城市化对植物多样性影响的研究进展

本文综述了城市化对植物多样性影响的研究进展。随着全球特别是发展中国家城市化水平的提高, 城市化对生物多样性的影响逐渐引起了人们的重视。城市化造成了本土植物物种的丢失和外来物种的增加。在空间分布上, 城市化还常使城区本土植物多样性沿着远郊农区－城郊－城区梯度性下降; 但是由于引进大量外来物种, 总体植物多样性反而升高, 沿着远郊农区－城郊－城区梯度性升高。城市化对植物种类组成也有很大影响,优势种在远郊农区、城郊和城区呈现不同。城市化对植物多样性影响的机制主要有人为引入外来物种、小生境改变以及景观格局的变化三个方面。以下四个研究方向将越来越重要: (1) 不同区域、不同方法、不同学科的系统整合研究;(2) 城市化扩张与植物多样性变化过程的定位监测研究; (3) 本土植物多样性丢失以及性状改变的内在机制研究, 特别是外来物种与本地物种的相互作用过程和机制的研究; (4) 城市植物多样性保护研究。     

浑善达克退化沙地恢复演替18年中植物群落动态变化

探讨了浑善达克退化沙地草地围封后流动沙丘的稳定程度 ,以及相应的群落特征随恢复进程的变化规律。采用空间序列代替时间序列的方法 ,从物种丰富度、生活型及功能型多样性等方面探讨了围封 18a(1985～ 2 0 0 3年 )过程中草地自然恢复演替进程。在这一过程中 ,物种多样性、丰富度和生物量随恢复演替先增加而后基本稳定或略有降低 ,呈抛物线型的变化趋势 (P<0 .0 0 1)。依群落特征变化 ,大致可将退化沙地恢复过程分为 3个阶段 :(1)流动沙丘向半固定沙丘转变的过程。在围封的前 2 a内 ,群落盖度增加 6倍 ,物种丰富度增加了 1倍 ,而物种多样性增加较缓慢 ;(2 )半固定沙丘向固定沙丘演替的过程。围封后 3～5 a内 ,尽管群落盖度只增加了约 2 0 % ,但物种丰富度和多样性显著增加 ,植物种类在 3a期间增加了 15种 ,是沙地恢复演替的关键时期 ;(3)固定沙丘稳定阶段。围封第 6 a后 ,群落总盖度、生物多样性、物种丰富度保持不变或略呈下降趋势。在恢复演替中 ,C4 植物在初期起先锋作用 ;而 C3植物在后期对群落稳定起重要作用 ;豆科植物尽管在群落中所占的比重较小 ,但可能对改善沙丘土壤养分方面起重要作用。从生活型多样性来看 ,1年生植物在恢复演替早期阶段对沙丘稳固起重要作用 ;而中后期群落则以多年生植物为     

河南省不同纬度生态环境对三种筋型小麦淀粉糊化特性的影响

选用 6个有代表性的强、中、弱筋冬小麦品种在河南省 5个纬度点 (32～ 36 0°N )种植 ,研究了 3种筋型小麦品种淀粉糊化特性在不同纬度生态环境条件下的变化。结果表明 :基因型和环境对糊化特性均有显著或极显著影响 ,其中生态环境的影响较大 ,而且峰值粘度、低谷粘度、稀懈值、最终粘度值均表现为随纬度升高而增加的趋势 ,而糊化时间的变化规律不明显。淀粉糊化特性指标的变异系数为低谷粘度 >峰值粘度 >最终粘度 >稀懈值 >糊化时间。 6个供试品种中 ,弱筋型小麦豫麦 5 0的淀粉糊化特性指标值最低 ,变异系数最大。播种至成熟期总积温、总日照时数与淀粉糊化特性指标均呈正相关 ,总降雨量与其均呈负相关。相关分析和逐步回归结果表明 ,5月份灌浆期不同阶段气象因子对淀粉品质性状的影响效应不同 ,其中上、下旬气象因子与淀粉糊化特性的关系更密切。据此对小麦淀粉品质改良、区域化种植和优质高效栽培提出了一些建议。     

