山西植被空间格局及演替简

在ArcGIS软件中采集1984年和2005年山西植被类型的图形,得到山西群系、森林、灌丛、草本植被及栽培植被的图形及面积,用叠置分析和景观格局分析方法研究植被的空间分布及其演替、空间格局及其变化。森林在西南部相对集中分布,在西北角增加明显,它在山西植被中所占面积及比重都最小,最为破碎。油松林在山西森林中占优势,恢复森林主要是油松林、小叶杨林、辽东栎林。1984年灌丛的面积在植被中最大,所占比例也最高,超过50%,集中连片分布面积较大,但灌丛缩减迅速,主要在中南部,在山西植被中遭破坏最为严重。沙棘、虎榛子灌丛和黄栌、连翘灌丛对灌丛的影响最大。草本植被主要在北部减少,在中南部分散增加,更加破碎。白羊草草丛在山西草本植被中占优势,蒿、禾草草原和百里香、禾草草原变化最大。栽培植被明显增加,在植被中所占比重急剧增加,成为山西优势植被。森林、栽培植被分别增加24.3%、71.5%,而灌丛、草本植被却分别减少70.3%,15.6%,演替主要是人为因素造成的。     

山西植物功能型划分及其空间格局

随着全球气候变化的加剧,作为沟通陆地生态系统与气候变化的桥梁,植物功能型(Plant Functional Types,PFTs)越来越受到生态学家的关注。PFTs不仅是简化生态系统复杂性的有效工具,而且可将植物的生理生态过程、生物物理特征及物候变化等引入到动态植被模型中,研究气候变化下的植被反应及其反馈机制。为了在区域尺度上研究气候变化和植被反应,基于"生态-外貌"原则,依据植物特征(如生长型、叶的性状)及其对水分、温度的需求,结合区域的气候与地理条件,对山西植被进行植物功能型的划分,并在此基础上对其空间格局进行分析。结果表明:(1)山西植被可划分为19类植物功能型(其中包括4类栽培作物功能型),分别是:寒温性常绿针叶林、温性常绿针叶林、寒温性落叶针叶林、温性落叶阔叶林、高寒落叶灌丛、温性落叶灌丛、多年生禾草草原、多年生禾草草丛、多年生禾草草甸、多年生莎草草甸、多年生杂类草草原、多年生杂类草草丛、多年生杂类草草甸。1年生杂类草草甸、多年生豆科草原、果树、一年一熟栽培作物、一年二熟栽培作物和二年三熟栽培作物。植物功能型的划分和分布与山西植被区划有较好的一致性,基本反映了植物固有特征及其对水热条件的需求。(2)农作物在山西占有较大比重,占植被类型面积的53.15%,森林类型以温性常绿针叶林和温性落叶阔叶林为主,灌丛类型以温性落叶灌丛为主,草本类型中多年生禾草草丛占较大比例,占草本类型面积的50.98%。(3)由于水热条件及地理条件的差异,植物功能型(不考虑栽培作物)在各区域表现出较大差异,如多年生杂类草草原主要分布于北部地区,在南部并不存在这种植物功能型;森林类型的功能型主要分布于中、南部地区,且结构复杂、类型多样。(4)除栽培作物表现出较好的整体性和连通性,其他植物功能型均表现出不同程度的破碎化和离散化。(5)山西植物功能型整体上表现出较高的多样性,其中中部地区比其他地区的多样性和破碎化程度高,斑块类型更加趋向于离散的小斑块状,北部地区则以一年一熟栽培作物占明显优势,表现出较强的优势度,而南部地区并没有表现出很强的破碎度或优势度。     

