小黑山岛海域刺参、魁蚶和紫贻贝生境适宜性分析

以小黑山岛临近海域为研究对象,利用生境适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型选划适宜刺参(Stichopus japonicas)、魁蚶(Scapharca broughtonii)和紫贻贝(Mytilus edulis)增殖修复的区域。分别针对每个修复物种筛选出7个生境评价因子,结合专家赋值法和层次分析法确定每个评价因子的权重,利用GIS空间分析模块将现状调查数据进行插值、重分类和栅格计算,绘制研究区域目标种群生境适宜性地图。结果表明:对于刺参和紫贻贝,研究区域均适宜其生长繁殖,同一物种,相同季节在空间上无站位差异,但各季节的生境适宜性分区变化明显;对于魁蚶来说,东北部海域较适宜增殖,其次为西部海域,四季均以较适宜生境为主,仅冬季出现基本适宜生境。水温是造成季节差异的主要因素,底质类型则是引起生境站位差异的重要原因。可为后续的生物多样性保育和生态修复提供基础资料参考。     

基于SPEI指数的1961-2014年东北地区气象干旱时空特征研究

干旱导致生态系统生产力降低,已成为全球观测的事实,并将在未来气候情景下继续加剧。揭示干旱的时空分布特征是抗旱防灾、保障农业生产安全、维持生态系统健康的迫切要求。应用标准化降水蒸散指数（SPEI）和经验正交函数（EOF）分解方法,分析东北地区干旱特征,揭示干旱发生的时空变化规律。基于东北地区90个气象台站,计算1961-2014年的SPEI指数,从干旱频率、干旱范围和干旱强度等方面研究其特征,并利用EOF分解方法解构干旱空间模态和时间系数。研究结果表明：1）东北地区干旱的时间差异明显。1961-2014年,东北地区以1983年、1995年和2008年为转折点经历了"干-湿-干-湿"的波动变化;夏季发生的干旱范围最大、强度最强,冬季的范围最小、强度最弱;2）东北地区干旱的空间分布差异大,西部干旱发生频繁、发生次数多、持续时间长、旱灾强度大;3）在1、3、6和12个月的多时间尺度下,东北地区年均SPEI变量场EOF分解的前3个主要空间模态均表现为全区一致型、南北相反型和东西相反型,其方差累积贡献率约为58%;4）随着研究时间尺度的增大,干旱的空间分布规律和时间变化趋势逐渐明晰,表明东北地区干旱具有明显的尺度特征。综上所述,基于SPEI指数对东北地区干旱进行多尺度时空分解,刻画了干旱的基本特征,并解构了干旱的时空分异规律,研究结果可为该区的干旱预警研究及生态系统灾害管理提供科学依据。     

基于MODIS序列的北京市土地利用变化对净初级生产力的影响

了解土地利用变化对区域净初级生产力(NPP)的影响,对于综合理解区域植被的固碳能力及其与土地利用变化的关系,以及维持区域生态安全均具有重要意义。以北京市为例,基于2000—2012年MODIS NPP遥感影像和土地利用类型数据,利用同期Landsat TM影像(分辨率30 m)对MODIS NPP数据进行降尺度计算的基础上,分析北京市区域NPP的时空分布特征,探讨土地利用变化对植被固碳能力的影响。结果表明:研究期内Landsat NDVI与NPP数据的线性关系显著(R~2为0.22—0.68,P0.01),基于该线性关系可实现对MODIS NPP的降尺度重计算。土地利用面积分配和景观格局的变化均显著影响NPP。13年间,北京市林地和草地面积增加而耕地面积迅速减少,NPP总量由123万t C增长至190万t C,其中66%的NPP由林地贡献,其次为耕地(26%),草地最低(8%)。2000—2006年,面积变化促进了NPP的增加,贡献率为34%;而2006—2012年,面积变化则抑制区域NPP的增加,贡献率降低至27%。同时,研究区域内斑块聚集度的降低,斑块密度及丰富度的增加均有利于其NPP的增加。提高研究区植被固碳能力,需要在维持区域当前植被数量和质量的基础上,增加区域景观的异质性和多样性。     

