濒危植物朝鲜崖柏克隆种群可塑性及其对土壤条件的响应

朝鲜崖柏为长白山植物区系特有树种,是国家Ⅱ级重点保护的珍稀濒危植物。通过调查长白山区天然分布朝鲜崖柏种群的生境条件和克隆构件的形态学指标,分析了朝鲜崖柏克隆种群特征,并基于构件理论,采用灰色关联及通径分析方法,对种群构件与土壤因子的关系进行研究。结果表明:1)朝鲜崖柏克隆种群具有较强的表型可塑性,分布于暗针叶林下的朝鲜崖柏克隆种群分株间隔子长、地上扩张域、分株间距高于朝鲜崖柏纯林群落,种群构件变异性较高。2)朝鲜崖柏克隆生长格局介于密集型和游击型之间,具有快速克隆扩张能力和明显的斑块状。在土壤贫瘠的纯林群落内,种群更趋近于密集型分布;在土壤条件较好的暗针叶林下,更趋于游击型分布。3)朝鲜崖柏克隆种群生长对土壤异质性的响应具有特殊性,土壤水分是影响朝鲜崖柏种群扩张的最关键因子,土壤p H值、土壤腐殖酸、土壤速效磷、土壤速效钾是影响朝鲜崖柏克隆种群构件较重要的因子。4)土壤养分直接影响克隆植物构件特征及生态适应对策,各克隆分株构件受土壤养分影响的排序为速效磷速效钾有机质全氮。     

长白山国家自然保护区及其周边地区生态脆弱性评估

在全球变化与人类活动的双重冲击下,探究自然保护区及其周边区域的生态脆弱状况对于保证区域的生态安全和人类自身的可持续发展至关重要.以长白山国家自然保护区及其周边30 km缓冲区为研究区域,结合“敏感度-恢复力-压力度”概念模型和空间主成分分析法评估保护区内外2005和2015年的生态脆弱状况并分析其背后的主要驱动因子.结果表明:2005和2015年,保护区内外的生态脆弱性等级均以潜在脆弱、微度脆弱和轻度脆弱为主,该区域的生态脆弱状况总体处于较好水平;2005—2015年间,保护区内外整体的生态脆弱性呈现略微上升趋势,区内、外发生退化的区域面积分别为254和967 km²,区内、外对该趋势的贡献占比分别为30.8%和69.2%;区内生态脆弱性在空间格局上的变化主要与净初级生产力(NPP)、植被覆盖度和距离道路最近距离的变化有关,而在区外,主要与NPP、植被覆盖度、国内生产总值(GDP)密度的变化有关.     

莎车县近50年乡村聚落时空格局演化

乡村聚落的演变能够深刻反映自然环境和人文社会经济的变迁,但对其研究并没有广泛和深入开展。以南疆典型区域莎车县为研究区,发挥遥感技术优势,借助1970 s以来的CORONA和Landsat系列影像等多源多时相遥感数据进行信息提取和时空分析,探讨聚落时空演变特征。结论如下:(1)近50年来莎车县乡村聚落规模变化较为剧烈,聚落由大规模、低密度向小规模、高密度演化,聚落斑块数量和面积增加显著,特别新世纪以来增速明显加快。(2)乡村聚落重心均位于县域中部的托木吾斯塘乡,且向西南偏移。(3)乡村聚落斑块之间距离持续缩减,图斑持续向外扩张,为随机模式聚集,且向西南扩张,聚集程度持续提高。(4)乡村聚落核密度呈现由低向高增大的趋势,核密度低值向较高值和高值发展, 2000—2018年比1964—2000年的阶段核密度高低值分布状况变化剧烈,乡村聚落高值集聚区呈现由散状—带状—片状的变化特征,“热点区”和“冷点区”斑块数量均有所上升。     

气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种——红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。     

吉尔格朗河流域塞威氏苹果53年来景观格局动态变化

以景观生态学理论和遥感技术为基础, 基于1964年、1980年、2000年、2017年四期遥感影像数据充分利用GIS、RS、景观格局方法、空间地统计学等方法对影像进行解译, 结合野外实地调查资料等其他信息源, 分析研究区景观格局动态变化特征, 结果发现: (1)1964—2017年塞威氏苹果斑块数、斑块密度、边界密度较大, 且呈逐渐增加的趋势, 其景观生态过程较活跃, 2000年以前受到人类活动的干扰较强。塞威氏苹果的面积减少, 斑块数增加, 破碎化加大, 斑块破碎化程度增加, 受到人为和自然环境的干扰程度变多。(2)1964—2017年斑块数、斑块密度、边界密度等指数总体呈增加趋势, 斑块形状趋于不规则, 边界区域不规则性。(3)蔓延度指数、香农多样性指数、景观均匀度指数虽然总体变动不够明显, 但存在部分波动变化, 景观的异质性程度在增加, 这可能是人为干扰使塞威氏苹果消亡面积比例降低所致。塞威氏苹果面积从1964年到2017年减少了3870.81 hm2, 年均动态度为-1.20%。     

