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

--Hainan Island, located at the southern end of China, hasless than 0.4% of land area but contains 13% of plant and animalspecies in China. During the last four decades many primary forestshave been converted to shrub land, grassland, and tree planation(e.g., eucalyptus forest). As a result, area of primary tropicalforest has been reduced from 25.8% in the 1950s to 4% in the 1990s.To assess impacts of land conversion on plant and bird speciesdiversity, a series of samples in primary forest and four types ofconverted lands were took. The land conversion had tremendouslyreduced both plant and bird species diversity. Specifically, plantspecies richness per site was 83.7 in primary forest, 28.3 in shrubland, 12.5 in grassland, 14.4 in eucalyptus forest, and 21.4 inAcacia forest. Bird species richness showed a similar trend 22.0in primary forest, 14.5 in shrub land, 2.5 in grassland, 4.9 ineucalyptus forest, and 9.0 in Acacia forest. The Shannon speciesdiversity indices for plants in the five types of land cover were3.69, 1.99, 0.97, 1.47 and 2.07, respectively. Similarly, the Shannon indices for bird species diversity were the highest in primary forest, and lowest in grassland, and intermediate in shrubland and eucalyptus forest.     

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.     

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。     

川西亚高山不同土地利用类型对土壤微生物量碳动态特征的影响

20 世纪50 到60 年代,川西亚高山林区林分由于大量砍伐后更新,以及近年国家实施重大生态工程项目,土地利用类型发生显著变化。文章选取米亚罗林区典型的原始冷杉暗针叶林、灌木林、草地、云杉林、云杉+红桦混交林、退耕云杉林等6 种不同土地利用类型,以坡耕地为对照,揭示了不同土地利用类型对表层(0~15 cm)和亚表层(15~30 cm)土壤有机碳、微生物量碳含量及土壤微生物熵的动态特征的影响。结果表明:不同土地利用类型的土壤有机碳微生物量碳含量在土壤表层显著大于亚表层(P<0.05);季节动态上土壤有机碳含量冬季最高,其次为夏季,秋季最低,而土壤微生物量碳则表现出相反的动态特征。不同土地利用类型显著影响着土壤有机碳和微生物量碳含量的动态,土壤有机碳、微生物量碳含量坡耕地在4 个季节均为最低,其中,土壤有机碳含量年均值在表层土壤中分别为原始冷杉林、灌木林、草地、云杉+红桦混交林、退耕云杉林、云杉林的23.55%、29.44%、33.12%、43.94%、58.13%和67.63%,亚表层土壤中分别为18.02%、27.30%、32.93%、40.74%、55.26%和58.10%;土壤微生物量碳年均值分别为原始冷杉林、灌木林、草地、云杉林、云杉+红桦混交林、退耕云杉林的20.50%、23.23%、30.63%、36.48%、46.22%和59.07%,在亚表层土壤中则为25.66%、35.65%、40.23%、43.63%、55.34%和66.71%;受不同土地利用类型的影响,土壤微生物熵的动态特征表现出与土壤有机碳含量相反、与土壤微生物量碳含量相一致的规律。     

大渡河上游地区景观格局与动态

利用卫星遥感资料,对大渡河上游地区金川、壤塘、马尔康三县18665km²土地的景观格局与动态进行分析。结果显示,1995～2000年,研究地区的景观破碎化程度有所下降,多样性增加,斑块形状不规则性增强。整个景观表现出以草地为基质,以林地变动为主要特征。5年间,有林地面积减少53687hm²,大部分转变为灌木林地和疏林地。有林地的空间动态,如斑块密度下降,形状趋于规则等,显示该地区森林减少主要是有计划采伐的结果。耕地面积的下降则表明当地退耕还林、还草的政策措施已初见成效。     

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%。     

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.     

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     

Vegetation changes in Conservation Reserve Program lands in interior Alaska

Over 14 million hectares of erosion prone cropland in the United States has been converted into grasslands through the Conservation Reserve Program (CRP) administered by the United States Department of Agriculture, however, studies of the effects of CRP enrollment on plant communities and subsequent plant succession are largely lacking. In Delta Junction, Alaska plant communities in CRP fields are transitioning from grasslands to shrub dominated plant communities, which are resulting in compliance problems with program regulations that state “fields must be maintained in a condition that permits easy conversion to cropland”. To determine plant succession and how previous land management and soils might influence the transition, we measured plant populations in 20 CRP fields throughout Delta Junction using modified-Whittaker plots. These data were combined with data on current management practices, previous farming history, soils, soil properties, diversity indices, and time since land was cleared and analyzed with nonmetric multidimensional scaling ordination to determine factors that influence plant succession. Time in the CRP was the only factor consistently influencing plant succession. As time in the CRP increased, the planted introduced grasses brome grass (Bromus inermis) and red fescue (Festuca rubra) and the native pteridophyte (Equisetum arvense) decreased, whereas a native grass (Calamigrostis canadensis), five native forb, two native shrub, and three native tree species increased. Plant diversity increased at a rate of more than 2 species per 1000 m² per year. Regression analyses of plant species and plant groups using time in the CRP as the dependent variable resulted in the identification of outlier CRP fields with significantly more or less than expected covers of vegetation. All fields with these outliers had reasonable explanations for the differences in cover that were unrelated to the overall rate of plant succession. Current management practices will result in incompliant fields and different management practices that result in woody vegetation control is key to maintaining CRP fields in compliance.     

