Early succession arthropod community changes on experimental passion fruit plant patches along a land-use gradient in Ecuador

Many tropical landscapes are today characterized by small forest patches embedded in an agricultural mosaic matrix. In such highly fragmented landscapes, agroforests have already been recognized as refuges for biodiversity but few studies have investigated the potential of non-forested land-use types to contribute to overall biodiversity of functionally important taxa in the tropics. This study experimentally investigated species richness, abundance, and community similarity of arthropods on Yellow Passion fruit plants, planted in standardized patches in 30 sites along a land-use intensity gradient. The gradient comprised all major land-use types of the area: forest fragments, abandoned coffee agroforests, coffee agroforests managed under shade trees, pastures, and rice fields in Coastal Ecuador. We found a total of 2123 individuals belonging to 242 species. Overall arthropod species richness increased with light intensity and leaf-surface area and decreased with land-use intensity: forest fragments and abandoned coffee agroforests harboured significantly more species than rice or pastures. Overall diversity in managed coffee agroforests was intermediate between the intensively managed and more natural habitats. However, the three most abundant taxa of arthropods (ants, spiders, and beetles) had the highest number of species in managed coffee agroforests, while ant abundance was highest in abandoned coffee agroforests and spider abundance highest in managed coffee agroforests. Analyses of community similarity revealed that open (pasture, and rice) and shaded (forest, abandoned and managed coffee agroforests) land-use types had distinct arthropod communities. In conclusion, although open agricultural land-use types tend to have fewer species in lower numbers, all land-use types contribute to overall biodiversity of the agricultural matrix because of distinct communities in shaded vs. non-shaded land-use types.     

建国以来南京城市扩展研究

论文以南京市为研究区,以1949、1976年航空影像,1988-2003年陆地卫星(MSS、TM、ETM+等传感器)遥感影像为数据源,利用遥感信息提取技术,获取南京市城市扩展信息。结合南京市经济社会数据,从扩展强度、人口-城市扩展指数、分形维数、扩展方向等方面分析了南京市城市扩展的时空变化特征,并从自然、经济、社会等方面探讨南京城市扩展的驱动力。研究结果表明:①1949-2003年南京城市规模扩展了10.15倍,城市扩展表现为3个阶段:1949-1976年为第一阶段,城市扩展表现为低强度的准圈层式外延;1976-1988年为第二阶段,城市扩展强度有所提高,圈层外延与跳跃式发展并存;第3阶段为1988-2003年,扩展强度达到18.79%,跳跃式发展和连接式发展表现突出;②城市扩展呈现沿轴线扩展的特征,扩展轴沿长江向东北-西南方向延伸,城市重心向北部振荡后向东南方向转移;③南京城市扩展在城区和郊区分别表现为紧密扩展和稀疏扩展,1949年以来,南京城市空间形态日趋复杂,但自进入21世纪后,城市空间形态趋于稳定,表明南京城市扩展存在由无序向有序发展的趋势;④城市扩展是多种因素综合作用的结果,在不同的扩展阶段,不同的因素组合占主导。总体上看,经济发展是城市规模扩展的主导因素,城市空间格局、空间形态的变化更多地受政策因素的影响。交通等基础设施的建设拉大了城市框架,行政区划调整为城市扩展提供了空间,城市总体规划为城市扩展提供了空间导向。     

近35 a西藏拉萨河流域耕地时空变化趋势

利用4 期卫星遥感资料,分析了1976-2011 年西藏拉萨河流域耕地时空变化趋势。结果表明：①近35 a 拉萨河流域耕地从5.63×10⁴ hm²增加到6.56×10⁴ hm²,占流域总面积比例从1.71%上升到2.00%。其中,1976-1988 年为缓慢增长期,年增长率为0.09%,1988-2006 年为快速增长期,年增长率为0.59%,2006-2011 年为急速增长期,年增长率达0.86%。耕地增加主要来自草地,耕地减少则主要源于建设用地扩张。②耕地聚集度从下游到上游不断减少,其中拉萨市耕地聚集度最高但下降最快。耕地空间变化表现为中游以耕地增加为主,下游以耕地减少为主。中游的墨竹工卡县具有最高的耕地相对变化率,因而区域差异度最大。③耕地扩张不断向更高海拔和更大坡度的范围推进,其中4 000~4 200 m海拔高度和5°~10°坡度范围的耕地净增加量最多。     

