光能竞争对农林复合生态系统生产力的影响

农林复合生态系统是改善渭北黄土区脆弱生态环境、促进该区域经济发展的重要举措.以该区具有代表性的核桃(Juglans regia L.)、李子(Prunus salicina),绿豆(秦豆6号)、辣椒(陕椒981)农林复合模式为对象, 研究不同农林复合系统对光能分布、农作物生长、生产的影响.研究结果表明,不同复合模式下,玉米、辣椒的光合有效辐射、光合速率、生物量及产量均有不同程度的下降,且距树行愈近,影响愈大.叶片水势与玉米、辣椒的光合速率、地上部分生物量以及产量不相关或负相关.而10～20cm土壤含水量与绿豆的生物量和产量以及辣椒的地上部分生物量正相关.但绿豆、辣椒的生产量与其光合有效辐射呈显著正相关性,这说明,农林复合系统中光能竞争是导致间作绿豆、辣椒产量下降的主要原因.     

气候变化背景下农林复合系统碳汇功能研究进展

农林复合系统作为一种土地综合利用体系,可以有效吸收和固定CO₂、增加碳储量,在达到收获目的的同时,可有力减轻温室效应.农林复合系统对CO₂的调控作用,使人们认识到农林复合系统较单一作物系统有着明显优势,因此,深入了解不同农林复合系统的碳汇功能及其影响因素,对全球碳循环研究及碳收支准确评估具有重要意义.本文综述了农林复合系统的概念与分类,探讨了农林复合系统不同组分的碳固存潜力及其影响因子,得出不同区域、不同类型农林复合系统内植被的固碳速率相差很大(0.59～11.08 t C·hm^-2·a^-1),其主要受到气候因子和农林复合系统自身特性(物种组成、林木密度和林龄)的影响.农林复合系统内土壤的固碳潜力受到系统内树木和非树木成分输入的生物量多少和质量、土壤质地、土壤结构的影响.不同地区的任何一个农林复合系统的碳储量多少主要依赖于复合系统中各组分的结构和功能.针对目前的研究现状,指出应重点加强农林复合系统优化结构的碳汇功能研究,以及加强农林复合系统碳储量的时空分布格局及其固碳机制的长期研究.     

庐山森林景观空间分布格局及多尺度特征

森林景观是区域整体景观的重要组成部分,研究其空间分布格局对于优化区域景观整体结构和发挥生态经济效益具有重要意义。基于庐山2010年植被斑块数据,将森林景观划分为常绿阔叶林、落叶阔叶林、松类、杉类和竹类等5类景观,从森林景观的不同发育阶段和林分类型角度出发,运用点格局分析法分析5类森林景观空间分布格局特征。最邻近距离分析表明:5类森林景观空间分布类型均服从集聚分布但聚集强弱有变化;不同发育阶段的森林景观空间分布类型以集聚分布为主,随机分布为辅,尤其幼龄林比较显著,中龄林和老龄林次之;5类森林景观的天然林均服从集聚分布,人工林大多趋于随机分布,只有松类和杉类呈显著集聚分布。Ripley's K函数揭示了不同发育阶段和林分类型的森林景观的多尺度集聚特征,即在小尺度范围内服从随机分布,随着空间距离的增大,以空间特征尺度为分界线,空间聚集强度先逐渐增强,随后不断减弱。总体来看,庐山森林景观的发育阶段主要处于幼年时期,原始植被遭到人类大肆破坏,幼龄林大片分布,属于典型的恢复性植被,未来要重点保护好天然林,减少人为干扰,实现森林景观适度集聚。研究庐山森林景观的空间分布和多尺度特征可以为生态环境保护和实现森林可持续经营提供理论指导。     

