北京市典型公园外来入侵植物分布格局

近年来城市发展迅速,生境破碎化加剧,生物入侵的风险大大增加。外来入侵植物已入侵城市绿地生态系统,部分已成为城市公园生境中的优势种,占据本地植物生存空间、威胁本地植物生物多样性。为研究北京市公园外来入侵植物分布格局,以北京市4个不同功能区(核心区、拓展区、近郊区和远郊区)为研究区域进行外来入侵植物调查,基于19个典型公园的255个样方调查数据,对比不同功能区公园外来入侵植物组成和分布格局。调查共记录外来入侵植物40种,隶属于12科29属,其中菊科为优势科、一年生草本居多,牛膝菊(Galinsoga parviflora)和小蓬草(Erigeron canadensis)的频次和生态位宽度较大,分布较广泛,大狼杷草(Bidens frondose)和凹头苋(Amaranthus blitum)的优势度最大,资源竞争能力较强。外来入侵植物在拓展区公园的丰富度最高,核心区最低,对四个功能区的对比分析结果表明:(1)拓展区公园的外来入侵植物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度和Pielou均匀度指数均显著高于核心区和远郊区,外来入侵植物Simpson指数则呈现出远郊区显著高于拓展区和近郊区的特征(P<0.05),本地植物则正好相反;(2)拓展区公园的外来入侵植物入侵强度系数(Invasion intensity index,III)最高,且显著高于核心区(P=0.008),其他功能区之间无显著差异;(3)核心区公园与其他三个区群落组成不同,其余三个功能区均较为相似。研究表明北京市公园外来入侵植物的丰富度除核心区以外整体上与城市化梯度呈正相关,核心区公园植物群落抵御外来入侵植物的能力较弱,拓展区公园植物群落中外来入侵植物丰富度高、分布均匀并处于优势地位,需及时治理。     

北京地区外来入侵植物分布特征及其影响因素

为研究北京地区入侵植物扩散与分布规律,探讨影响入侵植物分布的驱动因子,对北京郊区12区县入侵植物分布情况进行了实地调查,分析了北京地区入侵植物的水平分布格局和其随海拔梯度的变化规律,并对影响入侵植物种数和分布的各类因子进行了相关分析。结果表明:北京地区共有外来入侵植物47种,不同区县入侵植物物种数量差别较大,通州、门头沟等外来入侵植物分布较多;并形成3个明显的集中分布区域。入侵植物在不同海拔高度都有分布,其数量随海拔梯度的变化规律表现出线形关系,低海拔区域100—900 m是外来入侵植物分布数量较多的海拔范围。通过对不同影响因子与入侵植物物种多度相关分析表明,进口额、一级公路密度与外来入侵植物数量显著负相关,而与林木覆盖率显著正相关,这些结论与入侵植物分布与扩散一般规律相悖,这与北京地区森林起源与以及人类活动对于植被干扰多样性和不确定性形成的景观破碎化有关,多样性干扰为更多植物入侵提供了可能性。入侵植物分布格局和多样性人为活动的干扰使其防控难度加大。     

基于GIS的北京市城乡景观格局梯度时空变化研究

利用遥感和GIS的技术手段,对1990年和2000年北京市的土地利用数据进行了景观格局指数计算及景观梯度分析和时空变化分析,从而得出了北京市10年间城市化过程中土地利用景观结构变化特征和城乡景观的梯度变化的时空特点.结果表明,1990年和2000年北京市景观以林地和耕地为主,城镇用地总面积大量增加,2000年其总面积和农村居民点景观面积差别很小,北京的城市化水平已经达到较高程度.城镇用地景观沿样带分布呈典型的"凸"字形,城镇用地比例随距离市中心距离的增大而逐渐减小,城市化过程在10年间继续向郊区推进,向北扩张强度大于向南.城区范围不断扩大,中心城区聚集性大幅度增大,城乡交错带的景观斑块密度增大,景观破碎程度加剧,是景观格局变化最剧烈的区域.利用景观格局指数在样带上的梯度分布和其随时间的变化来分析城市发展特点、模式是一种研究城市化过程的重要手段.     

