基于植被-侵蚀动力学的黄土高原分区及治理策略

为了控制水土流失,修复生态退化,对于中国黄土高原进行科学区划。以植被-侵蚀动力学理论为依据,将黄土高原划分为4个类型区:长城沿线区、黄土丘陵沟壑东区、黄土丘陵沟壑西区和黄土高原沟壑区。利用植被-侵蚀状态图,探讨了这4区控制侵蚀和修复植被的前景。该文所提出的综合治理策略是:黄土高原生态环境恶劣,只有黄土高原沟壑区具有自我修复功能,可通过治理,形成能承受一定程度破坏的植被;其他3区,只有通过小流域高强度治理,才能有效地改善植被和减少侵蚀,并需要持续的防护和治理才能维持。     

大风对新疆沙尘暴的影响

选取1961-1999年新疆90个气象观测站的气表-1资料,对比分析了沙尘暴及大风的时空分布特征,探讨大风对沙尘暴发生的贡献及沙尘暴发生时的最多风向和最低风速指标。分析发现,新疆沙尘暴与大风的地理分布刚好相反,沙尘暴多的地区大风较少,但有着基本一致的气候变化趋势。大风对沙尘暴的贡献北疆大于南疆。沙尘暴发生时的最多风向明显指示出引发沙尘暴的天气系统来向。引起沙尘暴的最低风速指标,北疆及东疆超过10m/s,南疆的吐鄯托盆地和焉耆盆地为10m/s,塔里木盆地为6～8m/s,盆地南缘只有6m/s.     

风水两相作用对黄河支流悬移质粒度特征的影响及其意义

以黄河中游29条支流、40个站点的资料为基础,研究了风水两相作用对黄河支流悬移质粒度特征的影响.研究表明,悬沙中＞0.05 mm的粗颗粒组分百分比随年降水量的增大而减小,随年沙尘暴日数的增大而增大;悬沙中＜0.01 mm细颗粒组分的百分比随年降水量的增大而增大,随年沙尘暴日数的增大而减小;悬沙中值粒径D50随年降水量的增大而减小,随年沙尘暴日数的增大而增大.建立了悬沙中＞0.05 mm的粗颗粒组分百分比和悬沙中＜0.01 mm细颗粒组分百分比与年均沙尘暴日数tss和年均降水量Pm之间的回归方程.分析结果表明,tss和Pm的变化对于悬沙中＞0.05 mm的粗颗粒组分百分比变化的相对贡献率分别为70.4%和29.6%,对于悬沙中＜0.01mm细颗粒组分百分比变化的相对贡献率分别为91.1%和8.9%,对于D50变化的相对贡献率分别为93.1%和6.9%.提出以年均降水量Pm与年均沙尘暴日数tss之比作为风水两相作用指标.资料分析表明,悬沙中＞0.05 mm的粗颗粒组分百分比(r＞0.05mm)随风水两相作用指标(Pm/tss)的增大而减小,悬沙中＜0.01 mm的细颗粒组分百分比(r＜0.01mm)随风水两相作用指标的增大而增大.在不同的河流之间,随着风水两相作用指标的变化,粗细颗粒之间表现出不同的搭配关系, 这种搭配关系的变化对高含沙水流的形成有一定的影响,导致悬移质含沙量出现峰值.     

考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型

针对黄土高原坡面沟缘线上、下侵蚀产沙分异显著的特点,以及机理模型在大中流域不易应用的现状,利用基于Hc-DEM的沟缘线自动提取技术,划分流域沟间地和沟谷地地貌单元.在改进坡长因子算法和改造沟坡侵蚀模型的基础上,提出沟间地运用通用土壤流失方程为模型框架评估面蚀为主的坡地侵蚀,沟谷地运用改造沟坡侵蚀模型评估冲蚀为主的沟谷侵蚀,并与泥沙输移比分布模型集成确定流域侵蚀产沙分布的模型体系.经在北洛河上游流域检验,模型体系能良好模拟流域多年平均侵蚀产沙,在年际尺度也具有较好可靠性,可为黄土高原大中流域水土保持效益评价和水土流失防治规划提供技术支撑.     

