桂西北典型喀斯特区生态服务价值的环境响应及其空间尺度特征

Study on ecosystem service values (ESVs) is the bridge of understanding ecosystem and economic decision-making. To investigate the response of ESVs to ambient environment and their spatial scales is an urgent work in the process of ecological restoration and sustainable development in southwest China. Based on the previous research results, the remote images, and weather data of 31 years (1975-2005), the response of ESVs to ambient environment and their spatial scales in a typical karst area of northwest Guangxi, China were evaluated with the method of empirical mode decomposition (EMD) in this paper. The results showed that ESVs had obvious variations with changes in elevation, rocky types and soil types, and had corresponding characteristics of spatial scales. The ESVs in middle and low elevation areas were higher, but they decreased due to human activities such as deforestation. The ESVs in peak-cluster depression areas were lower, and they would increase as influenced by policies such as returning farmland to forestland. The ESVs were influenced by rocky types, showing lower values but an increasing trend in the typical karst regions while higher values but a decreasing trend in non-karst regions. The average ESVs in the west part of the study region, which is not only the main nature reserve for rare wildlife species in Guangxi, but also one of the best preserved natural vegetation regions in China, were more than 15,000 RMB Yuan ha-1,. Comparatively, the ESVs were less than 10,000 Yuan ha-1 in the middle part of the region attributed to low vegetation coverage, serious peak-cluster depression and karst rocky desertification. After about 20 years, that is from 1985 to 2005, the ecosystem conditions had been improved and the ESVs had increased in the middle and eastern part of this study region. On the contrary, in most western part, which was dominated by subtropical evergreen broad-leaved forest, they had been worsened, and the balance values of ESVs were negative. As for the relationships of ESVs with rocky types and soil types, lime soil and red soil were the two main soil types that contributed to ESVs (The total contribution was above 60%, and it is 63.77%,64.37%,64.56%,64.91% respectively in the four years of 1985, 1990, 2000 and 2005.). The variance contribution of intrinsic mode function (IMF) and trend (R) showed that there were obvious special sales for ESVs in this study area, and the main spatial scales were about 2.7 km, 5.5 km, and 11.6 km. The variance contribution ratio was 12.29%, 11.26%, 11.49% respectively, and the trend (R) was high (17.74%). In conclusion, this study indicated that ecosystem conditions in the typical karst area were improved owing to the application of rocky desertification control policies, such as ecological migration and returning farmland to forestland. Besides, the main spatial scales of ESVs in the study area were the interactions of terrain, physiognomy, land use / land cover and human activities.     

荒漠沙蒿根围AM真菌和DSE的空间分布

2009年7月在内蒙古黑城子北、多伦县城东和正蓝旗元上都遗址3个样地分别从0-10 cm、10-20 cm、20-30cm、30-40 cm和40-50 cm 5个土层采集沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围土壤和根样,系统研究了沙蒿根围AM真菌和DSE(Dark septate endophytes)的空间分布及与土壤因子的相关性。结果表明,沙蒿根系能被AM真菌高度侵染形成典型的I-型(Intermediate type)丛枝菌根,并发育形成泡囊和丛枝结构, 并与DSE形成良好的共生关系,样地生态条件和采样深度对AM真菌分布和活动有显著影响。黑城子样地孢子密度最高,元上都样地泡囊定殖率最高,不同样地间丛枝、菌丝、总定殖率和DSE定殖率无显著差异。孢子密度峰值出现在0-10cm表层土,并随土壤剖面深度增加而降低;泡囊定殖率峰值出现在10-20cm土层;AM真菌其他结构定殖率及DSE定殖率在各土层间差异不显著或变化无规律。孢子密度与AM真菌不同结构定殖率无显著相关性,与各土壤因子极显著正相关。泡囊定殖率与脲酶和碱性磷酸酶极显著负相关,与酸性磷酸酶显著负相关。菌丝定殖率、总定殖率及DSE定殖率与各土壤因子均无显著相关性。土壤碱解N和有机C与脲酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶极显著正相关;土壤速效P与碱性磷酸酶极显著正相关,与脲酶显著正相关。对沙蒿根系AM真菌和DSE真菌分布和定殖规律的研究,可进一步明确AM真菌和DSE的生态功能,为利用菌根生物技术促进荒漠植被恢复和生态重建提供依据。     

气候变化对我国7种植物潜在分布的影响

利用CART(分类和回归树)模型及A2和B2气候情景,模拟分析气候变化对瘿椒树、岩高兰、延龄草、星叶草、天麻、蝟实和秃杉分布范围及空间格局影响.结果显示:气候变化下,就目前适宜分布范围,瘿椒树呈增加趋势,其它植物呈缩小趋势;就新适宜及总适宜分布范围,蔚实、延龄草和瘿椒树呈增加趋势,星叶草和岩高兰呈减小趋势,天麻和秃杉在...     

