大规模排水前后若尔盖高原湿地景观格局特征变化

基于Apack软件应用景观格局分析的方法定量研究了排水前后若尔盖高原高寒湿地景观空间分布格局特征。结果表明,若尔盖高原湿地在大规模排水前湿地面积占总景观面积的11.07%,排水后缩减为8.9%,由于湿地景观与非湿地景观之间发生大面积的转移;大规模排水前若尔盖高原湿地景观面积排水前后湿地景观结构均以自然湿地景观为特征,其中,沼泽湿地景观在自然湿地景观中占绝对优势,占湿地景观总面积的95%以上;若尔盖高原湿地景观空间格局特征均以若尔盖县的湿地景观面积最大,红原县和玛曲县居中,阿坝县和碌曲县最小;各县湿地景观类型构成比例均以沼泽湿地景观为主所占比例最大,基本保持在90%以上的水平,其他湿地景观类型的构成比例较小。与排水前相比,各类型自然湿地景观的斑块数都明显减少,平均斑块面积增加,最大斑块面积除河流湿地外也表现为增加变化;湿地景观多样性指数、均匀度、优势度和分维数均表现为下降变化。     

若尔盖高原湿地资源及其保护对策

若尔盖高原湿地在青藏高原湿地生物多样性保护中占有十分重要的地位 ,但其现状不清。卫星影像解译表明若尔盖高原湿地面积为 3 .94× 10 4 hm2 ,占土地总面积的 2 .2 %。在各种湿地中沼泽所占的比重最大。与 2 0世纪 5 0年代和 80年代初期相比 ,湿地面积大幅度减小而且退化严重 ,急需保护。目前应采取的保护措施有 :加强湿地自然保护区的建设与管理 ;探讨湿地退化机制与生态恢复措施 ;进行沼泽湿地草场生态牧业试验和示范研究 ;加强湿地保护立法与宣传教育。     

若尔盖高原退化湿地土壤有机碳储量

为了定量评价若尔盖高原泥炭沼泽湿地退化的碳储存潜力,研究通过土壤剖面法,收集了3个样点的泥炭沼泽湿地土壤样品(原始泥炭地0—200cm、中度退化沼泽湿地0—100cm和重度退化泥炭地0—100cm)。研究表明:(1)中度退化沼泽湿地(1.11±0.18g/cm~3)和重度退化泥炭地(0.72±0.04g/cm~3)土壤容重平均值较原始泥炭地增加了251.8%和129.7%;中度退化沼泽湿地(46.18±6.61g/kg)和重度退化泥炭地(87.37±6.36g/kg)土壤有机碳含量平均值较原始泥炭地降低了74.2%和51.1%。(2)土层深度为0—100cm时,原始泥炭地土壤有机碳储量较中度退化沼泽湿地(384.73±95.57t/hm~2)显著高了47.0%,而与重度退化泥炭地(518.39±33.07t/hm~2)土壤有机碳储量无显著差异;当原始泥炭地有机层增加到0—200cm后,中度退化沼泽湿地和重度退化泥炭地土壤有机碳储量较原始泥炭地(1 088.17±172.84t/hm~2)降低了64.6%和52.4%,退化湿地土壤有机碳储量的降低可能主要是土壤有机碳含量降低的原因。尽管退化湿地土壤有机碳储量下降,但仍是中国(102.89t/hm~2)和全球(116.56t/hm~2)陆地土壤有机碳储量的3~5倍,该研究可为保护与恢复若尔盖高原湿地提供科学依据。     

若尔盖高原湿地土壤性质对硒有效性的影响

用等温吸附的方法研究了若尔盖高原广泛分布的泥炭土、沼泽土和风沙土对硒的吸附与解吸,以探讨湿地土壤因素对硒有效性的影响。结果表明,3种土壤还原状态下硒的吸附量均大于氧化态,水溶性硒和交换态硒的解吸量均为氧化态高于还原态,潜在有效硒与此相反,氧化状态有助于提高土壤硒的有效性。土壤pH升高,泥炭土对SeO_3~(2-)-Se的吸附量降低,水溶态硒增加,交换态硒降低,潜在有效硒变化不明显。土壤有机质能大量吸持硒降低其有效性,泥炭土去有机质后对硒的吸附量大幅度下降,水溶性硒和交换态硒量增加,潜在有效性硒量则明显降低。     

若尔盖高原湿地植物群落结构特征与土壤微生物群落多样性

[目的]探究若尔盖高原湿地植物群落(乌拉苔草、木里苔草、花葶驴蹄草、藏嵩草)结构特征、土壤微生物群落多样性的长期变化特征及其二者之间的演化关系,为该地区的植被恢复和生态环境保护提供借鉴.[方法]结合室内样品分析,连续4 a(2016-2019年)观测了不同植物群落地上和地下各个指标的动态特征.[结果]①对于a多样性,2...     