山西七里峪白桦种群生活史特征与点格局分析

为了解山西七里峪地区白桦种群的生活史动态特征与空间分布规律,本文对七里峪高海拔地区白桦种群的生命表特征、年龄结构、存活曲线以及种群空间分布格局4个方面进行了研究。结果表明:七里峪地区白桦种群径级结构呈纺锤形,属衰退型种群;白桦种群的存活曲线基本接近DeeveyⅠ型,即曲线凸型;种群由于争夺光照和生存空间,第Ⅲ龄级的死亡率较高,自疏作用比较明显;在研究尺度内白桦种群不同年龄级的个体呈现出集群分布或随机分布,在种间竞争较小的情况下,白桦种群呈集聚分布,且随着龄级的增加,集群分布趋势明显,白桦种群自身的生物、生态学特性是影响其分布格局的最主要因素。     

城市化与生态系统服务的空间交互关系研究——以长株潭城市群为例

探索生态系统服务与城市化的空间交互关系为城市发展和保护提供新的视角。以长株潭城市群为例,以其2015年的土地利用、经济社会等数据为基础,利用格网分析和空间自相关模型解析城市化与生态系统服务的空间交互规律。结果表明:(1)长株潭城市群城市化水平空间分布区域差异性显著,城市化水平由高到低依次为城市化地区、正在城市化地区和生态绿心保护区,表现出从城市化地区向周边地区依次递减的态势。(2)受城市化水平和土地利用变化等影响,生态系统服务空间分布具有明显的差异性,并呈现出"中心-外围"逐步升高的趋势。(3)长株潭城市群城市化与各项生态系统服务之间呈显著负相关,由于驱动机制的不同,城市化地区、正在城市化地区和生态绿心保护区的城市化对生态系统服务的影响存在显著差异。(4)长株潭城市群的各项生态系统服务与城市化之间存在四种空间相关类型。高高集聚区和低低集聚区零散分布在整个研究区域,面积较小;高低集聚区分布在湘潭县西南部、株洲县东南部,面积较大;低高集聚区分布集中在城市化地区,呈现块状分布,面积较大。     

安徽黄山甜槠种群的结构与分布格局

通过对安徽黄山甜槠〔Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓｅｙｒｅｉ（Ｃｈａｍｐ．ｅｘＢｅｎｔｈ．）Ｔｕｒｔｃｈ．〕种群大小级、存活曲线和分布格局的研究,探讨了该地区甜槠种群的结构和分布格局特征。结果表明甜槠种群具有增长型和平稳增长型的动态特征;同时,甜槠种群呈集聚分布格局,这可能与甜槠的生物学特性有关;但在不同发育阶段,种群分布格局不同,随着种群年龄的增加和径级的增大,分布格局由集聚分布变为随机分布,这可能主要由于种内和种间竞争引起的种群数量动态变化所致。或许这也是甜槠种群的生存策略之一。     

保护区周边居民薪柴采集对乔木分布的影响——以四川王朗大熊猫自然保护区为例

保护区内周边地区的自然村庄中人们的日常生活对于村庄附近的森林群落结构有着重要的影响。通过分析乔木蓄积量和“乔木-灌木”复合系统中乔木的相对密度随着距离村落中心远近变化的函数关系,揭示当地居民薪柴采集活动对于乔木分布影响的规律。首先对于四川省平武县木座乡、木皮乡和白马乡里10个村庄进行随机入户农村家庭经济调查,掌握基本经济条件;然后对于调查结果进行聚类分析,选定小河、厄里和详述加3个典型村庄作为研究对象。按照距村落中心距离远近作梯度样带调查,计算出各个样带中的木材蓄积量和“乔木一灌木”复合系统中乔木的相对密度,利用数理统计方法进行模型拟合。拟合结果显示：（1）贫富差距对于乔木分布规律没有明显的影响,3个村落的数据分析结果类似。说明这3个村落的贫富差距还没有足以影响村落周围乔木分布。（2）木材蓄积量和“乔木．灌木”复合系统中乔木的相对密度与距村落中心位置距离的函数关系分别符合Logistic模型和Growth模型。在距离小于第1域值（3,4km）的时候,因变量随着自变量——距离的增加而缓慢增加。这说明这一区域内乔木分布受到薪柴采集活动影响很大,虽然也有所增加但是趋势不明显。当距离在第1域值（3～4km）至第2域值（7—8km）的时候,曲线切线斜率突然增大。这说明薪柴采集活动频率和强度迅速增加,因而导致乔木的蓄积量和密度都快速恢复。当距离继续增大的时候,因变量增长速率又逐渐回落,乔木分布也已经与原始林中的状态相似。     

