岷江上游汶川县耕地景观变化及空间驱动力

基于遥感影像和地理信息系统技术,应用景观指数和Kappa指数系列方法对岷江上游耕地景观变化进行研究,并引入二项Logistic逐步回归模型,选择海拔、坡度、坡向、到道路、河流和居民点距离为驱动因子对汶川县耕地景观变化的空间驱动力进行分析.结果表明: 研究期间耕地景观面积一直处于增长趋势,1974—1986年间耕地景观面积增幅最大.1986—2000年间耕地面积增加不明显,但是耕地景观与其它景观类型相互转换频繁,空间位置变化剧烈,特别是1994—2000年期间.耕地景观面积变化的驱动力主要为政策变化.耕地景观变化的空间驱动力在不同时间段内存在较大差异.     

四川小河沟自然保护区植被类型在地形上的分异研究

以四川小河沟自然保护区为研究对象,在遥感影像和DEM数据的基础上,对植被类型在地形上的分布差异进行研究。结果表明:(1)随着海拔高度的逐渐上升,各种植被类型依次出现和消失,呈顺序分布,并且每种植被类型在相应的海拔段上拥有优势地位。(2)植被类型的分布与坡向之间存在相关性,大面积的常绿落叶阔叶林和次生落叶阔叶林常常在西南坡向上出现,高山灌丛和高山草甸在南坡上的分布面积最大,而在平地、北坡和西北坡上则少有亚高山草甸分布。(3)随着坡度由缓变陡,各植被类型的面积比例在不同的坡度段内发生相应变化,但各坡度段上的植被类型均以次生落叶阔叶林和亚高山针叶林为主,除亚高山草甸外,其余植被类型均主要分布在坡度20~°50°的区域内。     

黄土残塬沟壑区流域次生植被物种分布的地形响应

研究流域次生植被物种对地形因子的响应规律,识别影响次生植被物种分布的主要地形因子,是流域近自然植被生态恢复和重建的基础。采用ArcGIS空间分析模块和地形分析模块TauDEM,并与统计软件SPLUS2000中的GRASP工具相结合,建立了位于黄土高原残垣沟壑区山西省吉县蔡家川流域次生植被各个物种分布基于地形因子的广义相加模型(GAM)。模型中的地形因子包括:海拔、坡向、坡度、平面曲率、坡位指数(SPI)、地形湿度指数(TWI)、单宽汇水面积(SCA)等。受试者操作特征曲线(ROC)测试中AUC值表明:大部分测试物种(约62%)拟合模型效果较好,且模型较为稳定。总体来看,研究流域次生植被物种分布体现了水分限制的空间分异特征:阴坡各物种分布概率较大,且随海拔升高而减小。影响研究流域次生植被物种空间分布的潜在重要因子为海拔和坡向,而单宽汇水面积(SCA)和地形湿度指数(TWI)虽然是多个物种响应模型的预测因子,但受高一级尺度海拔的影响,SCA与TWI对物种分布的影响作用较小;坡度影响作用最小。据此,在流域植被恢复和防护林建设目标区选择及立地条件划分时应首先以海拔和坡向为依据,单宽汇水面积(SCA)和地形湿度指数(TWI)则可以作为次一级立地分类依据,而坡度则仅能作为最后一级的分类依据。     

南岭国家级自然保护区林下植物分布的地形相关性

以南岭国家级自然保护区山地森林群落林下植物为研究对象,探讨地形因子对林下植物分布的影响。该区3个海拔高度下的山地常绿阔叶林林下植物组成丰富,但个体多度在样方中的分布存在很大的空间异质性。在9000m^2的样地中设置的450个4m^2小样方,共记录到林下维管植物255种,隶属于95科、181属,总的物种个体多度为18203株。多响应置换过程（MRPP）分析表明,坡向和海拔（p〈0．0001）及坡度（p〈0．05）这3个地形因子对林下植被分布有显著的影响,其影响程度大小排序为：海拔〉坡向〉坡度。指示种分析（ISA）进一步确定了不同地形条件下具有显著指示值（IV≥50）的指示种。本项研究表明林下植物的空间分布会同时受到多个地形因子的影响,因此需综合各因子间的相互作用全面考虑;同时,MRPP结合ISA对于揭示群落植物分布的空间异质性及其与环境因子作用的相互关系、生物多样性保育、森林恢复以及造林引种等方面均有着重要的理论意义和实践价值。     

