基于加权Ripley's K-function的多尺度景观格局分析——以江苏盐城滨海湿地为例

以1987,1992,1997,2002,2007年的遥感影像为例,首次尝试使用加权Ripley's K-function的多尺度格局分析方法,计算了20年来景观异质性在江苏盐城滨海湿地的时间变化和空间分布趋势。通过对研究区的样带划分以及景观类型的点状化处理,建立滨海湿地样带图层和1987—2007年间各类型景观的点格局数据库,从而分析滨海湿地不同类型景观的空间聚集特征变化。基于加权Ripley's K-function的计算表明,在各级空间尺度和时间变化上,各类型湿地的斑块都呈现出空间聚集分布状态,且1987年以来,不同湿地类型的聚集空间特征尺度和空间分布强度均出现了大幅的增减变化,除互花米草滩之外的自然湿地的聚集空间特征尺度和强度都有明显下降甚至少到无法被检测到,而人工湿地却呈现聚集特征尺度和强度的双增长,且该聚集程度有逐渐增强的趋势。分析表明,既考虑样点的空间位置信息又考虑样点分布范围的加权Ripley's K-function方法能很好地表征湿地景观在多尺度上的变异,且与传统空间景观指数等分析方法的结论在一定程度上保持一致。     

灵山湾国家森林公园垂序商陆土壤种子库时空动态及其对防除措施的响应

土壤种子库是植物潜在的种群,对生态系统稳定和未来植被的结构、功能有着举足轻重的影响。垂序商陆(Phytolacca americana)的入侵已对山东省胶南市灵山湾国家森林公园的森林生态系统构成严重危害。为调查该物种在公园内的潜在扩散能力,于2009—2014年调查了刺槐(Robinia pseudoacacia)林、黑松(Pinus thunbergii)林、刺槐黑松混交林和紫穗槐(Amorpha fruticosa)林(灌丛)4种林分类型,以及2009年采用物理和化学控制入侵危害严重的刺槐林内的土壤种子库。结果表明:垂序商陆种子在4种林分中均有发现,在刺槐、黑松林内表现为由林缘至林内逐步降低的趋势。垂序商陆种子只存在于枯落物层和5 cm以上的土壤中,随土层深度的增加而减少,枯落物层土壤种子库由林缘到林内呈递减趋势。与2009年相比,2014年黑松林和灌丛中平均种子库密度分别降低46%和44%,刺槐林和混交林分别增加299%和355%。垂序商陆种子发芽率在10%以下,随土层深度的增加而依次降低。采用物理、化学控制措施的刺槐林内垂序商陆的更新量、结实量、种子库含量均明显高于紫穗槐林的。调查结果表明垂序商陆土壤种子库具有明显的空间异质性,并且保持了较强的繁殖潜力,营造紫穗槐灌丛可以有效控制垂序商陆的扩散,可为经营沿海防护林提供理论指导。     

兰州城市宜居性评价及其空间特征

在新型城镇化背景下,宜居性已成为当前城市发展研究的热点。基于问卷调查、Arc GIS空间分析方法及聚类分析法,选取设施完善度、出行便捷度、居住安全度、环境健康度、景观优美度和居民归属感6个一级指标和27个分指标,建立城市宜居性综合评价模型。在此基础上,以兰州市主城区内的48个街道和1个高新技术开发区为研究对象,从市区层面、分区层面和片区层面3个空间尺度,对兰州市宜居性进行了系统评价,以期为兰州城市建设提供参考。结果表明:兰州市宜居性总体水平不高,市区层面上受河流山体的提升作用,宜居性整体呈带状分布;分区层面上东西部差异明显。其中,城关区宜居性最好,七里河最差;片区层面受城市空间结构的影响,呈"多中心"分布格局。     

