目的:通过对呼伦贝尔岭东地区野生大豆(Glycine soja Sieb.)种质资源分布、种群生境及样方内物种组成进行考察、搜集和整理,为该地区野生大豆资源开发、利用和保护提供参考依据.方法:采用野外调查、植物样本采集、资料文献收集等,分析了野生大豆地理分布特征、伴生植物组成及生长状况,并对保护区和非保护区野生大豆保护情况进行了对比分析.结果:呼伦贝尔岭东地区野生大豆大多分布在湿地、池塘、水稻田边机耕路、大豆田边、铁道旁边等地势低洼处,零星分布,也有连片成为群落的.野生大豆在湿地公园区域内株丛数和盖度排序第一,株高平均值为48 cm.伴生植物披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)(83丛、盖度7%)、长萼鸡眼草(Kummerowia stipula-cea Maxim.)(62丛、盖度3%)、问荆(Equisetum arvense L.)(52丛、盖度16%)占位优势种.结论:呼伦贝尔地区野生大豆资源较丰富,发展提升空间大,但是对其重要性的认识不到位,造成野生大豆破坏现象十分严重,本次调查为该地区的野生大豆资源的保护和科学利用提供参考依据.

随着极端气候事件频率和强度的增加,植被物候正在发生深刻的变化.然而,植被枯黄期(EGS)对极端气候的响应机制目前尚未厘清,特别是对于干旱半干旱地区的草地而言.因此,聚焦我国温带草地,基于1982—2015年全球监测与模型研究工作组归一化植被指数(GIMMS NDVI3g)长时间序列数据提取草地物候参数,并分析其时空变化规律;运用随机森林模型等方法探究温带草地EGS对极端气候变化的响应特征.结果表明:(1)全区多年平均EGS主要发生于270—290儒略日(DOY),59.8％的区域呈延迟趋势,其中显著延迟(P<0.05)的区域分布在新疆天山、阿尔泰山一带和准噶尔盆地西部、黄土高原北部、呼伦贝尔高原的西部和东北小兴安岭.(2)EGS与极端气温暖极值(日最低气温的最大值、日最高气温的最大值、暖夜日数、暖昼日数)之间均以广泛的正相关关系为主;相比之下,极端降水事件与EGS之间的关系相对比较复杂,这与各草地类型自身的生理策略和所处环境密切相关.(3)整体而言,持续干旱日数、气温日较差和暖夜日数对全域草地EGS动态变化具有极大的重要性.就不同草地类型而言,温带草甸草原主要受到气温日较差的影响,温带山地草甸和温带沼泽化草甸EGS变化主要受日最高气温的最大值的影响,日最低气温的最大值和暖夜日数分别对温带草丛和温带荒漠草原的影响最大;持续湿润日数和持续干旱日数则分别对生长在水分限制地区的温带盐生草甸和温带典型草原的EGS产生强烈作用.

东北地区是我国重要的生态功能区,其包含的典型生态系统具有独特的水源涵养功能,在防洪减灾,保障生态安全和人居安全中发挥着关键作用.以往有关水源涵养功能的研究主要是依托不同水文模型方法,从单一年份或多个年份的角度进行研究,较少考虑不同气候条件下水源涵养功能的空间分异特征.采用标准化降水蒸散发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)划分研究区的典型气候年份(干旱、正常和湿润);基于水量平衡法,结合SCS-CN模型以及Penman-Monteith方程对东北地区典型气候条件下生长季内的水源涵养功能进行研究.结果 表明:(1)研究区水源涵养功能在不同气候条件下差异明显,三个典型气候年份生长季内的水源涵养总量分别为:干旱年(SPEI=-1.26)为2214.64亿m3、正常年(SPEI=-0.22)为3231.49亿m3和湿润年(SPEI=1.05)为3969.33亿m3.(2)水源涵养功能空间变异突出,但在三种典型气候条件下呈现出一致变化,均表现为长白山地区水源涵养量最大,大小兴安岭地区次之,水源涵养量最低的地方主要出现在呼伦贝尔以西的草原地区,在东北平原的部分地区也有低值的出现,如白城、通辽、鸡西等地区,水源涵养量较一般的地方出现在东北平原大部分以农田为主的地区.(3)水源涵养功能除受气候因素的影响外,还取决于土地利用类型的变化,对于整个东北地区来讲,水源涵养总量表现为林地＞农田＞草地＞湿地,单位面积水源涵养量在干旱年和正常年表现为林地＞农田＞湿地＞草地,在湿润年份表现为林地＞湿地＞农田＞草地.研究结果揭示了东北地区三种典型气候条件下重要生态系统的水源涵养功能大小、空间分布特征及其主要驱动因素,可为区域生态空间规划和生态系统管理提供科学指导.