利用MODIS数据评估冷冻灾害对广东植被的损害

2008年初我国南方地区发生的极端冷冻灾害对植被造成了极大破坏。以广东为例,利用MODIS数据,对比分析了受损植被与正常植被的NDVI变化;利用ISODATA非监督分类方法提取受损植被分布信息,借助90m SRTM DEM数据研究受损植被与地形因子的关系,发现广东植被受损严重,受损植被总面积达19 011.06 km²。受损植被受海拔高程、坡度、坡向等地形因子影响较大;受损植被主要集中于海拔大于400 m,坡度小于15°的阴坡区域;通过MODIS土地覆盖图与受损植被的复合分析,研究了该地区受损植被的类型,发现受损植被以常绿阔叶林、混交林、落叶阔叶林、灌丛、落叶针叶林及常绿针叶林为主。     

古田山常绿阔叶林不同演替群落的萌生特征

萌生是植物营养繁殖的重要方式之一, 树木的萌生更新对群落结构的维持、植被的动态和演替具有重要意义。本研究基于古田山常绿阔叶林内处于不同演替阶段的25个30 m × 30 m样方中胸径 ≥ 5 cm的木本植物萌生茎发生情况的调查数据, 应用线性回归模型分析了不同演替群落的萌生特征及其地形解释。结果发现: (1)样地内共有56种木本植物存在萌生现象, 占总物种数的53.8%。(2)群落(样方)水平的萌生能力与海拔显著负相关, 与坡度和坡向的相关性较弱。(3)群落水平的萌生能力与林分年龄显著负相关; 在控制地形因子的影响下, 林分年龄对萌生指标解释量仍然达到20%-30%。萌生个体数和萌生物种丰富度所占比例随林分年龄显著下降, 萌生物种主茎的平均胸径随林分年龄显著增加。研究表明, 古田山常绿阔叶林萌生能力随林分年龄的增大而下降, 可能由演替序列上物种组成的变化(即萌生能力较强物种的多度下降)和群落结构的变化(即大径级个体增多)导致。另外, 萌生能力受到海拔、坡向等地形因素的影响。     

土地利用和环境因子对表层土壤有机碳影响的尺度效应——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

土壤表层有机碳对土地利用和环境因子的变化非常敏感,并具有尺度变异特征。研究不同尺度上表层土壤有机碳的空间分布及其与土地利用与环境因子的关系对于评价黄土丘陵沟壑区表层土壤有机碳状况具有重要意义。选择黄土丘陵沟壑区安塞集水区和集水区内典型小流域——沐浴小流域作为研究区,探讨两个尺度上,表层土壤有机碳的分布特征及其与土地利用、环境因子的关系。结果表明:(1)土地利用方式对有机碳的影响在不同尺度上差异明显,对于不同利用方式下的有机碳含量,沐浴小流域从高到低依次是荒草地林地灌木林地耕地,安塞集水区则依次为林地灌木林地耕地荒草地;(2)对于不同利用方式下的土壤有机碳密度,沐浴小流域从高到低依次是荒草地林地耕地灌木林地,安塞集水区则是林地耕地荒草地灌木林地;(3)在沐浴小流域和安塞集水区两个尺度上,坡向、坡度和植被盖度均与有机碳含量和有机碳密度正相关,而相对海拔、土地利用与有机碳密度负相关;(4)在小流域尺度上,海拔高度、坡位、土地利用与有机碳含量负相关,坡位与有机碳密度负相关,但是在集水区尺度上,相关性则与此相反。     