河北小五台山主要植被类型的分布与地形的关系：基于遥感信息的分析

小五台山是河北省最高峰,具有较完整的暖温带植被垂直带谱。本文通过野外群落植被调查,结合由TM遥感影像解译1：50000地形图制作的DEM数据而得到的植被图,分析了小五台山主要植被群落的分布状况及其与地形的关系。结果表明,小五台山从低海拔到高海拔,依次出现灌丛、阔叶林、针阔混交林、暗针叶林、矮林、灌丛、草甸等植被类型。森林景观的面积最大,占总面积的60．7％;平均斑块面积最大的是阔叶林和亚高山草甸,斑块破碎化最严重的是水体和针阔混交林。不同的植被类型在不同的地形条件下分布特点不同,林地在北坡所占面积比例(占总面积的75％)远大于南坡(46%),说明水分条件是小五台山森林分布的限制因子之一;灌丛和草甸与林地相反。随海拔高度的变化,不同植被类型的分布面积比例发生变化,出现替代现象,形成植被垂直带谱。由于坡度的影响,增加了带谱内植被组成的复杂性。     

1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替特征及驱动力

人类的建设与破坏活动是植被动态变化的重要根源之一,利用遥感探究植被演替的量化监测过程及驱动力能够很好揭示人类活动对生态本底的影响。本研究利用欧洲航天局逐年土地覆被数据及地理学信息图谱方法,从植被型组、植被型尺度分析1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替方向、演替速度及演替序列,明晰植被演替特征并量化其演替驱动力。结果表明: 研究期间,内蒙古自治区植被数量结构为“植增荒减”,具体年增长速率依次为耕地(353.10 km²)>草原(243.92 km²)>森林(-16.22 km²)>灌丛(-120.37 km²)>荒漠(-556.31 km²),并且空间相邻分布的草原、荒漠、灌丛三者的面积变化存在权衡关系。植被演替空间呈“绿进沙退”格局,演替热点集中于西辽河平原、内蒙古中部荒漠-草原交界处及黄河沿岸;植被演替序列结构复杂,进展、逆行演替相互交错,不同群落演替流量的截流率差距突出,其中,植被型组草原、灌丛与植被型草地、雨养农田群落在演替过程中截获最多演替流量。植被动态演替的核心驱动力为农牧业生产、经济发展水平、人口规模、生态工程、气候变化。作为“植物群落学-景观生态学”的实例研究,本研究结果可为植被格局优化、演替等级提升等生态措施实施空间的划定提供科学依据。     

北京百花山自然保护区不同植被地面生苔藓植物物种多样性

采用相似性系数和物种多样性指数对北京百花山自然保护区8种植被内地面生苔藓植物的物种多样性进行了研究,得知8种植被中地面生苔藓植物有13科31属65种（含种以下的单位）,优势科6科,优势种12种。不同植被中苔藓植物的物种组成、优势科和优势种不同,丛藓科和真藓科植物在草甸和灌丛内占绝对优势,而森林植被内的绢藓科为绝对优势科;油松林和落叶阔叶混交林的物种相似性最高为51.63,草甸和荆条灌丛与大部分植被的物种相似为0。地面生苔藓植物的分布与其生长的基质相关性最大,另外水分条件、小生境、草本层盖度和凋落物盖度等也影响地面生苔藓植物的分布。白桦林和落叶阔叶混交林应成为生物多样性保护的重点植被类型。     

四川岷山火溪河地区人为干扰后的植被组成及分布

以平武县地形图、植被图、野外植被调查结果为数据源制作研究区植被图和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),在Arcview GIS平台下通过植被分类和图层叠加分析法,研究了人为干扰后植被的组成及植被类型在主要地形梯度上的分布特征。结果表明:(1)受人为干扰特别是森林采伐活动影响,研究区针阔混交林消失,针叶林面积缩小,阔叶林和灌丛面积增加。(2)植被类型在海拔梯度上分布规律性明显;除农田外,其它植被类型在坡度上的面积比例与研究区面积在各坡度段所占比例很相似;针叶林、阔叶林、农田、灌丛对坡向有明显选择性。(3)人为干扰活动改变了研究区植被类型及其面积比重,并使植被在海拔段上的分布带有明显人类干扰的痕迹。     

