Impacts of land cover change on plant and bird species diversity in Hainan Island,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｎｄｃｏｖｅｒｃｈａｎｇｅｈａｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐａｃｔｏｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｗｏｒｌｄｗｉｄｅ．Ｔｈｅｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｎａｔｉｖｅｈａｂｉｔａｔｓｉｓｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄａｓｏｎｅｏ...     

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...     

陕西大柳塔煤矿复垦地植被群落与土壤因子的关系

以陕北风沙区大柳塔煤矿的复垦地为研究对象,通过样方调查与土壤采集,调查复垦地人工植被的种类与多样性,并运用典范对应分析(CCA)探讨了物种分布与土壤因子之间的关系。结果表明:(1)研究区内共发现植被11科20属21种。草本植被在区内占优势,其中豆科、菊科和藜科植被占种数的47.63%;草本植被以多年生为主,占调查种数的52.38%。(2)物种多样性测度表明,Simpon多样性指数、Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数均是草地>灌丛>林地;Simpon优势度指数的变化则是林地>灌丛>草地,说明人工草地的物种多样性最高,其次为灌丛,林地最低。(3)CCA排序结果显示,土壤有机质和粗沙含量是制约研究区人工植被分布的主要因子。此外,土壤中0~20 cm粘粉粒含量影响草本植被的分布;而40~60cm的土壤含水量对乔、灌木的分布影响显著。     

西南喀斯特土地利用变化对植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响

以贵州关岭花江喀斯特峡谷原生林、灌木林、草地和坡耕地这4种典型土地利用方式下的凋落物-土壤为研究对象,研究土地利用变化对西南喀斯特植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响及其驱动机制.结果表明,4种不同土地利用方式的凋落物-土壤C、N、P含量和土壤酶活性存在显著差异.与其他区域相比,凋落物和土壤分别具有高C低N高P、低C低N高P的格局.脲酶、蔗糖酶和淀粉酶表现出原生林灌木林草地坡耕地,碱性磷酸酶则是原生林灌木林坡耕地草地.未来的生态建设应重视原生林的保护.土壤养分受凋落物C、N、P及其计量比的显著影响,但土壤酶活性与凋落物无显著联系.冗余分析表明,土壤酶活性与土壤TN、SWC、C∶N极显著相关(P 0. 01),与p H和N∶P显著相关(P 0. 05),重要性大小依次为TN SWC C∶N p H N∶P.     

黄土丘陵区土地利用变化对深层土壤有机碳储量的影响

通过研究黄土丘陵子午岭林区5种典型土地利用类型土壤剖面有机碳分布特征,分析了天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为农田及撂荒后土壤有机碳变化特征.同时,以浅层(0~100 cm)土壤为对照,探讨了土地利用变化对深层(100~200cm)土壤有机碳储量的影响.结果表明,在0~200 cm剖面上,天然乔木林、天然灌木林、人工乔木林、撂荒地、农田土壤有机碳含量分别为5.85、3.96、4.98、3.09、3.20 g·kg-1,天然乔木林、人工乔木林土壤有机碳含量显著高于天然灌木林、撂荒地和农田(p0.05).各土地利用类型下浅层和深层土壤有机碳含量分别占0~200 cm土壤有机碳含量的58%~73%和27%~42%,不同土地利用类型间浅层土壤有机碳含量差异显著,但深层土壤有机碳含量差异不大.土地利用变化对土壤有机碳储量影响显著.天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为撂荒地、天然灌木林转变为农田4种土地利用转变方式0~200 cm土壤有机碳储量分别减少了9.68、52.90、20.20、12.49 t·hm-2,减幅为7%、39%、21%、13%,其中,浅层土壤减少了2%~48%,深层土壤减少了12%~22%.相对于林地开垦为农田而言,农田退耕还林后土壤有机碳的恢复要慢得多.研究结果揭示了浅层和深层土壤有机碳对土地利用变化的敏感性,反映了深层土壤有机碳具有较大的稳定性.     

