简介：选取盐化草甸、柽柳和河岸林胡杨林作为塔河流域自然生态系统的表征,分析不同干旱年份,塔河干流来水量对地下水位的影响,以及地下水位变化过程中自然生态系统的生态响应,并对塔河干流段不同干旱年份河岸生态系统进行情景分析。结果显示:塔河流域干旱程度直接影响其地表生态特征,干旱程度的加剧,导致径流量的减少,从而引发河岸地下水埋深的增大,进而引起流域植被生态特征的变化。随着地下水埋深的增加,盐化草甸、柽柳和河岸林胡杨林均出现水分胁迫的状况,地下水埋深3.5m为草甸植被生长胁迫深度,地下水埋深5m为柽柳生长的胁迫深度,地下水位埋深4.5m为胡杨生长的胁迫深度。通过对塔河干流段不同干旱年份生态情景分析可以看出,在保证率分别为75%,90%和95%的干旱年,距离河道100m处,地下水埋深在4~4.28m范围内,盐化草甸植被开始受影响,柽柳和胡杨长势良好,当地下水埋深大于4.28m,草甸植被受影响较大;距离河道300~1000m的距离,地下水位埋深在4.19~5.71m的范围内,草甸植被消失,柽柳、胡杨生长开始受到影响;距离河道1500m处,地下水埋深在5.71~5.98m的范围内,柽柳、胡杨生长停滞,濒临死亡,当地下水埋深达到6.06m,柽柳和胡杨出现枯死的现象。

简介：通过原位进行控制、低氮和高氮（0,60,240kg/（hm^2·a））3个氮添加处理,采用挖壕沟法区分自养呼吸,研究板栗林土壤不同组分呼吸对氮添加的响应机制.结果表明：1）氮添加处理对土壤温度和湿度的影响均不显著（P＞0.05）;2）在控制处理样地中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率分别为（3.47±0.09）、（2.26±0.10）和（1.21±0.16）μmol/（m^2·s）,土壤不同组分呼吸对氮添加处理有不同的响应,低氮添加显著促进了土壤呼吸及不同组分呼吸（P＜0.05）,高氮添加则显著抑制了土壤呼吸及异养呼吸（P＜0.01）,而对自养呼吸无显著影响（P＞0.05）;3）在控制处理样地中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸的Q10值分别为2.44、1.93和4.10,氮添加处理可显著降低自养呼吸的Q10值（P＜0.05）,而对土壤呼吸和异养呼吸无显著影响（P＞0.05）.

简介：为揭示土壤侵蚀最为剧烈的水蚀风蚀交错区下垫面景观格局变化对流域降雨产流、侵蚀产沙的影响程度,以水蚀风蚀交错区典型流域西柳沟为研究对象,根据LandsatTM影像数据和流域长系列水沙实测数据资料,借助GIS和Fragstats平台,分析流域景观格局和水沙变化特征,探讨景观指数与径流输沙的关系。结果表明：1）流域优势景观类型为草地,从斑块数量和面积变化率来分析,1985—2010年间耕地、林地和建设用地稳定性最高,其次为未利用土地。未利用土地、草地和耕地的转化最为剧烈,受人类活动影响最大。2）流域年径流量和年输沙量的年际差异显著;同年输沙量相比,径流量的减小趋势变化更为明显;径流泥沙相关关系显著,相关系数为0.67。3）景观指数与径流量、泥沙量呈显著线性相关,其中径流量与最大斑块指数、斑块结合度、聚集度指标和蔓延度指数均呈负相关,而与景观形态指数、景观分割度呈正相关;而泥沙仅与蔓延度指数、聚集度指标和斑块结合度成负相关,与其他景观指数呈正相关。研究结果表明,随着景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数的提高,流域降雨入渗量明显增加,土壤侵蚀量明显减少;因此,提高流域景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数可以增强水蚀风蚀交错区内流域的蓄水保土功能及生态优化作用,研究结果可为流域生态环境建设和水土资源综合利用提供理论支撑。

