基于生态地理分区的大兴安岭植被物候时空变化

植被与气候的关系十分密切,植被物候可作为全球气候变化的指示器.大兴安岭位于我国最北部,对气候变化较为敏感,研究该区植被物候的时空变化对评估全球变化对陆地生态系统的影响具有重要意义.依据中国生态地理区划图,将大兴安岭划分为4个生态研究区域,本文利用GIMMS NDVI 3g遥感数据集分析1982—2012年大兴安岭整体及各生态地理分区植被物候变化.结果表明: 研究期间,所有分区植被生长季开始日期均表现为提前趋势,生长季结束日期均表现为推迟趋势.植被物候对气候因子变化敏感,尤其是对气温的敏感程度高于降水,其中,北段山地落叶针叶林区植被生长季开始日期与春季温度呈显著负相关;除南段草原区外,其他3个分区植被生长季结束日期均与秋季降水呈显著负相关.从整体来看,植被物候随海拔、纬度的变化趋势明显.     

生态地理分区视角下的辽宁省植被归一化植被指数的时空变化

归一化植被指数(NDVI)是反映植被覆盖及其生长状况的重要指标，探究其时空变化以及对生态因子的响应，对区域生态保护和自然资源管理有重要意义。本研究将辽宁省分为3个生态地理区(西北农牧交错区、中部农业区、东部农林区),基于遥感、植被、气候、地形和人类活动等数据，采用趋势分析法和地理探测器模型，揭示了辽宁省植被NDVI的时空变化趋势，以及各驱动因子对辽宁省植被NDVI分布格局的影响强度和交互作用机制。结果表明：2001—2020年，辽宁省NDVI年均值在0～0.92,呈现东部高西部低、内陆高沿海低的分布格局。植被覆被整体呈增加趋势，其中，NDVI增加的区域主要集中在西北农牧交错区和东部农林区；NDVI减少的区域主要集中在中部农业区与东部农林地区的交界处，以及东部农林区沿海一带。3个生态地理分区的年均NDVI变化各不相同，其中，西北农牧交错区NDVI整体偏低，但呈缓慢上升的波动趋势；东部农林地区NDVI整体偏高，NDVI年际变化基本稳定；中部农业区的NDVI高值和低值错落分布，NDVI年际变化呈减少趋势。3个生态地理分区中，自然因子是NDVI变化的关键驱动力，其中，积温和降水的影响最大。各因...     

不同区域森林火灾对生态因子的响应及其概率模型

火灾是影响森林生态系统过程的重要干扰之一,其对森林生态系统内各生态因子的响应各不相同.由于植被状况及生态环境的不同,森林火灾的时空分布特征在中国不同植被气候类型内表现不同,根据植被气候类型分类系统,将中国主要森林火灾地区划分为4个区域:东北(冷温带松林)、华北(落叶阔叶林)、东南(常绿阔叶林)和西南(热带雨林),应用遥感监测数据和地面环境数据,以时空变量、生态因子(植被生长变化指数、湿度等)为可选自变量,应用半参数化Logistic回归模型,就森林火险对不同生态影响因子的响应规律进行了分析,建立了基于生态因子的着火概率模型和大火蔓延概率模型,通过模拟及实际数据散点图、火险概率图,评估了模型应用价值.结果表明,土壤湿度及植被含水量在落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带雨林地区对着火概率影响显著.在4个植被气候区内,土壤及凋落物湿度对大火蔓延的作用较小.在冷温带松林、落叶阔叶林、常绿阔叶林地区,植被生长的年内变化对火灾发生的影响显著,在常绿阔叶林地区,年内植被生长变化对大火蔓延的作用较小.森林火险概率与各生态因子的相关关系主要呈现出非线性.不同植被气候区内,火险概率受不同生态因子组合的影响,这与不同区域的植被状况及生态环境不同有关.在不同植被气候类型,应用时空变量、生态因子建立半参数化logistic回归模型,进行着火概率和大火蔓延概率的模拟具有可行性和实际应用能力.为进一步分析森林生态系统与火灾之间的动态关系、展开生态系统火灾干扰研究提供了理论基础.     