东江下游河网区土地利用变化及其对水体的生态影响

论文以东莞市为研究区域,基于1990、2000、2009年3期遥感影像,采用土地利用变化速率、土地利用转移矩阵及景观指标,分析了近20 a东莞市土地利用变化过程及其对水体的生态效应。研究结果表明:①近20 a东莞市土地利用结构由农业用地、林地为主向城市建设用地为主迅速转变,耕地、园地、林地比例由1990年的23.56%、13.39%和28.73%下降为2009年的11.35%、3.26%和17.39%,与此同时建设用地面积比例则由20.21%增加为53.62%,此外,2000—2009年土地利用变化程度较1990—2000年更为剧烈;②东莞市农业用地面积逐年降低,单位面积化肥施用量减少58.30%,单位面积农药施用减少32.35%,表明农业面源污染在过去一段时间内具有减弱趋势,与此同时城镇建设用地下垫面增加导致的城市非点源污染威胁则逐渐增强,这一情形将随着城市化用地的继续扩展和水体总面积的减少而愈加严重;③东莞市水体景观优势程度逐渐下降,水体受人为干扰强烈。水库、河流缓冲带内建设用地比例明显增加,河道被人工化、渠道化程度增强。综合以上研究结果,东莞在城市化建设中应加强水资源的保护和管理;水污染防治中,在治理点源污染的基础上,加强城市下垫面非点源污染的防控。     

干旱区内陆河流域土地利用程度变化与生态安全评价——以新疆玛纳斯河流域为例

以天山北坡玛纳斯河流域为例,在遥感与GIS支持下揭示了流域1989-2002年间土地利用程度变化状况,并进一步对流域生态安全进行了综合评价,最后分析了土地利用程度变化与生态安全的关系。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用程度稳定上升,土地利用总体处于发展时期;②1989-2002年,流域生态安全状况整体有所好转,但局部生态环境出现恶化趋势;③流域土地利用程度综合指数在18~100间的区域生态安全等级有所提高,由1989年主体属于中警状态提高到2002年的预警状态;④不同土地利用程度下流域在较安全和预警状态面积之和有以下顺序：Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅵ＞Ⅲ＞Ⅱ,表明Ⅴ级土地利用程度区即林草地是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地则是生态环境治理的难题和关键。最后,提出了通过提高低利用程度区的土地利用程度来确保生态安全的观点。     

现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素

中国农地利用专业化发展缓慢,落后于西方发达国家,成为其农产品国际竞争力不足的一个重要影响因素。对其原因,目前学术界仍存争议,尚无令人信服的结论。论文利用1991—2013年全国、省域,以及2001—2013年县域（杭嘉湖地区）3个尺度的种植面积数据,采用赫芬达尔专业化指数（SHHI）,并结合关联政策的资料分析,重点检验主粮生产对农地利用专业化的主控性和限制性,探讨现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素。结果显示：1）现阶段中国农地利用专业化水平受主粮播种面积占比的控制,全国和省域尺度上,无论时间维度还是空间维度,两变量均在5%以下显著性水平上呈正相关关系;县域尺度上,两变量在空间维度上呈显著高度正相关,时间维度上76%的区县呈显著正相关。2）粮食生产保护政策约束了粮食作物的退出,压缩了非粮作物的增长空间,限制了农地利用专业化的发展。结果表明,国家对粮食（尤其是主粮）生产的保护是现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素。因此,论文提出转变“粮食安全”观、优化农业生产布局等促进农地利用专业化的政策建议。     