香港灌丛植被的数量分类与环境关系分析

灌丛是香港植被的主要组成部分,2005年1—3月在香港地区(包括香港岛、九龙、新界和大屿山岛)设置样地,利用组平均法(UPGMA)和除趋势对应分析法(DCA)对香港灌丛群落进行聚类和排序分析. 结果表明,灌丛植被可划分为7个群落类型:桃金娘、米碎花、岗松、苏铁蕨、大头茶、山油柑和细齿柃. DCA排序揭示了灌丛群落的分布格局与环境因子的生态关系,DCA排序第1轴反映了灌丛群落所在环境的湿度梯度,排序图的对角线指示出海拔梯度,也反映了温度的变化. 结合物种多样性分析发现,物种多样性指数随海拔的升高而减少,说明水热条件和海拔是制约灌丛植被分布格局的主要因素.      

毛乌素沙地土地利用/覆被变化对草地土壤物理、化学和矿物学性质的影响

In arid and semiarid regions, cultivation and shrub invasion are two important factors to impact grassland. However, there are few studies to compare the effects of cultivation and shrub invasion on soil physical, chemical and mineralogical properties. In this study, three sampling sites, which respectively represent the native grassland, cultivated grassland (farmland), and shrub invasion of grassland (shrub land) in Mu Us sand land, were selected and soil samples were collected and measured for soil particle size distribution (PSD), soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN) and total phosphorous (TP) concentrations, and relative percentages of mineralogical components. Results showed that cultivation and shrub invasion significantly altered the soil PSD, soil C, N and P concentrations and pools, and the relative percentages of soil mineralogical components of the grassland ecosystems. Grassland cultivation and shrub invasion significantly decreased the contents of silt and clay. Moreover, the land cover change from grassland to farmland or shrubland significantly resulted in soil organic carbon, total nitrogen and soil carbonate loss. In this study, we found that grassland cultivation resulted in more sand accumulation and more soil C and N losses than shrub invasion, which indicated that grassland cultivation was stronger than shrub invasion to accelerate soil desertification in Mu Us sand land.     

Comparing the soil quality changes of different land uses determined by two quantitative methods

Soil quality is one of the most important environmental factors in sustaining the global biosphere and developing sustainable agricultural practices.A study was initiated in Wolong Nature Reserve,Sichuan Province,China to elucidate the soil quality changes of natural secondary succession,forest planting and agricultural practices after deforestatin in the humid mountainous region.The soil qualities of six land use types(natural forestland ,grassland,shrub land,secondary index(QI) and soil deterioration index(DI).The QI values of natural forestland ,grassland,shrub land,secondary forestland,cultivated land ,reforested land were 0.8039,0.3277,0.9127,0.6881,0.0285 and 0.3183,respectively.The DI values were 0%,-14%,12%,1%,-26% and -18% respectively.Both indexes suggested that shrub land can restore soil properties.To compare the two methods more directly,a deduced index QI‘based on QI value was developed,.The results showed that DI and AI‘ had a very high linear correlation coefficient(r=0.9775) despite the values were different .Both methods were efficient in evaluating the soil quality levels and DI was a more simple way in soil quality assessment,while QI could show more ecological meanings.     

不同土地利用方式对赤红壤理化性质的综合影响

通过比较不同土地利用方式下赤红壤pH值、粘粒、容重、孔隙度、有机碳、氮磷钾全量及其速效养分含量的差异,并运用主成分分析方法分析各变量的相互关系、土壤综合理化特征及其关键改良因子。研究结果表明：新垦旱地容重最高,粘粒含量和孔隙度最低;有机碳、全量氮磷钾养分和速效氮磷养分含量均处于较低水平（P<0.05）。果园土容重显著低于其他土地利用方式土壤,且全氮、碱解氮和速效磷钾水平均处于较高水平（P<0.05）。桉树林的全钾和速效钾含量显著高于灌木林,而粘粒含量和速效磷含量相对较低（P<0.05）。主成分分析结果显示：新垦旱地、果园和桉树林、灌木林土壤理化综合质量差异显著（P<0.05）,其中新垦旱地当前质量相对较差。有机碳、全氮和速效氮养分缺乏是当前新垦旱地土壤理化质量较差的主要原因。较少的速效磷钾养分含量是当前桉树林地、灌木林土壤质量的限制因素。主成分分析不仅能够区分不同土地利用方式下赤红壤理化质量差异,而且也是探查改良土壤质量因子的有效方法。     

