四川九顶山西坡红桦林天然种群空间格局及更新研究

用T-square距离方法,通过空间格局的T形指数C及其检验值Z1,对九顶山西坡红桦种群中选取的3块样地6条样线进行了研究。结果表明,该区红桦种群空间分布格局以随机型分布为主,如样地支部牛场、十二河等,少数地区由于遭到人类的严重干扰和破坏,形成了集聚型分布格局,如样地上堰,通过分布距离指数I的进一步对照分析得出,在样线L4中,在主要的随机格局中也有少部分表现出了集聚型本区红桦树种按其年龄段的不同分为3个年龄级：幼树、成年树、老年树,红桦幼树比较缺乏,仅占红桦树种的12％,而老年树种占24％,年龄结构为衰老型。在九顶山西坡,红桦种群已开始老化,幼树又相当缺乏,使红桦种群的自我更新面临极大威胁,建议加强对红桦林的保护和种群自我更新能力的研究。     

关帝山次生杨桦林种群结构与立木的空间点格局

选择关帝山典型天然次生杨桦林样地进行种群结构分析,并运用空间点格局分析方法O-ring统计系统分析了次生杨桦林群落内不同尺度下种群空间分布格局及种间关联性.结果表明,在个体组成上,演替先锋树种白桦(Betula platyphylla)、红桦(B.albo-sinensis)和山杨(Populus davidiana)是目前次生杨桦林样地的优势种.但从种群径级结构看,白桦、红桦和山杨天然更新不良,而云杉(Picea spp.)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)幼苗呈现良好的更新状态.随着演替的进行,云杉、落叶松将逐渐进入林冠层并取代白桦、红桦和山杨成为该森林的优势种;从种群空间分布格局来看,红桦、白桦表现为小尺度上明显聚集,华北落叶松、皂柳(Salix wallichiana)表现为小尺度上强聚集性分布格局.种群空间分布格局受空间尺度、群落结构及种群径级结构综合作用的影响;空间关联性分析表明,红桦与华北落叶松、红桦与皂柳、皂柳与华北落叶松在小尺度上正相关,其它树种间没有表现出明显关联性.     

三峡库区常绿阔叶林优势种群的结构和格局动态

重庆丰都世坪森林公园的常绿阔叶林是长江三峡库区低海拔区残存的较典型的常绿阔叶林.在此地选择具有代表性群落设立1hm2固定样地,应用相邻格子法进行每木调查,通过乔木层优势种群结构和格局研究,探讨群落的特点和动态.结果表明(1)此群落的优势树种是小红栲(Castanopsis carlesii)、丝栗栲(Castanopsis fargesii)和枫香(Liquidambar formosana).(2)小红栲和丝栗栲种群立木级结构呈不规则金字塔型,幼苗储备丰富,为增长种群,种群从Ⅰ、Ⅱ级幼苗发育到幼树过程中的死亡率较高,中等径级的株数偏少.枫香种群幼苗缺乏,为衰退种群.(3)应用偏离指数、Lloyd的平均拥挤度和聚块性指数及Morisita指数,在10×10m2尺度下对优势种群进行格局分析,发现3种优势种群成树总体上均为集群分布;小红栲和丝栗栲种群在发育过程中分布格局是由集群分布过渡到随机分布,而枫香是由随机分布过渡到集群分布.     

小陇山红桦次生林物种组成与立木的点格局分析

选择秦岭西段小陇山典型红桦次生林群落样地进行物种组成及种群径级结构研究,并运用单变量O-ring函数、双变量O-ring函数对各种群的空间分布格局及种间相关性进行多尺度分析.结果表明:在红桦次生林群落样地中,红桦占据明显的优势地位;从径级结构看,红桦幼苗匮乏,天然更新不良,而巴山冷杉和山杨更新状态良好;红桦和旱柳主要表现为随机分布,巴山冷杉和山杨表现为小尺度聚集性分布格局;红桦与巴山冷杉和山杨在中尺度上呈正相关,而旱柳与红桦、巴山冷杉和山杨在小尺度上呈负相关,其余种间相关性不明显.目前小陇山红桦次生林群落种群的分布格局在小尺度上决定于种群的生物学特性,而在更大尺度上决定于环境异质性;未来一段时间内,先锋种群红桦将处于生长优势地位,但从长远看,仍需要人工辅助更新.     