纵向岭谷区公路沿线土地利用变化与扩展效应

运用A RC I/NFO软件,对纵向岭谷区内典型公路沿线1km、2km、5km和20km缓冲带土地利用数据进行分析。通过土地利用转移矩阵、土地利用程度综合指数和扩展强度指数,研究了公路沿线土地变化及公路的扩展效应。研究表明:①各缓冲带内均存在林地向耕地和草地退化的现象;②研究区自然状况完好,林地与草地所占比例之和均超过土地总面积的80%,但存在一定的内部差异性;③景洪各缓冲带土地利用程度排序为La2k0m>La5km>La2km>La全区>La1km,保山土地开发利用程度高于景洪,排序情况La1km>La2km>La5km>La全区≈La2k0m;④公路的扩展效应与土地利用程度综合指数基本上是一致的,但扩展效应不显著。受地形地貌条件的限制,公路扩展效应的影响阈为公路周边1～5km。     

入太湖河流武进港的区域景观格局与河流水质相关性分析

以武进港区域为例,通过遥感解译得到土地利用分类数据,以区域7个水质监测断面为中心生成缓冲区,并借助FRAGSTATS软件计算各用地类型面积比例以及斑块数量(NP)、面积加权斑块分型指数(FRAC_AM)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)、蔓延度指数(CONTAG)等5个景观格局指数,从组成属性和空间属性两方面表征景观格局,进而分析景观格局与河流水质的相关关系.结果表明,区域景观格局与河流水质有显著相关关系:建设用地的面积比例与污染指标呈显著正相关,表明建设用地为区域污染物产生和输出的主要用地类型,也是影响河流水质的关键因素;而耕地的面积比例与污染指标呈显著负相关;各景观指数与水质均存在关联,特别是SHDI和SHEI与污染指标体现了明显的负相关,CONTAG与污染指标体现出明显的正相关.     

湿地变化对双台河口自然保护区服务功能的影响

运用GIS和遥感技术分析了1988~2012年双台河口自然保护区土地利用和湿地的动态变化,并运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值分析了该保护区的生态系统服务价值变化情况,并对湿地变化与生态服务功能的关系进行了分析.结果表明,1988~2012年,双台河口国家级自然保护区所有天然湿地类型均有不同程度的减少,面积比例由93.83%减少至77.25%,芦苇湿地和典型滩涂、滩地面积减少最多;1988~2012年,双台河口国家级自然保护区生态服务功能总体上呈减少趋势,共减少了18.25%.就类型而言,耕地生态服务功能价值增加了4617元,水域生态服务功能价值减少了2012元,湿地生态服务功能价值减少了115133元;该保护区湿地对生态服务功能价值的贡献率最高,且远远超过其他地物类型的生态服务功能贡献率,但贡献率从1988年的75.07%下降至2012年的68.86%.由于该保护区开发建设活动频繁,不断侵占天然湿地,导致该自然保护区生态服务功能总体上呈下降趋势.     

鄂尔多斯高原沙地草地荒漠化景观现状的定量分析

基于相互垂直的2条5km长的样线的野外调查,分析了鄂尔多斯高原东南部地区沙地草地的景观现状.对2条样线上的斑块出现的频度的统计分析表明,该地区景观以小尺度斑块为主,有95%以上的斑块直径小于50m,平均斑块直径只有15m,但仍有较大面积的流沙斑块存在.对沿样线的裸地百分比盖度的半方差分析揭示了该区域荒漠化景观依赖于空间尺度的环境异质性,所调查的沿样线裸地百分比盖度的分维,接近于2,说明其空间异质性主要集中在较小的尺度上.这说明该区景观较为稳定,但沙化面积有扩大的趋势.     

