随机森林算法在新疆物种丰富度影响因素研究中的应用

基于多源遥感数据及其产品,以2010年新疆地区鸟类与哺乳动物物种丰富度空间分布数据为基础,结合土地利用、植被、气候、地形等遥感数据产品,探讨了影响新疆地区鸟类和哺乳动物物种丰富度的各环境因子空间分布及其差异.通过随机森林算法对影响鸟类和哺乳动物种数的环境解释变量进行了重要性评估,同时采用探索性回归分析对物种丰富度与环境因子的关系进行建模,比较了鸟类和哺乳动物在草地、林地和耕地三种生境中的主要环境影响因子及其差异.结果显示：影响物种丰富度的环境因子中,植被生长状态与能量转换能力对鸟类丰富度十分重要,且草地的海拔高度重要性最高,为38.38%;耕地所处的气候类型对鸟类丰富度有明显影响,其中年均温重要性达到32.98%;哺乳动物的三种生境选择中气候和海拔条件十分重要,共占重要性的60%以上,最高达76.85%,在耕地中哺乳动物更看重气候而非植被生长情况;三种生境中鸟类和哺乳动物的最优模型及其影响因子均不同,耕地对于鸟类、林地对于哺乳动物的模型解释力最高,分别为69.9%和68.9%,随机森林和探索性回归分析均显示年均温、年降水量和海拔高度是哺乳动物丰富度差异的重要解释因子.     

崇明东滩候鸟自然保护区的动态变化

在８０年代末期的鸟类及其生境调查研究基础上，正式提出拟建的上海市崇明东滩候鸟自然保护区，５年来随着滩涂的游涨及９０年代初期人工围垦的影响，滩涂自然植被和鸟类的种类，数量，分布也随之有了相应的相应的动态变化。该文在新的调查资料基础上，对崇明东滩鸟类赖以生存地自然植被恢复，候鸟食料的容量分析等作了研究；同时，还论述了崇明候鸟自然保护区的界线范围及其动态变化，以及保护区内部３个功能小区的动态等。     

长江口九段沙湿地原生植被的保护及开发利用

研究了长江口九段沙湿地的原生植被,结果表明,九段沙湿地植被多行无性繁殖;植物种群数量少,同一种群中多同生群植物;植物群落结构简单、群落演替的原生特征明显;植被的相对密度大、生物量高,植物中多属可开发利用的资源植物,具有开发利用的潜在特性;九段沙原生植被在上海市、江苏省的部分地域的空气质量改善过程中起着重要作用;其湿地植被一旦得以生态型开发利用,有利于营造一个鸟类栖息、觅食的乐园,可减缓浦东国际机场迁徙鸟类活动的压力。提出了保护和开发利用九段沙原生植被必须遵循的原则。     

洪泽湖湿地资源保护与可持续利用研究

洪泽湖湿地植被群丛多样,鸟类丰富,需重点保护的鸟类种类多、种群数量大。在分析洪泽湖湿地遭破坏的原因后,提出了保护对策和可持续利用途径。     

平朔露天煤矿植被恢复区物种天然更新格局及其驱动因素

以安太堡露天煤矿植被恢复区0.8ha"刺槐+榆树+油松混交模式"长期固定监测样地为研究平台,基于2010年和2015年两次幼苗幼树的调查数据,对植被恢复过程中主要更新物种的数量特征和空间分布格局的变化进行了分析。研究表明:2010-2015年间,样地内幼苗个体数由8587株减少为3673株,幼树个体数由307株减少为172株;从群落水平来看,幼苗在各生境类型下个体数量的分布略有差异。2010年的幼苗在样地四个角和中部呈聚集分布。幼苗个体数量的分布表现为高坡高谷山谷低坡。而2015年呈高坡山谷高谷低坡的趋势。幼树在不同生境类型下的个体数相差不多。无论在群落水平还是物种水平,幼苗幼树高度和生物因子共同影响幼苗幼树的存活。本研究为揭示不同植物配置模式种群的天然更新和物种共存及维持机制提供基础资料,同时为优化复垦土地植被恢复模式和促进矿区土地可持续利用提供理论依据。     

应用景观生态学方法对大兴安岭森林植被变化进行分析

应用景观生态学基本理论、选用基本方法对大兴安岭（黑龙江省管辖范围内）森林植被的变化进行了分析,其结果由于林木采伐等人为活动对其干扰,使得森林景观发生了根本性的变化,导致原始林斑块数量增多,森林在景观中的面积减少,森林的斑块形状趋于不规则,森林内部生境的面积减少。而森林的斑块被隔离,导致生物多样性下降,景观破碎程度逐期加大。     

