中国西北半干旱区净初级生产力驱动因子空间计算分析

净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)驱动因子分析对区域生态系统生产力监控与预测及生态承载力评估有重要意义。NPP驱动力系统研究近年成果已有很多,但前人研究中未能将因子空间属性在原数据和分析中得到体现。实际上,这不利于获得更科学的分析结果,甚至阻碍了数据本身空间信息的表达。在前人研究分析基础上,以新疆伊犁河谷为试验研究区,使用一种全新的数据预处理方法(C.V计算,C.V=SD/Mean),通过该方法使数据固有的空间属性或空间关系信息得以表达。将该数据集与原始数据集统计分析结果对比分析,得出结论:(1)半干旱区环境下NDVI、积温和海拔与NPP相关性相对较强。经自变量因子重要性排序分析,发现以上因子对因变量(NPP)有较高重要性(P0.01);(2)C.V数据集较原数据集在模型建立中拥有更高的拟合度,r值平均高出0.1左右,结果更优(P0.01),在环境因子建模分析中具有较好的应用前景;(3)原始数据仅能表达因子在空间中的数值分布,经C.V计算处理后,能直观的表达因子的空间变异性和数组单元的空间紊乱程度。(4)在半干旱区海拔因子对NPP的作用力相对较强,Duncan分析发现,各因子在海拔尺度下存在显著的分异特征(P0.01),说明了海拔因子对NPP的作用力。综上,研究尝试使用C.V计算数据预处理,令原始数据集附带空间属性,使得研究分析结果不单纯依赖于数值关系,结果表达的关系更加全面。研究结果对生态环境因子分析及NPP驱动力分析研究都有重要的试验价值与科学意义。     

黄河上游高寒草地土壤全氮含量分布特征及其影响因素

高寒草地是青藏高原独特的生态系统,其全氮含量分布特征对草地质量有着决定性的影响。基于样点监测数据,分析了黄河源区高寒草地全氮含量与地理环境因子的相关性,并利用地理探测器探讨了地理环境单因子及其复合因子对全氮空间异质性分布的影响。结果表明:(1)不同类型植被土壤全氮含量存在明显的差异,表现出线叶嵩草(Kobresia capillifolia)草甸小嵩草(K. pygmaea)草甸紫花针茅(Stipa purpurea)草原西藏嵩草(K.tibetica)+薹草(Carex cinerascens)草甸青海固沙草(Orinus kokonorica)草原异针茅(S. aliena)草原小嵩草+矮嵩草(K. humilis)草甸,对应的土壤为草甸土、黑钙土、黑毡土、草毡土、栗钙土。(2)区域土壤全氮含量与海拔、坡度、坡向、地形起伏度和植被类型呈正相关,与年降水量、≥0℃积温、年平均气温、土壤类型呈显著负相关;其中海拔、坡度、年降水量对土壤全氮含量的贡献率最高,均为1,≥0℃积温、年均气温、地形起伏度、植被类型、土壤类型对土壤全氮含量的贡献率分别为0.72、0.74、0.59、0.88、0.17。(3)年均气温与土壤类型、地形起伏度、植被类型,地形起伏度与植被类型、土壤类型,植被类型与土壤类型相互间对土壤全氮含量的作用为非线性增强,而其余因子之间对全氮含量的作用为非线性减弱,说明土壤全氮含量的空间变异性是各环境因子共同作用的结果,揭示了土壤全氮含量空间异质性分布影响因子的多样性和复杂性。     

西北干旱区植被净初级生产力的遥感估算及时空差异原因

植被净初级生产力(NPP)是评价陆地生态系统的重要参数。本文基于2000—2014年的MODIS NDVI数据,结合西北干旱区的自然环境特点,从土地覆盖类型、分类的精度、辐射数据的选取、计算公式的选择等方面对CASA模型进行改进和率定,进一步估算了西北干旱区的NPP,并分析了NPP的时空变化特征。结果表明:经验证改进的CASA模型对于干旱半干旱区植被NPP的模拟效果较好,可以反映研究区的植被生长及分布状况,西北干旱区多年平均植被NPP为191.63 g C·m~(-2)·a~(-1);西北干旱区植被NPP分布具有明显的区域差异性,总体上呈现出西北、东南高,中间低的特征;在年际变化上,NPP总体上呈增加趋势,线性增长率为2.98 g C·m~(-2)·a~(-1),且不同植被类型的NPP增长率不同,耕地增长最快,其次是灌丛,最低的是林地;对西北干旱区不同植被类型的NPP与气候因子(气温、降水)的相关性分析表明,总体上植被生物量与降水的相关系数为0.538(P0.05),与气温的相关系数为0.394,说明研究区植被NPP与降水的相关性高于气温;且不同植被类型与气候因子的相关性具有差异性。     