檫树群落主要树种分布格局及其动态分析

采用7种聚集度指标测定方法研究了天然更新檫树[Sassafras tsumu (Hemsl.)Hemsl.]群落4个主要树种在不同取样尺度上的空间分布格局。研究结果表明,4个优势树种的空间分布主要呈聚集分布。在研究种群分布格局时,檫树种群的最适样方面积为100m^2;丝栗栲（Castanopsis fargesii Franch.）和拟赤杨[Alniphyllum fortunei(Hemsl.)Makino]种群的最适样方面积为50m^2;光皮桦（Betula luminifera H.Winkl.）的最适样方面积为25m^2。檫树和光皮桦种群在幼树、中树和大树阶段均为聚集分布;丝栗栲和拟赤杨在幼树及中树阶段为聚集分布,但聚集强度渐弱,到大树阶段即为随机分布。上述结果为调查研究中取样技术的确定提供了理论依据。     

粤北天然林优势种群结构与空间格局动态

在粤北始兴县罗坝自然保护区以木荷、栲树和马尾松为优势的群落内,设置1000m²样地5个,应用相邻格子法进行每木调查获得野外资料.通过对优势种种群结构和空间格局的研究,结果表明,木荷、栲树种群结构呈金字塔型,幼苗贮备达1538和9763株·hm^-2;种群从Ⅰ、Ⅱ级幼苗发育到幼树过程中死亡率较高;马尾松种群结构呈倒金字塔型,幼苗缺乏,幼树只有4株·hm^-2,但大树较多,达44株·hm^-2;在以常绿阔叶树种为主的针阔混交群落中,马尾松、栲树种群分布格局为均匀分布;在以针叶树为主的针阔混交林群落中,两者的空间分布格局为集群分布,但两者格局变化原因不同;木荷种群空间分布格局在上述群落中均表现为集群分布,但聚集强度不同,K值为0.4280～0.9750;木荷种群在不同发育阶段其空间分布格局没有较大差别,总体上都是集群分布.栲树种群在不同发育阶段空间分布格局差别较大,除大树是均匀分布外,幼树、中树均趋于集群分布;马尾松种群分布格局中仅中树为集群分布,而幼树与大树均为均匀分布.不同种群在不同发育阶段空间分布格局的差异与其生物学和生态学特性密切相关.不同区组对种群空间分布格局产生影响.     

海南龙血树种群的年龄结构及分布格局

通过调查石灰岩及花岗岩两种不同生境样地内海南龙血树分布和胸径/基径情况,分析其龄级结构,用相邻格子法对海南龙血树进行每木调查,并采用方差/均值比率法和丛生指数(I)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、聚块性指数(PAI)、聚集指数(Ca)等聚集强度指数对海南龙血树种群分布格局进行分析。结果表明:石灰岩及花岗岩样地内的海南龙血树种群皆呈衰退型,其中天安乡、江边乡两样地种群的幼苗储备不足,昌化镇及东澳镇两地的中龄级植株数量稀少,大小洞天样地的种群年龄结构不完整;石灰岩样地内的海南龙血树种群在不同尺度、不同阶段上主要表现为集群分布,花岗岩地区种群的不同组分在不同取样尺度上分布格局相同,幼龄树、中龄树、老龄树的分布格局分别为集群分布、均匀分布、集群分布。     

