石羊河流域人工植被碳效益预测 |
5.1.2 石羊河流域人工固沙植被CBP计量碳效益的实测验证 |
5.1.3 石羊河流域人工固沙植被碳汇提升策略 |
5.2 讨论 |
5.2.1 人工固沙植被固碳效益的变化 |
5.2.2 人工固沙植被固碳效益的影响因素 |
5.2.3 与其他研究中固碳效益的比较 |
5.3 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(8)毛乌素沙地油蒿群落退化与封育恢复特征及机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2. 草地退化概述 |
1.2.1 草地退化原因 |
1.2.2 草地退化发展趋势 |
1.2.3 草地退化影响研究进展 |
1.3 退化草地恢复与重建概述 |
1.3.1 草地恢复理论基础 |
1.3.2 草地主要恢复措施 |
1.3.3 毛乌素沙地恢复措施选择 |
1.3.4 封育影响研究进展 |
1.4 国内外研究现状 |
1.4.1 种群结构及数量特征研究 |
1.4.2 空间分布格局研究 |
1.4.3 植被群落特征研究 |
1.4.4 土壤特征研究 |
1.5 本文拟解决的关键问题 |
1.6 研究内容 |
1.7 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 研究区地理位置 |
2.2 研究区自然概况 |
2.2.1 气候 |
2.2.2 植被 |
2.2.3 土壤 |
2.2.4 地形地貌 |
2.2.5 水资源 |
3 实验设计与研究方法 |
3.1 实验设计 |
3.1.1 样地选择及布设 |
3.1.2 样地调查 |
3.2 数据分析处理 |
3.2.1 重要值 |
3.2.2 群落α多样性指数 |
3.2.3 群落稳定性指数 |
3.2.4 群落相似性 |
3.2.5 空间点格局 |
3.2.6 半方差函数 |
3.2.7 种群生物量估测模型 |
3.2.8 种群大小结构划分 |
4 油蒿种群数量及结构特征研究 |
4.1 油蒿种群数量特征研究 |
4.1.1 油蒿种群组成 |
4.1.2 油蒿种群基本数量特征 |
4.2 油蒿个体特征间关系 |
4.3 油蒿种群冠幅及高度分布结构研究 |
4.4 油蒿种群生存分析 |
4.5 油蒿种群生物量研究 |
4.5.1 生物量预测模型构建 |
4.5.2 生物量模型检验 |
4.5.3 油蒿种群生物量估算 |
4.6 讨论 |
4.6.1 油蒿种群数量波动分析 |
4.6.2 油蒿种群结构波动分析 |
4.6.3 油蒿种群生物量波动分析 |
4.7 小结 |
5 种群空间格局研究 |
5.1 油蒿种群空间格局研究 |
5.1.1 空间分布特征研究 |
5.1.2 空间异质性研究 |
5.1.3 空间点格局特征研究 |
5.2 优势伴生种群空间点格局研究 |
5.2.1 基本数量特征研究 |
5.2.2 空间分布特征研究 |
5.2.3 空间点格局特征研究 |
5.3 油蒿种群种内关联性研究 |
5.4 油蒿种群与优势伴生种群种间关联性研究 |
5.5 讨论 |
5.5.1 种群空间格局分析 |
5.5.2 种群空间关联性分析 |
5.6 小结 |
6 油蒿群落植被特征研究 |
6.1 油蒿群落物种组成变化分析 |
6.1.1 群落科属组成 |
6.1.2 群落生活型组成 |
6.2 群落相似性分析 |
6.3 群落基本数量特征分析 |
6.4 群落生物量分析 |
6.5 群落α多样性分析 |
6.5.1 α多样性指数数量分析 |
6.5.2 α多样性指数与地上生物量关系 |
6.6 各群落指标相关性矩阵 |
6.7 群落稳定性分析 |
6.7.1 M·Godron稳定性分析 |
6.7.2 M·Godron稳定性与群落特征值关系 |
6.7.3 M·Godron稳定性与α多样性关系 |
6.8 讨论 |
6.8.1 群落物种组成变化 |
6.8.2 群落特征值波动 |
6.8.3 生物多样性与稳定性波动 |
6.8.4 降水年际波动对群落的影响 |
6.9 小结 |
7 油蒿群落土壤理化性质研究 |
7.1 土壤物理性质统计分析 |
7.1.1 土壤含水量 |
7.1.2 土壤容重 |
7.1.3 土壤机械组成 |
7.2 土壤化学性质统计分析 |
7.2.1 土壤有机质 |
7.2.2 土壤全氮及速效氮 |
7.2.3 土壤全磷及速效磷 |
7.2.4 速效钾 |
7.2.5 土壤pH |
7.3 土壤理化性质相关性分析 |
7.4 土壤因子与植被关系冗余分析 |
7.5 土壤肥力评价 |
