不同尺度中国大陆灵长目物种丰富度的地理格局及其与环境因子和人类活动的关系

物种丰富度的分布格局及其成因有多种假说,其中生态假说中能量假说、生境异质性假说和气候假说目前被广泛接受.本文通过代表不同假说的26个环境变量,同时也利用人口密度、农田牧场面积表征人类活动强度,分别在100 km×100 km、200 km×200 km和400 km×400 km尺度上,基于特征值的空域滤波模型的方法分析中国大陆灵长类物种丰富度与环境因子和人类活动之间的关系.结果表明,在所有分析的空间尺度上,中国大陆灵长类物种丰富度呈现纬度梯度格局,即由南向北逐渐递减.其中,华南区的滇西南山地省和滇南边地省是物种最为丰富的区域,东北区、华北区、蒙新区和青藏区大部分地区基本上没有分布.在不同空间尺度上,虽然影响中国大陆灵长类物种丰富度大尺度格局的主要因素不相一致,但环境能量假说(以潜在蒸发散表示)和气候假说(以年均温度表示)相互作用,共同影响中国大陆灵长类物种丰富度大尺度地理分布格局.当表征人类活动相关的指标和环境因子一起分析时,结果表明人类活动强度对灵长类物种丰富度地理格局有影响,这对加强灵长类物种保护有参考意义.     

基于综合气象干旱指数（CI）的干旱时空动态格局分析——以甘肃省黄土高原区为例

借助ArcGIS9．3和SPSS数据软件平台,根据甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010实测气象资料,利用综合气象干旱指数（CI）对甘肃省黄土高原区近50年的干旱特征进行了时空分析。首先计算了各站历年逐日的CI指数,统计近50年各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上分析了甘肃省黄土高原区历年各地区干旱发生的覆盖范围、频率和不同等级干旱发生的多年平均天数,揭示了甘肃省黄土高原区干旱发生的时空差异和动态格局。分析结果表明,（1）甘肃省黄土高原区有大范围干旱发生的年份,夏季和秋季较多分别有13、8a,冬季最少,只有3a。（2）从空间尺度来看,甘肃省黄土高原区中兰州一榆中一靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西“临洮．通渭．天水”一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方。（3）从季节尺度来看,夏季干旱频率和持续日数最多,春季、秋季次之,冬季最少。     

1987-2008年南四湖湿地植被碳储量时空变化特征

利用研究区1987、1997和2008年的LandsatTM／ETM＋卫星遥感数据,结合实地采样调查和收集的资料,计算3个时期山东省南四湖湿地各植被类型的面积和碳储量;同时依照不同覆被类型（植被类型）的平均碳储量将各覆被类型的斑块划分为不同储碳等级,绘制3个时期的南四湖湿地植被碳格局图,分析植被碳储量的时空变化特征、变化产生的原因和变化对湿地的潜在影响。研究结果表明：研究前期（1987年）植被储碳格局存在着明显的植被碳储量以湖南北中心线向两岸增大的带状特征,研究中后期（1997-2008年）带状储碳格局不断破碎化并最终消失。整个研究期高储碳等级的斑块面积不断减小,低储碳等级的斑块面积增加。湿地植被碳储量呈现前期基本稳定后期显著减少的特征,1987、1997和2008年湿地植被碳储量均值分别为1．07、1．08和O．64TgC,1987-1997年湿地植被碳储量平均年增加0．001TgC,变化幅度不大;1997-2008年年减少0．04TgC,下降较明显。其中自然植被碳储量在整个研究期内持续减少,人工植被碳储量呈现先增加后减少的波动变化特征,分析认为这一变化特征产生的主要原因是南四湖地区多因子驱动的土地覆被变化活动。通过区域湿地植被的碳平衡动态分析认为,植被碳储量（碳库）的减少可能会导致整个湿地碳储量的入不敷出,使整个湿地碳汇能力下降甚至可能变为碳源。     

自然保护区聚落空间格局与演变的梯度效应——以贵州茂兰为例

研究自然保护区人类活动动态状况,对于加强自然保护区建设与管理具有重要意义。研究以三期高分辨率遥感影像为数据源,运用GIS技术和景观指数定量分析方法,分析了茂兰国家级自然保护区自1963年以来聚落(人类活动的中心场所)空间格局演变的梯度效应。结果表明:①在自然保护区自核心区到外围区,聚落规模、等级、形态等格局信息及其动态演变的梯度效应明显;②根据不同梯度区聚落空间格局演变及其对土地覆盖的影响特点,今后茂兰保护区规划管理应该考虑将洞多聚落迁出,使其不对核心区自然环境造成影响。同时,要加大对实验区聚落用地的管理力度,尽量减少人类活动对原生生态系统的不良影响;③设立保护区后,自核心区到外围区,景观多样性降低,土地利用综合程度指数变化进一步接近200,景观基质(森林)斑块增多,生态环境明显改善;④应加强保护区缓冲区距聚落200~800 m内的土地利用方式管理与生态建设。     

沁河流域水环境约束分区与景观格局优化

以沁河流域(山西省晋城市段)为例,将流域划分为2个一级评价单元和14个二级评价单元,从自然环境因素和社会经济因素选择相应指标进行评价;在此基础上,基于GIS技术和生态因子叠置法,从水环境敏感性和水环境压力2个方面综合考虑了流域水环境现状,根据水环境敏感性和水环境压力的等级划分,将流域水环境划分为低压低敏感区域、低压高敏感区域、高压低敏感区域和高压高敏感区域4类区域,针对各类区域的现状提出了相应的景观格局调整方案并提出了全流域的景观格局布置思路.山地生态系统和平原生态系统有机结合的生态网络格局,将有力改善沁河流域的水环境现状.      

