基于格网的伏牛山区土地利用变化对生态服务价值影响研究

以我国南水北调中线引水工程水源地所在的伏牛山区为例,测算、分析了1990—2015年土地利用变化和生态系统服务价值(ESV),在此基础上探究土地利用变化对ESV的影响。结果表明:(1)研究期间,伏牛山区建设用地大幅增加,耕地和草地大幅下降,耕地和建设用地相互均有较大规模转换。(2)林地是伏牛山区最主要的生态用地,调节服务和支持服务构成了伏牛山区ESV的主体;ESV高值区分布于伏牛山区中部高海拔林区,低值区分布于周围地势较平坦的耕地和建设用地区域;除林地、水域和未利用地ESV有小幅增加外,其他地类的ESV均快速减少,致使伏牛山区生态系统服务总价值减少。(3)ESV损失区域主要分布于各县的城镇边缘区以及栾川县的采矿区,可通过保护林地和水域、退耕还林、农居点整理、绿色矿山等土地调控政策提高生态服务价值。将土地利用变化图谱与ESV变化热点分析结合,可为从空间上研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响提供新的研究框架,为伏牛山区土地利用精准调控提供政策依据。     

开封市城市水系微生境特征对两栖动物多样性的影响

两栖类生物生活史独特对环境变化极其敏感,是环境变化的重要指示物种。开封城市水系的建设直接影响两栖类生物栖息地与两栖类生物多样性。本研究通过设置样线,采用目视遇测法对开封市水系中的两栖类生物进行调查,并采集相应的生境因子变量。采用Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数研究了不同生境类型下两栖类生物多样性特征,运用聚类分析与冗余分析探究了无尾两栖类对微生境因子的响应特征。结果表明: 在开封水系中,自然驳岸两栖类生物的多样性、均匀度以及优势度均大于两种人工硬化驳岸,表明两栖动物种群在自然生境中稳定性较好,自然驳岸两栖类生物的优势度指数大于两种人工硬化驳岸,两栖类生物生境选择偏向于自然生境;黑斑侧褶蛙与中华蟾蜍的丰富度和夜间光照强度呈显著正相关,金线侧褶蛙与总磷呈显著正相关,泽陆蛙与水体pH值呈显著正相关。开封城市水系建设考虑两栖类生物保护,河渠建设中增加自然驳岸,对提升开封市两栖类生物多样性具有重要意义。     

淇河流域生态系统服务权衡及空间分异机制的地理探测

复杂的地形地貌使小流域具有生产、水源供给和调节等多种生态系统服务功能和显著的区域差异性,然而对小流域生态系统服务权衡关系及外部驱动机制集成测度一直是地理学、生态学和经济学研究的难题。以太行山南段淇河流域为研究对象,利用气象数据、土地利用/覆被数据、植被NDVI等多源数据,使用CASA模型和InVEST模型分别估算固碳、土壤保持及水源供给服务,运用空间叠置法和相关性分析测度生态系统服务权衡关系,进一步利用地理探测器中因子探测和交互探测分析自然环境和人类活动影响对生态系统服务权衡关系的空间影响。结果表明：①2000-2015年,淇河流域多年平均固碳量为375.55 gC m^-2 a^-1,且多年递减速率为18.20 gC m^-2 a^-1;多年平均土壤保持量为396.72 t hm^-2a^-1,多年递减速率为1.2 t hm^-2 a^-1;多年平均水源供给量为67.26 mm/a,以0.16 mm/a的速率递减。②研究时段内,生态系统服务关系以强权衡和低协同为主导,且存在显著的空间分异特征,低协同分布区域减幅为16.21%,强权衡增幅最多（11.85%）,表明流域生态系统服务能力呈升高趋势;生态系统服务两两关系中固碳与水源供给、水源供给与土壤保持表现为权衡关系,固碳与土壤保持呈协同态势。③地理探测器结果表明：固碳与土壤保持方面,植被NDVI（0.306） > 气温（0.241） > 土地利用程度（0.002）;固碳与水源供给方面,植被NDVI因子解释力最强（0.381）;水源供给与土壤保持方面,降水、气温和高程因子解释力均高于0.5;交互探测后各影响因子解释能力显著增强。     

