缀块性和缀块动态：Ⅲ.生态与进化效应

自然界各种等级系统都普遍存在时间和空间的缀块性。它反映了系统内部或系统间的时空异质性,影响着生态学过程。不同缀块的大小、形状、边际性质以及缀块间的距离等空间分布特征构成缀块性的差异,并控制生态过程的速率。某一空间特有的缀块性也是生态过程的结果。把这种因果关系在时间轴上     

缀块性和缀块动态:Ⅱ.描述与分析

在生态学中,“缀块”(patch)的概念早已在植被群落和海洋生态系统中浮游动植物空间分布研究中广泛应用。A.S.Watte早在1947年就强调缀块在植物群落结构分析中的重要性。实际上,缀块存在于地球的任何地方。森林可     

空间幅度变化对景观格局分析的影响

景观格局指数是量化描述景观格局特征的主要方法之一,各种格局指数的尺度依赖性使比较分析景观格局特征和尺度推绎复杂化,分析不同指数随空间幅度变化的一般行为有助于景观格局分析结果的解释和降低空间尺度推绎的复杂性。研究以2种真实景观和27种模拟景观为分析对象,考查了16种常用的景观水平格局指数随空间幅度变化行为。根据这些指数因幅度变化行为可预测性把它们分为两类：第1类随幅度变化可预测性强,指数与幅度之间的关系可用简单的函数关系来表达;这类指数包括缀块数、边界总长、景观形状指数和缀块丰度密度;前两者随幅度增加呈幂函数形式增加,而缀块丰度密度随幅度增加呈幂函数下降,景观形状指数随幅度增加呈直线增加。第2类指数随幅度变化的可预测性较差,指数随幅度的变化存在多种可能(不同形式的增加、减小或保持不变),不可用一种或多种简单的函数关系来描述所有的情况。这类指数包括缀块丰度、缀块密度、边界密度、最大缀块指数、平均缀块面积、缀块面积标准差、缀块面积变异系数、平均缀块形状指数、面积加权平均缀块形状指数、双对数回归分维数、聚集度指数与Shannon多样性指数。第2类指数随幅度的变化行为受景观格局特征和指数本身算法的影响。总体上来说,第2类格局指数随幅度变化呈折线增加或减小;但当景观的缀块类型较多、各类型优势度比较均等、空间分布格局比较随机时,它们随幅度变化形为的可预测性增加,随幅度增加的函数关系主要有3种：幂函数减小、对数函数增加或直线增加,因指数和格局特征不同而异。研究的结果在揭示了常用景观指数随幅度变化的一般关系外,也启示我们在进行景观格局的比较分析,比较景观的幅度应相同或采用尺度效应图(scalograms)更有效。     

空间粒度变化对景观格局分析的影响

认识空间异质性的多尺度依赖性和景观格局特征对尺度效应关系的影响是进行空间尺度推绎的基础。以2种真实景观(中国广东粤北植被景观与美国凤凰城城市景观)和SIMMAP景观中性模型产生的27种模拟景观为对象。利用景观格局分析软件FRAGSTATS对18种常用景观指数的尺度效应进行了系统的分析。根据这些指数对空间粒度变化的响应曲线和尺度效应关系,18种景观指数可分为3类。第1类指数随空间粒度的增大单调减小。具有比较明确的尺度效应关系(幂函数下降),尺度效应关系受景观空间格局特征的影响较小;这类指数包括缀块数、缀块密度、边界总长、边界密度、景观形状指数、缀块面积变异系数、面积加权平均缀块形状指数、平均缀块分维数和面积加权平均缀块分维数。第2类指数随空间粒度的增大将最终下降。但不是单调下降的;尺度效应关系比较多样,可表现为幂函数下降、直线下降或阶梯形下降。主要受缀块空间分布方式和缀块类优势度的交互影响;这类指数有5种：平均缀块形状指数、双对数回归分维数、缀块丰度、缀块丰度密度和Shannon多样性指数。第3类指数随空间粒度的变粗而增加。随缀块类优势度均等性的增加。尺度效应关系由阶梯形增加、对数函数增加、直线增加向幂函数增加过渡。尺度效应关系主要受缀块类优势度的影响;此类指数包括平均缀块面积、缀块面积标准差、最大缀块指数与聚集度。景观指数随空间粒度变化是一种1临界现象,当粒度大于或小于1临界值时,景观指数对空间粒度变化非常敏感。变化速率非常大。绝大部分情况下。真实景观粒度效应关系和曲线形状与模拟景观所得分析结果相似。说明模拟景观具有很好的代表性。文中也讨论了本研究结果与前人研究的异同。分析了造成差异的原因。景观指数的粒度效应关系与指数本身所反映的景观格局信息有一定关系,总体上来说。随粒度增加。缀块数、边界长度、缀块形状的复杂性、多样性将减小,而平均缀块面积和聚集度将增加。一系列的尺度效应图和不同景观指数的尺度效应关系可作为景观格局分析时指数选择、分析结果的解释和进行空间尺度推绎的参考。     