地形对亚热带山地景观尺度植被格局影响的梯度分析

用 7个指标反映三峡大老岭地区森林群落生境的地形特征 ,采用 DCCA排序方法定量分析不同地形因子对亚热带山地森林植被格局的影响及它们各自的生态意义 ;并分析它们的作用强度沿海拔的变化。结果表明 :1)DCCA排序的前 4个轴分别与海拔、坡位和坡度、坡向和坡面显著相关 ;山地森林植被存在多重尺度和方向的分异格局 ;2 )山地森林群落样方生境的热量、水分 (养分 )和光照条件可主要由海拔、坡位和坡度、坡向等地形特征分别反映 ;3)在垂直梯度上 :海拔的影响在海拔 6 0 0～ 80 0 m和 15 0 0～ 170 0 m最大 ;坡向影响的峰值在山顶带 ;坡度、坡位与坡形的影响在山地中部影响最大 ,其中坡度在海拔 6 0 0 m以下的影响也很显著 ;坡面的影响在山地中部最显著。     

地形对新疆昌吉州草地净初级生产力分布格局的影响

新疆草地资源丰富且地形多变,地形作为影响植被生产力最主要的环境因素之一却未被充分考虑。以Landsat和DEM为数据源,以新疆昌吉州草地为研究对象,应用CASA模型计算得到连年的净初级生产力,采用Arc GIS的空间分析方法对新疆昌吉州草地2000—2016年的净初级生产力分布进行了分析。研究结果表明,地形对生产力的分布有着显著影响,在海拔、坡度和坡向3个地形因子对整体趋势变化的影响分析中发现,坡度引起的NPP变化最大,坡向次之,海拔较小。在整体特征上,海拔每升高30 m,生产力增加4.11 g/m~2;坡度每增加1°生产力增加-0.225 g/m~2;N坡向生产力水平最高(23.23 g/m~2),SW坡向最低(3.54 g/m~2)。不同生产力年份生产力在地形因子作用下变化趋势相同但变化幅度不同,较高生产力年份中3个地形因子的变化幅度都是最大的。     

太白红杉径向生长的预测模型

采用多元回归的方法构建了太白红杉的生长模型,模型中主要考虑了植株自身大小(胸径和冠幅比)、竞争状况和立地因子(海拔、坡度和坡向)三类因子的作用。结果发现,太白红杉近2年生长量与植株自身大小、竞争状况和海拔因子有较高的相关性;坡度、坡向与生长量的相关性较小,但其综合作用在一定程度上影响着太白红杉的生长。所构建的生长模型充分考虑了太白红杉自身的生物学特性,具有较高的回归优度(r=0.938,P<0.001),能很好地预测其生长动态。     

亚热带天然次生常绿阔叶林与杉木人工林土壤动物群落特征比较

调查了中亚热带会同林区毗邻的天然次生常绿阔叶林、一代杉木纯林和二代杉木纯林土壤动物群落特征．结果表明,采伐天然林,接着栽植杉木人工林后,土壤动物的多度和多样性均出现明显下降,而土壤动物的生物量和生产力却没有明显差别．杉木连栽对土壤动物的多度、多样性、生物量影响甚少,特别是杉木一、二代土壤动物的生产力接近相等．此项研究结果支持植被是影响土壤动物演替的一个主要原因,也暗示杉木长期连作对土壤动物群落的影响是一个非常缓慢的过程．     

滇西北鼠疫自然疫源地齐氏姬鼠和大绒鼠对不同生境的选择

对仓山和洱海国家自然保护区4种年龄的森林以及周边的农田、果园、荒山灌丛和非保护区6种年龄的森林中齐氏姬鼠（Apodemus chevrieri）和大绒鼠（Eothenomys miletus）的种群数量进行了调查,研究了森林中2种小兽与栖境因子的关系以及人类活动对其种群数量的影响。结果表明,齐氏姬鼠和大绒鼠的生态位宽度分别为0．706和0．641,生态位重叠度为0．831。聚类分析显示：农田中2种小兽的种群数量最高;在非保护区森林、灌丛和果园,齐氏姬鼠和大绒鼠的数量显著低于农田,而高于保护区森林。人类干扰活动对森林底层植物有显著影响,能显著降低灌木的覆盖度、物种多度（除了6～10年生的森林）和密度,而增加草本植物的覆盖度和密度。回归结果表明,2种小兽的数量与森林草本植物的覆盖度呈正相关,而与灌木的密度呈负相关。     

