重庆市道路网络影响景观破碎化的阈值分析

路网的不断扩张是导致景观破碎化的一个重要因素, 因此, 研究路网密度影响景观破碎化的阈值具有重要意义。通过KDE 法确定反映路网密度分布的最佳带宽, 以此带宽分析重庆市路网空间格局, 进一步利用缓冲区法得到路网影响景观破碎化的最大范围, 在该范围内计算路网叠加前后的景观指数变化率, 分析影响景观破碎化的路网密度阈值。结果表明: 3 km 的带宽很好的反映了重庆市路网密度分布; 重庆市路网密度空间分布不均匀, 路网发达区主要位于中部、西北部和西南部, 路网稀疏区主要位于东北部和东南部; 路网对景观破碎化的最大影响范围为1000 m; 道路密度等级7 级是路网密度影响斑块密度和平均斑块面积的阈值, 而道路密度等级8 级是路网密度影响聚集度指数的阈值。     

华北农牧交错带农田-草地景观镶嵌体土壤水分空间异质性

为揭示草地景观破碎化过程中产生的农田-草地镶嵌体内部土壤水分空间异质性、分布格局以及生态界面特征,本研究利用经典统计与地统计学方法对华北农牧交错带农田-草地镶嵌体不同采样粒度(0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,2 m×2 m)土壤水分空间异质性进行分析。结果表明:农田-草地镶嵌体内部土壤水分含量差异显著表现为农田>农田-草地边界>草地 (P < 0.05);土壤水分变异系数(CV Coefficent of variation)差异显著表现为农田-草地边界>草地>农田(P < 0.05),均属中等程度变异。在农田-草地镶嵌体尺度下,农田-草地边界土壤水分在3个采样粒度下均拟合为球状模型,空间异质性大小(MSH Magnitude of spatial heterogeneity)分别为0.814、0.763和0.883,变程为15.44、27.24和19.09 m,属强空间自相关;草地土壤水分空间异质性在3个采样粒度下拟合呈指数和球状模型,空间异质性大小分别为0.537、0.837和0.650,变程分别为6.009、12.74和30.99 m,属中到强空间自相关;农田土壤水分在采样粒度2 m×2 m下拟合成球状模型,空间异质性大小为0.706,变程27.28m,属中等空间自相关,而在较小采样粒度下均为纯金块效应(Nugget)呈完全随机分布,即不同采样粒度(0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,2 m×2 m)的农田、农田-草地边界、草地的土壤水分空间异质性大小存在显著差异且表现为农田-草地边界>草地>农田(P < 0.05),同时每种类型不同采样粒度间的空间异质性大小存在差异但无线性关系(P > 0.05);农田-草地镶嵌体内部的农田-草地边界土壤水分分布格局异质程度高,呈明显斑块状,而农田内部土壤水分较草地更加破碎匀质化,同时土壤水分在农田-草地边界处表现为伴有突然升高随即降低剧烈变化的界面效应。     

基于改进遥感生态指数的宁夏沿黄平原区生态环境质量评价

区域生态环境质量评价是国民经济建设与可持续性发展规划的基础，是生态学研究的主要方向之一。以土地利用/覆盖数据和Landsat OLI数据为基础，分别在ArcGIS和GEE平台上进行景观多样性指数（Landscape Diversity Index，LDI）与归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、湿度（Wet Index，WI）、归一化裸土和建筑指数（Normalized Difference Building-Soil Index，NDBSI）、遥感生态指数（Remote Sensing Based Ecological Index，RSEI）和改进遥感生态指数（Modified Remote Sensing Ecological Index，MRSEI）的计算。在LDI最佳尺度约束下分析表明，宁夏沿黄平原区景观多样性指数具有显著尺度依赖特征（P<0.001），阈值出现在3000 m×3000 m。主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）解释了研究区改进遥感生态指数主要受到NDVI和LDI影响，其中NDVI是PC1（特征值贡献率68.98%）的决定因子，特征向量为0.8901；LDI为次要决定因子，特征向量为-0.4146，该分量在MRSEI计算中分值较高。LDI是PC2（特征值贡献率28.76%）的决定因子，特征向量为0.9100；NDVI为次要决定因子，特征向量为0.4056，该分量在MRSEI计算中分值较低。从MRSEI在应用中可信性来看，其在分析中采用LDI替代LST有效地避免了RSEI分析中NDBSI和LST之间存在的生态学意义重复表达和多因子向量投影中的高度聚集。研究区空间异质性主要以"差"和"较差"级别分布在不同土地利用/覆盖类型交错区且以环绕研究区为主要特点。在"差"到"好"梯度上，斑块密度为减少趋势由8.3个/km²减少到5.9个/km²，而平均斑块面积呈增加趋势由0.120 km²增加到0.169 km²。综合来看宁夏沿黄平原区生态环境质量总体MRSEI值为0.0117刚好超过"较好"水平下限。     

