阿尔泰山小东沟林区植被随地形分布规律

在高度异质性的山区景观中,地形通过不同生态因子时空分布的影响而成为植被分布的决定性因素.在野外调查的基础上,将植被遥感影像分类图基本像元分别与由DEM推算出来的坡度、坡向、海拔和剖面曲率图相叠加,定量分析新疆阿尔泰山小东沟林区不同植被类型分布与地形因子之间的关系.通过遥感影像并结合地面调查数据,可将阿尔泰山小东沟林区的植被划分为针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林和草地5种类型.该区域的地形特征如下:坡度以斜陡坡为主,占总面积的64.32%;坡向以西南坡最多,其次是东北坡,分别占总面积的15.02%和14.78%,东南坡和南坡所占面积较少,分别占总面积的9.30%和10.20%;海拔以1 200-2 000 m居多,占总面积的87.19%,是整个研究区的主要海拔分布范围;剖面曲率以5-10°面积最多,占总面积33.31%,其次是剖面曲率3-5°和0-3°,分别占总面积的22.84%和22.44%.剖面曲率>10°的区域占总面积比例较小.各植被类型分布频率最高的地形生境因子组合分别为:针叶林是坡度15-35°的斜陡坡,西北坡,海拔1 800-2 000 m,剖面曲率0-3°;阔叶林是坡度15-35°的斜陡坡,西北坡,海拔1 400-1 600 m,剖面曲率5°-10°;针阔混交林是坡度15-35°的斜陡坡,北坡,海拔1 600-1 800 m,剖面曲率5-10°;灌木林是坡度15-35°的斜陡坡,西坡,海拔1 400-1 600 m,剖面曲率5-10°;草地是坡度15-35°的斜陡坡,南坡,海拔1 200-1 400 m,剖面曲率5-10°.研究不同植被类型随地形生境的变化规律可为生物多样性保育宏观规划和森林可持续经营提供重要科学依据.     

多维地形因子作用下的西南山地丘陵过渡带景观格局研究:以涪江流域中上游为例

山地丘陵过渡带地形独特,地形因子分析不仅可以对复杂地理单元的景观格局做出合理解释,而且能进一步了解景观格局分布规律,为优化空间配置奠定基础。以2017年Google Earth影像、DEM和全球30 m地表覆盖数据为数据源,运用GIS技术、分布指数、景观格局指数和移动窗口法等方法,分析了涪江流域中上游地区景观类型随高程、坡度、起伏度和坡向的空间分布特征,利用Pearson相关性分析探究不同地形因子对景观格局变化的影响程度。结果表明:(1)随着高程、坡度和起伏度的增加,景观类型由人为主导的耕地、建设用地过渡为以自然为主导的林地、草地;从阳坡到阴坡,建设用地分布由优势到劣势下降最为明显。(2)流域景观类型最为丰富的地貌为冲积平原,主要分布于海拔500～650 m、坡度0～5°和起伏度10～30 m的区域;高海拔、坡度和起伏度地区的景观格局单一化趋势明显,破碎化程度较轻。(3)山地区的多样化景观主要分布在涪江沿岸,丘陵区涪江沿岸景观呈现单一化趋势,冲积平原区景观由外向内呈现出相对单一化—多样化—相对单一化的趋势,城乡结合部景观最为丰富。(4)不同地形因子对景观格局的影响程度为高程坡度起伏度坡向,高程、坡度、起伏度与景观格局有较强的相关性,而坡向则表现为弱相关性。     

雅鲁藏布江源区土壤侵蚀特征

以雅鲁藏布江源区所在的马泉河流域为研究区域,运用遥感和G IS技术对土壤侵蚀及其空间分布的地貌特征进行研究,结果表明:轻度及其以上强度土壤侵蚀面积为18 933.33 km2,占源区面积的71.86%;冻融侵蚀是土壤侵蚀的主要形式,占源区面积的82.53%;风力侵蚀占5.33%,集中分布在河谷宽谷段;水力侵蚀面积所占比例较小,以微度侵蚀为主。土壤侵蚀的地理分布规律受海拔高度的影响较大,垂直分异明显,主要发生在坡度等级较低、地势较平坦的地区。轻度以上冻融侵蚀主要分布在海拔4 600~5 200 m,且有20%以上集中在0°~5°坡地;风力侵蚀主要分布在海拔4 600~5 600 m、0°~25°坡地。极强烈风力侵蚀以西南坡向最大,南、西、东南坡和平地分布较少。强烈风力侵蚀以平地所占比例最大,东北和西2个坡向次之。坡向对冻融侵蚀影响较小。     

