1988–2006年辽河三角洲植被结构的变化

在人类干扰和气候波动的影响下,辽河三角洲的植被结构发生了显著变化。该文研究了辽河三角洲植被结构的变化,对于保护该地区生态系统、促使其健康发展具有重要意义。研究区域包括了整个辽河三角洲。资料来源主要是1988年和2006年的TM(Landsat Thematic Mapper)遥感图像。采用数字化、制作植被图和叠加分析等方法研究探讨了辽河三角洲植被结构的特点,以及植被的空间分布转移和面积变化。结果显示,以双台子河口为中心,4大植被类型(自然湿地植被、人工湿地植被、人工旱地植被和自然旱地植被)大体上构成半环状分布格局。从整体上看,从1988年至2006年,植被结构仍然保持半环状的空间格局。但是,主要植被类型的空间分布趋于集中,形成了比较大的斑块,而不是离散、破碎的。从植被类型间相互转化的情况看,几乎所有植被类型的空间分布和面积都有明显改变。在绝对面积上,水稻(Oryzasativa)田、玉米(Zeamays)地和滨海芦苇(Phragmitesaustralis)湿地是辽河三角洲3个面积最大的植被类型。水稻田是面积增加最多的植被类型,增加977.1km2;而玉米地是面积减少最多的植被类型,减少622.2km2。在面积变化幅度上,水稻田、玉米地和滨海芦苇湿地的变化幅度分别为33.2%、–16.1%、–23.2%。面积减少幅度最大的植被类型是草地,–77.9%;面积增加幅度最大的植被类型是翅碱蓬(Suaedaheteroptera)盐化草甸,212.1%。     

辽河三角洲植被生产功能的年际变化及其驱动因子分析

基于辽河三角洲14年的水稻(Oryza sativa)与玉米(Zea mays)产量、42年的芦苇(Phragmites australis)产量及相应的气候、农业人口、灌溉和施肥等资料,主要利用主成分分析、简单相关分析和偏相关分析,阐述了辽河三角洲3种主要植被生产功能的年际变化及其驱动因子。结果表明:玉米和水稻的单产呈弱上升趋势,但年际间波动较大;芦苇单产则呈显著上升趋势,但年际间波动不大。气候因子是玉米和水稻产量年际间变化的主要驱动因子,而人为因子(农业人口、灌溉和施肥)的作用不明显;气候因子和人为因子(灌溉)均明显影响芦苇产量的年际变化。但驱动辽河三角洲3种主要植被(玉米、水稻和芦苇)生产功能年际波动的主导气候因子并不相同,分别是年日照数、年降水量和年蒸发量。     

黄河三角洲潮间带不同类型湿地景观格局变化与趋势预测

以1979—2013年7期卫星遥感影像(Landsat TM)为数据源,结合野外实地调查,通过建立黄河三角洲潮间带湿地数据库,探讨不同类型湿地的景观格局以及自然与人为因素对景观格局变化的影响,并基于Markov模型对未来20年三角洲潮间带不同类型湿地的景观格局进行了趋势预测。结果表明,三角洲的潮间带湿地面积在1979—2013年间整体呈先降低后增加变化。其中,1979—2010年的湿地面积持续减少,由1050.28 km~2减少为575.39 km~2,减少率为45.22%;2010—2013年的湿地面积略有增加,由575.39 km~2增加为596.17 km~2,增长率为0.36%。1979—2013年,潮间带主要湿地景观类型随距海远近均呈明显带状分布,但芦苇湿地面积呈明显降低趋势(减少273.53 km~2,减少率为79.68%),盐田养殖池面积呈显著增加趋势(增长12.04km~2,增长率为1584.21%),而光滩、碱蓬湿地、碱蓬-柽柳湿地和柽柳-芦苇湿地等其它类型湿地面积整体均呈波动减少趋势。未来20年,潮间带湿地面积整体将呈降低趋势,其值将由2010年的575.39 km~2减少为2030年的546.98 km~2,减少率为6.60%。芦苇湿地面积将继续减少(减少30.16 km~2,减少率为24.12%),盐田养殖池面积将持续增长(增加3.71 km~2,增长率为38.61%),而光滩、碱蓬湿地、碱蓬-柽柳湿地和柽柳-芦苇湿地等其它类型湿地面积均将呈小幅波动变化。研究发现,尽管自然与人为驱动力的双重作用决定了1979—2013年间潮间带的湿地景观格局及其动态变化,但黄河年输沙量(x_1)、区域GDP(x_2)和水产品产量(x_3)对潮间带湿地面积变化(y)的影响更为重要(y=733.192+35.317 x_1-0.005 x_2-4.085 x_3,P=0.00010.05),其对过去30多年间潮间带湿地面积变化的解释贡献高达76.7%。随着黄河三角洲高效生态经济区国家战略的实施,为实现潮间带区域的可持续发展,潮间带湿地的保护与生态保育应给予特别重视。     