基于RS的崇明东滩空间动态变化研究

崇明岛东滩因其特殊的自然条件及频繁的人类活动影响，土地利用空间格局变化速度较快。通过对1988—2002年6幅不同时相TM遥感影像解译，对崇明东滩土地利用进行分类，得到东滩15年间的土地利用空间变化图；再利用GIS技术，从数量和空间分布上对其土地利用动态变化过程进行定量计算，结果显示东滩土地总面积不断增加，土地利用方式逐年变化。东部岸线明显向东扩展。同时结合考虑自然因素和人为因素影响，探讨了崇明东滩空间动态变化的原因。为更加合理的开发利用东滩提供了有力的参考，也表明了RS与GIS技术相结合对于研究东滩空间格局演变有一定的应用价值。     

南水北调中线源头区降雨径流中多环芳烃分布特征

研究了南水北调中线源头区降雨径流中多环芳烃的分布特征及来源.根据不同土地利用类型修建了5组径流场收集径流,采用GC/MS对径流中美国EPA优先控制的16种PAHs进行了检测分析.结果表明,3种土地利用类型降雨径流水相中PAHs含量平均值为：耕地（26.53 ng·L^-1）〉栎林（20.91 ng·L^-1）〉果园（1...     

1996—2015年巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变分析

干旱区高寒湿地是极端条件下形成的特殊生态系统,其景观格局演变受众多学者的关注。论文以1996、2006、2010年TM,2000年ETM和2015年OLI五个时期遥感影像为数据源,分析了近20 a巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变特征及其与气候因子的关系。结果表明：1）近20 a,湿地面积总体呈下降趋势,减幅为5.62%,减速为1.91 km²/a。湿地面积变化以2010年为分水岭,前15 a湿地面积较为稳定,占研究区总面积的比例在77.24%~78.26%之间波动;近5 a湿地面积呈缓慢萎缩趋势,面积比例减少5.28%。2）景观水平上,景观破碎度增大,空间异质性增强,斑块形状趋于复杂;类型水平上,湿地斑块破碎度增加,形状趋于复杂,呈集中分布。3）当日最高气温低于18.7 ℃时,随日最高气温的增加,湿地面积趋于稳定,破碎度变化不明显;当日最高气温高于18.7 ℃时,随日最高气温的增加,湿地面积萎缩,破碎度增加。日最高气温对巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地景观格局演变影响明显大于年降水量。近20 a巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地呈现退化态势,湿地环境趋于逆向演变趋势。     

时间序列案例推理检测土地利用短期快速变化

在实际的地理环境中,不同的土地利用/土地覆盖类型往往具有特定的时/空变化特征,适合于采用案例匹配方法进行求解。但目前常用的案例推理多以静态推理为主,缺乏对动态变化过程的推理。论文利用案例的空间可重用性,提出了基于时间序列的案例推理方法,通过分层随机采样挑选案例点,建立了试验区同步观测案例库,并对2005～2006年试验区15景Radarsat图像进行了时间序列影像分割,利用案例点的时间序列特征值对分割后的图斑进行时间序列相似性测度,生成时间序列案例匹配矩阵,并进一步得到变化图斑的土地利用转化类型和变化时间。最后,结合野外实测资料,对案例匹配结果进行了误差评价,在所有地类变化检测结果中,菜地由于种植类型多样,物候差异大,变化检测误差最大,其次是平整土地;鱼塘(11.3%～13.2%)和果园(10.7%～16.9%)变化检测误差最小。和基于规则的变化检测方法相比,案例推理方法精度略高。     

花溪区土地利用变化研究

土地是人类社会赖以生存和发展的最基本自然资源。土地利用格局的好坏深刻地影响并决定着一个地区的发展和经济状况。在地理信息系统(GIS)技术与遥感(RS)平台下,以花溪区1973年、1986年、1993年陆地卫星影像和2002年、2007年CBERS影像数据为基础,从土地利用类型、结构和布局阐述了研究区不同时期的土地利用现状,并在此基础上对其5个年份土地利用的变化过程和分布特征进行分析。结果表明:花溪区30多年来土地利用类型中水田、草地、林地面积呈减少的变化比较明显;建筑、旱地、灌木林等面积呈增加的变化较明显。研究成果对花溪区土地资源的合理利用有一定指导意义,为土地管理部门提供决策支持。     