草地资源缀块聚集分布时草食动物时空分布模型

针对草地上草食动物(家畜)种群空间格局—缀块型,综合考虑整体和局部两种信息,运用渗透理论及数学分析方法研究了草地资源点(缀块)在空间上聚集分布时草食动物的分布,建立了描述草地资源与草食动物时空分布的扩散模型．研究结果表明：资源利用尺度n随资源浓度p的降低而增大,随资源聚集程度q的增大而增大．资源浓度越低,资源利用尺度越大;资源聚集程度越高,资源利用尺度也越大、只有能够在较大尺度上利用资源的动物才能利用破碎化的低浓度资源、这将为草原放牧及管理提供科学依据、     

具有时滞和功能反应的捕食者-食饵缀块系统的持久性

研究了具有Michaelis-Menten类型功能反应的三种群捕食者－食饵缀块系统,得到持久性的条件。     

单种群非自治缀块扩散的竞争模型的概周期解

本文考虑单种群非自治缀块扩散的竞争系统,利用微分不等式,证明了系统存在唯一的正概周期解,它在壳的扰动下是稳定的．     

基于GIS的城市绿地景观空间结构研究——以宁波市为例

城市绿地景观的空间结构分析是城市景观生态系统研究的重要内容和基本特色之一。分析了;城市绿地景观生态系统的空间结构元素及其特征。运用景观生态学的原理,在GIS支持下对宁波市城市绿地景观缀块的等级与分布、空间结构的度量进行了研究和分析,并对该市的城市绿地景观按行政单元进行了综合评价。研究结果表明,宁波市城市绿地线块个数以面积小于500m^2的小型缀块为主(95．32％),而缀块面积大于3000m^2的大中型和大型缀块虽然个数较少(仅0．75％),却是构成该市城市绿地景观的主体(面积占35．99％)。宁波市城市绿地景观多样性指数为0．717,均匀度为0．629,景观优势度为0．669,聚集度为0．870．破碎度为0．292,总分离度为1．456,绿地廊道密度为2．237,分维数为1．373。城市绿地景观总体表现为类型分布不均。各种类型相差较大,破碎度较小,多样性程度不高。综合评价结果为江东区最佳,景观结构最为合理,海曙区次之,江北区较差,全市总体上较好。研究结果为宁波市城市绿地景观生态系统的规划、设计提供了生态学依据,为“生态园林城市”建设提供了理论依据。     

常绿阔叶林下石生藓类对森林植被发育的影响

为探讨石生藓类在森林植被稳定性、完整性维持中的作用,分析了浙江龙王山常绿阔叶林5种异质性生境缀块中石生藓藓丛维管植物的分布格局．结果表明,藓丛维管植物组成及分布受藓丛生长态势、蓄土持水能力及生境干扰程度等众多因子的综合影响．缀块1、5原生生境保持较好,藓丛平均厚度、干重、最大持水量、蓄土量以及土壤自然吸湿率等显著高于遭受不同程度干扰的缀块2、3、4,如藓丛平均厚度排序为缀块5(2．2cm)>缀块1(2．0cm)>缀块2(1．5cm)>缀块3(1．1cm)>缀块4(0．9cm),藓丛维管植物种数排序为缀块5(16)>缀块1(14)>缀块3(9)>缀块2(8)>缀块4(7),藓丛维管植物盖度排序为缀块3(30．0％)>缀块1(28．5％)>缀块5(26．5％)>缀块2(17．0％)>缀块4(4．5％)．认为在森林被发育过程中,林下石生藓类具有涵养水分、蓄积土壤、截留枯落物、富积养分、溶蚀岩面及成土等功能,对改良林下岩面生境条件具有重要作用．有利于森林维管植物更新,对森林植被范围拓展及各类干扰地植被恢复与保持具有积极意义．     

