黄土丘陵小流域土壤侵蚀的时空变异及其影响因子

采用土壤侵蚀模型LISEM(Limburg Soil Erosion Model)模拟黄土丘陵沟壑区大南沟小流域5种土地利用格局下立地尺度上土壤侵蚀量的空间分布,从土壤侵蚀量与环境因子的关系分析入手,研究黄土丘陵小流域立地尺度上土壤侵蚀的时空变异性及其影响因子.研究结果表明,立地尺度上平均土壤侵蚀强度以1975年>1998年>退耕格局,可见优化土地利用格局(陡坡农地退耕)可以有效地降低立地尺度上的土壤侵蚀强度.各种土地利用方案下土壤侵蚀强度的空间变异都很显著,相对来说以1975年<1998年<退耕格局,可见优化土地利用格局可以提高土壤侵蚀的空间变异性,降低土壤侵蚀危险的空间聚集度.土壤侵蚀量与降雨呈现显著正相关性,相关性以LU75>LU98>退耕格局,可见合理的土地利用格局可以有效地削弱降雨对土壤侵蚀强度的影响.土地利用方式对土壤侵蚀空间分布具有显著影响.从1975年、1998年到3种退耕格局,陡坡农地退耕还林还草,植被覆盖度增加,林地/灌木地、果园/经济林地、农地和休闲地的平均土壤侵蚀强度都逐渐降低.相关分析表明,林地/灌木地上土壤侵蚀量最小,荒草地相对最严重;果园、休闲地和农地居中.土壤侵蚀强度还存在显著的地形分异.水平凹凸度和相对海拔对土壤侵蚀空间分布的影响比较显著,而坡向、坡度和垂直凹凸度的影响较小.土壤侵蚀强度以水平凸坡大于水平凹坡、垂直凹坡略大于垂直凸坡、偏南坡大于偏北坡、低海拔大于高海拔.对1975年和1998年土地利用格局来说,土壤侵蚀强度以偏西坡大于偏东坡、陡坡大于缓坡;对3种退耕格局而言则正相反.可见,优化土地利用格局(陡坡农地退耕),可以有效地削弱甚至逆转地形对土壤侵蚀强度的影响.     

坡向对东祁连山高寒草甸群落物种功能群及其多样性的影响

为探究祁连山东缘地区不同坡向的高寒草甸群落物种功能群和多样性差异,该研究选择北坡(N坡)、西北坡(NW坡)、西坡(W坡)、东坡(E坡)、东北坡(NE坡)、西南坡(SW坡)和南坡(S坡)7个坡向类型,调查各坡向的植被特征(高度、盖度和频度),测定土壤因子,分析物种均匀度和多样性指数及其相关性等。结果发现：(1)研究区样地共有植物11科18属21种,主要有豆科(4属4种)、菊科(3属3科)、蔷薇科(1属3种)、莎草科(2属2种)、禾本科(2属2种)和蓼科(1属2种);不同坡向的植物科、属数量变化趋势与种相同,均为东北坡、西南坡、北坡(76.19%)>南坡(66.67%)>东坡(61.90%)>西坡、西北坡(19.05%)。(2)不同坡向的草地群落组成不同,其中东坡、南坡和东北坡主要以草本植物为主,西南坡和北坡为草本和灌丛交错区,西坡和西北坡主要以灌丛为主。(3)不同坡向的物种功能群不同,其中东坡、南坡、东北坡、北坡和西南坡的莎草类重要值最高,西坡和西北坡只有豆科和杂类草,且杂类草重要值最高。(4)不同坡向的优势功能群不同,其中：禾本科植物的重要值大小为阴坡(NE坡)>阳坡(S坡和SW坡)>半阳坡(E坡),莎草科植物重要值大小为半阳坡(E坡)>阳坡(S坡)>阴坡(NE坡和N坡),豆科植物重要值大小为阳坡(S坡)>阴坡(N坡、NW坡和NE坡)>半阳坡(E坡)>半阴坡(W坡),杂类草植物重要值大小为半阴坡(W坡)>阴坡(N坡和NE坡)>半阳坡(E坡)>阳坡(SW坡和S坡)。(5)随着坡向梯度变化,物种丰富度和香农 威纳多样性指数变化一致,其大小均表现为：阴坡>阳坡>半阳坡>半阴坡。(6)冗余分析发现,土壤含水量和碳氮比是影响灌丛植物［瑞香(Daphne odora)、金露梅(Potentilla fruticosa)和头花杜鹃(Rhododendron capitatum)］重要值的重要因素。研究表明,不同坡向的土壤水分、养分和光照等的变化显著影响了高寒草甸植物群落物种功能群及其多样性。     