气候波动和土地覆盖变化对广东省植被净初级生产力的相对影响

为深入理解人类活动对陆地生态系统的影响,采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算广东省2000、2005和2010年实际植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP),并基于情景模拟法估算气候和土地覆盖类型稳定条件下的植被NPP,对气候波动和土地覆盖变化在植被NPP变化中的相对贡献进行了研究。结果表明:太阳辐射对植被NPP具有显著的正向控制作用,气温与植被NPP表现为显著负相关,降水不是该区域植被生长的限制性因子;各气候因子与植被NPP的相关性具有季节和区域差异性。在气候不变条件下,土地覆盖变化整体上增加了NPP,对NPP变化的相对贡献与城市扩张格局相类似,不同生态区存在差异性,以珠三角区的贡献最大。总之,气候波动对NPP变化的相对贡献较为复杂,取决于气候因子的波动特征以及与NPP的相关性;其它因子(城市热岛、农耕活动和园林管理等)对NPP变化的相对贡献存在很多不确定性,整体上增加了NPP。     

青藏高原东缘主要针叶树种叶片碳氮磷化学计量分布格局及其驱动因素

理解植物叶片化学计量特征及其驱动因素对认识植物种群分布规律及预测植物对环境变化响应具有重要意义。该研究采集了青藏高原东缘针叶林84个样点共29种主要针叶树种叶片, 探讨该区域常绿针叶树种叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和分布格局及其驱动因素。结果表明: (1)在科和属水平上, 不同针叶树种叶片C、N含量和C:N差异显著; 叶片N:P < 14, 表明该区域针叶树种主要受N限制。(2)叶片N、P含量在环境梯度上表现出一致的分布规律: 均呈现出随纬度和海拔增加而显著降低, 随年平均气温(MAT)和年降水量(MAP)增加而显著增加的趋势; 而叶片C含量与纬度、海拔、MAT和MAP均未表现出显著相关性。(3)叶片C:N、C:P呈现出与N、P含量变化相反的分布格局: 均随纬度和海拔增加而显著增加, 随MAT和MAP增加而显著降低; 而叶片N:P与海拔、MAT和MAP均无显著相关性。(4)进一步分析表明, 叶片C、N、P含量及其化学计量比的主要驱动因素不尽相同。具体而言: 土壤特性是叶片C含量和N:P变异的主要驱动因子, 而叶片N、P含量和C:N、C:P的变异主要由气候因素决定。总之, 该区域针叶树种叶片化学计量沿环境梯度的变异规律有力地支持了温度生物地球化学假说, 在一定程度上丰富了对环境变化下植物叶片化学计量分布格局及其驱动机制的认识。     

2000—2015年秦巴山区植被净初级生产力时空变化及其趋动因子

基于2000—2015年MOD17A3数据及各驱动因素数据,辅以地统计学理论,利用趋势分析、Hurst指数及相关分析等方法,剖析秦巴山区近16年植被净初级生产力(NPP)时空变化特征,研究气候变化、土壤类型、地形因子、植被类型及人类活动等对植被NPP的影响.结果表明: 秦巴山区植被NPP空间上呈西南高、东北低的分布格局;时间上,近16年呈西北增、东北减的变化特征,在未来呈北部持续性、南部反持续性的发展态势.秦巴山区植被NPP与降雨量和气温呈正相关;暗棕壤、黄壤、紫色土和水稻土4种土壤类型的NPP均值明显高于其他土壤类型;不同植被类型的NPP存在空间分布和变化趋势的差异;NPP的高值主要分布在坡度25°～50°、海拔500～1000 m 以及大于2500 m的区域内;人类活动对NPP具有双重扰动性,表现为正向促进,反向抑制.     

