内蒙古皇甫川五分地沟小流域土地覆盖空间格局特征及其持续性分析

基于1979、1987和2002年3个时期的土地覆盖类型图,从斑块面积、形状、空间关系3方面着手,利用斑块面积百分比、面积变异系数、分维数3个景观格局指数对内蒙古皇甫川五分地沟小流域的土地覆盖格局及变化特征进行研究;并以流域为尺度,测算土地覆盖破碎度、多样性指数、分维数、合理性指数4个指标随时间变化的持续性。结果表明:研究区土地覆盖现状呈现各类型相对较均衡的镶嵌状分布格局,土地覆盖类型较稳定,斑块形状较简单,受人类干扰较大。土地覆盖特征指数的持续性分析结果与对应的指标分析结果相吻合。     

内蒙古皇甫川五分地沟小流域土地覆盖空间格局特征及其持续性分析

基于1979、1987和2002年3个时期的土地覆盖类型图，从斑块面积、形状、空间关系3方面着手。利用斑块面积百分比、面积变异系数、分维数3个景观格局指数对内蒙古皇甫川五分地沟小流域的土地覆盖格局及变化特征进行研究；并以流域为尺度，测算土地覆盖破碎度、多样性指数、分维数、合理性指数4个指标随时间变化的持续性。结果表明：研究区土地覆盖现状呈现各类型相对较均衡的镶嵌状分布格局，土地覆盖类型较稳定，斑块形状较简单，受人类干扰较大。土地覆盖特征指数的持续性分析结果与对应的指标分析结果相吻合。     

江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应研究

土地覆盖是生态系统的重要组成部分,其具有明显的空间尺度(包括空间粒度和幅度)属性,而尺度问题是景观空间研究的关键环节之一。为了探究江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,在GIS和RS技术支持下,以江苏省原生滨海湿地2017年高精度遥感影像为基础,编制了景观类型图,选取一系列经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨江苏省原生滨海湿地景观多样性及其粒度效应,为选择适宜粒度进行土地覆盖的景观指数计算和尺度转换提供理论依据。结果表明,不同土地利用景观斑块密度、蔓延度指数、凝聚度指数、平均形状指数、面积加权分维数指数、丰富度指数、Shannon多样性指数、均匀度指数基本表现为林地最大,灌木地其次,未利用地、建设用地和水域最小;分离度指数耕地和未利用地最大,草地和水域其次,建设用地最小。在1—60 m粒度范围内,粒度增加对优势景观有加强作用,随着粒度逐渐增大,景观中的优势覆盖类型面积比率增大,其他景观覆盖类型面积逐渐减少。随粒度不断增加,在类型水平上,不同土地类型的景观特征指数变化曲线主要呈现3种类型:(1)随着粒度的不断变大,面积加权分维数、如斑块密度、平均形状指数、凝聚度指数呈现单调递减的趋势,各指数均表现为林地最大;(2)随粒度变化,面积百分比呈现稳定状态;(3)在粒度变化过程中,分离度指数及有效网格大小变化曲线差异性较大。平均形状指数、聚集度指数、分离度指数和凝聚度指数变化幅度并不大,受空间格局特征的影响不大。各类景观指数的分维数在1—60 m粒度内,具有明显的随粒度增加而减小的趋势,说明这些景观的形态结构在这一粒度范围内具有自相似性。相关性分析定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,不同景观特征与粒度的相关性存在较大差异。     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