乌梁素海湿地鸟类生态学地理信息系统的设计与研究

本研究的目的是将3s技术应用于鸟类生态学研究。研究过程中采用SuperMap GIS软件为开发平台,Visual BASIC 6．0为开发语言,SQL Server 2000为数据库支持。在总体设计的指导下,利用野外实地考察数据、卫星遥感影像图解译的空间数据建立数据库,经过程序编写和整体运行调试,完成了“乌梁索海湿地鸟类生态学地理信息系统”软件的开发。软件能够实现：1．乌梁素海湿地生态系统中鸟类信息的浏览、查询、编辑、专题统计分析、结果输出等功能。2．乌梁素海湿地行政区地图、鸟类栖息环境数据的浏览、查询、编辑、专题统计分析、各景观要素面积变化预测、结果输出等功能。3．通过鸟类信息查找其在该湿地栖息活动的主要范围;通过景观要素专题图查询在不同景观要素中栖息活动的鸟类信息。应用开发出的软件对鸟类数据和空间数据进行了分析探讨,得出如下结论：1．近十年来乌梁素海湿地景观要素的面积之间发生转化,浅水沼泽面积不断加大,明水面积不断缩小;利用马尔可夫模型预测,结果表明明水面积迅速减少,芦苇等沼泽面积增大,湖泊周围的荒漠化草原面积增大,湿地面积不断减少。2．对鸟类区系演变和景观要素的变化做出定量分析,鸟类区系组成变化迅速,涉禽的种类和数量不断增加,游禽的种类和数量相对减少。3．通过定量研究鸟类对氮和磷的转移,确定了草食性优势种鸟类在富营养化乌梁素海湿地生态系统物质循环和能量流动中所起的作用。4．对沿岸浅水沼泽环境中鸟类群落结构特征、鸟类密度与主要食物量的关系进行统计分析,结果表明鸟类群落的多样性、均匀度、优势度以及鸟类密度不仅与主要食物量有关,与其环境的污染程度、受干扰的大小、植被特征等因素都有直接的关系。5．湿地鸟类的区系组成及数量的变化可以作为湿地环境变化的指标,即湿地景观要素而积的转化直接影响其中鸟类的种类与数量的变化,因而鸟类的种类与数量的变化可以指示其生态环境的演变。     

近期和长远时段内北极生态系统结构受到的影响

生物在物种水平上对全球气候变暖和紫外线B(UV-B)辐射增强的反应受到其群落内其他物种以及生态系统内养分循环的调节,所有的这些反应将会导致生态系统结构的变化.根据高纬度地区坏境因子的可能变化而做的控制试验表明,由夏季变暖而引起苔原植被的变化要小于增加施肥而引起的变化,试验涉及的某些环境因子对北极生态系统的结构有非常强烈地影响,但是这些影响因地区而异,观测结果表明,处于最寒冷地区的植物群落和无脊椎动物群落对全球气候变暖和紫外线B辐射的增强反应最为强烈.尽管微生物量和养分储存量相对稳定,北极无脊椎动物群落还是很可能会对全球变暖产生迅速的反应.试验结果显示,加强紫外线B辐射会改变革兰氏阴性细菌和真菌的群落组成结构,但不会对植物群落的组成产生影响.由夏季气温升高而提高的植物生产力将会控制食物网的动态变化,以苔原植被和亚极地森林植物为基础的食物网中的营养流动会明显地影响到几种优势动物种群数量的周期性波动,在某些年分这些动物的种群数量会达到峰值.小型啮齿动物和食叶昆虫如秋毛虫种群数量的周期性变化则会影响苔原和森林苔原植物的组成结构和多样性,同时也会影响到一些专性捕食者和寄生虫的变化.在暖冬,雪表形成冰壳可能会减少旅鼠的植物食物来源,然而较深的雪也可以使它们免受雪地表面上捕食者对它们的捕食.在芬诺斯堪的亚地区,已有证据表明小型啮齿类动物群落结构和种群动态的显著变化会导致专门以小型啮齿类动物为食物的捕食者的数量减少.气候还可能改变昆虫在白桦森林生态系统中的作用,因为暖冬可以增加这些昆虫卵的成活率,并且扩大其分布范围.此外,在夏季困扰驯鹿的昆虫会由于夏季气候的变暖而扩大其分布范围、增加种群数量并且种群更为活跃;同时在另一方面也会对驯鹿不利,即那些昔日驯鹿/北美驯鹿的避难场所--冰川和未融的成片的雪--在这样温暖的夏季则可能会消失.     