简介：为掌握陕北黄土区不同植被特征对坡面微地形的响应,以陕西省吴起县合沟流域半阴、半阳2个坡向的原状坡及其5种微地形为研究对象,分析对比不同坡向各类微地形的物种组成、草本生物量、植被盖度及植物多样性特征。结果表明：1）各类微地形植物群落的物种组成、植被盖度、草本生物量及植物多样性指数多优于原状坡,其中切沟和塌陷的植被状况最优,其次为浅沟和缓台,陡坎最差;2）各类微地形植物群落的Simpson指数与ShannonWiener指数变化趋势一致,均为切沟〉塌陷〉缓台〉浅沟〉陡坎〉原状坡,其中切沟和塌陷的植物群落所处的自然演替阶段高于其他微地形;3）经过15年自然恢复,半阳坡形成以星毛委陵菜、赖草等多年生草本植物为优势种的植物群落,半阴坡形成以铁杆蒿、茭蒿等地带性多年生草本植物为优势种的植物群落,半阴坡各类微地形植物群落的物种组成状况、草本生物量、植被盖度以及植物多样性特征指数均优于半阳坡。掌握不同微地形植被配置的差异,有助于提高陕北黄土区植被恢复措施的有效性和持续性。

简介：半干旱黄土区地形破碎、沟壑纵横、生态环境脆弱,其生态恢复过程受到全世界生态学者的普遍关注。生物量是生态系统获取能量的表现形式。以位于黄土丘陵沟壑区的植被自然恢复10a的合沟流域地上生物量为研究对象,分析不同立地因子对地上生物量的影响规律。结果表明：1）不同立地类型地上生物量从大到小依次为沟底、阴向沟坡、阴向梁坡、阳向沟坡、梁顶、阳向梁坡;2）梁坡和沟坡的地上生物量随坡度升高均呈现反S形态,梁坡的地上生物量最大值出现在20°～25°处,最小值出现在35°～40°处,沟坡的地上生物量的最小值出现在30°～35°处,最大值出现在40°～45°处;3）坡向对地上生物量的影响是显著的（P=0.049）,其余因素的影响不显著。可知,该区地上生物量的分布规律是植被对不同立地类型水分、光照等自然条件综合利用的结果。

简介：采用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分条件下2年生柿树叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等光合生理参数的光响应过程,探讨柿树光合光响应特性对土壤水分的响应规律。结果表明：土壤水分对柿树的光合生理参数影响显著,随着土壤水分的降低,净光合速率、表观量子效率先升后降,光补偿点先降后升,光饱和点呈下降趋势;维持柿树高光合作用和高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为48.8%～76.7%,适宜的光照强度为800～2000μmol/（m2·s）;柿树对强光利用能力较强,而对弱光的利用效率较低;在土壤相对含水量为48.8%时,柿树光合作用主要受气孔限制,而土壤相对含水量降低到25.5%时,柿树光合作用转变为非气孔限制,通过对气孔、非气孔因素的判定,可知柿树是一种抗旱性非常强的植物。研究结果可为柿树的节水高产栽培提供理论依据。

简介：土壤水分是陕北半干旱黄土区植被生长最主要的限制因子，然而受坡面微地形的影响，黄土坡面土壤水分存在异质性，从而影响林草植被精准配置。为此，本研究通过对黄土高原5类陡坡微地形土壤含水量（0～180cm土层）的定位监测数据，分析研究不同降水年型条件下土壤水分的变化特征及其对微地形的响应。结果表明：1）降水年型对微地形土壤水分时空变化均有影响，枯水年切沟底土壤含水率季节变化平缓，雨季前下降趋势缓慢，雨季后增长趋势滞后；而丰水年切沟底土壤水分的变化呈V型变化；缓台、浅沟、塌陷和陡坎4种微地形枯水年土壤水分季节变化一致，呈M型变化；而丰水年土壤水分季节变化呈w型，2个最低值出现在5月和11月。2）垂直方向上塌陷、原状坡、陡坎土壤水分自上而下呈先减小后增大的趋势，缓台、浅沟、缓坡呈先增大后减小的趋势，黄土陡坡中的切沟底土壤水分含量最高。3）缓台、陡坎、原状坡的土壤水分速变层和活跃层在丰水年消失，在枯水年深度下移；塌陷、切沟、浅沟、和缓坡土壤水分速变层和活跃层在枯水年均下移。

