四合木(Tetraena mongolica)分布区景观结构时空变化分析

利用3S技术、1972年航空黑白像片、1988年TMCCT磁带数据以及1995年1:10万TM影像等信息源,以斑块为最小景观结构单元,对西鄂尔多斯特有种四合木(Tetraenamon-golica)的分布及其分布区的景观结构进行了研究。结果表明:(1)四合木的分布区面积约为2754km₂;(2)分布区面积及斑块平均面积都在减少。1988年实际占有1456km₂,1995年为1268km₂,平均每年减少27km₂,单个斑块平均面积1988年为18.79km₂,1995年为15.38km₂,减少了18.1%;(3)四合木分布面积的减少在不同时空尺度上并不相同,1988～1995年间的年变化率比1972～1988年间的年变化率高5倍,空间尺度上城市工业区的年变化率比放牧分布区高。     

内蒙古多伦县土地沙漠化景观格局变化特征

利用景观分析软件Fragstats 3.3和内蒙古多伦县1960、1975、1987、1995、2000、2005年6期遥感影像解译结果,分析了1960—2005年间土地沙漠化景观格局变化.结果表明:1960—1995年间研究区土地沙漠化面积呈先增后减趋势,总沙漠化面积增加212.70km2,沙漠化斑块数先增多后减少,景观多样性和均匀性上升,轻度、中度、重度沙漠化斑块形状趋向简单;1995—2005年间研究区沙漠化斑块数大幅增加,景观多样性和均匀性下降,轻度、中度、重度沙漠化斑块形状趋向复杂;严重沙漠化斑块形状在1960年以后一直趋向复杂化.整个景观在研究期间表现为完整-破碎-完整-破碎的趋势,由轻度到严重沙漠化,其景观类型的破碎化程度逐渐降低.     

近40年野骆驼历史分布区土地利用变化及生境破碎化驱动因素

野骆驼是中亚地区重要的迁徙物种,历史上完整、连续的野骆驼栖息地目前已成为孤岛状。为了解野骆驼历史分布区受人类活动的影响,明确造成其历史分布区破碎化的驱动因素,研究选取土地利用和道路两个因素,通过对近40年来的野骆驼历史分布区土地利用变化和动态度分析,以及道路密度和影响域计算,定量评估野骆驼历史分布区景观格局,以期为野骆驼栖息地整体连通性的改善,避免或缓解线性基础设施建设对野骆驼栖息地的影响提供科学的建议。结果表明：（1）近40年,野骆驼历史分布区内以未利用土地和草地为主体的格局保持不变,尤其是沙地、戈壁为主的未利用土地始终占比很大（>80%）;（2）野骆驼历史分布区范围内道路密度为0.0410 km/km²,但道路的阻隔作用明显,野骆驼当前分布区呈3个孤岛的格局与道路隔离形成的景观格局是一致的;（3）野骆驼历史分布区斑块数为914个,西部历史分布区斑块数为78个,远低于中部的373个和东部的463个,斑块数和平均斑块面积两个景观指数表明西部的栖息地破碎化程度比中部和东部栖息地要低;（4）从最大斑块指数来看,残存的大面积、无路区斑块是当前野骆驼种群得以存续的庇护所。根据当前的景观格局和破碎化状况,西部分布区和中部分布区间通过实施科学的栖息地连通和廊道建设规划,将极有可能实现两个孤立种群的交流连通,中部分布区和东部分布区间种群已基本无连通的可能。建议将更多的保护资源和努力投入到西部和中部分布区种群的维持和连通。在未来的道路规划建设和布局中,要考虑道路规划和建设对野骆驼最小生境面积的影响,并且要将影响评估尺度放大到整个野骆驼历史分布区的尺度上考虑道路的阻隔作用。     

