喀斯特常绿落叶阔叶混交林物种多度与丰富度空间分布的尺度效应

物种多样性的空间分布格局及其尺度效应是生态学研究的重点,对于理解物种多样性的形成和维持机制以及生物多样性的管理和保护均具有重要意义。以贵州茂兰国家级自然保护区分布的亚热带原生性喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,分析了2个1hm2(100m×100m)样地中物种多度和丰富度的空间分布特征及其与取样尺度的关系,采用方差和变异系数描述多度和丰富度在5个尺度(5m×5m,10m×10m,20m×20m,25m×25m,50m×50m)上的空间变异性。结果表明:(1)两个样地的物种多度和丰富度具有尺度依赖性特征;(2)由于多度具有叠加性,物种多度的方差随着尺度的增加呈线性增加,而变异系数呈线性下降;(3)丰富度的方差随尺度的增加表现出单峰分布的特征,在25 m×25 m尺度上达到最大值,变异系数则随取样尺度的增加而呈线性下降。研究表明,物种多度具有尺度推演规律,而丰富度却没有,因此,应慎重进行物种丰富度的尺度推演。在分析喀斯特森林物种多样性时,应注重尺度效应带来的影响。     

中国土地利用空间格局动态变化模拟——以规划情景为例

土地利用变化研究在环境可持续发展研究领域中具有重要的地位,其空间分布格局的变化影响到生物地球化学循环、气候变化、生物多样性等。采用土地利用动态变化模型Dyna-CLUE模拟了在规划情景下中国土地利用变化未来空间分布格局。将土地利用类型分为六大类,即耕地、草地、林地、建设用地、水域和其它用地。驱动因子包括地形地貌、气候、社会交通等方面,对动态驱动因子如气温、降水、人口交通等,考虑了其在未来情景下的发展趋势。基于土地利用类型与驱动因子之间的定量关系和土地利用类型之间的转换规则等,模拟出至2020年中国土地利用分布格局。结果表明,至2020年,中国东南部、黄淮海平原、四川盆地等地区耕地面积将增加,东北、西北等农牧交错区、农林交错区和沙漠边缘耕地面积将会呈轻度减少趋势;林地面积将增加1417.91万hm2,主要发生在中国东北部以及西南部水热条件好的地区;中国草地在面积上保持稳定,空间上中东部、东南地区草地面积减少,内蒙古中部,青海东部,四川盆地北缘区和青藏高原等地面积增加;建设用地增加531.76万hm2,主要发生在中国的东部地区。     

武夷山风景名胜区景观生态安全度时空分异规律

以世界文化和自然遗产地武夷山中受自然和人类生态过程作用最为强烈和频繁的风景名胜区为研究对象,通过景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建景观生态安全度指数, 并借助空间统计学方法对武夷山风景名胜区景观生态安全度的空间分布特征和变异规律进行探讨。结果表明:①1986-2009年武夷山风景名胜区景观生态安全度总体上呈递增趋势;②1986-2009年风景区景观生态安全度Morans's I表现为一定程度的正相关,1986-1997年间正相关关系明显增强,且景观生态安全度全局自相关存在尺度响应;③1997年和2009年风景区景观生态安全度局域自相关格局较一致,而景观生态安全度的集群结构及显著水平在1986-1997年间发生明显改变;④风景区各时期景观生态安全度所表现出较强的空间相关性是结构性因素和非结构性因素综合作用的结果,地形地貌、土壤类型等结构因素对风景区景观生态安全度的空间分布起决定性作用,而非结构因素(旅游开发建设、毁林种茶、弃农种茶等人类活动)对景观生态安全度的演变有重要影响。     

基于弥散张量成像的脑白质微结构量化分析方法及其在慢性疼痛研究中的应用

大脑的中枢神经系统主要由白质和灰质组成,其中白质主要由神经元的轴突集聚而成,构成的神经纤维用于各个脑区之间的信息传递,实现整个大脑的协调运作.早期对白质的研究只能通过对动物活体或人类尸体进行解剖,直至1994年Basser等人提出弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术,该技术能够无...     