7.6 生物结皮分析 |
7.6.1 生物结皮盖度 |
7.6.2 结皮下土壤理化性质差异 |
7.7 讨论 |
7.7.1 土壤理化性质波动 |
7.7.2 植被群落与土壤间反馈机制 |
7.7.3 生物结皮对土壤影响 |
7.8 小结 |
8 研究结论及展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
附表 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录 |
致谢 |
(9)变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 多源卫星数据在生态水文研究中应用 |
1.2.2 变化环境下生态水文的研究进展 |
1.2.3 区域植被生态水文规律研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 研究目的和目标 |
1.4 创新点 |
2 研究区概况 |
2.1 区域概括 |
2.2 研究区气候特征 |
2.2.1 降水 |
2.2.2 气温 |
2.2.3 风速及日照时数、相对湿度 |
2.3 研究区水文特征 |
2.3.1 径流量 |
2.3.2 蒸发 |
2.4 研究区土壤植被特征 |
2.5 研究区社会经济特征 |
3 植被调查及其动态分析 |
3.1 天然植被群落调查与分析 |
3.1.1 采样点布设与调查取样 |
3.1.2 样品测定与分析方法 |
3.2 植被群落演替过程 |
3.2.1 植被群落演化过程考证 |
3.2.2 植被群落历史调查分析 |
3.2.3 植被群落现状调查分析 |
3.3 植被群落演替分析 |
3.3.1 研究区植被演替方向 |
3.3.2 植被演替影响因素 |
3.4 本章小结 |
4 植被指数及其驱动力分析 |
4.1 植被指数动态变化 |
4.1.1 数据与方法 |
4.1.2 NDVI变化分析 |
4.2 气候变化分析 |
4.2.1 数据与方法 |
4.2.2 降水气温变化特征分析 |
4.3 植被指数变化驱动因素研究 |
4.3.1 时间尺度响应关系 |
4.3.2 空间尺度响应关系 |
4.3.3 驱动因素分析 |
4.4 本章小结 |
5 水资源变化及其与植被演化耦合影响分析 |
5.1 地下水埋深时空变化分析 |
5.1.1 数据与方法 |
5.1.2 地下水埋深特征变化分析 |
5.2 LUCC时空变化分析 |
5.2.1 数据与方法 |
5.2.2 时空特征分析 |
5.3 地下水埋深变化与LUCC响应关系 |
5.3.1 地下水埋深变化分析 |
5.3.2 耦合分析 |
5.4 地下水埋深变化影响因素识别 |
5.4.1 数据与方法 |
5.4.2 典型区地下水埋深与降水特征分析 |
5.4.3 突变年份确定及突变特征分析 |
5.4.4 气候变化与人类活动对地下水动态变化的贡献 |
5.4.5 典型区地下水埋深变化分析 |
5.5 水资源与植被演化响应关系 |
5.5.1 植被指数与地下水埋深变化响应关系 |
5.5.2 植被指数与LUCC响应关系 |
5.5.3 LUCC环境下植被指数与地下水埋深响应关系 |
5.5.4 不同植被类型与地下水埋深响应关系 |
5.6 本章小结 |
6 研究区地下水资源反演 |
6.1 陆地水储量时空变化分析 |
6.1.1 数据与方法 |
6.1.2 时间序列变化分析 |
6.1.3 空间变化分析 |
6.2 GLDAS水文模型数据分析 |
6.2.1 数据与方法 |
6.2.2 时间序列变化分析 |
6.2.3 空间变化分析 |
6.3 地下水资源量时空变化分析 |
6.3.1 数据与方法 |
6.3.2 基于GRACE卫星数据反演地下水储量变化分析 |
6.3.3 基于观测井反演地下水储量变化分析 |
6.4 区域水资源变化分析及其与NDVI响应关系 |
6.4.1 水文因子变化分析 |
6.4.2 水文因子与NDVI响应关系 |
6.5 本章小结 |
7 地下水埋深变化估算模拟 |
7.1 模型构建 |
7.1.1 模型因子选取 |
7.1.2 地下水埋深变化估算模型构建 |
7.2 模型误差分析 |
7.3 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(10)半干旱区农牧交错带生态格局研究 ——以西辽河平原为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 相关研究进展 |
1.2.1 生态水文的研究进展 |
1.2.2 草原植被群落演替研究 |