2010-2020年中国市域城镇化与生态环境协调状态的空间分异及影响因素

城镇化与生态环境协调平衡是提升城市品质的重要举措,也是推进新型城市建设的内在要求。基于构建的城镇化与生态环境系统综合评价指标体系,引入耦合协调模型对2010-2020年中国市域城镇化与生态环境系统的耦合协调度进行测度并分析其影响因素。结果表明:(1)从空间分布格局来看,城镇化发展水平整体呈现京津冀、长三角、珠三角地区领先,成渝、中部地区中等,西南、西北地区相对落后的分布特征;生态环境建设水平呈现出"南高北低,多点开花"的分布特征。(2)从空间关联格局来看,城镇化发展水平和生态环境建设水平皆呈现明显的集聚现象,且以HH、LL区分布为主。其中城镇化发展水平显著LL区主要在西部地区集中分布,大范围低值集聚态势明显,反映出该地区城镇化有待进一步发展;生态环境建设水平显著HH区主要在东南地区集中分布,显著LL区主要在西部和东北地区,反映出广大西部和北方地区的生态环境欠佳。(3)从耦合协调度来看,两大系统之间的磨合作用持续向好,轻度失调及以下协调发展类型的城市数量不断下降,整体迈入转型发展阶段。在空间分布上东部沿海地区整体的耦合协调度水平高于内陆地区。从城镇化与生态环境耦合协调关系看,在研究期总体上呈均衡发展状态,但是有向生态环境滞后型发展趋势。在空间分布上呈南-北差异化格局,2020年生态环境滞后型南北方城市之比为4 ∶ 6。(4)从影响因素看,城镇化状态、城市和谐状态、城市总体生态状况、城市对生态环境治理投入程度、城市绿色低碳建设程度以及水资源利用情况这几个方面均有重要解释作用。     

农桐间作系统辐射传输对农作物产量和品质的影响

农桐间作系统中泡酮对小麦产量的影响主要是千粒重,对其它产量组分影响不大,小麦产量灵：距树行越近,产量越低;与对照相比,５ｍ处减产２．１％,２．０ｍ处减产３．７％,树行处减产１５．６％,在严重遮荫期,当ＰＡＲ减少率大于１７．０％和４．０％时,分别开始影响小麦产量和千粒重。泡酮对小麦产量的显著影响距树行５ｍ以内,对千粒重的显著影响范围则延伸到距树行１０ｍ以内,农桐间作不同结构对夏物（小麦）产量的影响表     

鲁中低山丘陵地带泉水村落“水系统”研究

水是鲁中低山丘陵地带泉水村落景观的重要组成元素。长期以来，居于此地的人们在特殊的自然、社会环境的影响下，创造了极具北方山区特色的泉水村落“水系统”。通过田野调查、测绘、访谈，探讨泉水村落选址对“水系统”环境基底形成的重要性和以“水系统”为特征的村落环境特征，发掘“水系统”的组成要素，总结“水系统”的宏观结构和微观结构，并将其宏观结构分为2个子循环系统和4个分区。研究发掘了鲁中低山丘陵地带泉水村落景观的潜在规律，为维护泉水村落人居环境系统的稳定和乡土景观的改造提供了依据。     

