Wildfire, landscape diversity and the Drossel-Schwabl model

How simple can a model be that still captures essential aspects of wildfire ecosystems at large spatial and temporal scales? The Drossel-Schwabl model (DSM) is a metaphorical forest-fire model developed to reproduce only one pattern of real systems: a frequency distribution of fire sizes resembling a power law. Consequently, and because it appears oversimplified, it remains unclear what bearings the DSM has in reality. Here, we test whether the DSM is capable of reproducing a pattern that was not considered in its design, the hump-shaped relation between the diversity of succession stages and average annual area burnt. We found that the model, once reformulated to represent succession, produces realistic landscape diversity patterns. We investigated four succession scenarios of forest-fire ecosystems in the USA and Canada. In all scenarios, landscape diversity is highest at an intermediate average annual area burnt as predicted by the intermediate disturbance hypothesis. These results show that a model based solely on the dynamics of the fuel mosaic has surprisingly high predictive power with regard to observed statistical properties of wildfire systems at large spatial scales. Parsimonious models, such as the DSM can be used as starting points for systematic development of more structurally realistic but tractable wildfire models. Due to their simplicity they allow analytical approaches that further our understanding under increasing complexity.     

生态风景林理论在城市道路景观规划设计中的运用

城市生态风景林是城市森林的重要组成部分,在对城市生态风景林的理论进展和相关概念辨析的基础上,结合城市道路绿化现状和道路生态风景林的特征,创新性地提出以生态风景林理论指导城市道路景观规划设计,并以合肥方兴大道生态风景林规划设计为例,着重论述城市道路生态风景林规划设计的方法、理念和内容。     

土地整理的区域生态环境影响评价研究

开展土地整理是协调人地关系、实现耕地保护目标的重要途径之一。由于土地整理是对土地资源及其利用方式的再组织和再优化过程,是一项复杂的系统工程,其整理过程改变了地表生态系统,必然对生态环境造成影响。近年来,土地整理项目对所在区域产生的生态环境影响日益受到关注和重视。从生态学的角度来看,土地整理的实施必然产生相应的生态环境效应,对项目区及其背景区域的水资源、土壤、植被、大气、生物等环境要素及其生态过程产生诸多直接或间接、有利或有害的影响。综观当前的研究现状,对于这些影响尚缺乏定量化的评价标准、指标及方法。针对该领域的研究现状及应用需要,该文以生态学理论为基础,在特定的时空范围内,从生态系统层次上建立起由生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地侵蚀指数、土地适宜性指数组成的评价指标体系,确定了各项评价指标的详细内容及计算方法,在此基础上采用指数和法构建了生态环境状况指数（EI）模型,并制定了相应的评价标准。通过计算土地整理项目实施前后的EI进行比较分析,为定量化评价土地整理项目的区域生态环境影响提供了依据。该文结合山东宁阳县的土地整理实践进行了评价应用和检验,取得了较为理想的结果。该研究为土地整理区域生态环境影响的定量化评价进行了有益的探索。     

基于景观格局的辽河三角洲湿地生态安全分析

以1990年和2005年遥感影像为基本信息源,在GIS技术支持下,在对辽河三角洲湿地景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究辽河三角洲湿地景观生态安全。20世纪90年代以来大规模的资源开发,加剧了辽河三角洲湿地景观的破碎化程度,使景观优势度增高,多样性下降。从1990-2005年,研究区主要湿地景观类型水稻田、苇田、滩涂的干扰程度有所增加,生态安全度均有所下降,表明人类对自然湿地生态系统的干扰越来越明显。总体来说,15年来研究区整体景观生态安全度呈现下降趋势。以往湿地生态安全的研究主要集中在环境脆弱性和保护策略方面,研究层次着重在生态系统层面,而从景观格局角度对湿地景观生态安全的研究涉及较少,文章涉及的是景观生态学可持续发展研究的一个新领域,所提出的内容实质上是景观生态安全定量表征的方法探讨。应用景观生态学方法研究生态安全,揭示景观结构与功能关系并进一步分析区域生态环境的变化趋势及其内在因素,不但为辽河三角洲湿地及其生物多样性的保护和资源开发提供了科学依据,而且丰富和发展了我国生态安全研究的理论与方法。     

官司河流域防护林景观结构及生态功能研究

利用2005年度的IKONOS4卫片解译数据和2007年度小班调查资料,结合样地调查资料以及四川省林业科学研究院森林生态效益定位站（四川绵阳新桥）径流场的有关数据,对绵阳官司河流域的防护林体系景观结构及生态功能进行了分析。结果表明：该区域防护林景观中,以松柏混交林（Mixed Alnus—Cupressus forest）面积最大,占27．37％,其次是马尾松纯林（Pinus massoniana forest）,占25．41％。栎柏混交林（Mixed Quercus-Cupressus forest）最少,只占0．96％。纯林面积明显大于混交林,前者比后者大45．31％。栎柏混交林、松柏栎混交林（Mixed Pinus-Cupressus—Quercus forest）最大斑块指数（LPI）、边缘密度（ED）和斑块密度（PD）较小,分布较为破碎。而马尾松纯林、松柏混交林和柏木纯林（Cupressus forest）分布较为集中。桤柏混交林（Mixed Alnus—Cupressus forest）和松柏混交林的散布与并列指数（IJI）较大,其空间关系较为复杂。栎柏混交林、柏木纯林的聚集度（A1）较小,斑块分散度大,连接睦较差;而桤柏混交林、松柏混交林的分散度较大,连接性较好。桤柏混交林、松柏混交林的形状指数（LSI）较小,形状分布较规则,而马尾松纯林、柏木纯林的形状指数较大,形状较复杂。从不同景观类型林下灌草层的生物多样性指数可知,松柏混交林、栎柏混交林的灌草多样性指数均较大,而马尾松纯林、柏木纯林则较小。从保持水土功能来看：桤柏混交林、松柏混交林的水土保持效果优于柏木纯林、马尾松纯林,桤柏混交林的水土保持效果优于松柏混交林。因此,对长江防护林进行空间结构调整,应多采用混交林模式,针阔混交林代替针针混交,乔灌草结合,调整合理的密度,使防护林景观的生态功能更好地发挥。     

