Weighted average regression and environmental calibration as a tool for quantifying climate-driven changes in vegetation

Aims Studies of the climatic responses of plant assemblages via vegetation-based environmental reconstructions by weighted averaging (WA) regression and calibration are a recent development in modern vegetation ecology. However, the performance of this technique for plot-based vegetation datasets has not been rigorously tested. We assess the estimation accuracy of the WA approach by comparing results, mainly the root mean square error of prediction (RMSEP) of WA regressions for six different vegetation datasets (total species, high-frequency species and low-frequency species as both abundance and incidence) each from two sites.     

GIS支持下考洲洋养殖水域浮游植物数量的时空分布及其与营养盐的相关性研究

在GIS和统计分析软件SPSS的支持下,利用数据插值、相关性分析和回归分析等方法,研究了枯水期和丰水期考洲洋养殖水域浮游植物数量的分布趋势及其与海水营养盐的相关关系。结果表明,枯水期浮游植物数量的分布较为均匀,其密集区分布于吉隆河口及其附近水域;而丰水期的数量变化幅度较大,密集分布区出现在湾口至盐洲岛北部水域,呈现出从湾西北部至湾口水域逐渐增加的分布趋势。两次调查相比,丰水期浮游植物的数量明显高于枯水期。相关性研究结果表明,调查期间浮游植物数量与无机氮和无机磷的相关性均不显著,但与活性硅酸盐呈显著相关,在枯水期两者之间呈显著正相关,而在丰水期则刚好相反,两者之间呈显著负相关。     

Acceleration of cyanobacterial dominance in north temperate‐subarctic lakes during the Anthropocene

Increases in atmospheric temperature and nutrients from land are thought to be promoting the expansion of harmful cyanobacteria in lakes worldwide, yet to date there has been no quantitative synthesis of long‐term trends. To test whether cyanobacteria have increased in abundance over the past ~ 200 years and evaluate the relative influence of potential causal mechanisms, we synthesised 108 highly resolved sedimentary time series and 18 decadal‐scale monitoring records from north temperate‐subarctic lakes. We demonstrate that: (1) cyanobacteria have increased significantly since c. 1800 ce , (2) they have increased disproportionately relative to other phytoplankton, and (3) cyanobacteria increased more rapidly post c. 1945 ce . Variation among lakes in the rates of increase was explained best by nutrient concentration (phosphorus and nitrogen), and temperature was of secondary importance. Although cyanobacterial biomass has declined in some managed lakes with reduced nutrient influx, the larger spatio‐temporal scale of sedimentary records show continued increases in cyanobacteria throughout the north temperate‐subarctic regions.     

多因素影响下的大学校园绿地访问行为对情绪的调节作用研究

基于对北京3所高校的在校大学生（n=609）的调查数据,通过相关分析发现校园绿地访问行为对大学生的情绪具有调节作用,并主要体现在对积极情绪的调节;通过多元线性回归分析发现,在控制了“人口学特征”“潜在动机”“环境认知”“环境特征”的基础上,绿地访问行为仍然对积极情绪的提升具有促进作用（⊿R2=0.023）;校园绿地访问行为受多重因素影响,其中“潜在动机”最主要,对访问频率、访问平均时长、活动类型都有较高影响,此外“环境特征”对访问频率影响较大,而访问时长和活动类型则受“人口学特征”影响较多;基于上述结论,对以促进健康为导向的大学校园绿地规划设计提出了建议。     

人参药材中人参皂苷与生态因子的相关性及人参生态区划

为了扩大人参(Panax ginseng)栽培面积, 解决人参资源日益短缺的问题, 研究了人参皂苷与生态因子之间的相关性。利用超高效液相(UPLC)色谱法, 测定了辽宁、吉林和黑龙江三省不同产区人参样品中3种人参皂苷(Rg1、Re和Rb1)的含量, 并基于“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(TCMGIS)平台, 获得采样区域10个生态因子(包括活动积温、年平均气温、海拔、相对湿度、年日照时数、年降水量、7月最高气温、7月平均气温、1月最低气温和1月平均气温等)数据; 利用因子分析法对16个人参基地进行因子得分评价, 得分最高的是吉林和辽宁的人参基地, 故将吉林和辽宁的人参基地作为人参生态适宜性分析的最佳区域; 通过偏最小二乘回归法建立3种人参皂苷成分与上述10个生态因子间的回归方程并获取其相应的权重, 结果发现多个温度因子与人参皂苷含量呈强负相关关系, 说明热量因子对人参皂苷活性成分的累积起主要作用, 而水分因子、地理因子和光照因子与人参皂苷含量呈弱相关关系; 以因子得分最高的吉林和辽宁人参基地为基点区域, 分别对3种人参皂苷进行单成分生态适宜性区划以及综合区划, 得知3种人参皂苷成分积累的最佳区域主要集中在长白山脉, 而燕山山脉和太行山脉只有少量分布区域。     