青藏高原东缘主要针叶树种叶片碳氮磷化学计量分布格局及其驱动因素

理解植物叶片化学计量特征及其驱动因素对认识植物种群分布规律及预测植物对环境变化响应具有重要意义。该研究采集了青藏高原东缘针叶林84个样点共29种主要针叶树种叶片,探讨该区域常绿针叶树种叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和分布格局及其驱动因素。结果表明:(1)在科和属水平上,不同针叶树种叶片C、N含量和C:N差异显著;叶片N:P 14,表明该区域针叶树种主要受N限制。(2)叶片N、P含量在环境梯度上表现出一致的分布规律:均呈现出随纬度和海拔增加而显著降低,随年平均气温(MAT)和年降水量(MAP)增加而显著增加的趋势;而叶片C含量与纬度、海拔、MAT和MAP均未表现出显著相关性。(3)叶片C:N、C:P呈现出与N、P含量变化相反的分布格局:均随纬度和海拔增加而显著增加,随MAT和MAP增加而显著降低;而叶片N:P与海拔、MAT和MAP均无显著相关性。(4)进一步分析表明,叶片C、N、P含量及其化学计量比的主要驱动因素不尽相同。具体而言:土壤特性是叶片C含量和N:P变异的主要驱动因子,而叶片N、P含量和C:N、C:P的变异主要由气候因素决定。总之,该区域针叶树种叶片化学计量沿环境梯度的变异规律有力地支持了温度生物地球化学假说,在一定程度上丰富了对环境变化下植物叶片化学计量分布格局及其驱动机制的认识。     

水分对敦煌阳关湿地芦苇叶片与土壤C、N、P生态化学计量特征的影响

土壤水分是影响干旱区植物养分吸收和利用策略的关键因子之一。研究不同水分梯度叶片与土壤生态化学计量特征,有助于揭示植物对环境变化的响应特征及生态适应性。通过野外调查与实验分析,对敦煌阳关不同水分梯度芦苇叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征及其关系进行了研究。结果表明:(1)随土壤含水率升高,叶片C、N、P含量降低,叶片C/N、C/P、N/P升高。(2)随土壤含水率升高,土壤有机碳(OC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量及土壤N/P升高,土壤C/N降低,土壤C/P先升后降。(3)低水分梯度叶片N、C/N与土壤N、C/N显著负相关(P0.05),叶片C、P、C/P、N/P与土壤C、P、C/P、N/P无显著相关性(P0.05);高、中水分梯度叶片C、N、P与土壤C、N、P化学计量特征相关性均不显著(P0.05)。低水分梯度叶片受干旱胁迫和土壤养分制约,且能够保持较高的叶养分含量,体现了干旱区湿地植物异质生境下独特的养分调节机制。     

干旱区包气带土壤水分运移能量关系及驱动力研究评述

包气带土壤能量和水分平衡及其驱动因子是维系地下水-土壤-植物-大气连续体(GSPAC)系统中水分运移发生的关键因素。在降水稀少、水资源短缺的干旱地区,开展包气带土壤水分形态、运移过程与能量的耦合规律研究对揭示区域水资源形成和转化机理具有极其重要的现实意义。文章总结了土壤水分运移理论研究进展,探讨了水分参与水文循环过程及干旱环境下土壤水分可能表现形态及其降雨入渗、再分布、渗漏、蒸发、毛管水上升等过程驱动机制,评述了包气带土壤水分与能量过程在不同空间尺度上生态水分效应。在一个非饱和土壤系统中,水分运移受包气带结构,土壤物理特征,植物根系和土壤生化环境的综合控制,物质和能量平衡改变是驱动水分循环的源动力,而土壤环境变化是导致水分运移形态的发生变化根本原因。因此,在气候变化背景下,研究干旱区土壤与大气界面以及包气带与饱和带界面水、汽、热耦合转化形式与能量驱动过程,能够提升我们对包气带土壤水分运移规律机理的深入理解,丰富对区域气候和水文变化认知。为干旱区生态植被恢复建设和水资源精细化管理提供理论向导。     