基于景观格局的草海流域生态风险评价

喀斯特高原景观生态风险变化研究,对建立生态风险预警机制、降低生态风险概率和促进喀斯特高原地区景观格局优化具有重要意义.以2009、2014和2017年的3个时期高分辨率遥感影像为景观格局分析主要数据源,构建景观生态风险评价模型,研究了草海流域景观生态风险时空变化及其空间模式.结果表明,2009—2017年间,研究区景观结构变化较大,耕地和灌草地景观类型面积均呈减少趋势,林地、沼泽地、建设用地和水域景观类型面积呈增加趋势.2009—2017年间,高和较高生态风险主要分布在流域北部、东北部,中生态风险主要分布在流域东部、西南部,较低生态风险主要分布在流域南部-西部-西北部段,低生态风险主要集中在湖泊及其周围.2009—2017年间,研究区生态风险以低和较低生态风险为主,占流域面积的72.38%以上;2009—2014年间,高生态风险、较高生态风险和中生态风险的面积呈不同程度增加;2014—2017年间,高生态风险、较高生态风险和中生态风险的面积明显减少.2009—2017年期间,研究区景观生态风险存在显著空间正相关,"高-高"和"低-低"聚集是主要的生态风险集聚模式,"低-高"或"高-低"零散分布.     

冀北辽河源森林景观格局特征及破碎化研究

基于辽河源2012年7月分辨率为10 m的遥感影像图及1∶5万的地形图、森林资源二类清查数据和GPS地面真实采集点,在地理信息系统软件ArcGIS、ENVI和景观指数分析软件Fragstats支持下,利用主成分分析方法降维选取对破碎化贡献最大的斑块形态指标,分析了冀北辽河源森林景观格局特征和破碎化程度。结果表明,各景观组分中阔叶林、油松面积最大,是辽河源地带性植被,分布集中,破碎化较小;华北落叶松、疏林地、居民地、道路和未成林地面积小,呈零散分布,破碎化程度较高,人为干扰程度大。各景观类型的平均分维数均接近1。景观整体破碎化水平较低,景观多样性指数为2.068 6,说明景观多样性丰富,异质性高;均匀度指数为0.783 8,说明景观类型分布均匀。各景观类型的边界褶皱程度均较低,整个景观的边界形状较为简单。     

基于BP-CA的海滨湿地利用空间格局优化模拟研究——以大丰海滨湿地为例

论文运用BP神经网络与CA耦合模型,遴选出驱动滩涂开发的自然、经济、社会方面的23 个空间变量,借助Matlab 平台,构建了海滨湿地利用空间格局模拟模型。利用盐城大丰海滨1988、2002 和2009 年三期遥感影像,及相应年份人口经济数据,根据格局优化模拟思路,先使用湿地功能生态位模型诊断出历史过度开发区域,再训练合理开发转换规则,最后仿真出2016 年大丰海滨湿地利用的空间优化格局。模拟中依据目标年覆被数量结构,限定训练样本随机抽取比例,提高了1 万个样本的有效信息量;通过对比不同BP隐藏层节点数时的模拟精度,确定“23-13-8”和“23-17-8”分别为两组实验的最优BP结构;使得模拟效率提升,仿真总体精度高于93.6%。研究表明,近些年大丰海滨湿地覆被类型间的演替趋于频繁,自然湿地年开发速度明显加快,开发重心不断东移,呈现出向海“滚动开发”的特征。建议放缓两大保护区核心区周边的无序开发,推进大丰港附近滩涂的有序围垦。     

全尺度人工湿地中植物多样性对生产力与多样性效应的影响

在中国东南部的全尺度复合垂直流人工湿地中开展2年的植物多样性实验,以研究植物多样性（包括植物物种丰富度和植物组成）对群落生产力与多样性效应（即互补效应、选择效应和净多样性效应）的影响及其产生机制。结果表明,2007年物种丰富度与群落生产力呈线形正相关,而2008年显著的单峰格局,其关系式为：y=-0.213x2＋3.455x＋15.192（R=0.215）。2008年物种丰富度与互补效应呈显著地线形负相关,而2007年呈单峰格局,其关系式为：y=-0.389x2＋6.974x-10.707（R=0.247）,而且2007年与2008年的互补效应与生产力都呈显著的正相关,表明互补效应对生产力的提高有重要作用。然而,2007年与2008年物种丰富度与选择效应之间均没有显著相关性,且选择效应与群落生产力之间也没有显著相关性,表明选择效应对生产力的提高作用不显著。2007年与2008年中物种组成对生产力、互补效应、选择效应与净多样性效应均有显著影响,说明人工湿地的植物配置对其生态系统功能的维持尤为重要。2008年物种丰富度与净多样性效应呈极显著地线形负相关,而2007年呈显著单峰格局,其关系式为：y=-0.329 x2＋5.968 x-12.659（R=0.234）,这种趋势主要是由于植物多样性-生态系统功能关系的影响因素（如物种的竞争力和生态位）在2年中有所变化。同时,2007年与2008年的多样性净效应与生产力都呈显著正相关关系,表明生产力与多样性净效应的变化趋势是同步的。与抽样效应假说不同的是,本实验中单种最高产物种（芦竹）在混种时没有表现出高产,主要是由于生长的分配、资源的竞争力与环境的变化等。