海南龙血树种群的年龄结构及分布格局

通过调查石灰岩及花岗岩两种不同生境样地内海南龙血树分布和胸径/基径情况,分析其龄级结构,用相邻格子法对海南龙血树进行每木调查,并采用方差/均值比率法和丛生指数(I)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、聚块性指数(PAI)、聚集指数(Ca)等聚集强度指数对海南龙血树种群分布格局进行分析。结果表明:石灰岩及花岗岩样地内的海南龙血树种群皆呈衰退型,其中天安乡、江边乡两样地种群的幼苗储备不足,昌化镇及东澳镇两地的中龄级植株数量稀少,大小洞天样地的种群年龄结构不完整;石灰岩样地内的海南龙血树种群在不同尺度、不同阶段上主要表现为集群分布,花岗岩地区种群的不同组分在不同取样尺度上分布格局相同,幼龄树、中龄树、老龄树的分布格局分别为集群分布、均匀分布、集群分布。     

茂兰喀斯特森林不同地形部位青冈种群结构与分布格局研究

该研究以茂兰国家级喀斯特森林自然保护区不同地形部位(漏斗、坡地、槽谷)青冈种群为对象,采用立木级结构代替年龄结构的方法研究青冈种群结构,并绘制了种群的存活曲线,用方差/均值比率法(偏离指数C_X)、负二项参数(K)、丛生指数(I)、平均拥挤度(m~*)、聚块性指数(PAI)和聚集指数(C_a)等聚集度指标测定了青冈种群的分布格局,以评价该种群的结构特征与更新潜力。结果表明:三种地形部位中,青冈Ⅱ级幼树占绝对优势,其次是幼苗,中、大树占一定比例,存活曲线接近于DeeveyⅢ型,种群具有较强的自我更新能力,表现为增长型种群;三种地形部位青冈种群除槽谷有完整的径级结构外,漏斗和坡地的径级结构不完整,但均表现为幼苗数量少于幼树,幼树个体数量最多,中树和大树的数量最少,呈中间高而两端低的径级结构;不同地形部位青冈种群分布格局为随机分布,分布格局在种群生长过程中发生变化,表现为随龄级的增加聚集程度减弱,从聚集型向随机型转变。其中,幼苗、幼树、小树多呈聚集分布,中树、大树多呈随机分布。该研究结果为茂兰自然保护区青冈种群的合理保护提供了科学依据。     

沙地樟子松天然林南缘分布区林木竞争、空间格局及其更新特征

以呼伦贝尔沙地樟子松地理分布南缘天然林为研究对象,采用Hegyi竞争指数与点格局等分析方法,研究了沙地樟子松天然林的种群结构、种内竞争、空间格局及幼树更新等特征。结果表明:1)所调查区域天然沙地樟子松纯林处于中幼龄阶段,属增长型种群;2)其竞争指数与对象木胸径服从幂函数关系CI=242.24D~(-1.12)(R~2=0.91);3)幼树在小尺度上呈聚集分布,中树与大树在中大尺度上呈随机分布;幼树与中树在小尺度上呈正相关性,中树与大树在小尺度呈负相关性;4)竞争指数与更新幼树和存活更新幼树的密度均呈显著正相关性。在林分管理中需要充分考虑林木竞争、空间格局以及种群更新的关系,本研究可为沙地樟子松天然林的经营管理与保护提供重要的科学依据。     

新疆玛纳斯河流域绿洲生态安全评价

利用层次分析法和模糊综合评判法建立了生态安全评价指标体系,从水资源、环境和社会经济3个方面选取了18个评价指标对2006年新疆玛纳斯河流域绿洲生态安全进行了综合评价.结果表明：2006年,研究区生态状况处于基本安全水平,其隶属度值为0.3347,综合评分值为0.551;水资源安全指数和社会经济指数分别处于比较安全和非常安全水平,而环境安全指数则处于不安全水平状态.水资源是绿洲实现可持续发展的保障,社会经济指数和环境安全指数展示了绿洲的发展水平和环境状况,三因素极大程度上决定了绿洲的生态安全水平.     