海豚的神经系统是如何利用声波定方向的？

海豚和蝙蝠等神经系统利用两耳效应来检测声音的方向,这为大家所熟知,海豚和蝙蝠要靠听觉代替视觉来捕食和躲避敌人,用双耳快速测定声源的方向,神经系统如何能达到这一目的？在数字技术中求两个波形相位差有一套复杂的算法。可是经这篇文章的分析,在神经系统中处理相位差却出奇地简单,它只需一个神经元就可完成计算。这为我们进一步认识神经系统信息处理机理提供了一个例证。经计算机仿真证明它具有很多特别的优点。也为信息处理技术提供了一个新的方法。     

河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化

基于1985、1995、2000、2011年的Landsat TM影像解译数据,以河西走廊20个县(市、区)为基本研究单元,运用生态系统服务价值估算法,依据生态系统服务价值指数(ESV)和生态经济协调度指数(EEH),对河西走廊1985—2011年生态经济系统协调度进行评价.结果表明: 研究期间,研究区土地类型结构发生了较大变化,林草地面积减少幅度较大,建设用地和耕地面积增加较快.ESV整体呈下降趋势,研究区东、中部石羊河流域和黑河流域中游ESV变化幅度较大,经济开发方式在本时段发生过显著变化,研究区西部疏勒河流域ESV变化不大.2000年后,研究区经济增长速度明显加快,资源型城市和区域性中心城市是经济增长的热点区,整体上沿走廊中心向两侧递减.研究区生态经济关系整体上经历了“初步恶化-进一步恶化-低度协调”的演变过程,研究区东、中部的石羊河流域和黑河流域中游EEH有较大幅度的变化,生态经济经历了“冲突-进一步冲突-小幅度缓和”的过程,西部疏勒河流域EEH变化幅度较小,石羊河流域和黑河流域高强度的开发模式以及随后的流域综合治理对区域生态经济协调性产生了较大影响.
     

基于GIS支持下的土地资源空间格局生态优化

以防治水土流失和维护景观整体生态优化为目标,选择我国滇西南地区亚热带山地为典型案例,利用遥感数据和GIS的空间信息处理技术,采用适宜性评价与土地资源利用格局整体优化相结合的方法,用最小累积阻力模型(MCR)确定土地利用的功能分区和生态格局组分,探讨山地土地资源空间格局生态优化途径.结果表明:(1)基于GIS空间分析技术和"成本距离加权"制图分析工具,采用最小累积阻力模型(MCR)的土地资源空间格局生态优化方法是可行的;(2)将水平生态过程作为一种对景观的控制过程来对待,以常绿阔叶林和思茅松林为保护源,基于最小累积阻力面(MCR)模型,构建了对土地资源整体生态功能起维护作用,对源内物种的迁移或扩散过程具有关键作用的廊道、辐射道和战略点等生态格局组分;(3)基于MCR阻力值建立的频率序列及拐点图,拐点两侧的土地利用类型异质性较大,可以作为划分土地功能分区的临界点,以此划分出有利于生态安全的核心源保护区、生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和居民生活区等6类土地功能区,并提出各功能区的管理措施.     

