基于空间主成分和最小累积阻力模型的内陆河景观生态安全评价与格局优化——以张掖市甘州区为例

以干旱内陆河主要生态环境问题为出发点,利用景观生态学方法、空间主成分分析和GIS技术,获取甘州区生态安全格局的分布状况.选取海拔、坡度、自然和文化景观保护区、土壤类型、土壤侵蚀量、植被覆盖度、距道路距离、距工业用地距离、距居民点距离以及距水体距离等10个要素作为约束条件,并采用景观最小累积阻力模型构建生态廊道和生态节点来优化生态功能网络的结构及功能.结果表明： 甘州区生态安全综合状况一般,以中等安全水平为主,面积为1318.7 km²,占研究区总面积的36.7%.低度安全水平的区域主要位于研究区北部,占研究区总面积的19.9%.构建了由6条生态廊道、14个生态节点、1个较大的生态源区和若干个小面积源区组成的点、线、面交织的区域生态网络格局,将有效改善研究区的生态安全水平.
     

西瓜枯萎病病株空间分布格局及其抽样技术

研究了西瓜枯萎病病株田间空间分格局及其抽样技术 ,通过频次分布和聚集度指数的测定以及 m* - m回归和 Taylor幂法则分析 ,结果表明 :西瓜枯萎病病株田间分布趋向于聚集分布。m* - m回归分析表明病株空间分布的基本成分是个体群 ,病株个体间相互吸引 ,病株在大田中存在明显的发病中心 ,个体群在田间呈均匀分布格局 ,即分布的基本成分个体群之间趋于均匀分布 ,而个体群内的个体与核心分布相吻合。Taylor幂法则分析表明 ,西瓜枯萎病病株个体的空间格局随着病株密度的提高越趋均匀分布。用 Iwao最适理论抽样模型 n=t2a/D2 [(α 1) /X β- 1],计算出不同病情指数情况下所需的最适抽样数 ,随着病情指数的增加 ,所需抽样数递减。序贯抽样模型为 T0 ( N) =0 .9871N± 1.2 347N ,调查株数 N株时 ,若累计病情指数超过上界可定为防治对象田 ,若累计病情指数未达到下界时 ,可定为不防治田 ,若累计病情指数在上下界之间 ,则应继续调查 ,直到最大样本数 m0 =0 .9871时 ,也即病情指数 2 5 % ,所需抽样数 130株止。     

川西丘陵区景观空间格局分析

采用分形维数、平均斑块面积、形状指数和伸张度分析了川西不同丘陵地貌区灌溉水田、一般旱地、果园、有林地和农村居民点斑块的空间格局特征,并用分形维数、平均斑块面积和Shannon-Weiner指数3种方法研究了浅丘、中丘和高丘的综合景观特征。结果表明,不同景观斑块在同一丘陵区内的格局特征不同,同一景观斑块在3种丘陵区的格局也有差异。浅丘、中丘和高丘的综合景观格局特点是随着地势起伏的增加、人类活动和土地利用强度的减弱,分形维数增加,从1.1865到1.3123;斑块平均面积则依次变小,从2.2204hm^2减少到1.2403hm^2。3种丘陵区的景观多样性指数分别为1.7199、1.9802和2.0898。     

基于土地利用变化的黄土丘陵区生境质量时空演变特征——以榆中县为例

生境质量是生态系统服务水平的重要表征,是区域生态安全保障和人类福祉提升的关键环节,评估土地利用变化引起的生境质量时空演变可为区域生态保护和土地管理提供科学依据。以典型黄土丘陵区县域——榆中县为例,基于Arc GIS平台和InVEST模型探讨了该县1995、2005和2015年生境质量空间格局及其演变特征。结论如下:(1)研究区土地类型和景观格局变化明显,主要土地利用变化是耕地转向建设用地和林地,以及草地和耕地之间的相互转变,这些变化导致景观异质性增强和破碎度上升。(2)生境质量空间格局一直表现为"南部高、中部居中、北部低"的态势。生境质量上升区域主要在北部,原因是"退耕还林"及"生态北山"工程的实施使得林地面积增加,下降区域主要在中部,主要是由建设用地扩张占用耕地造成的。(3)生境质量热点以及"H-H"型聚集区主要位于南部山区,而冷点和"L-L"聚集区主要位于北部黄土丘陵区,2015年生境质量空间集聚程度较1995年有所增强,"H-H"聚集区增加0.68%,"L-L"聚集区增加0.67%。对该类型区域生境质量优化提出了相应的政策建议。     

