基于功能与空间格局的区域生态系统保育策略

本研究以位于长江流域的湖北省兴山县为研究区域,着重讨论了基于功能与空间格局的生态系统保育策略,即以改善生态系统功能为评价指标,以调整生态因子的空间格局为手段的生态系统保育策略。根据该县的地理位置,我们以生态系统功能中的水源涵养为森林生态系统保育的评价指标。利用基于地理信息系统的空间数据库,分析了研究区域内90类植被－土壤－坡度复合体的水涵养功能,综合评价了整个研究区域中生态系统的水涵养能力。利用生态系统中水涵养能力的空间异质性和变化－位置效应在生态因子改变中的作用,我们提出了“基于空间格局的森林扩展”的策略。将该策略应用于兴山县的生态系统保育,以期达到保育森林与改善水涵养能力的双重目的。本研究为保育、管理和持续利用长江流域和其他遭遇同样问题的区域的生态系统提供了有价值的信息。     

生态脆弱带内部空间分异结构与脆弱度划分

内蒙乌盟后山及河北坝上地区是研究土地利用的人为驱动,气候驱动同全球变化关系的理想剖面。区内气候风蚀力代表了自然地理条件的主分异方向,其值在70－3之间,高低差别很大,区内42a内单位面积上牲畜头数累积减少量以旱作界线附近为最高,向南北两侧减低,且南部高于北部。20世纪80年代沙漠化的发展并没改变本世纪70年代沙漠化程度分布的基本格局。两介时代具有相同的空间分布规律;沿旱作农业北界附近的旗县为沙漠化最严重的地带,向南部坝上农业地带和北部牧业地带递减。虽然社会经济因素仍以西北东南为分异的主方向,但滥垦加剧了农牧交错带梯度分异,旱作界线附近构成了社会经济因子分异的跃变地带。对区内20个旗县13个因子的旋转主成分分析表明,前4个主成分约分别为33％,21％,15％和14％,各自代表社会经济条件,灾害,气候风蚀力和沙尘天气四类要素。根据其分异规律,自东南向西北可将本区划为南部农牧中度脆弱,中部牧农重度脆弱和北部牧业轻度脆弱3个弧形地带。     

九龙江河口浮游植物的时空变动及主要影响因素

于2009年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）在九龙江河口水域进行了水文、化学和生物的生态完全示范区综合外业调查,研究了九龙江河口浮游植物的种类组成、密度分布、季节变化、空间差异及主要影响因素,并结合前期资料分析了年际变动。结果表明,九龙江河口的浮游植物共记录7个门类75属134种。主体是硅藻,绿藻次之,甲藻和蓝藻较少,黄藻检出率高,裸藻和金藻零星检出。种类组成的空间差异大,绿藻在河口内区淡水水域比硅藻更占优势, 中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、短角弯角藻（Eucampia zodiacus）、圆筛藻（Coscinodiscus spp.）、颗粒直链藻（Melosira granulata）、微小小环藻（Cyclotella. caspia）是河口区咸淡水水域及近海区的主要种类。浮球藻（Planktosphneria gelotinosa）、栅藻（Scenedesmus spp.）、盘星藻（Pediastrim spp.）、小席藻（Phormidium tenus）是河口内区淡水水域的主要种类。根据浮游植物的生态类型及其生境特征大致可分为三大类群。浮游植物密度夏季最高,平均为358.68103cells/L,密集中心的季节变化明显,密度分布由优势类群的密度分布决定。中肋骨条藻和短角弯角藻的数量庞大,导致优势种突出,多样性降低,种间分布不均匀,群落结构简单化。与史料比对,种类组成因淡水藻类的列入而更丰富,密度年际降低,中肋骨条藻仍是第一优势种,但优势度有较大降幅,优势类群有重大年际变化,细胞个体较小的种类占优。盐度和营养盐对浮游植物的分布及密度变化造成极大的时空差异,存在线性、复合线性、多项回归等复杂的相关关系。     