城镇化流域“源-汇”景观格局对河流氮磷空间分异的影响——以天津于桥水库流域为例

随着流域城镇化的加速,流域城镇化景观格局对流域水质的影响逐渐加剧。以城镇化趋势明显的于桥水库流域为例,基于流域"源-汇"景观特征指数,并结合于桥水库流域2013、2014和2015年33个子流域的水质数据,采用空间分析、相关分析和冗余分析等方法,探讨了在城镇化影响下,于桥水库流域景观特征指数和水质指标的定量关系。结果表明:整个流域从上游到下游呈现"汇"景观面积减小,"源"景观面积增大的趋势,居民建设用地面积比在中下游子流域达34.6%,"汇"型景观中林地面积为33.5%;景观空间负荷对比指数(LWLI)全局Moran′s I的值为0.637,P0.01,在空间上存在趋于集群的现象,LWLI高-高聚集区与城镇化集中区域具有一致性。LWLI与流域氮、磷空间分布存在极显著的相关性,平水期TN与LWLI的复相关系数R_2为0.811,丰水期LWLI与TP的复相关系数R_2为0.741;子流域所有水质参数NH_4~+-N、TN、NO_3~--N、TP及LWLI均集中在同一象限,与其它景观特征指数相比,LWLI对河流中氮、磷的影响最大。城镇居民用地与水质指标存在极显著的相关性,是流域水质污染重要的贡献源。流域城镇化发展中,建议提高村镇的景观连通性,便于污染物集中处理,同时增加林地、草地面积,改善流域的生态水文功能。     

卧龙自然保护区大熊猫空间利用格局动态变化特征

野生动物在长期的栖息地选择过程中,能判断其生境质量,而趋向于选择既能降低能量消耗,又能获得营养价值和能量净收益较高的有利生境。以往的研究多是从统计学方法或宏观尺度对大熊猫生境进行评价,很少考虑到野生动物自身生物学特性及生境选择过程中的空间利用特征。本研究结合家域模型与景观格局分析技术定量分析大熊猫实际空间利用格局的动态变化特征及其破碎化程度,进而反映不同时期大熊猫生境选择模式及栖息地生境适宜性的动态变化。结果表明：卧龙自然保护区大熊猫在对栖息地的实际利用过程中向更适宜的区域集中,使得高适宜等级区域面积有所增大;而边缘生境区域更容易受到自然灾害和人为因素的干扰,破碎化加剧,需要在保护工作中引起足够的重视。从大熊猫行为模式特征出发,在不同时空尺度上,评估大熊猫对生境选择的空间格局变化特征,丰富了野生动物栖息地适宜性评价的时空尺度选择,为更准确地制定保护区管理政策提供了有效的工具。     

鹦哥岭海南五针松的种内和种间竞争

为了探讨海南五针松群落内物种间的竞争关系,该研究通过对海南鹦哥岭国家级自然保护区海南五针松群落内56株对象木及442株伴生种竞争木的调查,运用Hegyi的单木竞争模型分析其种内和种间竞争强度。结果表明:海南五针松的种内和种间竞争强度分别为31.31%和68.69%,说明竞争主要来自种间。海南五针松伴生种较多,种内与主要伴生种间的竞争关系为海南五针松线枝蒲桃海桐山矾五列木印度锥杏叶柯红鳞浦桃海南猴欢喜毛棉杜鹃浦桃木荷。竞争强度随海南五针松胸径的增大而减小,当海南五针松的胸径到达35 cm时,竞争强度变化很小,二者符合幂函数关系(CI=aD~b),所得模型能很好的预测海南五针松的种内和种间竞争强度。根据竞争模型预测,在海南五针松胸径达到35 cm之前,应对严重影响其生长的伴生种进行修枝或择伐,以保证其获得足够的生存资源,达到保护这一物种的目的。     

G-F 指数测度万朝山兽类物种多样性

2015 年5 月-2016 年7 月, 利用样线法对湖北省万朝山自然保护区兽类资源现状进行了调查, 并与湖北省内其他5 个自然保护区的兽类G 指数(genus index)、F 指数(family index)和G-F 指数(genus-family index)进行比较。结果表明: 万朝山自然保护区共有兽类7 目25 科69 种, 区系组成以东洋界种类为主, 有国家I 级重点保护动物4 种, II级重点保护动物11 种; G-F 指数分析表明, 万朝山自然保护区兽类G 指数为3.99、F 指数为14.81, G-F 指数为0.73。万朝山与湖北省省内其他5 个自然保护区的兽类G 指数、F 指数和G-F 指数均不存在显著差异, 特别是万朝山和南河的G-F 指数相当接近, 相似性系数也高, 这可能与万朝山和南河地理位置接近、生境组成相似有关。各保护区的物种分布密度虽然差异不显著, 但南河和漳河源自然保护区因为保护区面积较小, 导致物种分布密度较大。     