滨海盐沼湿地植被净初级生产力变化对土壤因子的响应

以辽河三角洲滨海盐沼湿地为研究区,基于遥感数据、气象数据、野外调查和实验室分析数据,采用CASA模型模拟并分析该区域植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）的变化特征,利用统计分析方法定量分析土壤因子对植被NPP的影响。结果表明：（1）研究区植被NPP空间分异显著,区域变异系数为43.71%,且同种植被类型内部NPP也变化显著;（2）N、P和K对芦苇NPP的限制形式是协同限制,且随土壤电导率的增加呈抛物线形式,因子敏感性从大到小依次为K、P和N;营养限制程度从大到小依次为K、N和P;（3）土壤水盐对芦苇NPP的影响也基本符合抛物线模式,芦苇NPP对土壤电导率的敏感性和土壤电导率对芦苇NPP的影响程度都大于土壤含水量,且土壤含水量越高,芦苇NPP对土壤电导率的敏感性越低。本文最终得出只有各土壤因子达到组合最优时,芦苇NPP才最大,这对滨海盐沼湿地植被的管理和保护具有重要意义。     

滩涂湿地入侵种互花米草植被覆盖度的高空间分辨率遥感估算

互花米草是沿海滩涂生态系统的重要入侵物种,其分布状况和覆盖度是湿地生态研究的重要参数和基础。以宁德三沙湾(三都澳)滩涂湿地为研究区,以SPOT6 6 m空间分辨率卫星影像为数据源,对互花米草分布和植被覆盖度进行研究,并与同期10 cm空间分辨率无人机影像进行比较验证。结果表明,影像覆盖区域内互花米草总面积为20.19 km~2,其中蕉城区互花米草分布较广,面积为9.63 km~2,占研究区互花米草总面积的47.70%。互花米草植被覆盖度整体上以40%-60%和60%-80%的中、高覆盖度分布为主,其分布面积分别为5.44 km~2和4.95 km~2,占互花米草总分布面积的26.92%和24.52%,而40%以下的低覆盖度和80%以上较高覆盖度分布相对较少。SPOT6遥感影像估算得到的互花米草植被覆盖度具有较好的精度,与无人机影像值之间的均方根误差RMSE为0.117,线性回归决定系数R~2为0.918,可用于滩涂湿地植被覆盖度分析。     

辽河三角洲湿地生态系统健康评价

以生态系统健康及压力 -状态 -响应 (PSR)模型作为研究方法 ,根据湿地生态系统的特点 ,建立一套湿地生态系统健康评价指标体系。以遥感数据及统计监测数据为基础 ,以小流域为评价单元 ,采用 RS和 GIS技术 ,对每个小流域湿地进行单因子和综合评价 ,揭示盘锦市湿地生态系统健康状况的空间分布规律。研究结果表明 :(1)辽河三角洲盘锦市湿地生态系统健康相对较好的区域面积占 2 2 % ,相对一般的占 5 2 % ,相对较差的占 2 6 %。 (2 )双台河口国家级自然保护区湿地生态系统健康相对较好 ,但其中局部地区湿地生态系统健康已经受到威胁 ,健康状况转为一般。 (3)辽河三角洲湿地资源破坏的主要原因是水稻田开发与油田开发     