坡面尺度上地貌对α生物多样性的影响

为了解地貌在坡面尺度上对α生物多样性的影响,采用主观采样法在陕北吴起县合家沟流域不同地貌部位进行了样地调查.利用SPSS16.0统计软件先后对各地貌部位物种组成及各物种的重要值、地形因子要素间、地形因子和群落α多样性之间分别做了聚类分析、相关分析和多元回归分析.结果表明:(1)地貌部位相似的群落聚类在一起,说明地形因子是影响物种组成、群落结构、生态系统等的重要因素.(2)海拔和坡位,坡向和坡度,地形指数和海拔、坡位、坡形之间的Pearson 相关系数均大于0.8,双尾显著性检验概率小于0.05.(3)影响α生物多样性指标香农-维纳指数的地形因子按重要性从大到小依次是:坡位、坡向、海拔、坡形、坡度、地形指数,进一步分析得出在黄土高原丘陵沟壑区,沟沿线、光照、土壤水分和养分在影响α生物多样性指标上依次递减.(4)通过多元线形回归检验,得出坡位、坡向、坡形、海拔这四个地形因子与群落α生物多样性关系密切,建立的回归模型显著性检验可信度大,与样本数据的拟合度高.各地形因子数据归一处理后的回归方程为:香农-维纳指数=2.417-0.581×坡形-1.333×坡位+1.449×海拔+0.631×坡向.地形地貌特征在黄土丘陵区表现明显,研究它对生物多样性的影响可为该区植被恢复提供参考,但由于调查样地尺度较小,在应用推广上尚待进一步研究.     

基于GIS的卧龙自然保护区大熊猫生境选择与利用

在ArcGIS 10.2的支持下,分析卧龙自然保护区大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)在地形因子(海拔、坡度和坡向)和生物因子(植被、竹林类型)上的生境选择(动物利用某种生境类型面积占其家域的比例)与利用(动物家域内某生境类型面积与保护区的这一类型面积的比例)特征进行了定量研究。结果表明,(1)地形因子:卧龙大熊猫在生境选择过程中,生境利用率较高的海拔区间为1 5 00~3 000 m,平均利用率达到了55.93%,而生境选择的主要海拔区间为2 000~3 500 m,占空间利用面积的89.64%;大熊猫生境利用在坡度上相对均匀,而生境选择的主要坡度区间为20°~50°,占空间利用面积的85.56%;生境利用率最高的坡向区间为270°~315°,占比达到了31.88%。(2)生物因子:大熊猫生境利用率较高的植被类型区域为亚高山针叶林与常绿落叶阔叶林,利用率分别为51.04%和70.20%;而生境选择的主要植被类型区域为针叶林与针阔混交林,占空间利用面积的90.23%;生境利用率最高的竹林类型区域为冷箭竹(Bashania fangiana)林,利用率达到了51.63%,而生境选择的主要竹林类型为拐棍竹(Fargesia robusta)和冷箭竹,二者占空间利用面积的95.20%。研究结果揭示了在不同地形和生物因子分异区间(类型)大熊猫的生境面积分布和空间利用模式特征,丰富了大熊猫生境选择与利用特征的研究手段。     