退耕还林(草)过程中陕北地区NDVI时空变异及其驱动因子的地理探测

地表植被作为生态环境变化的敏感因子,对维持区域生态稳定性具有重要作用.基于退耕还林(草)生态工程实施过程中2000-2019年陕北地区的MODIS NDVI数据,结合地形、地貌、气候、土壤和植被等环境因子,探究NDVI时空变异特征,并运用地理探测器模型对植被NDVI影响因子及其影响程度进行探测,最终确定主要环境因子对N...     

基于遥感和GIS的巢湖流域生态功能分区研究

生态功能分区是区域自然资源科学管理及可持续发展利用的基础。基于生态功能分区原则,考虑流域——子流域完整性进行巢湖流域生态功能分区。在综合分析巢湖流域生态环境基本特征的基础上,确定生态功能分区原则、依据、方法及命名,基于遥感与GIS在数据采集方面及多层面叠加功能的优势,通过遥感数据对研究区土地利用信息的提取以及利用DEM空间分析进行子流域划分等技术手段,探讨了遥感和GIS技术支持下的研究区子流域生态功能划分方法,形成了巢湖流域生态功能分区方案,将全流域分为5个生态功能区和12个生态功能亚区,并阐明了不同生态功能区的生态保护重点与经济社会发展约束。对于新调整行政区划的巢湖流域生态环境综合治理具有重要的现实意义,可为流域产业布局、生态防灾减灾、环境保护与建设规划等提供科学依据。     

基于多源遥感数据的荒漠植被覆盖度估测

以塔里木河下游为靶区,根据地面调查和不同分辨率的多源遥感数据,逐级建立荒漠植被覆盖度遥感估测模型,并对不同模型、不同估测方法的估测精度进行比较.结果表明: 随着遥感数据空间分辨率的提高,植被覆盖度遥感估测模型精度增加;基于高分辨率、中高分辨率及中低分辨率遥感数据建立的植被覆盖度模型的估测精度分别为89.5%、87.0%和84.6%;遥感模型法的估测精度高于植被指数法.不同分辨率遥感数据估测荒漠植被覆盖度的精度变化规律,实现了荒漠植被覆盖度估测的高、中、低分辨率遥感数据参数及尺度的定量转换,可为研究区生态恢复遥感综合监测方案的制定和实施提供直接依据.     

中国东北植被生态区划

植被生态区划是合理开发利用植被资源和生态管理的基础.在综合分析我国东北地区植被特点、分布规律的基础上,探讨了植被生态区划的原则、依据和指标体系,建立了东北地区植被生态区划的分区系统,并划分了4个植被生态区、11个植被生态亚区和34个植被生态小区.最后对东北地区植被生态区划中的全国植被区划的第一分区界线进行了探讨.     

4个常用的气候-植被分类模型对中国植被分布模拟的比较研究

 应用KAPPA一致性检验方法,比较研究了4个常用的气候植被分类模型：Penman模型、Holdridge生命地带系统、Kira模型和Thornthwaite模型对中国植被分布模拟的一致性和适用性。结果表明：这4个常用的气候 植被分类模型对中国植被区划一级分类的植被地理分布模拟效果较好。其中,Holdridge生命地带系统的KAPPA值达到0.57,模拟效果优于其它三者。但对特定地区,如青藏高原的植被地理分布,所有模型均需改进或引入新的影响因子才能较好地模拟二级植被区划的植被地理分布。1)Penman模型对温带草原和青藏高原的植被地理分布模拟的KAPPA值超过0.50,是4个模型中对青藏高原植被地理分布模拟效果最好的。2)Thornthwaite模型对热带雨林、季雨林植被地理分布模拟的KAPPA值达到0.40,可以弥补Holdridge生命地带系统对热带植被地理分布模拟精度的不足。3) Holdridge生命地带系统对中国植被地理分布模拟的效果最佳,但对西部季雨林、雨林区域(52)、西部草原亚区域(63)、青藏高原温性荒漠地带(86)和温性草原地带(84)的模拟程度不理想。4)Kira模型对亚热带常绿阔叶林植被地理分布的模拟效果可与Holdridge生命地带系统相媲美;对低海拔和湿润、湿润地区植被地理分布的模拟效果尚可,但在温带荒漠区与青藏高原区植被地理分布的模拟效果与实际相差较远。     