江西省赣州市南康区松材线虫病发生特征

松材线虫病是我国南方森林面临的主要灾害之一。本文基于野外调查和高分一号(GF-1)卫星WFV影像数据,采用随机森林模型构建松材线虫病空间识别模型,探究地形、人类活动和林分因子等对病害发生的影响,监测病害空间分布,并采用空间自相关性分析评估江西省赣州市南康区松材线虫病发生特征。结果表明：构建模型对松材线虫病的识别效果良好(AUC值=0.99,总体精度=0.96),可以实现对区域松材线虫病空间分布情况的有效监测;归一化差异绿度指数(NDGI)、距高速公路的距离、归一化植被指数(NDVI)是重要的建模因子;空间自相关性分析表明,松材线虫病的发生存在明显的空间正相关性即空间聚集性特征;南康区松材线虫病高发生区集中于赤土乡、朱坊镇和十八塘乡,低发生区集中于蓉江街道附近;分析变量的边际效应发现,离高速公路远、离县道近的低海拔地段是松材线虫病易发区域。研究结果可服务于区域松材线虫病分布的快速监测,对该病害防治和管理具有一定的指导意义。     

坡向差异对广东古兜山自然保护区蕨类植物多样性的生态影响

为揭示坡向差异对蕨类植物多样性的生态影响,作者在广东新会古兜山自然保护区海拔1,000 m以下的中低山植被东、南、西、北4个坡向,分别选取10个5 m×5 m的样方进行调查,分析蕨类植物群落多样性和种类组成的差异.结果表明:(1)东坡(半阴坡)与北坡(阴坡)物种多样性最丰富,而西坡(半阳坡)和南坡(阳坡)相对贫乏;(2)4个坡向的相似性系数均很低(不超过0.5),其中南坡(阳坡)与北坡(阴坡)间种类组成差异最大;(3)反映热量差异的区系地理性质分析显示,热带性质蕨类植物在阳坡占优势,而非热带性蕨类在阴坡占优势,南坡、西坡、东坡、北坡的热带成分比例依次下降;(4)反映光照条件的植物耐荫程度分析显示,阴性种类占优势,阳性和耐荫性种类较少,其阴性蕨类植物的比例依南坡、西坡、东坡、北坡顺序增加;阳性蕨类植物比例最高的坡面是西坡,而最低的是东坡.南坡的比例稍高于北坡.研究结果显示坡向差异对蕨类植物物种及其生态习性的多样性分布格局具有比较明显的影响,蕨类植物多样性可以作为环境和气候变化的一个较好的指示物种.     

松材线虫病发生点格局及影响因素

松材线虫病在中国大陆造成了巨大的生态与经济价值损失,南方地区尤为严重,分析松材线虫病空间分布、量化环境因素对其发生的影响对于松材线虫病的防控整治具有重要意义。本研究以江西省赣州市南康区松材线虫病为研究对象,采用核平滑密度、Ripley’s K函数、点过程模拟等空间点格局分析方法,探讨了区域松材线虫病发生的空间格局及其对环境变量的响应。结果表明: 研究区松材线虫病的发生不是随机分布,而是存在显著的空间聚集区。地形因子、植被因子和人类活动因子是影响松材线虫病空间异质性分布的主要因素。空间点格局分析表明,海拔、坡度、距最近道路距离、道路密度、距最近居民点距离、郁闭度和植被类型对松材线虫病的发生具有重要影响。在森林病害管理中,除了加强因人类活动引起病害传播源的管控外,还应该考虑地形、植被类型等特征进行松材线虫病害的综合预警监测。     