景观格局对植物多样性影响研究进展

景观格局对植物多样性有重要影响,植物多样性包括α、β、γ多样性。从景观斑块面积、形状、配置方式、景观类型和尺度效应等方面对植物多样性进行了综述。景观斑块面积能对物种产生质量效应,除部分热带植物外,大部分植物在一定范围内,其物种丰富度与斑块面积呈正相关关系,随着斑块面积的增加,斑块内部种比边缘种数量增加快;但是随着景观破碎化严重,小斑块为物种提供主要栖息地,所以对小斑块的研究和保护具有重要意义。形状复杂的景观斑块能够保持较高的植物多样性,不同植物类群的多样性指数存在差异。景观斑块复杂的边缘,植物物种多样性较高,多为适应性强的边缘种。景观异质性与物种丰富度、β多样性呈显著正相关。景观多样性以及景观斑块之间的连通性与植物多样性呈正相关关系。不同景观类型的合理配置,特别是生态交错区,有利于保持植物多样性。研究发现隔离度对物种丰富度和多样性具有消极影响,主要是由质量效应和邻近效应产生的影响,因为这可以为更多的物种提供更广阔的栖息地,并且有利于种子的传播,从而提高植物的生存率。文章还总结了全球主要的土地利用类型对植物多样性的影响,包括农业用地、草地、森林,多种土地利用类型相结合有助于提高植物多样性,尤其是群落交错区的存在。景观格局与植物多样性的关系存在空间尺度效应,空间尺度效应对植物多样性的研究可以从空间的幅度和粒度中的小尺度、中尺度、大尺度对物种的影响进行研究。景观格局指数高度浓缩了景观格局信息,是反映景观结构和配置等方面特征的简单量化指标,目前应用广泛。未来可从优化景观格局、尺度阈值及影响机制方面做进一步研究。     

森林景观格局研究中的尺度效应

以TM影像和野外调查为数据源,以3S技术为研究手段,从研究区域不同的取样尺度入手,分析了尺度变化对区域景观格局研究的影响.结果表明,研究区景观斑块的数量、最大斑块面积与取样面积之间关系密切.取样面积对景观格局的影响分析显示,在取样面积为研究区面积的70%时,景观多样性最高,平均多样性指数为1.854.当取样面积小于总面积的69%时,景观优势度指数呈增加的趋势.图4表2参16     

河南省黄泛区农业景观格局动态及驱动因素

以1987年和2002年TM影像及1997年河南省土地利用现状图为主要数据源,采用斑块密度、景观多样性指数、破碎化指数、优势度和分布质心5个景观格局指数定量分析近20 a来河南省黄泛区农业景观格局动态变化及其驱动因子.结果表明,1987-2002年河南省黄泛区农业景观动态变化显著,各景观类型面积、斑块数量和斑块密度都发生了较大变化.水浇地、旱地和建设用地景观类型面积增加,是该地区占优势的景观类型,2002年占全区总面积比例为83.51%.该区人类活动强度较大,景观多样性和破碎化指数增大,优势度减小,说明各景观类型所占面积比例差异正在缩小,区域整体景观破碎化程度仍在增加.农业发展、人口增长、经济发展、人民生活水平提高和城镇化进程加速等是该区农业景观格局变化的主要驱动因素.     

韩江三角洲典型地区表层土壤汞的分布特征

以韩江三角洲典型地区揭阳市为研究区域,共采集表层土壤样本1330个,深层土壤样本331个,分析土壤汞含量,利用富集因子法研究揭阳市土壤汞的污染特征;利用半变异函数模型和局部Moran I法分析土壤汞的结构特征;利用GS~+软件中的半变异函数模型和ArcGIS软件支持下的克里金插值法,得出研究区土壤汞含量分布图;探究不同成土母质和不同土地利用类型土壤汞含量的分布特征以及土壤理化性质对汞含量的影响.结果表明,揭阳市表层土壤汞的平均含量为0.079 mg·kg~(-1),变幅为0.008—1.053 mg·kg~(-1),高于研究区土壤背景值.研究区土壤汞污染不太严重,只有少部分地区处于中度污染或显著污染,无强烈污染和极强污染.研究区土壤汞含量存在强的空间相关性,说明汞具有强的迁移性.研究区土壤汞含量空间分布格局总体上呈现东北部最高并向四周逐渐降低的趋势.不同成土母质发育的土壤汞含量存在显著差异,成土母质为第四纪沉积物的土壤汞含量显著高于页岩、花岗岩、凝灰岩和粉砂岩发育的土壤.不同土地利用类型的土壤汞含量也存在显著差异,建设用地土壤汞含量显著高于未利用土地和农田用地.有机碳(SOC)和pH值均与土壤汞含量呈极显著正相关,且pH与汞的相关性(r=0.288,P0.01)略强于SOC与汞的相关性(r=0.257,P0.01).     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