无人机遥感调查黄河源玛多县岩羊数量及分布

本研究于2017年利用无人机航拍调查对黄河源玛多县县域内的岩羊种群数量进行了估算,并对其分布规律进行了研究。无人机航拍共获取影像23784张,有效面积326.6 km~2,通过目视解译,获取样带内的岩羊种群数量为203只,种群密度为0.6215只/km~2。通过推算,得到玛多县岩羊种群数量为8968只。对玛多县岩羊分布位置与环境因子的分析结果显示:岩羊偏好于选择海拔为4100～4200 m、距公路大于3 km、距悬崖峭壁200 m以内的区域活动。本研究利用无人机航拍样带调查估算黄河源玛多县岩羊种群数量与密度,并结合ArcGIS软件对其生境进行分析,将3S技术与野生动物调查相结合,为青藏高原地区大型野生动物相关研究提供了新思路。     

全球变暖和人类居住地地域性变化的影响:鸟类越冬分布的转移

20世纪末,在美国马萨诸塞州的科德角,由于全球变暖的加剧,鸟类越冬出现了向北迁移的现象,这种北移与全球气温异常和当地冬季最低气温上升是分不开的.这一现象以及最近的其它研究结果都表明:最近的20年期间,全球变暖已造成规模大、范围广的生物地理意义上的变化,并对地球生态系统和人类构成了潜在的威胁.由于城市扩展引起的地方生境的变化主要对栖息地偏北的森林鸟类产生影响.在科德角,当地居民居住地扩大对鸟类栖息地分布的影响,在21世纪初,尚不及温室效应的影响大,但是,如果城市继续扩大,也许其影响会不亚干全球变暖.     

城市化对城市森林组成和结构的影响——以上海“城-郊”样带为例

由于城市森林可改善人居环境并提高居民的生活环境质量而备受关注,而城市化进程的加剧使生态系统的结构也发生了很大变化。论文以快速城市化进程中上海“城-郊”样带为例,基于地理信息技术,采用景观格局分析和数理统计方法,有效量化“城-郊”样带;并借助植被功能分类的相关理论,以乔木组成和结构变化为载体,探讨城市化程度对城市森林的影响。结果表明：1）城区乔木丰富度指数（S）、Shannon-Wiener指数（H）和Simpson指数（D）高于郊区,二者存在显著性差异（P<0.05）;但城区和郊区乔木物种均匀度分别为0.448±0.043和0.394±0.038,不存在显著差异（P>0.05）。2）城区乔木的密度小于郊区,分别为248±25和472±57株/hm²;且二者间存在显著性差异（P<0.05）。3）城区和郊区的城市森林群落的生长潜能存在一定的差异,郊区具有较多数量的高生长潜能乔木,而城区中低生长潜能的常绿乔木密度比郊区高;4）城区、郊区中各胸径量级的乔木数量分布均呈倒J型曲线。通过该研究以期促进城市森林生态系统服务功能发挥的同时也为进行城市森林的管理提供科学依据。     

基于高分1号影像的森林植被信息提取

实时最新森林植被信息的提取是林业航空植保作业的必要前提。论文以安徽省蚌埠市为研究区域,探讨了基于高分1号卫星遥感数据在亚热带农林植被混合地区的森林植被信息提取。根据植被物候信息差异选择了提取森林植被信息的5个关键时期高分影像,采用分区决策树方法监测森林植被的空间分布和面积信息,并与未分区决策树法的提取结果进行比较。结果表明：采用分区决策树法和未分区决策树法对于大中尺度森林植被信息提取的总体精度均优于85%。但分区决策树森林植被提取总体精度达到90.72%,较未分区决策树法提高3.80%、4.65%,Kappa系数达到0.81,较未分区决策树法提高约0.07~0.10,结合植被物候信息的分区决策树森林植被提取法好于未分区决策树法,能够满足林业航空植保作业的精度需求。具有较高空间分辨率、宽覆盖、短重访周期的高分1号影像,对于大区域的林业航空植保当年最新森林植被信息的提取表现出较大的潜力。     