道路网络对澜沧江流域典型区土地利用变化的驱动分析

道路网络的存在和扩展影响着周边土地利用的格局,辨析其驱动效应对道路及生态管理具有重要意义.选取澜沧江流域典型山地生态系统为研究区域,以景洪市为案例区,通过解译和地理信息系统分析不同时期的遥感数据,研究了案例区所在的县域和道路影响域的土地利用变化规律.结果表明,1980～2000年间,道路两侧不同缓冲区的林地、灌丛有所减少,而建设用地和旱地面积的增加超过了10%;以2000年为例,土地利用格局的Shannon多样性、Simpson均匀度和斑块密度指数随道路缓冲距离增加而降低.100m缓冲距离情况下,3个指数为2.04,0.83和5845个·km-2,而1000m分别为1.92,0.81和599个·km-2,人工干扰指数也从46.6%下降到34.4%,而且格局指数和人工干扰指数都是2000年大于1980年.景观格局和人工干扰的时空分析表明,道路网络对区域土地利用的驱动作用随着距离道路的远近和时间有明显的变化土地利用转移矩阵分析表明,灌丛、林地、旱地受到建设用地转移驱动最大.     

河北坝上与坝下不同土地利用类型土壤入渗特征及其影响因素

为查明河北省坝上与坝下不同土地利用类型土壤入渗能力,选择张北县（坝上风蚀区）和阳原县（坝下水蚀区）作为典型研究区,采用微型圆盘入渗仪测量土壤入渗特性,并分析其主要影响因素。研究结果表明：（1）阳原县不同土地利用类型土壤渗透性能表现为：高盖度草地>低盖度草地>耕地>林地,张北县表现为：草地>耕地>灌木林地>防护林地;（2）不同入渗模型拟合度之间存在显著差异,其中Philip模型拟合效果最佳;（3）土壤初始入渗速率、稳定入渗速率、稳定入渗时间与容重呈极显著负相关关系,而与总孔隙度均呈极显著正相关关系。结果表明,该区草地土壤入渗能力最强,后期开展生态工程建设时应更加重视草地涵养水源的作用。     

红壤丘陵区不同森林恢复类型土壤种子库特征研究

研究采用野外取样和室内萌发相结合的方法对湖南红壤丘陵区4种森林恢复类型下土壤种子库进行了比较研究。主要结论为:①草本植物是4种森林类型土壤种子库物种组成和个体数量的主要组成部分,其比例分别达61.9％-86.67％和49.82％-87.27％。4种植被类型种子库密度大小为:杉木林>湿地松林>油茶林>天然次生林;②天然次生林的灌木和乔木植物种子种类与数量多于人工林;③湿地松人工林和杉木人工林的人工抚育导致部分种子埋藏在土壤较深层,土壤8-20cm中种子数分别占种子库的33.09％和26.64％;④对于土壤种子库的物种多样性,天然次生林显著大于人工林,干扰少的油茶林大于干扰较多的湿地松林和杉木林,天然次生林最有利于该区域植物物种多样性的维持与保护;⑤不同森林恢复类型下种子库中种子来源不一致,湿地松林和杉木林土壤种子库中的物种与地表植物物种较一致,共有物种比例达69.2％和43.8％,而油茶林和天然次生林种子库中的物种与地上植被的种类组成差异较大,共有物种比例仅为26.7％和33.3％。研究结果表明,从物种丰富度与群落结构复杂性来看,我国南方红壤丘陵区森林恢复类型以自然恢复最优。对人工林的抚育方式,该区域采用的“全抚”将增加种子库的损失,不利于植被的恢复。     

科尔沁沙地不同沙漠化阶段植物种多样性与沙地草场地上生物量关系研究

论文从植被的种丰富度和功能多样性两个方面研究不同沙漠化阶段科尔沁沙地植物种多样性与沙地草场地上生物量的关系。相关分析表明,在科尔沁沙地不同沙漠化阶段,植物种多样性和沙地草场地上生物量的关系与多样性指数计算的基本单位有关。研究结果显示:①依据一年生、多年生和灌木等生活型为划分标准的功能多样性,在固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数分别为-0.534、-0.574和-0.431。以豆科植物、C₃植物和C₄植物为划分标准的功能多样性,在半固定沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数为0.722。②在不同的沙漠化阶段,生活型多样性与地上生物量的关系呈负相关。说明在不同沙漠化程度的草场中,植物生活型组成的不均匀,有利于提高沙地草场地上生物量。③从不同生活型在各个沙漠化阶段中的种丰富度特征来看,一年生植物最高,多年生植物次之,灌木最低,平均值分别为9(±6.0)、3(±2.6)和1.8(±1.0),说明一年生植物在沙地植被组成中占主导地位。同时,研究结果表明,在不同沙漠化阶段中,以豆科植物、C₃植物和C₄植物划分的功能类型组的平均重要值以C₄植物最高,C₃植物次之,豆科最低,分别为48(±12.3)、39.7(±3.6)和12.3(±14.3),说明C₄类植物在科尔沁沙地植     