若尔盖高原湿地土壤硒的数量、形态与分布

用连续浸提的方法研究了若尔盖高原4种湿地土壤(风沙土、草甸土、沼泽土和泥炭土)中硒的含量、形态、剖面分布及其影响因素,以期为该区人、畜缺硒症的防治积累科学资料。结果表明,该区土壤属于低硒环境,表层土壤全硒含量范围为65～260μg/kg。在各种形态硒中,水溶性硒仅占土壤全硒含量的1.12%～3.08%,交换态硒占2.91%～6.03%,有机态硒占10.28%～45.63%,酸溶态硒、硫化态硒和残余态硒3种无效态硒共占60%以上。在土壤有机态硒组成中,胡敏酸结合态硒(HA-Se)占有机态硒的57.84%,富里酸结合态硒(FA-Se)占42.16%。土壤总硒和有机态硒的含量与分布主要受土壤有机碳的影响,且其影响程度随着深度的不同而改变,湿地土壤丰富的有机碳有利于土壤有机态硒和总硒的积累。土壤总硒含量低、有机态硒的比例较高以及胡敏酸结合态硒占优势导致硒的生物利用率低,可能是该区域人、畜硒缺乏症发生的重要原因。     

RS与GIS支持的洪湖湿地景观格局分析

利用3S技术对洪湖湿地结构类型进行监测及对洪湖湿地景观格局进行定量分析结果表明,洪湖湿地景观类型所占比例有一定差异,景观多样性指数和均匀度指数较低,景观为少数湿地类型所控制,破碎度指数较小,且景观受人为干扰程度不十分严重,但也不容乐观。     

河北省森林景观空间格局分析

根据河北省森林景观现状,运用景观多样性指数、分维数、景观破碎化指数等计算方法,分析河北省森林资源空间分布特征和存在问题,指出河北省森林景观保护和发展方向。     

安徽省淮南市城市湿地景观格局及其脆弱性——以大通废弃矿生态湿地修复区为例

[目的] 对城市湿地景观格局及其脆弱性进行研究，为城市湿地保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 以安徽省淮南市大通城市湿地为例，基于高空间分辨率WorldView-3遥感影像，提取景观类型分布信息，选取景观多样性指数、斑块密度、斑块数量等景观空间结构指标，综合利用地理信息系统（GIS）技术与景观生态学方法定量分析大通城市湿地的景观格局及其异质性。基于景观敏感度和适应度指数构建景观脆弱度评价模型，进而评价大通城市湿地的景观脆弱度。[结果] ①大通湿地内景观类型以乔木、水体和裸地等类型为主，各类型的数量规模相对均衡；②各景观类型在空间上呈交错分布，形成明显的"网状结构"，水体、裸地和水杉林分布相对连续，其他景观的破碎化程度较高，呈现出异质性；③景观格局脆弱度以低脆弱度为主，呈现显著空间正自相关性和空间聚集模式，主要集聚类型的"高-高"值集聚区域及脆弱度的热点区主要分布东部裸地，"低-低"值集聚区及脆弱度冷点主要分布在水体区。④景观脆弱度与植被覆盖度、景观格局的复杂度具有空间一致性，即植被覆盖越高且空间分布的交错性越强，其脆弱性越小。[结论] 大通湿地内景观类型主要包括乔木、水体和裸地，景观脆弱性以低脆弱度为主，空间上表现为显著的集聚模式，且与植被覆盖度、景观格局的复杂度具有空间一致性。     