基于生态位模型预测野生油茶的潜在分布

油茶(Camellia oleifera)是我国第一大木本油料作物, 野生油茶是油茶育种的宝贵遗传资源。本研究从中国数字植物标本馆(CVH, http://www.cvh.org.cn/)获得可靠的野生油茶分布点数据, 结合气象和土壤数据, 分别应用最大熵(MaxEnt)模型和规则集遗传算法(GARP)模型构建了野生油茶的生态位模型, 预测了野生油茶的潜在分布区, 并分析了影响野生油茶分布的主要环境变量。根据生态位模型预测的分布概率值, 对野生油茶的潜在分布区划分适生等级, 并与主要油茶产地的实际分布数据进行比较, 以验证适生等级划分的可靠性。结果表明, 两种模型的预测结果均能较好地反映油茶的分布情况。GARP模型预测的潜在分布区更广, 而MaxEnt模型的预测结果更精确。两种模型的预测结果均显示, 野生油茶的潜在分布区大部分位于中国, 但在中南半岛也有部分分布。MaxEnt模型预测的野生油茶在中国的潜在分布区与我国亚热带常绿阔叶林的分布区基本吻合, 高适生区主要可以分为3大区域: (1)东北-西南走向的武夷山脉及附近的群山区域; (2)东西走向的南岭山脉及附近的群山区域; (3)东北-西南走向的武陵山脉及附近的群山区域。MaxEnt模型分析显示, 影响野生油茶分布的主要环境变量是昼夜温差月均值、最干季降水量与最暖季降水量。油茶生长面积较大的地区绝大部分都位于MaxEnt模型预测的中、高适生区, 说明适生等级的划分较可靠。实地考察显示, 生态位模型的预测结果对于寻找野生油茶资源具有较高的参考价值。此外, 本研究也充分显示, 利用中国数字植物标本馆的植物分布数据, 结合相应的环境数据构建生态位模型, 有助于了解作物野生近缘种的地理分布。     

安徽齐云山区种子植物区系的研究

据初步统计,安徽省休宁县齐云山山区共有种子植物125科,511属,867种。与邻近山地相比,种子植物的丰富程度次于黄山(134科、537属、1058种)、清凉峰(142科、547属、1083种)和牯牛降(151科、582属、1117种)。该区种子植物区系起源古老,地理成分复杂,各类热带、温带成分和中国特有成分分别占该区种子植物属总数的42.0%、54.3%和3.7%,显示该植物区系具有明显的中亚热带特性。该区系与黄山、清凉峰、牯牛降、六股尖区系的关系密切,而与天堂寨区系关系较远。     

气候变暖对领春木沿海拔分布潜在影响的实验模拟

在神农架山地不同海拔高度进行领春木(Euptelea pleiospermum)种子萌发实验和萌发后实生幼苗的存活状况研究,模拟气候变化对领春木分布的潜在影响.结果显示:(1)林窗内种子萌发率显著高于林下,林下的幼苗全部死亡;(2)在领春木的分布上限(2090 m)和以上区域种子萌发率高,且幼苗死亡率低,在领春木的分布下限(900 m)和以下区域种子萌发率低,且除620 m阳坡林下以外,幼苗均全部死亡;(3)种源对领春木种子萌发率和幼苗死亡率均无显著影响;(4)冬季播种的种子比春季播种种子萌发率低,萌发后幼苗死亡率高.研究结果表明,珍稀植物领春木具备向高海拔地区迁移的潜能,但向高海拔的迁移扩散可能会受到一定的限制;在低海拔区域,领春木幼苗更新受到威胁,但一些小生境可以缓冲气候变暖带来的威胁.     

甘肃省忍冬属植物区系地理的定理研究

根据系统分类和地理分布资料,采用模糊聚类方法,将甘肃省所产忍冬属４１个类群划分为１８个地理范畴各异的分布式样,分别归属于中国特有,东亚、中国－日本、中国－鼓马拉雅、热带亚洲,西亚喜马拉雅至东亚北部等６个分布型,其中,中国特有分布类群占７３．２％。多数分布式样体现出西南至东北部的适应性辐射方向,少数呈现山西至西北方向。将甘肃省忍冬属植物分布区划分为３个区,１１个小区,其中白龙江中上游山地,小陇山微成     

Distribution and Movement Tendencies of Short-Tailed Viper Snakes(Gloydius saxatilis) by Altitude

