天山北坡城市群城市景观时空扩张过程及多情景模拟

城市群是区域经济发展的重要空间载体,探究天山北坡城市群城市景观扩张变化对边疆城市群的区域经济发展、城市规划、生态安全等有重要意义。研究借助GIS、Fragstats、Dyna-CLUE等软件,基于1990、2000、2005、2010、2015年空间分辨率30 m土地利用数据,采用景观扩张指数（LEI）、扩展强度指数（UEⅡ）、重心转移、多情景模拟等方法揭示天山北坡城市群的景观扩张模式及演变规律。主要结论为：①从景观指数来看,近25年来天山北坡城市群城市景观变化表现为破碎度增大、异质性增强、斑块形状趋于复杂;②从扩张模式来看,1990-2015年,天山北坡城市群的城市扩张模式以飞地式为主,其次为边缘式扩张,不同时期内扩张模式占比有所差异;③从扩张轨迹来看,城市群城市扩张重心总体由城市群的中心-乌鲁木齐的西侧向东、南移动;④从多情景模拟来看,Dyna-CLUE模型能够较好地模拟不同情景状态下的城市扩张与土地利用变化特征,2025年城市群扩张模式将以飞地式、边缘式为主。研究结果可为天山北坡城市群城市的未来发展和布局规划提供参考,为国土空间的管理与调控、生态环境的布局优化等提供决策依据。     

河南省新安县郁山林区土壤速效养分分析

以河南省新安县郁山林区为研究对象, 利用野外采样结合室内分析, 系统的测定了土壤pH值、铵态氮、速效磷、速效钾四项指标。按照全国第二次土壤普查分级标准, 依次对土壤养分指标进行分项评价和综合评价, 并采用改进的内梅罗综合指数法分析土壤肥力水平。结果表明: 郁山林区土壤pH值变幅范围是5.70-8.77, 符合北方土壤特性, 基本适合林业的发展。土壤铵态氮含量变幅范围是43.43-105.70 mg·kg-1, 变异系数21.03%, 属于低水平(4级)。土壤速效磷含量变幅范围是13.45-54.35 mg·kg-1, 变异系数30.22%, 属于较高水平(2级)。土壤速效钾含量变幅范围是58.67-93.36 mg·kg-1, 变异系数13.18%, 属于低水平(4级)。土壤综合养分指数为1.63,变异系数51.10%, 属于土壤养分综合评价等级分类标准的3级, 土壤养分肥力程度一般。因而建议今后在林区的管理中施加氮肥和钾肥, 平衡土壤养分, 实现林业可持续发展。     

Analysis of vegetation index changes and driving forces in inland arid areas based on random forest model: a case study of the middle part of northern slope of the north Tianshan Mountains

全球变化背景下的干旱区植被变化受气候变化和人类活动双重影响。定量评价植被变化特征及其驱动机制, 对监测干旱区区域生态环境变化, 促进区域可持续发展有重要意义。由于复杂多样的人类活动难以量化, 有关这方面的研究多局限于植被对气候变化的响应, 而对人类活动影响考虑不足, 导致关于这方面的认识存在较大的偏差和不确定性。该文首先提出与土地利用相关的人类活动量化表征方法; 然后运用多元线性回归模型和随机森林模型中的较优模型, 分析气候变化和具体的人类活动对北天山北坡中段归一化植被指数(NDVI)的影响。主要结果: (1) 2000-2015年期间北天山北坡中段年NDVI总体呈增加趋势; 基于随机森林构建的NDVI与气候因子和人类活动的模型拟合精度明显优于多元线性回归模型, 其决定系数(R²)至少提高了24%; (2)研究期内与耕地有关的人类活动对北天山北坡中段NDVI分布及时空变化的影响呈增加的特征, 在2000-2015年期间人类活动对NDVI变化的贡献率为0.59, 超过了气候因子。该项研究为气候变化和人类活动对植被的影响研究提供了新思路, 也为干旱区生态环境保护和恢复提供了科学依据。     

科学保护生命之源

桂林山水甲天下,凡是到过桂林的人都会被这里的湖光山色所迷倒,不过很多人或许不知道这样的美景得益于漓江上游的水源地——猫儿山的恩泽。林海茫茫的猫儿山国家级自然保护区,森林覆盖率达96.5%。其主峰海拔2141.5米,居五岭之冠,为华南之巅。保护区远离村庄,没有耕地,人迹罕至,绝大多数山地保持着原始风貌,有原始森林15158公顷,是广西面积最大的原始林区之一。林内古木参天,浓荫蔽日,枯木朽树遍布,落叶如毡。     

红树林 海陆交错带上的森林

保存完整的红树林地区的总的纯现值至少为每公顷1 000美元(甚至可能高达每公顷36000美元),而当红树林被开垦为养虾场后,其纯现值仅约为每公顷200美元。此处所指的保存完整的湿地总的纯现值,即包括鱼类等上市交易产品的经济价值,也包括湿地所提供的抵御风暴侵袭和吸收碳等未上市交易的服务功能的价值。一旦红树林系统遭到围垦,原红树林覆被所产生的大量社会效益(木材、木炭、非木材林产品、海洋渔业以及抵御风暴等产生的效益)就会丧失殆尽。     