基于地形因素的新疆荒漠植被-气候模型应用研究

本研究在新疆荒漠植被型分类的基础上,用植被与气候Holdridge生命带模型进行荒漠植被型的模拟,并用Kappa检验系数进行结果检验,模拟结果很差(0.19),将地形作为模拟模型具体考虑的一个因素,对重新分类的气候区进行二次植被模拟。二次模拟结果Kappa检验系数平均值为0.45,二次模拟整体荒漠植被型模拟结果的Kappa检验系数为0.64,极大地提高了模型模拟的准确度。模型模拟准确度的提高在于将影响新疆水分分配的地形因素作为改进Holdridge生命带模型的参数,该参数的引入为提高Holdridge生命带模型的准确度提供了新的思路,也为较准确地模拟新疆地区的植被提供了新途径。     

中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区

湖泊营养物生态分区是实现湖泊分区控制的前提和基础。以中国中东部平原亚热带湿润区为案例区,根据区域特点,从自然地理要素、生态系统和人类活动三方面建立指标体系,对各指标进行归一化得到各指标数据的分值;采用AHP方法确定各指标的权重值,结合各指标分值计算栅格尺度上湖泊营养物生态分区综合评价分值;根据研究区域DEM数据划分小流域,将栅格尺度的湖泊营养物生态分区综合评价分值投影到小流域尺度上,采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上湖泊营养物生态分区评价分值进行聚类得到湖泊营养物生态分区结果。结果表明:(1)AHP可以用来确定复杂指标体系中各指标的权重,适合用于确定湖泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重;(2)采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;(3)根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,可以将中东部平原亚热带湿润区划分为长江中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝山地湖区、四川盆地湖区、川西—大巴山山地湖区5个营养物生态区。     

基于资源与环境保护的煤炭开发功能区划

以往的煤炭开发规划,均未充分考虑发展循环经济和加强生态保护等因素,不利于统筹安排区域层次上的环境保护工作.本文在综合分析区域生态状况、区位条件和经济发展水平等因素的基础上,以资源和环境保护为出发点,将全国的煤炭资源富集区划分为重点开发区、适度开发区和限制开发区3种功能区.结合自然地理条件和生态特征,进一步划分为黄土高原丘陵沟壑区、平原矿粮复合区、云贵山地丘陵区、西北荒漠草原区和蒙东森林草原、草甸草原区等5种典型类型区,针对不同的分区,分别提出了相应的环境保护对策.     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅴ.南方地区季节性干旱特征分区和评述

在干旱特征研究的基础上开展季节性干旱分类分区,可为不同干旱区域应对全球气候变化、制定抗旱减灾对策和防控技术提供理论依据.以国家标准中的气象干旱、农业干旱指标为主要依据,利用南方地区268个气象台站1959-2008年的气候资料,在分析南方地区季节性干旱的气候背景和分布特征的基础上,采用综合因子与主导因子相结合方法、逐级指标筛选法,综合灾害分析和聚类分析方法,对季节性干旱进行3级分区.一级分区以年干燥度和季干燥度为主要指标,以年尺度和主要作物生长季的降水量为辅助指标,将南方区域分为半干旱区、半湿润区、湿润区和极湿润区4个一级区;在此基础上再划分为川滇高原山地温凉半干旱区,江北温暖半湿润区、华南暖热半湿润区和西南高原温凉半湿润区3个半湿润区,长江流域温热湿润区、华南暖热湿润区和西南山地温暖湿润区3个湿润区,以及华南暖热极湿润区和江南西南山区温凉极湿润区2个极湿润区,共9个二级干旱分区.最后基于多个干旱指标的干旱频率和干旱强度,将南方区域分成29个三级干旱区.在分区基础上对不同季节性干旱特征分区分布情况、干旱特点及对农业生产影响进行评述,并提出了防旱避灾措施.     