子午岭林区北部近50年植被的变化发展

子午岭林区的北部,地貌上具有黄土陵沟壑的特点。该区植被的演替序列为;从弃耕地先锋群落开始,经草本,灌木群落时期到早期森林群落山杨IPopulus davidiana)林或白桦（Betula platyphylla)林、侧柏（Platycladus orientalis)林等。进而到后期森林群落辽东栎（Quercus liaotungensis)林或油松（Pinus tabulaeformis)林。的50年来,油松林和侧柏林已经或正完成向辽东栎林方向的发展,山杨林、白桦林和侧柏林为该区演替系列中的过渡时期,气候性的演替顶极为辽东栎林,油松林为亚顶极,同时该区还表现出整体向前发展的趋势,这明显体现在原来林区大部分为山杨林,而现在辽东栎林已取代山杨林成为主要林分,只有阳坡下部基岩露出的陡壁上的侧柏林仍无向前发展的征象,为该区的一种局部土壤性演替顶极,阴坡,半阴坡从草本群落到顶极的演替全过程需要约150a,阳坡,半阳坡从草本群落演替到顶极但不包含油松林阶段（目前尚缺少这一阶段）需要150a左右,梁顶部位的演替速度与阴坡,半阴坡大致相近,从植被的类型,分布和演替来看,该区在植被区划上应属于暖温带北部落叶栎林亚地带。     

五鹿山国家级自然保护区森林群落演替分析

植物群落演替分析对植被恢复,森林管理等有重要的意义。以空间代替时间的方法,搜集数据,运用TWINSPAN和DCA进行分析。结果表明:五鹿山植物群落的演替系列:酸枣灌丛→荆条灌丛→黄刺玫灌丛→白皮松+侧柏林→白皮松林→油松林→辽东栎林;虎榛子灌丛→茶条槭灌丛→华北落叶松林→白桦林。这可以作为五鹿山植物群落演替的模型。在演替进程中物种的结构、组成以及生活型变化显著。使用六个指数来分析演替过程中物种的异质性、均匀度和丰富度变化。随着演替的进行,物种异质性、丰富度均有所增加,均匀度逐渐降低。     

山西霍山灌丛空隙草本植物物种多样性与更新

采用物种重要值和物种多样性指数,分析了山西霍山灌丛空隙内主要草本组成及其多样性随灌丛空隙面积梯度的变化规律。结果表明:在自然状况下形成的10 m2的灌丛空隙最多,占51.2%。灌丛空隙内草本植物的重要值高于灌丛下草本,且以10~20 m2的空隙为最高。主要草本可分为3类:(1)对灌丛空隙更新反应不明显的草本,(2)对灌丛空隙有正更新反应的草本,(3)对灌丛空隙有负更新反应的草本。灌丛空隙内的物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均高于灌丛下,而生态优势度均小于灌丛下,呈现"单峰型"的变化趋势,且在10~20 m2达到峰值。因此,适宜大小的灌丛空隙是森林生态系统草本层植物多样性维持的重要途径。     

三峡地区石灰岩灌丛植被特征及其合理利用

灌丛是三峡石灰岩地区分布最广的植被类型。除中华蚊母树灌丛、黄杨灌丛为原生性植被外,其它灌丛多为森林植被破坏后,环境条件恶化,水土流失加剧,土壤肥力下降、水分缺乏,致使原有乔木树种难以为继而由多种阳性灌木组成的,主要包括雀梅藤－铁仔灌丛、马桑灌丛等７种。它们处在逆向演替的不同阶段上,具有不稳定性,但其种类组成与原来的森林植被有着密切联系。由于石灰岩生境恶劣、脆弱,它们自然演替为森林植被在短期内是不可能的,但它们在资源开发利用和保持水土、改善环境方面充当着重要角色．     

泾河流域自然植被分布规律的初步研究

以泾河流域为研究区,在实地考察的基础上,运用植物群落学传统的研究方法研究了流域内自然植被的地带性分布规律.研究结果表明:泾河流域的自然植被类型主要包括典型草原和疏林灌丛草原,且均为水平地带性植被.其中,典型草原是泾河流域分布面积最大的水平地带性植被;疏林灌丛草原则是呈水平地带分布的典型草原植被并分别向位于东西两侧的子午岭和六盘山山地延伸的过渡型植被类型,即水平地带性植被向垂直地带性植被过渡的植被类型.     

