基于网络特征的道路生态干扰——以澜沧江流域为例

道路网络对区域景观的生态格局和过程产生较大的影响,作为干扰因子,区域道路网络的特征和所产生的生态干扰水平存在一定的相关性.利用GIS和网络分析法,以澜沧江流域县域为基本单元,分析了研究区各县的道路网络特征指数,在揭示了区域道路网络不同特征之间的规律性的基础上,进一步对区域网络特点和生态干扰之间相关性进行了内在关系的探讨.结果表明,澜沧江流域道路网络结构的空间差异很大,流域内各县的道路网络节点数、连接线数目、α环度、β线点率、γ连接度指数等网络特征因子也存在较大差异;道路密度和道路总长度与区域海拔高度呈现较明显的负相关关系;道路密度和区域道路的廊道密度呈现正相关关系,和区域道路的α指数、β指数和γ指数关系可以用倒数模型来拟合.缓冲区分析表明,耕地比例和道路密度线性相关关系显著,而其他类型相关性较差,但区域综合的人工干扰指数(Hd)(1980,2000)和道路网络的特征指数相关显著,而且不同时期的区域景观的斑块密度、平均斑块面积和区域道路网络特征之间也存在较强的相关性,即网络扩展使得区域生态系统受干扰强度增加,破碎化严重,但较短时期内的生态系统变化和道路网络特征之间相关性不显著.     

祁连山典型流域谷地植被斑块演变与土壤性状

植物群落演变与土壤性状变化之间的相互作用和过程研究对于认识生态系统结构和功能演变有着重要的意义.对祁连山谷地灌丛草甸退化演变过程中植物群落物种组成、土壤物理和化学性状特征、及土壤与植被的相互作用进行了研究,结果表明,在祁连山谷地阴坡林线以下较小的空间范围,植被斑块由金露梅群落向金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块演变,植被盖度降低,但物种多样性增加.不同植被斑块之间土壤水分有显著的梯度变化,土壤水分的变化导致植被的退化演替.植被斑块的演变导致土壤性状的明显分异,从金露梅灌丛斑块向金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块演变,土壤容重显著增加,土壤团聚体组成由大粒级的大团聚体(》1mm)破碎为小粒级的大团聚体(1-0.25mm)和微团聚体(《0.25mm),团聚体稳定性降低,表明土壤结构的退化;土壤有机碳含量下降了31.2%和55.9%,干筛各粒级土壤团聚体中有机碳含量金露梅-马蔺群落斑块和马蔺群落斑块显著低于金露梅斑块,土壤团聚体平均重量粒径与有机碳含量存在显著相关,植被退化演变中土壤有机碳的损失部分地由于团聚体的破碎引起;土壤全氮和有效氮不同斑块之间也有显著的差异,植被斑块退化演变使氮的有效性降低;但磷、钾养分对植被变化的响应不敏感.植被的退化演变使土壤团聚体破碎、土壤结构退化,有机碳和全氮含量下降,使其抗侵蚀能力和水源涵养功能显著降低,又进一步加速植被的退化演替.在气候变暖的趋势下,马蔺斑块将进一步向林线逼近,灌丛草甸植被将会进一步退化和萎缩.     

五台山南台旅游活动对山地草甸优势种群格局的影响

利用双项轨迹方差法,对五台山南台不同距离带上紫羊茅、珠芽蓼和北方嵩草的格局进行了研究.结果表明:(1)3个种群在第一带上格局强度很弱,在第五带上格局差异最明显.不同种群在第二、第四带上因旅游活动和种间竞争而表现出不同的格局规律.(2)近距离处,旅游干扰大,尽管紫羊茅是优势种,但它和其他种群一样都表现出斑块化的现象.随着距离的增加,旅游干扰减小,种间竞争激烈,紫羊茅的优势减小,北方嵩草的优势上升,珠芽蓼徘徊不前,种群格局各具特色.远距离处,北方嵩草斑块稳定,规模大,紫羊茅的斑块数量少,规模较小.珠芽蓼没有表现出明显的规律性,这可能与其本身的生理生态有关.     