泰山世界遗产地刺槐林地学信息图谱分析

基于2014年10月WorldViewⅡ遥感影像和DEM数据,结合泰山林场同期二类资源调查数据,对泰山世界遗产地的刺槐林(Robinia pseudoacacia L.)进行目视解译。然后通过建立地学信息图谱分析泰山刺槐林在主要地形因子(海拔、坡度和坡向)影响下的分布规律,结论如下:(1)刺槐纯林及其混交林,类型共计30种,投影面积约807.58 hm^2,其中刺槐纯林投影面积约454.76 hm^2,占刺槐林总面积的56.31%;(2)刺槐林分布在250—1200 m的海拔范围,集中分布在500—900 m的斜坡、陡坡和急坡,其中刺槐纯林在海拔250—300 m全部分布在平坡和缓坡;(3)刺槐林主要分布在半阴坡、半阳坡和阳坡,半阳坡分布最多,其中刺槐纯林在海拔1100—1200 m几乎全部分布在半阳坡和阳坡。     

2000-2016年秦岭山地植被覆盖变化地形分异效应

利用2000-2016年MODIS NDVI数据,采用趋势分析及地形差异修正法,探讨秦岭山地植被覆盖变化在南北坡、不同海拔以及不同坡度坡向下的空间分异性。结果表明：近17年来,秦岭山地植被覆盖度良好,整体呈上升趋势,南北坡、不同海拔、不同坡度、不同坡向下植被覆盖度有所差异,植被变化趋势也不同。（1）就南北坡而言,近17年来秦岭南坡植被覆盖度上升趋势大于北坡,南坡植被覆盖以上升趋势为主,而北坡以稳定为主。（2）不同的海拔高度上秦岭山地植被覆盖变化在存在分异性：低海拔区域呈减少趋势,中海拔区呈明显的上升趋势,2000 m以上的高海拔区域北坡的植被覆盖度较为稳定,而南坡的2500到3100 m区域内有较明显的减小趋势。（3）从坡度来看,随着坡度的增加秦岭山地植被覆盖度由减少转为增加再转为稳定,南北坡植被变化分异性不明显。（4）不同坡向上,秦岭南北坡植被覆盖度变化差异明显,由阴坡转为阳坡时,北坡植被覆盖有明显的增长趋势,而南坡则不明显,植被覆盖度减小区在南北坡的分布呈相反趋势,分别分布在南坡的阳坡以及北坡的阴坡。     

立地条件差异对天然东北红豆杉(Taxus cuspidata)种间竞争的影响

立地因子空间梯度特征是影响种间竞争的重要因素。通过研究主要竞争树种及竞争强度随海拔、坡向、坡位和坡度等立地因子变化的规律,揭示不同立地条件对天然东北红豆杉种间竞争的影响,为濒危东北红豆杉种群的保护与恢复提供理论指导。研究结果表明：东北红豆杉的种间竞争压力主要来自紫椴、臭冷杉、色木槭、红松、青楷槭、枫桦、花楷槭等7个树种,主要竞争树种以小径级个体居多。立地因子差异对种间竞争强度和主要竞争树种的排序有明显影响。东北红豆杉在阴坡受到的种间竞争压力是阳坡的3.27倍,主要树种的竞争强度显著高于阳坡,竞争树种的排序发生更迭;随着坡位的提升,东北红豆杉受到的种间竞争压力明显增加,主要竞争种类和强度也发生变化;坡度增加,种间竞争强度增加,主要竞争树种排序发生变化;海拔对种间竞争的影响总体不大,但影响主要竞争树种的竞争强度和排序。     