新疆生产建设兵团生态系统服务价值时空分异特征

依据2000年和2010年新疆生产建设兵团(以下简称新疆兵团)土地利用数据,利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,分析了新疆兵团生态服务价值的时空分异特征。结果表明:2000—2010年全兵团单位面积生态服务价值增加了204.61元hm-2a-1,年增长率为0.41%,耕地和林地生态服务价值呈增长趋势,草地、水域、湿地、未利用地生态系统服务价值呈减少趋势;2010年各师单位面积的生态系统服务价值差别很大,其基本规律为一师六师十师四师九师八师五师十四师七师二师十二师三师十三师,这与不同土地利用类型生态服务价值指数的差别和各师的土地利用程度存在密切关系;一师、二师、四师、六师、七师、八师、十师、十二师单位面积生态服务价值呈增加趋势,三师、五师、九师、十三师、十四师单位面积生态服务价值呈减少趋势;人为开垦是该区域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素。     

干旱地区山地荒漠草原阴坡植物群落空间异质性

在样线调查基础上 ,以 Shannon- Wiener指数 ,群落盖度 ,DCA排序轴为区域化随机变量 ,应用半方差、分形分析等方法 ,对干旱地区山坡植物群落空间异质性进行了研究。结果表明 ,在整个山坡尺度上植被格局的空间异质性不大 ,小尺度上植被格局的空间异质性较大 ,尺度依赖性较强 ,不同群落类型的空间格局不同 ,随尺度变化的规律也不一样。严重放牧干扰强烈影响干旱山地植物群落的空间格局 ,生境中的牧道格局 ,斑块格局使山坡植物群落多样性空间异质性更加复杂 ,牧道效应是导致群落空间格局周期性振荡的重要因子。去势对应分析 (DCA)排序第一轴特征值体现了综合生态因子对群落格局作用的结果 ,DCA第二轴半方差变化包含了大量信息 ,其变化具有周期性。群落多样性空间格局强烈影响着干旱山地生态系统的各种生态学过程 ,这些作用机制有待进一步研究     

树木位置和胸径对人工林细根水平分布的影响

通过研究福建三明莘口林场33年生格氏栲和杉木人工林细根生物量与树木位置和胸径大小的关系,探讨人工林细根水平分布特点。用土芯法(土钻内径6 .8cm,深10 0 cm)测定细根生物量,格氏栲和杉木人工林分别随机取土芯4 1个和4 0个,同时记录离取样点最近的第1棵、第2棵和第3棵树的距离和胸径。格氏栲和杉木人工林细根生物量平均值分别为3.2 6 6 t/ hm2和2 .0 4 8t/ hm2 ,变异系数分别达37.3%和4 2 .8% ,细根生物量均遵从正态分布(p<0 .0 5 )。格氏栲和杉木人工林细根生物量均与离取样点最近第1棵、第2棵树的距离有显著的负相关,且以与最近第1棵树距离的相关系数最大。格氏栲人工林细根生物量与最近第1棵树的胸径呈显著的正相关(p<0 .0 1) ,而与最近第2、第3棵树的胸径无关(p>0 .0 5 ) ;而杉木人工林细根生物量则与最近第1、第2和第3棵树的胸径均无显著相关(p>0 .0 5 )。逐步多元线性回归分析表明,离取样点最近第1棵树距离和胸径可解释格氏栲人工林细根生物量水平变异的4 1.0 % ,而离取样点最近第1、2棵树距离则可解释杉木人工林细根生物量水平变异的4 0 .6 %。由于人工林细根水平分布呈现特定模式,规则取样估计细根生物量将产生系统误差。     

