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     

芦芽山亚高山草甸、云杉林土壤有机碳、全氮含量的小尺度空间异质性

分析比较了山西芦芽山不同海拔处分布的亚高山草甸（样地A,海拔2756.3 m;样地B,海拔2542.3 m）和云杉林（样地C,海拔2656.8 m;样地D,海拔2387.2 m）土壤有机碳和全氮的小尺度空间异质性特征。结果表明：相同植被类型下海拔较高的样地有机碳含量较高（A：49.84 g/kg,B：38.33 g/kg,C：47.06 g/kg,D：40.67 g/kg）,而较低海拔的样地土壤有机碳含量的异质性较高;除样地A以外的其他3个样地均表现为高度空间依赖性。亚高山草甸土壤全氮含量的异质性远远高于云杉纯林,四个样地中均表现出强的空间自相关性。亚高山草甸样地土壤有机碳和全氮含量均在较大尺度上空间自相关,云杉纯林样地则表现为较小尺度的空间自相关变异。     

基于斑块的红树林空间演变机理分析方法

现有红树林空间动态分析多是从整体的角度分析其面积的变化情况及其影响因素,着重于面积变化的定量分析和影响因素的定性分析,对其变化的发生途径缺乏深入分析,也不研究其斑块数量的变化动态。由于一定区域范围内的红树林由成百上千甚至更多空间上相互分离的斑块组成,各斑块边界和面积变化动态构成了区域红树林整体的空间分布变化动态,因此,只有深入摸清各个斑块的变化情况及其影响因素,才能对区域红树林整体变化情况作出全面、详细和准确的分析评估。提出了基于斑块的红树林空间演变机理分析方法,首先通过两期高空间分辨率遥感图像提取红树林空间分布信息,在GIS支持下采用叠置分析方法,根据前、后两期各个斑块的空间位置、形状和面积变化情况以及图像表征,逐一分析确定每个斑块变化的主要驱动因子(即变化原因,包括自然过程、围垦、养殖塘和盐田建设、工程建设和人工造林5种)和变化途径(即变化类型,包括稳定、扩张、萎缩、碎化、消失和新增6种),在此基础上构建斑块数量和面积变化的驱动因子-变化途径状态矩阵,通过总驱动量、总驱动率、净驱动量、净驱动率、趋势驱动率、总流量、总流率、净流量、净流率、趋势净流率和作用力等系列指标定量地评估红树林斑块数量和面积的变化动态。该方法不但能够定量地表达了各个驱动因子对红树林斑块数量和面积变化的影响程度,而且能够准确地阐明了红树林斑块数量和面积发生变化的途径,并且还能够准确地反映了每个驱动因子通过何种途径影响斑块数量和面积的变化,实现了红树林空间动态变化分析的定位化、定量化和精确化。     

陆地生态系统碳水通量贡献区评价综述

综述了通量贡献区研究的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进中国区域碳水通量数据空间代表性的定量评价.通量贡献区是通量观测点上风向的空间代表区域,能够反映代表区域对应下垫面的源区内每一点对观测点的通量贡献权重影响,主要受观测高度、空气动力学粗糙度和大气稳定度等因素的影响.通量贡献区通常随着观测高度的增加、空气动力学粗糙度的降低和大气稳定度的增加而变大,反之则变小.通量贡献区的评价模型包括解析模型、拉格朗日随机模型、大涡模拟和闭合模型四类.通量贡献区的评价结果可以广泛应用于通量数据质量评价、实验设计的指导、与遥感技术结合的区域尺度的总初级生产力的估算、城市CO2通量变化的评估以及能量闭合的评价等研究.最新研究表明,对流边界层的通量贡献区存在负的通量贡献区域;有裸地存在的情况下解析模型通常会低估裸地对观测通量的贡献;与水平地面处的通量贡献区相比,山谷处通量贡献区变小而山脊处的通量贡献区变大.通量贡献区模型研究应进一步考虑大气中的平流效应、湍流的非高斯扩散以及建立冠层内部的通量贡献区模型.解决森林冠层内流场的不均匀性、冠层重叠问题、冠层湍流的不稳定性是建立适合冠层内部通量贡献区模型的前提条件.在理想条件的气体释放验证试验的基础上,需要开展复杂条件下的相关试验.     