林分和景观水平因子对松材线虫病发生的影响——以山东威海地区松林为例

松材线虫病(Pine wilt disease)传入我国以来,造成了大面积松林枯死,严重威胁我国的林业和生态建设的发展,但目前分析林分和景观水平因子对松材线虫病综合影响的研究较少。本文基于松材线虫病危害后期的山东威海地区的松林,利用野外调查数据、森林资源二类调查数据和高分辨率遥感影像,获取了影响松材线虫病危害的林分水平和景观水平的各种因子,通过逐步回归分析、线性回归分析和建立广义线性模型(GLM),探讨了景观分析的最适尺度,分析不同因子在解释松材线虫病危害程度方面的作用和相对重要性,以期为松材线虫病的防控技术及宏观管理政策制定提供科学依据。结果显示,750 m尺度下景观格局指数对松材线虫病发病率的解释效果最好。景观因子中,距疫源地距离、景观分离度与距人为活动区域距离对发病率影响最显著（相对重要性值为1.00）,其中景观分离度和距疫源地距离与发病率呈负相关,距人为活动区域距离与发病率呈正相关;松林斑块连接度的相对重要性次之（相对重要性值为0.69）,与发病率呈正相关;斑块丰富度密度、相关外接圆指数的相对重要性值较低（0.33）。林分因子中,林分密度的相对重要性值最低（0.23）。综合分析林分因子和景观因子的作用发现,在威海地区松材线虫病暴发后期的林分中,相较于林分因子,景观因子起主导作用。研究结果有助于提高对松材线虫病发生的驱动机制的了解。     

坡向对暗紫贝母生长和繁殖特征的影响

在青藏高原东部的牛牛山和卡卡山,在其东、南、西、北4个坡面各设置一个海拔相同(3800m)的样地,每个样地中随机选择30株同龄级的暗紫贝母植株作为研究对象,然后比较各坡面的生态因子以及暗紫贝母的生长和繁殖特征。结果表明:1融雪时间、气温、土壤含水量在南北坡面间有显著的差异,但土壤p H在各坡面间无明显差异。2开始生长期、始花期和盛花期等物候阶段都是北坡最迟,南坡最早,而枯黄期在各坡面间无显著差异。3单叶面积、比叶面积和植株株高以北坡最大,南坡最小。4鳞茎生物量以南坡最大,北坡最小,东、西坡面的值介于南、北坡之间。5单粒果实的生物量在各坡面之间无明显的差异,果实生物量在地上部分中所占的比例以南坡最大,北坡最小。6单粒果实平均种子数以北坡最多,南坡最少;而种子千粒重则以南坡最重,北坡最轻。可见,坡面对暗紫贝母的生长和繁殖特征有显著的影响,尤其是在南北坡面之间大多数性状差异显著。     

Fast R-CNN深度学习和无人机遥感相结合在松材线虫病监测中的初步应用研究

松材线虫病因其破坏性强、传播速度快和防治难度大等特点,严重威胁着我国的松林资源.及时发现、定位和清理病死松树是控制松材线虫病蔓延的有效手段.本研究利用小型无人机获得松材线虫病疫点的可见光和多光谱的航摄影像.根据松树针叶颜色变化,将松材线虫Bursaphelenchus xylophilus侵染的松树分为病树和枯死树两种...     

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)入侵对马尾松(Pinus massoniana)林分生长的影响及相关生长模型

松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）是一种松树上发生严重的有害生物,它不仅改变了生态系统的结构和功能,而且改变了系统内生物的原有特性和地理分布。松材线虫及其引起的松树萎蔫病已对中国马尾松林（Pinus massoniana）的树木成长产生了巨大影响。基于此,使用＂每木调查法＂和＂样方法＂,对松材线虫入侵后的马尾松林内松树的各项生长指标因子进行了调查分析,其结果表明：自松材线虫1996年入侵所调查地区的松林后,对于受害松树不管是伐倒木（被伐倒）还是倒木（自然倒地）,其对周围马尾松胸径生长的影响是显著的,而对树高生长的影响不显著。最后建立了一系列的灰色和灰色-马尔可夫链数学模型,其预测结果精度高,可用于今后受害和未受害区马尾松林分因子的生长预测。     

Occurrence of Bursaphelenchus mucronatus (Nematoda: Aphelenchoididae) and the microhabitat distribution of fungi in declining pine trees in a locale in Korea