西藏生态系统碳蓄积动态的土地利用/覆被变化归因分析

论文利用InVEST模拟了2001—2010年西藏生态系统碳蓄积动态变化,并从土地覆被类型转移和土地覆被碳密度变化两方面对碳蓄积动态进行归因分析。研究发现：1）2001—2010年西藏碳蓄积增加0.5×10⁸ t。藏西北、藏东南碳蓄积变化较大,藏中、藏北相对稳定。牧区碳蓄积增加,农区、半农半牧区减少。水源涵养区和防风固沙区碳蓄积增幅大,生物多样性保护区和特色产业区下降。草原碳蓄积持续增长,森林、稀疏植被碳蓄积稳中有降,灌丛碳蓄积下降。2）草地、林地等碳密度高的地类面积增加,灌丛、稀疏植被等碳密度低的地类面积减少,土地覆被类型转移增强了碳蓄积功能,对碳蓄积变化的贡献率为269%。3）森林等碳密度较高的地类碳密度下降明显,稀疏植被等碳密度较低的地类碳密度略有增加,碳密度变化对碳蓄积变化的贡献率为-169%。     

土地利用变化对西南喀斯特土壤团聚体组成、稳定性以及C、N、P化学计量特征的影响

土壤团聚体稳定性和养分化学计量特征对土地利用变化的响应研究,以及对当前脆弱生态环境保护与修复具有重要意义.为探明西南喀斯特山地土地利用方式变化对土壤团聚体组成、稳定性与C、 N、 P养分化学计量特征的影响规律,选取了西南喀斯特典型区域为研究区,针对7种主要土地利用方式建立了系列样地,开展了土壤团聚体组成与稳定性、团聚体C、 N、 P含量与计量比特征研究.结果表明,土地利用变化显著影响了土壤团聚体稳定性.玉米地和撂荒地的土壤团聚体稳定性相对较高,草地和裸地的团聚体稳定性相对较低,土壤团聚体稳定性总体随土层增加呈现降低趋势.不同土地利用方式土壤团聚体C、 N和P含量存在显著差异.疏林地和撂荒地土壤团聚体C和N含量较高,草地土壤团聚体C和N含量较低,裸地和撂荒地土壤团聚体P含量相对较高.土地利用变化对土壤团聚体C、 N和P计量比也存在明显影响.乔木林地、疏林地和撂荒地土壤团聚体C∶N相对较高,草地土壤团聚体C∶N最低;乔木林地和疏林地土壤团聚体C∶P较高,明显高于其他土地利用方式;乔木林地、疏林地和灌木林地土壤团聚体N∶P较高,明显高于裸地和撂荒地.喀斯特土壤团聚体组成和稳定性与土壤C、 N...     

首都圈防沙治沙水土资源空间优化配置研究——以大兴、怀来、张北为例

首都圈是近年来北京沙尘暴天气日益严重的重要沙尘源区之一。研究区中大兴区代表的是华北平原北缘落叶阔叶林灌草丛典型区;怀来县代表的是桑干河、洋河盆地灌木草原典型区;张北县代表的是坝上高原西部干草原典型区。论文通过了解水土资源利用的变化情况,分析水土资源利用现状和存在问题;利用中国资源环境遥感数据库中的土地利用现状、中国1∶1000000土地资源图等数据,以水资源为最重要的限制因素,通过灰色线性规划模型,以防沙治沙和发展经济、实现区域可持续发展为目标,进行水土资源优化配置;结合不同区域水土资源利用的突出问题,将水土资源优化配置方案落实到空间;建立区域水土资源比较合理、有效利用的方案。大兴的重要措施是平原旱耕地转变为中覆盖度草地,怀来是陡坡地退耕,张北是提高草地的覆盖度。     