刘家峡库区景观空间格局分析

为了给研究区域农业生产的合理布局及生态恢复方案提供依据,以刘家峡库区北部东乡县典型小流域碾子沟和库区南部积石山县典型小流域三坪沟为研究对象,采用野外调查和遥感解译的方法,利用ArcGIS、ArcView等软件对航摄地形图进行目视解译,分析土地利用结构、人工干扰方式和强度等对景观空间格局的影响特征。结果表明:1)库区南北景观基质均为未利用土地(主要指荒沟荒坡),土地利用难度大;2)库区北部景观斑块特征较南部复杂,南部较北部更适合农业生产;3)库区南部景观多样性较北部高,景观类型丰富,而库区北部由于降水少,景观总体受人类活动干扰小,连通性高;4)在土地利用结构和农村产业结构调整方面,库区南部应以加强复合生态农林业生产为主,北部应加强陡坡退耕种草、农牧业协同发展,并实行封育保护,促进生态环境恢复。     

若尔盖湿地保护区生物多样性评价

四川省若尔盖湿地是世界上最大的一块高原泥炭沼泽湿地,也是我国生物多样性保护的热点地区之一.保护区内维管植物共计50科165属414种;鸟类13目28科137种;兽类5目15科38种;两栖类动物1目2科3种;爬行类2目3科3种;鱼类有1目2科15种.其中,国家Ⅱ级重点保护植物3种,中国特有属植物5属;国家Ⅰ级保护鸟类7种,Ⅱ级保护鸟类20种,我国特有鸟类7种;国家Ⅰ级保护兽类1种,国家Ⅱ级保护兽类7种,我国特有兽类6种.笔者选取了生物多样性、稀有性、生态系统的稳定性与安全性、面积的适宜性以及自然属性5个方面17个赋值指标,对保护区的生物多样性质量进行整体评价,总评价得分为73.5,表明保护区具有丰富的生物多样性和极高的保护价值.     

土地开发整理对区域景观格局的影响

在土地开发整理规划实施前,定量预测规划实施后区域景观格局的变化是土地开发整理规划环境影响评价的主要内容。该文结合景观格局研究的内容和规划对景观格局的影响,在斑块类型水平上选取各景观类型面积、景观百分比、斑块数等8个指标;在景观水平上选取景观优势度、蔓延度指数、聚集度指数等指标。以北京市延庆县为例,应用上述指标,采用规划实施前后对比法分析了土地开发整理规划对景观格局的影响。结果表明规划实施后各指标都有一定的变化。     

黄河三角洲人类活动强度的湿地景观格局梯度响应

为了研究黄河三角洲湿地景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律,该文基于土地科学和景观生态学原理,在RS、Arc GIS和FRAGSTATS软件支持下,以1989、1999、2009和2014年四期遥感影像为数据源,利用人工目视解译方法构建研究区景观类型图。基于解译结果,选取耕地、工矿用地、居民点和交通用地等土地利用指标来反映人类活动强度,采用自然间断法将人类活动强度从强到弱分带。文章分析了黄河三角洲不同人类活动强度样带不同时期的湿地景观格局变化特征,以及2014年主要景观类型的格局特征对人类活动强度的梯度响应。结果表明:人类的干扰活动使得不同景观类型在人类活动强度各样带表现出明显的空间差异。在景观水平上,随着人类活动强度的降低,样带景观的丰富度和斑块数增加,2009年斑块数量达到8 000个;多样性和均匀度指数呈先增后减趋势,景观聚集度和连通性持续增加,在第10样带达到99.42%,破碎化程度不断降低;在类型水平上,水库坑塘、水产养殖场、盐田和未利用地在梯度带中较好地反映了景观格局的变化特征,其中各景观类型的形状指数和分维数随人类活动强度的梯度变化呈现明显的变化趋势,景观形状趋于复杂化,面积比例、斑块密度和最大斑块指数的梯度变化较大,波动明显,盐田在人类干扰最大时斑块指数达到26%。该文揭示了景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律,可为研究区湿地生态恢复及可持续利用提供参考。     