福建省毛竹林碳贮量的空间自相关分析

以1985年、1996年和2006年福建省毛竹〔Phyllostachys edulis(Carr.)J.Houz.〕林资源二类清查资料为基础数据估算福建省毛竹林碳贮量,在此基础上,采用空间自相关分析法对福建省毛竹林碳贮量的空间分布规律和空间自相关关系进行研究。结果表明:1985年、1996年和2006年福建省毛竹林碳贮量的空间分布特征相似,均呈现闽西和闽北区域较高、闽东和闽南区域较低的规律;并随时间的推移毛竹林碳贮量逐渐增加。1985年、1996年和2006年福建省毛竹林碳贮量的全局空间自相关指数Moran’s I分别为0.36、0.38和0.41,Z值分别为4.98、5.32和5.57,说明福建省毛竹林碳贮量呈现显著的正空间自相关性,具有明显的集聚现象,且随时间推移集聚现象越来越明显。局部空间自相关分析结果表明:闽西和闽北区域毛竹林碳贮量的空间分布呈现显著的"高-高"正相关集聚特点,而闽东和闽南区域则呈现显著的"低-低"正相关集聚特点,其他少数区域则呈现"高-低"或"低-高"负相关集聚特点。研究结果显示:福建省毛竹林碳贮量的分布格局与各地区毛竹林的发展状况有关。     

Fine-scale spatial distribution of soil organic carbon and its fractions after afforestation with Pinus sylvestris and Salix psammophila in a semiarid desert of China

半干旱沙漠中樟子松和沙柳造林后土壤有机碳及其组分的小尺度空间分布 半干旱沙漠造林有助于改善土壤功能以及增加土壤有机碳(SOC)固定,但人们对造林后SOC及其不稳定(LOC)组分的小尺度空间分布了解甚少。本研究以毛乌素沙地东南缘樟子松(Pinus sylvestris)和沙柳 (Salix psammophila)为研究对象,量化了距离树体20、80、150和240 cm处SOC、LOC组分及其相关变量的小尺度空间分布。研究结果表明,沙柳和樟子松造林显著提高了SOC、总氮(TN)、可溶性有机碳 (DOC)、微生物碳(MBC)和易氧化有机碳(ROOC)含量;在距离树体20 cm处,0–100 cm土层樟子松SOC 储量比沙柳高27.21%;在距离树体80和150 cm处,沙柳SOC储量分别比樟子松高5.50%和5.66%;与流 沙地相比,在距离树体20、80、150 和240 cm处,沙柳和樟子松SOC储量显著增加了94.90%、39.50%、 27.10%和18.50%;沙柳和樟子松ROOC分别占SOC的14.09%和18.93%。总之,造林促进了半干旱流沙地SOC的积累,樟子松比沙柳分配更多的有机质到距离树体<80 cm范围内的土体中。     

生态位理论在张家界市主要旅游景区评价中的应用

选择张家界市5个主要旅游景区作为研究对象、50种影响旅游景区发展的资源状态作为评价指标, 通过指标逐级合并处理, 在3个指标级别(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级)上分析了生态位宽度和生态位重叠. 结果表明: 张家界市旅游景区生态位宽度受指标级别的影响显著(F=10.278, P=0.006), 而采用相对生态位宽度则不受指标级别的影响, 说明在旅游景区开发潜力评价中, 相对生态位宽度比绝对生态位宽度更具合理性; 从Ⅲ级指标到Ⅰ级指标, 旅游景区生态位重叠度值有增大趋势, 表明指标级别的选择会影响旅游景区间实际生态位重叠的评价. 随着评价指标的逐步细化, 当观测到的Pianka指数和采用Monte Carlo模拟的Pianka指数的差值达到显著水平时, 该指标级别可作为评价指标细化的最低标准, 模拟的生态位重叠值可作为旅游景区竞争评价的重要参考.     

整治区植烟土壤养分空间变异及肥力适宜性等级评价

采用地理信息系统(GIS)技术和地统计学方法,研究了湖北省恩施市“清江源”现代烟草农业科技园区、恩施城郊和利川柏杨基地单元新整治区域的土壤属性和速效养分空间变异特征,并采用模糊数学法对其土壤肥力适宜性指数(SFI)进行评价.结果表明: 土地整治对土壤速效磷含量的变异和空间分布的影响较大,这种影响程度可能与地形地貌特征和整治程度有关;土地整治对土壤pH值的影响较小,但是柏杨土壤酸化严重(pH<5.5).77.6%的城郊土壤具有较低的SFI,而柏杨和清江源分别仅有17.1%和31.4%的土壤具有较低的SFI.柏杨需要重点解决土壤酸化问题,城郊需要重点解决整个区域土壤培肥和肥力均衡化问题,而清江源则需解决SFI较低区域的培肥问题.