南亚热带森林不同林型功能性状分布格局及其驱动机制

植物功能性状能反映植物对环境变化的响应,研究植物功能性状的分布格局有助于揭示群落的构建过程及其内在作用机制。该研究以鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林为研究对象,采集并测量了样地中木本植物的12种不同的功能性状,分别以5 m×5 m、10 m×10 m、20 m×20 m的样方为尺度单元,通过计算平均成对性状距离指数来探讨群落中功能性状的分布格局及其驱动机制。结果表明,两个林型的群落中12个功能性状均存在不同程度变异,但功能性状在群落间的差异不显著(P>0.05)。两个林型的群落中功能性状空间分布格局均具有尺度依赖性,但不同尺度的驱动机制有差异,随着空间尺度的增大,山地常绿阔叶林的功能性状空间分布格局主要驱动机制由环境过滤转为扩散限制;沟谷雨林的由环境过滤和相似性限制转为扩散限制,两个林型在20m×20m空间尺度上都是扩散限制。生态位分化和扩散限制综合作用于鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林和沟谷雨林的群落功能性状分布格局的产生及其群落构建过程,二者的贡献作用会随空间尺度发生变化。坡度是影响山地常绿阔叶林功能性状分布格局的最关键地形因子,海拔是影响沟谷雨林的最关键地形因子。     

天目山常绿阔叶林空间结构动态变化特征

采用固定样地重复监测的方法,2005-2015年每5年1次对天目山国家级自然保护区内1hm²常绿阔叶林固定样地进行3次样地调查,按优势度分析法确定群落优势树种,根据树种类别将优势树种分为常绿阔叶树种、常绿针叶树种和落叶阔叶树种3个优势树种组,利用聚集指数、树种多样性混交度和Hegyi竞争指数3个空间结构指数,分析群落和优势树种在2005-2015年期间的空间结构动态变化特征。结果表明：（1）群落表现为低度聚集、中度混交和中度竞争状态。群落聚集程度和竞争强度降低,混交程度保持稳定。群落空间结构动态变化总体特征是混交度稳定性最高,其次是分布格局,竞争态势稳定性最低。（2）群落优势种组成变化不大,3个优势树种组均呈低度聚集分布;常绿阔叶树种表现为低度混交、中度竞争状态;常绿针叶和落叶阔叶树种均表现为中度混交、低度竞争状态。常绿阔叶树种的聚集程度和竞争强度降低,混交程度保持稳定,与群落空间结构动态变化特征基本一致。常绿针叶和落叶阔叶树种的3种空间结构均保持稳定。在常绿阔叶林经营或人工林近自然改造过程中,应重视群落和优势树种的空间结构变化规律,确定阶段性空间结构优化目标,逐步促进群落进展演替。     

黄土高原泾河流域长时间序列的归一化植被指数动态变化及其驱动因素分析

泾河流域土地开发历史悠久, 是黄土高原水土流失的典型区域。研究气候变化和人类活动影响下泾河流域的植被覆盖变化及其原因, 对黄土高原的植被恢复、水土保持和景观管理等都具有重要意义。该研究应用GIMMS归一化植被指数NDVI、土地覆盖分类数据和气候数据, 采用趋势分析和相关分析方法, 研究了泾河流域1982-2005年植被覆盖变化趋势及其驱动因素。研究表明: 泾河流域24年间79.64%的区域NDVI无显著变化趋势, NDVI趋势显著增加的区域占16.33%, 主要集中在流域中部和南部, NDVI趋势显著减小的区域占4.03%, 主要集中在流域北部。流域所有气象站点的降水量均无显著变化趋势, 气温均呈显著升高趋势。分析发现气候变化不能很好地解释NDVI趋势的空间分异, 人为因素更为重要。从土地利用分析结果来看, NDVI不同趋势下各土地利用类型比例无明显变化, 但NDVI显著增加区以耕地为主, 显著减小区以草地为主, 由此推断NDVI的显著增加趋势主要由耕地NDVI增加引起, 显著减小趋势可能与林地减少和草地退化有关。通过分析不同分区的土地利用数据和社会经济资料, 着重探讨了造成植被覆盖显著变化趋势的人为因素。     