小波分析方法在心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)空间格局尺度推绎研究中的应用

以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾沙地选取相隔15km的两个200m×200m样地,以建群种心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)及其生境地形为研究对象,应用小波分析定量研究了多尺度上空间格局的推绎以及空间异质性、空间格局依赖于尺度的变化关系。研究发现：小波分析尺度由1(5m)变化到4(20m)时,两个样地小尺度上的异质性和格局被合并到更大的尺度上,当小波分析的尺度大于等于5(25m)时,两个样地的格局变化平稳,对应地形（丘顶、丘坡、丘底）的基频稳定在110m左右,心叶驼绒藜的数量动态变化周期稳定在115～125m之间。结果表明：小波分析对信号整体特征的提取作用实现了小尺度上的信息到大尺度上的聚合。结合小波分析对信号突变点的检测,利用位置方差检验局部空间异质性程度,发现位置方差将大尺度上的格局分解到每个取样小样方,位置方差最大的地点对应的异质性也最强,实现了大尺度上的信息到小尺度上的分解。总结认为应用小波分析可以实现对空间格局的尺度推绎,具有对植被、环境的分布格局以及异质性有双重度量作用,由小波系数以及由其衍生的小波方差、位置方差来实现这种度量,图形表现直观,优越性明显。     

中国马尾松林土壤肥力特征

土壤肥力是各因素的综合作用和反映,也是林地生产力的基础。为了解马尾松分布区林下土壤肥力状况,利用499条文献数据、134条历史调查数据和131条当前调查数据中0-20 cm和20-40 cm土层的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾,根据全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗指数法分别对土壤养分单一指标丰瘠水平和综合肥力状况进行评估,并分析马尾松天然林与人工林和纯林与混交林间土壤肥力特征的差异,为马尾松林可持续经营和生产力提高提供科学依据。结果表明：（1）0-20 cm和20-40 cm土层土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾的平均值分别为4.79和4.91、33.78 g/kg和19.92 g/kg、1.82 g/kg和1.32 g/kg、0.46 g/kg和0.40 g/kg、14.49 g/kg和15.71 g/kg、88.00 mg/kg和59.41 mg/kg、4.94 mg/kg和2.38 mg/kg、71.72 mg/kg和52.99 mg/kg;（2）除土壤有机质、全氮和全钾含量外,两个土层其他土壤养分指标的丰瘠水平在"较缺"水平及其以下;（3）0-20 cm土层土壤肥力指数（0.97）大于20-40 cm土层（0.77）,土壤有效磷含量的肥力指数均最小（0.60和0.33）;（4）除20-40 cm土层pH值、碱解氮和速效钾含量外,其他土壤养分指标和肥力指数均表现为混交林>纯林;这些指标在天然林与人工林间的差异因指标而异。总体来看,马尾松林土壤磷和钾养分的供给潜力和能力较弱,土壤综合肥力状况也偏"贫瘠",其中土壤有效磷含量最低,肥力指数也最小;0-20 cm土层的土壤肥力状况优于20-40 cm土层,均受林分起源（天然林与人工林）和林分结构（纯林与混交林）的影响;但由于指标缺乏（如物理指标）和数据分布不均衡（天然林和混交林少）,土壤肥力的估算以及林分特征对土壤养分和肥力的影响还有待于进一步研究。     

基于斑块尺度的云南省景观生态安全时空演变及归因

随着人类活动的需求增强和范围扩张,建设开发、农林种植等行为不断侵占和切分原有土地系统,导致区域景观斑块小型化和破碎化,产生了诸多生态问题。云南既是我国西南生态安全屏障,同时也是生态环境比较脆弱敏感的地区,研究云南省景观生态安全及其影响因素,对区域、国家乃至国际生态安全具有重要意义。以云南省为研究对象,提出基于斑块尺度的景观生态安全评价方法评估云南省1990-2018年近三十年的景观生态安全,采用空间自相关方法分析其时空演变规律,并通过地理探测器识别影响景观生态安全的主要驱动因子。结果表明：（1）与传统生态安全评价模型相比,斑块尺度的景观生态安全模型对区域内部景观生态安全的变化更敏感,能够反映区域内部多年景观生态安全状况的细微变化。（2）云南省1990-2018年整体生态安全成本成波动上升趋势,其中"三屏两带"地区的景观生态安全状况提升明显,而滇中城市群外围以及滇东南喀斯特地带的部分区域有所下降。云南省景观生态安全的Global Moran''s I指数平均值为-0.293,区域内部斑块破碎,空间分布上具有离散性。（3）云南省景观生态安全状况目前主要受到人口密度、年平均温度和海拔高度的影响;从交互驱动方面看,云南省景观生态安全空间分布是自然和人文因子共同作用的结果,其中自然因子的交互驱动作用更明显。研究结果可为云南省景观生态安全格局优化提供理论支撑与科学依据。     