受损河岸生态修复工程的土壤生物学评价

为探索受损河岸生态修复的理论与技术,以修复4年的河岸生态修复工程为研究对象,从土壤生物学角度评价了人工构建的河岸生境缀块对受损河岸生态系统的修复作用.结果表明,经过4年的恢复,修复区土壤中各种微生物的数量明显高于对照区;修复区土壤动物种类、数量、生物多样性指数以及土壤有机质、N、P、K含量均高于对照区.修复后,受损河岸的土壤性状得到了明显改善,土壤生物多样性及河岸生态系统稳定性得到了提高.人工构建生境缀块的河岸生态修复工程不仅经济成本低,而且具有生态、景观和社会价值,为已建混凝土河岸的生态改造和受损河岸的近自然修复提供了新模式.     

萍螟转主缀叶化蛹损害水稻

在压萍不彻底田块,水稻插秧后,剩下少部分红萍,可被萍螟(包括:褐萍螟和黑萍螟)为害。由于虫多,红萍少,当红萍被吃光时(或将被吃光时),迫使幼虫转主,爬上水稻,缀叶化蛹。虽然,幼虫不吃水稻,但由于缀叶做苞,常可严重影响水稻叶片生长。故应注意防治。     

缀叶丛螟为害黄栌的初步研究

<正> 缀叶丛螟Locastra muscosalis Walker又名核桃缀叶螟,已知此虫在河北,安徽等地为害核桃、黄连木,近年来作者在河南调查为害黄栌,不为害核桃。主要分布在伏牛山,太行山北部,登封、密县、巩县、济源等县,海拔1,000米以下的高山下部及低山阳坡,被害株率90％以上。     

缀黄毒蛾核型多角体病毒的研究初报

缀黄毒蛾(Euproctis karghalica Moore)又名班翅棕尾毒蛾。为害苹果、杏、梨、桃、桑、杨、柳、沙枣等果树和林木。该虫主要分布在黑龙江和新疆两地。     

生态学范式变迁综论

拟总结生态学研究在若干方面的最新进展,并涉及到平衡与非平衡、同质性与异质性、决定性与随机性,以及单一尺度与等级关联等问题。在此基础上,作者将对生态学中的范式变迁作一论述。缀块动态观点和等级理论的结合,使尺度与空间异质性明确地联系在一起,从而正在形成一个新的生态学范式,并导致了关于生态学系统时空动态的新观点。等级缀块动态范式的主要内容包括缀块等级系统概念、系统动态与缀块变化观点、格局－过程－尺度观点     

毛乌素沙地半固定沙丘油蒿种群对土壤湿度空间异质性的响应

将统计学和地统计学方法相结合,探讨了毛乌素沙地半固定沙丘土壤湿度空间异质性与油蒿种群空间异质性之间的关系. 结果表明,在块尺度（80 m×80 m）上,油蒿密度和生物量的空间异质性受制于土壤湿度的空间异质性,尤其油蒿生物量的空间异质性与土壤湿度的空间异质性呈显著正相关关系.表明在半固定沙丘阶段,土壤湿度的空间异质性决定油蒿种群的空间异质性. 由于沙丘地形对降水量的再分配在土壤湿度分布中的作用,土壤湿度和油蒿种群空间异质性相互作用的结果为地形的缀块性→土壤湿度分布的缀块性→油蒿种群分布的缀块性→油蒿生物量和密度的缀块性.     

化学农药与微生物农药防治核桃缀叶螟试验

<正> 核桃缀叶螟Locastra muscosalis Walker是为害核桃、木橑等树叶的一种严重害虫。在河北、河南、陕西等省均有发生。 该虫主要以幼虫群集缠卷食害树叶,于8月下旬后(幼虫四龄后)分散为害,严重者树叶全部吃光。我们于1974—1976年做了一些化学农药和菌农药的药效试验,今将结果初步整理,仅供参考。     