南瓮河自然保护区生态环境质量遥感评价

运用遥感技术,科学、快速地评价区域生态环境质量,能够为区域生态环境的保护、治理和规划等提供科学依据.本研究以1990、2000和2015年的Landsat TM/OLI/TIRS为数据源,使用主成分分析方法确定湿度分量、归一化植被指数、地表温度和干度指数4个指标的权重,运用遥感生态指数(RSEI)评价模型,对南瓮河自然保护区1990—2015年的生态环境进行评价.结果表明: 遥感生态指数能够较好地反映研究区生态环境质量状况及其时空分异;1990—2015年,保护区 RSEI均值由0.55上升至0.83,生态环境质量优良以上区域面积所占百分比逐年增加,这与该等级中森林所占比例增加有关;保护区生态环境质量变好的区域所占比例高达91.4%,这与保护区的建立及相关工程与非工程防护措施的实施密切相关;核心区、缓冲区北部生态环境质量下降的主要原因是火灾的发生导致森林植被遭到破坏,而道路附近和试验区的东南部生态环境质量的下降与人类活动的干扰密不可分.     

基于RSEI模型的昆明市生态环境质量动态监测

利用遥感技术进行生态环境监测有利于快速了解生态环境的变化过程。以昆明市为研究区,以Landsat TM和OLI影像为数据源,采用主成分分析法,运用集成于绿度、湿度、干度和热度4个指标的遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI),对昆明市2000—2018年生态环境质量进行了评价。结果表明:RSEI指数能较好地指示区域生态环境状况,研究区RSEI主要是受干度的影响,其次是湿度和绿度,热度对RSEI模型的影响最小; 2000—2018年,昆明市RSEI 5年平均值为0.51,生态环境质量处于一般状态(0.4～0.6),生态环境质量呈现"上升-下降-上升-下降"的波动变化趋势。其中,2010年受干旱因素影响,生态环境质量较其他年份相对较低;昆明市生态环境质量西部优于东部,其中以西南角的生态环境质量最佳。     

广东山区土壤有机碳空间变异的尺度效应

研究土壤有机碳的尺度效应能够为区域生态环境保护和确定合理的土壤取样间距提供科学依据。采用土壤类型法估算了广东山区表层(0-20 cm)和全剖面(0-100 cm)土壤有机碳密度,选择4条采样带,获取采样间距为250 m的土壤有机碳密度序列,并利用离散小波变换工具对其进行多尺度分解,得到2×250 m、2²×250 m、2³×250 m、2⁴×250 m、2⁵×250 m和2⁶×250 m 6个分解尺度上的小波信息,计算小波信息方差。结果表明:土壤有机碳密度具有较强的空间异质性,其空间异质性的大小受控于不同尺度下土壤有机碳密度分布格局的主导因子影响程度;整体上在大于等于1 km的尺度,其空间异质性较强;各个样带特征尺度的差异与各样带的土壤和植被类型、地貌特征以及土地利用方式、耕作管理方式等人类活动干扰强度有关。     

青海柴达木盆地气候生态资源特点和农业开发

柴达木盆地位于青海高原西北部,面积为2.5×10~5km~2,海拔3000m,周围山系海拔5400—6000m,较毗邻新疆塔里木盆地高2000m 左右,为我国海拔最高的内陆高原盆地。有可利用草场约6.67×10~6ha。耕地约6.0×10~4ha,作物主要为春小麦,分布于东南和东北部荒漠绿     

吉林蛟河阔叶红松林物种多度分布模型研究

以吉林蛟河阔叶红松林的木本植物为研究对象,将30hm²的样地面积划分为5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m的连续取样单元,在4个不同尺度下分别统计各物种在每个取样单元中的有无,得到每个物种在不同尺度下的取样单元数。利用随机分布模型和负二项分布模型分析物种的多度分布,对比预测多度与观测多度讨论两个模型的科学性与实用性。结果表明：对于阔叶红松林而言,负二项分布模型在所有研究尺度上的预测精度都要优于随机分布模型。随机分布和负二项分布的模型预测误差随着研究尺度的增大而增大,因此选取较小的取样单元可以切实提高物种多度的预测精度。利用随机分布和负二项分布模型对多度较小的物种进行预测的效果要优于多度较大的物种。负二项分布模型适合用来模拟阔叶红松林的物种多度分布格局,并且模型的拟合效果受取样单元大小影响。     