呼伦贝尔森林-草原交错区景观格局时空动态

基于遥感（RS）与地理信息系统（GIS）相结合的方法,解译并提取了1988年、1995年、2000年和2004年四期呼伦贝尔森林．草原交错区的景观格局空间分布信息,并在Fragstats3．3软件中,分别从景观级别和类型级别出发,分析了该区景观格局的时空动态变化。结果表明：（1）16年来,呼伦贝尔森林-草原交错区各景观类型转换频繁。其中,林地面积减少量最多,达7858．15km^2,主要转换为草地;未利用土地面积增加量最多,净增4087．25km^2,增加的面积主要来源于草地和林地。（2）景观格局整体波动较大,景观破碎度、景观多样性指数逐年增大,优势度指数降低。（3）受人为干扰的影响,研究区内各主要景观类型均表现出景观斑块由大到小,由少到多,斑块形状复杂化程度增加的特点。（4）主要景观类型质心向东偏移,其中,林地景观的质心向东南方向偏移了50．22°大约4．48km;草地景观整体向东北方向偏移了79．96°大约29．93km。     

南京市景观时空动态变化及其驱动力

选择南京市1995、2000和2008年的土地利用/土地覆盖数据,对其土地利用斑块动态变化与景观斑块的空间稳定性进行探讨。结果表明,全市总体上以耕地、林地和草地的减少,以及建设用地和水域的大幅度增加为典型特征。1995-2000年间耕地、林地和草地面积净减少了12017.2 hm²,2000-2008年间净减少41029.13 hm²;全市的建设用地面积1995-2000年间仅增加了11981.3 hm², 2000-2008年间面积增加了41027.06 hm²。从斑块类型的面积稳定性来看,各种土地利用斑块的空间稳定性都非常高,除了2000-2008年间未利用土地的自身空间保持率为50.66%外,其他土地景观类型的保持率都在90%以上。从不稳定斑块的空间分布看,1995-2000年间,主要集中在南京市的栖霞区、浦口区和江宁区,呈离散分布特征; 2000-2008年间,不稳定斑块一方面呈现出集中连片的分布态势,这在江宁区和栖霞区最为典型,另一方面这种集中分布趋势也扩大到了六合区与高淳县。从不稳定斑块的转化方向看,均以建设用地所占比例最大,两个时段内转为建设用地的不稳定斑块分别占到了不稳定斑块总面积的87.09%和68.46%,其次的转化方向为水域,两个时间段内分别达到了10.61%和23.86%。从景观斑块变化的原因来看,对当地景观斑块稳定性影响最大的主要是人口与经济发展、城市规划的引导和重大的生态建设工程等人为因素。     

尺度分析对景观格局指标的影响

采用优势规则和随机规则为基础的两种尺度分析方法,对分类的TM数据进行了尺度变换分析。结果表明,随着尺度(粒度)增加,优势规则处理法使景观中优势类型的面积增加,非优势类型的面积减少,随机规则处理法使各景观类型的面积基本上保持不变,随尺度变大,整个景观和多数类型的最大斑块面积指标增加;最小斑块面积等于尺度大小的平方;平均斑块面积都增加;斑块数迅速减少,在优势规则系列中,多样性指标减小,而在随机规则处理中,基本没有变化,聚集度随尺度的增大而减小,但测量尺度固定的情况下,随图分辨率的提高而增大,随尺度的增加,Moran’s Ⅰ指标减小,景观类型在空间上趋于随机分布,但是测量尺度固定的情况下,随图分辨率的提高而增大,景观类型在空间上趋于聚集分布。     

城市化背景下近30年武汉市湿地的景观变化

以1978—2007年6期Landsat TM(MSS)影像为基础数据,分析了城市化背景下武汉市湿地景观近30年的动态变化规律。结果表明：武汉市湿地景观面积逐年减少,平均年减小量为1655.79 hm²,年下降率为0.89%,其中1991—2002年湿地景观的年变化率高于武汉市湿地景观近30年间的年平均变化率,与建成区面积变化相对应;研究期内武汉市自然湿地面积减少,人工湿地面积略有增加;湖泊湿地是武汉市湿地景观的主要类型,其面积下降速度最快,是武汉市湿地景观面积减少的直接因素,人工湿地面积的增加并未改变武汉市湿地面积减少的趋势;快速城市化使武汉市湿地景观表现出斑块密度和景观破碎度逐渐增大、分维数逐渐减小、连通性降低的趋势。虽然保护性法律法规的实施遏制了湿地萎缩的速度,但并未改变湿地面积下降的趋势,因此,应进一步加强武汉市湿地保护与规划,并着重开展河流和湖泊湿地的保护。     