鄱阳湖自然保护区湿地植被生物量空间分布规律

探明区域湿地植被生物量的空间分布规律及其变化趋势,对于更好地保护候鸟生境、制定合理的湿地保护政策具有重要的意义。以鄱阳湖国家级自然保护区为研究对象,基于2000—2011年研究区MODIS植被指数产品和同期的植被生物量调查资料,建立了湿地植被生物量的遥感估算模型。在此基础上利用GIS空间分析方法,系统分析了保护区近10年来湿地植被生物量的空间分布规律及其季节变化特征。研究结果表明:(1)MODIS增强型植被指数的乘幂模型可以较好地模拟研究区湿地植被生物量的鲜重,拟合模型总体精度达到91.7%。(2)多年平均生物量呈现"岛屿型"空间分布模式:各子湖泊及洼地中心处,表现为水生植被群落为主的低生物量区(285 g/m2);湖心水体外围14—15m的高程区域,分布着以苔草群落为主的中生物量区(285—830 g/m2);高程位于16—18m的河口三角洲及天然堤坝区域,表现为以蒿、荻和芦苇群落为主的高生物量区。(3)保护区植被群落分布具有特定的季相变化特征,高、中、低生物量区在不同的月份呈现出不同的空间生消和演进规律,鄱阳湖水位的周期性涨落是影响其变化的一个重要扰动因子。     

博斯腾湖湖滨湿地植被数量分类与排序

应用双向指示种分析(TWINSPAN)方法对湿地植物群落进行分类,采用除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)对群落进行排序,以明确博斯腾湖湖滨湿地的主要植物群落类型及影响植被类型变化和分布的主要环境因子。结果表明,博斯腾湖湖滨湿地植被可分为7个主要群丛,分别为长苞香蒲(Ass.Typha angustata)、芦苇+长苞香蒲(Ass.Phragmites australis+Ty.angustata)、芦苇+水烛(Ass.P.australis+Ty.Angustifolia)、多枝柽柳-芦苇(Ass.Tamarix ramosissima-P.australis)、胡杨-多枝柽柳(Ass.Populus euphratica-Ta.ramosissima)、旱柳-多枝柽柳(Ass.Salix matsudana-Ta.ramosissima)和多枝柽柳(Ass.Ta.ramosissima),它们分布于湖滨浅水带、湖滨沼泽带、湖岸乔灌林带和旱生灌丛带;TWINSPAN分类产生的7个主要群丛在DCA排序图上被很好地反映出来。CCA排序与DCA排序结果基本一致,说明土壤含水量和土壤总含盐量是决定该地区植被分布格局的主要环境因子。博斯腾湖湖滨湿地植被种类单一,生态结构简单,水盐动态及其相互作用是影响该地区植被分布的主要因素之一。因此,在对博斯腾湖湖滨湿地进行植被保护与重建过程中,需重点考虑土壤含水量和土壤总含盐量这2个主要环境因子的影响,合理开发、利用水资源,防止土壤盐渍化的发生。     

黄河三角洲湿地不同景观类型影响下植被与土壤因子的空间分布特征

以黄河三角洲湿地为研究区, 结合遥感影像和实地调查数据, 构建湿地景观类型和主要影响因子的空间分布格局, 解析不同景观类型下的植被及土壤因子的空间分布特征以及耦合关系。结果表明: 农田、湿地植被区是研究区内面积最大的景观类型, 分别占有46.87%、20.6%, 而植被覆盖贡献率59.07%、37.62%, 生物量贡献率59.08%、36.04%, 是湿地蓝碳资源的重要补充。另外, 黄河三角洲湿地年均有效磷(AP)以Ⅳ级土壤为主, 土壤肥力标准处于缺乏状态, 景观类型中农田区年均AP最高, 湿地植被区最低; 年均有效钾(AK)以Ⅲ级土壤为主, 处于中等状态; 光滩、盐田区年均AK高、湿地植被区最低。最后,相关性分析显示: 春秋两季, 有效钾与Shannon-wiener指数、植被覆盖度呈显著负相关, 成为植物生长、凋零过程中主控因子。     

