本书以祁连山河源山地为核心研究区，在前人大量工作和研究的基础上，结合多年实地调查和观测，进行了大量统计、分析和论证，阐述了祁连山从山区至山前脆弱带的水源涵养功能监测与增贮潜力评估的方法、理论、模型与技术，以及内陆河上游山地祁连山北坡的木本植物群落分类及空间分布，并且通过对祁连山地高山、中山带植物功能性状和群落结构对坡向响应的研究，开展内陆河上游水源涵养林生态系统保育工程示范、山区天然草地生态系统恢复与保护技术集成示范及生态效益评估。本书旨在为加快祁连山绿色屏障中脆弱性生态系统恢复与维护提供理论和技术指导、推介相关的模式与示范。
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前言
第1章 山地生态研究现状与发展趋势 1
1.1 水源涵养功能研究进展 1
1.2 生态系统管理研究进展 1
1.3 我国生态系统恢复技术研究进展 2
1.4 生态系统恢复工程研究进展 3
1.5 内陆河上游山地生态环境治理工程与技术进展 4
第2章 河源山区水源涵养功能监测与增贮潜力评估 6
2.1 水源涵养与水文调节的概念与评估方法 6
2.1.1 水源涵养与水文调节的概念 6
2.1.2 水源涵养与水文调节评估方法 7
2.1.3 水源涵养与水文调节协同关系 8
2.2 水源涵养功能系统观测与分析 9
2.2.1 河川径流变化分析 9
2.2.2 苔藓枯落物与土壤水热、特性及蒸发分析 19
2.2.3 林冠截留与土壤水热的关系分析 23
2.2.4 植被与土壤水和径流的关系 29
2.3 水源涵养相关生态参量遥感动态监测 33
2.3.1 土地覆盖动态监测 33
2.3.2 植被覆盖度动态监测 36
2.3.3 地上生物量动态监测 39
2.3.4 蒸散遥感动态监测 42
2.3.5 土壤水分动态监测 45
2.3.6 小流域生态参量与径流关系分析 47
2.4 水源涵养区相关参量的模拟 51
2.4.1 水文参数变化规律 52
2.4.2 水源涵养功能对气候变化的响应 54
2.4.3 水源涵养功能对土地利用变化的响应 57
参考文献 61
第3章 内陆河上游山地木本植物群落及空间分布 64
3.1 研究进展 64
3.1.1 生态位概念的提出和发展 64
3.1.2 物种共存的解释 64
3.1.3 群落构建的生态学理论 65
3.1.4 群落分布的空间尺度 66
3.1.5 空间变量的构建 68
3.1.6 植物群落分类和排序 68
3.1.7 影响植物群落物种组成及多样性的环境因素 72
3.2 木本植物群落数量分类及群落林下植被分析 74
3.2.1 物种累积曲线 75
3.2.2 不同木本植物群落聚类分析 75
3.2.3 植物群落林下植被物种组成差异比较 79
3.3 木本植物群落物种组成的影响因素及分布格局 82
3.3.1 分析与排序 82
3.3.2 植物群落地形变量及环境变量 83
3.3.3 环境因子对乔木群落物种组成的影响 87
3.3.4 环境因子对灌木群落物种组成的影响 89
3.4 木本植物群落物种丰富度的影响因素及分布格局 92
3.5 不同变量对植物群落物种组成和丰富度的影响 97
参考文献 100
第4章 祁连山植物功能性状和群落结构对坡向的响应 113
4.1 植物功能性状和群落结构研究进展 113
4.1.1 植物功能性状研究进展 114
4.1.2 生态化学计量特征研究进展 115
4.1.3 坡向梯度上植被的研究进展 118
4.1.4 祁连山山地植被的研究进展 119
4.2 植物叶片功能性状研究 120
4.2.1 不同坡向功能性状属性值变化 123
4.2.2 不同坡向稳定碳同位素δ13C 特征 123
4.2.3 不同坡向C3植物叶性状变化 124
4.2.4 不同坡向叶片功能性状分析 127
4.2.5 不同坡向叶性状与环境因子的关系 127
4.2.6 不同坡向植物生存策略 130
4.3 不同坡向优势植物叶片氮磷化学计量特征 132
4.3.1 植物叶片养分含量与化学计量总体特征 132
4.3.2 不同坡向植物叶片C、N、P元素化学计量特征 135
4.3.3 坡向对土壤C、N、P元素及其比值的影响 137
4.3.4 南-北坡梯度土壤的化学计量特征变化 139
4.3.5 植物叶片化学计量特征与土壤因子关系 142
4.3.6 不同坡向植物群落N、P养分限制因子判断 146
4.4 不同坡向植物群落结构变化 147
4.4.1 植物群落物种组成特征变化 148
4.4.2 环境因子特征变化 149
4.4.3 植物群落重要值变化 150
4.4.4 群落相似性指数特征 153
4.4.5 植物群落聚类分析 154
4.4.6 物种多样性、盖度和生物量变化特征 155
4.4.7 土壤养分特征 156
4.4.8 土壤质地特征 157
4.4.9 影响群落结构限制因子的确定 157
参考文献 160
第5章 水源涵养林生态系统保育工程 169
5.1 祁连山水源涵养林特征退化现状 170
5.1.1 祁连山水源涵养林特征 170
5.1.2 祁连山山区灌木群落特征 178
5.1.3 水源涵养林退化现状 183