以我国东北地区陆域国家级自然保护区、植被类型和海拔信息作为基础数据,采用叠加分析的方法,分析了自然保护区分布和植被分布与海拔的关系,以期对我国东北地区自然植被从水平空间和垂直空间两个维度上提出保护指导.结果 表明:(1)森林生态系统、内陆湿地和野生动物类型的国家级自然保护区是我国东北地区国家级自然保护区的主体.随着海拔的升高,保护区的面积和数量都呈现下降趋势,在中海拔段(600～ 1000 m)出现了内陆湿地类型向森林生态系统类型自然保护区过渡的现象.(2)高海拔段(＞1000 m)的自然植被得到了较好的保护,但中、低海拔段(＜1000 m)的自然植被未受到较好的保护,仍然存在保护空缺.(3)一级保护优化区集中在长白山中部和东北部林区、辽河口、通辽东北部和呼伦贝尔高原,二级保护优先区分布在东北山区(大、小兴安岭和长白山地区),特别是大、小兴安岭交接地带,以及大兴安岭南段森林草原过渡区和辽东丘陵地区.(4)栽培作物作为保护区内植被的主要人为干扰来源,未得到足够重视,严重威胁到了东北平原地区内陆湿地类型和野生动物类型的国家级自然保护区.因此,建议在长白山中部林区的一级保护优化区内,设立以国家公园为主体的自然保护地体系进行保护,其余一级保护优化区可考虑扩大现有保护区或增设新的保护区;而低海拔段受栽培作物干扰严重的地区,应加强管理监督,对于破坏后需恢复的植被地带,可对其破坏后形成的次生天然植被进行保护,以实现区域内生物多样性的保护目标.

本文利用地理信息技术(GIS)和最大熵模型(MaxEnt),选用2050s和2070s时期下不同代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5),模拟三级珍稀濒危药用植物秦艽(Gentiana macrophylla Pall.)当前和全球气候变化背景下生态适宜性变化,发现影响秦艽分布的主要环境因子为年降水量、最干旱月份降水量、海拔和最冷月份的最低温度,这与秦艽喜湿耐寒、怕涝等生长习性相关.当前适生区面积约为143万km2;未来气候变化下,随着RCP浓度升高,适生区面积明显减少,仅为现有的17.3％～41.5％,生态适宜性等级变化明显.适生区的重心位置也由原来的山西省和甘肃省等中国西北部向东北部大兴安岭地区和呼伦贝尔市等地区偏移,未来气候干旱条件加剧,使得一些原适生区不适宜秦艽生长.为此,提出关于秦艽保护的2点建议:(1)使用就地保护策略,对现适生区建立自然保护区或植物公园,或在原生境利用种子和苗开展人工补植;(2)利用迁地保护思想,进行选种育苗工作,将秦艽基因入库,并考虑在现秦艽适生区重心和未来气候下同属适生区的地区大力发展秦艽种植产业.

气候变化直接影响着植被地理分布.兴安落叶松林主要分布于中国东北的大、小兴安岭林区,地处北方针叶林南缘,对水热条件变化极为敏感.本文利用MAXENT模型模拟兴安落叶松林空间分布现状、不同排放情景(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)下2050s和2070s的潜在空间分布以及其适生区对气候变化的响应.结果表明:对兴安落叶松林地理分布起主要贡献的环境因子包括温度年度范围、坡向、温度季节性变化、最干燥季度的平均温度、最冷月份的最低温度,5个因子的累积贡献率达83.80％;兴安落叶松林主要分布在黑龙江省大兴安岭地区和内蒙古呼伦贝尔市东北部(即大兴安岭国有林区),以及黑龙江省黑河市和伊春市(即小兴安岭国有重点林区的中北部);无论哪种未来气候情景,兴安落叶松林在2050年和2070年新增适生区较少,大兴安岭东麓、小兴安岭适生区面积下降较多,适生区丧失率为15.06％～38.87％,下降区域主要为黑龙江省黑河市和伊春市.应用多分类Logistic回归方法探讨了兴安落叶松林空间分布对气候变化的响应,结果表明,温度季节性变化的降低、降水量的季节变化的降低、最干燥季降水的升高、最暖月最高温度的升高是兴安落叶松林适生区缩小的主要原因.