天童米槠-木荷群落主要树种的结构及空间格局

种群的结构和空间格局是植物群落的重要特征.以浙江天童米槠（Castanopsis carlesii）-木荷（Schima superba）群落为对象,应用永久样方法和每木调查法调查了群落种类组成和结构,并对10个主要常绿阔叶树种的种群结构和空间格局进行了分析,种群结构分析包括胸径级结构和垂直层次结构,空间格局分析包括各种不同垂直层次个体的空间分布格局和空间关联,并考虑了空间关联的尺度依赖.所选10个种总体RBA值达到81.9﹪,包含了群落的全部5个优势种,SDI指数除黑山山矾（Symplocos heishanensis）为正值外,其余9种皆为负值,各个种在垂直空间上占据了不同的位置.不同种之间以及同种不同层次之间表现出复杂多样的分布格局,体现出多级复合分布特征,但多数种整体上表现为集群分布或基本分布成分为个体群.空间关联在不同种之间、同种不同层次之间以及不同空间尺度上发生了分化,随尺度的增加,正关联增加而负关联减少.各个物种通过占据不同的水平和垂直空间,并采取不同的生活史对策,在群落中得以共存,从而导致了群落高的生物多样性的形成和维持.     

不同稻作制对红壤性水稻土中锰剖面分布的影响

为了探讨红壤性水稻土锰的迁移和转化行为,通过长达16a的定位试验研究了不同稻作制、有机肥以及地下水位对土壤剖面中全锰、活性锰和交换态锰分布的影响。试验结果表明,长期淹水种稻引起0-20cm土壤层次全锰、活性锰和交换态锰含量的显著下降,而在20－40cm和40－75cm土层相对累积。不同稻作制比较,0－20cm土层中全锰、活性锰和交换态锰含量以稻稻泡显著高于稻稻绿和稻稻油处理,而20－40cm和40－75cm土层3种锰形态的含量各稻作制之间无显著差异,表明实行水旱轮作的稻稻绿与稻稻油两种稻作制耕层土壤锰的淋溶损失比持续淹水的稻稻泡制更为严重。相对而言,不同有机肥施用水平和地下水位对土壤剖面中锰分布的影响要小于稻作制,总的趋势为：土壤剖面中锰的空间分异程度以高量有机肥＞常量有机肥＞单施化肥;低水位＞高水位。从土壤中锰的空间分布规律可以看出,水旱轮作（尤其是在低水位和有机无机配合的条件下）比长期淹水更有利于土壤锰氧化还原引起的深层淋溶与淀积,加速了典型水稻土剖面的形成。     

植被科学与多元向量分析

提出植被分析的新数学方法－－多元向量分析法。植被群落是由多种植物组成的。植被状态可以用多维物种空间的点,或连接空间点和原点的多元向量来,向量同时具有量值和方向。向量的量值（长度）表示植被所含物质,能量,信息的总量,而方向表示这个总量在各物种间的分配。在射影空间里,同一射线上的点表示成分相同的植被（或代表相同植被的点组成射线）。用余弦表示的向量方向是植被数量化,进而施行植被成分分析的关键。向量分析既可以用来进行植被分类,也可以用于植被动态监测。     

土壤模糊隶属度不同数据转换方法及其对空间插值结果的影响

应用模糊c-均值算法对土壤进行连续分类时,其输出的土壤模糊隶属度值具有成分数据的结构特点.直接基于土壤隶属度数据实施普通克里格插值,其空间预测结果缺乏可信度.因此,在进行插值预测之前,必须对土壤模糊隶属度值进行必要的数据转换.研究采用对数正态变换方法、对称对数比转换方法和非对称对数比转换方法对土壤模糊隶属度值进行数据转换,分析了各种数据转换形式对插值结果及其精度的影响.结果表明,对样点土壤模糊隶属度进行简单对数正态转换,其插值结果空间上任意点的土壤对于不同类别的隶属度之和均不为1,因此这样的插值结果理论上缺乏可行性.数据经非对称对数比转换和对称对数比转换后,插值结果均满足各个位置组分之和为1和非负限制,二者相比,后者对区域总体趋势的反映较前者好,且精度较高.因此,在应用对称对数比方法对样点土壤模糊隶属度值进行数据转换的基础上,应用克里格技术实施空间插值可以获得最佳预测结果.