3S技术在绿洲土地覆盖变化研究中的应用研究--以新疆于田绿洲为例

土地利用／覆盖变化（LUCC）是全球变化研究的重要核心问题之一,基于区域和地方尺度的绿洲土地覆盖变化信息的定量提取在干旱区生态环境演变研究中具有重要的价值,也是对全球变化研究的重要补充。选择干旱区典型绿洲新疆于田地区为研究靶区,利用2期不同时相的TM卫星影像,结合多年实地调查所获得的大量数据,根据当地实际情况,选择适宜的分类指标体系,利用遥感、全球定位系统以及地理信息系统技术（3S技术）对图像进行了综合技术处理,获得了较高精度的该区域绿洲LUCC不同类型分类精度统计以及土地利用／覆盖转换矩阵。在此基础上,对跨度近10年的于田绿洲LUCC时空变化格局进行了分析,提出了相应的生态环境改良措施,其方法和结论对塔里木盆地南缘绿洲地区生态环境改良及其可持续发展研究具有一定参考价值。     

渭干河-库车河绿洲景观生态安全时空分异及格局优化

渭干河-库车河绿洲(以下简称渭-库绿洲)是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,维护其生态安全,是实现绿洲可持续发展的重要保障。以1997年、2006年及2016年3期Landsat TM影像数据为主要数据来源,构建渭-库绿洲景观生态安全评价模型,对近20年来研究区的景观生态安全时空特征进行分析。利用最小阻力模型,以水域、林草地为生态源地,将生态安全水平、海拔和坡度作为阻力因子生成最小累计阻力面,划分生态功能区,识别生态廊道和生态节点,从点、线、面综合视角进行景观格局优化。结果表明:(1)1997—2016年渭-库绿洲生态安全区域面积呈波动变化,相对安全区域面积在不断增加,临界安全、敏感和风险区域面积呈减小趋势,景观生态安全度在空间分布上由高到低呈内向外扩展的态势。(2)研究区景观生态安全的Moran′s I值分别为0.6479、0.7049、0.6587,景观生态安全值的空间集聚性呈先增加后降低的趋势;局部空间自相关主要以高-高聚集和低-低聚集类型为主,呈现出"同质聚集、异质分离"的特点。(3)景观格局优化中选取的生态源地占绿洲总面积的12.76%,构建的绿洲生态廊道基本贯穿整个研究区,关键廊道连接了绝大多数的绿洲生态源地,辅助廊道是连接没有与关键廊道连接的源地之间的通道,识别的生态节点主要分布在绿洲生态廊道的薄弱环节处,共计36个。将划分的生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区、生态边缘区5个功能区和生态源地、生态廊道及生态节点景观组分相结合,并提出优化建议,以期为维持及进一步改善该绿洲生态环境提供科学依据。     

基于生境质量的绿洲城镇空间扩展模拟研究——以黑河中游地区为例

绿洲是生态环境极为脆弱的区域。实现绿洲城镇化与生态安全的双赢,是干旱区面临的重大问题。传统城镇空间扩展模拟研究,只是单向考虑了城镇发展趋势,而较少兼顾区域生境质量的约束。利用1992、2000、2008、2015年四期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像数据,以黑河中游地区为例。从城镇空间扩展与生态环境协调发展的角度出发,通过InVEST模型与SLEUTH模型的结合,将生境质量的评估结果融入到城镇扩展模型中,对研究区2015—2030年城镇扩展的土地利用变化格局进行模拟。研究表明:①生境质量整体较低,质量阶序和退化程度分异明显。高、中等级生境质量区域主要分布在黑河干流沿线和绿洲核心区,分别占5.69%、32.77%,生境退化程度高;低等级生境质量区域主要分布在戈壁荒漠区和城镇建设区,占61.54%,生境退化程度低。②生境质量对城镇空间扩展的约束作用显著。相比较无生境质量约束,2030年城镇建设用地面积和占用生态用地面积分别减少了27.08%、63.61%,并且,城镇斑块间连接性较好、集聚程度高,以"填充式"扩展为主。③城镇空间扩展总体体现了生境质量的要求。2030年新增城镇建设用地主要占用中、低等级生境质量区域,分别为34.88%、63.36%。绿洲平原区和山前洪积扇区生境质量约束较强,较2015年仅增长了51.53%、48.31%;绿洲边缘区生境质量约束性低,较2015年增长了110.18%,是未来城镇发展的潜力区。研究结果为绿洲城镇与生态环境协调发展提供科学依据。     