晋陕蒙接壤区典型生态过渡带景观变化遥感研究

晋陕蒙接壤区是典型的生态过渡带,生态环境具有波动性、脆弱性和敏感性.笔者采用2个时期遥感影像作为基本信息源,在GIS的支持下,建立空间信息库,选取斑块大小、分维数、形状指数、景观破碎度和景观优势度等指标,对景观空间格局的动态变化进行了分析.同时利用马尔柯夫模型对该区的景观要素转换进行了模拟.结果显示,1988～2000年期间,该区的景观格局发生了显著变化,景观趋于破碎化.      

黄河水文特征对河口海岸变化的影响

论文选取海陆变化频繁的黄河口作为研究区,在3S技术支持下采用平均高潮线法对1976-2002年18个年份的遥感影像进行了海岸线信息提取。对研究区海岸变化的叠加分析表明:1976-2002年间黄河口海岸的演变过程分为直线增长、波动增长和波动减少3个阶段。同时,黄河口水文特征的变化规律及其对岸线变化影响的分析揭示了黄河水沙状况与河口海岸线的年际变化呈线性回归关系,指出了输沙量为河口海岸变化的主要驱动力,而径流量和含沙量是通过影响输沙量而间接影响河口海岸线变化,确定了输沙量3.517×108t/a为河口海陆变迁的临界值。     

Carbon emissions from land-use change: an analysis of causal factors in Chiapas, Mexico

This study examines the correlation between deforestation, carbon dioxide emissions and potential causal factors of land-use change within an area of 2.7 million ha in Chiapas, southern Mexico between 1975 and 1996. Digitized land-use maps and interpreted satellite images were used to quantify land-use changes. Geo-referenced databases of population and digitized maps of roads and topography were used to determine which factors could be used to explain observed changes in land-use. The study analyzed the relationship between carbon emissions during this period and two types of possible causal factors: “predisposing” factors that determine the susceptibility of a particular area of forest to change (slope, distance to agriculture and roads, land tenure) and “driving” factors representing the pressures for change (population density, poverty). The correlated factors were combined in risk matrices, which show the proportion of vulnerable carbon stocks lost in areas with defined social, economic and environmental characteristics. Such matrices could be used to predict future deforestation rates and provide a verifiable evidence-base for defining baseline carbon emissions for forest conservation projects. Based on the results of the analysis, two matrices were constructed, using population density as the single most important driving factor and distance from roads and distance from agriculture as the two alternatives for the predisposing factors of deforestation.     

南水北调重要水源地的土地生态安全动态研究 ——以陕西省商洛市为例

土地生态安全对区域可持续发展具有重要影响。论文从影响土地生态安全的自然、 社会、 经济和环境因素方面选取了23个指标,构建商洛市土地生态安全评价指标体系,运用计量模型,对商洛市土地生态安全进行定量综合评价。结果表明:2000—2009年商洛市土地利用结构信息熵从1.031 4降低到0.980 5,土地利用结构均衡度不断降低,并向非均衡态发展;土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,土地生态安全状况不断改善,土地生态安全压力尚未得到根本缓解;商洛市土地生态安全的威胁主要源于土地自然生态系统,土地经济生态系统的限制作用逐渐减小;人均耕地面积、 旱涝保收率、 人口自然增长率、 单位面积化肥和地膜施用量等因子成为商洛市土地生态安全的主要限制因素。     

牛栏江流域景观格局分析

针对牛栏江流域云南段,基于遥感监测所获得的植被覆盖斑块信息,就该地区景观格局进行分析研究。结果表明：研究区内景观类型丰富,不同景观类型斑块大小的平均水平,以及斑块密度差异明显;流域内景观受人为干扰较大,说明了流域内生态环境较脆弱。