简介：以红砂岩紫色土、紫色页岩紫色土、泥质岩黄棕壤3种土壤为研究对象,通过室内人工模拟降雨方法,研究了降雨条件下丹江口库区典型土壤微地形变化及其光谱曲线的耦合机制并得出两者之间的响应特征。研究结果表明：地表粗糙度和土壤本身的特性有一定的关系,降雨过程中雨滴溅湿和土壤结皮也影响土壤表面粗糙度的变化。光谱反射率会受到土壤表面含水量和地表粗糙程度的影响,但是当土壤含水量达到饱和之后,此时地表粗糙度将会成为制约光谱反射率变化的主要因素。

简介：为探索文冠果、柿树、花椒在不同土壤水分含量下的生理特性,利用盆栽试验人工浇水后持续自然耗水的方法,研究2年生文冠果、柿树、花椒在不同土壤相对含水量（15%~98%）下的生理响应,并结合大田栽植的生长状况和成活率对其抗旱性进行评价。结果表明：1）随土壤相对含水量的降低,文冠果、柿树、花椒幼树叶片的相对含水量都呈下降趋势,净光合速率、水分利用效率先升高后降低,脯氨酸质量分数、细胞膜相对透性逐渐上升,叶绿素逐渐降低,超氧化物歧化酶活性先升高后降低,丙二醛质量摩尔浓度先升高后降低再升高;2）文冠果、柿树、花椒幼树光合作用由气孔限制转为非气孔限制的土壤相对含水量分别为60%~70%、30%~40%、20%~30%;3）花椒在土壤相对含水量为20%~70%时耐旱能力较强,柿树在土壤相对含水量为20%以下时耐旱能力更强,文冠果耐旱能力较差。结合大田生长表现可知,在山东丘陵区造林时花椒较为适宜。

简介：河流水沙特征与流域降水量和下垫面变化密切相关。为揭示流域降雨以及退耕还林对延河流域水沙特征的影响,本文以延河甘谷驿站控制区1960—2010年流域降水量、河流径流量和输沙量实测数据为基础,统计分析了延河水沙变化特征及其对流域降水量的响应,并对比分析了退耕前、后（以2002年为界）延河水沙变化。结果表明：在1960—2010年间,延河甘谷驿站控制区年及汛期（6—9月）降水量、径流量和输沙量呈波动递减趋势,汛期降水量、径流量和输沙量值约占年值的64.8%、71.7%和98.1%;年及汛期输沙量与径流量呈极显著正相关关系,径流量变化可分别解释年及汛期87.6%和92.2%的输沙量变化,降水量变化可分别解释年及汛期22.7%和23.6%的输沙量变化;退耕后流域年及汛期平均输沙量、径流量和径流系数显著低于退耕前,剔除退耕前后降水量差异影响,退耕工程对年及汛期累计输沙量变化分别贡献87.5%和86.9%,对年及汛期累计径流量变化分别贡献77.4%和75.4%。研究阐明退耕可显著降低年及汛期平均径流量、径流系数和输沙量。

简介：采用光合作用光响应直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对栾树在不同土壤水分条件下的光响应曲线进行拟合,探讨不同光响应模型对栾树的适用性及栾树光合特性对土壤水分和光照强度的响应规律。结果表明：1）3个模型都能较好地拟合栾树的光合光响应过程,其中直角双曲线修正模型能拟合在光抑制条件下的光响应过程,非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型要优于直角双曲线模型;2）栾树对土壤水分和光照强度的适宜范围较广,土壤相对含水量在41.5%～93.3%范围内,净光合速率、表观量子效率均相对较高,光合有效辐射强度在600～2000μmol/（m2.s）范围内,净光合速率和水分利用效率均能获得较高水平。

