利用I&和*m指标法对山东赤松种群空间分布格局纹理的研究

赤松 (Ｐｉｎｕｓｄｅｎｓｉｆｌｏｒａ)是重要的造林先锋树种 ,在我国主要分布于辽东半岛南部至江苏北部云台山之间的温带沿海地区 ,山东为其主要分布区。赤松林作为我国暖温带落叶阔叶林区域的温性针叶林类型 ,是山东最主要的针叶林 ,总面积达 2 .6 6 7×10 5ｈａ以上 ,木材蓄积量为 1.2× 10 6ｍ3 ,分别占全省森林总面积的 2 0 .19%及木材蓄积量的 14.4 9%。但自 2 0世纪 70年代以来 ,赤松受到“两虫”(松毛虫、松干蚧 )的严重危害 ,加上纯林太多和物种多样性指数低等原因 ,以至目前在山东难以找到大片的成年赤松林[1] 。为保护和发展这…     

不同土地利用方式下沙地土壤水分空间变异规律

利用地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地甸子地不同土地利用方式草地和玉米地春季土壤含水量的空间变异规律。结果表明 ,草地表层、亚表层土壤含水量的变异函数均可很好地拟合成球状模型 ,具有明显的空间结构特征 ,其空间相关度分别为 0 979、0 999,变程分别为11 5 7m、19 4 1m ,分数维分别为 1 5 71、1 5 35 ,Moran’sI系数表现为在近距离内 (0 5～ 2 5m)为较强的正相关 (I=0 3～ 0 8) ,随着距离的增大 ,相关性变小 ,>5m后表现为较弱的负相关(I =0 2 )的变化趋势 ,克立格制图均表现出中央和四周高 ,西北角存在明显过渡带的空间分布格局 ,表层和亚表层具有很大的相似性。而耕地表层、亚表层土壤含水量变异函数分别拟合成线性和球状模型 ,其空间相关度分别为 0 344、0 914 ,变程分别为 7 6 7m、9 31m ,分数维分别为 1 92 8、1 6 81,Moran’sI系数分析和克立格制图表明表层、亚表层土壤含水量存在明显的差异。因此草地和耕地土壤含水量变异函数模型及参数、分数维、Moran’sI系数和克立格制图均存在明显的区别。同草地相比 ,玉米地土壤含水量空间格局特征表现为空间依赖性小 ,随机性大 ,空间自相关作用范围小 ,破碎化程度高。所以有必要采取退耕还草的措施来保护和恢复沙地生态系统的健康。     

流域景观格局变化对洪枯径流影响的SWAT模型模拟分析

为了进一步揭示流域景观格局变化的水文效应,以晋江流域为研究区,基于SWAT模型分别模拟1985年和2006年两种景观格局下,2002—2010年气象条件时的日径流过程;应用景观格局分析法和Pearson相关分析法,定量分析了景观格局变化对洪枯径流的影响,探讨了影响机制。研究表明:(1)SWAT模型能够较精确模拟晋江流域的日径流过程;(2)2002—2010年气象条件时,与1985年景观格局相比,在2006年景观格局下晋江流域年平均最大1 d和连续最大5 d径流深分别增加5.46%和4.97%,年平均最小1 d和连续最小7 d径流深分别减少3.79%和2.55%;(3)洪水径流与景观格局相关性最显著,最大1 d和连续最大5 d与林地景观面积呈显著负相关,相关系数分别为-0.764和-0.721;最大1 d与Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈显著正相关,相关系数分别为0.721和0.736;与最大斑块指数和蔓延度呈显著负相关,相关系数分别为-0.61和-0.596,说明林地景观面积的减少降低了流域对强降水的截留能力;景观类型均衡化分布,连通性降低,降低了水分在流域的内部循环能力,导致洪峰流量的增加;(4)景观格局指数与最小1 d和连续最小7 d的相关性不显著,说明景观格局变化对枯水径流的直接影响较小。     

天山北麓典型地段植被对景观格局和动态的指示意义

景观是由气候、地貌、水文、土壤、植被等组分构成的综合体。这些组分之间相互影响、相互作用,其中植被对其它组分的反映最为敏感。研究了天山中段北坡从中山开始,向下经准噶尔盆地南缘壤质和黏土荒漠,到古尔班通古特沙漠南缘的范围内,以典型温带荒漠植被为主的天然植被格局及其与环境梯度的关系,并以此为基础探讨了干旱区荒漠植被对于景观格局及相应的景观过程的指示意义。结果表明,土壤质地对研究区植被类型有显著的影响,白梭梭-梭梭群落、梭梭群落、琵琶柴群落对细粒物质的偏好依次增大,对粗粒物质含量则有相反的规律;研究区壤质和黏土荒漠中的白梭梭-梭梭群落可以作为景观中土壤沙化过程的指示体。在对土壤含盐量的适应性方面,琵琶柴群落高于梭梭群落,分布在总盐含量更高的生境中,柽柳群落则对土壤盐分没有明显的偏好;盐生矮半灌木群落可以作为土壤盐渍化过程的指示体。在对土壤水分与地下水位的适应性方面,柽柳群落表现出较明显的对高的土壤含水率的偏好,可以指示景观中具有优良生境的斑块。荒漠化过程是干旱区重要的景观生态过程,主要表现为土壤沙化和土壤盐渍化,而这两个过程都有非常明显的植被表征,因此,在以荒漠化动态为目标的干旱区景观动态分析中,可以通过植被的演化来推断景观格局的动态变化,进而推断荒漠化动态。     