小莫合流域受创野苹果根萌数量特征的环境驱动力分析

根萌是受创野苹果Malus sieversii (Ldb.)Roem植株的修复剂,环境因子是影响根萌萌发的重要驱动力。以伊犁河谷南侧山坡的野苹果植株为研究对象,通过对样地内野苹果根萌蘖状况进行调查,运用传统统计学和冗余分析相结合的方法,探讨影响根萌萌发的环境驱动因子,为该区生态系统的修复和珍稀濒危种质资源的抢救提供了初步的理论依据。研究表明:(1)埋深、草高、埋粗、温度、郁闭度、地径是影响野苹果根萌的主要驱动因子,环境解释量累计达79%;(2)6个主要驱动因子对根萌数量特征重要性排序:草高埋深郁闭度地径温度埋粗;(3)根萌个数与野苹果母树的地径、根系埋粗、温度呈正相关关系,与草高、埋深、郁闭度呈负相关关系,揭示了地径、埋粗、温度在一定范围内的增大是利于根萌萌发的正向驱动力,而草高、埋深、郁闭度则为抑制根萌萌发的逆向驱动力。     

基于优化的MaxEnt模型评价红松适宜分布区

了解红松的适宜区分布,对于红松种质资源保护和阔叶红松林的植被恢复具有重要意义.本研究利用R软件的ENMeval数据包,通过调整MaxEnt模型的参数(特征组合、调控倍率)来优化模型.基于优化后的MaxEnt模型,利用168个红松分布点数据和22个环境因子图层,模拟了红松的分布区域,并分析决定红松适宜区分布的主导环境因子及其阈值.结果表明,当特征组合为线性、二次型、片段化和乘积型,调控倍率为3时,模型复杂度和过拟合程度较低,模型模拟准确性提高,被确定为最终的设置参数.红松高度适宜区主要分布于我国东北地区东部山地,占研究区总面积的19.24%;低度适宜区和不适宜区分别占研究区的28.54%和52.22%.影响红松适宜区分布的主导环境因子主要是年降雨量、降雨量季节性变异系数、海拔和年平均温度,其适宜值范围分别是630 ~ 1090 mm、86%~97%、210~1140 m和0.3 ~4.3℃.     

塔里木河中游胡杨高径系数及其对生境的指示意义

构建合理、可行的定量评价胡杨生境的指标体系,能够为塔里木河流域的社会经济可持续发展、生态环境保护提供科学依据和决策参考。以野外获取的单株胡杨树高和胸径为基础数据,构建了高径系数模型,定量分析了胡杨高径系数与胸径、龄级关系及其对生境类型的响应,并对其成因进行了辨析。结果表明:(1)以低阶地(含河漫滩)生境类型为基准,采用指数模型可以较好的模拟胡杨高径系数随胸径的变化趋势,不同生境类型下模拟曲线的响应特征也各不相同,各生境类型的胡杨高径系数随胸径的增大而减小;(2)随着龄级的增大,高径系数逐渐减小;(3)在相同胸径条件下,中阶地、高阶地、沙地等生境类型的胡杨树高分别相当于低阶地(含河漫滩)生境条件下的70%、42%、22%左右;(4)胡杨高径系数越大,其生长环境越好;反之,则越差,胡杨高径系数可以作为胡杨生境类型的敏感指示。进一步丰富了森林生境评价指标体系和树高-胸径关系模型理论,对生态学和测树学理论体系的完善具有一定意义。     

长白山区濒危植物朝鲜崖柏种群数量特征及动态

朝鲜崖柏为国家二级重点保护植物,是长白山区特有的濒危树种,具有重要的经济价值和观赏价值.在对朝鲜崖柏主要分布区野生资源进行调查基础上,首次利用个体基径和年龄数据建立不同群落朝鲜崖柏种群的龄级结构、静态生命表和生存函数,用动态指数和时间序列分析预测其种群发展趋势.结果表明: 朝鲜崖柏种群的龄级结构呈“∩”型,属衰退型;分布于暗针叶林下的朝鲜崖柏种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅲ型,纯林群落种群趋向于Deevey-Ⅱ型;种群生存分析显示,暗针叶林下朝鲜崖柏种群的生存函数呈现不规则的波动状态,种群分布表现为早期锐减、中期稳定、后期衰退的动态特征,纯林群落中,种群分布表现为早期稳定、中期增长、后期缓慢衰退的特点;动态指数和时间序列分析显示,暗针叶林下朝鲜崖柏种群的衰退速度略高于纯林群落.综合分析表明,朝鲜崖柏种群具有一定的恢复能力,应适当采取人工抚育,促进其种群正常更新.     

叶尔羌河流域胡杨春尺蠖虫态发育节律对地表温度的响应

以叶尔羌河流域胡杨林分布区为研究区域,以胡杨春尺蠖(Populus euphratica Apocheima Cinerius Erschoff)为研究对象,借助遥感技术和MODIS等遥感产品,分析2001—2015年的胡杨春尺蠖活动期温度变化特征,结合实地调查的胡杨春尺蠖虫情信息,分析近15年来胡杨春尺蠖虫态发育节律与温度的关系,为进一步探究叶尔羌河流域胡杨春尺蠖危害发生时间、发生规律、危害程度及时间分布规律提供科学依据。结果表明:(1)2001—2015年胡杨春尺蠖活动期平均温度整体变化趋势基本稳定, 2、3、4月份平均温度总体变化趋势持续降低,温度回升速度变慢,胡杨春尺蠖的危害期逐渐延长;(2)虫蛹总数、虫卵数量、虫口密度均呈现增长的态势,表明胡杨春尺蠖虫害发生程度日趋严重;(3)治理胡杨春尺蠖幼虫的最佳时期是三龄幼虫之前,胡杨春尺蠖各虫态与温度之间的关系是符合生物学发生规律的,具体关系如下:V=0.0920/1+exp(2.4860-0.0887T)(春尺蛾活动期), V=0.9828/1+exp(4.4052-101268T)(卵活动期), V=0.1410/1+exp(3.7863-0.1595T)(幼虫活动期)。