莱州湾滨海湿地景观类型与土壤因子相关性研究

通过对Landsat 8 遥感影像的解译, 根据莱州湾滨海湿地特征并结合野外实际调查, 得到2013-2016 年莱州湾滨海湿地景观类型, 并分析景观格局变化与植被及土壤因子耦合关系。结果表明, 2013-2016 年莱州湾天然滨海湿地面积减少, 人工滨海湿地面积增加。至2016 年莱州天然滨海湿地面积811.41 km², 人工滨海湿地面积1256.01 km²,分别占39.25%和60.75%, 人工湿地中90%以上为养殖池和盐田; 滨海湿地向建设类转化的趋势明显; 天然湿地植被的变化与滨海湿地土壤养分之间存在着显著相互作用, 植被生物量和土壤养分含量是景观类型演变的驱动力因素, 其变化可以间接反应湿地变化后生态系统的变化。     

1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替特征及驱动力

人类的建设与破坏活动是植被动态变化的重要根源之一,利用遥感探究植被演替的量化监测过程及驱动力能够很好揭示人类活动对生态本底的影响。本研究利用欧洲航天局逐年土地覆被数据及地理学信息图谱方法,从植被型组、植被型尺度分析1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替方向、演替速度及演替序列,明晰植被演替特征并量化其演替驱动力。结果表明: 研究期间,内蒙古自治区植被数量结构为“植增荒减”,具体年增长速率依次为耕地(353.10 km²)>草原(243.92 km²)>森林(-16.22 km²)>灌丛(-120.37 km²)>荒漠(-556.31 km²),并且空间相邻分布的草原、荒漠、灌丛三者的面积变化存在权衡关系。植被演替空间呈“绿进沙退”格局,演替热点集中于西辽河平原、内蒙古中部荒漠-草原交界处及黄河沿岸;植被演替序列结构复杂,进展、逆行演替相互交错,不同群落演替流量的截流率差距突出,其中,植被型组草原、灌丛与植被型草地、雨养农田群落在演替过程中截获最多演替流量。植被动态演替的核心驱动力为农牧业生产、经济发展水平、人口规模、生态工程、气候变化。作为“植物群落学-景观生态学”的实例研究,本研究结果可为植被格局优化、演替等级提升等生态措施实施空间的划定提供科学依据。     

The relevance of fire frequency for the floodplain vegetation of the Okavango Delta, Botswana

The study investigates the relevance of fire frequency for the floodplain vegetation of the Okavango Delta in Botswana, considering species composition, species richness, vegetation structure and tree density. Based on flood and fire frequency data derived from a series of satellite images, active and drying floodplains were separated and study plots were selected with fire frequencies up to ten burns between 1989 and 2003. Both for drying and active floodplains, no typical species assemblage could be associated with fire frequency. On drying floodplains, fire frequency showed no effect on species composition, but rather on vegetation structure. While small woody species showed higher cover values on high fire frequency, large trees showed significantly lower cover values on high fire frequency. For active floodplains, a significant response to fire frequency, both positively and negatively could be determined for specific species. But as almost none of these species appear at low or high frequency only, no differences in species composition could be associated with fire frequency. Rather flood frequency and specific annual flood cycles could be described as the determining factors for the vegetation on active floodplains.     