中国东北多年冻土退化对植被季节NDVI的影响研究

多年冻土作为冰冻圈的重要组成部分对气候变化十分敏感,尤其是多年冻土上的植被,易受气候变化影响。利用景观生态学中"空间替代时间"方法,分析多年冻土退化对植被产生的影响。结果表明,不同多年冻土区植被春、夏、秋三个季节平均NDVI均具有增加的趋势。分析不同多年冻土区植被NDVI与气候因子相关性表明,短期多年冻土退化对植被的生长具有积极促进作用;长期由气温升高所引起的植被覆盖增加的幅度具有减弱的趋势,多年冻土退化会阻碍植被的生长。     

黄土高原极端降水变化及其对植被覆盖度影响

全球变暖背景下,黄土高原极端降水事件频发,对社会经济及植被生态产生了重要影响,研究黄土高原极端降水变化特征及其对植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)影响,可为生态环境保护和区域可持续发展提供科学支撑。基于2000—2020年黄土高原64个气象站点逐日降水数据和MODIS NDVI数据,采用趋势分析、相关分析等方法,分析了黄土高原地区极端降水和FVC时空变化特征及极端降水对FVC的影响。结果表明：2000—2020年黄土高原地区总降水量P_RCPTOT、中雨日数R_10mm、大雨日数R_20mm、强降水日数R_25mm和降水强度S_DII均呈显著上升趋势(P<0.05),区域西部和北部强降水总体增加,但区域南部呈干旱化。2000—2020年黄土高原FVC总体呈显著上升趋势(P<0.05),集中分布在区域中东部,占区域总面积的32.00%;显著下降趋势主要分布在南部少部分地区,仅占区域总面积的4.91%。2000—2020年黄土高原地区F...     

老哈河流域地表植被覆盖对干旱的响应

在原有的帕尔默旱度模式中嵌套双源蒸散发能力计算模型和混合产流模型,采用老哈河流域内及周边的15个气象站资料修正模型参数,构建可用于变化环境下植被-干旱响应关系分析并适用于我国北方地区的机理性旱度模式,计算研究区域各栅格逐月的帕尔默干旱指标,通过分析和建立归一化植被指数与帕尔默干旱指标的关系来定量评价老哈河流域不同植被类型归一化植被指数对气象干旱的响应.研究结果表明:(a)在植被生长期的开始和结束阶段,干旱对植被的影响较小;在植被生长期的中间月份,干旱对植被影响较大,其中6月份是研究流域植被的水分敏感期.(b)不同的植被类型受干旱影响的程度不同,干旱对灌丛和草地的影响大于对林地的影响.(c)带虚拟变量的回归模型能够合理地描述季节性的影响,模型的模拟精度较高,因此在考虑季节影响的情况下归一化植被指数可以用于干旱监测.     

基于多源遥感的和田河流域生态补水对流域植被变化影响研究

利用Landsat遥感影像和MODIS数据集,得到和田河流域沙漠段河流水面面积和植被覆盖面积的时空分布特征．进一步分析归一化植被指数（NDVI）的季节变化特征与景观格局指数,得到和田河流域沙漠段生态环境的空间变化特征．结果表明:生态补水措施增加了流域的水体和植被面积,缓解了生态环境;并且生态补水后河流曲折系数下降,平均水面宽度增加,河流逐步朝平流化方向发展;NDVI的空间分布呈现河流两端植被覆盖量高,中间覆盖量低的特点．分析景观格局指数得到,生态应急补水使和田河流域沙漠段水体景观和植被景观分布呈现聚集分布,有效地缓解了生态环境．      

PAM对川渝地区边坡植被水土保持性能的影响

为了探讨聚丙烯酰胺在促进生态护坡、遏制水土流失过程中的作用,借助3个物种配置试验,于2012年3月构建了以草本、灌木或乔木为主体的草本型、灌木型、乔木型及草灌乔混合型绿化配置试验区;以不施聚丙烯酰胺为对照,分别撒施0.5、1.0和1.5 g·m~(-2)聚丙烯酰胺,自建植次年(2013年)起,对试验区进行持续4年的生态监测.结果表明:边坡植被的水土保持性能(径流系数、侵蚀模数)与乡土植物的生活型构成及建植年限有关;成坪初期(2013、2014年),草本型配置所在边坡的水土保持性能较强,自第3年(2015年)起,草灌乔混合型配置所在边坡表现出较强的水土保持性能;试验范围(0~1.5 g·m~(-2))内,聚丙烯酰胺可有效提高边坡植被的水土保持性能,施用量为1.0 g·m~(-2)时效果最佳;利用聚丙烯酰胺的改良作用强化草灌乔混合型配置的生态防护效应,既可改善边坡植被重建初期的水土保持性能,又能缩短其演化进程.     