中国森林面积变化及其温室气体储量模拟研究

陆地生态系统承载的温室气体对全球碳循环及气候调节服务意义重大,森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,量化森林对温室气体的储量有利于从生物地球化学角度研究全球变化问题。针对中国森林生态系统承载的温室气体在大尺度上无法有效量化的问题,基于2000与2010年两期土地利用数据和前人的相关研究,通过一个生态系统温室气体值模型,模拟得到中国森林生态系统承载的三大主要温室气体(CO_2,CH_4,N_2O)的量。结果表明:(1)中国森林生态系统的面积从2000年的224.3×10~6 hm~2略增到2010的224.6×10~6 hm~2;其中落叶阔叶林、常绿阔叶林和针叶林的面积减少,而混交林与灌木林的面积增加;(2)对应地,2000和2010年中国森林的温室气体储量分别为154.03和154.37 Pg CO_2当量,10年间增加了0.34 Pg CO_2当量。其中,常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林在研究时段内的GHG储量减少,而混交林和灌木林增加。分区来看,温室气体储量增长较多的区域有华北、西北与西南地区,分别增长了0.13 Pg CO_2、0.12 Pg CO_2与0.15 Pg CO_2当量。温室气体储量减少较明显的是东北地区,减少了约0.1 Pg CO_2当量。本研究分别用本地化参数和模型自带参数,首次尝试对中国森林生态系统的GHG储量进行了模拟研究,并与他人的研究做了对比分析。研究同时发现,当前的相关研究存在很多不确定性,未来需要多源数据和方法提升精度,而模型模拟是一个重要的手段。     

1801年以来河南尧山地区油松高温变化及影响机制

基于建立的河南尧山地区油松树轮宽度标准年表,分析了油松径向生长与该地区气温、降水等气候因子之间的关系以及气温升高前后树木生长与平均最高气温间的相关性,结果表明:4—7月平均最高气温与树轮年表的相关系数高达-0.64,是该地区油松径向生长的主要限制因子;气候变暖后树轮年表与9、10月份平均最高气温显著正相关,与2、3月降水显著正相关,与4—7月平均最高气温间的相关性较为稳定。因此,重建了尧山地区1801年来4—7月平均最高气温,其方差解释量达40%(调整自由度后为38.9%)。过去216年的高温重建历史中经历了6个较暖的时期:1801—1825,1845—1853,1876—1889,1922—1944,1957—1975,1996—2013年和5个较冷的时期:1826—1844,1854—1875,1890—1921,1945—1956,1978—1995年,其结果与过去伏牛山龙池曼地区5—7月温度重建序列具有很好的一致性。周期分析结果发现该地区4—7月平均最高气温变化存在着2—4年(ENSO周期)和35.23—48.47年的主要变化周期,小波分析发现在1920年前后气候由长周期变为短周期变化;空间相关分析显示重建的高温序列很好地代表了豫东平原地区的温度变化,同时也发现与北太平洋副热带高压850 hPa上空的温度有非常高的正相关关系,表明豫东高温的波动可能与北太平洋海气振荡有关,这一研究结果为山区森林管理及平原区农业生产提供基础服务数据。     

基于CiteSpace的生态城市发展研究动态分析

利用文献分析计量平台和知识图谱可视化技术,分析2009—2018年间生态城市研究的发文数量、国际影响力、期刊、学科分布以及研究机构的网络特征,揭示不同时段之间的研究热点变化规律。研究表明：淤2009—2018年间生态城市研究的发文量高达3983篇,呈快速增长趋势。于中国在生态城市研究领域中的影响力凸显,但在平均被引次数还有待提高。盂在国家合作关系中,城市化较高的国家在生态城市研究领域合作紧密。榆高校和科研院所是生态城市研究的主体,虽两者已经初步形成合作网络,但联系与合作程度依然较低。虞生态城市研究出现频率较高的关键词是城市化、城市生态、生态系统服务和可持续性等,具有较高的中心性。在全球气候与环境变化下,面对新技术方法提供的机遇,生态城市研究要促进多学科融合,深入研究城市复合生态系统的非线性、复杂性特征,关注城市复合生态系统的关键要素之间以及关键子系统之间的耦合机制。     