江苏省路网密度与聚落占地率的关系

基于2000年江苏省1∶1万地形图数据,应用邻域分析方法,对江苏省15个县(或县级市)的道路与聚落在5、10、15及20 km 4个尺度上的空间分布特征及二者在16个尺度组合下的关联强度进行了比较.结果表明:道路是异质性较低的景观要素类型,而聚落是异质性较高的景观要素类型;道路与聚落的空间异质性水平均随着观测尺度的增大而降低,但前者的异质性水平随尺度增加而降低的程度不如后者明显;路网密度较大或聚落占地率较高的地区,道路及聚落分布的空间异质性均分别趋于下降;在16个尺度组合中,20 km尺度路网密度与5 km尺度聚落占地率的关联程度最高;在上述尺度组合下,路网密度随聚落占地率的增大呈阶梯式增长,路网密度的增长表现出非连续性特征;由于这两种不同景观要素类型往往具有不同的尺度依赖特征,有必要比较多种尺度组合下二者的相关程度,并选择合适的尺度组合来研究景观要素间的相关关系.     

基于遥感生态指数的永定矿区生态变化监测与评价

资源过度开采对区域的负环境效应日益显著, 不断造成严重的资源、环境与灾害问题。以福建省永定矿区为研究区, 利用遥感生态指数(Remote sensing ecology index, RSEI), 基于Landsat-7 和Landsat-8 影像数据分析永定矿区2002-2014 年的生态状况、时空变化特征及其驱动因素。结果表明: 1)RSEI 适用于煤矿区的生态环境监测; 2)自2002年到2014 年RSEI 均值从0.705 降至0.699, 虽然RSEI 均值降幅不大, 但RSEI 变化空间分异明显, 盆地四周生态质量在提高, 而煤矿区、石灰石矿区、工业园区和村镇建筑区生态质量在降低; 3)植被覆盖度与RSEI 之间有较好的对应关系, 植被覆盖变化是影响生态质量变化的关键因素。     

干旱地区遥感生态指数的改进——以乌兰布和沙漠为例

干旱区以荒漠为主要背景,生态环境脆弱,极易受到自然和人为因素的影响。为了定量评价干旱区生态环境质量,基于遥感生态指数(RSEI),针对干旱区对其进行改进,构建了干旱遥感生态指数(ARSEI),该指数耦合了绿度、湿度、盐度、热度以及土地退化度信息。利用ARSEI和RSEI对乌兰布和沙漠2000—2019年生态环境质量进行动态监测和评价,分析两者的差别及在干旱区的适用性。同时分析乌兰布和沙漠生态环境质量时空变化特征及原因。结果表明: ARSEI比RSEI对干旱区生态环境质量具有更好的适用性,ARSEI增强了土地利用类型变化在生态环境质量评价中的作用。2000—2019年,乌兰布和沙漠生态环境质量整体上为差。等级为优、良、中的部分主要分布在沙漠北部,等级为差的部分主要集中在戈壁和沙地处,较差主要在低覆盖度植被区。2000—2019年,乌兰布和沙漠生态环境质量总体变好,沙漠北部城镇或农场生态环境质量变化复杂,变差和变好交替分布。生态农业和沙产业对生态环境质量有明显的改善作用,这是乌兰布和沙漠生态环境质量变化的主要原因。     

西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征

采用生态学样方调查及统计学方法,研究了云南勐腊望天树热带季节性雨林蕨类植物的组成及生态特征。结果表明:在1hm2(4个50m×50m,含400个5m×5m小样方)面积的样地里,记录有蕨类植物48种13 159株(丛);在生态特征上,40个地生蕨类的盖度之和占调查样地面积的22.45%,缺乏高盖度级种类;黑鳞轴脉蕨、长叶实蕨、多形叉蕨等属高频度级种类;长叶实蕨、多形叉蕨、黑鳞轴脉蕨、毛柄短肠蕨、薄叶牙蕨、思茅叉蕨等种的重要值之和占86.31%,它们是望天树林蕨类植物的典型代表种。生活型组成上,以地面芽植物占优势(达80%)。叶质主要由纸质叶(占54.17%)和草质叶(占27.08%)种类组成;叶形主要由羽状复叶种类组成(89.58%)。与西双版纳相同取样面积的山地常绿阔叶林比较,望天树林蕨类植物的种数及种群数量分别是山地常绿阔叶林的1.55倍及2.23倍。同一地区不同海拔和生境异质性是导致蕨类植物组成不同、种群数量变化的主要原因。该研究揭示了赤道热带北缘热带雨林蕨类植物的组成及生态特征,有利于与其它热带地区蕨类植物作进一步的比较研究。     