黄河三角洲盐生植被与土壤盐分的相关性研究

 本文在主要盐生植被类型研究的基础上,通过植物、土壤、水样品的化学测试,对黄河三角洲盐生植被与土壤盐分的相关性进行了定量的研究。结果表明：盐生植被的类型、空间分布、植株所含的化学成分、生物累积强度和演替等方面与土壤含盐量的关系极为密切。     

黄河三角洲植被空间分布特征及其环境解释

为了解黄河三角洲地区植被空间分布与环境因子之间的关系,通过局地植被样方调查、区域遥感影像提取归一化植被指数(NDVI)及地形高度、地下水位埋深、表层土壤Cl~-含量等环境数据采集,综合样地植被与环境数据进行了除趋势对应分析(DCA)和除趋势典范对应分析(DCCA),并对区域NDVI与主要环境变量进行了单因子相关性分析和多元逐步回归分析。结果显示:DCA排序可将黄河三角洲植被分为翅碱蓬、柽柳-翅碱蓬、芦苇-柽柳、芦苇4个主要群落类型(群丛),DCCA与DCA排序图总体相似,但DCCA更清晰地表明其第一轴主要代表的是潜水Cl~-浓度等关键水盐因子,且随着水土环境系统盐分含量的减小,群落由翅碱蓬逐渐向芦苇演变。区域典型植被群落和NDVI分布格局与变化趋势受地下水位埋深和潜水Cl~-浓度2个环境因素影响较大(NDVI与2个环境变量间建立的二元回归方程R~2=0.57),而土壤Cl~-含量的植被效应实际上受地下水位埋深和潜水Cl~-浓度的影响。在区域地下水普遍浅埋条件下,地下水成为影响植被生长与分布的生态环境最敏感要素,而地下水位埋深和潜水Cl~-浓度是这一要素中的2个关键因子,尤其是后者梯度变化对天然植被分布格局起重要的控制作用。     

长三角地区植被覆盖演变城乡差异及其原因

城市生态环境和城市化之间的关系是城市可持续发展的关键。研究不同城市化水平下植被覆盖的长时间演变趋势,对理解城市化过程对植被生长动态的影响,城市更新以及推进城市绿化的科学管理具有重要意义。然而,目前对城市内部沿城乡梯度植被生长趋势差异的认识还比较有限。以我国城市化发展最为强烈的长三角地区为研究对象,基于2000-2020年长三角归一化植被指数数据,采用趋势分析和地理探测器方法,探究了长三角地区城市内部植被覆盖演变城乡差异,并从土地利用/覆被变化和城市化发展的角度解析其成因。研究结果表明：（1）2000-2020年长三角地区植被总体呈绿化趋势,植被明显绿化占最大比例（52.06%）,轻微绿化与稳定不变地区占31.68%,零星分布的褐化区占6.82%。（2）城市老城区植被覆盖变化总体呈现返绿趋势（0.016/10 a）,新城区褐化明显（-0.019/10 a）,农郊区绿化突出（0.023/10 a）。在上海、南京和杭州等人口城市化水平较高的城市中,老城区土地利用变化强度最高,其绿化趋势也最高,体现了城市更新过程对绿地空间的促进作用;而在人口城市化水平相对较低的宣城、蚌埠和阜阳等城市,土地利用变化强度相对较低的农郊区也呈现明显的绿化趋势,更多的是受到区域生态保护的影响。（3）土地城市化是长三角地区老城区和新城区植被覆盖变化的主导因子,而城市化因子对农郊区解释程度总体不显著。从长三角总体区域看,城镇人口比重、不透水面积/总面积以及地区生产总值三者对植被覆盖演变存在显著影响,其中城镇人口比重影响最大。     

Biological connectivity and its driving mechanisms in the Liaohe Delta wetland,China