新疆85个县市旅游生态安全时空格局演变及驱动机制

旅游生态安全是区域生态安全的重要组成部分。科学评价区域旅游生态安全状况,对区域旅游生态安全风险防控具有重要的现实意义。以新疆85个县市为研究对象,兼顾DPSIR模型与数据包络分析方法（DEA）两者优势,运用Max-DEA软件科学、系统地测度新疆各县市2007-2017年的旅游生态安全,利用ArcGIS10.6和GeoDa0.95i软件的空间分析技术对新疆各县市的旅游生态安全时空格局演变特征进行分析,并利用地理探测器探测旅游生态安全的关键影响因素。研究发现：（1）时间上,新疆多数县市的旅游生态安全指数逐年降低,呈现出明显的恶化趋势;空间上,新疆各县市旅游生态安全等级两极分化现象严重,且南疆县市的旅游生态安全水平总体优于北疆县市;（2）新疆各县市的旅游生态安全存在明显的相关性,旅游生态安全空间集聚态势明显;（3）新疆旅游生态安全低-低类聚集区域范围有所扩散,高-高类聚集区域范围则正在缩小,负面空间溢出效应增强,正面溢出效应减弱;（4）影响新疆各县市旅游生态安全的主要因素有：城镇化率、游客人数、游客密度、旅游空间指数、星级酒店数、植被指数、农牧民人均纯收入、旅游业对GDP的贡献率、旅游接待能力以及每万人拥有教师数。基于研究发现,本文刻画了新疆旅游生态安全的驱动机制,并提出相应的政策建议。研究成果对新疆各县市的旅游生态安全的保护具有重要的参考意义。     

粤港澳大湾区基塘多功能性尺度效应及生态修复策略

基塘具有生产、生态、社会等多种功能,对保障粤港澳大湾区生态安全和可持续发展具有重要意义,当前学界对基塘多功能性的尺度效应关注尚不足。应用土地利用变化分析、田野调查、半结构访谈等方法,构建了基塘多功能性的尺度分析框架。研究表明：（1）以桑（蔗）基鱼塘为主的基塘发展阶段,基塘生产、生态、社会功能发展均衡,塘基之间,基塘与村落、区域生产生活形成良性循环,孕育了与村落、区域聚落、产业、社会相融合的基塘文化;（2）以单一化养殖为主的基塘发展阶段,村集体和农户作为基塘生产功能的直接受益者,片面追求经济效益最大化导致基塘生态功能的弱化;（3）基塘多功能性的协调发展有赖于不同制度层级的联动协作,通过创新基塘的土地经营模式,协调各个制度层级与以农户为主的基塘经营主体的利益关系,是实现基塘多功能化发展的关键。研究结果对制定分级农业生态系统管理措施、粤港澳大湾区国土空间管制与生态修复均具有启示意义。     

基于生态系统服务供需匹配与耦合协调的生态管理分区——以大连市为例

生态管理分区是建设用地扩张指引和生态空间管控的重要依据,对维护区域生态安全和生态文明建设具有重要意义。以我国北方沿海重要中心城市——大连市为例,选取食物供给、水源涵养、固碳释氧、土壤保持、生境维持和美学景观6项指标,综合运用模型法及生态经济学方法量化生态系统服务供给,并结合土地利用、人口和经济现状定量评估2015年生态系统服务需求。利用象限匹配法和耦合协调度模型,探究千米网格尺度下生态系统服务供需匹配关系和协调关系及其区域差异,进而通过空间叠置分析划分生态管理分区并提出相应管理措施,旨在为区域内生态修复以及差异化建设提供科学参考。研究结果表明：①大连市生态系统服务供需具有显著空间异质性,总体呈现北部林地和东西部沿海生态系统服务供给高、需求低,中南内陆城镇区生态系统服务供给低、需求高的空间格局;②生态系统服务供需不匹配和失调特征明显,匹配类型以高供给-低需求和低供给-高需求为主,生态系统服务供需耦合协调度平均值为0.38,表现为轻度失调;③综合分析将大连分为4个生态管理区,其中,生态涵养区为高供低需-供需失调区,要以保护为主培育为辅,重点保护;生态农业区为高需-供需平衡区,以生态保护和生态建设为主,提高其投入产出效率;生态改良为低供高需-供需失调区,以生态建设和整治为主,综合改善生态系统服务水平;生态一般保护区为高供-供需失调区,以综合保护为主,提高生态溢出效应。