黄土丘陵区不同土地利用方式土壤微生物功能多样性特征

土壤微生物是生态系统的重要组成部分,分析黄土丘陵区小流域不同土地利用方式土壤微生物功能多样性变化状况以及与土壤化学因子间的关系,以期为区域土壤微生物研究以及生态环境监测提供一定的参考依据。采集区域主要土地利用类型土样38份,采用生态板(Biolog-ECO)方法测定不同土地利用方式土壤微生物利用碳源的状况,利用主成分综合评价和相关系数等方法,分析不同土地利用方式土壤微生物功能多样性,以及平均吸光值、多样性指数、6类碳源和土壤化学因子的关系;结果表明:(1)土壤微生物平均吸光值随着培养时间的延长,微生物活性呈现直线增加趋势,土壤微生物功能多样性从表层到底层呈现递减趋势;(2)土壤微生物功能多样性总体趋势为林地天然草地耕地,苜蓿地土壤微生物功能多样性不同层次间变异大;(3)土壤全量氮、有机质、速效磷和速效氮对土壤微生物功能多样性具有显著影响。不同土地利用方式以及相同利用方式下不同措施土壤微生物功能多样性变化较大,Biolog-ECO技术可以作为生态环境监测的指标。     

土地利用方式对土壤动物多样性的影响

为了解不同利用方式下土壤动物多样性状况及其演变,对广州市东部郊区的水稻田、蔬菜地、果园旱地和林地4种土地利用类型0～5、5～10、10～15、15～20cm土层进行了土壤动物取样调查,共获得土壤动物24683只,分别隶属于4门10纲23类。统计分析结果表明,土壤动物多样性受土地利用方式的影响明显。果园旱地和林地的个体数显著高于蔬菜地和水稻田,但果园旱地与林地、蔬菜地与水稻田之间无显著差异;果园旱地和林地的土壤动物类群数显著高于水稻田,但果园旱地与林地、林地与蔬菜地、蔬菜地与水稻田之间的差异不显著;林地和果园旱地的复杂性指数显著高于蔬菜地,但林地与果园旱地和水稻田、水稻田与蔬菜地之间的差异不显著（P〈O．05）。土壤动物的个体数和类群数量随着土壤深度的增加而明显减少,但不同土地利用方式下各层土壤动物的丰富度及其随土层加深而递减的程度则有明显不同,其中,林地和果园旱地的土壤动物在不同土层中较丰富,垂直变化比较和缓,水稻田和蔬菜地的类群数和个体数则随土层的加深而急剧减少。     

渝北不同模式水源涵养林植物多样性及其与土壤特征的关系

以重庆缙云山8种不同构建模式的水源涵养林及林地土壤为研究对象,用物种多样性指数(simpson指数、Shannon-Wiener指数)、均匀度指数(Pieiou指数)和物种丰富度指数(Margalef指数)以及用土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量12个指标表征土壤的物理性状和养分特征,分析了8种群落的植物多样性、土壤特征及二者的相互关系.结果表明:物种多样性以广东山胡椒(Lindera kwangtungensis)×杉木((7unninghamia anceolata)混交林最高.马尾松(Pinus massoniana)×广东山胡椒混交林次之,马尾松×柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk)混交林和毛竹(Phyllostachys pubescens)纯林最低.各模式林地土壤特征差异显著,以毛竹纯林土壤质量最差.在该地区针阔混交林对提高物种多样性和改良土壤作用显著,针叶林及纯林则较差.物种多样性指数与土壤特征因子的相关性分析表明,不同模式水源林群落植物多样性与土壤特征因子存在一定相关性,其中与土壤物理性状特征关系不显著,与养分特征关系显著.全N与全K与四个多样性指数呈显著或极显著的正相关,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和有机质、阳离子交换量、速效P呈显著的正相关,特别是有机质和全N两因子与物种多样性关系最密切.     