上海市城乡梯度景观格局分析

利用 2 0 0 0年的土地利用数据 ,在 GIS的支持下 ,结合景观格局指数和梯度分析方法 ,研究了上海市景观结构及其在城市化梯度上的空间特征。结果表明 ,上海市的景观结构中 ,农田为优势景观 ,占整个景观比例的 6 0 %左右 ,而反映城市化的工业、居住和基础设施景观则占 2 2 % ,表明上海的城市化程度已经很高 ;郊区居住用地比例过大 (12 .6 9% ) ,城乡交错带居住区与工业区的高度混合显示上海市的景观结构需要优化 ,以提高土地利用率。样带上类型水平的景观格局指数分析表明各种景观类型表现出独特的空间特征 ,明显反映了城市化的梯度和前沿 ;而景观水平的格局分析则表明城市化导致景观的破碎化程度增大 ,景观异质性增高 ;景观格局指数曲线在城市化梯度上呈双峰型 ,是上海中心城区和浦东新区城市化区域的具体表现。研究结果表明景观格局指数和梯度分析相结合 ,是检测城市化和城市形态的有力工具。     

上海市景观格局的人工神经网络(ANN)模型

定量分析城市景观的空间格局,深入研究景观格局的形成机制,将有助于理解城市景观的格局与过程,分析城市化的社会、经济和生态学后果以及制定更有效的景观管理策略。研究以城市景观生态学途径,应用基于GIS的景观格局分析与人工神经网络(ANN)相结合的方法定量分析上海市城市景观格局(1994年)及其变化规律,建立了能够较好地模拟上海市景观格局对居住区用地、道路密度、人口密度、城市发展历史与黄浦江等自然、社会、经济因素响应的人工神经网络。结果表明,人工神经网络方法适于研究城市化驱动因素与城市景观格局的非线性对应关系,为景观格局形成机制和景观空间结构与生态学过程相互关系的深入研究提供了一条有效、实用的研究途径。     

北京市2008年奥运前后植被覆盖变化趋势

基于2000-2009年的MODIS-NDVI数据,分析了2008年奥运前后北京市植被覆盖变化趋势的时间动态和空间分布特征.结果表明:研究期间,归一化植被指数(NDVI)显著增加像元比例为20.7％,显著减小像元仅占4.1％,减少速率略快于增加速率;植被的显著变化主要集中在低海拔、小坡度的人类活动密集地区,并在平原区形成2个环带,分别为五环路以内的植被增加环带、五环路到六环路外侧的植被减少环带;植被显著变化区存在明显的NDVI高值段和低值段之间的转化,中值段变化不大,主要由土地覆被类型的转变引起;首都功能核心区和生态涵养保护区主要表现为植被增加,城市功能拓展区和城市发展新区则兼有植被增加和植被减少的双重特征,奥运筹备期一系列的生态工程是研究区植被增加的主要原因.     

An artificial neural network model of the landscape pattern in Shanghai metropolitan region, China

To characterize the urbanization pattern quantitatively, a study on the mechanisms of the landscape pattern formation could facilitate the understanding on urban landscape patterns and processes, the ecological and socioeconomic consequences of urbanization, as well as the establishment of more effective strategies for landscape management. In this study, we integrated a Geographic Information System (GIS)-based analysis on landscape pattern with an artificial neural network (ANN) to quantitatively characterize the urbanization pattern of the metropolitan area of Shanghai, China, and to establish an ANN model that could preferably simulate the responses of urban landscape pattern to the natural and socioeconomic factors such as residence area, road density, population density, urban development history and the Huangpu River as an element of economic change. Our results showed that the ANN model seems appropriate for studying the nonlinear relationship among the forcing factors of urbanization and the urban landscape patterns, which provided an effective and practical approach for further understanding the mechanisms of the landscape formation pattern and the reciprocal relationship between landscape spatial pattern and ecological process. __________ Translated from Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(5): 958–964 [译自: 生态学报, 2005, 25(5): 958–964]     

An artificial neural network model of the landscape pattern in Shanghai metropolitan region,China

To characterize the urbanization pattern quantitatively,a study on the mechanisms of the landscape pattern formation could facilitate the understanding on urban landscape patterns and processes,the ecological and socioeconomic consequences of urbanization,as well as the establishment of more effective strategies for landscape management.In this study,we integrated a Geographic Information System (GIS)-based analysis on landscape pattern with an artificial neural network (ANN) to quantitatively characterize the urbanization pattern of the metropolitan area of Shanghai,China,and to establish an ANN model that could preferably simulate the responses of urban landscape pattern to the natural and socioeconomic factors such as residence area,road density,population density,urban development history and the Huangpu River as an element of economic change.Our results showed that the ANN model seems appropriate for studying the nonlinear relationship among the forcing factors of urbanization and the urban landscape patterns,which provided an effective and practical approach for further understanding the mechanisms of the landscape formation pattern and the reciprocal relationship between landscape spatial pattern and ecological process.     