The Ecogeographical Distribution of Hippophae rhamnoides Subsp. sinensis and Its Phytogeographical Significance

Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi is confined to China. The subspecies, a primitive member of the genus, is one of important plant resources for food and medicinal industry and also a genetic resource for breeding. The subspecies ranges from Southwest to Northeast China, i .e .from the northeast part of Tibet to the sourthwest corner of the Da Hinggan Mountains ,through Loess Plateau. Made in this paper was an analysis of the limits of tolerance, the limiting factors and the fittest value, and of ecological factors regulating the distribution area of the subspecies such as heat, sunshine and rainfall. The analysis is based on comparison of the similarities between the distribution range and the isolines of the various ecological factors, combined with the field work of the subspecies. The result indicates that not only does the bush of Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi occupy a stable geographical range, but also it shows a zonal distribution pattern, controlled by rainfall and heat. Its geographical range is roughly located in the transitional zone of three vegetation regions in China, i.e. the east moist forest region, the northwest desert and steppe region and the Qinghai-Xizang Plateau alpine vegetation region. Therefore, the bush can be used for delimitating the three vegetation regions. This fact implies that the concept should be revised that the distribution of bushes is not of obvious horizontal-zonal pattern. Also discussed in the present paper are ecological conditions for the artificial Seabuckthron’s garden, the relationship between thegeographical range and the planting system in agriculture as well as the afforestation.     

中国地貌区划系统——以自然保护区体系建设为目标

地貌类型是重要的自然地理特征,是影响区域生物多样性空间格局变化的重要因子。地貌研究能使人们深入认识地理环境特点,有利于完善对区域自然环境和地域分异规律的认识,同时对生物地理区划和区域自然保护研究也具有很好的参考价值。采用"自上而下"的区域分割和"自下而上"的区域合并的区划方式,以中国地形DEM作为基础,使用GIS10.0对其进行高程重分类、坡度分析等量化分析,并结合现有气候区划、自然地理区划和地貌类型等资料,对中国地貌格局进行了分析。在考虑生物多样性保护过程中以地貌为主体的地理单元差异性基础上,根据分析结果,提出了以区域自然保护区体系构建为目标的中国地貌区划系统,该地貌区划系统包括了东部季风淋蚀地貌大区、西北干燥风蚀地貌大区、青藏高原高寒冻蚀地貌大区、南海诸岛地貌大区等4个地貌大区,大兴安岭、小兴安岭和内蒙古高原等40个地貌地区,完达山、老爷岭和张广才岭等127个地貌亚地区,以及473个地貌区。其地貌区划方案科学构建了区划等级系统,体现了中国地貌类型的基本特征和分布格局,其中地貌大区基本反映了中国大的地貌格局,地貌地区基本反映了高原、山地、平原等地貌特征的水平分异,地貌亚地区和地貌区基本反映了区域地貌特征。中国地貌区划系统为自然保护区体系构建提供了参考和依据,而且区划界线准确,便于使用。     

植被的PE（可能蒸散）指标与植被气候分类（三）

Holdridge的生命地带分类系统由于其指标的计算十分简便与对植被的对应性强而受到国际植被生态学界与环境科学研究者的重视。特别是近年来在环境的评价、生态区划与预测全球变化对生态系统的影响等方面得到较多采用。该系统对中国各植被地带的气候台站资料进行计算分析的结果表明有较好的适应性。但由于该系统发展于中美洲的热带地区,因而在中国的亚热带地区须进行局部的调整。但采用该系统将有利于与世界各地的气候—植被分类系统的统一与对比研究。通过回归计算表明,该系统的可能蒸散率(PER)指标与CHIKUGO模型的辐射干燥度(RDI)显著相关。因而可以采用便于取得资料与易于计算的PER来进行潜在第一性生产力(NPP)的估算。对中国各植被地带的计算结果令人满意,可进一步用于在全球变化条件下,中国各植被地带或生态系统主要类型及其NPP变化的预测。     

气候变暖对中国栓皮栎地理分布格局影响的预测

利用DIVA-GIS软件对中国栓皮栎的地理分布及气候特征进行研究,并用该软件中的Bioclim和Domain两个模型评估未来潜在分布区对气候变暖的响应.结果表明: 中国栓皮栎分布区可分为横断山脉区、云贵高原区、华北山地区、华东山丘区、辽鲁半岛区、台湾海岛区和秦岭巴山区7个亚区,跨越7个温度带、2个干湿区、17个气候区,包括8种气候类型.秦岭-大巴山-伏牛山为栓皮栎的现代多度中心.适合栓皮栎生长的年平均温度为7.5～19.8 ℃,年降雨量为471～1511 mm.Domain和Bioclim模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)分别为0.910、0.779,前者预测的高度适生区为秦岭、大巴山、伏牛山、桐柏山、大别山、云贵高原东部和西部、苏皖南部丘陵和华北部分山地.气候变暖趋势下栓皮栎潜在分布区可能向北回缩,面积减小.     

