台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应.为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI),分析了 2001-2019年间不同等级的台风对植被EVI和LAI的影响,评估台风登陆时植被的抵抗力及台风过后植被的恢复力.结果表明:(1)2001-2019年间,共有70个台风登陆我国东南沿海地区,其中,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)的数量分别为35、26和9个.我国台湾省的台风登陆次数最多,为26个,其次为广东省(20个);(2)在整个研究区范围内,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)登陆后的EVI净变化率分别为4.88％、-7.48％、-1.85％,LAI净变化率分别为22.28％、-65.70％、-17.60％;(3)在经历台风干扰后,沿海地区大部分植被可在3个月之内得到恢复,其中浙江省与广东省植被的恢复时间较长,海南省与台湾省植被的恢复时间较短.研究结果对我国沿海地区森林经营管理和生态环境保护具有重要意义.

中国-老挝交通走廊核心区干旱事件的频繁发生威胁着该区域生态系统的稳定性.基于Palmer干旱指数(PDSI)和增强型植被指数(EVI)数据量化了中老交通走廊核心区不同植被类型的稳定性(年均EVI与其标准差之比)及其对干旱的抵抗力(干旱期间植被结构和功能保持其原始水平的能力)和恢复力(植被恢复到干旱前水平的速度).结果表明:(1)2001-2018年间,中老交通走廊核心区共发生5次极端干旱事件,出现极端干旱的年份有2005年、2010年、2015年、2016年和2017年,以上年份极端干旱面积占总面积的比例分别为13.37％、47.46％、10.41％、12.00％和3.05％;(2)不同植被类型对极端干旱的响应不同,中老交通走廊核心区内常绿阔叶林的稳定性显著高于其他植被类型,和其他植被类型相比,常绿阔叶林虽然暴露在干旱环境中的时间更长,但其具有更高的稳定性,在维持中老交通走廊核心区的生态系统稳定性上发挥着重要作用;(3)常绿阔叶林和木本稀树草原对极端干旱的抵抗力和恢复力显著高于混交林、草地和农田,研究区内各植被类型对极端干旱的抵抗力与温度和降水呈显著正相关关系.

青藏高原黄河上游河岸带是典型的生态脆弱区,然而近年来气候变暖加剧了该地极端旱涝事件的频繁发生,高原河岸带生态脆弱区植被是否能够应对极端旱涝事件的干扰成为流域生态环境管理工作所关注的重点问题.为了研究黄河上游河岸林中主要树种对极端旱涝的响应,该研究选取青海省同德县和兴海县3处河岸林中的47株甘蒙柽柳(Tamarix austromongo-lica),分别从树干面向邻近山体一侧及与之垂直的一侧分别获取1根树轮样本,分析其历史生长.通过对比两个方向上的生长速率判断甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响从而将其划分为受伤组和对照组,分析两组甘蒙柽柳在过去63年中径流极值年的抵抗力状况及两个方向的生长差异.研究发现,甘蒙柽柳对干旱和洪涝均有着很强的抵抗力,河岸带多样化的水分来源有助于甘蒙柽柳在极端干旱环境中较好地生长;但洪涝伴随泥石流等地质灾害的频发使甘蒙柽柳面向山体侧面受到严重的生长抑制,表现出显著的方向性差异,从而影响甘蒙柽柳的形态.较长的创伤恢复期带来的遗留效应可能造成甘蒙柽柳对外界干扰的较高敏感性.研究黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应,将有助于评估生态脆弱区生态弹性过程,同时为高原河岸带生态建设和恢复提供科学依据.