1991-2017年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变

冰川景观变化是全球环境和气候变化的共同"指示器"。随着全球气候变化加剧,干旱和半干旱地区的冰川景观将进一步变化。科学评估冰川景观格局时空演变特征,为应对冰川景观变化及其影响提供科学参考。基于1991-2017年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,采用监督分类方法获取叶尔羌河流域冰川景观时空格局及变化数据,利用景观格局指数、质心迁移模型、分形维数等方法分析近26年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变特征。结果表明：（1）1991-2017年叶尔羌河流域冰川斑块面积呈消减趋势,但有所减缓,共减少799.50 km²（-13.09%）。冰川斑块面积消减主要集中在海拔5400-5800 m之间,相较之下,海拔4400 m以下的区域冰川斑块面积消减率最高,达63.68%;不同坡度冰川景观消减率存在差异,陡坡冰川斑块面积消减率最高（15.98%）,急陡坡消减率最低（2.87%）;阴阳两坡冰川景观均呈消减趋势,阳坡冰川斑块面积消减速率显著高于阴坡。（2）近26年来,叶尔羌河流域冰川斑块数量、最大斑块指数均减小,而平均形状指数、平均周长面积比、分裂指数均增加,表明冰川景观不断消减,破碎化程度增加。（3）研究期间,叶尔羌河流域冰川景观质心发生迁移,整体呈现东北偏移趋势。（4）通过分形理论对叶尔羌河流域冰川景观空间结构特征进行分析表明,该流域冰川景观消减率略微降低,但仍然处于持续消融状态。     

林窗几何特征的测定方法

林窗面积、形状及边界木高是决定林窗环境异质性的3个林窗几何特征,影响林窗内植物更新。林窗几何特征的快速测量方法是林窗研究的基础,测量方法可分为2类:基于地面实际测量的地面法和基于林窗林冠照片的相片法。地面法费时费力,受人为因素影响大,可测量林冠林窗和扩展林窗的面积,但不能测量林窗形状和边界木高。相片法具有简单、客观、可重复的优点,但仅适用于林冠林窗。相片法共有5种:"平面相片法"、"航片法"、"半球面影像法"、"双半球面影像法"和"改进的半球面影像法"。前3种测量方法只能测量林冠林窗面积;"改进的半球面影像法"可测量林冠林窗面积和形状,且精度高于前3种相片法,但所需参数最多;"双半球面影像法"可测量林窗面积、形状及边界木高这3个林窗几何特征,且精度较高,但拍摄要求较高。     

青藏高原东缘过路黄在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享

在青藏高原和四川盆地过渡带,分别于618m和1800m两个海拔高度上研究匍匐茎克隆植物过路黄(Lysimachia christinae)在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享及其对生长的影响.结果显示, 在海拔1800m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比, 资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段的生物量和分株数均获得显著增加;在海拔618m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比,资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段生物量显著增加.在海拔618m和1800m处,生长在低光高养条件下的远端分株, 若与高光低养的近端分株相连, 相比连接到低光高养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地下部分;在海拔1800m处,生长在高光低养条件下的远端分株, 若与低光高养的近端分株相连, 相比连接到高光低养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.在海拔618m和1800m处,生长在高光低养条件下的近端分株, 若与低光高养的远端分株相连, 相比连接到高光低养的远端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.处于资源交互斑块性生境中的过路黄发生了克隆内分工,依靠相连分株间的功能分化, 克隆植物能有效的利用异质性分布的资源, 缓解资源交互斑块性分布对克隆植物生长的不利影响.通过间隔子(匍匐茎或根状茎),相连分株间能够相互传递和共享由不同分株获得的资源,这种资源共享能够提高克隆植物在异质性生境中的存活与生长.同时,方差分析显示环境异质性和海拔的交互作用显著影响克隆片段的生物量和分株数.相比于海拔618m,在海拔1800m处克隆内资源共享对克隆植物生长表现的影响更大.     

放牧及土壤斑块质量对白三叶密度及分枝格局的影响

对白三叶长期禁牧草地及土壤斑块质量不同的春季休牧草地的研究结果显示,４月份,在中等放牧强度草地上,约有７６．５％￣８０．４％的白三叶植株为茎部出现断折的残株,放牧草地植株密度明显高于对照草地。放牧草地较好的土壤营养条件使白三叶单株构件数量明显上升,但使分枝强度略有下降。白三叶各构件密度之间存在显著正相关。不同样地上白三叶的分枝均以２、３级分枝为主。放牧草地的分枝角度大小顺序为：１级分枝角＞２级分枝     