根茎草本披针叶黄华自然分株种群多尺度分布格局

通过在鄂尔多斯高原毛乌素沙地的实地调查 ,应用相邻格子样方和空间自相关分析方法 (Moran′sI) ,研究了在 0 .2m、0 .4m、0 .6m、0 .8m和 1.0m等 5个尺度上根茎豆科草本披针叶黄华 (ThermopsislanceolataR .Br.)自然分株种群的分布格局。同时 ,研究了基株特征和其他分株种群特征。研究显示 ,披针叶黄华自然分株种群具有 4个尺度的非随机分布格局 ;其中 0 .2m尺度的聚集分布格局频率最高。该植物的根茎分枝类型为合轴型(sympodial) ,克隆构型接近于密集型 (phalanx) ,根茎分枝角度为 10°～ 30° ;分株种群密度为 35～ 131株·m-2 ;种群平均分株高度为 11.0～ 2 5 .9cm。在所调查的 2个样方中 ,种群生物量平均分别为 2 6 3.6 3g·m-2 和 30 6 .19g·m-2 ;分株种群的根茎生物量分配分别为 33.71%和 44 .97% ,根生物量分配分别为 2 9.91%和 2 9.95 % ,地上枝叶生物量分配分别为 2 5 .12 %和 36 .35 % ;根冠比均为 0 .44 ,地下 /地上生物量比分别为 2 .12和 3.5 9。     

流域尺度土地利用与土壤类型空间分布的相关性研究

随着人类活动日益加强,土地利用变化及其驱动力研究已经成为国际地理学界研究的热点。但目前更多的工作侧重于研究人为因子,如人口增长、政策变化等因子对土地利用变化的影响,其实土地利用在宏观尺度上的变化一定程度上取决于自然环境背景,因此研究土地利用变化的自然环境背景特征对于进一步探讨土地利用变化的自然驱动力具有重要意义。土壤类型的空间分布在一定程度将影响土地利用的空间分布格局和变化过程。本文利用遥感、地理信息系统,通过选取景观格局指标,以于桥水库流域为例,研究了土地利用与土壤类型空间分布之间的相互关系。结果表明：(1)受人类活动干扰较弱的土地利用类型,如有林地、稀疏林地、灌木林地、其他林地和草地,主要分布在淋溶褐土、褐土性土以及棕壤地区;而与人类活动密切的土地利用类型,如山区旱耕地、丘陵区水田、丘陵区旱耕地和平原区旱耕地主要分布在淋溶褐土、褐土性土和潮土地区;(2)同类地区土地利用的多样性指数要比土壤的低。并且土地利用和土壤类型多样性均表现出明显的地形梯度效应,从中低山区、低山丘陵区、丘陵平原区到山间盆地区,土壤多样性指数从小到大有规律地变化。而土地利用类型多样性变化较为复杂,反映出人类活动对土地利用格局的影响较强,而对土壤类型的影响相对较小;(3)随着平均斑块面积的增加,流域多样性指数将呈下降趋势。土地利用多样性指数与流域总面积之间的相关性较差,但土壤多样性指数与流域总面积表现出的相关性较好;(4)土地利用类型与土壤类型之间,平均斑块面积上没有明显的相关关系,但在多样性指数之间存在着较好的相关性。土壤类型丰富多样的地区,土地利用的多样性指数也相对较高。     

菜蚜种群抽样理论的蒙特卡洛试验研究

北京地区秋白菜上蚜虫种群在其一定发展阶段的空间格局是可以用Pearson Ⅲ型分布拟合的。用蒙特卡洛试验研究这种分布的三个参数——平均数Ex,变异系数Cv和偏态系数Cs的估计误差同样本容量的关系是有效的途径。本文介绍了该试验的设计思想和实施步骤,并得出初步结论:以一株菜为一个样本单位计数白菜上的蚜虫头数,则在允许误差不大于5%的情况下,样本容量为50时,用矩法便可足够准确地估计Ev和Cv值了;但对于估计Cv值,则样本容量应为500左右。     