内蒙古锡盟白音锡勒牧场沙地植被的空间分布格局与演替

1985—1986年期间,作者调查了白音锡勒牧场沙地植被。本文具体分析沙地植被的空间分布和动态演替。1．沙地西段的植被呈疏林灌丛草原景观,沙地东段的植被则呈密林灌丛草原景观。由西向东随着海拔高度的上升形成一个植被生态系列。植被PCA分析的结果表明沙地基质稳定性梯度和沙地环境水分梯度是控制沙地植物群落空间分布格局的两个主要环境因素。2．描述了沙地原生植被演替的各个阶段。沙地植被演替阶段与沙地固定过程相一致,群落稳定性与沙地地貌稳定性相关。由于地形分异引起立地水热条件组合变化,植被演替系列分化为阴坡系列和阳坡系列,前者向森林化方向发展,后者则沿草原化方向发展。本文还就沙地植被资源的开发、利用和保护等方面提出6项建议。     

黑河流域植被垂直分布对气候变化的响应

黑河流域作为我国典型的生态系统过渡带,深入分析该区域内植被垂直分布变化对气候变化的响应,对于开展区域尺度植被分布对气候变化的响应研究极具代表性。近30年来,黑河流域的植被分布随着平均生物温度和降水分布变化,在空间分布上,尤其是垂直分布上发生了系列变化。基于黑河流域植被类型的410个野外调研采样数据、1980s年代的植被数据、遥感影像、气候观测数据、DEM等多源数据,分别构建了黑河流域气候要素和植被类型垂直分布变化的空间分析模型,定量揭示了黑河流域绿洲农田荒漠带（≤1700 m）、荒漠草原植被带（1700-2100 m）、干性灌丛草原植被带（2100-2500 m）、山地森林草原植被带（2500-3300 m）、高山灌丛草甸植被带（3300-3800 m）和高山寒漠草甸植被带（≥3800 m）6个植被垂直带的植被变化及其对气候变化的响应差异。研究结果表明：在1980s-2010s期间,整个黑河流域植被空间分布的动态变化率为25.75%,发生变化的总面积为203.12万hm²;绿洲农田荒漠植被带的变化面积最大（72.24万hm²）,山地森林草原植被带的植被动态变化率最高（56.93%）;6个垂直带内的年平均生物温度和平均降水整体上均呈增加趋势,其中降水的增长率随海拔升高呈下降趋势,而平均生物温度的增长率则随海拔升高呈持续上升趋势;黑河流域中低海拔植被带内的植被动态变化与年平均生物温度和平均降水的相关性整体上高于其他植被带;荒漠草原植被带和干性灌丛草原植被带的植被动态变化对气候变化的敏感性高于其他植被带内植被变化对气候变化的敏感性。     

山西霍山森林群落演替系列的研究

采用时空互代原理,结合数量分类TWINSPAN的方法,确定了霍山该研究地区植物群落演替的系列,并对该演替系列的物种组成、区系特征、生物多样性、生活型功能组成进行了分析研究。结果表明：该植物群落的科、属、种在演替进程中均明显增加,群落组成种类约180多种,温带分布属占优势,显示了温带性质。该地区的植物群落演替系列共划分为12个不同的群丛,呈现草本群落→灌木群落→乔木群落的演替过程。人工造林加快了演替进程,出现了从人工油松林开始的演替系列。在生活型功能群组成上,该区森林群落高位芽种类最多,地面芽次之,表明该地区夏季水热条件良好、冬季漫长、寒冷、干旱的气候特点。     