库姆塔格沙漠典型植物种群特征与自然环境要素的因子分析

通过对库姆塔格沙漠区的典型植物梭梭、胡杨、沙生柽柳的种群特征及其地理、土壤、水分三类要素的7种因子进行实地样方调查,并采用因子分析法,对影响三种群生长与分布的环境因子进行分析。结果表明:(1)土壤养分是区域三种群生存和发展的最主要影响因子,表明区域环境严酷、土壤贫瘠,对植物生长发育的限制作用明显。(2)海拔影响较小,并均与其它因子共同产生作用,表明地理因子对植物或植物种群的影响主要是通过对其它因子的作用而产生的间接影响。(3)水分对三种群的影响明显,且各不相同,水分与海拔高度变化具有一定的相关性,共同影响了三种群的分布和种群发展。(4)水分是影响梭梭和胡杨种群分布的主要因子,水分对沙生柽柳的影响反映了其生存环境的地下水位及其矿化度特征。研究认为,由于库姆塔格沙漠区域长期地质及气候环境变化形成的土壤基质在短期内难以得到改善,土壤养分匮乏的影响将长期存在,植物种群的保护与恢复存在较大难度,因此防治区域沙漠化发展、保护植物现有生境将是维持库姆塔格沙漠区域植物生长和种群发展的有效手段。     

Paeonia in Xinjiang,China

The present paper deals with the genus Paeonia in Xinjiang, whose taxonomy has been confused. Based on the field observation, population sampling and the examination of herbarium specimens, a taxonomical revision is made in this paper. Two species are recognized, i. e. Paeonia anomala L. and P. sinjiangensis K. Y. Pan. P. altaica K. M. Dai et T. H. Ying is reduced to P. sinjiangensis and P. hybrida (= P. anomala var. intermedia) is reduced to P. anomala. The diagnostic characters of the two species are described and illustrated, and a map of their distribution in Xinjiang is presented. A key to these two species is provided here. 1. Roots straight, not thickened; sepals all caudate, less frequently one or very rarely two non-caudate ................................................ 1. P. sinjiangensis K. Y. Pan. 2. Roots fusiform or tuberous; inner three sepals non-caudate, less frequently one of them caudate .............................................................. 2. P. anomala L. key words Xinjiang; Paeonia; P. anomala; P. sinjiangensis; revision     

重庆市蕨类植物区系调查和分析

重庆市有野生蕨类植物47科120属604种(含变种及以下分类单位)。其科属优势明显,其中蹄盖蕨科、金星蕨科、鳞毛蕨科和水龙骨科4个科包含了49属337种,占重庆市蕨类植物属、种总数的40.83%和55.79%;特有现象明显,地方特有种十分丰富,中国特有种和地方特有种类分别达到164种和33种;蕨类植物区系具有古老、孑遗和原始性等特点,表现出一定的热带性质或热带亲缘。     

深圳的外来植物

通过对深圳外来植物调查 ,报道了深圳 1 0 2种外来植物 ,约占深圳植物种类总数的 1 0 % ;并对深圳 1 0种危害较大的外来入侵植物进行了简要介绍。通过对深圳外来植物区系的种类组成、原产地、生长型、生境和危害程度的分析 ,结果表明 :(1 )外来植物的入侵对深圳的自然生态系统的影响较小 ,对人工林或人为干扰严重的生态系统的影响较大 ;(2 )来自新大陆热带地区的外来植物对深圳容易入侵并造成较大危害 ;(3 )草本和藤本植物具有较强的入侵能力 ,高大乔木的入侵能力小 ,造成的危害程度也较小。     

广州外来入侵植物

根据野外调查及相关文献资料,初步探讨了广州市外来入侵植物的种类组成、分布生境、生长特性、危害以及来源.结果表明:广州市现有外来人侵植物73种,隶属于27科59属,其中菊科(19种)、禾本科(8种)、豆科(7种)和苋科(7种)植物占了入侵植物总种数的56.2%.生活型分析发现,在广州有分布的外来入侵植物中,陆生草本植物最多(58种),其次为灌木(10种)、水生草本(3种),乔木种类最少(2种),它们主要生长在人类干扰比较频繁的低海拔地区.另外,基于对外来入侵植物目前在野外的生长和分布状况等生态学特性进行分析,可大致将它们对本地生物多样性危害程度分为3级,其中危害严重的有11种,危害中等的有25种,危害较轻的有37种.从原产地分析来看,61种来自于热带美洲地区,占广州外来入侵植物总种数的83.6%.与国内其他地区外来入侵植物进行比较发现,广州和广西共有种数最多,有62种,然而,对已经造成严重危害的外来植物种类,在数量上广州与香港、深圳和广西相同种类较多,分别有8种、7种和6种.对广州市目前外来植物的入侵风险(潜在威胁)的评估结果表明,对一些在其它地区已经造成严重危害的外来植物,应当加强监控,防止入侵扩散并造成重大生态灾难.还对广州市外来植物入侵的主要途径及防治策略做了简要分析和说明.     

