基于地理探测器的喀斯特植被NPP定量归因

植被净第一性生产力(NPP)作为生态系统功能的重要指标,既可以反映植被的生长状况,又是生物圈内碳循环的重要分量。喀斯特地区植被NPP的研究是植被建设和生态系统恢复的重要基础,其影响因素的定量识别对喀斯特地区的生态恢复与区域可持续发展具有重要意义。在高精度NDVI数据反演的基础上,运用CASA模型模拟贵州省典型峰丛洼地区三岔河流域2015年区域尺度的植被NPP,分析喀斯特地区植被NPP的空间变化特征,综合海拔、坡度、降水、温度、植被覆盖度和土地利用类型等影响因子,应用地理探测器方法在不同地貌形态类型区内进行喀斯特植被NPP空间异质性的定量归因研究。结果表明:植被覆盖度与温度是植被NPP的显著控制因子,其交互作用对NPP的解释力为77.8%;地貌形态类型对植被NPP的空间分布具有宏观控制作用,土地利用类型在相对平缓的平原、台地地区对NPP的解释力是山地丘陵等地势起伏较大地区解释力的近两倍;海拔因子在小起伏中山和中起伏中山等山地地区对NPP的解释力强于较平缓地区;各个地貌形态类型区内因子的层间差异均随地貌特征的变化而显现出不同程度的差异性。双因子的交互作用均能增强对植被NPP空间分布的解释力,且在各个地貌形态类型区中,解释力排在前三位的主导交互作用方式均为植被覆盖度因子与另一影响因子的叠加。因此,在喀斯特地区未来的发展过程中,应考虑多种环境因子之间的交互作用,从多视角、多维度探究环境因子对植被NPP的影响,为喀斯特石漠化的治理工作提供参考依据。     

浙闽山地丘陵区地形因子对土地利用格局的影响分析:以福建省永泰县为例

地形因子不仅控制土地利用分布格局,而且对区域生态建设及土地可持续利用具有重要影响。选取高程、坡度和地形起伏度3个地形因子,以福建省永泰县为例探究了浙闽山地丘陵区不同地形因子对土地利用格局的影响,结果表明:(1)居住地、工矿交通用地、耕地、园地、水域在高程小于500 m、坡度小于25°的区域呈优势分布,地类间竞争激烈,应合理布局5种地类关系;林地和草地主要分布在高程大于750 m、坡度大于35°的生态脆弱区,应重点考虑生态保育。(2)低山丘陵和河谷平原地带受人类生产生活影响,斑块类型复杂,异质性较高;山地丘陵和边缘山区地带由于自然生态系统占据优势位,斑块形状规则,连通性较强;Pearson相关性分析表明,地形因子与景观格局指数之间存在显著相关性。(3)山地丘陵对土地利用格局具有重要空间限制性,在对其进行开发利用时,需要根据各地类在不同地形条件下的分布规律进行合理安排与协调,才能实现土地资源的可持续利用。     

我国山地城镇的景观生态学探讨

应用景观生态学的理论，与平原城镇相比较，分析了山地条件下的山地城镇的景观生态特性：景观自然生境要素多，廊道体系不发达，景观要素布局松散，生态系统抗干扰能力差。按照地形条件和结构形态对山地城镇的景观结构类型进行了详细分类，总结了山地城镇的主要生态问题，为山地城镇的景观规划与设计提供参考。     

京津冀城市群生态系统服务价值的时空动态演变

以京津冀城市群为研究区,基于土地利用现状数据及谢高地2008年修正的"中国生态系统单位面积生态服务价值当量",利用县域尺度的粮食单产对单位面积农田食物生产服务价值进行修正,随后基于格网分析方法改进了生态系统服务价值系数的3种时空调节因子,并利用等量分类与热点分析方法探讨了生态系统服务价值的空间异质性,在此基础上,将斑块密度与聚合度指数、动态度、变化轨迹分析等方法相结合,从全局与局部揭示生态系统服务价值从2005—2015年的空间动态演变特征。结果表明,(1)修正后的方法能够反映生态系统服务价值在格网尺度上的空间异质性。京津冀城市群北部、太行山及燕山等山林地区、环渤海湿地、白洋淀及衡水湖等内陆湖泊地区的生态服务价值等级以Ⅳ、Ⅴ类为主,是生态服务价值的热点区域;平原地区及张家口市等高原地区的生态服务价值等级以Ⅰ、Ⅱ类为主,是生态服务价值的冷点区域。(2)从2005—2010年,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ类的PD动态度均为正值(0.020、0042、0.029),AI动态度均为负值(-0.007、-0.046、-0.025),第Ⅲ、Ⅳ类的PD动态度为负值(-0.015、-0.014),AI动态度均为正值(0.027、0.022);从2010—2015年,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类的PD、AI动态度(-0.002、-0.003、0.002、-0.002,0.001、0.002、-0.003、0.002)的正负性与前5年相反,且绝对值较小;Ⅳ类的两种指数动态度均为0。(3)生态服务价值的第Ⅰ、Ⅱ类的变化区域集中分布在平原与张家口市,第Ⅲ类的变化区域集中分布在平原与山地丘陵的交界处以及邯郸市;第Ⅲ、Ⅲ类的变化区域分别分布于山地丘陵的西部与承德市东部。     