基于LandsatTM影像的武汉市热岛效应研究

采用定量遥感与GIS相结合的方法,利用武汉市2006年TM遥感影像,定量分析武汉市植被指数和热岛效应的关系和空间分布。在空间剖面上,研究了植被指数（NDVI）与地表辐射温度的关系并对植被指数（NDVI）与地表辐射温度进行了回归拟合。在此基础上,研究了武汉市热岛空间分布,解释了武汉市热岛等级空间分布的特点。研究结果表明：植被指数（NDVll与地表辐射温度存在着明显的负相关性;随着植被覆盖的变化,城市建设用地的地表辐射温度明显比其他土地类型敏感;城市中工业区和人口活动密集的商业区热岛强度高;水体和绿地对于分割城市热岛和缓解热岛效应有显著作用。该研究可为城市生态规划、用地合理布局等提供参考。     

厌氧发酵过程pH对微生物多样性和产物分布的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了不同pH条件下蔬菜类有机垃圾厌氧发酵过程中的微生物多样性,探讨了微生物群落结构与发酵产物分布的关系.Shannon指数分析表明,pH=7和pH=8时的微生物多样性较高,随时间变化规律相似,而pH=5时的微生物多样性较低.UPGMA聚类分析和PCA分析结果也表明,pH=7和pH=8时的微生物群落结构相似,pH=5与之显著不同.在不同pH条件下的优势菌属都是乳酸细菌和梭菌。微生物多样性的变化与发酵产物分布具有一定相关性,pH通过影响微生物群落结构的变化最终影响发酵产物的分布.图4表2参27     

Spatial variability in soil water and salinity in Tamarix community in a semiarid saline region of the upper Yellow River北大核心CSCD

Tamarix is widely distributed in semiarid saline regions of the upper Yellow River. The community of Tamarix affects the spatial distribution of soil water and salinity. It is important to explore the dynamic response relationship of Tamarix community and spatial distribution of soil water and salinity in order to evaluate the effects of vegetation community construction and ecological restoration in this region. The natural Tamarix community in the secondary saline-alkali land of the Ningxia Yellow River Irrigation Area was investigated in July 2016. Classical statistics and geostatistics were used to analyze the spatial distribution characteristics of soil water and salinity. The results showed that the soil water content was relatively low (1.98%-7.55%), whereas the soil salinity was high (average conductivity 10.28-25.38 mS/cm) in the study area. The variability coefficient range of soil water and salinity was 36.1%-83.7%, both with moderate variations. Furthermore, the variation degree of soil salinity decreased with the increase in soil depth. The soil water and salinity had obvious spatial structure characteristics, which was mainly affected by structural factors or structural factors associated with stochastic factors. The coefficients of nugget were 0.04%-49.88%, indicating the strong spatial correlation. The spatial distribution of soil water and salinity in Tamarix community showed a patchy pattern; the soil water and salinity distribution in the areas with high Tamarix growing density were considerably high. The correlation analysis showed that there was a positive correlation between soil water and salinity in the study area. In conclusion, soil water and salinity restrict the distribution and growth of Tamarix. Furthermore, the distribution and growth of Tamarix enhanced the spatial variability of soil water and salinity. Keywords. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

Effects of riparian land use on water quality and fish communities in the headwater stream of the Taizi River in China

Riparian land use remains one of the most significant impacts on stream ecosystems. This study focuses on the relationship between stream ecosystems and riparian land use in headwater regions. Four riparian land types including forest, grassland, farmland, and residential land were examined to reveal the correlation between stream water and fish communities in headwater streams of the Taizi River in north-eastern China. Four land types along riparian of 3 km in length were evaluated at 25, 50, 100, 200 and 500 m widths, respectively. Generally, the results found a significant relationship between riparian land uses and stream water quality. Grassland was positively correlated with water quality parameters (conductivity and total dissolved solids) at scales from 100 to 500 m riparian width. Farmland and residential land was negatively correlated with water quality parameters at scales from 25 to 500 m and from 50 to 200 m riparian widths, respectively. Although the riparian forest is important for maintaining habitat diversity and fish communities, the results found that only fish communities were significantly correlated with the proportion of riparian farmland. Farmland had a positive correlation with individual fish abundance within a riparian corridor of 25 to 50 m, but a negative correlation with fish diversity metrics from 25 to 100 m. This study indicates that effective riparian management can improve water quality and fish communities in headwater streams.     