陕西不同区域苹果林土壤水分动态和水分生产力模拟

基于WinEPIC和偏最小二乘回归模型对1981—2016年陕西不同区域成龄苹果林的水分生产力影响因子和土壤水分动态进行比较.结果表明: 研究期间,陕北丘陵沟壑区、渭北残塬区和关中平原区成龄苹果林年均产量分别为16.94、22.62和25.70 t·hm^-2,年均蒸散量分别为511.2、614.9和889.88 mm,水分生产力分别为3.81、3.82和3.24 kg·m^-3.在陕北区和渭北区,林地水分胁迫最严重,年均胁迫天数分别为54.89、28.38 d,关中区的N素胁迫较为剧烈,年均胁迫天数为25.87 d.陕北区和渭北区影响苹果林产量的最大因子是降水量,其标准化回归系数分别为0.274和0.235,但施N量对产量也有较大影响,回归系数分别达0.224和0.232;关中区的最大影响因子为施N量,回归系数为0.335,其次是供水量和施P量,回归系数分别为0.154和0.147.陕北区和渭北区影响苹果林水分生产力的最大因子是降水量,其标准化回归系数分别0.238和0.194;关中区最主要的影响因子为施N量和供水量,回归系数分别为0.182和0.178.在模拟期间,陕北区、渭北区和关中区苹果林地的过耗水总量分别为1152.17、1342.95和1372.42 mm,2~15 m土层土壤有效含水量下降速率分别为63.44、57.08、51.41 mm·a^-1,深层土壤干层出现时间分别为8、13和17年后,干层稳定至11 m深的时间分别为18、21和26年,干燥化严重.不同区域苹果林的管理重心应参考水分生产力的主导因子确定.     

暖温带乔木和灌木物候变化及对气候变化的响应

根据2003-2014年气象数据和暖温带3种乔木(辽东栎、五角枫和核桃楸)和3种灌木(土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木)的物候观测数据资料, 采用气候倾向率和回归分析等方法, 观察乔木和灌木物候变化特征的差异, 分析温度、降水以及乔木、灌木的物候变化趋势, 同时对气象因子与乔木和灌木物候期的相关关系进行研究。结果表明: ①研究期间, 北京东灵山平均气温呈不显著的上升趋势, 气候倾向率为0.200℃·10a–1, 春季(3–5月)和夏季(6-8月)温度显著上升; 降水量呈下降趋势, 平均减少71.630 mm·10a–1, 总体呈暖、干的趋势。②3种乔木的生长季长度都缩短, 辽东栎、五角枫和核桃楸平均生长季长度分别缩短50.70 d·10 a–1、29.83 d·10a–1和22.36 d·10a–1。3种灌木的生长季长度也都缩短, 土庄绣线菊、毛叶丁香和六道木的平均生长季长度分别缩短42.55 d·10a–1、42.76 d·10a–1和38.15 d·10a–1。乔木和灌木的物候变化趋势相同, 整体表现为春季物候推迟, 秋季物候提前, 生长季长度都缩短且生长季长度相差不大。乔木和灌木都表现出芽期推迟最明显, 每10年推迟达19天以上。③乔木和灌木各物候期与气温总体表现为负相关, 即气温升高, 物候期提前, 其相关性显示出夏季(6-8月)温度对植被物候期影响较大, 夏季温度与各物候期表现为正相关, 即夏季温度升高, 物候期推迟。同时乔木和灌木与总体降水没有明显的相关关系, 但秋季物候与不同时段降水表现不同的相关性, 由此可知夏季温度变化对木本植物春季物候(出芽期、展叶期和首花期)的影响更大, 而秋季物候(叶变色期和落叶期)受温度和降水共同影响。     

西藏高原云南松生物量模型及碳储量

云南松林是西藏高原亮针叶林生态系统的重要组成部分,准确估算其生态系统碳储量不但有助于弄清西藏森林生态系统固碳现状,而且可为准确估算青藏高原乃至全国森林生态系统的固碳潜力和固碳速率提供基础数据.本研究以云南松为研究对象,采用实地调查与建模相结合的方法,建立了各器官(叶、枝、干、根)与株高、胸径的生物量回归方程,并以此为基础计算了云南松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林生态系统的生物量和碳储量.结果表明:(1)用胸径和树高估测单株林木器官生物量的较优模型为指数模型,所建立的生物量回归方程相关性较好(R2＞0.90),估计精度较高.(2)在云南松幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林生态系统中植被总生物量分别为(63.80±9.21)、(134.76+12.69)、(142.91±13.02)、(316.72+42.57)t·hm-2,其中乔木层生物量分别为(49.48±10.32)、(120.57±9.37)、(124.70±12.92)、(304.76±32.47)t·hm-2,灌草层生物量为(13.09±3.02)、(12.81±2.54)、(11.88±3.12)、(3.47±0.98)t·hm-2,凋落物生物量为(1.23±0.24)、(1.38±0.31)、(0.72±0.11)、(1.13±0.39)t·hm-2.(3)各龄级云南松林生态系统植被碳储量分别为(30.67±7.13)、(67.63±19.06)、(71.00±4.15)、(159.32±39.95)t·hm-2,碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大.     

西双版纳热带季节雨林的生物量及其分配特征

 根据3块1 hm² 样地的调查资料,利用123株样木数据建立以胸径(D)为单变量的生物量预测方程。采用样木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样 方收获法(灌木层、草本层), 获取西双版纳热带季节雨林的生物量,并分析了其组成和分配特征。结果表明,西双版纳热带季节雨林的总生物 量为423.908±109.702 Mg•hm^－2(平均值±标准差,n=3) ,其中活体植物生物量占95.28%,粗死木质残体占4.07%,地上凋落物占 0.64%。在 其层次分配方面：乔木层优势明显,占98.09%±0.60%;其次为木质藤本,占0.83%±0.31%;灌木层和草本层生物量均小于木质藤本的生物量; 附生植物最低,仅为0.06%±0.03%。总生物量的器官分配以茎所占比例最高,达68.33%;根、枝、叶的比例分别为18.91%、11.07%和1.65 %。 乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级和最大径级。大树(D＞70 cm)具有较高的生物量,占整个乔木层的43.67%±12.67%。树种分配方 面,生物量排序前10位的树种占乔木层总生物量的63.43%±4.09%,生物量集中分配于少量优势树种。西双版纳热带季节雨林乔木层叶面积指数 为6.39±0.85。西双版纳热带季节雨林乔木层的地上生物量位于世界热带湿润森林的中下范围。