近年来酸雨的酸性和频率越来越高,酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型及硝酸型转变.该研究以两年生马尾松、杉木、青冈和毛竹幼苗为试验材料,通过4个月的盆栽实验对幼苗进行硫酸型(SAR)、硝酸型(NAR)和混合型(MAR)酸雨及其各自3个酸雨浓度(pH 2.5、pH 3.5、pH 4.5)的处理,并以pH 5.7的蒸馏水为对照组,对植物的净光合速率、叶绿素含量、树种株高变化量以及植物根际土壤pH值和交换性盐基离子含量进行测定,以探究植物幼苗对模拟酸雨的敏感性及抗性特征,为酸雨受灾区的植被建设和抗酸树种的培育提供参考数据.结果表明:(1)不同浓度及类型酸雨在一定程度上能够抑制植物的净光合速率、阻碍叶绿素的合成,即酸雨浓度越高,植物净光合速率越低,叶绿素含量越少.(2)低浓度酸雨能够促进植物株高的增长,但随着酸雨浓度的增大,植物株高增长量受到严重抑制,且马尾松和青冈的表现最为明显.(3)植物根际土壤在低浓度酸雨胁迫下能够有效释放出盐基离子中和酸根离子从而降低酸雨的毒害,但随着酸雨浓度的增大,盐基离子含量不断衰减,土壤pH值逐渐减小.(4)杉木、马尾松、毛竹、青冈的平均隶属度值在不同酸雨类型作用下的表现不尽相同,总体上杉木对硫酸型和混合型酸雨的抗性最强,而毛竹能耐受硝酸型及混合型酸雨,青冈相比其他3种树种对酸雨的抗性最弱.研究发现,马尾松对硝酸型酸雨最敏感,且受胁迫的pH阈值为2.5～3.5,但对硫酸型酸雨表现出明显的抗性;杉木对3种类型酸雨的抗性较其他3种树种要强,毛竹抵抗硝酸型酸雨能力强于其他2种酸雨,而青冈对硝酸型酸雨的抵抗力强于其他2种酸雨且是抗酸能力最弱的树种,毛竹、杉木及青冈受酸雨胁迫的pH阈值为3.5～4.5;4种植物对酸雨的综合抵抗能力表现为杉木＞毛竹＞马尾松＞青冈.

为探讨东南亚沿海与内陆地区植被对洪水事件的响应差异,基于东南亚2000-2018年MODIS卫星遥感数据和洪水数据,通过比较东南亚洪水发生区域,共确定自2000年来影响最大、破坏程度相近的2个沿海洪水事件、2个内陆洪水事件以及1个沿海内陆洪水事件.以Google Earth Engine为数据处理平台,利用Sen+Mann-Kendall趋势法分析了 2000-2018年研究区NDVI变化,发现5个研究区19年间NDVI均呈现出上升趋势,平均增速为0.013/10a,沿海与内陆植被在时空演变格局上无明显差异;基于灾害植被破坏指数的分析发现,内陆与沿海植被在洪水影响下的植被破坏指数分别为0.29与-0.25,植被破坏面积分别占比为14.29％与18.11％,内陆植被破坏程度小于沿海地区.同时,排除人类干扰强烈的耕地与人造地表,沿海研究区植被生态系统对洪水事件的抵抗力指数为88.15,明显强于内陆地区的28.89.草地表现出最强的抵抗力,其次为林地;而在植被恢复力方面,表现出相反的趋势.人类活动影响降低了内陆地区洪水灾害对植被的破坏.研究东南亚沿海与内陆植被对单次洪水事件的差异响应,排除内陆与沿海地区洪水事件累计影响,能够为东南亚沿海与内陆植被抵抗洪水灾害提出有针对性的建议.

为揭示川西亚高山林线优势树种岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)和红杉(Larix potaninii)径向生长对气候变化的响应差异.通过树木年轮生态学的方法,研究了岷江冷杉和红杉径向生长与年均温的分异现象、生长衰退以及应对严重干旱事件的抵抗力和恢复力稳定性,并结合限制岷江冷杉和红杉径向生长的主要气候因素进行了分析.结果表明:(1)温度是限制林线岷江冷杉径向生长的主要气候因素,而限制红杉径向生长的主要气候因素是降水;(2)岷江冷杉的径向生长与年平均温度的变化趋势一致,红杉在20世纪90年代后径向生长呈现出下降的趋势,与年均温的升高出现分异;(3)1800—2019年间,岷江冷杉出现生长衰退2次,红杉出现生长衰退5次,相同的时间内,红杉的衰退频率高于岷江冷杉;(4)岷江冷杉对严重干旱事件的恢复力相比升温前有所增强,抵抗力相比升温前下降明显,红杉对严重干旱事件的抵抗力和恢复力相比升温前均呈现出下降的趋势.可为川西亚高山林线的植被动态变化预测和历史区域气候重建提供参考.