黄河首曲玛曲县高寒湿地景观格局演变

高寒湿地是青藏高原地区最重要的生态水源涵养区之一, 也是局部气候的有效调节者, 其动态变化与成因亟待深入研究。该研究基于遥感图像分析、地理信息系统空间分析和景观生态指数分析结合的方法, 以黄河首曲玛曲县高寒湿地为研究对象, 对1995-2018年6期湿地的动态变化进行研究。结果表明, 研究区湿地在1995-2010年间不断退化, 1995-2010年湿地面积总共减少了18 680.31 hm²。在2010-2018年间黄河首曲高寒湿地面积有所增加, 但与20世纪90年代相比, 21世纪初开始湿地的面积普遍呈现下降趋势; 1995-2010年湿地斑块数不断增加, 斑块密度不断增大, 平均斑块面积下降, 景观的破碎度升高; 2010-2015年湿地斑块数和斑块密度减少, 2015-2018年湿地斑块数和斑块密度增加, 平均斑块面积先增大后减小, 景观的破碎度先降低后升高。1995-2010年研究区高寒湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现下降的趋势, 湿地的景观结构趋于简单, 景观类型分布更加集中。2010-2018年湿地景观Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数均呈现上升趋势, 湿地的景观结构趋于复杂, 景观类型增加且分布更加分散。进一步的驱动力分析表明, 引起黄河首曲高寒湿地景观格局演变的主要因素是蒸发量和降水量, 其次是人口数量和大牲畜数量等人类活动影响。气候因子是影响黄河首曲高寒湿地面积变化的主要原因, 过度的人类经济活动在一定程度上加剧了湿地的变化。     

三江平原沼泽湿地景观空间格局变化

景观空间格局是指大小和形状不一的景观斑块在空间上的排列,它是景观异质性的重要表现,同时又是各种生态过程在不同尺度上作用的结果。这一研究可为环境资源的合理管理提供有价值的资料,已成为景观生态学研究的核心之一。通过选取斑块连接指数、分布质心和扩展等模型,来表征三江平原沼泽湿地景观近20a来空间格局变化情况。结果表明：（1）三江平原沼泽湿地的破碎化较为严重,斑块数量增加了46％,斑块密度净增加2倍。与1980年相比,1996年最大斑块面积缩小了63.57％,最大斑块周长缩短了52.47％。（2）三江平原沼泽湿地斑块间隙在不同时期都较大,且随着沼泽湿地面积的减小和斑块数量的增加,其斑块间隙越来越大,进一步说明沼泽湿地的破碎化较为厉害。（3）1980-1996年间三江平原沼泽湿地的分布质心向西南方向偏移了7.05km,1996-2000年向西北方向偏移了6.01km。（4）1980、1996、2000年三江平原沼泽湿地的扩展度分别接近于14.222、11.101和11.262。其值都远大于1,说明斑块形状与圆形相差较大,形状不规则。近20a来,人类活动对沼泽湿地空间格局变化的影响程度较大,1980-1996年尤为明显,而在1996-2000年,由于采取了保护措施,其影响程度开始变弱。     

黄河源区沙漠化及其景观格局的变化

本研究以1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据为数据源,通过遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术,获得了黄河源区在1975－2005年间沙漠化的发展特征,并采用景观指数运算软件（FRAGSTATS3.3）对黄河源区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现：在1975－1990年间,黄河源区的沙漠化土地面积大幅增加;在1990－2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000－2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。黄河源区沙漠化土地的景观格局变化显著,在1975－1990年间,沙漠化土地发生了严重的破碎化;在1990－2000年间,沙漠化土地出现了连片的现象,从而使得沙漠化土地的破碎度有所下降,景观多样性降低;在2000－2005年间,沙漠化土地破碎度的增加,斑块形状趋于复杂。     