基于MODIS数据的阿拉善盟植被指数变化的地形分异性

阿拉善盟为中国生态环境重度危急区与北方地区的天然保护屏障,及时、科学、准确地评价其植被指数的地形分异特性,对其植被建植与生态恢复具有重要的参考价值和现实意义。以美国航空航天局的陆地专题产品MOD13Q1-NDVI为时间序列数据集,利用ENVI中波段计算功能提取2000-2016年植被生长季(7-9月)覆盖阿拉善盟的植被指数信息,同时结合栅格化数字高程模型,利用Arc GIS空间统计功能中的表面分析工具提取栅格尺度上的坡度、坡向及地形起伏度等地形因子,并通过区域统计获取各地形因子级别区内植被指数的空间分布特征。结果表明:(1)采用均值变点分析法确定的阿拉善盟地形起伏度的最佳统计单元为0.26km~2;(2)阿拉善盟以中山区为主,所占比例高达79.05%;坡度以第Ⅰ(0-2°)与Ⅱ(2°-5°)级别区为主,所占面积比例高达90.62%,在空间分布上呈分散状态;坡向分布较为均匀;地形起伏度级别区以平原和台地为主,所占比例高达87.83%。该区地形具有西南高、东北低,平坦、起伏小的分布特征;(3)以植被指数低值区(0.1)和中低值区为主(0.1-0.2),且呈现西北和东南区域两级分化的空间分布特征。总体而言,在地形因子作用下,阿拉善盟植被指数均值分布具有明显的地形分异性,且植被指数高值区主要集中分布在高程为1 000-1 600 m的中山区与坡度15°的西坡。     

喀斯特高原不同石漠化程度土壤C、N、P化学计量特征和酶活性的关系

探究岩溶区不同石漠化程度土壤环境因子与土壤酶活性的关系对石漠化区的生态恢复具有重要意义。以云南省石林彝族自治县鹿阜镇为研究区,探究了4种石漠化程度(潜在石漠化、轻度石漠化、中度石漠化、重度石漠化)土壤碳、氮、磷养分计量特征及6个土壤酶活性(淀粉酶、脲酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脱氢酶和FDA水解酶)随石漠化程度的变化特征及其相关性,并分析了环境因子对土壤酶活性的影响。结果表明,研究区不同石漠化程度土壤有机碳、全氮含量变化特征为重度轻度潜在中度,全磷含量变化特征为重度中度潜在轻度;C?N为潜在、轻度石漠化土壤高于中度、重度石漠化土壤,C?P、N?P变化特征为轻度潜在重度中度。有机碳、全氮、全磷含量均为重度石漠化土壤最高;C?N、C?P、N?P为潜在石漠化、轻度石漠化土壤最高。不同土壤酶活性在不同石漠化程度中变化特征不一致,其中,重度石漠化土壤脲酶、脱氢酶活性最高;中度石漠化土壤淀粉酶、脲酶活性最低,酸性磷酸酶活性最高;轻度石漠化土壤酸性磷酸酶活性最低。冗余分析及相关性分析表明,土壤有机碳、全氮与酸性磷酸酶活性呈负相关关系,与其他酶活性均呈正相关关系;TP与淀粉酶、FDA水解酶呈负相关,与其他酶活性呈正相关;C?N、C?P、N?P与淀粉酶活性呈极显著正相关关系,与酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性呈负相关关系。冗余分析显示土壤因子对土壤酶活性变异影响大小排序为:全氮有机碳p H全磷C?NN?PC?P,其中全氮解释了64.4%的土壤酶活性变异。结合碳氮磷生态化学计量和土壤酶活性特征,该研究表明,全氮是影响喀斯特高原石漠化区土壤质量的主要限制因子。     