黄羊滩沙地的形成及其对北京沙尘暴天气的影响

对黄羊滩沙地进行物质成分分析、粒度分析和扫描电镜观察,结果表明:黄羊滩沙地的物质具有二源性特征,分别来源于黄羊滩洪积台地洪积物和洋河冲积物.根据沙地发育条件和历史过程,认为黄羊滩沙地不会有大的扩展.以粒度数据为基础,估算出黄羊滩沙地沙丘φ值大于4的沙尘年平均输出量为7.98×102 t*a-1,φ值大于7的沙尘年平均输出量为3.23×102 t*a-1,占年沙尘输出量的40.5%.北京沙尘暴沙尘组分以φ值大于6.8的为主,黄羊滩沙地对北京沙尘暴天气的沙尘有一定的贡献量.     

祁连山不同类型植被物候变化及其对温度的响应

本文基于GIMMS NDVI数据,采用遥感物候法提取了生长季开始日期（SOS）、生长季结束日期（EOS）和生长季长度（LGS）3个植被物候指标,并借助Theil-Sen斜率与Mann-Kendall检验等统计方法和偏最小二乘分析法（PLS）,分析了祁连山不同类型植被物候空间分布规律、时间变化趋势及其对温度的响应．结果表明:1）自东南到西北方向,祁连山植被类型从灌丛逐渐过渡到草甸、草原再到高山植被,物候指标SOS逐渐推迟,EOS逐渐提前,LGS逐渐缩短．2）草甸和灌丛2种植被的物候变化最为剧烈,研究期内该2种植被的SOS均显著提前（分别为0.19和0.25 d·（10 a）?1）,EOS显著推迟（分别为0.20、0.21 d·（10 a）?1）,LGS显著延长（分别为0.39、0.46 d·（10 a）?1）;祁连山全境及主要植被的SOS均在1997—2000年发生转折,EOS和LGS的转折点均发生在2003年．3）上年秋末冬初温度对草甸与灌丛植被SOS具有正向影响,物候期前的春季温度对SOS具有显著负影响;夏秋季温度对EOS和LGS具有显著正影响．此外,最高温对物候的影响显著强于最低温,且在春夏季的个别月份,二者对物候的影响方向不同．植被物候的变化提示当地牧民在牧草种植与放牧上的调整．      

近20年甘肃省临夏州植被覆盖度的时空变化及其影响因素

植被是连接土壤、大气和水等生态要素的纽带,探索植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)动态是了解植被现状和预测未来变化的重要过程.寒旱山区由于生长的树种相对单一,群落结构简单,导致森林生态服务功能极不稳定,往往面临着植被退化的问题.因此,本文以甘肃省临夏回族自治州(临夏州)为例,基于...     

密云水库流域土地利用变化对产流和产沙的影响

密云水库流域是北京市的重要水源地,近年来在流域内点源得到有效控制的条件下,面源污染上升为密云水库水质污染的主要原因.将可表征土地利用变化对水文响应影响的分布式水文模型SWAT应用于密云水库流域,并采用1986-1991年下会和张家坟两个水文站点数据对径流量和泥沙负荷进行了率定和验证;应用GHS技术,对密云水库流域20世纪90年代初、中、末三期土地利用图进行了分析处理,并分别输入到率定好的SWAT模型中计算潮河和白河流入密云水库的径流量和泥沙量.研究结果表明:密云水库流域90年代中期土地利用情况发生了较大的波动,土地利用变化对产流和产沙产生了显著的影响.与90年代初期土地利用相比,在90年代中期土地利用条件下,潮河流域从1986年到1991年这6 a间年平均径流量将削减3.5%,泥沙量削减13.3%;白河流域6 a内年平均径流量削减4.0%,泥沙量削减53.0%.因此,加强对流域内土地利用的管理,对改善密云水库水质具有十分重要的意义.     