新疆焉耆盆地人类活动与气候变化的效应机制

通过对新疆焉耆盆地及其周边近40a(1973—2014)的气候变化趋势检测、LUCC和生物量估算,探讨气候变化和人类活动的生态效应机制,研究区域陆地生态系统演变及其归因。分析结果表明:(1)焉耆盆地山区和平原区降水变化都有明显的突变点,并呈现增加趋势,蒸发量在山区减少,在平原区波动性减少趋势;(2)LUCC分析表明,山区裸地面积减少5.40%,冰川面积减少3.36%,高地植被面积增加8.76%;同时平原区天然绿洲面积增加1.96%,沙漠面积减少1.62%,水域面积减少1.30%,人工绿洲面积增加15.41%,湿地面积增加1.27%;(3)山区陆地生态系统对区域气候变化非常敏感,其中降水变化是决定山区地表植被生存状态和分布的重要因素;(4)人类活动的推动作用和有益气候变化的支撑是绿洲平原区生态系统好转的原因,其中人口急剧增加和社会经济快速发展,导致绿洲平原区生态系统结构及其时空分布的主要因素。焉耆盆地及其周围区域陆地生态系统的演变对气候变化和人类活动有明显的时空尺度效应,其反应程度各不相同。     

额济纳天然绿洲景观健康评

在景观尺度上开展健康评价研究,不但可提供一个将自然生态过程与社会经济价值进行综合研究的基础,而且景观健康概念本身蕴含着在针对资源与环境问题开展研究时更为合适的时间和空间尺度.额济纳天然绿洲位于我国西北干旱内陆河黑河流域下游.近年来,随着黑河中、上游地区下泄地表径流量的减少,绿洲景观退化严重.基于研究区近十几年来的景观演变特征,分别从景观变化指标、生物物理指标、生态环境指标以及社会经济指标4个方面发展并构建了景观健康评价指标体系,制定了评价标准,并分别赋予了各指标相应的权重值,运用综合评判方法,得到了具有动态性、定量性的绿洲景观健康评价结果.结果表明, 研究区景观近10多年来总体的景观健康指数为0.3042,健康等级紧邻“濒危的”级别.该结果较为客观、真实地反映了当前额济纳天然绿洲景观的健康状况,说明近10多年来研究区的景观健康状况与较早时期相比趋于恶化, 发展态势表现出严重的不可持续性.     

基于遥感与GIS的渭库绿洲生态系统服务价值时空变化研究

生态系统服务价值(ESV)研究是改善土地利用方式,对促进地区生态系统保护和修复具有重要指导意义。选择生态环境较为脆弱的渭库绿洲为研究区域,以1994和2016年遥感影像为基础数据进行生态服务价值评估,应用格网、敏感性分析、空间自相关等空间统计学方法来进一步揭示研究区域生态系统服务价值(ESV)动态变化特征。结果表明:(1)1994—2016年间渭库绿洲土地利用变化/土地覆被变化较为显著,耕地,建设用地面积呈增长趋势,水域、草地和未利用地面积呈递减趋势,耕地和草地面积变化最为剧烈。(2)1994—2016年,渭库绿洲的生态系统服务总价值呈减少趋势,由4895.67×10~6元减少到3864.78×10~6元,减少了1030.89×10~6元,年均减少0.96%;空间上表现为生态服务价值增值区及减值区呈包围态势,生态系统服务高值区域在不断缩小;同时生态系统单项服务价值呈现有增有减的趋势,废物处理、水源涵养、生物多样性保护、娱乐文化等四项单项服务价值呈现下降趋势,而食物生产、气候调节、气体调节和原材料、土壤形成与保护等其他五项单项服务价值出现上升趋势。(3)敏感性分析表明,所有土地利用类型生态系统服务价值系数的敏感性指数(CS)均小于1,说明生态价值系数(VC)对生态系统服务价值的变化影响较小,模型能够合理评估该区域生态服务价值波动。(4)研究区生态系统服务价值表现出明显的空间自相关与空间聚集现象,生态服务价值高值聚集区主要分布在渭干河上游"克孜尔水库"周围和塔里木河北岸,并呈减少趋势,注意保护高值区的空间稳定性;低值聚集区主要集中在绿洲南部靠近塔克拉玛干沙漠边缘和北部靠近天山中部的山区以及库车河下游荒漠区域,这类区域在空间范围上呈连片连绵趋势,空间分布格局上基本保持稳定。(5)受气候变化和人类活动的双重影响下,草地和水域面积的大幅度下降,耕地和建设用地面积的增加,导致生态服务价值系数较高的土地越来越少,使得研究区的生态服务价值趋于减弱。     