基于实地调查和高光谱数据的浑善达克沙地中部植物alpha多样性遥感估测

植物群落物种多样性的快速无损估测一直是近几十年生态学领域的热点研究问题。相对于大尺度的卫星遥感数据,高光谱遥感数据具有光谱和空间分辨率高的优势。采用ASD HH2便携式高光谱仪,收集浑善达克沙地中部120个样方的高光谱数据,并对样方的alpha多样性指数进行同步测定。对高光谱遥感数据进行预处理,采用相关性分析、主成分分析和经验波段筛选法,从数百个波段中选择敏感波段。采用90个样方的高光谱数据作为训练样本,对筛选的敏感波段进行多元线性逐步回归分析,获得12个回归模型。采用另外30个样方的高光谱数据作为验证样本,对回归模型的拟合效果进行检验。结果发现,采用主成分分析法提取敏感波段的回归模型拟合效果最好,Pielou指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数拟合均达到显著水平。对我国植物物种多样性微尺度的快速评估和高光谱遥感具有一定参考意义,并对未来植物多样性高光谱遥感研究提出了建议。     

半干旱区生态恢复关键生态系统识别——以内蒙古自治区和林县为例

我国土地退化严重,且大部分发生在干旱半干旱地区.恢复为何种生态系统类型是生态学研究的重要课题.采用生态功能区划,根据各个生态功能区主体生态系统功能,推导发挥此功能的生态系统类型的方法,识别关键生态系统类型.以内蒙古自治区和林县为例,采用文献调研、实地调查、3S技术等方法,在评价该县生态敏感性、生态服务功能重要性的基础上,将该县划分为3个一级生态区,11个二级生态功能区.根据各个生态功能区的主体生态系统服务功能,分析发挥该功能的可能生态系统类型.再根据全国自然植被区划、气候变化趋势模型以及现状植被类型,识别各个生态功能区的关键生态系统类型.     

景观格局与植物多样性的关系及其空间尺度效应——以浑善达克沙地为例

景观格局是植物多样性的重要影响因素,为了探明沙地景观格局与植物多样性的关系及其空间尺度效应,以浑善达克沙地腹地为研究区,采用样方法进行植物群落学调查,基于GIS和遥感分析技术,分析景观格局指数,计算了10个尺度(100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000m)下33个景观格局指数,利用双变量相关性分析法筛选出不同尺度下与植物多样性显著相关的指数;运用逐步回归的方法识别不同尺度下对植物多样性贡献显著的景观格局指数,并进行拟合检验。研究结果表明:景观格局指数对物种多样性影响具有显著的尺度依赖性。在所有空间尺度,景观格局指数主要对Shannon多样性指数和β指数影响较大;在100m尺度下,Shannon指数逐步回归R~2值达到最大(0.138);β指数在900m尺度下R2值达到最大值(0.2)。拟合检验发现,在500m尺度下,均匀度指数、Shannon多样性指数和β多样性指数实测值和预测值拟合均达到显著水平(P0.05),故认为500m尺度下,景观格局对植物多样性影响较大。因此,在不同尺度下管理和保护沙地植物多样性,应综合考虑景观格局指数的尺度效应,根据需要建立和优化有利于植物多样性的景观格局。     

基于景观结构的北京市顺义区生态风险时空特征

以1997、2001、2005、2009和2013年遥感影像为基础数据,对快速城市化地区——北京市顺义区进行景观分类,构建基于景观干扰度和景观脆弱度的生态风险指数,利用GS⁺和ArcGIS软件进行空间自相关和地统计学分析,研究景观生态风险的时空变化特征.结果表明:研究区内的生态风险指数存在一定的空间正相关关系,随着粒度的增大,呈现下降的趋势;在一定的粒度范围内(<12 km),空间自相关性具有明显的尺度依赖特征.1997—2013年,空间异质性中的随机变异均小于空间自相关变异,由空间自相关部分引起的空间异质性占据主导地位.研究期间,研究区生态风险水平一直以中等生态风险程度为主,较高生态风险和较低生态风险区域面积增加,而中等生态风险区域面积逐渐减少.低生态风险区主要位于顺义区机场区域及东南部的林地;高生态风险区主要位于水域景观区域,如潮白河两岸.     