长白山区公路对路域植物物种组成及多样性的影响

采用样线法对长白山区公路旁天然次生林和原始阔叶林的植物物种组成及多样性进行调查。分别选取具有代表性的两个试验点,在公路两侧且其垂直走向布设3条相互平行的样线,间隔5m。在样线上布设样点,调查的生态因子包括光强、温度及湿度;样方调查分为灌木和草本样方,分别记录种类、高度、盖度、株数。根据公路两侧生态因子、灌草植物组成及多样性变化情况,分析公路建设的生态影响。结果表明：（1）随着离公路距离的增加,光照、温度、湿度等环境因子呈现规律性变化,距离公路10m的位置是生态因子变化从剧烈到缓和的转折点;（2）公路建设对植物组成产生影响,随着离公路距离的增加,呈现从喜光植物到耐阴植物的变化,0～20m之间是优势种变化较剧烈的范围,而10m之内和20m之外样方之间优势种变化不大;（3）受路域环境因子改变的影响,公路建设对沿线植物的多样性影响包括正负两种,既增加了路域植物的多样性,同时也破坏了原生植被群落的稳定性;（4）从长白山区公路对草本、灌木植物组成及生物多样性影响的范围和程度来看,草本的影响范围超过20m,灌木的影响范围达到10m,影响范围：草本灌木。随着与公路距离的增加,公路对植物组成及多样性的影响程度降低。     

盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙漠化的影响

以盐池北部风沙区为研究区域,利用1989、1995、2000、2007年土地利用现状图,借助地理信息系统软件提取有关格局分析的基础数据,基于景观生态学原理,构造主要土地利用类型和沙地景观格局指数,探讨不同时段内盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙化景观的影响。结果表明：（1）沙地景观在1995年之前不断扩张,1995年以后开始减少,集中连片沙地被零星分布的小沙化斑块取代;（2）林地和草地经历了先减少后增大的过程,土地利用格局变化中,中、低覆盖度草地和灌木林地变动性大;中、低覆盖度草地、耕地、灌木林地不稳定性程度较高;（3）受农作活动影响,尤其在灌溉条件较好区域,草地沙化明显,而灌木林能起到很好的防沙作用;（4）盐池北部风沙区土地利用格局特征指标与沙地面积呈负相关,随着特征指标增大沙化面积减小。土地利用格局变化能够综合反映相应时段内的人类活动结果,以此为切入点研究其对沙漠化的影响,有利于揭示沙漠化的驱动机制。     

景观规划与管理及其相关领域研究的新进展

景观规划与管理是景观生态学应用研究的热点,是以景观异质性和景观功能的定量研究为基础,以3S和模型模拟方法为技术支撑的综合性应用领域,它是沟通景观生态学理论研究和实践运用的桥梁。景观规划与管理和景观结构、景观功能与景观动态以及景观尺度、景观过程及景观格局等具有密切的联系,上述方面的相关理论与方法,共同支撑着景观规划与管理的客观实践。景观异质性是景观规划与管理的重要理论基础,景观功能是景观规划与管理的现实目标,景观生态研究方法是景观规划与景观管理的技术保障。20世纪90年代以来,随着学科的交叉与融合,景观规划与管理领域取得了一系列新进展,主要表现在理论、方法和应用方面的研究愈加广泛和深入,景观规划与管理方式也越来越智能化与人性化;景观规划管理的发展也在一定程度上推动了景观异质性、景观功能和景观研究方法的发展。目前,相关学科方法和技术的交叉融合成为研究景观规划与管理的重要趋势,3S和模型交叉融合促进景观规划与管理方法向着多元化、数字化和可视化发展。随着景观规划管理现实应用领域的拓展,景观异质性和景观功能在理论、方法、应用方面的研究进一步深化。     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化及其驱动力

基于3S技术,应用Fragstats软件对高原湿地若尔盖国家级自然保护区1990、2000和2007年3期TM解译图进行分析,研究保护区景观格局变化动态及其驱动力。结果表明,退化沼泽为若尔盖国家级自然保护区的景观基底,2007年达保护区总面积的48.05%。保护区建立前后的10 a间(1990—2000年),湖泊、河流、沼泽面积萎缩,主要演变为退化沼泽和草甸,退化沼泽、草甸和灌丛面积分别增加1 978.60、2 559.09和824.27 hm2,斑块数减少,景观破碎度和异质性降低,聚合度和优势度增加;建立国家级自然保护区后(2000—2007年),河流面积小幅恢复,但湿地退化仍是主要趋势,湖泊和沼泽面积持续减小,草场面积持续增加,沙地面积增加1 929.00 hm2,斑块数增加,聚合度和优势度下降,景观破碎度和异质性回升。气候变暖等自然因素和人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、基础建设等干扰影响是湿地退化的主要驱动力。     

Urbanization reduces resource use efficiency of phytoplankton community by altering the environment and decreasing biodiversity

Urbanization often exerts multiple effects on aquatic and terrestrial organisms, including changes in biodiversity, species composition and ecosystem functions. However, the impacts of urbanization on river phytoplankton in subtropical urbanizing watersheds remain largely unknown. Here, we explored the effects of urbanization on phytoplankton community structure（i.e., biomass, community composition and diversity） and function（i.e., resource use efficiency） in a subtropical river at watershed sca...