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。     

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.     

基于土地利用变化模型的退耕还林还草决策分析——以通辽地区为例

通过综合考虑影响退耕还林还草的自然和社会因素,结合土地利用规划和遥感影像解译结果,论文以通辽地区为例,介绍了利用土地利用变化模型确定退耕还林还草区域的方法和过程。根据对2010年模型模拟结果和2000年通辽地区土地利用现状的对比分析,结果发现2000～2010年该地区进行退耕还林还草的合适区域应该主要位于研究地区的中部、南部,以及北中部。研究地区中部属于科尔沁沙地的腹地,土地沙漠化最为严重,同时城镇和农村居民点分布较密,退耕还林还草是政府用于减缓风沙对城镇和农村居民点危害程度的重要生态措施;而南部和北中部属于丘陵和山区,由于过度开垦,水土流失较为严重,是实施退耕还林还草的重点区域。此外,与退耕还林区相比,退耕还草区距城镇、农村居民点以及道路相对较远,具有可达性较差、地理位置较为偏僻的特点。论文得出的结果可为今后通辽地区退耕还林还草工程的实施提供科学依据,同时,该文提出的确定退耕还林还草区域的方法对其它地区具有一定的借鉴意义。     

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.     

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。     

西双版纳热带雨林榕树种群变化与环境的关系

植物物种的多样性在生态环境保护中具有重要的地位。西双版纳热带雨林生物多样性极为丰富,是我国生物多样性研究的关键地区。榕树是热带雨林中的关键植物类群之一,关于该地区榕树种群变化与环境关系的研究结果表明：①西双版纳热带雨林内已知榕属植物有69种、变种和亚种,其中榕亚属有23个种和变种;白肉榕亚属有4个种;聚果榕亚属有2个种和变种;无花果亚属有41个种、亚种和变种;西双版纳是中国榕树种群最丰富的地区。②榕树的分布与环境有着密切的关系,榕树种类和数量以保护完好的热带原始雨林最为丰富,在该类环境中的榕以高大乔木、乔木为主;被破坏林地和次生林内的榕树种群则以小乔木、灌木、灌丛、木质藤本为主;而热带雨林环境破坏严重的地区中则以一部分先锋榕树种为主。③保护好热带雨林中的关键植物类群榕属,是保护和恢复热带雨林生态环境的重要措施之一。     

贵州植物物种高丰富度区域人类干扰变化分析

结合地面调查和卫星遥感监测手段,基于贵州省维管植物、濒危植物物种、特有物种野外调查数据的整理和空间化,叠加形成物种高丰富度区,结合1990～2018年贵州土地利用和人类干扰遥感监测数据,对其动态变化进行分析,结果表明:1)贵州植物物种高丰富度区域主要分布在册亨县、安定县、兴义市、兴仁县、凯里市、雷山县、印江土家族苗族自...     

黄土坡耕地退耕还林后土壤性质变化研究

退耕还林是治理黄土高原水土流失的根本措施。论文以退耕历史较长的黄土丘陵沟壑区安塞县为例,选取不同类型植被恢复和不同恢复年限的退耕样区,探讨了退耕还林还草对土壤理化性质的影响。结果表明,坡耕地退耕后,遭侵蚀破坏的土体构型渐趋恢复,土壤容重、pH值减小,毛管孔隙度、饱和含水量等增大;土壤有机质增加了2.75倍,碳增加了27.29%,氮增加了46.79%;而且,土壤速效养分增加的速度大于土壤全量元素增加的速度。土壤质量恢复效益最大的是刺槐林地,其次是柠条灌木地,最小的是撂荒地。混交林土壤全氮含量最高,柠条最利于铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的积累。不同类型植被,土壤速效养分的差异比土壤全量元素间的差异明显。随恢复时间的增加,土壤结构不断得到改善,土壤有机质、全碳、全氮以及主要离子含量呈明显增加趋势,土壤速效养分增加更明显。土壤有机质在植被恢复5年以上开始明显增加,土壤碳、氮和速效养分则在10年以后增加明显。     

Human appropriation of net primary production as determinant of avifauna diversity in Austria

The relationship between land-use induced changes in production ecology and avifauna diversity was analysed using a GIS land cover dataset on a 0.25 km × 0.25 km grid covering Austria's national territory. Considering only aboveground processes, the “human appropriation of net primary production” (HANPP = potential NPP − NPP_t), actual NPP (NPP_act), harvest (NPP_h) and NPP_t (= NPP_act − harvest) were recalculated based on existing datasets. Elevation as well as indicators of land cover heterogeneity and landscape heterogeneity were also considered. Correlation analyses were performed between these potential determinants of avifauna diversity and breeding bird species richness data as well as the percentage of endangered breeding birds included in the Austrian red list. Four spatial scales—0.25 km × 0.25 km, 1 km × 1 km, 4 km × 4 km and 16 × 16 km, were analysed. It was shown that breeding bird species richness was more strongly correlated with production ecological indicators and elevation than with heterogeneity indicators. A residual analysis in which the effect of elevation (a proxy for climate) on species richness and its potential determinants was removed confirmed the importance of the availability of trophic energy (NPP) for bird diversity patterns. The results support the species-energy hypothesis, thus confirming the notion that HANPP could be a useful pressure indicator for biodiversity loss.