简介：采用计算分形维数的方法，对黄土丘陵区典型草原带土壤团聚体的分形特征及其对植被恢复的响应进行研究。结果表明：1）在植被恢复初期，土壤〉10mm粒级的团聚体含量在0～20和20—40cm层次均较高，含量为331．4～525．6g/kg。随植被恢复年限增加，10—7、7～5、5～3、3～2、2—1mm粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显。1～0．5、0．5-0．25和〈0．25mm小粒级土壤团聚体含量，在植被恢复初期（7a）较高。2）随着植被恢复年限增加。土壤〉5mm粒级的水稳性团聚体含量相对下降很快，恢复7a之后，大粒级土壤团聚体表现为上层含量比下层含量低的趋势。相对于干筛结果而言，土壤水稳性团聚体的粒径分布更为均匀、稳定，恢复7a之后的土壤〉0．25mm团聚体含量占到40％～50％，而〉5mm的土壤团聚体则占10％～23％。植被恢复过程中，土壤团聚体由大的团块向小颗粒的土壤团聚体转换，粒径分布更为均匀，土壤结构逐渐改善。3）不同恢复年限土壤团聚体分形维数变化范围为表层2．75～2．86，表下层2．77—2．89，变化范围小，20～40cm土层的分形维数大于0～20cm，恢复植被可使土壤分形维数降低，土壤结构得到改善。

简介：为了研究土壤水分与植物生长间的关系,以侧柏为材料进行盆栽试验,人工控制土壤水分,设置4个水分梯度（正常供水、轻度水分胁迫、中度水分胁迫、重度水分胁迫）,测定其叶温和叶绿素荧光参数.结果表明：随着干旱胁迫的加剧,叶温和非光化学淬灭升高;初始荧光F0总体上表现为逐渐上升的趋势;而最大荧光Fm、可变荧光Fv、PSⅡ最大原初光化学量子效率Fv/Fm、PSⅡ的潜在活性Fv/F0、PSⅡ实际光化学量子效率和表观光合电子传递速率均表现为下降.参数的日变化呈现单峰型曲线：PSⅡ实际光化学量子效率和非光化学淬灭的日变化曲线为凹形,而表观光合电子传递速率日变化曲线为凸形.可知干旱胁迫导致PSⅡ的电子传递效率降低,降低了光能利用率,影响其光合作用.

简介：在对2000-2012年粮食产量数据与耕地面积数据进行动态分析的基础上，引入敏感度分析模型，对2000年以来云南粮食生产与耕地变化的动态关系进行定量评估，从而揭示粮食产量对耕地变化的敏感性特征。研究表明，2000-2003年粮食产量对耕地变化的敏感程度小于0，为不敏感状态；2004-2005年粮食产量对耕地变化的敏感程度为0.11，为低度敏感状态；2006-2012年粮食产量对耕地变化的敏感程度迅速增大到35.68，为高度敏感状态，说明2006年以来粮食产量对耕地变化的敏感度很高，耕地面积的较小变动会造成粮食产量的较大波动。因此，严格区域耕地保护，实行耕地“补占平衡”政策对于保证区域粮食安全具有重要意义。

简介：喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度。为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证。结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60t/(km2.a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94%)。研究区微度侵蚀面积占90%以上,轻度及以上等级所占比例较小。对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地。相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21%和8.76%。这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少。本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据。

简介：以黄河中游河龙区间为研究区,以水土流失综合治理及生态环境建设导致的土地利用/覆被变化为背景,采用非参数统计法,基于区内38个水文站20世纪50年代至2000年水文数据,分析流域年径流对土地利用/覆被变化响应的时空变异特征,估算影响因素贡献率。结果表明：其中29条流域年径流量呈显著减少趋势,变率为0.17～2.61mm/a;28条流域年径流量具有显著跃变时间,无定河流域各水文站跃变时间多在1970—1973年间,其余则多为1978—1985年,最晚为1994年;在5%、50%和95%的发生频率上,跃变前后时段年径流量减少幅度以30%～60%普遍,最大分别为73.2%、63.5%和69.7%;河龙区间整体呈显著减少趋势,变率为0.79mm/a,跃变时间发生在1979年,3个频率上的减少幅度分别为46.5%、42.4%和24.1%。估算的11条流域中有9条土地利用/覆被变化等人类活动对流域径流减少影响程度超过50%。水土保持措施面积的增加,尤其淤地坝等水利水保工程措施的持续修建,对区域地表径流变化具有明显影响。

