区域尺度上草原植被覆盖变化与碳增汇潜力的遥感分级评价方法研究

草原植被覆盖状况是研究草原生态环境状况、草原生产力和草原植被碳固持能力的重要指标.应用遥感与GIS技术,利用长时间系列遥感数据,采用最大值合成法,将每个像元曾经出现的最大NDVI值合成到一个图层,构建了相当于未退化最佳状态图层,将该图层与不同时期的平均状态或某一个具体年份的实际情况作对比分析,有效地揭示了植被覆盖状况与未退化最佳状态的差距以及变化规律,以此对不同区域的碳增汇潜力做出估测.呼伦贝尔草原的实例研究表明,20世纪八九十年代,呼伦贝尔草原与未退化最佳状态相近的未退化草原面积在91%以上,进入21世纪,草原退化程度明显提高,植被覆盖度降低15%-50%的中轻度退化草原面积增加到接近50%,同时还出现了一定比例的覆盖度降低50%以上的区域.这些区域可以通过草原保护与植被建设提高生产力和碳固持能力.     

火因子对羊草(Leymuschinensis)群落物种多样性影响的初步研究

在羊草群落中，未经火烧的部分具有较高的物种多样性，平均每平方米中有１６～２０种植物，占整个群落组成（３８～４７种）的４２％左右．同时，生物量、个体数量和群落学作用在各个物种间的分配也都达到了一种相对和谐的水平，反映出天然羊草群落具有较高的均匀度．由于火生态因子对草原生态系统的各个组成成分都具有一定的影响，打破了原有的平衡状态，致使群落的物种多样性、丰富度和均匀度发生一定的变化．一次火烧以后，在短时期内，通常会降低草原群落的多样性及均匀性水平，一般需要６年以上的时间才能达到正常状态．但在连年重复火烧的群落地段上，群落具有较高的物种多样性和均匀性．上述观测结果与火生态因子对羊草群落不同生活型的植物的影响和群落火烧演替规律是密切相关的．     

放牧与割草影响下羊草草原植物与群落能量固定及分配规律的比较

基于刈割演替实验及放牧场调查,对内蒙古羊草草原在放牧和刈割干扰影响下群落能量固定与分配规律进行了研究,结果显示:在多年的刈割和放牧干扰影响下,羊草种群能量现存量明显下降,糙隐子草显著增加;刈割没有对大针茅种群产生明显影响,而中轻度放牧显著促进了该种群的发展;群落能量向根系的分配及根系能量向0~10 cm层的分配比例增加.     

退化草原土壤有机质对氮素添加梯度的响应

选取内蒙古锡林郭勒典型草原区两种不同退化程度草原群落(轻度和重度退化草原群落),设置氮素添加梯度实验(分别添加NH₄NO₃ 0, 30, 50, 80 g·m^-2),分析退化草原土壤有机质含量对氮素添加的响应,意图找出氮肥作用于不同退化程度草原时的最适值。结果表明,不同退化程度的草原对于氮素添加的响应不同:对于轻度退化草原,氮素添加对土壤有机质的影响主要集中在0~20 cm土层,30 g·m^-2处理时土壤有机质显著高于其他3个氮素水平,氮素的添加显著提高土壤有机质含量,说明氮素是轻度退化草原主要的限制因子;对于重度退化草原,当施氮量为30 g·m^-2时,0～10 cm层土壤有机质含量相对较高,但没有达到统计学上的显著差异。土壤有机质在氮素添加梯度下各层变化不显著,说明氮素不是重度退化草原的主要限制因子。     

植物功能群及其在生态学研究中的应用

植物功能群是研究复杂生态系统结构和功能的有效途径,有别于spec ies-spec ies方法。该方法被提出后受到广泛重视,并用于生态系统研究的各个领域。介绍了植物功能群的概念、划分标准,总结了目前功能群在实践研究中的应用,包括在生物多样性研究、干扰因素存在下草地生态系统变化研究以及全球气候变化模型建立方面的应用,分析了在植物功能群定义和划分标准中存在的分歧,认为对功能群定义及划分标准的完善是今后功能群研究的关键。     