基于遥感的石漠化治理下土壤肥力变化特征分析

为揭示生态治理下不同石漠化等级土壤肥力变化特征和规律。采用2009年和2015年治理前后两期遥感影像进行石漠化解译,结合撒拉溪示范区测土配方施肥和定点采样监测测定数据,通过Kriging插值和GIS空间分析,研究土壤肥力变化特征,探讨不同石漠化等级与土壤肥力变化规律。结果表明,(1)从2009-2015年,撒拉溪示范区无石漠化面积增加了258.14hm~2,年动态度为1.91%。潜在、轻度、中度和强度石漠化面积分别减少了119.75、61.66、56.68和20.05 hm~2,石漠化得到明显好转。(2)土壤pH由弱酸向中性变化,速效钾含量有所降低,变异系数均由中等变异向弱变异变化。土壤有机质含量增加了16.13g?kg~(-1),增速最快,碱解氮增速也明显,土壤全氮含量变化不大,但是有效磷含量降低明显且变异最大,有机质、全氮、碱解氮和有效磷变异系数均为中等变异。(3)从潜在石漠化到强度石漠化,土壤pH缓慢升高后降低,全氮的变化趋势与有机质基本一致且均为下降。2009年土壤碱解氮含量变化先上升后下降,而2015年则先下降后升高再下降,呈波浪式变化;有效磷含量2015年逐渐降低,而2009年则先升高后逐渐降低;土壤速效钾含量先升后降。各肥力指标变异系数2009年明显高于2015年。(4)石漠等级变化趋势为强度向中度、中度向轻度、轻度向潜在、潜在向无石漠化方向转移,除pH、有机质和碱解氮朝正向变化外,其余指标均为负变化,其中碱解氮正向变化值最大,速效钾负向变化值最大。通过生态治理,石漠化等级逐渐降低,石漠化趋向良性发展,生态系统逐渐恢复,可在不同石漠化等级土壤中适量补充氮磷钾以保持土壤肥力。     

2000-2021年汾河流域植被时空演变特征及地形效应

运用NDVI数据在长时序上考虑不同地形绝对面积差异来评价汾河流域植被变化趋势的研究目前比较匮乏。为科学认识汾河流域植被变化及其地形效应,基于2000-2021年的MODIS NDVI数据并结合地形数据,采用线性趋势分析与地形差异修正的方法,分析了汾河流域植被的时空分布及演变特征,并探讨了其在海拔、坡向和坡度上的生长变化差异。结果表明,（1）近22年汾河流域植被NDVI呈流域中部低、外围高、低海拔盆地平川区小于高海拔山脉区的分布格局,随地形和土地覆盖类型变化规律性显著。2000-2021年汾河流域植被总体呈改善趋势,年际变化速率为0.07/(10 a),其中,63.24%的区域植被NDVI显著增加,33.78%的区域植被基本不变。（2）汾河流域植被NDVI分布和变化存在明显的地形效应,随着海拔递增,植被NDVI先减小后增大再减小,2 200-2 400 m海拔范围内NDVI最大;不同坡向的植被NDVI差异较小,但总体北坡大于南坡、东坡大于西坡,东北坡最大;随着坡度增加,植被NDVI阶梯式增大,20°-35°坡度范围内NDVI最大。（3）2000-2021年汾河流域不同地形的植被NDVI年...     

冀北山区森林群落草本多样性及其与地形关系研究

通过野外调查取样,应用Menhinick丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数研究了冀北山区12种典型森林群落内的草本植物多样性规律,并采用典范对应分析（CCA）方法研究其分布与地形的关系。结果表明：不同的群落类型草本植物的组成和多样性指数不同,山杨（Populus davidiana）纯林的种数最多为34种,黑桦（Betula dahurica Pall）纯林的种数最少为19种,其Simpson指数、Shannon-Wiener指数最高,分别为0.927 3和2.879 6;在1 200～1 700 m之间,随海拔升高物种多样性指数、均匀度指数和丰富度指数呈正相关性,但没有线性上升的趋势关系;选取的地形因子对样点草本的影响程度大小为：坡向〉海拔〉坡度〉坡位〉坡形,坡向是样点草本植物空间差异的最主要地形制约因子,环境解释率为98.7%,证明排序可信。     

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题.以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠...     

土地石漠化的生态地质环境背景及其驱动机制--以贵州省喀斯特山区为例

在分析贵州省喀斯特山区的土地石漠化的生态地质环境背景基础上 ,探讨了土地石漠化内、外动力驱动机制。认为地质构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌景观 ,由此产生的较大地表切割度和地形坡度 ,为水土流失提供了动力潜能 ;古环境演化为喀斯特石漠化提供了广泛分布的碳酸盐物质。温暖潮湿的季风气候为喀斯特地貌的强烈发育提供了必要的溶蚀条件 ,超载的社会经济压力则是导致喀斯特山区土地石漠化最重要的驱动力。     

湘西州岩溶山地石漠化现状及治理对策

湘西州是典型的喀斯特地貌，石漠化危害十分严重．本文通过对湘西州石漠化现状、危害和治理情况及存在的问题的分析，从技术思路、营林措施、工程措施、能源建设、生态移民及开展生态旅游等方面提出了治理对策，对加速湘西州石漠化治理具有借鉴作用。     