上海市城市化进程中热环境响应的空间评价

利用Landsat TM/ETM+ 遥感数据解译与反演得到上海市1997~2009年的土地利用/覆盖类型图及热岛强度分布图,并分析其演变趋势,引入温度-植被指数(TVX)并采用TVX空间法定量研究了以建设用地扩张、生态用地减少为特点的城市化过程引起的热环境效应.研究表明,1997~2009年,上海市人口呈现从中心城至郊区的流动趋势;热岛强度分布与城市化建设密切相关,呈现“葫芦串-葡萄串-摊大饼型”的蔓延模式;以牺牲生态用地为代价的建设用地扩张造成研究区域地表温度的上升及植被覆盖度的下降,其中林地减少所引起的热环境效应最大.研究可为城市规划决策过程中不同城市化空间的拓展情景提供其可能的环境响应结果,从而完善气候变化适应性对策,推进城市生态系统的可持续发展.     

Roles of urban vegetation on balance of carbon and oxygen in Guangzhou,China

ＴｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｅｆｆｅｃｔｈａｓｂｅｅｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＣＯ2 ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｆｕｅｌａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｌａｎｄｕｓｅ(Ｒａｙｎａｕｄ ,1 993 ) .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｃａｒｂｏｎｃｙｃｌｉｎｇｏｆｅａｒｔｈｈａｓｂｅｅｎａ“ｈｅａｔｐｏｉｎｔ”ｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅ.Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ,ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈａｔｉｎｕ…     

Landscape pattern and its effect on ecosystem functions in Seoul Metropolitan area: urban ecology on distribution of the naturalized plant species

During land transformation process in the human history,naturalized plants were introduced to several land use patterns by the different ways of plant itself .Including some naturalized plants that had been contribute to land restoration,many naturalized plants have been invaded to original habitat or landscape for native plants.Once the plants were colonized,they extend their area and population size.Urban developed areas often give an impotant role of source habitat for naturalized plants and expanding their popuation size.In recent,this tituation is appearing as one of environmental problems about the urban landscape management controlling the naturalized plants that invaded in the developed area and conserving the native vegetation.This paper is focusing on relationships between distribution of habitat of naturalized plants and landscape patch in urban area in Seoul.Gengdong-Gu ,one of the administrative areas in Seoul was selected for this study.We examined the recent land use change using LANDSAT TM data and spreading of the representative naturalized plants(Robinia pseudoacacia and Eupatorium rugosum)by Seoul Biotope Mapping Project and field survey in 1999.As a result,these two species were often occurred in the same habitat and distributed in forest edge disturbed by man.Their distribution patterns were related to landscape indices (patch size and shape)in the forest edge.     

普定喀斯特石漠化地区森林植被恢复示范研究

在中国西南喀斯特地区,由于石漠化发生与扩展,生态环境恶化。为了更好地恢复森林植被,改善生态环境,本文针对普定的区域特点、自然背景及石漠化现状,提出了普定石漠化区的植被恢复原则和方法,在总结树种选择、造林技术、森林恢复模式及巩固造林成果已有经验的基础上,以普定6个村的森林恢复工程为典型案例,提出了普定石漠化治理过程中的具体物种选择及植被恢复模式的具体对策,包括穴状整地技术、容器苗技术、局部客土技术、明坑大穴嫁接技术、乡土树种混交等技术等。     

Influence of new town development on the urban heat island - The case of the Bundang area

Five new towns have been developed around the Seoul metropolitan area since 1996. However, these new towns generate lots of traffic and related problems in the areas including those new towns and Seoul as a result of increases in population and a lack of ecological-self-sufficiency. Currently, construction of another new town is under deliberation, and what should be a major consider is the notion that the new town be located within a wide, green zone. Many studies have revealed that green space can play an important role in improving urban eco-meteorological capability and air quality. In order to analyze the urban heat island which will be created by the new urban development, and to investigate the local thermal environment and its negative effects caused by a change of land use type and urbanization, Landsat TM images were used for extraction of urban surface temperature according to changes of land use over the last 15 years. These data are analyzed together with digital land use and topographic information. As a study result, it was found the urban heat island of the study area from 198.5 to 1999 rapidly developed which showed a difference of mean temperature above 2.0. Before the Bundang new town construction the temperature of the residential area was the same as a forest, but during the new town construction in 1991 analysis revealed the creation of an urban heat island. The temperature of a forest whose size is over 50% of the investigation area was lowest, and thus the presence of a forest is believed to have a direct cooling effect on the urban environment and its surroundings. The mean temperature of the residential and commercial areas in the study was found to be 4.5 higher than the forest, and therefore this part of land use is believed to be the main factor causing the temperature increase of the urban heat island.     