寻乌水流域景观格局演变及其生态环境效应

土地利用变化引起的景观格局演变及其生态环境效应研究已成为诸多学者广泛关注的研究热点。为正确认识和评价土地利用变化对景观格局和生态环境的影响,以寻乌水流域为研究对象,选取1995、2005年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像进行遥感解译,得到3期的土地利用数据,借助ArcGIS10.2和Frgstats4.2软件,分析土地利用动态变化与景观格局演变特征。同时运用遥感生态指数(RSEI)对寻乌水流域1995—2015年期间生态环境质量时空演变进行评价。结果表明:(1)近20年寻乌水流域园地(增加40.14%)和林地(减少33.91%)面积占比变化幅度最大,水域(减少0.1%)变化幅度最小。土地利用变化单向转换频繁,园地"涨势"和林地"落势"十分明显,整体处于不平衡状态。(2)景观水平上,流域的香农多样性指数(SHDI)、修正Simpon均匀度指数(MSIEI)分别由1995年的0.7083、0.2423上升至2015年的1.114、0.5247,景观聚集度指数(CONTAG)由1995年的72.93下降至2015年的58.13。流域的景观异质性增强,破碎化程度提高。(3)寻乌水流域1995、2005和2015年RSEI均值分别为0.554、0.544和0.550,呈先下降后上升趋势,生态环境状况恶化后得到改善。寻乌果业发展引起的园地快速扩张对林地的占用是生态环境恶化的主因,后期退果(耕)还林、保护生态林及植树造林等是生态环境改善的主因。研究成果可为流域的土地利用规划、良好的生态格局建立和生态环境保护提供重要科学依据。     

Overlapping landscapes: A persistent,but misdirected concern when collecting and analyzing ecological data

A primary focus of wildlife ecology is studying how the arrangement, quality, and distribution of habitat influence wildlife populations at multiple spatial scales. A practical limitation of conducting wildlife–habitat investigations in the field, however, is that sampling points tend to be close to one another, resulting in spatial clustering. Consequently, when ecologists seek to quantify the effects of environmental predictors surrounding their sampling points, they encounter the issue of using landscapes that are partially or completely overlapping. A presumed problem of overlapping landscapes is that data generated from these landscapes, when used as predictors in statistical modeling, might violate the assumption of independence. However, the independence of error is the critical assumption, not the independence of predictor variables. Nonetheless, many researchers strive to avoid such overlaps through sampling design or alternative analytical procedures and specialized software programs have been created to assist with this. We present theoretical arguments and empirical evidence showing that changing the amount of overlap does not alter the degree of spatial autocorrelation. Using data derived from 2 broad-scaled avian monitoring programs, we quantified the relationship between forest cover and bird abundance and occurrence at multiple landscapes ranging from 100 m to 24 km across. We found no clear evidence that increasing overlap of landscapes increased spatial autocorrelation in model residuals. Our results demonstrate that the concern of overlapping landscapes as a potential cause of violation of spatial independency among sampling units is misdirected and represents an oversimplification of the statistical and ecological issues surrounding spatial autocorrelation. Overlapping landscapes and spatial autocorrelation are separate issues in the modeling of wildlife populations and their habitats; non-overlapping landscapes do not ensure spatial independency and overlapping landscapes do not necessarily lead to greater spatial autocorrelation in model errors. © 2011 The Wildlife Society.     