2010秋季东海今生颗石藻的空间分布

根据2010年11月东海29站位所采集108个样品偏光镜检分析结果显示:调查区共发现26种今生颗石藻,优势种为赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、卡特螺旋球藻(Helicosphaera carteri)和粗壮环翼球(Algirosphaera robusta)等.水体中今生颗石藻丰度为0-76.562个/mL,平均值为18.641个/mL;颗石粒丰度0-4506.47个/mL,平均值为613.44个/mL,今生颗石藻在表层和底层均呈斑块状分布,海盆区站位丰度较近岸站位下降明显,但物种丰富度明显增多;颗石球丰度最大值站位发生在硅藻水华站位.将研究区域划分为3个断面进行分析:PN断面、沿岸流断面和黑潮断面.比较显示,PN断面的空间分布差异性较大,赫氏艾密里藻具有最高丰度的颗石粒和颗石球.沿岸流断面颗石粒/颗石球、黑潮断面中颗石粒(除底层外),自表至底随水深增加有轻微增加趋势,黑潮断面颗石球丰度高值区集中于25-80 m之间.结合历史环境资料,分析得出东海调查期水体混合、泥沙再悬浮以及硝酸盐浓度是控制今生颗石藻物种丰富度与物种特异分布的主要因子;今生颗石藻在不同环境中具有不同的生活策略,其空间分布特征随取样季节和海区不同有较大变化.     

赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布

基于"临水垂直插管法"采集赣江流域32个采样点的底泥样品,经索氏提取方法(Soxhlet Extraction,SE)前处理及气相色谱法(GC-ECD)检测样品中有机氯农药(OCPs)含量。结合多元统计学和ArcGIS9.3,研究了8种有机氯农药的残留状况及空间分布情况。结果表明,所检测8种OCPs中,除β-HCH有2个点未检出,其它7种OCPs检出率为100%。以DDTs残留含量最高,DDTs平均值为10.40μg/kg,其异构体以p,p’-DDT为主;HCHs的平均值为8.24μg/kg,其异构体以β-HCH为主。它们除了来自环境中的早期残留外,仍然具有新的外源HCHs和DDTs的输入。不同OCPs在研究区分布存在很大差异,HCHs总量分布较高的地区位于流域的中下游,DDTs总量分布较高的地区位于流域的中上游。     

钱塘江中游流域不同空间尺度环境因子对底栖动物群落的影响

溪流底栖动物群落结构受不同空间尺度环境因子的共同作用。基于2010年钱塘江中游流域60个样点的大型底栖无脊椎动物和环境变量数据,寻找与研究流域底栖动物群落结构变化密切相关的关键环境变量,解析流域尺度和河段尺度的环境因子对底栖动物群落的相对影响。PCA分析表明该区域的主要环境梯度是流域内的土地利用类型及其引起的溪流物理生境退化程度和水体营养状态。CCA分析发现影响底栖动物群落的流域尺度的关键环境变量是纬度、海拔、样点所在流域大小、森林用地百分比,河段尺度是总氮、总磷、钙浓度、二氧化硅浓度和平均底质得分。偏CCA分析得到两种尺度环境因子对底栖动物变异的总解释量为26.4%,流域尺度和河段尺度变量分别为总解释量的50%和31%;方差分解结果表明研究区域大型底栖无脊椎动物受到两种尺度环境因子的综合影响,且流域尺度环境因子较河段尺度环境因子更为重要,体现了其在溪流生态系统保护、恢复、监测和评价中的重要参考价值。     