内蒙古自治区土壤有机碳、氮蓄积量的空间特征

采用全国策二次土壤普查中内蒙古自治区的典型土种剖面资料,在剖面深度的基础上,用地统计学和地理信息系统(GIS)方法,分别按土壤类型和土地覆被类型计算了土壤有机碳、氮密度,分析了内蒙古自治区土壤有机碳、氮蓄积量的空间分布特征,探讨了土壤有机碳、氮蓄积量与主要气候要素的关系．结果表明,内蒙古自治区土壤有机碳密度处于3．24-43．24kg·m^-3之间,土壤有机氮密度处于269．56-3085．60g·m^-3之间,土壤碳、氮比(C／N)大致在4．46-17．13之间．土壤有机碳、氮密度与温度呈负相关,相关系数分别为0．557和0．460(n＝245);与年均降水量呈正相关,但相关性不是很强,相关系数分别为0．285和0．203．从内蒙古自治区东北地区到西南地区,土壤有机碳、氮蓄积量随着温度递升和降水量递减呈现降低的趋势。     

西南地区文化多样性时空格局

我国西南地区少数民族类别众多,各民族在历史发展中形成了许多优秀的文化传统和独特的生态意识。本研究以县级行政区为基本研究单元,基于民族类别及其人口定量测度了西南地区的文化多样性指数,并比较了1990年、2000年与2010年的动态变化。西南地区文化多样性指数具有明显的空间异质性,整体上呈现西北低东南高的格局。虽然文化多样性指数在时间序列上有一定程度的增加,但总体上县域尺度的文化多样性水平偏低。此外,随着空间尺度的扩大,文化多样性指数逐渐增加,即西南地区整体上表现为"大杂居,小聚居"的分布格局。省域尺度上,文化多样性的差异总和与各组分差异均随时间的推移而减少,同时,其民族构成的相似性趋于增加,表明西南地区各民族人口的分布更加融合,民族交融成为趋势。在西南地区的生态环境背景下,文化多样性的空间分布与平均坡度密切相关。研究探讨了民族融合的社会历史背景,分析了阶梯过渡带具有较高文化多样性的原因,并呼吁加强对西南地区优秀传统文化的重视与保护。     

小兴安岭阔叶红松林地表甲虫Metacommunity格局

Metacommunity理论框架为理解生物群落的时空格局及其构建机制提供了一个强有力的方法。然而,少有研究揭示土壤动物metacommunity的格局及其构建机制,小尺度空间的研究更是少见。于2015年分别在凉水和丰林小兴安岭典型阔叶红松林长期动态监测样地内,通过空间直观定位调查监测的方法获得地表甲虫群落,揭示小尺度空间(300 m)地表甲虫metacommunity的格局,并进一步分析地形、土壤因子与这种metacommunity格局的相关性。结果表明:镶嵌型(nestedness)和随机型(random)是小尺度空间地表甲虫metacommunity的常见格局。地表甲虫的metacommunity格局具有类群依赖性,步行虫科和葬甲科多形成镶嵌型格局,而隐翅虫科则仅形成随机型格局。地表甲虫metacommunity格局具有季节波动性,在相对温暖的季节易形成显著的镶嵌型格局,而在相对寒冷的季节多为随机型格局。凉水和丰林地表甲虫的metacommunity格局没有明显差异。地形和土壤因子对地表甲虫metacommunity格局有重要的影响,该影响过程相对复杂,依类群和时间而异。本实验表明镶嵌型和随机型是小尺度空间小兴安岭典型阔叶红松林地表甲虫的常见格局,地形、土壤因子对这些格局的形成有重要的影响。     