内蒙古典型草原灌丛化对生物量和生物多样性的影响

通过样方调查,研究了内蒙古典型草原不同退化程度草地中小叶锦鸡儿 (Caragana microphylla Lam.)灌丛斑块空间分布格局、草地生物量及生物多样性特征。结果表明,从轻度到中度、重度退化草地,草本植物生物量呈减少趋势,小叶锦鸡儿生物量呈增加趋势,总生物量呈先减少后增加趋势;灌丛斑块生物多样性呈增加趋势,草地斑块生物多样性呈先减少后增加趋势,其中轻度退化草地中灌丛斑块生物多样性低于草地斑块,中度和重度退化草地中灌丛斑块生物多样性高于草地斑块。本研究认为,内蒙古典型草原灌丛化过程中,生态系统可能存在草本植物占优势或小叶锦鸡儿占优势这样两种稳定状态,这两种状态能维持较高生物量和生物多样性,而在由草本植物占优势向小叶锦鸡儿占优势转化的过渡阶段,系统不稳定,仅能维持较低生物量和生物多样性。     

中国主要灌丛植被碳储量

在广泛收集资料的基础上,利用植被平均碳密度方法,估算了我国6种主要灌丛植被的碳储量,并分析了其区域分布特征。主要结果如下:1) 6种灌丛植被总面积为15 462.64 ×10⁴ hm²,总碳储量为1.68±0.12 Pg C (1 Pg=10¹⁵g),灌丛植被平均碳密度为10.88±0.77 Mg C·hm^-2(1 Mg=10⁶ g),不同植被类型差异较大,在5.92~17 Mg C·hm^-2之间波动。2)从区域分布来看,西南3省(云南、贵州、四川)既是我国灌丛主要的分布地区之一,分布面积占6种灌丛总面积的23.5%,又是我国灌丛碳储量的主要储库,碳储量占整个6种灌丛碳储量的1/3(32.6%),适宜的水热条件决定了该地区的植被平均碳密度要高于全国平均水平。3) 与我国森林和草地的植被碳储量相比,这些灌丛碳储量相当于我国森林和草地碳储量的27%~40%和36%~55%。     

广西马山岩溶植被年龄序列的群落特征

石漠化地区是我国西南植被恢复和生态重建的重点和难点地区。通过对马山县岩溶植被年龄序列(石漠、草丛、灌丛、小乔林和成熟林)5个演替阶段15个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶植被的更新、演替及群落特征的变化。结果表明:沿石漠、草丛、灌丛、小乔林、成熟林的顺向演替发展,群落各层次的覆盖度存在显著差异(P<0.05),乔木层覆盖度以成熟林最大,灌木层覆盖度以小乔林最高,而草本层覆盖度以灌丛最高;重要值≥10.00的科、属、种最大值出现在小乔林;不同演替阶段群落不同层次的结构明显不同,乔木层的植物密度存在显著差异(P<0.05),以小乔林最高;成熟林灌木层的植物密度显著低于小乔林和草丛(P<0.05),与石漠和灌丛差异不显著(P>0.05);森林阶段草本层的植物密度显著低于灌丛、草丛和石漠(P<0.05);群落的物种丰富度随着顺向演替发展而增加,但不同演替阶段不同层次的丰富度变化不同,草本层的物种丰富度以草丛阶段最大,成熟林最小;灌木层的丰富度以小乔林阶段最大,石漠阶段最小;乔木层的丰富度以小乔林最大,成熟林有所下降;不同演替阶段群落草本层的生态优势度无显著差异(P>0.05),而灌木层和乔木层均存在显著差异(P<0.05)。岩溶植被恢复可分为恶劣物理环境阈值和顶极种缺乏的阈值两个阶段,每一个阶段内由不同功能特征的驱动种和关键种决定着群落的演替方向和速度,越接近演替后期,顶极种越丰富,群落驱动种和关键种向高级、大型和长寿植物发展的趋势越明显。     