1994-2016年和田绿洲植被覆盖时空变化分析

监测植被变化对评价区域生态环境质量及生态过程具有重要意义。基于Landsat数据影像,运用归一化植被指数、像元二分模型、重心迁移模型等方法分析和田绿洲植被覆盖时空变化。结果表明：（1）和田绿洲植被分布总体以玉龙喀什河和喀拉喀什河为轴线,从高到低向外展布,高覆被以大面积片状集中于绿洲中部,低、中覆被相对零散围绕高覆被分布;（2）过去23年,和田绿洲植被覆盖面积和植被覆盖度均呈升高趋势。2016年相比1994年,绿洲植被覆盖面积增加553 km²,增长了19.6%;（3）和田绿洲覆被变化存在阶段性和区域性差异。时段上,2000-2005年覆被面积增加最明显;区域上,西部覆被增加最显著;（4）气候变化对和田绿洲覆被变化存在一定影响,但人类活动影响最直接。其中耕地开垦、作物种植是和田绿洲覆被增加的最主要因素,而城市基建是引起绿洲覆被减少的最主要因素。同时,因农耕区水耗增加挤占天然覆被生态用水,引起天然覆被退化,威胁绿洲未来发展;（5）过去23年,绿洲覆被重心整体西移。     

干旱荒漠绿洲景观空间格局及其受水资源条件的影响分析

以黑河流域下游额济纳荒漠绿洲为研究对象,分析了景观生态的基本特点和景观嵌块体类型,通过景观空间格局及其变化分析与景观生态功效的评价,利用８０年代和９０年代两期有关景观生态的资料,论述了水资源条件变化对研究区景观格局的影响,指出河流廓道是干旱区荒漠绿洲的主要生态流,河流廓道的变化是导致荒漠绿洲景观格局变化的驱动力。     

基于生态系统服务功能的新疆绿洲生态安全格局识别及优化策略——以拜城县为例

识别生态保护关键区域,优化新疆县域生态空间结构,对促进绿洲区域经济与生态环境和谐发展,提升人类福祉具有重要意义。以拜城县为研究区,通过生态系统服务价值综合评定结果确定生态保护的核心"源"区,利用最小阻力模型,结合GIS空间分析技术及CA-Markov模型,识别拜城县生态安全格局,分析其发展变化趋势,探究生态空间布局调整策略,完善县域生态空间网络体系,结果表明:(1)研究期内,拜城县生态系统服务价值总量逐年上升,其中水源涵养、废物处理价值量增长最高,不同服务类型增长率差异较小。(2)分析2009、2016、2019拜城县生态安全格局特征发现,县域生态安全布局整体存在"源"地分布不均、廊道结构破碎且网络化程度低、生态脆弱区面积较大的现状特征。(3)基于2009、2016、2019年生态保护格局,同时依据生态"源"地及生态保护重要性用地的变化趋势,模拟2029年生态"源"地及其重要性等级区域分布,结合县域自然地理特征及总体发展规划,提出构筑"两带、三功能、四区、多中心、十廊道"的拜城县生态空间布局体系,为绿洲地区生态安全及区域生态文明建设提供参考。