安徽六安市表层土壤有机碳的空间分布及尺度变异分析

利用第2次全国土壤普查所获得的8 236个实测样本资料,分析了安徽六安市不同空间尺度水平表土有机碳含量及其变异.结果表明,供试市域表土有机碳含量在不同空间尺度水平存在明显差异,总体范围4.58～60.38 g·kg-1,其变化基本符合正态分布.空间变异性表现为县级尺度最大,而乡镇尺度、市域尺度相对较小,说明空间尺度对表层土壤有机碳含量及其估算有重要影响.在不同土地利用类型中,表土有机碳含量均为非耕地土壤[(13.99±2.19)g·kg-1]＞水田土壤[(10.39±1.58)g·kg-1]＞旱地土壤[(8.44±0.92)g·kg-1],其中非耕地土壤的空间变异性最大,变异系数达45.15%,水田土壤变异系数最小,为17.19%.在不同的地貌类型上表土有机碳平均含量表现为山地＞丘陵＞岗地＞平原,变异系数表现为丘陵＞山地＞平原＞岗地,显示出人类扰动对表土有机碳含量的明显影响.     

不同地貌类型区自然村落生态系统的比较分析

本文运用调查方法,定量分析不同地貌类型区(山区丘陵、山前平原、低平原和滨海平原)表征村落生态系统结构和功能的几个指标的变化。结果表明:1.平原地带的庭院面积大于丘陵山区,主要是由于地形及土地利用政策的影响;2.庭院经济收入取决于庭院面积与经营程度;3.村落规模、密度的变化与农田生产力变化一致;4.适当增加村落密度,控制村落规模,有利于缩短耕作半径,提高劳动生产率。     

荒漠河岸生态系统退化机理的定量分析

通过野外监测资料,采用聚类分析与主成分分析法,分析了荒漠河岸生态系统退化的内外因素与驱动力、植被退化的环境主导因子与生态退化程度,结果表明:(1)地质、地貌与气候条件等因素的影响,塔里木河下游生态系统存在脆弱和不稳定性是其退化的内因,外界干扰则是其退化的外在因素。人为干扰则是其退化发生的驱动力,起因于人口的增加、需求的增长。(2)在此过程中导致植被受损的环境主导因子是水,植被退化是人类干扰作用于植被赖以生存的环境主导因子所致。(3)其不同河段的生态退化可以归为三类:潜在沙漠化类(轻度退化),轻度沙漠化类(中度退化),中度或重度沙漠化类(重度退化),其中第三类型,土壤条件与其它两类差异较大,表现出土壤退化的滞后现象。     

荒漠河岸生态系统退化机理的定量分析

通过野外监测资料,采用聚类分析与主成分分析法,分析了荒漠河岸生态系统退化的内外因素与驱动力、植被退化的环境主导因子与生态退化程度,结果表明：（1）地质、地貌与气候条件等因素的影响,塔里木河下游生态系统存在脆弱和不稳定性是其退化的内因,外界干扰则是其退化的外在因素。人为干扰则是其退化发生的驱动力,起因于人口的增加、需求的增长。（2）在此过程中导致植被受损的环境主导因子是水,植被退化是人类干扰作用于植被赖以生存的环境主导因子所致。（3）其不同河段的生态退化可以归为三类：潜在沙漠化类（轻度退化）,轻度沙漠化类（中度退化）,中度或重度沙漠化类（重度退化）,其中第三类型,土壤条件与其它两类差异较大,表现出土壤退化的滞后现象。     

新邵县工矿破坏土地的生态重建模式探索

对新邵县现有的因工程建设、矿产开发而形成的破坏土地进行调查、分类.根据不同的类型采取不同的工程、林学措施,试图重建以木本植物为主的生态群落结构.     