The distribution pattern of reptiles in mountainous regions is generally related to altitude.The distribution of viperine species can be limited by elevation.Short-tailed viper snakes(Gloydius saxatilis) of South Korea are found mostly in high elevation mountainous areas,but few studies have evaluated how their distribution relates to elevation gradient.This study was conducted from 2012 to 2013 to investigate the altitudinal distribution of short-tailed viper snakes in mountainous areas and to discover their movement patterns in Cheon-ma Mountain County Park in South Korea.A translocation method utilizing radiotracking technology was employed to confirm whether their distribution was influenced by altitude.The results showed that most short-tailed vipers were observed in middle and high altitude areas(from 400 m to 800 m),but none were observed in low altitude areas(from 200 m to 400 m).According to the results of the translocation and tracking experiments,the individuals of the translocated group showed a significantly broader home range than those of the control group.In addition,all individuals of the translocated group moved vertically,while most of the control group moved horizontally.Therefore,all translocated individuals tended to move back toward their original habitat,a high elevation area.Consequently,we concluded that the distribution of short-tailed viper snakes was limited by altitude.     

Spatial characteristics of vegetation habitat suitability and mountainous settlements and their quantitative relationships in upstream of Min River,southwestern of China

Vegetation habitat suitability (HS) and mountainous settlements are continuously varying, and display spatial heterogeneity in their spatial arrangement at multiple scales substantially. This paper focuses on spatial characteristics of vegetation HS and mountainous settlement and their quantitative relationships in the upstream of Min River, southwest of China. Based on the spatially distributed maps of vegetation HS types and different nationality mountainous settlements, we first described spatial differentiation and cluster of vegetation HS from global and local standpoints through lacunarity analysis and Multilevel Bayesian model. Then, we depicted the effects of nationality attribute on the spatially distributed characteristics of mountainous settlements. Finally, we revealed the relationships between the geometrical features of mountainous settlements and vegetation HS. The detailed results were as following: 1) The vegetation habitats are classified into four types based on the vegetation HS indexes, the largest spatially heterogeneities of comprehensive, unsuitable and worst unsuitable vegetation HS types occurred in Wenchuan county, but the largest spatially heterogeneities of suitable and sub-suitable vegetation HS categories appeared in Songpan county. The largest spatially clusters of comprehensive, suitable and sub-suitable vegetation HS categories were in Wenchuan, Songpan and Lixian counties, respectively. This suggested that their spatial clusters were low and spatial heterogeneity were high. However, the largest spatially clusters of unsuitable and worst unsuitable vegetation HS types were in Maoxian county. 2) The largest spatially cluster occurred in the Han nationality mountainous settlements revealed their closure characteristics in mountainous regions. Meanwhile, the spatial cluster of all mountainous settlements across watershed approximated to Tibetan nationality mountainous settlement, indicating that the spatial heterogeneity and layout characteristics of Tibetan nationality mountainous settlement could reflect the spatial differentiation of all settlements across watershed. 3) The average values of vegetation HS indexes for Tibetan-Qiang-Hui-Han nationality mountainous settlements were 2.8157, 2.6217, 2.5291 and 2.6441. It meant that the spatial distribution of mountainous settlements perfectly match with spatial pattern of vegetation habitat. Moreover, the sensitivities of geometrical feature characteristics for all mountainous settlements to vegetation HS were similar to Qiang nationality mountainous settlement. The quantitative results obtained from analysis on spatial characteristics of vegetation HS and mountainous settlements, and their interactive relationships could provide effective data supports for ecological construction of vegetation habitat and spatial reconstruction of mountainous settlements.     