Distribution pattern of anthocyanidins and anthocyanins in polygonaceous plants

Forty-six polygonaceous plants were examined regarding the nature and amount of anthocyanidins which were obtained as the HCl-hydrolyzate of leaf proanthocyanidins. All of the plants examined contained cyanidin in common in their hydrolyzed leafextracts. From this survey, at least three groups of plants may be distinguished; the first containing only cyanidin, the second delphinidin in addition to cyanidin and the third an unknown anthocyanidin (called PA-X) and cyanidin. Of the plants examined,Polygonum cuspidatum leaves yielded cyanidin in the largest amounf. There were no geographical and seasondl variations of the distribution pattern of pigments in the plants, and also no variation of anthocyanidin-types was observed in young and mature leaves. A further survey of anthocyanins in the plants revealed that delphinidin glycosides are present in the sepals ofPolygonum nepalense andP. thunbergii.     

安徽省外来入侵植物的分布格局及其等级划分

区域性外来入侵植物的研究及其入侵等级划分在地方入侵植物管理与防治对策的制定上具有重要的指导意义。本文基于文献报道、标本记录和必要的分类学考证,特别是通过2013-2015年对安徽省外来入侵植物的全面调查,统计分析了安徽省外来入侵植物的物种组成、生活型、原产地、区系组成和水平分布格局,并对其入侵危害进行等级划分。结果显示,安徽省有外来入侵植物37科86属132种,总体上呈现种类丰富、原产于美洲的种类多、泛热带起源的种类多、危害严重的种类多、区域分化明显、入侵途径集中等特征。提出在外来入侵植物的防控中应重点警惕起源于美洲的、泛热带分布属的植物和关注人类活动频繁的热点区域。还对中国外来入侵植物研究中存在的问题进行了探讨,澄清了几个长期以来被忽视的关于外来入侵物种认知的问题。     

北京地区人工湿地植物活力及污染物去除能力

研究了北京地区常见9种水生植物在水平流潜流型人工湿地中的污染物去除能力和生活力.结果表明,前边湿地单元对COD、TP、TN等污染物的去除贡献大于后边湿地单元.供试植物均可在人工湿地中正常生长,稳定生长112 d后,不同植物的氮磷含量和生物量差异显著（P<0.05）,多数植物氮磷含量地下部高于地上部,地下地上部生物量比（U/A）接近或大于1.植物体内的氮磷累积量为1.36～7.89 g·m^-2和0.19～1.07 g·m^-2.植物生物量对氮磷累积量的影响力大于氮磷含量对氮磷累积量的影响力.水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物,菖蒲、香蒲和荻等次之.泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活.     

北京远郊区臭氧污染及其对敏感植物叶片的伤害

臭氧(O3)是一种氧化性很强且生物危害很大的二次污染物.监测表明北京远郊区O3浓度高于近郊区和城区,经常超过敏感植物O3临界浓度(78.5μg/m3),自然植物的暴露剂量AOT40(超过78.5 μg/m3的空气O3浓度小时值累计量)值达到了98.9mg/m3,可能已经对植物生长造成危害.通过对远郊区O3浓度监测点(北京蟒山森林公园)26种乔木和灌木植物的调查,参考国外有关植物野外观测和模拟实验的植物O3伤害症状特征及植物O3伤害鉴别标准,发现其中15种植物出现了比较明显的O3伤害症状,表现为叶片出现点状、块状黄斑或褐色灼伤状干枯,表明北京远郊区的乔木和灌木已经受到了空气O3污染的危害.另外11种植物也出现了类似O3危害的伤害症状,需要进一步的研究验证是否由O3污染造成.     