用RS和GIS技术评价福建省长汀县土壤保持功能对生态系统变化的响应

人类活动直接影响生态系统的变化,而生态系统变化又改变着其土壤保持功能。通过对生态系统及其土壤保持量变化的对比分析可以发现两者间响应机制,分析水土保持工作的得失,并进而为下一步治理提供指导。基于e Cognition平台利用landsat影像解释出长汀县2000、2010和2016年的生态系统类型,并利用RULSE模型定量评估土壤保持功能,探讨土壤保持量相对于生态系统变化的响应规律。结果表明:2000—2016年间,长汀县生态系统变化主要表现为两大特征:其一是低覆盖类型向高覆盖类型转变,表现为稀疏林大量地转为常绿阔叶林和常绿针叶林,研究期内稀疏林减少14729.38hm~2(减幅56.75%),而常绿阔叶林和常绿针叶林分别增加6791.50hm~2(增幅23.21%)、10228.07hm~2(增幅5.80%);其二是受经济利益驱动,大量耕地和常绿针叶林转为城镇和茶果园,研究期内城镇、茶果园分别增加4469.14hm~2(增幅85.43%)、1949.32hm~2(增幅69.38%)。研究期内全县土壤保持量显著提高,单位面积土壤保持量从2000年217.32t hm~(-2)a~(-1)提高2016年246.02t hm~(-2)a~(-1)。各生态系统中,常绿阔叶灌丛和常绿阔叶林土壤功能最强,单位面积土壤保持量大于277t hm~(-2)a~(-1),而城镇土壤保护功能最弱,单位面积土壤保持量低于65t hm~(-2)a~(-1);研究期内大部分生态系统的土壤保持能力有不同程度提高,只有城镇和茶果园下降,单位面积土壤保持量分别减小21.03t hm~(-2)a~(-1)和16.74t hm~(-2)a~(-1),这说明城镇和茶果园迅速扩张可能引发新的水土流失。从空间上看,土壤保持量提高的区域占全县96.5%,其中东北部森林区和中南部增幅最显著,说明了十几年的水土流失综合治理工作极具成效;另一方面土壤保持量下降的区域散布于人类活动较频繁的各个山间盆谷,其中汀州、大同最为集中,迅速的城镇化与茶果园开发是造成保土功能下降的主要原因。     

哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶林树种beta多样性格局形成的驱动力

Beta多样性通常指群落在时间和空间上物种组成的差异, 包括物种周转组分和物种丰富度差异组分。驱动beta多样性格局形成的生态过程决定了群落的时空动态, 然而关于beta多样性及其两个组分格局形成的驱动力还存在较多争议。以往研究表明, beta多样性的格局存在取样尺度的依赖性, 驱动其形成的生态过程在不同取样尺度下的相对重要性也随之改变。本研究以哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶林20 ha动态监测样地为研究对象, 在不同取样尺度上, 将样方间的Bray-Curtis指数分解为物种周转组分和物种丰富度差异组分, 通过典范冗余分析和方差分解的方法揭示环境过滤和扩散限制对于beta多样性及其两个组分格局形成的相对重要性及其尺度依赖性。结果表明: (1) beta多样性、物种周转组分和物种丰富度差异组分均随取样尺度的增大而减小。在不同取样尺度下, 物种周转组分对于beta多样性的贡献始终占主导地位。(2)随着取样尺度的增大, 环境过滤驱动beta多样性格局形成的相对重要性逐渐增加, 而扩散限制的相对重要性逐渐降低。本研究进一步证实了取样尺度在beta多样性格局形成及其驱动力定量评价中的重要性, 今后的研究需要进一步解析上述尺度效应的形成机制。     