韭山列岛自然保护区虾类优势种生态位

根据韭山列岛自然保护区2015年11月, 2016年2月、5月、8月的调查资料, 运用相对重要性指数(index of relative importance, IRI)、生态位宽度以及生态位重叠指数等生态指标, 对调查海域的优势种虾类进行生态位特征分析, 以了解该海域内虾类组成及优势种间的关系。结果表明, 保护区共调查到虾类16种, 隶属8科12属, 均属暖温种或暖水种, 其中优势种(IRI > 500)有7种, 隶属于4科5属; 虾类相对资源量呈春秋季高, 夏冬季低的季节性分布特征。除脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)外, 优势种的时空生态位宽度值(时间生态位宽度与空间生态位宽度的乘积)均大于非优势种。日本鼓虾(Alpheus japonicus)和细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)的时空二维生态位重叠值最大, 表明其对资源的利用具有相似性; 安氏白虾(Exopalaemon annandalei)和哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)的时空生态位重叠值最小, 说明二者相关性低。通过计算得知, 相对重要性指数(IRI)与生态位宽度对物种重要性排序结果有异: 时空生态位宽度值最大的为葛氏长臂虾(Palaemon gravieri), 而IRI值最高的为日本鼓虾。与相对重要性指数(IRI)相比, 生态位宽度指数不仅能反映物种对资源的利用能力, 还能反映物种分布是否均匀, 但这两者均不能反映生物量的多少。     

青藏高原东北部不同降水梯度下高山林线祁连圆柏径向生长与气候关系的比较

为了了解青藏高原东北部不同降水梯度下, 高山林线处的树木径向生长与气候关系是否存在差异, 在青海东北部从西北到东南沿降水梯度设置3个高山林线采样点: 乌兰县哈里哈图国家森林公园(HL, 年降水量217 mm)、都兰县曲什岗(QS, 281 mm)和同德县河北林场(HB, 470 mm), 运用树轮年轮学方法分析林线优势种祁连圆柏(Sabina przewalskii)的径向生长-气候关系随降水梯度的变化规律。结果表明: 不同降水梯度下, 降水对祁连圆柏径向生长的限制作用差异不明显, 但温度对祁连圆柏径向生长的影响存在显著差异。在低降水区域(HL), 冬、夏季最低气温主要限制祁连圆柏径向生长, 并且在不同气候特征年中无明显变化; 在中降水区域(QS), 祁连圆柏的径向生长明显受冬季最低气温影响, 与低降水区域相比, 春、夏季最低气温对祁连圆柏径向生长的限制作用减弱, 并且主要限制因子在不同气候特征年存在显著变化; 在高降水区域(HB), 冬、夏季最低气温对祁连圆柏径向生长的限制作用不显著, 而春、秋季最低气温对祁连圆柏径向生长的抑制作用显著增加, 并且主要集中在高温年和干旱年。该研究结果并未支持干旱(湿润)区高山林线树木径向生长主要由水分(温度)限制的假说, 但是林线处降水量会影响树木生长与温度的关系。随着青藏高原东北部暖湿化加剧, 不同地区林线处树木生长的气候限制因子可能存在复杂化趋势。     

空间粒度变化对合肥市景观格局指数的影响

基于合肥市2002年土地利用图,利用ArcView软件和景观格局分析程序Fragstats 3.3,选择22个景观格局指数,探讨了合肥市景观格局指数随不同粒度的变化特征,并对部分景观指数的拟合函数和变异系数进行了分析.结果表明：在10～100 m粒度范围内,各景观格局指数随粒度增加表现出不同的变化趋势,说明空间粒度变化对景观格局指数具有明显的影响;所选用的22个景观格局指数的粒度效应可划分为总体上升、总体下降、变化不大、无变化规律4种情况;部分景观指数随粒度变化的响应曲线可分别用二次函数、三次函数、幂函数、线性函数进行拟合;对于合肥市1∶50000土地利用图而言,进行景观格局指数分析的适宜粒度范围在15～35 m.