佛坪国家级自然保护区秦岭箭竹克隆结构的SSR分析

利用SSR分子标记技术分析了佛坪国家级自然保护区秦岭箭竹(Fargesia qinlingensis)的克隆多样性和克隆结构,以探讨小尺度范围内秦岭箭竹自然居群遗传变异的分布特征,对该种开花特性、高山地区生态环境维护和大熊猫的保护提供重要依据。结果表明7对SSR引物共扩增出79个位点,其中多态性位点77个,多态位点百分率(PPB)为97.47%。秦岭箭竹的142个分株共形成107个克隆,最大克隆可达5 m。克隆多样性略高于其他克隆植物的平均值(D=0.62,G/N=0.17,E=0.68),基因型比率(G/N)、Simpson指数(D)、平均克隆大小(N/G)和Fager均匀性指数(E)分别为0.7535、0.9680、1.3271和0.5109。克隆空间结构分析表明秦岭箭竹的克隆构型为密集型,各克隆呈镶嵌性分布,同一克隆的分株排列紧密。克隆聚类分析表明各克隆之间聚类不明显,总体上来自同一样地的克隆被聚为一类。空间自相关分析显示在空间距离为36 m范围内,分株比基株有更显著的空间遗传结构,空间自相关系数r的取值范围分别为0.084—0.626和0.024—0.288,说明克隆繁殖在一定程度上限制了空间遗传结构的范围。样地内秦岭箭竹个体在空间距离小于44 m时存在显著的正相关空间结构,特别是在4 m处表现出最大的空间自相关系数(r=0.626),表明空间距离相距4 m内的个体最有可能属于同一克隆,4 m比5 m更能表现出清晰的克隆结构,X-轴截距为52.280,代表了秦岭箭竹不规则克隆的平均最小长度。秦岭箭竹的克隆多样性和克隆结构与初始苗补充、花粉散播方式和微环境差异有关。     

Distribution and abundance of small mammals along a subtropical elevational gradient in central Taiwan

The elevational distribution of small mammals was surveyed by three transects during 1989–90 at Yushan National Park in subtropical central Taiwan. As a result of this survey, a sample of 1205 animals was obtained. Based on the sample, the sampling regime and elevational distribution of these species is reported with consideration of the spatial and temporal components. To detect the presence of all species and to estimate their relative abundances at any elevational site, one must trap consecutively for a minimum of five days.'Trap competition'is common in trap lines, resulting in a few traps being responsible for all the captures. Besides, common and rare species at each elevation have different trap responses. The elevational distribution of small mammals shows substantial seasonal and spatial variation. Furthermore, the plant succession is demonstrated to influence the species composition and relative abundances of the small mammal community at the same elevation. Despite the variation, some general patterns of elevational distribution emerge. Tamiops muritimus occurs above 2000 m and is common at 2000–3000 m. Apodemus semotus is widely distributed from 1400 to 3700 m, but becomes rare below 1500 m and above 3600 m. The congeneric A. ugrurius is known only from lowlands in Taiwan and reaches no higher than 1000 m. Niviventer culturutus occurs at about 2000–3000 m, whereas N. coxingi occurs no higher than 2000 m and is common below 1300 m. Two species of microtine also show replacement in elevational distribution. Eothenomys melunoguster occurs from 1400 to 3000 m and Microtus kikuchii becomes abundant only above 3000 m. Two shrews, Anourosorex squumipes and Soriculus fumidus , are widely distributed at different elevations, but their distribution seems to be little related to elevation.     

荒漠绿洲过渡带植被空间异质性的可塑性面积单元问题

 以荒漠绿洲过渡带植被为研究对象,采用地统计理论与方法,以优势植物泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和红砂(Reaumuria soongorica)种群为例,采用一个样地内2 500个10 m×10 m小样方中获取的植物盖度数据来研究采样尺度和划区方式对荒漠植被空间异质性的影响。其中尺度效应研究的思路是：一是保持粒度（样方）不变,增加幅度（样地）分析其对空间异质性的影响;二是保持幅度不变,改变粒度进行分析。划区效应是在样地尺度（500 m×500 m）上,把整块样地数据聚合成10 m×200 m、20 m×100 m、40 m×50 m、50 m×40 m、100 m×20 m和200 m×10 m等不同形状和不同方向的网格进行地统计分析。结果表明：荒漠绿洲过渡带植被空间异质性受采样尺度和划区方式影响显著。当样地面积小于200 m×200 m 时,所获取的数据不能真实反映泡泡刺种群的空间异质性;当样地面积小于100 m×100 m 时,所获取的数据不能真实反映红砂种群的空间异质性。调查泡泡刺和红砂种群的空间格局时,样方面积在20 m×20 m到30 m×30 m较为合适。植被空间异质性参数对划区方式的敏感性较强,其中泡泡刺种群的敏感性高于红砂种群。     

基于核密度估算的路网格局与景观破碎化分析

道路网络的发展是导致区域景观破碎化程度加剧的重要因素,如何定量表征道路网络特征及其破碎化效应是道路生态学的一个关键科学问题。本研究以珠江三角洲核心区为案例,采用核密度估算(KDE)结合道路密度指数方法,探讨了区域路网格局及其对景观破碎化的影响。结果表明:KDE法能有效识别和提取高密度路网热点区域;道路密度指数分析显示,道路密度与景观破碎化之间存在较强的相关性;道路密度与KDE法结合能突破传统基于行政边界计算道路密度的局限,为研究路网特征及其景观破碎化程度提供了一个很好的量化工具。