异质景观年平均蒸发量空间格局模拟

理解景观格局如何影响生态过程是景观生态学的核心问题。建立了一个多尺度的空间显式景观过程模型 EPPML(Ecosystem Productivity Process- based Model at L andscape Scale) ,对中国东北长白山自然保护区生态系统碳 -水循环变量和生产力的时空格局进行了模拟 ,其中年平均蒸发量和蒸散量的空间格局是模型的主要输出结果之一。模拟值与实测值的数量级一致 ,这表明 EPPML 可以比较合理而准确地模拟该保护区主要生态系统的年平均蒸发量和蒸散量 ,但仍需进一步的模型验证和不确定性分析。年平均蒸发量的模拟值平均为 0 .198± 0 .0 93m / a,空间格局随海拔变化的趋势不明显 ,其中最高为云冷杉林(0 .2 76± 0 .0 81m/ a) ,最低为阔叶林 (0 .0 94± 0 .0 30 m / a)。环境因子 (气象因子和土壤含水量 )和植被因子 (植被类型和叶面积指数 L AI)等景观要素在空间格局上的变化会直接或间接地影响蒸发过程 ,进而调控整个景观的水平衡。环境因子对蒸发的影响比对蒸腾的影响要复杂得多。相对湿度对蒸发的影响最大 (R=0 .4 0 ) ,其它依次为气温、总辐射、降水量、风速和土壤含水量。年平均蒸发量与 L AI负相关 (R=- 0 .39) ,但两者并不呈简单的反比关系 :当 L AI较小时 ,蒸发量随 L AI的增加迅速地降低 ;当L AI进一步     

区域生态系统景观结构演化定量评价方法

为了在更宏观层次上评价人类活动对区域生态系统景观格局的影响 ,设计了一种三角图方法。根据自然景观指数、半自然半人工景观指数和人工景观指数的相对比例及其变化 ,该方法把区域生态系统分为 4种景观结构类型以及 6种变化趋势 ,即自然型景观、半自然半人工型景观、人工型景观和混合型景观 ,自然化 -人工化趋势、自然化趋势、自然化 -半自然半人工化趋势、半自然半人工化趋势、半自然半人工化 -人工化趋势和人工化趋势 ,这些景观结构类型和变化趋势分别对应于三角图中的不同区域和演化方向。青岛城阳区、深圳龙华区及海口市的应用实例表明 ,该方法原理简单 ,计算简便 ,结果直观 ,可以很好地用于在较宏观层次上分析人类活动对区域景观格局的影响     

江西九连山亚热带常绿阔叶林优势种空间分布格局

于江西九连山国家自然保护区设置4 hm2亚热带常绿阔叶林固定监测样地,用样方法对亚热带常绿阔叶林进行调查分析。应用点格局方法分析生境异质性是否影响树木分布并分析优势种红钩栲(Castanopsis lamontii)、米槠(Castanopsis carlesii)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)和细枝柃(Eurya loquaiana)分布格局,对比存在生境异质性和排除生境异质性两种情况下优势树种不同生长阶段(幼树、小树、成年树)的空间分布格局以及不同生长阶段之间的空间关联性,探讨生境异质性之外的其它种群分布影响因子。结果表明:1)生境异质性效应显著影响九连山树木分布,4个优势树种在大尺度上存在明显的生境偏好;2)用完全随机零模型不排除生境异质性时,4个优势种总体及其不同生长阶段在0—30 m所有尺度上主要呈现聚集分布;3)用异质性随机零模型排除生境异质性后,4个优势种及其不同生长阶段的聚集程度显著下降,只在小尺度上(0—5 m)呈现聚集分布;4)4个优势种的幼树与小树均表现显著的正相关。红钩栲的成年树与幼树及成年树与小树总体表现不相关。米槠的成年树与幼树总体以无相关为主;成年树与小树之间总体呈正相关。小乔木罗浮柿的成年树与幼树之间在小尺度上(0—5 m)表现负相关或无相关,在较大尺度范围上总体表现正相关关系;小树与成年树在研究尺度上表现出正相关。灌木细枝柃的成年树与幼树,成年树与小树及小树与幼树之间在研究尺度范围内均呈现正相关关系;5)研究发现九连山优势乔木物种通过密度制约和Janzen-Connell效应释放空间,为其他物种共存提供条件,而优势灌木物种细枝柃没有表现出这两个效应。     