锡林郭勒草原区气候干旱化的时空变化规律

气候干湿变化是影响草原区植被与环境状况的重要因素.应用1981-2007年锡林郭勒盟的年平均气温和年降水量数据,计算出De Martonne干燥度指数Idm的栅格空间数据,把干燥度作为衡量区域气候干湿状况的综合指标,对锡林郭勒盟1981-2007年的气候状况进行了分析,同时分析了气候干燥度等值线的空间位移与动态变化规律.研究结果表明:(1)锡林郭勒盟的干燥度指数呈现自西向东逐渐递增的空间变化规律,1981-2007年间干燥度值总体上呈现波动中下降的趋势;(2)锡林郭勒盟27年干燥度平均值的空间变率存在显著的区域差异,在116°E以西地区,干燥度值随经度东移缓慢提高,而在117°30′E以东地区,则迅速提高;(3)20世纪的80、90年代,锡林郭勒盟的干燥度平均值接近,且与27年总体变化规律基本相同;进入21世纪以后,气候干旱化程度显著提高,相同干燥度区间的位置明显东移.     

鄂尔多斯高原皇甫川流域不同土地利用类型土壤微量元素的比较分析

对鄂尔多斯高原皇甫川流域不同土地利用方式下土壤微量元素进行比较研究,结果表明:皇甫川流域土壤中Zn的含量普遍较低,远小于缺Zn临界值;Fe的含量在多数土壤中亦较低,小于缺Fe临界值;而Cu和Mn的含量却较高,大于临界值.不同土地利用方式下,根系集中分布的10～20cm土壤层中的元素含量除Mn以外,其他三个元素基本上以恢复样地最高,这说明恢复效果比较明显,土壤的养分状况已经有了明显的好转.各类土壤微量元素的剖面分布比较复杂,没有明显的规律性.不同微量元素的含量在植物不同生长期、不同样地表现出不同的变化特征,只有Fe元素表现出明显的季节动态.     

羊草草原在放牧退化与围封恢复过程中群落性状差异的变化规律

利用十几年的数据 ,通过差异分析 ,研究了羊草草原退化群落及其围封 ( 1 983年 )恢复群落在年度内和年度之间的群落性状差异性变化规律 ,结果表明 ,长期放牧的冷蒿退化群落其内部差异性很小 ,已经形成比较稳定的群落 ;对其进行围封禁牧后 ,在最初的 8～ 9年时间内 ,恢复进程中的群落与退化群落的差异不大 ,而在 1 991年以后 ,群落性状发生了极为明显的变化 ,已经恢复成以羊草和大针茅为主要优势种的群落 .此外 ,本项研究表明 ,群落性状的差异性分析可以作为一种群落演替规律的实验研究方法 .     

退化草原围封恢复过程中草场质量动态的研究

利用十年研究结果表明，围封后，草场的总产量在第二年即可基本上恢复到与当地的大气降水相互平衡的水平，但其中的草群类型和各种植物生物量的消长变化则是相对缓慢、逐渐进行的。草场质量的动态变化总的趋势是羊草、大针茅、冰草等禾本科优质牧草的比重逐年提高，而菊科、蔷薇科和其他杂类草等饲用价值较低的牧草的比重逐年下降，草场质量有逐年提高的趋势。     

纵向岭谷区植被覆盖的空间分异及其对气候的时滞效应

分析了西南纵向岭谷区NDVI时间序列与温度降水两类气象因子的相关性,探讨植被对温度和降水变化响应敏感性的空间格局,通过构造NDVIr指数揭示纵向岭谷区植被覆盖变化与土地利用之间的相互关系,得出如下结论:(1)纵向岭谷区植被对温度和降水变化的响应过程具有"时滞效应",不同地区出现最大相关系数所对应的滞后时间不同;植被对温度和降水变化的反应可以分为"雨热同期、雨先热后和热先雨后"3种时间组合.(2)植被对温度变化反应的敏感程度在空间上形成数个不连续的高相关中心和低相关中心;与温度不同,在研究区北部形成了植被-降水相关关系的两个低敏感区,沿纵向岭谷方向形成了两条高相关带.(3)构造了NDVIr指数,发现NDVIr与气象因子和土地利用状况具有较好的对应关系.