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.     

基于景观指数聚类的粤北典型区景观生态区划

通过选取不同层次的景观指数,对粤北典型区域的景观生态子区进行分区研究,探讨了景观指数在景观生态区划方面的应用,为景观生态区划提供了一种新的思路和方法。采用2009年广东省南雄市DOM数字正射影像为数据源,应用ENVI 4.3和ARCGIS 9.3对遥感影像进行解译和分类,把研究区景观类型分为耕地、林地、疏林地、城镇建设用地、水体、未利用地6大类;根据镇级行政界线把研究区分为18个景观生态子区;选取不同层次的景观指数,应用Fragstats 3.3计算研究区的景观指数;以经过筛选后的景观指数为变量因子,18个景观生态子区为聚类对象,在SPSS 17.0中选择Q型聚类欧式距离平方法进行聚类分析,在聚类图谱中选择水平距离7.5为标准线,对景观子区进行分类,把18个景观生态子区分为4个区域。聚类结果显示,各分区内子区的景观结构特征高度一致。把景观指数应用到景观生态区划,通过聚类分析,分区结果能够较好的反映景观生态结构的显著特征与空间分异状况。     

山西泽州自然保护区植物群落的数量分析

在野外样方调查基础上,采用TWINSPAN和DCA对泽州自然保护区植物群落进行了数量分类和排序研究.应用TWINSPAN方法将38个样方分为10组,根据植被分类的原则命名为10个群丛,并论述了各群丛的群落学特征.样方的DCA排序结果反映了植物群落类型与环境因子之间的关系,表明影响植物群落分布格局的生态因子主要有海拔高度、水分和温度,其中海拔高度是生态因子中对植物群落分布起决定性作用的因子.16个优势种的DCA排序的结果表明群落中优势种的分布格局所揭示的环境梯度与群落类型的分布梯度有很大的相似性,优势种的分布格局在很大程度上影响了植物群落的分布格局.排序结果与分类结果比较吻合,反映出植物群落类型和物种分布随环境因子梯度变化的趋势.     

基于开发需求的安徽沿江地区生态经济分区

从压力、状态和人类响应3个方面,构建了生态经济分区指标体系,结合经济开发需求的评价结果,以县(市、城区)为基本评价单元,利用主成分分析与系统聚类的方法,根据自上而下的专家定性评估,遵循空间邻近性原则,将安徽沿江地区划分为7个生态经济类型,即:合肥污染防治与城镇生态优化区、巢滁湖泊湿地保护与平原生态农业区、马芜铜宣工业污染防治与城镇生态优化区、宣南生态农业与水土保持区、安庆平原农业与湿地生态保护区、池州森林保育与生态农业区以及皖西水源保护与森林保育区.     

土地利用类型的分维值和稳定性指数空间变异分析

土地利用类型是一种在自然和人类活动双重作用下的产物,具有不规则、相对不稳定性和复杂性特征,可以利用分形方法进行探讨;分形理论在土地结构研究中的应用涉及土地利用类型分数维的计算、土地利用结构分形研究方法、土地利用结构及其动态变化的分形描述、区域景观结构的分形模型等方面;但土地利用类型的分形机制的空间差异研究少见报道。综合考虑广东省的自然地理环境和社会经济发展状况,文章选择韶关、潮州、汕头、广州作为不同类型区域的代表,基于分形理论计算了耕地、园地、林地、草地、居民点及工矿用地、道路用地、水体和未利用土地8种地类分维值(D)和稳定性指数(Si)以及平均分维值和稳定性指数,从影响土地利用结构的地貌和人文因素两个方面出发,对比和分析了地域之间的D值、Si值的关系,并从中得到了D值和Si值的变化规律。结果表明:(1)复杂的地貌类型是影响土地利用类型D值和Si值的最主要因素;(2)社会经济发展水平一定程度上影响土地利用类型的分维值和稳定性指数;(3)区域土地利用类型的平均分维值、稳定性指数的大小是土地利用结构的综合反映。     