基于NOAA-AVHRR数据的中国东部地区植被遥感分类研究

该文采用 19幅 (时间跨 8个月 ) 时间序列的NOAA_AVHRR的归一化植被指数 (NDVI) 最大值合成影像遥感数据, 经过主分量分析 (Principlecomponentanalysis, PCA) 处理后, 用非监督分类方法的ISODATA算法, 对中国东部地区的 (五省一市 ) 植被进行分类, 结果可以分出 2 8种土地覆盖类型, 除了两种类型为水体和城市或裸地外, 其余 2 6种类型均为植被类型, 根据中国植被分类系统, 这 2 6类可以归并为 6大植被类型 :1) 常绿阔叶林 ;2 ) 针叶林 ;3) 竹林 ;4 ) 灌草丛 ;5 ) 水生植被 ;6 ) 农业植被。用 1∶10 0 0 0 0 0数字化《中国植被图集》的植被类型检验遥感分类结果表明, 针叶林、灌草丛、常绿阔叶林和农业植被的分类具有较高的位置精度和面积精度, 位置精度分别为 79.2 %、91.3%、6 8.2 %和 95.9%, 面积精度分别达到 92.1%、95.9%、6 3.8%和 90.5 %。这 6大植被类型在地理空间上的分布规律与中国东部常绿阔叶林区植被的地带性分布基本一致。     

滇中退化山地不同植被恢复下土壤碳氮磷储量与生态化学计量特征

植被恢复对土壤营养元素的存赋及其生态化学计量特征的影响广受关注,为了深入了解不同植被恢复类型下土壤碳、氮、磷储量与生态化学计量特征,选择滇中地区退化山地飒马场流域具有代表性的4种不同修复阶段的典型植被(荒坡灌草丛、云南松林、针阔混交林和次生常绿阔叶林)为研究对象,分析了不同植被类型下不同深度土壤中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)储量和化学计量变化特征。结果表明,退化山地的植被恢复显著改变土壤碳氮磷储存能力和化学计量比,这种改变作用整体上随土壤深度增加而降低。其中,在0—60 cm土层上,SOC储量在次生常绿阔叶林最高,达123.41 t/hm~2,其次是针阔混交林(115.69 t/hm~2)和云南松林(93.08 t/hm~2),荒坡灌草丛(89.56 t/hm~2)最低;TN储量针阔混交林(4.91 t/hm~2)次生常绿阔叶林(4.58 t/hm~2)云南松林(4.43 t/hm~2)荒坡灌草丛(3.98 t/hm~2),4种植被类型间差异显著;TP储量云南松林最高(2.57 t/hm~2),次生常绿阔叶林(2.2 t/hm~2)最低;4种植被类型下土壤C/N介于15.77—30.18,C/P介于29.24—65.33,N/P介于1.28—2.68之间,在0—60 cm土层上均以次生常绿阔叶林最高。植被类型和土壤深度及其交互作用显著影响研究区的SOC、TN和TP储量和化学计量比。分析认为,退化山地不同植被类型对土壤碳氮磷储量和化学计量的影响过程复杂,修复演替进入到次生常绿阔叶林阶段土壤理化性质显著提升,该地区植被修复主要受到氮的限制。研究表征了滇中退化环境植被恢复过程中土壤主要元素变化特征,为揭示植被恢复与土壤生态功能演变关系提供数据支持。     

Weakening of climatic constraints with global warming and its consequences for evergreen broad-leaved species

Meteorological stations located in the lower areas of southern Switzerland have recorded a period with distinct milder winter conditions since 1970 as compared with the first half of the 20th century. The twofold set of climatic parameters, the absolute values and frequency of minimum temperatures as well as the length of the growing season have shifted towards warmer conditions in the last thirty years. In this paper, consequences of the lengthened growing season to 11 months are discussed. The detected climatic change supposedly favours species with evergreen broad-leaved growth form. With the analysis of 170 resurveyed relevés the hypothesis of whether the group of evergreen broad-leaved species have succeeded in profiting from this weakening of climatic constraints was verified. Conspicuous changes have been observed not only in terms of the abundance and frequency of indigenous evergreen broad-leaved species, but also with a number of exotic species sharing equal characteristics and having succeeded in colonizing forest areas and establishing stands in the shrub layer. It is suggested that in areas with a minimum temperature above ?10 °C and sufficient water supply throughout the year, evergreen broad-leaved species become increasingly competitive as soon as the growing season (days without frost) lengthens to about 300–320 days.