山东日照地区刺猬的生态习性调查

本文研究记述了刺猬的栖息地，活动范围、食性食量、换毛（刺）期，休眠交配、产仔育仔，幼仔生长等情况，对了解刺猬在自然界的生态作用具有重要意义。     

云南马先蒿属新资料

在对云南西北部马先蒿属（Ｐｅｄｉｃｕｌａｒｉｓ Ｌ．）进行专题野外调查以及查阅《云南种子植物名录》（下册）（吴征镒, １９８４）,《中国植物志》第 ６８卷（钟补求, １９６３）和《Ｆｌｏｒａ ｏｆＣｈｉｎａ》第 １８卷（Ｙａｎｇ等, １９９８）云南马先蒿属植物的基础上,作者发现了 ４个种在云南的地理分布新记录,一个新变型,一个新亚种,同时发现一个裸名也一并给予合格化。 峨眉马先篙分布新记录 Ｐｅｄｉｃｕｌａｒｉｓ　ｏｍｉｉａｎａ　Ｂｏｎａｔｉ,ｉｎ　Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｂｏｔ．Ｆｒａｎｃｅ　５４：１８４．１…     

重庆武隆发现绥阳掌突蟾

2022年8月在重庆市武隆区白马山自然保护区调查采集到2号两栖动物标本,经形态特征比较,与绥阳掌突蟾(Leptobrachella suiyangensis)相似。基于线粒体16S rRNA基因构建掌突蟾属部分物种系统发育树,结果显示,此次采集的掌突蟾标本与绥阳掌突蟾聚为一支,具有较高的支持率(贝叶斯法/最大似然超快速引导支持分析值0.98/99);Kimura双参数模型计算本次采集的掌突蟾标本与贵州绥阳的绥阳掌突蟾模式产地标本间的遗传距离为1.2%,小于掌突蟾属物种间的遗传距离(1.5% ~ 29.1%)。综合形态特征和分子系统发育比较,确定此次采集到的掌突蟾标本为无尾目(Anura)角蟾科(Megophryidae)掌突蟾属的绥阳掌突蟾,且系重庆市两栖动物分布新记录种。     

四川宜宾发现黔北角蟾

2021年7月在四川省宜宾市筠连县大雪山风景区乌岭沟东北（27°53′N,104°45′E,海拔1 380 m）采集到2号角蟾科（Megophryidae）布角蟾属（Boulenophrys）物种标本（标本号：WG202107005和WG202107006）。通过形态学比较并基于线粒体16S rRNA和细胞色素氧化酶亚基I(COI)基因序列构建的最大似然树显示,2号标本是黔北角蟾（B. qianbeiensis）。目前,已知黔北角蟾分布于贵州省桐梓县黄连自然保护区和贵州省宽阔水国家级自然保护区,此次在四川宜宾发现黔北角蟾确定为四川省两栖类分布新记录种。     

重庆黔江发现尾突角蟾

2022年7月在重庆市黔江区武陵山市级自然保护区采集到1号两栖动物标本,经形态特征比较,与尾突角蟾（Boulenophrys caudoprocta）相似;基于线粒体16Sr RNA和COI基因联合构建布角蟾属（Boulenophrys）部分物种系统发育树,此次采集的角蟾标本与尾突角蟾聚为一支,具有较高的支持率（1/100,贝叶斯法/最大似然超快速引导支持分析值）;基于p-distance估算本次采集的角蟾标本与尾突角蟾湖南模式产地标本间的遗传距离为0%,远小于角蟾属物种间的遗传距离（8.7%～15.9%）。综合形态特征和分子系统发育比较,确定此次采集到的角蟾标本为无尾目（Anura）角蟾科（Megophryidae）布角蟾属的尾突角蟾,系重庆市两栖动物分布新记录种。重庆市尾突角蟾的发现,进一步扩展了该地区的物种名录,拓宽了对尾突角蟾分布范围的认知,为该属区系分类学和系统学提供了新信息,同时为当地生态系统和物种多样性的研究提供了基础信息,对制定更加全面和针对性的保护措施有着积极的促进作用。