典型产业承接区土壤砷含量的空间分布特征及影响因素

本文以揭阳市为研究区域,采集了1330个表层土壤(0—20 cm)样品和331个深层土壤(150—200 cm)样品,利用富集因子法分析了表层土壤中As的污染状况,通过GIS空间分析技术以及单因素分析法探究了土壤As的空间分布特征以及影响因素.结果表明,研究区表层土壤As含量的均值为6.03 mg·kg^-1,低于该区土壤背景值(7.16 mg·kg^-1)及农用地土壤污染风险管控值(20 mg·kg^-1),大部分土壤为轻微污染和中度污染.揭阳市表层土壤As含量高值区分布于揭阳市东北部、中部和西南部地区,低值区分布于西北部和东南部地区.土壤类型、成土母质和土地利用类型是影响表层土壤As含量的重要因素,在不同土壤类型中,黄壤和赤红壤As含量相对较高;不同成土母质中,粉砂岩母质土壤As含量显著高于其他母质;在不同土地利用类型中,农用地土壤As含量最高.     

宁夏东北部典型荒漠草原植物群落与土壤养分特征

以宁夏东北部荒漠草原为研究区,采用野外样方调查、采样和室内植物鉴定、土壤样品测定等方法,探析研究区内植物群落物种组成与土壤养分特征,以及植物多样性指数与土壤养分的相关关系,以期为中国荒漠治理、生物资源保护与可持续性利用提供依据。结果显示:(1)研究区植物共86种,隶属61属21科,其中禾本科(18种)、豆科(16种)、菊科(13种)和藜科(11种)植物占总物种数的67.44%;(2)研究区土壤总体上呈碱性,pH值平均为8.81,全氮、全磷、有机质的质量分数(0-10 cm土层)分别为0.07-0.54、0.16-0.51、0.51-6.24 g·kg^-1;(3)研究区植物多样性指数中的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与土壤pH值呈显著负相关,与其他土壤养分的相关关系未达到显著水平,其他植物多样性指数与土壤养分的关系均未达到显著水平。研究表明,宁夏东北部荒漠草原植物种类少,禾本科、豆科植物优势明显,土壤养分条件差,土壤全氮、全磷、有机质对植物多样性指数的影响不大。     

若尔盖高寒沼泽植物群落与环境因子的关系

了解高寒沼泽植物群落与环境因子之间的关系,对揭示物种对生态环境的需求以及高寒沼泽的保护管理有重要意义,然而目前尚不清楚影响若尔盖高寒沼泽植物分布的主要环境因素。作者于2011—2012年间在若尔盖高寒沼泽随机调查32个样地,收集了植被样方数据、土壤理化性质数据、地表水位等实测数据,借助方差分析、CCA分析和相关分析等经典的统计方法,研究高寒沼泽植物群落物种组成和不同地表积水状况下多样性的差异,以及高寒沼泽植物群落与环境因子的关系。结果显示：若尔盖高寒沼泽植物共有151个种,隶属于39科98属;多样性指数随地表积水的减少呈现出增加的趋势。典范对应分析（CCA）结果表明,第一轴与水位、土壤水分含量、土壤有机碳、土壤总氮显著负相关,与土壤容重显著正相关,第二轴与裸斑率和鼠洞数显著相关。前2个轴一共解释了79．8％的物种与环境因子的关系,与环境因子的相关系数均在0．87以上;其中,水分和土壤养分条件是影响物种分布的主导因子,其次是裸斑面及啮齿动物活动。植物多样性指数与土壤水分负相关,与土壤有机碳和土壤全氮显著负相关,与土壤容重显著正相关。若尔盖沼泽植物群落物种多样性除了受土壤水分和养分条件的影响以外,啮齿动物的活动可能是影响若尔盖沼泽物种分布以及促进群落进一步演替的主要因素之一。