异质景观中水土流失的空间变异与尺度变异

综述了景观格局与水土流失过程的空间变异与尺度变异的理论和方法研究进展,提出了水土流失空间变异与尺度变异的研究方向。景观格局与生态过程的尺度变异一般处于单一尺度变异和多重尺度变异的连续体之中。尺度转换即尺度外推包括尺度上推和尺度下推,其可行性决定于尺度变异特征。水土流失不仅是多因子综合影响的一个复杂的时空变异过程,而且也是一个典型的多重尺度变异过程。传统的水土流失研究一般集中在坡面径流小区和小流域两个单一尺度上,这在很大程度上限制了水土流失的空间尺度外推和过程分析。近年来,尽管国内外很多学者开始关注水土流失的尺度变异及其影响因子．但只是对水土流失在不同大小的样地尺度以及小集水区尺度上的差异及其影响因子进行了初步的比较研究,尤其缺乏水土流失及其相关环境因子的连续尺度变异特征的机制分析。空间变异和尺度变异研究方法包括统计模型模拟法、物理模型与物理过程模拟法以及综合分析与综合预报法三大类。每种方法都有其优缺点和其特定的适宜性,最佳方法组合的选取因研究对象、研究地区和研究时间的不同而异。土壤侵蚀预报模型包括经验统计模型和物理过程模型,就解决水土流失的跨尺度关系而言,基于物理过程的空间分布式的土壤侵蚀预报模型显著优于经验模型。这些模型在关键参数的空间变异性描述和水土流失的尺度变异性分析方面非常薄弱,尤其缺乏模型分辨率和研究范围对输出结果的影响研究。完善水土流失的“尺度一格局一过程”理论,加强多重尺度上水土流失及其相关环境因子的空间变异格局和尺度变异性的实地观测与数学分析,改进土壤侵蚀预报模型这3个方面是将来的研究重点。     

四川九顶山西坡红桦林天然种群空间格局及更新研究

用T-square距离方法,通过空间格局的T形指数C及其检验值Z1,对九顶山西坡红桦种群中选取的3块样地6条样线进行了研究。结果表明,该区红桦种群空间分布格局以随机型分布为主,如样地支部牛场、十二河等,少数地区由于遭到人类的严重干扰和破坏,形成了集聚型分布格局,如样地上堰,通过分布距离指数I的进一步对照分析得出,在样线L4中,在主要的随机格局中也有少部分表现出了集聚型本区红桦树种按其年龄段的不同分为3个年龄级：幼树、成年树、老年树,红桦幼树比较缺乏,仅占红桦树种的12％,而老年树种占24％,年龄结构为衰老型。在九顶山西坡,红桦种群已开始老化,幼树又相当缺乏,使红桦种群的自我更新面临极大威胁,建议加强对红桦林的保护和种群自我更新能力的研究。     

武汉市绿色廊道景观格局

绿色廊道作为城市关键的景观结构要素,在维持城市生物多样性,改善城市生态环境,调节小气候等方面发挥着重要的作用.以武汉市建成区为例,探讨城市绿色廊道景观格局定量研究的方法,使其充分发挥生态功能,从而指导城市绿色廊道的规划与建设.利用GIS处理基础资料,对城市廊道系统进行提取与分类,生成拓扑关系图,并计算景观格局指标参数.从廊道景观的构成和绿色廊道的网络结构两方面详细分析了武汉市建成区各行政区内各类型绿色廊道的景观格局.结果表明：在武汉市建成区内,灰色廊道最长,占廊道总长的63.53﹪;绿色廊道极其缺乏,总密度仅为2.63 km/km^2;在绿色廊道中,绿色道路廊道最长,占绿色廊道总长的60.29﹪.绿色廊道普遍较窄,绿带的长度不到其它类型绿色廊道总长的1/3;绿色道路廊道最窄,少数达20 m.绿色铁路廊道面积较小,为1.68 km^2,其它类型的绿色廊道面积相当,各占总面积的30﹪左右;3个行政区中,武昌的绿色廊道长度最长,面积最大.绿色廊道网络线点率、环通度及连通度均不高,网络结构简单,不利于城市生物多样性的维持.绿色道路廊道网络结构相对最复杂;绿带的网络连通性最差,没有回路存在;武昌的绿色河流廊道、绿带以及绿色铁路廊道网络结构最复杂,绿色道路廊道网络最复杂的是汉口.武汉市绿色廊道的建设,应注重长度和宽度的增加,提高绿带的比例;重视各类型绿色廊道及其在各行政区间的均匀分布;减少绿色廊道的断开区,增加网络连通性;使其走向与城市主导风向一致,兼顾通风走廊的功能.