黔中木本植物叶功能性状对退化喀斯特土壤特性的响应

研究不同退化背景下优势木本植物功能性状的适应机制,有助于从功能生态学的角度来解释喀斯特山区的群落演替过程。本研究以贵州普定不同退化背景样地优势木本为研究对象,测定LT、LA、SLA、LDMC、LTD、Chlc6个叶片功能性状指标,分析土壤特性对区域内植被叶片功能性状的作用及影响,揭示喀斯特山区植物对不同环境的适应策略及其演替过程。结果表明:①喀斯特区退化环境下植被叶片向增大化趋势发展,以退耕地经济林最显著;火烧、火烧砍伐、退耕下植被性状差异显著,以LA、LTD、SLA变化范围最大,在相应样地可分别高达121.9%、118.08%、86.00%。②退化样地内叶片性状在乔木、灌木和藤本物种间差异显著,总体上灌木与藤本物种种间变异高于乔木物种,群落处于演替前中期阶段。③不同退化背景下土壤特性差异较大,与植被叶功能性状间具有显著相关性,其中土层深度、土壤养分与土壤含水率是植被叶功能性状的关键土壤特性因子。④退化区域植被叶性状表现出LA大、LT较小、SLA和LTD低、LDMC高、Chlc较低,趋向于发展贫瘠干旱性状组合。揭示了黔中退化喀斯特次生林内在差异性的演替规律,为喀斯特次生林的管理和生物多样性保护提供科学依据。     

上海市绿地植被的吸热降温效益评估

城市绿地夏季高温时具有明显降温作用。但现有研究侧重降温效应观测及其影响因子解析,而对绿地降温效益与人居环境需求的空间一致性鲜有研究。以上海市为例,基于高分卫星影像与样地观测数据,采用植被蒸腾吸热经验模型评估了城市绿地夏季降温效益,并利用GIS空间分析技术量化了绿地降温效益与空气温度及人口分布的空间耦合程度。结果表明:2017年上海城市绿地面积为10.45万hm ²,夏季（6-9月）绿地植被吸热量可达8.49×10 ¹⁵ J,相当于节约夏季空调降温的经济价值为14.57亿元,其中46%和33%的绿地降温效益来自阔叶林与混交林;浦东新区、崇明区和奉贤区的绿地植被合计贡献了67%的降温效益,但虹口、黄浦、徐汇等中心城区绿地的单位面积降温效益较高。更需关注的是,绿地植被降温效益与人居环境需求表现出局部地区的空间不一致,其中28.62%的地区植被降温效益与空气温度处于低耦合状态,7.31%的地区植被降温效益与人口密度为低耦合水平,且均集中分布在中心城区。因此,重点提升中心城区绿地植被降温功能,并规划建设周边绿地降温效益的空间辐射通道,是上海城市生态空间优化的重要方向。     

快速城市化时期中国城市建成区植被状况的时空分异特征

基于植被变化视角,以中国656 个建制城市的建成区为研究对象,选择1992、2000 和2010 年DMSP/OLS 夜间灯光数据和植被数据,选用城市建成区内归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）的均值反映建成区植被的状况;用建成区内NDVI均值和背景区内NDVI均值的比值（NDVI比值）衡量人为因素对城市建成区植被的影响情况。结果表明：①同一年份,城市规模越大,建成区植被越差;近20 a 来,除小城市植被变差外,其他等级城市植被总体在变好。②同一年份,规模小的城市人为因素产生的不利影响相对较小。近20 a 来,人为因素对特大城市和大城市植被产生的不利影响在减小,而中等城市基本不变,小城市则变大。③同一年份,从湿润半湿润森林带、半干旱草原带到干旱荒漠带的城市建成区内的植被逐渐变差;近20 a 来,干旱荒漠带的建成区植被状况略微变差,其余植被带内建成区植被变好。④同一年份,从湿润半湿润森林带、半干旱草原带到干旱荒漠带人为因素对建成区植被的不利影响逐渐减小;近20 a 来,湿润半湿润森林带内人为因素对建成区植被的不利影响在减小,而其他植被带内,人为因素的不利影响在增加。