新疆哈密山区天山马鹿种群数量和冬季生境选择

2010年12月至2011年2月,在新疆哈密山区,采用截线抽样法和遥感技术,对野生天山马鹿（Cervus elaphus songaricus）种群现状和冬季生境选择进行了研究。在不同区域和不同类型栖息地共布设了28条样线,样线总长度达60.1 km。其中,16条样线上发现马鹿共233头,调查区域平均种群密度（2.83±1.01）头/km²,种群数量（1 684.56±379.71）头,与1993年的调查结果相比有所上升。雌雄性比为2.24：1,幼体和亚成体总数多于成体和老体总数,种群数量呈增长趋势。根据野外考察GPS数据并解译天山马鹿分布生境2006秋季的LANDSAT TM/ETM+遥感影像,将生境要素分为山地针叶林、草甸、灌木丛、农田和戈壁5种类型,其中,草甸与山地针叶林为天山马鹿冬季适宜生境。     

东北林区主要森林类型土壤有机碳密度及其影响因素

2011年在东北林区研究了5种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶松林和白桦林)4个林龄(幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林)的土壤碳密度.结果表明: 东北林区不同森林类型的土壤有机碳含量和有机碳密度均以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐减少,而随森林类型和林龄的变化并不显著;森林土壤有机碳主要集中在表层土壤,其中大兴安岭、小兴安岭和长白山森林0～20 cm土壤贮存了其剖面总有机碳密度的847%～86.1%、51.7%～59.8%和51.2%～53.4%.随纬度的增加,森林土壤总有机碳密度明显下降,可能与东北林区土壤发生层的厚度密切相关.     

采伐干扰对东北温带次生林土壤CH4通量的影响

2007年6月至2009年10月,采用静态箱/气相色谱法测定了不同采伐干扰(皆伐后农作、皆伐后造林、50%强度采伐、25%强度采伐和对照)条件下,东北地区典型次生林的土壤CH₄通量. 结果表明: 研究样地的土壤均为CH₄的吸收汇.采伐干扰降低了土壤的CH₄吸收能力,不同处理样地土壤的CH₄吸收通量大小依次为:对照(-85.03 μg CH₄·m^-2·h^-1)>50%强度采伐(-80.31 μg CH₄·m^-2·h^-1)>25%强度采伐(-70.97 μg CH₄·m^-2·h^-1)>皆伐后农作(-65.57μg CH₄·m^-2·h^-1)>皆伐后造林(-62.02μg CH₄·m^-2·h^-1).各处理样地土壤CH₄吸收通量的季节动态相似,均表现为生长季吸收值较高,冬季较低.采伐干扰后各处理的土壤温度、土壤湿度、土壤硝态氮和铵态氮含量均增加,而土壤CH₄吸收通量与土壤温度呈显著二次相关,与土壤含水量呈线性负相关.次生林采伐后土壤含水量、土壤铵态氮和硝态氮含量的增加是土壤CH₄吸收通量降低的重要控制因子.     

天山盘羊夏季采食地和卧息地生境选择

2010年7-8月采用样线调查法及直接观察法对天山中部古仁郭楞高山区的盘羊天山亚种采食地和卧息地生境进行了研究。共调查5条沟系的12条样线,测量天山盘羊147个采食地和136个卧息地样方,分析了13类生态因子对天山盘羊采食地和卧息地选择的影响。研究结果表明,天山盘羊夏季采食地与卧息地在坡位、坡向、地貌类型、海拔高度、距最近家畜距离、距道路距离和距居民点距离差异极显著（P < 0.01）,植被高度差异显著（P < 0.05）,而其它生态因子差异性不显著（P > 0.05）;相对卧息地的选择而言,夏季盘羊采食地的选择更偏爱海拔较低,植被高度低,距离道路、居民点和最近家畜距离近的半阴半阳坡,山体中下位的高山草甸缓坡生境。逐步判别分析表明,距道路距离、距居民点距离、植被高度、距家畜距离4个生态因子可以用于判别夏季天山盘羊采食地与卧息地生境,正确区分率达到90.6%。     

基于干扰的汪清林区森林生态系统健康评价

以汪清林区60个林班为研究对象,提出基于干扰的森林生态系统健康评价模型H＝∑B2W2-∑B1W1,构建了基于干扰理论的汪清林区森林生态系统健康评价体系.其中,有害干扰指标层选取4个指标:森林病害、森林虫害、森林火险以及人为干扰,生态系统内部的增益指标层选取4个指标:树种多样性、群落层次结构、林分更新状况以及近自然度.利用层次分析法和变异系数结合的主客观赋权法计算得到各指标的权重,提出基于干扰的健康评价模型和等级划分标准.最终评价结果显示:汪清林区60个样地中,处于优质状态的样地有6块,占总样地数的10％,健康指数均大于0.2;处于健康状态的林分13块,占总样地数的21.67％,健康指数在0.1-0.2之间;处于亚健康状态的林分23块,占总样地数的38.33％,健康指数在0-0.1之间;处于不健康的林分18块,占总样地数的30％,健康指数小于0.结果表明,在天然林中,无论是针叶纯林还是针阔混交林、阔叶混交林,大多处于亚健康和健康的状况,这与他们近自然度高,物种多样性丰富、具有良好的自我调节能力有关.而在落叶松人工林分中,由于林分物种多样性低,群落结构简单,近自然度最小,林分的增益能力弱,因此不健康的占有绝大多数.该评价结果可为该林场展开相关的健康经营措施提供参考.