CHLOROPLAST-DNA AND ALLOZYMIC VARIATION IN DIPLOID AND AUTOTETRAPLOID HEUCHERA GROSSULARIIFOLIA (SAXIFRAGACEAE)

Diploid and autotetraploid populations of Heuchera grossulariifolia occur throughout mountainous regions of the Pacific Northwest. Controlled greenhouse crosses indicated that the two cytotypes are largely reproductively isolated. Fourteen diploid and 11 tetraploid populations were analyzed electrophoretically. Individual tetraploid plants expressed up to four alleles per isozyme locus, and tetraploid populations had significantly higher levels of heterozygosity than diploids. Mean observed heterozygosity was 0.159 for tetraploid populations and 0.058 for diploid populations. The patterns of allelic distribution between cytotypes suggested multiple origins of autotetraploids. This hypothesis was supported by restriction-site analysis of chloroplast-DNA (cpDNA) variation which indicated that there had been at least three independent origins of tetraploids. Electrophoretic data, in conjunction with a cpDNA-based phylogeny and geographic distribution of populations, suggest that autopolyploid populations evolved several times as migration of diploids occurred down river systems. This study further supports the contention that autopolyploidy can be a common and successful speciation process in some groups of plants.     

城镇化过程中福建省山区县农村聚落景观格局变化特征

农村聚落是农村居民与其周围环境相互作用的现象与过程,是城乡二元关系发展的重要一环,科学评估山地型农村聚落景观时空变化及影响因素对山地城镇化发展具有重要意义。选取了城镇化迅速发展的福建省上杭县作为案例,使用2004年与2014年高分辨率遥感影像、DEM等数据,运用RS、GIS及Fragstats技术,定量分析了上杭县农村聚落景观变化过程、格局趋势。研究表明:(1)2004—2014年上杭县农村聚落数量出现大幅下降,空间分布态势并没有发生太大变化,主要集中在西部汀江水系与东北部,并有进一步加强的趋势,Voronoi模型Cv值结果表现出这一趋势,但最近邻分析结果却显示出2014年相对2004年略微分散。(2)Ripley's K函数显示山地型农村聚落集聚与分散存在尺度效应,65km以内都表现出集聚趋势,2004年在35km处出现最高集聚状态,2014年则在15km集聚达到最高之后出现缓慢下降,并且在30km尺度范围内集聚程度大于2004年。(3)坡度、水系与道路对山地型农村聚落有显著影响,坡度5°是最为关键的因素,10°是一个阈值,80%的农村聚落都分布在10°以内;67%以上的农村聚落分布在距河流湖泊2km范围内;交通对农村聚落影响愈发显著,98.28%聚落分布在交通道路500m范围,未来推进山地城镇化应更加重视交通的作用。(4)乡镇政府所在地中心村镇面积扩大了4.59倍,远高于一般聚落,是山地城镇化过程中景观变化最剧烈的地区,也是为来应重点发展的地区。研究可为山地型农村聚落建设、山地型城镇化村镇规划理论与决策提供一定借鉴。     

福建稻田生态系统分析

福建地处我国东南沿海,北纬23°26′—28°22′,东经116°—120°,依山面海。土地面积1.207×10~5km~2(折1.207×10~7ha),人口2800.82万,人均0.43ha。境内山峦起伏,海拔高0—2158m,地形复杂。耕地1.2439×10~6ha,占土地面积的10.1%,人均耕地0.045ha,为山多人多耕地少的省份。稻田9.56×10~5ha,其中75.4%分布于山区,多为中低产田,平均年产6165kg·ha~(-1);24.6%分布在沿海冲积平原,平均年产10042.5kg·ha~(-1)。现将稻田生态系统综合分析如下,为提高稻作产量,解决福建粮食问题提供参考。     

承德市风景区山地阳坡生境评价及植被的恢复途径

 山地阳坡是北方山区植被恢复极为困难的地段。本研究对8种类型山地阳坡土壤的水分状况、养分状况、砾石含量、植物的群落构成、年间净生产量以及相应的气候状况进行了定期定位观测和生态学评价。作者认为山地阳坡植被恢复的最主要障碍是水,而高于海拔800m山地阳坡的水分状况明显好于低于800m山地阳坡,但仍不能满足油松和刺槐的蒸腾耗水需求,因此不同海拔高度的山地阳坡植被恢复途径不一样。本研究应用定量方法建立了承德山地阳坡生境评价模型,找到了对植物年间净生产量的主导因子顺序为：土壤内有效水储量,海拔高度、土层厚度和砾石含量,制定了相应的恢复途径。