简介：土壤水分的垂直变化与空间变异特征对坡面降雨入渗和产流过程有重要影响。为了研究黄丘区降雨-土壤水分响应关系,在天水罗玉沟流域建立野外坡面小区,利用野外水分动态观测和人工模拟降雨试验,研究天然状态和90mm/h降雨强度下的土壤水分变化规律。结果表明：天然状态下,土壤剖面土壤水分的垂直变化可以划分为速变层（0-20cm）、活跃层（20-30cm）、次活跃层（30-40cm）和相对稳定层（40-100cm）,土壤水分的垂向分布存在分层现象,坡向分布存在显著的坡位差异（P〈0.05）。降雨过程中,降雨能明显增强土壤水分的活跃性,主要表现在0-30cm土层范围内,随土层深度的增加,降雨对土壤水分活跃程度的影响逐渐减弱。0-30cm土层土壤水分随降雨时间变化表现为3段式,即快速上升期、稳定期、略微下降期,深层次土壤水分在垂向的变化中表现为不均匀性,存在梯度性差异;除0-30cm土层外,降雨仅增加各土层中的土壤水分,对各层间土壤水分在整体土层范围中土壤水分的占比影响较小,雨中坡位间土壤水分的分布差异更为显著（P〈0.01）。随着0-30cm土层的土壤水分含水率的增加,产流速率呈增加并趋于稳定的趋势,产沙速率的变化趋势为产沙量达到高峰后逐渐减小并趋于稳定。

简介：作为陆地生态系统碳通量的重要组成部分,土壤呼吸在维持全球碳循环及碳平衡中具有重要作用。以黄土丘陵区油松、沙棘人工林为研究对象,于2015年6月至2016年5月,采用LI-8100土壤碳通量测量系统,分别观测二者的土壤呼吸（Rs）、5cm土壤温度（T）和水分（W）,分析2种人工林Rs的动态特征及其对T和W的响应。结果表明：1）季节尺度油松、沙棘人工林Rs夏季（6—8月）最高（2.31和2.89μmolCO2/m2·s）,冬季（12—2月）最低（0.60和0.65μmolCO2/m2·s）,年均值分别为1.51和1.92μmolCO2/m2·s,年呼吸总量分别为18.90和22.81tCO2/hm2·a,冬季呼吸量占年呼吸总量比例分别为14.67%和12.65%;日尺度最高值出现在10：00—16：00,最低值均出现在6：00。2）季节尺度2种林分Rs与T均呈显著指数关系（P〈0.01）,与W则呈显著线性负相关（P〈0.01）,且沙棘林全年尺度土壤呼吸Q10值（1.40）显著高于油松林（1.34,P〈0.01）。3）日尺度上,油松、沙棘人工林W分别大于13%和12%时,T对Rs的解释量（R2）均有所提高。因此,在充分考虑温度和水分对土壤呼吸影响的同时,加强冬季土壤呼吸的观测,对未来气候变化条件下,区域碳循环估算模型的完善具有重要意义。

简介：以黄土高原为研究对象，基于GIS技术，采用土地利用转移矩阵、土地利用动态度方法，研究1985-2005年黄土高原地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响以及相应的生态补偿标准。结果表明：1）1985-2005年，黄土高原地区土地利用类型主要为草地和农地，占土地利用方式的75％以上，但农地面积总体在减少，林地面积在不断增加；2）聚落为最活跃的土地利用类型，聚落和湿地＋水体呈扩张的发展趋势；3）土地利用变化引起区域生态环境效应，20年间黄土高原地区生态系统服务总价值上涨约0．01％，其中森林增加最多，约为0．09％，农地的生态服务价值下降最多，约为-0．02％，而生态服务功能中，除了与农地和荒漠相关的废物处理和食物生产服务功能下降外，其他生态服务功能均表现为增加；4）根据黄土高原生态系统服务价值，确定该地区的生态补偿标准约为4亿2732万元。