1962—2007年北京地区木本植物秋季物候动态

根据中国物候观测网络北京观测站点的物候资料及气候资料,分析了1962—2007年北京地区20种主要木本植物秋季物候对气候变化的响应情况.结果表明：1962—2007年间,北京地区秋季物候开始日期基本保持不变,但结束日期有所推迟,推迟的幅度为3.2 d·10 a^-1,导致该区秋季延长了约14 d;研究期间,北京地区木本植物秋季叶始变色期均表现为推迟趋势,平均推迟幅度为4.9 d·10 a^-1;平均最低气温是影响北京地区木本植物叶始变色期早晚的主要气候因子.气候增暖可能是导致近40年北京地区木本植物秋季物候期推迟的主要原因.     

Aerobiological and ecological study of the potentially allergenic ornamental plants in south Spain

A number of ornamental plant species produce pollen grains with allergenic properties, thus posing a potential risk to human health. A comparative study of the ecological and aerobiological characteristics of ornamental urban flora in four Andalusian cities revealed the presence of over 100 potentially allergenic ornamental plant species. Most of these were phanerophytes, and species of Asiatic origin predominated, followed by Mediterranean and American species. However, not all potentially allergenic ornamental plants were of aerobiological significance, since some produce only small amounts of pollen, while others were infrequent or were located at a considerable distance from the sampler. Even so, when designing new urban parks and gardens, every effort should be made to ensure maximum species variability avoiding the excessive use of any single species.     

北京夏季地表臭氧污染分布特征及其对植物的伤害效应

臭氧是重要的空气氧化剂,适当浓度的臭氧可以消菌杀毒,但过高浓度的臭氧可能对生物健康构成威胁。随着城市汽车保有量的迅速上升,臭氧的前体物氮氧化物和VOCs排放增多,臭氧浓度随之不断升高,地表臭氧污染日趋严重。地表臭氧的分布特征以及其对植物的胁迫伤害效应引起了人们的重视。是通过监测北京夏季地表臭氧污染分布规律,鉴定是否有植物受到臭氧伤害,以及受伤害植物的种类及地理分布特征,为城市与区域臭氧风险评估提供依据。从2012年7月4日到8月30日,采用被动采样分析的方法,在北京东北、西北、西南、东南郊区以及城区设置了10个研究样点,监测平均臭氧浓度的变化。同时,运用"森林健康专家咨询系统"鉴定植物受臭氧伤害的特征。结果表明:(1)监测期间,北京西部和北部山区的臭氧浓度高于平原地区;在平原地区,公园中的臭氧浓度高于道旁绿化带;山区的臭氧浓度平均为105.39μg/m3,公园中为68.49μg/m3,道旁绿化带为56.54μg/m3;(2)在北京的公园和山区发现了18种植物符合"森林健康专家咨询系统"所述臭氧伤害特征,有五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)、核桃(Juglans regia)、臭椿(Ailanthus altissima)、喇叭花(Pharbitis purpurea)、桑树(Morus alba)、榆树(Ulmus pumila)、国槐(Sophora japonica)金叶槐(Sophora japonica f.flavi-rameus)、木槿(Hibiscus syriacus)、重瓣棣棠花(Kerria japonica)、山香(Hyptis suaveolens)、决明(Cassia tora)、毛白杨(Populus tomentosa)、黄花柳(Salix caprea)、大花地榆(Sanguisorba sitchensis)、火炬树(Rhus typhina)、大豆(Glycine max)、向日葵(Helianthus annuus);没有在道旁绿化带的植物叶片发现臭氧伤害症状;(3)臭椿(Ailanthus altissima)幼树臭氧伤害症状明显,易于辨认,且臭椿出现频率最高,是分布广泛的乡土树种,适合作为臭氧污染指示植物。     