黄土丘陵沟壑区景观格局对流域侵蚀产沙过程的影响——斑块类型水平

在黄土丘陵沟壑区,景观格局对侵蚀产沙过程有着复杂的影响,且与尺度密切相关。选取河口-龙门区间内42个水文站控制流域为研究对象,以侵蚀模数、输沙模数和泥沙输移比作为表征各流域单元内土壤侵蚀、产沙及泥沙输移过程的特征指标,运用景观指数和CCA排序,系统分析了斑块类型水平上景观格局对流域侵蚀产沙过程的影响。结果表明:流域侵蚀产沙及泥沙输移过程中,空间分异特征随景观类型不同而异;对于不同用地类型,影响"过程"空间分异的景观格局指标不同,显著影响流域侵蚀产沙及泥沙输移过程的景观指数有草地平均斑块面积(AREA_MN3)、居民建设用地景观面积百分比(PLAND5)、居民建设用地和其它类型用地景观的斑块密度(PD5和PD6),其中斑块密度(PD)是影响流域侵蚀产沙及泥沙输移过程的共性指标;草地、居民建设用地、其它类型用地的景观格局特征对"过程"变化的解释程度要高于其它景观类型。开展景观格局与生态过程关系研究时,不仅需要考虑景观格局的整体效应,更应关注单一景观类型及其格局特征对一些生态过程的指示意义。     

庞泉沟自然保护区寒温性针叶林演替优势种格局动态分析

以华北落叶松和青杆为主的寒温性针叶林是庞泉沟自然保护区的重要林型,也是主要保护对象之一。通过空间代时间构建庞泉沟自然保护区寒温性针叶林演替的时间序列,序列1是华北落叶松单优群落稳定发展的过程,序列2是从华北落叶松单优群落演替至华北落叶松-青杆共优群落再到青杆单优群落的过程,采用点格局分析法和与Monte-Carlo拟合检验对演替过程中华北落叶松和青杆的分布格局及其相互关系进行了研究。结果表明:(1)序列1在华北落叶松单优群落稳定发展过程中,华北落叶松的分布格局由集群分布趋向于随机分布,甚至在0—2.5 m上表现为均匀分布,驱动力是种内竞争引起的自疏现象。序列2从华北落叶松单优群落演替至青杆单优群落过程中,华北落叶松的分布格局同样是由集群分布趋向于随机分布,驱动力主要来自于由于青杄侵入扩散而形成的种间竞争;青杄集群的尺度逐步增大,驱动力主要是种群拓殖和种内竞争。(2)二者种间关系,在华北落叶松单优群落阶段无明显相关,共优阶段由于竞争在0—6.5 m尺度上呈显著正相关,在青杄单优群落,青杄竞争获胜,在0—2.5 m尺度上无明显相关,二者种间关系的变化主要来自于群落剩余资源驱动下的种内种间竞争。     

伊犁河谷北坡垂直分布格局及其与环境的关系——一种特殊的双峰分布格局

针对伊犁河谷北坡山地的植物多样性和土壤因子沿海拔的分布方式进行研究。对研究地海拔1000-2200m植物和环境特征进行调查,选取群落样地总数为44个,共调查到植物种155种,其中乔木7种、灌木18种、草本130种,调查到的群落类型完全涵盖了研究区所有沿海拔上升的群落类型。通过NLFS高级模拟显示总的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数都与海拔呈现先升高后降低,再升高的一个特殊分布格局。出现了两个较高的物种丰富度地带,其中一个是低山荒漠到落叶阔叶林,另一个是山地草原到针叶林带。土壤养分和盐分也表现出了类似多样性的分布格局。通过PCA和相关分析表明,环境因子控制着物种丰富度和它的分布方式。水分在低海拔比较重要,在高海拔温度比较重要,而由于逆温层的作用,在较高海拔的针叶林带物种多样性出现了上升。物种丰富度与土壤总盐呈现显著负相关关系(r=-0.343),与土壤全盐也呈现显著负相关关系(r=-0.341)。Simpson指数与土壤pH值呈现显著负相关关系(r=-0.465)。Shannon-Wiener指数与土壤电导率呈现显著负相关关系(r=-0.367)。Pielou均匀度指数与土壤电导率呈现极显著负相关关系(r=-0.477),总之,多样性指数和土样盐分表现出了强相关性。这个研究为伊犁河谷植被与植物资源的保护和利用提供重要的科学依据,为河谷区山地植被与环境关系提供基础科学理论,为山地退化植被的修复提供参考案例和可借鉴的基础性数据。