嵩山地区油松人工林树轮宽度对气候因子的响应

以河南登封嵩山地区不同坡向的油松人工林为对象,分别建立了跑马岭、峻极峰及区域油松差值年表。结果表明: 跑马岭油松年表的质量高于峻极峰油松年表;跑马岭油松年表和峻极峰油松年表都包含较高的气候信息,都与当年2月平均气温、生长季末期(9—10月)平均气温和平均最高温呈显著正相关,与当年5月的平均最高温呈显著负相关;跑马岭和峻极峰油松径向生长对气候响应有一定的差异,跑马岭油松径向生长主要与3月平均最低温和9月降水量呈显著正相关,而峻极峰与5月降水量和9月平均最低温呈显著正相关;区域油松年表包含了更多的气候信息。利用多元回归分析方法能较好地模拟出油松树轮宽度生长的限制因素是多个月的温度,尤其是当年9月平均气温,这与相关分析结果一致。本研究可以为本地区森林保护和生态建设提供基础服务。     

不同农业景观背景下传粉昆虫群落的分布差异

农业景观中的自然、半自然生境等非农生境可为传粉昆虫提供丰富的食物来源、栖息地、繁殖地、避难所等,对维持生物多样性的稳定起着不可替代的作用。以巩义典型的山地-丘陵-河川混杂的复杂景观和民权的平原农业简单景观为研究区,分析不同景观背景下传粉昆虫群落的物种组成及其在不同生境中的分布特征。结果表明:(1)巩义研究区内累计捕获传粉昆虫18582头,民权研究区内累计捕获传粉昆虫18518头,优势传粉昆虫功能群为双翅目、膜翅目、鞘翅目和鳞翅目等;(2)景观复杂度更高的巩义研究区的传粉昆虫多样性、丰富度以及均匀度均显著高于民权研究区;存在大面积农田斑块的平原景观中则有更多的优势传粉昆虫个体;(3)农田斑块中具有更高的物种丰富度,但林地物种的多样性和均匀度则相对稍高些。农田斑块在作物花期能有效的提高传粉者种群密度,但林地等自然、半自然生境对于维持传粉者多样性和食物缺乏期种群的稳定具有重要作用。因此在未来为确保农业景观中传粉者的多样性与传粉服务的稳定,一方面要关注自然、半自然生境的作用,同时也要考虑不同景观背景下异质性特征对不同生物类群的影响差异。     

河南种子植物种分布区类型研究

河南省地处我国暖温带与亚热带过渡的重要地带 ,植物区系成分非常复杂。本文在最新植物区系资料的基础上 ,从种的层次上对河南省种子植物分布区类型进行了划分与分析。结果为 ,本省 2 95 3种野生种子植物归为 15个分布区类型和 2 4个亚型 ,其中中国特有分布有15 14种 (占 5 2 2 2 % ) ,分属 2 2个亚型。 2 95 3种种子植物在性质上属于热带亚热带分布的有910种 ,属于温带分布的有 94 9种 ,属于跨亚热带和温带分布的有 92 0种 ,其余少数为广布种 ,前三者大约各占近三分之一。这种比例关系充分显示了本省植物区系的南北过渡性。     

道路对林地景观连接度的影响——以巩义市为例

基于景观连接度原理,借用景观连接度指数,在地理信息系统支持下,探讨了巩义市山区林地景观在不同距离阈值下连接度的变化,定量分析了道路对林地景观连接度的影响。结果显示,随着景观距离阈值的增大,无论是否有道路,林地景观整体可能连通性指数值都表现为逐渐增大;对林地景观连接度起"非常高"和"高"作用的林地斑块数量都比较少,但占林地总面积比例较大,面积大的林地斑块在提高景观连接度中起的作用较大;道路的分割使得林地斑块重要值降低,就单一斑块而言,随着景观距离阈值的增大,分割成的小斑块的重要值降低程度在逐渐减小。