Biological connectivity plays a cricial role in maintaining biodiversity and ecosystem function. However, it is poorly understood how to quantify biological connectivity and investigate its mechanisms in estuarine wetlands. In order to address this issue, this study aims to quantify biological connectivity in the Liaohe Delta wetland by utilizing three complementary approaches: the habitat quality simulation, the vegetation connectivity index, and the maximum entropy model. These approaches focused on habitat quality, vegetation, and bird species, respectively. The established criteria for assessing vegetation connectivity blockage and the jackknife method were utilized to identify the primary drivers of biological connectivity. The study found that (1) Habitat quality declined from 1976 to 2020, with a total decrease of 3.2 × 10⁶. (2) Vegetation patches have more fragmented and less connected over the last 45 years. There was also a higher vegetation probability density of Phragmites australis than Suaeda salsa. The area of unchanged P. australis was concentrated within the nature reserve, while the area of unchanged S. salsa was 0, indicating that P. australis was more affected than S. salsa. The vegetation connectivity blockage was 33.16%, with human activities having a greater impact compared to natural succession. (3) The area of suitable habitat for birds constituted 27.48% of the study area. Distance to S. salsa was the main driving factor, followed by the distance to intertidal muds, paddy fields, P. australis, and water sources. The results demonstrate that biological connectivity has generally declined over time, with human activities being a significant contributor. Our efforts to quantify biological connectivity provided clear spatial and temporal information on the trends and drivers of biological connectivity in the Liaohe Delta wetland. The results of this study can provide valuable information for conservation efforts aimed at preserving wetland biodiversity.     

基于MODIS NDVI的辽河保护区成立前后植被覆盖时空动态研究

以2010年成立以自然生态恢复为主的辽河保护区为研究对象,基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)获取的500米分辨率的归一化植被指数(NDVI)数据,研究了辽河保护区成立前(2000—2009年)和成立后(2010—2015年)植被覆盖时空动态。结果表明:(1)2000—2015年NDVI呈现持续增加趋势;2000—2009年NDVI的年际增加主要发生在夏季,2010—2015年NDVI的年际增加主要发生在春季和冬季。辽河保护区成立后春季NDVI的逐年增加有利于该区域防风固沙功能的提升。(2)季节尺度上,2000—2009年春季降水量与春季和夏季NDVI显著正相关,夏季气温与夏季NDVI显著负相关;2010—2015年仅夏季NDVI动态受春季气温和夏季日照时数变化的影响。(3)月尺度上,气温是影响辽河保护区NDVI变化的主要气候因素,2000—2015年NDVI动态对气温变化的响应存在1个月的滞后期;2000—2009年NDVI动态对降水变化的响应存在1个月的滞后期,2010—2015年则无滞后效应。(4)2000—2009年影响NDVI动态的人类活动主要为农田耕作;辽河保护区成立后,河岸带封育区内的自然恢复和小型人工湿地建设促进了NDVI增加,大型人工湿地建设和人工经营牧草地对NDVI动态无显著影响。     

中国植被地理学:从传统植被地理学到功能植被地理学

本文回顾总结了我国植被地理学发展的历史，展望了其从传统植被地理学到功能地理学的未来研究趋势。作为研究植被地理分布规律的一门科学，植被地理学在我国经历了与社会经济发展密切相关的四个阶段：早期起步阶段，主要是新中国成立前(1920年代—1949)的植物地理学和植被地理学的零星工作；初期成长阶段，主要是新中国成立后至改革开放前(1949—1980)的传统植被地理学研究；中期迅速发展阶段，主要包括改革开放后至经济迅速发展时期(1980—2000),在全球气候变化国际研究背景下的植被地理学研究；近期转型与拓展阶段，主要是国民经济平稳发展及信息时代(2000—至今),面向全球环境变化的植被地理学研究的纵深发展。经过近百年的发展，在植被综合区划与生态功能区划、中国植被分类系统订正、中国植被图与植被志编纂、古植被地理学、植被地理模拟预测与情景分析、植物功能性状和生态化学计量学的功能植被地理学等6个方面取得了可喜成果。今后，需要在以下4个方面开展更广泛的精细与纵深研究：加强更多精细化的植被地理学研究，编纂新一代中国植被图与中国植被志；深入开展人类干扰的植被地理学研究；以植物性状研究为契机，拓展宏观功能植...