西南岩溶山区景观生态特征与景观生态建设

探讨了西南岩溶山区景观生态结构与功能以及景观生态过程的不同于其他区域的基本特征，尝试从景观角度认识西南岩溶区生态空间特性与演化过程。受地质地貌和土地利用的影响。西南岩溶山区景观基质脆弱、景观格局分异明显，具破碎化与景观结构粗粒化、景观动态变化范围大且速度快、整体退化明显的特点，以石漠化为特征的景观演化削弱了岩溶生态系统的生态服务功能。岩溶山区的景观生态建设须充分认识岩溶山区资源环境优势，充分利用当地的适生植物资源，协调生态效应和水文效应，促进水土资源的有效保持向高效利用发展，形成新的高效、和谐的人工自然景观。今后应把景观格局与生态过程结合起来、与人文因子和地学背景结合起来，加强小尺度的景观变化研究。     

Characterization of soil low-molecular-weight organic acids in the Karst rocky desertification region of Guizhou Province, China

Soil low-molecular-weight (LMW) organic acids play important roles in the soil-forming process and the cycling of nutrients in Karst regions. In this study, we quantified the contents of LMW organic acids (including lactate, acetate, formate, malate, and oxalate) in soil solution over the Karst region of Guizhou Province, China using ion chromatography. The concentration of total LMW organic acids in topsoil solution ranged from 0.358 to 1.823 μmol·g^-1, with an average of 0.912 μmol·g^-1. The mean concentrations of lactate, acetate, formate, malate, and oxalate were 0.212±0.089, 0.302±0.228, 0.301±0.214, 0.014±0.018 and 0.086±0.118 μmol·g^-1, respectively. There were also significant difference in the contents of these acids among four phases of rocky desertification, and their concentrations decreased with the aggravation of rocky desertification. The concentrations of the LMW organic acids were significantly positive correlated each other. Significant positive correlations were also observed among individual LMW organic acids in soil solution, and between them and soil available P, available K, exchangeable Ca, respectively. Furthermore, the concentrations of LMW organic acids were significantly positively correlated with inorganic anions (chlorides, nitrates, and sulfates) in Karst topsoil solution. Therefore, the concentrations of soil LMW organic acids might be one of driving force in the Karst rock desertification process in Guizhou Province.     

Modelling the spatial distribution of montane and subalpine forests in the central Alps using digital elevation models

The analysis of complex interactions between spatial distribution patterns of site factors and vegetation types is crucial for understanding high mountain ecosystems, especially in the view of a changing climate. Therefore, in the present study, a GIS and remote sensing-based approach is followed to produce a vegetation map for a study area in the Western Alps (Switzerland). Two major forest alliances are chosen for analysis: subalpine coniferous forest Vaccinio-Piceion/Larici-Pinetum cembrae and montane oak forest Quercion pubescenti-petraeae. As spatial information on site factors is commonly lacking in mountain areas, the use of a digital elevation model (DEM) is a potential substitute for use in vegetation analyses: it highly correlates with temperature, moisture, geomorphological processes and disturbance factors. Thus, it is important to analyse the capabilities of a DEM for indicating habitat conditions in a landscape characterised by high topodiversity and a patchwork of microclimatic habitats.For the purpose of identifying the potential of landform parameters for the indication of forest habitat structures in the present study, 24 primary and secondary landform parameters have been derived, indicating temperature and moisture distribution, exposure towards wind, snow, etc. Quantitative analyses were performed using statistical means such as contingency correlation coefficients and principal components analysis. The results formed the basis for the development of parallel-epiped-vegetation models (PED) used to simulate the spatial distribution patterns of the subalpine coniferous and the montane oak forest. It can be shown that topographic variables derived from a DEM at a spatial resolution of 25 m are very useful for indicating habitats of large forest types. Additionally potential forest sites in the cultural landscape, removed by human logging, can be reconstructed.Inaccuracies within the simulation results can partly be attributed to the insufficient parameterisation of geomorphologic activity and to poor spatial resolution of the DEM as compared to the vegetation data. Although the lack of information on the human dimension leads to some uncertainties in the interpretation of spatial patterns of vegetation, the exclusive use of topographic variables in vegetation models for the indication of forest habitats is very promising.     