黄河中游风水两相作用对侵蚀产沙地域分布的影响

着眼于风力、水力两相作用，对黄河中游风沙—黄土过渡带高强度侵蚀的形成机理进行了研究,并提出用某一地点年降水量Pm与年均沙尘暴日数Dss之比Pm/Dss来定量表达风力、水力两相作用，称为风水两相作用指标.研究表明，风水两相作用通过对泥沙供应条件的调节，来控制悬移质泥沙的粗细颗粒搭配关系，并进而实现最优组合，从而使水沙两相流的输沙能力得到强化,地表物质抗蚀性和植被对地表物质保护作用的地域分布均与风水两相作用有密切的关系，因而形成了不同的地域类型;进而划分了风力作用主导类型、风水两相作用主导类型和水力作用主导类型等3种类型;认为产沙模数与年降水量、年沙尘暴日数和风水两相作用指标之间存在着非线性关系,在这3个关系中，均表现出一个产沙模数的峰值区，与之相对应的年降水量为350—450mm，年均沙尘暴日数为5—15d，风水两相指标值为30—80mm·d-1.这些成果丰富了著名的Langbein-Schumm关系的内涵，为其形成机理提供了一个新的解释.     

植被过滤带非点源污染及其对净化效果的影响

利用野外小区试验,探讨了植被过滤带非点源污染的产生及其对净化效果的影响。结果表明:总氮、总磷在植被过滤带初始出流中呈现出较高的浓度;在入流单宽流量大于0.004 m3/(s.m)的大流量冲刷下,植被过滤带出流悬浮固体的浓度大多增加;当植被过滤带内土壤初始氮浓度较高时,径流会再次受到氮污染。植被过滤带内坡面和表层土壤的初始情况(污染物量和干湿度)以及入流流量是植被过滤带产生非点源污染的主要因素;非点源污染的产生是植被过滤带净化效果降低的主要原因。     

气侯转型对玛纳斯河流域径流的影响及其变化趋势

针对气候转型,根据近50年玛纳斯河上下游气象、水文资料,采用5年滑动平均、模比系数差积曲线、线性趋势等方法,分析了气候转型对玛纳斯河径流的影响。结果显示：玛纳斯河流域50年以来的气温呈上升趋势,平均气温增长率为0.38℃.10年-1,降水量也呈增长趋势;由于气温、降水增加趋势明显,导致1987年以后玛纳斯河径流呈增长趋势,洪水和洪灾发生的频次增加,这表明玛纳斯河流域气侯的变化已出现由暖干向暖湿转型的强劲信号,预计玛纳斯河的丰水期可能持续至2050年。     

玛纳斯河流域草地资源变化及其对生态环境的影响

通过利用1980年、1990年、2000年和2005年四期的遥感影像和数据对玛纳斯河流域草地资源的变化情况进行分析,结果表明：流域内草地面积减少,覆放度降低、牧草产量下降、种群退化和种类减少的趋势明显,并对流域内的生态环境造成了不利影响。为此,退耕还草,改革草场管理体制、改良建设草地、优化畜群品种结构、加大草地投入是加强草地资源建设,是实现流域生态重建的有效措施。     

深圳围岭公园主要景观植物的物候特征及其对植被景观的影响

对深圳围岭公园主要景观植物的物候进行观测,分析物候特征,总结变化规律,就植物物候特征对植被景观的形成及其观赏性的影响作出评价.结果表明,围岭公园的植物物候既有种内顺序性,又有种间重叠性;植物种类以常绿和半落叶植物为主,植被景观常绿性较强.因此,总体上植被景观季相变化不明显,但局部地区变化显著.     

农田生态系统中生境与植被多样性对节肢动物群落的影响及其作用机制探讨

大多数的研究表明:增加系统内生境和植被多样性,能增加天敌的物种丰富度和种群数量,降低或抑制有害节肢动物的种群密度.也有研究认为:生境与植被多样性对天敌数量的影响,天敌本身的运动迁移能力有非常重要的作用.本文还对生境与植被多样性影响节肢动物群落的生态学机制进行了讨论.