基于COI序列的DNA条形码在中国沿海缀锦蛤亚科贝类中的应用分析

该研究探讨了将COI序列应用于中国沿海缀锦蛤亚科贝类物种鉴定的可行性,获得了该亚科5属11种贝类51个个体的43个单倍型序列.碱幕替换饱和性分析表明,颠换未出现饱和现象,而转换在序列分化达到10%至15%时即到达饱和.单倍犁Hap33可能是由杂交引起的,排除此瞥倍型,种内个体间遗传距离在0%到2.02%之间,平均为0.46%,属内不同种个体间遗传距离在17.21%～32.24%之间,平均为24.96%,存在条形码问隙:11种缀锦蛤哑科贝类在邻接树和贝叶斯树上都独立的单系群.该研究表明,基于COI的DNA条形码技术能够将研究所涉及的约98%的缀锦蛤亚科贝类鉴定剑种的水平,因此,利用DNA条形码技术可以对缀锦蛤亚科贝类进行有效地分类鉴定.     

具时滞的非自治扩散捕食系统的概周期解

在本文中,我们考虑具时滞的扩散概周期捕食系统,其中被捕食者可在两个缀块间迁移,而捕食者被限制在其中一个缀块内,并证明了该系统存在唯一的全局吸引的正概周期解．     

武夷山风景名胜区景观空间格局变化及其干扰效应模拟

景观空间格局是大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置,它是各种生态过程在不同尺度上共同作用的结果,景观空间格局变化及其干扰研究对于准确掌握景观资源的动态过程以及进一步开展景观生态规划与建设具有十分重要的意义,因此,它是景观生态学研究的核心内容。以武夷山风景名胜区为研究对象,运用景观多样性、景观优势度、景观均匀度及景观破碎度等多种景观格局指数对武夷山风景名胜区不同时期景观格局进行研究,在此基础上,运用分室理论对未来50a武夷山风景名胜区在不同干扰程度下景观格局变化进行了模拟分析。结果表明：①从1996年至2001年,武夷山风景名胜区总斑块数从421块增加到452块,景观破碎度呈增大趋势。景观多样性从0．6066减少至0．6028,而景观均匀度却增加了0．0026,但景观格局总体上未出现显著的变化,即仍以天然马尾松林为基质景观,其它景观类型镶嵌其中的景观格局,表明了武夷山风景名胜区作为世界文化与自然遗产,受到较为有效的保护;②从局部上看,5a间武夷山风景名胜区各景观类型除河流景观外均发生了一定的变化,其中杉木林、农田与马尾松林景观面积减少量居前3位,分别减少了0．5644、0．2833、0．2804,而茶园与居住地面积却分别增加了0．7285、0．0814km^2。因此,毁林种茶是造成武夷山风景名胜区景观格局变化的主要原因;③不同干扰程度下景观格局变化模拟结果表明了武夷山风景名胜区景观多样性与均匀度均随着干扰强度的增大而增大,而优势度恰好相反,从而提供了一个证明“干扰是导致景观多样性增大”论断的有力实例。     

长江平原区乡村景观的结构、管理及其对土壤氮磷的影响

通过实地研究主要位于宜兴市域的区域乡村景观代表性样方,评价并阐明了人口密集的长江平原区乡村景观的结构、管理与土壤全氮、全磷密度和储量的关系.景观绘图是基于1m分辨率的IKONOS影像并采用生态立地分类及绘图标准,通过直接解译和实地检验对均质景观缀块进行分类和绘图;依据区域权重分层取样方法,在生态立地缀块中随机设定取样点进行土壤或底泥取样;通过自助法对12个样方重取样,用区域多变量最优化方法计算样方的区域权重,并结合不确定性分析模型评价区域土地利用/覆被、土壤全氮和全磷储量.结果表明:在85.24×103km2的长江平原区乡村景观面积范围内,0～30cm土壤全氮、全磷储量分别为29.87Tg N和 19.79Tg P.最大的5种土地利用/覆被的类型为水田、水产养殖、非渗漏性建筑用地、旱地1年生作物和闲置水域,占区域总面积的82.9%;其土壤全氮、全磷储量分别占区域总量的82.6%和80.8%.其中平原稻田面积为38.93×103km2,占总面积的45.5%;其0～30cm土壤全氮、全磷储量分别高达15.26Tg N和9.13Tg P,分别占总储量的51%和45%.揭示了人口密集的乡村景观中土地利用/覆被方式对区域土壤全氮、全磷的影响模式.这种在小尺度下对土地管理调查,土壤全氮、全磷及其它生态特征研究方法的精确度明显优于传统的基于30～1000m分辨率遥感影像的土地覆被研究.