A total of 33 pine trees with symptoms of decline were collected in Jeonnam Province, South Korea, and were examined for the presence of nematodes. About 20% of the trees sampled were positive with Bursaphelenchus species. All Bursaphelenchus species were found in recently dead or dying trees. Based on morphological observations, the nematode extracted from the declining pine trees was identified as B. mucronatus. The highly pathogenic pine wood nematode B. xylophilus was not found in any pine trees sampled. B. mucronatus was easily reared on fungus Botrytis cinerea. Twenty one fungal isolates were isolated from dead trees, fallen twigs, and healthy pine trees. The fungal isolates belonged to Trichoderma genus and were dominant in the wood of partially declining pines. The blue‐stain fungi transmitted by the Monochamus beetle were not detected. The B. mucronatus population decreased markedly on Auxarthron reticulatum DY‐2 isolated from soils. The number of nematodes also reduced on Verticillium saksenae A‐1, a nematophagous fungus, and Beauveria bassiana, an entomopathogenic fungus. This observation suggested the fungal production of nematicidal activity against B. mucronatus. When the fungal culture filtrates were also used for nematicidal activity on B. mucronatus, the culture filtrates of A‐1, DY‐2 and B. bassiana showed over 50% mortality within 48 h exposure. The fungi BC4, BC5 and BC6 isolated from declining pine trees inhibited the reproduction of B. mucronatus, and their culture filtrates also expressed nematicidal activity, indicating a possible interaction between the fungi in pine trees and nematodes at microhabitat level.     

不同干扰措施对松材线虫入侵松林内物种多样性的影响

经野外调查发现:松材线虫入侵松林后,对原先林型相同的两块染病松林而言,经过人为伐除和保留受害木这两种干扰措施后,任其自然恢复更新,后恢复的林型会大不相同,即对受害木采取不同的干扰措施会对染病松林内林下植被的更新产生不同的影响.基于以上出发点,以松材线虫入侵后采取不同伐除干扰措施的2个马尾松受害群落为研究对象,针对受害木移除和保留两种处理方式,选择α多样性指数函数Rényi指数为测量单位,探讨了不同受害木处理方式下植物多样性的变化规律.结果表明:受害木及时移走的松林内林下灌草多样性比受害木保留的要高.     

萧氏松茎象危害与松树松脂量关系研究初报

萧氏松茎象HylobitelusxiaoiZhang是近年来暴发性松树害虫 ,主要危害 3种松树 :湿地松 (PinuselliottiiEngelm)、火炬松 (P .taeda)、马尾松 (P .massoniaanaLamb) ,其中以湿地松受害最为严重。为明确萧氏松茎象的危害与松脂流量的关系 ,作者对萧氏松茎象危害前后 3种松树 (湿地松、马尾松、火炬松 )松脂流量变化进行了研究。结果显示 ,在松树受害植株和未受害植株间松脂总流量间存在一定差异 ,其中以马尾松松脂流量变化最大 ,对受害株和未受害株松脂流量t-测验 ,差异达到显著水平 ;而湿地松和火炬松松脂总流量在受害植株和未受害植株间没有显著差异。对上述 3种松树松脂流量随时序动态变化的分析显示 ,松脂流量在 1年中以 5月到 6月之间为松脂流量高峰期 ,此后逐渐下降 ,到 3月中旬以后松脂流量又开始上升。就松脂流量时序动态而言 ,萧氏松茎象为害对马尾松松脂流量影响最大 ,对其它2个松树影响不明显。另外 ,不同松树树种在松脂流量及其时序动态上也存在一定差异 ,其中以马尾松脂流量较高。     

Population dynamics of bacteria associated with different strains of the pine wood nematode Bursaphelenchus xylophilus after inoculation in maritime pine (Pinus pinaster)