5.2 水源涵养林林木引种及快速繁育工程 185
5.2.1 祁连山水源涵养林树种引种及适应性 185
5.2.2 云杉属树种的抗逆性测定 186
5.2.3 祁连山水源涵养林造林树种筛选 190
5.2.4 祁连山水源涵养林树种快速繁育技术研究 192
5.3 退化水源涵养林地生态修复与建植技术 200
5.3.1 祁连山东段退化水源涵养林生态修复模式 200
5.3.2 祁连山东段退化水源涵养林地生态修复技术 200
5.4 水源涵养林植被空间配置与结构优化技术 204
5.4.1 祁连山中段水源涵养林植被空间配置与结构优化技术 204
5.4.2 祁连山东段水源涵养林林分结构优化配置 206
5.5 不同配置模式森林生态系统恢复特征 212
5.5.1 不同模式森林生态系统植被恢复特征 212
5.5.2 不同程度恢复森林生态系统主要环境因子 216
5.5.3 不同程度恢复森林生态系统的土壤理化性质特性 222
5.6 祁连山水源涵养林生态恢复技术 228
5.6.1 退化生态系统封育恢复技术 228
5.6.2 退化水源林生态系统人工修复技术 229
5.7 祁连山中段北坡水源涵养林保育 230
5.7.1 退化水源涵养林生态系统封育 230
5.7.2 退化水源涵养林生态系统人工修复 231
参考文献 232
第6章 祁连山天然草地生态系统恢复与保护技术 233
6.1 祁连山草地土壤特性及降水入渗 233
6.1.1 试验区的植被组成 233
6.1.2 试验区的水文特征 236
6.1.3 土壤水分入渗分析 256
6.1.4 入渗模型拟合 275
6.1.5 土壤水分入渗率空间分布特征 287
6.2 祁连山天然草地保护技术 290
6.2.1 天然草地鼠害综合防控技术集成模式 290
6.2.2 害鼠控制区和对照区的植物群落组成 293
6.2.3 控制害鼠对天然草地地上植物量的影响 295
6.2.4 祁连山地区草地害鼠种群数量控制模式 296
6.3 毒杂草草地综合防控技术集成 302
6.3.1 草地植被物种多样性 304
6.3.2 不同浓度狼毒净对狼毒生长状况的影响 304
6.3.3 狼毒净对狼毒的防治效果分析 305
6.4 天然草地合理利用技术集成模式 306
6.4.1 不同利用强度下草地植被与土壤特征 306
6.4.2 退化草甸植被群落多样性指数的变化 307
6.4.3 退化草甸植被群落生物量变化 316
6.4.4 退化草甸土壤理化性质的变化 317
6.5 退化草地修复技术集成模式 321
6.5.1 参试牧草基本生长特征 323
6.5.2 参试牧草形态学特征 327
6.5.3 参试牧草生产性能及评价 329
6.5.4 参试牧草品质 333
6.6 轻度退化草地改良施肥技术集成模式 336
6.6.1 不同施氮量对草地植被高度的影响 336
6.6.2 不同施氮量对草地各功能群高度的影响 337
6.6.3 不同施氮量对草地多样性及生物量的影响 337
6.6.4 不同施氮量对草地植被植物量的影响 338
6.6.5 不同施氮量对土壤养分的影响 339
6.7 中度退化草地免耕补播技术 341
6.7.1 补播对草地植物的影响 341
6.7.2 补播对草地植物量、土壤容重和水分的影响 342
6.7.3 补播对草地土壤化学性质的影响 343
6.8 重度退化草地植被重建技术 344
6.8.1 人工草地对草地植物优势度的影响 344
6.8.2 人工草地对草地群落多样性的影响 344
6.8.3 人工草地对土壤化学性质的影响 346
6.9 祁连山退化草地恢复技术效应 347
6.9.1 祁连山地区草地综合防控技术集成 347
6.9.2 祁连山区退化草地恢复技术 348
6.9.3 鼠害防治技术要点 350
参考文献 350
第7章 祁连山山前脆弱带生态修复与水土保持技术 354
7.1 研究进展 354
7.2 植被和土壤特征 356
7.2.1 植物群落特征 356
7.2.2 土壤含水量及容重变化特征 359
7.2.3 土壤盐分特征 360
7.2.4 土壤养分特征 362
7.3 乡土物种种子培育与繁殖技术 365
7.3.1 种子采集及育苗试验 365
7.3.2 扦插育苗试验 366
7.4 农田退耕地生态恢复技术 369
7.4.1 退耕地土壤物理性质的变化 369
7.4.2 土壤有机碳组分的变化 371
7.4.3 退耕地土壤可溶性有机碳变化 372
7.5 浅山区造林技术模式 373
7.5.1 栽植方法对苗木成活率的影响 373
7.5.2 座根水量对造林成活率的影响 373
7.5.3 土壤含水量对苗木成活率的影响 374
7.6 水土保持技术试验研究 374
7.6.1 径流场植被特征分析 375
7.6.2 不同植被盖度对产、汇流的影响 377
7.6.3 水土流失泥沙含量的影响因素分析 377
7.7 祁连山水土保持技术集成 379
参考文献 380
第8章 集成技术纲要 383
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