藏东地区植物群落分布格局与环境因子的关系

认识山地植物群落分布及其与环境因子的关系,掌握物种多样性随环境因子的变化规律,能够为山地生物多样性保护和生态恢复提供科学依据.以藏东昌都地区植物群落为研究对象,在野外调查的基础上,通过层次聚类分析和冗余分析（RDA）对植物群落进行分类,分析群落分布与环境因子的关系,并通过线性回归分析物种多样性与环境因子的关系.结果显示,层次聚类将105个植物调查样方划分为7个群丛;RDA排序结果较好反映了藏东植物群落分布与环境因子之间的关系,决定区域植物群落分布的主要环境因子为海拔、坡向、坡度、土壤pH值和土壤速效磷含量（P <0.001）;海拔、坡向和坡度对群落物种多样性有显著影响（P <0.01）,而土壤pH值、土壤速效磷含量与植物群落物种多样性无显著相关关系（P> 0.05）.本研究表明藏东地区植物群落分布格局主要受地形和土壤因子的驱动,而影响物种多样性的关键因子是地形因子;上述研究成果有助于提高对区域生物多样性分布规律及驱动机制的认识,对藏东地区不同环境条件下生物多样性保护和受损植被的生态修复具有重要意义.（图4表1参55）     

都江堰市生态市建设

将都江堰市建设成我国西部第一个国家级生态市,该市地处我国大地形中第一阶梯向第二阶梯过渡地带,具有物种、生态系统和景观多样性优势;是古代著名水利工程都江堰的所在地,对于成都市和成都平原起着水资源调控和生态屏障作用。该市是著名风光名胜区和旅游城市,具有城市、农村、高中山、丘陵、平原、水域等广泛的功能示范意义。都江堰市具有建成生态市的良好自然条件和社会经济基础,但也面临着严峻的挑战。生态市建设的重点是要保护和发挥该市亚热带的自然生态系统的服务功能,开发与生态良性循环相协调、与环境友好的产业,构建起循环经济的体系和经营机制,建成风光秀美、经济发达、社会文明、人居环境舒适的城市。     

胶东半岛生态安全格局识别与优化布局

识别与优化生态安全格局对保障区域生态安全、促进区域可持续发展意义重大。以胶东半岛为研究区,通过生态重要性评价确定初步生态源地区域,与自然保护区数据进行匹配度验证后进一步整合至生态源地,利用夜光数据模拟人类活动强度,校正基于不同地类赋值得到的生态阻力面,应用最小累积阻力模型识别生态廊道和生态缓冲区。研究结果表明,胶东半岛陆域生态源地面积为3 296.85 km~2,占研究区总面积的10.78%;除生态源地外,生态缓冲区、生态过渡区和开发建设区占比分别为32.21%、30.22%和26.86%;识别生态廊道13条,总长度为624.5 km;根据研究区的自然地理特征与土地利用现状,对区域内生态安全格局各组分要素进行优化重组,依托自然水系、丘陵、山地,提出构建以"一廊、一带、四区、四组团"为核心的生态廊道组团网络化的布局体系,实现胶东半岛区域全方位、复合型、网络化的生态空间结构。研究可为推进胶东半岛区域一体化发展和生态空间保护规划提供重要的参考与借鉴。     

紫色土区裸露地植被恢复技术

通过现场调查和样方调查法,分别调查衡阳市紫色岩裸露地的地形、地貌、气候、母岩、土壤等因子,以及植被分布、生态环境、植物生长等.在此基础上,采用对比研究法,有选择地进行植物及其配置模式的适宜性试验、整地方式的对比试验、宜林型紫色土经济林树种选择试验,评价不同立地条件类型下的植物适宜性与不同配置模式群落的生态适宜性及水土保持能力,最终筛选出不同立地条件类型下适宜的植物及其配置模式与整地方式,为紫色土裸露地植被恢复与宜林地经济开发提供理论依据和技术基础.表18,参11.     

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。     

天龙山珍稀植物丽豆(Calophaca sinica)分布区植物群落物种多样性与土壤因子的关系

采用样方法对太原天龙山珍稀濒危植物丽豆(Calophaca sinica)野生种群的生境和群落特征进行调查,应用TWINSPAN分类分析群落多样性.据TWINSPAN分类,将丽豆分布区的植物群落划分为14个群丛类型,丽豆在群落中具有明显的生态优势,并对群落的结构起一定决定作用.研究结果表明,丽豆分布区植物群落的物种多样性指数变化受自然环境、群落特征和人为干扰的综合影响,光照充足、人为干扰小的群丛类型的物种多样性较为丰富,在以丽豆为建群种或优势种的群丛中多样性指数较高,均匀度指数也较大.在丽豆分布区的9个土壤因子之间有6对因子存在显著和极显著的相关性;多样性指数与土壤因子回归分析表明,锌(Zn)与8个群落物种多样性指数之间有显著或极显著的相关性,钾(K)、磷(P)与6个多样性指数之间显著相关,其他土壤因子与多样性指数的相关性均不显著.