A mathematical model of competition and colonization in a community of marine benthic algae

A mathematical model has been constructed for the algal community on the rocky shores of a Norwegian fjord. We report here on the studies of competition and colonization along a vertical transect from the upper intertidal to the sublittoral habiats. Results on species abundance and distribution (patterns of zonation) and time to reach maturity have been compared to observations both in the fjord area and in other rocky shore areas.Competition coefficients for the algae were inferred from plant morphology and shown to be in agreement with observations of algal abundance and their zone-forming ability. Competition restricts the distribution of the species, especially at the lower elevations, but does not alter their relative position. However, increasing uniform competition prolongs the time in which zone-forming can occur, and it also decreases the overall biomass which an area can sustain. Colonization by a single species may create transient stages in community development of the same order of magnitude as algae longevity, and probably also alters the zonation pattern to some degree.The simulation results indicate that the large-scale algal distribution pattern in the Hardangerfjord area results from global stability of the rocky shore community.     

塔里木内陆河流域生态环境脆弱性分析

塔里木内陆河流域的气候条件,尤其是水热条件和地貌特征是植被生态、土壤环境及水环境形成与分异最主要的控制性因素。几大环境要素之间相互联系、相互制约形成塔河流域生态环境时空分布的差异性,并表现出不同程度的脆弱性特征。总体表现为以荒漠化为主体的生态环境问题日益加剧,而具体表现为土地沙漠化、土壤盐渍化、草场退化、生物多样性丧失等。从恢复生态学的观点出发,应运用RS及GIS等新技术手段,监测生态环境变化,探索维持生态系统稳定性的机制。     

黄河源区土地沙漠化研究

土地沙漠化是当今世界所面临的最大的环境一社会经济问题之一。由于其危害的严重性和分布的广泛性，使之成为全球共同关注的热点。黄河源区位于青藏高原的东北部，特殊的地理位置决定了其生态环境非常脆弱。近年来在自然因素和人为不合理经济活动的共同作用下，区内生态环境退化加剧，表现为土地沙漠化，草场退化和水土流失加剧等过程。在软硬件系统支持下应用GIS和遥感技术，结合前人研究成果和野外调查，通过基于知识的多重判据复合分类实现多源信息的集成，对黄河源区沙漠化现状进行了系统研究。研究结果表明，到2000年，黄河源区的沙漠化面积已达13434．8km^2，占整个研究区面积的14．65％。沙漠化主要发生在高平原地区和北部的共和盆地，且已草场沙漠化为主，耕地沙漠化面积极少。在野外调查的基础上，对源区沙漠化的特征做了简要的分析，指出共和盆地的沙漠化以地表粗化、沙丘活化和流沙入侵为主；而高平原地区的沙漠化主要是由于植被严重退化后形成裸地或“黑土滩型”退化草场。造成区内沙漠化强烈发展的原因是多方面的，包括地质构造背景，区域气候变化，人类不合理的经济活动和鼠害等，而超载过牧是其中最重要的原因。文章最后以共和盆地为例，分析了源区严重的超载过牧形势并提出了沙漠化防治的对策。     

Predictive distribution modeling for rare Himalayan medicinal plant Berberis aristata DC

Predictive distribution modelling of Berberis aristata DC, a rare threatened plant with high medicinal values has been done with an aim to understand its potential distribution zones in Indian Himalayan region. Bioclimatic and topographic variables were used to develop the distribution model with the help of three different algorithms viz. Genetic Algorithm for Rule-set Production (GARP), Bioclim and Maximum entropy (MaxEnt). Maximum entropy has predicted wider potential distribution (10.36%) compared to GARP (4.63%) and Bioclim (2.44%). Validation confirms that these outputs are comparable to the present distribution pattern of the B. aristata. This exercise highlights that this species favours Western Himalaya. However, GARP and MaxEnt's prediction of Eastern Himalayan states (i. e. Arunachal Pradesh, Nagaland and Manipur) are also identified as potential occurrence places require further exploration.