浑善达克沙地中部斑块格局影响植物多样性及功能性状

景观格局与植物多样性之间的关系已被广泛研究, 然而, 斑块格局如何影响植物多样性, 以及这些影响的边缘类型差异尚不清楚。为从植物功能性状角度揭示斑块格局影响植物多样性的机制, 该研究采用不同边缘类型的斑块, 利用两年调查的705个样方数据, 结合遥感卫星图像解译和空间信息分析, 根据植物群落的空间位置和斑块格局, 按照向内、向外、向内成核和向外成核4种边缘类型将浑善达克沙地中部的斑块进行分类, 采用Duncan新复极差法比较了4种边缘类型斑块格局与植物功能性状多样性关系的差异, 应用Pearson相关系数和冗余分析(RDA)法量化了斑块格局对植物多样性的影响。结果发现, 植物丰富度和多样性指数与斑块格局密切相关, 这些关系存在着边缘类型的显著差异, 表现出不同的功能性状。对于向内边缘, 边缘指数与丰富度负相关, 和C₄植物比例正相关; 对于向外边缘, 边缘指数与C₄植物比例正相关; 对于向内成核边缘, 边缘密度与多年生植物和虫媒植物比例正相关; 对于向外成核边缘, 边缘角度和指数与物种Shannon-Wiener指数和Simpson指数正相关, 与Pielou指数、丰富度和动物传播植物比例负相关。这些发现表明, 斑块格局通过边缘效应影响植物多样性, 这种影响可以通过植物功能性状进行一定的解释。在景观管理、植被恢复和生物多样性保护方面需要考虑这些因素。     

城市化景观格局对本土植物多样性的多尺度影响——以北京市顺义区为例

景观格局对植物多样性的影响已经在很多研究中得到了验证,但有关城市景观的影响仍然知之甚少。为了探究城市化景观格局对植物多样性的影响及其尺度效应,本研究在北京市顺义区调查了105个样地,计算每个样地的α和β多样性指数;并以100 m为步长,分析了100～1000 m范围内的10个尺度43个城市的景观格局指数。结果表明: 在所有尺度上,城市景观面积指数、核心类指数和边缘指数与本土植物多样性均呈负相关;形状复杂性指数在小尺度内有利于植物多样性,而面积加权复杂性指数则在较大尺度上影响明显。其他指数如城市斑块的连接性、邻近性、内聚性、破碎性和散布并列指数与本土植物多样性之间的关系轻微且不稳定。城市化强度与尺度呈负相关,与各个尺度的植物多样性呈负相关。合理将城市区域分为许多边缘简单的小斑块,能够更好地保护本土植物多样性。该研究提出了保护城市植物多样性的景观格局建议,为生态城市建设提供参考。     

景观格局动态对浑善达克沙地植物物种多样性和功能多样性的影响

景观格局是影响植物物种多样性(PSD)和功能多样性(PFD)变化的重要驱动因素。然而,目前对景观格局动态的作用机制仍然不清楚。浑善达克沙地固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘、丘间低地、湖泊和建设用地镶嵌分布,形成了复杂的景观格局,是揭示这种机制的理想地区。本文对该地区2008–2017年的遥感图像进行处理,对PSD和PFD进行实地调查和分析,采用Spearman相关性分析和广义线性混合模型识别了对PSD和PFD有显著贡献的景观格局指数;采用结构方程模型解析了景观格局动态变化对PSD和PFD的直接和间接效应。结果表明,PSD和PFD均受2–4年前景观格局的影响。PSD主要受形状指数、面积和边缘指数以及聚集指数的重要影响,PFD主要受形状指数和聚集指数的影响。由于环境过滤和扩散限制,欧氏邻近距离指数和分离度指数是描述PFD的良好指标。综上,在世界干旱和半干旱地区土地的景观规划、管理和生物多样性保护过程中,必须考虑景观的动态和演变。