梵净山种子植物区系特征及植物地理学意义

梵净山为地处云贵高原向湘西丘陵过渡斜坡区,是武陵山脉的最高主峰,面积约为77 514 hm~2。该研究针对当地野生种子植物区系的问题,主要通过对种子植物科属种水平的地理成分、区系古老性、区系过渡性等区系特征进行了统计和分析。结果表明:(1)该区物种丰富、地理成分复杂,共有野生种子植物163科843属2 584种,中国特有种1 010种(含梵净山特有种46种),其中属的热带、温带地理成分比例相当,热带成分略占优势。(2)该区植物起源古老,保存有梵净山特有裸子植物梵净山冷杉、长苞铁杉、粗榧、水青树、伯乐树、领春木等大量古老树种。(3)该区与临近区系交汇、渗透现象明显、过渡性质突出,经初步确定以梵净山为典型分布边界点的植物共有120科197属288种,分别有103种、62种、87种、36种以梵净山地区为分布的北界、南界、东界和西界,即梵净山更多的阻碍了热带、亚热带植物的北迁和中国—喜马拉雅成分的东扩。(4)该区常绿树种与落叶树种并茂发育,热带成分与温带成分竞争激烈。因此,梵净山在中国植物区系甚至东亚植物区系中具有非常重要的意义。     

中国谷子潜在地理分布的多模型比较

谷子是中国干旱和半干旱区主要的粮食作物之一.它耐旱、耐瘠薄、抗逆性强、适应性广,是未来应对干旱形势的重要战略储备作物.本文基于谷子的157个地理分布点数据,利用中国谷子产量与环境指标的相关性分析,选出10个气候指标、7个土壤指标和3个地形指标,采用MaxEnt、EMFA、RF和GAM共4个物种分布模型,分析中国谷子的潜在适宜性分布.结果表明: 4种模型均可成功模拟谷子的潜在地理分布,其中,MaxEnt模型的模拟效果最好.选用的环境指标中,水热条件对谷子生长最敏感.模型结果结合ArcGIS空间分析模块的结果表明,中国谷子的潜在适宜生长区(最适宜区和适宜区)总面积为55.68×10⁴ km²,远远大于当前谷子的实际种植面积,主要集中在东北地区的东北平原、长白山以南与牡丹江流域,华北地区的淮河以北,华中地区汉江以东与大别山以北,西北地区的黄土高原、鄂尔多斯高原南部、祁连山脉东部、天山山脉东部与阿尔泰山脉,西南地区的重庆以北和贵州西部局地区域.     

硬肉桃品种群SSR标记的遗传多样性分析

以45个硬肉桃品种为试材,利用25对位于桃遗传参考图谱上8个连锁群的SSR引物进行了硬肉桃种质资源遗传多样性研究。结果表明:25对SSR引物共获得152个扩增位点,其中多态性位点146个,多态性高达96.05%,Nei′s遗传多样性指数(He)为0.2283,Shannon信息指数(H0)为0.3609。长江流域桃区的硬肉桃品种群体具有最高的Nei′s遗传多样性指数(0.2211)和Shannon信息指数(0.3476),其次为华南亚热带桃区和云贵高原桃区,最低的为华北平原桃区。UPGMA聚类分析结果虽然体现出一定的生态区划特征,但不完全与地理起源相吻合,不同生态区的硬肉桃品种存在一定的交叉;长江流域桃区和云贵高原桃区的硬肉桃品种亲缘关系较近,其次为华南亚热带桃区,最远的为华北平原桃区。本研究鉴定结果更倾向于认为长江流域的硬肉桃可能来源于北方硬肉桃群体,还可能来源于云贵高原生态区和华南亚热带生态区的硬肉桃群体。