The importance of cultivated land for spreading of allergenic plants in Italy

We studied the ecological characteristics of the plants of Italian cultivated land that cause allergies in sensitized individuals. Differences between the allergenic flora of annual and perennial cultivations were found. Prevalence of annual therophytes was found in seasonal and annual crops subjected to soil tillage and to strong human disturbance. Plants growing in stable, moderately disturbed cultivations (citrus and olive groves, vineyards) were more often perennials. Allergenic species dispersed by wind and those endowed with multiple dispersal strategies (polychory) were well represented in seasonal and annual crops. The moderate height of these cultivations facilitates circulation of air, favouring the diffusion of anemochoric plants, which explains the abundance of the Poaceae and the Asteraceae families. The spreading of some allochthonous invasive allergenic species was ascertained. The entrance of allergenic plants from surrounding natural ecosystems increases the overall allergenicity of Italian cultivations. The results obtained pointed out a strong relationship between allergenic flora, human impact, and the structure of the cultivations. They point out the importance of knowledge about the ecological characteristics of the allergenic flora infesting the cultivations, which enables efficacious control of the diffusion of the most dangerous species.     

京津冀城市群生态网络构建与优化

生态安全是人类生活的基本保障,快速城镇化致使大型生态源地破碎化、岛屿化,生态环境问题日益严重。构建生态网络不仅能加强生态源地间的连通性,完善生态功能,还能提高生态系统的综合能力,改善恶化的生态环境问题。以京津冀为研究区,基于地理空间分析技术确定京津冀生态源地,对研究区内的林地、湿地、草地,结合生态红线等进行区域叠加从而完成源地提取;基于最小成本路径方法,考虑土地利用及高程影响因子,提取京津冀城市群生态廊道,分析统计廊道分布情况;结合重力模型与重要生态源地连通性筛选出京津冀重要生态廊道,叠加现有国道、河流构建生态网络,对重要生态节点进行分析。研究结果表明,生态源地面积占研究区总面积比例为21.76%,林地、湿地、草地面积占总生态源地面积分别为82.78%,11.05%,6.17%;不同地貌区域生态源地类型不同,林地主要分布在山区,湿地主要分布在平原区域,草地主要分布在研究区西北部;景观成本值平原区域高于草原和山区,北京、天津、石家庄城区及周边景观成本值最高;采用最小成本路径模型提取廊道579条,其中张家口、承德区域生态网络较好,平原区域生态源地及生态节点缺失较为严重。最后,对北京、天津、白洋淀、衡水湖等重点生态区域提出修复和保护意见,为京津冀城市群发展提供参考。此外,本研究对其他地区生态网络的构建提供理论依据与技术支持。     

南京市城市景观的特征尺度

在RS技术支持下,采用分辨率为10m的SPOT-5遥感影像为数据源,分别应用Haar、Morlet、Mexican Hat 3种基小波,对南京市江北城郊、主城区和东南城郊3种不同景观类型进行了特征尺度研究。结果表明,Modet基小波最适于进行城市景观的特征尺度检测,Mexican Hat基小波对粒级嵌套结构检测效果稍差,而Haar基小波不适于对连续型数据源的景观进行特征尺度检测。Morlet基小波的一维小波分析结果表明,南京市江北城郊和东南城郊都存在1个对应于各自农田斑块平均粒径的特征尺度,分别为362m和446m,而主城区则检测出存在3个特征尺度,即：292、835m和2200m,分别对应于建筑小区、小型街区和大型街区的平均粒径,显示主城区存在具有等级结构特征的“建筑小区-小型街区-大型街区”的粒级嵌套结构,揭示了城区具有比城郊复杂得多的粒级结构特征。     

北京城区自生植物分布格局及其影响因素

了解城市自生植物的空间分布格局有助于城市植物景观的规划和管理。基于北京城区的252个自生植物样地调查数据,使用指示克里金法和地理探测器模型展示了北京城区自生植物的空间分布格局并揭示其形成原因。结果显示：北京城区共记录自生植物173种,其中草本植物144种,木本植物29种。草本和木本自生植物的空间分布格局存在显著差异,草本自生植物多样性沿城市中心-城郊梯度增加;木本自生植物多样性在空间上没有明显的城乡梯度,在城区多数区域的多样性较低。人为干扰对城市生态系统的自生植物空间分布格局产生了巨大的影响,草本自生植物主要受到距市中心距离、社会经济因素和绿地管理强度的影响,而木本自生植物则受到距城市中心距离、绿地管理强度、房价等因子交互作用的影响。研究结果有助于确定北京城区将来迫切需要保护或增强物种多样性的区域,为北京城市绿地管理提供参考。