西鄂尔多斯地区土壤与四合木微量元素含量特征分析

从西鄂尔多斯地区生境适宜性特征的角度,研究四合木(Tetraena mongolia)的生态适应性,探讨迁地保护不易成活的原因,对不同生境条件下四合木分布区土壤和植株微量元素含量的测定结果表明,四合木分布区土壤中Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mo、Se、Co、CI9种微量元素中,除B的含量明显高于国内土壤平均含量水平和荒漠区土壤平均含量水平;其它元素都低于国内土壤的平均含量;迁地实验区土壤中除Cu的有效量略低于荒漠区土壤和四合木分布区土壤的含量外,Fe、Mn、Zn、B、Mo的有效量均略高于荒漠区土壤和四合木分布区土壤,四合木植株中Fe、Cu、Zn、B、Se、Co的含量远高于各种类型草原植物,而Mo含量高于植物体含量均值,但低于荒漠草原植物,仅为荒漠草原植物的50％,四合木分布区土壤与四合木成株、幼苗9种微量元素相关性不显著,而且植物体中9种元素含量远远大于土壤中的有效量,从四合木植株中各元素含量与各类型草原植物(包括荒漠草原植物)和土壤中含量比较表明,四合木在生长过程中对各种元素呈富集特征,可见土壤微量元素的含量不是四合木迁地种植的制约因子。     

孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的地理分布与潜在适生区预测

以孑遗濒危植物四合木( Tetraena mongolica Maxim.)为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示:四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1. 49 × 10 6 km 2 ,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)平均值均达到0. 8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。     

中国特有种四合木种群遗传多样性的RAPD分析

采用随机扩增多态性 DNA(RAPD)技术检测了西鄂尔多斯高原特有种四合木种群 5个斑块的遗传多样性。2 2个扩增引物产生 1 1 6条带 ,Shannon信息指数和 Nei指数对 RAPD数据的分析表明 :四合木种群存在较高的遗传多样性 ,其中千里山斑块的遗传多样性和多态位点比例较高 ,石嘴山斑块的最低。遗传多样性的 86.5 %存在于斑块内 ,斑块间的遗传变异为 1 3 .5 %。遗传距离与地理距离无直接相关关系。这些结果说明 ,遗传多样性反映了四合木种群基因组 DNA存在较高的变异性 ;同时各斑块间存在一定的基因流 ,四合木各斑块可看成是处于同一种群的半隔离状态 (meta-种群 ) ,对四合木应注意保护遗传多样性丰富的 meta-种群。     

孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的地理分布与潜在适生区预测

以孑遗濒危植物四合木（Tetraena mongolica Maxim.）为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示：四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1.49×10⁶ km²,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积（AUC值）平均值均达到0.8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。     

近40年艾比湖湿地自然保护区生态干扰度时空动态及景观格局变化

以新疆艾比湖湿地为研究区,利用1972、1998、2007年及2013年4个时期的Landsat遥感影像作为数据源,并结合湿地的土地覆被状况,参考《全国土地利用分类》建立艾比湖湿地生态干扰类型分类系统。借助生态干扰度指数、景观格局指数以及GIS空间分析方法,探讨艾比湖湿地的生态干扰度的时空动态及景观响应机制。结果表明:(1)1972—2013年,研究区的生态干扰度总体呈现较为稳定的趋势,但其空间分布发生变化。生态干扰度类型之间的转化速率有加快的趋势。(2)1972—2013年,边缘密度指数(ED),平均形状指数(MSI),面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)及景观分离度(DIVISION)4项景观格局指数大体呈上升的趋势,2013年区域的景观指数较为稳定。(3)景观格局指数与生态干扰程度有密切的一致性。生态干扰度与景观格局指数空间分布相关性大小依次为:边缘密度指数(ED)景观丰度密度(PRD)香农多样性指数(SHDI)平均形状指数(MSI)面积加权的平均斑块分形指数(AWMPFD)景观分离度(DIVISION)。客观系统的认识和评价艾比湖湿地的生态系统及环境,可为干旱区实现自然环境的保护,协调土地利用及环境保护之间的关系提供较为实用的参考。     

孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制

对我国特有单属种孑遗植物四合木 (Tetraena mongolica Maxim) 的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖和遗传变异等种群生态学特征及其濒危肇因进行了系统分析.研究结果表明:四合木种群为高群集分布,种群曲线属Leak凸型.年龄结构不合理,其存活曲线接近于Deevey ê型,且将演化为小种群,群落内的生境异质性显著,种群处于不稳定阶段.四合木从开花期到结果期,生殖分配 (RA) 呈下降的趋势,生殖过程中胚胎发生败育、种子向幼苗难以转化使其有性生殖受阻,生活史趋于断裂,是最终导致其濒危的重要内因.分布区城市化、工业化以及过度放牧等原因造成其种群孤立和生境破碎化是物种导致濒危的外因,四合木生态适应性和生境适宜性下降造成遗传多样性逐步丧失.同时提出对我国特有植物四合木进行异地保护的可能性与必然性.     

GIS支持下岷江上游土壤侵蚀动态研究

利用TM数据,采用3S技术和通用土壤侵蚀方程(RUSLE)研究岷江上游地区3个典型时期的土壤侵蚀动态,并对影响侵蚀的主要因子进行初步分析.结果表明,研究区3个时期侵蚀面积分别占研究区总面积的1.2%、1.4%和1.70%;年平均侵蚀模数分别为32.64、1 04.74和1 362.11 t·km^-2,以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,伴有少量的中度侵蚀.侵蚀面积比较小,侵蚀程度比较轻.侵蚀与坡度呈显著正相关,侵蚀大多发生在＞25°的区域,196年占总侵蚀量的93.65%,1995年为93.1%,2000年为92.71%;在海拔上,中山、亚高山、高山以及干旱河谷是侵蚀发生的主要地带,1986年占总侵蚀量的9.21%,1995年为97.63%,2000年为99.27%;不同类型的植被直接影响到侵蚀的发生,灌木林地以及新退耕的疏林地是3个时期侵蚀的主要发生地,过度放牧导致草场退化,也产生了微度侵蚀;侵蚀的发生和土壤类型密切相关,燥褐土、石灰性褐土最易发生侵蚀,是控制侵蚀的重点区域;人口的增长、户数的增加是侵蚀发生的驱动因子,人口与户数增长导致资源需求压力的增大,侵蚀呈线性增加.     

孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制

对我国特有单属种孑遗植物四合木 (Tetraena mongolica Maxim) 的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖和遗传变异等种群生态学特征及其濒危肇因进行了系统分析。研究结果表明：四合木种群为高群集分布,种群曲线属Leak凸型。年龄结构不合理,其存活曲线接近于Deevey ê型,且将演化为小种群,群落内的生境异质性显著,种群处于不稳定阶段。四合木从开花期到结果期,生殖分配 (RA) 呈下降的趋势,生殖过程中胚胎发生败育、种子向幼苗难以转化使其有性生殖受阻,生活史趋于断裂,是最终导致其濒危的重要内因。分布区城市化、工业化以及过度放牧等原因造成其种群孤立和生境破碎化是物种导致濒危的外因,四合木生态适应性和生境适宜性下降造成遗传多样性逐步丧失。同时提出对我国特有植物四合木进行异地保护的可能性与必然性。     

扩展点格局分析方法在灌木种群空间分布格局研究中的应用

当研究对象个体差异很大或者研究尺度与植物大小属于一个数量级时,传统的以种群空间分布的坐标点图为基础的点格局分析方法存在局限性.本文引入一种在传统点格局分析方法基础上发展起来的以栅格数据为分析对象的新方法——扩展点格局分析方法,用以分析具有一定面积和形状对象的空间格局和生态过程,该方法适用于灌木研究对象.以狭域特有种四合木(Tetraena mongolica)种群的空间分布格局分析为例,采用摄影定位法,用图像处理软件及地理信息系统软件将样地信息数字化后,利用扩展点格局分析方法分析了群落中四合木单种的空间分布格局及其与群落中霸王(Zygophyllum xanthoxylum)种群的关系,四合木种群在69～ 99 cm尺度上表现为均匀分布,四合木与霸王在350 ～570cm尺度上表现出显著的负关联关系.结果揭示了灌木种群的空间结构特征.