斑块生境中食果鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播

生境斑块化对食果鸟类的移动行为产生影响,进而影响其对植物种子的传播格局和效率。南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)是我国一级保护植物,在南方山区多因人为干扰而呈斑块状分布。2011年,2012年10月底到12月中,以分布于福建梅花山国家级自然保护区红豆杉生态园中南方红豆杉种群为对象,研究斑块生境中鸟类对南方红豆杉种子的取食和传播行为,并评估专性鸟类和泛性鸟类的传播效率。结果发现:南方红豆杉源斑块共吸引22种食果鸟类取食红豆杉种子,并与13种鸟类形成了种子传播关系。不同年间,黑短脚鹎(Hypsipetes leucocephalus)都是植物的主要传播鸟类,而其他鸟类传播者种类具有一定的年间变化。生境斑块化导致专性鸟类黑短脚鹎和泛性鸟类红嘴蓝鹊(Urocissa erythrorhyncha)种子传播效率差异。与红嘴蓝鹊相比,黑短脚鹎飞行的平均距离较短((16.3±11.0)m,Mean±SD,n=125),传播距离相对较近;且它们取食后偏好在源斑块中活动,喜栖息在同种成树、甜楮(Castanopsis eyrei)及其他阔叶树等栖树上。红嘴蓝鹊取食后常在斑块间移动,常停歇在同种成树和毛竹(Phyllostachys heterocycla)上,传播距离相对较远((24.9±20.0)m,Mean±SD,n=95)。空间一致性结果表明,黑短脚鹎移动距离对幼苗更新距离的空间一致性程度高;而红嘴蓝鹊偏好生境与幼苗更新生境一致性程度高。结果表明,斑块生境中植物能与专性鸟类、泛性鸟类之间形成种子传播互惠关系,且种子传播效率受到专性鸟类和泛性鸟类传播距离和传播生境的影响。     

基于斑块评价的三峡库区腹地坡耕地优化调控方法与案例研究

三峡库区腹地坡耕地大量存在,且25°的陡坡耕地实现全部退耕还林难度很大,同时还存在农户自发弃耕撂荒现象。有必要深入探讨库区腹地不同地域特征下坡耕地优化调控的理论与方法。在充分考虑坡耕地的分布现状和未来发展趋势的前提下,设定了坡耕地优化调控的6个原则,提出空间优化适宜性评价和农户对坡耕地资源的需求压力数量评价相结合的坡耕地综合优化调控方法。选取库区腹地典型流域草堂溪流域进行案例研究。根据草堂溪流域特点以及坡耕地分布特征,从坡耕地可达性、生态功能和坡改梯适宜性3方面选取相关指标作为格局适宜性调控体系,选取耕地压力指数和果园对农户需求的补充能力作为数量调控体系。综合优化将研究区坡耕地分为优化利用型、重点整治型、逐步退耕型和优先退耕型4种类型,结合研究区坡耕地特点在保持耕地压力不增加、减少陡坡不适宜耕地和土壤侵蚀的前提下设置了4种退耕情景。最后根据农户自发撂荒地的空间分布特征,验证了评价指标体系建立的合理性和正确性。     

叶脉结构与功能及其对叶片经济谱的影响

叶脉由贯穿于叶肉内部的维管组织及其外围机械组织构成,多样化的脉序及网络结构使叶脉系统发生变异和功能分化。该文综述了叶脉系统结构与功能的最新研究进展。通过聚焦叶脉分级系统的结构与功能及其在叶片经济谱(LES)中的重要性,解释叶脉性状与其它叶片功能性状之间的关系及机制。不同等级叶脉在机械支撑与水分运输方面存在功能分化,其中1–3级粗脉在维持叶片形状和叶表面积以及物理支撑方面发挥重要作用,有利于维持叶片最大受光面积;4级及以上细脉具有水分调节功能,它们与气孔相互协调,影响叶片水分运输、蒸腾散热和光合作用速率。叶片生长过程与叶脉发育的动态变化模式决定叶脉密度,并影响叶脉密度与叶片大小之间的关系:叶面积与粗脉密度呈显著负相关,与粗脉直径呈显著正相关,而与细脉密度无关。与叶脉性状相关的叶片经济谱框架模型预测,叶脉密度较高的叶片寿命短、比叶重较小,叶片最大碳同化速率、代谢速率以及资源获取策略潜力较高。