For a long time it was thought that Bursaphelenchus xylophilus was the only agent of the pine wilt disease. Recently, it was discovered that there are bacteria associated with the nematodes that contribute to the pathogenesis of this disease, mainly through the release of toxins that promote the death of the pines. Among the species most commonly found, are bacteria belonging to the Bacillus, Pantoea, Pseudomonas and Xanthomonas genera.The main objective of this work was to study the effect of inoculation of maritime pine (Pinus pinaster) with four different nematode isolates, in the bacterial population of nematodes and trees, at different stages of disease progression. The monitoring of progression of disease symptoms was also recorded. Also, the identification of bacteria isolated from the xylem of trees and the surface of nematodes was performed by classical identification methods, by the API20E identification system and by sequencing of bacterial DNA.The results showed that for the symptoms progression, the most striking difference was observed for the pines inoculated with the avirulent isolate, C14-5, which led to a slower and less severe aggravation of symptoms than in pines inoculated with the virulent isolates. In general, it was found that bacterial population, inside the tree, increased with disease progression. A superior bacterial quantity was isolated from pines inoculated with the nematode isolates HF and 20, and, comparatively, few bacteria were isolated from pines inoculated with the avirulent isolate. The identification system API20E was insufficient in the identification of bacterial species; Enterobacter cloacae species was identified in 79% of the isolated bacterial colonies and seven of these colonies could not be identified by this method. Molecular identification methods, through bacterial DNA sequencing, allowed a more reliable identification: eleven different bacterial species within the Bacillus, Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Paenibacillus, Pantoea and Terribacillus genera were identified. General bacterial diversity increased with the progression of the disease. Bacillus spp. were predominant at the earlier stage of disease progression and Klebsiella oxytoca at the later stages. Furthermore, bacterial species isolated from the surface of nematodes were similar to those isolated from the xylem of pines.In the present work new bacterial species were identified which have never been reported before in this type of study and may be associated with their geographical origin (Portugal). P. pinaster, the pine species used in this study, was different from those commonly grown in Japan and China. Furthermore, it was the first time that bacteria were isolated and identified from an avirulent pine wood nematode isolate.     

地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响

森林年龄结构一直是森林生态学研究的重要内容之一,利用胸径指标间接推测树木年龄是获得森林年龄结构的有效手段。基于黑龙江省小兴安岭林区156株成熟红松解析木数据,分析成熟红松个体胸径与年龄之间关系,探讨地形与竞争因子对红松胸径与年龄关系的影响。研究结果表明:对所搜集的红松解析木数据,海拔、坡度、坡向、竞争因子等因素都对红松胸径与年龄关系产生影响,其中坡向与坡位对红松胸径-年龄关系影响最为明显,而竞争因子的影响较小并且在不同地形条件下表现出差异性。在南坡向-中坡位的红松个体,其胸径与年龄之间表现出了最佳的拟合效果。对地形与竞争因子的影响机理还有待于进一步研究。     

松材线虫及其关键传媒墨天牛的研究进展

松材线虫Bursaphelenchusxylophilus (Steiner&Buhere,1 93 4Nickle,1 981 )是一种世界多国公认的重大外来生物。其原产地在美国 ,但松材线虫并不严重危害该国松林 ;日本受害最重 ,经过几十年的研究与防治 ,现已基本能控制松材线虫病大发生。自 1 982年我国南京中山陵首次发现松材线虫以来 ,其在我国的扩散趋势越来越明显 ,现已成为我国一种重要入侵病原生物。它不但对我国南方数百万公顷松林构成毁灭性威胁 ,影响我国经济和社会可持续发展 ,而且将破坏我国一些著名风景名胜区、文化遗产地。同时 ,松材线虫正成为一项技术壁垒 ,严重影响我国的进出口贸易。该文简要从松材线虫及其关键传煤墨天牛Monochamusspp .的生物学特性、分布状况 ,松材线虫病的蔓延条件及影响因素等方面概述国内外的研究动态 ,以期为我国对松材线虫的研究与防治工作提供参考     

Pathogenicity of Bursaphelenchus xylophilus on Pines in Minnesota and Wisconsin

The pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus, was inoculated into established native jack and red pines (Pinus banksiana and P. resinosa) and exotic Austrian pine (P. nigra) in Minnesota and Wisconsin forests during summer 1981. The nematode isolates did not kill established nonstressed pine trees growing in the forest. However, the same nematode isolates killed pine seedlings under greenhouse conditions. Girdling the main stem of some trees to induce stress resulted in the death of the majority of inoculated and noninoculated branches of Austrian and jack pines, but no branch death was observed on red pine. Greater numbers of nematodes were extracted from branches of inoculated, girdled trees than from nongirdled trees. The mean number of nematodes extracted from branches of inoculated, nongirdled trees was 0.3 - 14 nematodes per gram of wood.