浙江省午潮山次生植被恢复过程中的群落学剖析

本文是对午潮山森林植被遭破坏后,经过20年的封山育林,植被在恢复过程中的群落学研究。按Jaccard植物群落相似性系数统计,植被可分三个类型：以落叶树种在数量上占优势的混交林;以常绿植物的种类在数量上占优势的混交林;处于二者之间或处于恢复演替过程中的更高阶段。按Raunkiaer生活型谱统计：高位芽植物占74.4%,地上芽植物占13.5%,地面芽植物占4.1%,地下芽植物占6.8%,一年生植物占1.4%,与本省常绿阔叶林的生活型谱有些相似,以高位芽植物占优势。叶的性质以小型叶为主,占60.3%,只是微型叶的比例较本省其它各地高。叶型以单叶比例最大,占82.5%,群落在结构上可分乔木层,灌木层,草本层和地被层,亦有数量不多的层间植物,乔木层一般还没有出现层的分化。按Lutz林木结构图解统计表明：石栎、青冈、枹树它们在密度、频度、断面积和上下层中的出现率方面都占优势,是群落中的优势种,其次是丝栗栲、苦槠、木荷。恢复的幼林每公顷蓄积量都在50立方米以上,最高的可达140多立方米。出现的种子植物计有62种,隶属27科45属,文中对这些植物的区系地理成分进行了分析比较。     

陕西省森林生态系统碳储量分布格局分析

为明晰陕西省森林生态系统碳储量分布格局, 基于2009年森林资源清查资料和2011年调查所得样地实测数据, 对陕西省森林生态系统碳储量、碳密度及其空间分布特征进行了研究分析。结果表明: 陕西省森林生态系统总碳储量为790.75 Tg, 土壤层、植被层和枯落物层碳储量分别占总碳储量的72.14%、26.52%和1.34%; 其中, 栎类碳储量在各森林类型中所占比重最大(44.17%), 中、幼龄林是陕西省森林生态系统碳储量的主要贡献者, 约占总碳储量的49%。陕西省森林生态系统平均碳密度为123.70 t·hm^-2, 土壤层最大, 枯落物层最小, 植被层居中; 碳密度均随龄级增加而升高, 同一龄级表现为天然林高于人工林生态系统。此外, 陕西省森林生态系统碳储量、碳密度分布格局不尽一致, 反映了森林覆盖面积及森林质量对碳储量的影响。未来应加强林地抚育管理水平, 增加造林再造林面积以增加碳储存, 应对全球气候变化。     

Analysis on carbon stock distribution patterns of forest ecosystems in Shaanxi Province

 为明晰陕西省森林生态系统碳储量分布格局, 基于2009年森林资源清查资料和2011年调查所得样地实测数据, 对陕西省森林生态系统碳储量、碳密度及其空间分布特征进行了研究分析。结果表明: 陕西省森林生态系统总碳储量为790.75 Tg, 土壤层、植被层和枯落物层碳储量分别占总碳储量的72.14%、26.52%和1.34%; 其中, 栎类碳储量在各森林类型中所占比重最大(44.17%), 中、幼龄林是陕西省森林生态系统碳储量的主要贡献者, 约占总碳储量的49%。陕西省森林生态系统平均碳密度为123.70 t·hm^–2, 土壤层最大, 枯落物层最小, 植被层居中; 碳密度均随龄级增加而升高, 同一龄级表现为天然林高于人工林生态系统。此外, 陕西省森林生态系统碳储量、碳密度分布格局不尽一致, 反映了森林覆盖面积及森林质量对碳储量的影响。未来应加强林地抚育管理水平, 增加造林再造林面积以增加碳储存, 应对全球气候变化。