Community richness and stability in agricultural landscapes: The importance of surrounding habitats

In this paper, the role played by habitat diversity in the landscape on species richness and on the stability of farmland bird communities was investigated. Species richness was estimated on 374 samples monitored in farmland by the French breeding bird survey during the 2001–2005 period. A capture–recapture approach was used to estimate species richness accounting for the variation in detection probability among species of the 100 most common species detected in farmland. Landscape structure and composition were measured both in farmland and in adjacent habitats. The independent effect of each variable on community richness and stability was further assessed using hierarchical variance partitioning and taking spatial autocorrelation into account. A strong matrix effect was detected: non-cropped land deeply influenced richness and stability of bird assemblages.     

黄土丘陵区不同土地利用类型下生物土壤结皮的入渗效应

为揭示黄土丘陵区BSCs(生物土壤结皮)的入渗特征,以甘肃省定西市安家沟小流域为例,选择荒草地、沙棘灌丛和油松林3种典型土地利用类型进行采样,采用环刀模拟法研究不同土地利用类型下苔藓结皮和地衣结皮对水分入渗的影响. 结果表明:①不同土地利用类型下的2种BSCs均明显减少初渗速率和达到稳渗所需时间,初渗速率降幅最小值、最大值分别出现在油松林、荒草地下地衣结皮;荒草地、沙棘灌丛苔藓结皮稳渗速率相对裸土分别增加2.4%、10.0%,而二者地衣结皮明显降低稳渗速率,降幅分别为45.2%和55.0%,油松林下苔藓结皮和地衣结皮稳渗速率均增幅为18.2%. ②苔藓结皮在3种土地利用类型下均促进土壤水分入渗,其入渗量调控率在荒草地、沙棘灌丛和油松林下分别是1.0%、10.0%和0.7%;而地衣结皮在荒草地和沙棘灌丛下明显阻碍水分入渗,其入渗量调控率的绝对值分别为43.9%和50.0%,在油松林下的入渗量调控率则为16.5%. ③Horton模型对生物土壤结皮入渗过程拟合效果最好,较适于描述本区具有生物结皮覆盖的土壤入渗特征.      

山西省自然保护区生态系统格局及稳定性变化趋势研究

掌握自然保护区生态系统格局信息,对于摸清生态环境现状,评估保护成效,进而提出保护对策具有重要的意义。论文以2000和2010年为时间点,利用生态系统转移矩阵和正向逆向转换指数（Positive and Negative Transformation Index,PNTI）模型分析山西省自然保护区生态系统格局转换趋势,并运用Shannon-Wiener多样性指数和净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）分级标准分析生态系统稳定性变化特征。结果表明：山西省自然保护区以森林生态系统为主,其次为草地生态系统和耕地生态系统;2000—2010年间,保护区生态系统格局朝着有利的方向发展,生态系统阻抗稳定性和恢复稳定性也呈增强趋势;保护区植被生长状况得到了较好的改善,且森林生态系统保护区的保护作用最为突出,其他保护区生态系统稳定性较弱,尤其需加强对野生动物保护区的管理与修复。     

Loss coefficient of nitrogenous non-point source pollution under various precipitation conditions

In this study, calibrations of non-point source (NPS) pollution models are performed based on Black River basin historical real-time runoff data, sedimentation record data, and NPS sources survey information. The concept of NPS loss coefficient for the watershed or the loss coefficients (LC) for simplicity is brought up by examining NPS build-up and migration processes along riverbanks in natural river systems. The historical data is used for determining the nitrogenous NPS loss coefficient for five land use types including farmland, urban land, grassland, shrub land, and forest under different precipitation conditions. The comparison of outputs from Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model and coefficient export method showed that both methods could obtain reasonable LC. The high Pearson correlation coefficient (0.94722) between those two sets of calculation results justified the consistency of those two models. Another result in the study is that different combinations of precipitation condition and land use types could significantly affect the calculated loss coefficient. As for the adsorptive nitrogen, the order of impact on LC for different land use types can be sorted as: farm land > urban land > grassland > shrub land > forest while the order was farmland > grass land > shrub land > forest s>urban land for soluble nitrogen. __________ Translated from Acta Scientiae Circumstantiae, 2006, 26(3): 392–397 [译自: 环境科学学报]