1.2.3 生态格局研究 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 拟解决的关键问题 |
1.5 创新点 |
第二章 半干旱区水文循环与生态安全原理分析 |
2.1 半干旱区基本特点 |
2.1.1 半干旱区范围 |
2.1.2 西辽河平原概况 |
2.1.3 水文循环特点 |
2.1.4 生态格局 |
2.2 生态安全条件分析 |
2.2.1 水分驱动与植被演替 |
2.2.2 农牧区的进退 |
2.2.3 生态格局改变 |
2.3 半干旱区农牧交错带生态格局稳定性分析 |
2.3.1 地下水与植被生态稳定的临界条件 |
2.3.2 半干旱区农牧交错带生态格局 |
2.4 本章小结 |
第三章 西辽河平原植被调查与历史演替分析 |
3.1 植被群落历史调查 |
3.1.1 植被物种组成 |
3.1.2 植被群落分布 |
3.1.3 草原本底特征分析 |
3.2 天然草原植被群落现状调查 |
3.2.1 调查的意义 |
3.2.2 采样点选取原则 |
3.2.3 天然草原分布 |
3.2.4 采样点分布 |
3.2.5 数据采集 |
3.3 天然草原植被调查结果分析 |
3.3.1 植被物种组成 |
3.3.2 植被物种多样性演替分析 |
3.3.3 植被群落调查 |
3.3.4 植被群落空间分布 |
3.3.5 天然草原现状特征 |
3.4 西辽河平原植被演替分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 西辽河平原典型草原植被群落生态水文演替规律分析 |
4.1 地下水位变化 |
4.2 天然草原面积变化 |
4.3 植被物种多样性演变分析 |
4.4 天然草原植被群落演替 |
4.4.1 扎鲁特旗天然草原植被群落演替 |
4.4.2 科左后旗天然草原植被群落演替 |
4.4.3 群落多样性变化分析 |
4.5 天然草原退化演替路径 |
4.6 本章小结 |
第五章 西辽河平原农牧交错带生态格局研究 |
5.1 生态格局调整的思路与原则 |
5.2 草原生态“修复”的拓扑分析 |
5.2.1 天然草原是草原生态修复的基因库 |
5.2.2 天然草原扩张 |
5.2.3 退化草地扩张 |
5.2.4 草原扩张结果分析 |
5.3 地下水流场模拟 |
5.3.1 模型构建及数据处理 |
5.3.2 模型模拟结果验证 |
5.3.3 西辽河平原地下水流场分布 |
5.4 西辽河平原农牧交错带合理生态格局 |
5.4.1 地下水流场目标 |
5.4.2 生态格局现状 |
5.4.3 近期目标 |
5.4.4 中期目标 |
5.4.5 远期目标 |
5.5 合理性分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与讨论 |
6.1 研究成果 |
6.2 创新点 |
6.3 讨论与展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
攻读博士期间参与的科研项目 |
致谢 |
四、沙地植被演替研究成果综述(论文参考文献)
- [1]科尔沁沙丘草甸相间地区植被群落动态模拟及生态系统健康评价[D]. 曹文梅. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [2]沿海沙地不同植被修复模式的生态环境效应研究[D]. 陈杨. 山东农业大学, 2021(01)
- [3]毛乌素沙地人工灌木林群落特征及其生态系统服务研究[D]. 张雷. 内蒙古大学, 2021
- [4]西藏高寒河谷沙地植被恢复特征及经营对策研究[D]. 廖承锐. 南京林业大学, 2020(01)
- [5]浑善达克沙地植物生长适宜性精准空间分布研究[D]. 薛頔. 北京林业大学, 2020(02)
- [6]毛乌素沙地不同固定程度油蒿群落土壤水分变化过程及影响因素研究[D]. 梁香寒. 北京林业大学, 2020(01)
- [7]石羊河流域人工固沙植被的固碳过程、速率和效益研究[D]. 王新友. 兰州大学, 2020(10)
- [8]毛乌素沙地油蒿群落退化与封育恢复特征及机制研究[D]. 刘建康. 北京林业大学, 2019(04)
- [9]变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例[D]. 朱永华. 内蒙古农业大学, 2019(01)
- [10]半干旱区农牧交错带生态格局研究 ——以西辽河平原为例[D]. 闫龙. 中国水利水电科学研究院, 2018(12)