湖北省潜江市生态系统服务功能价值空间特征

为了揭示生态系统服务功能价值在县级尺度上空间分布状况与特征,运用探索性空间数据分析(ESDA)方法,在已有研究基础上,结合RS/GIS技术,计算潜江市2009年生态系统服务功能价值,分析各样点生态系统服务功能价值强度的全局空间自相关性和局部空间自相关性,并对各样点生态系统服务功能价值强度进行了半变异函数分析、模型模拟和空间插值.结果表明,2009年,潜江市VES总和为190344.45万元.市域空间上生态系统服务功能价值强度呈现明显的全局空间正相关关系,但相关性随距离增加而下降.局部空间自相关模式表现出一个明显的“热核”区及两个明显的“冷极”区.半变异函数分析得到C0=0.005,Co+C=0.447,a=1.68(km),表明数据具有很强的空间自相关性.通过克吕格插值发现生态系统服务功能价值空间分布表现为以西南一东北方向为主轴的高值—低值核心扩散形态.     

生态系统服务竞争与协同研究进展

生态系统服务作为生态系统评估的核心领域,是生态学的研究热点。生态系统提供服务的形式与能力受人类活动强烈影响,反之,生态系统服务的变化又影响着人类相关决策的制定。不同生态系统服务之间很难甚至不可能同时达到利益最大化,即存在着不同程度此消彼长的竞争关系。此外,不同生态系统服务之间也可能形成相互促进或抑制的协同作用。探讨不同生态系统服务的相互关系(竞争与协同作用),有利于揭示不同尺度利益相关方与生态系统服务之间的作用与反馈机制,避免生态系统服务的重复估算;同时可为制定与实施生态补偿、提高人类福祉提供科学依据,优化生态系统服务管理。综合研究了近期国外生态系统服务竞争关系与协同作用的相关文献,在简述当前生态系统服务研究若干问题的基础上,以生态系统服务竞争与协同为视角,厘清了生态系统服务竞争与协同的基本内涵,总结了生态系统服务竞争与协同的主要类型,探讨了生态系统服务竞争与协同的空间与时间尺度效应;介绍并总结了生态系统服务竞争与协同两种主要研究方法(生态-经济综合模型方法、基于土地利用的情景分析法)的特点与适应范围。     

人工固沙区与流沙区准噶尔无叶豆种群数量特征与空间格局对比研究

准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum) 是中亚荒漠特有小半灌木,稀有种,在我国仅片段化分布于新疆古尔班通古特沙漠;它是流动沙丘的先锋物种,也能成功定居于人工固沙区(草方格)。对比研究了人工固沙区及自然流沙区的准噶尔无叶豆群落物种组成、种群密度、高度、盖度、生物量等特征及种群空间分布格局。结果表明:人工固沙区内的准噶尔无叶豆群落物种的科、属、种数均明显多于流沙区,而且2种生境物种相似性指数仅为0.522,表明人工固沙生境显著改变了群落物种组成与结构。除植株密度外,人工固沙区种群的高度,盖度,地上、地下及总生物量密度,单株地上、地下及总生物量等数量特征均显著高于流沙区。2种生境中准噶尔无叶豆种群空间分布的关联维数均接近2.0,体现了较强的个体空间相关性和空间占据能力。2种尺度(1 m和2 m)下的聚集度分析表明,2种生境中种群基本为随机分布。因而,人工固沙生境并未明显改变种群空间分布格局,这可能是种群的固有特性。人工固沙区的土壤有机质、全氮和有效氮含量显著高于流沙区,且与种群数量特征(植株密度除外)呈显著正相关。总之,与流沙区相比,人工固沙使地表得到固定,提高了土壤有机质和氮素含量,明显改变了定居于其中的准噶尔无叶豆种群主要数量特征,增强了种群的生存和适应能力。该结论对荒漠濒危植物的保育具有重要指示意义。