基于多目标灰色局势决策的三峡库区防护林类型空间优化配置

基于2007年Landsat TM遥感影像和影响防护林的主导环境因子,对三峡库区的森林立地进行分类,并通过选取水源涵养量、生物量和林分生产力3个指标,利用多目标灰色局势决策模型对库区现有的针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林4种防护林类型进行空间优化配置.结果表明： 2007年,三峡库区森林立地可划分为40种类型;空间配置优化后,研究区针叶林、阔叶林、针阔混交林和灌木林的面积比例分别为32.55%、29.43%、34.95%和3.07%.与优化前相比,优化后针叶林和灌木林的面积比例分别减少了8.79%和28.55%,阔叶林和针阔混交林分别增加了10.23%和27.11%.通过防护林类型的空间优化,三峡库区整体的水源涵养能力、生物量和林分生产力分别增加14.09×10⁸ m³、0.35×10⁸ t和1.08×10⁶ t.     

中国壳斗科植物属的空间多样性及差异

该文采用地理信息系统技术,以县为空间数据的基本单元,以壳斗科植物为研究对象,制作属的空间分布图,计算空间相似性系数,分析壳斗科各属的空间多样性及其差异。结果表明,三棱栎属为连续分布,与其他属的空间分布最不相似,其他属均为间断分布,其中锥属、青冈属、柯属空间分布最相似,这3个属的多样化中心均有云南南部,水青冈的多样化中心比前3个属偏北,栎属多样化中心是四川西南部和云南西北部,西北地区东南部是联系南方与北方栎属植物的重要通道。     

黑河下游地下水波动带地下水与植被动态耦合模拟

采用对数正态分布模型,基于2006年黑河下游的野外实测数据,建立了研究区胡杨和柽柳植被盖度与地下水埋深的模型,并模拟了研究区的潜在植被.结果表明：黑河下游胡杨的最适宜地下水位和平均地下水位分别为2.6和3.6 m,柽柳则分别为2.0和3.0 m;胡杨的高盖度分布区主要集中在河道两侧的区域,而柽柳则可以在研究区的大部分区域以较高的盖度生存,对于研究区当前的地下水埋深而言,柽柳应该是最适宜生存的物种之一;研究区胡杨和柽柳的潜在植被空间分布与现状分布的相似性分别为43.4%和55.6%,导致相似程度不高的主要原因为土壤中存在的石膏盐盘层阻碍了土壤水分的垂直运动.     

中国土地利用多功能性动态的区域分析

当前,国际学术界针对土地利用的研究正由土地利用格局变化向土地空间多功能变化及其可持续性的方向发展,其宗旨是确定和度量土地多元化利用所提供的产品、服务和功能,及其带来的环境和社会经济效应,实现对土地利用的科学管理。基于可持续发展三维度的理念及其指标体系,界定并定量评价了我国区域土地利用的10项功能,深入研究了在经济快速发展、生态环境保护紧密相随的过去20a间,各项功能的时空变化特征。研究表明,我国土地多功能性的10项功能中,就业支持功能表现出区域增减不一的特点,生态过程维持功能具有高度的稳定性。健康保障、交通功能、居住家园、生物性土地生产、人工化土地生产、资源供给与维持、污染接收器、景观与文化支持功能在各个区域得到了不断改善与提高,但各个功能变化的强势区和弱势区在时空分布上表现出了很强的区域性特点。区域自然条件禀赋、社会经济条件以及土地利用政策在功能变化中起着关键作用。研究结果揭出中国区域土地多功能性尚存在巨大的提升空间;土地政策应具有系统性、功能针对性和时空针对性,并应关注土地利用功能变化的链发效应。