若尔盖高原高寒草甸地表能量交换和蒸散研究

若尔盖高原高寒草甸生态系统是青藏高原能量和水分循环的重要组成部分,但该地区地面水热通量观测数据非常缺乏。本研究基于涡动相关法,于2013年11月1日−2014年10月31日,利用三维超声风温仪和红外开路二氧化碳/水汽分析仪在若尔盖高原一典型高寒草甸开展周年通量观测,以揭示其地表能量交换和蒸散特征及影响因素。结果表明：高寒草甸地表能量通量各组分呈显著的日变化和季节变化特征,净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量的年均值分别为94.5、21.0、51.8和1.2Wm−2。非生长季感热稍占优势,生长季潜热占绝对主导地位,波文比全年平均值为0.70,能量平衡闭合率年平均值为0.77。辐射是感热通量的主要气象影响因子,潜热通量则受温度、辐射和饱和水汽压差共同影响。日蒸散量变化范围为0.12～5.09mmd−1,全年平均值为1.82mmd−1。非生长季蒸散主要受土壤表面导度因子控制,生长季则由辐射主导,土壤和植被表面导度因子为次要影响因素。在季节尺度上,蒸散的变化取决于降水分布,全年降水和蒸散量分别为682.7mm和673.6mm,其中生长季分别占全年总量的84%和82%。6−7月降水匮乏抑制了蒸散,此时土壤储水成为蒸散的主要水源,从全年看,降水基本都以蒸散的方式返回大气。与青藏高原上同类观测研究相比,地表能量通量和蒸散都有相似的季节变化趋势,但观测到的年平均波文比和年蒸散量最大,气温、降水、地表植被等因素的共同作用导致这一结果。研究数据可作为地面验证资料,用于若尔盖地区陆面模式参数化方案的优化和卫星遥感反演资料的校验。     

黄土丘陵小流域土地利用景观空间格局动态分析

该文以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10a来景观多样性动态变化进行了分析。结果显示,耕地、林地、园地、居民点用地及草地分维数略有下降,未利用地分维数有所上升,而水域分维数保持不变。试区景观类型多样性指数和均匀度指数略有下降,优势度指数、破碎度指数及土地利用合理指数有所增加,目前试区从耕地及草地为主的景观生态系统转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统。政策因素的引导及经济利益的驱动是该试区土地利用景观格局变化的主要原因。     

长株潭城市群湿地景观时空动态变化及驱动力分析

针对长株潭城市群的湿地景观面积迅速减少、破碎化程度增加等情况,该文基于时间序列Landsat数据及物候特征参数,采用面向对象方法的随机森林算法获得了长株潭城市群2000-2015年湿地时空格局及变化数据,利用景观格局指数、质心迁移等方法分析了近16 a来长株潭城市群湿地时空格局及变化特征,并通过Logistics回归模型分析了城市群湿地演化的驱动力因素。研究结果表明:1)湿地类型主要为人工湿地水田,其次为河流湿地与库塘湿地,湖泊湿地与苔草沼泽分布面积相对较小;2)2000-2015年研究区湿地总面积呈减少趋势,减少231.12 km~2,减少6.64%,同时湿地的空间转移也十分剧烈。3)研究期间,长株潭城市群湿地景观破碎度在呈增强趋势,且景观形状也趋于复杂。同时,研究区景观连通性在不断降低,而景观丰富度在不断增加。4)研究期间,长株潭城市群5种湿地类型的质心在均发生了不同程度的的迁移,其中河流、库塘和水田的质心迁移相对较大,湖泊的质心位置相对稳定。5)长株潭城市群地区降水量的减少及气温的升高,加之高强度人类干扰是近年来湿地变化的主要原因,其中人类活动加剧了湿地变化的复杂性和差异性。该研究可为长株潭城市群湿地资源的可持续发展提供科学、可靠的数据支持。     

Spatial continuity and local conditions determine spatial pattern of dried soil layers on the Chinese Loess Plateau

Purpose

Many efforts of restoring vegetation have ignored the feedbacks between biotic and abiotic factors that have developed in water-limited ecosystem. Dried soil layers (DSLs) have formed extensively on the Chinese Loess Plateau (CLP). The objective of this study was to identify the primary factors controlling spatial pattern of DSLs on the CLP.

Materials and methods

Two DSL indices (DSL thickness (DSLT) and soil water content in a DSL (DSL-SWC)) were estimated by measuring SWC to a depth of 5 m at 86 sites along a south-north transect on the CLP in 2013. The correlation between the spatial pattern of DSLs and environmental factors was determined with redundancy analysis (RDA).

Results and discussion

DSLs had formed at most of the sites (66 of the 86 sites) along the transect. The sites without DSLs were primarily in an irrigated agricultural zone. DSLT was >400 cm and generally increased from south to north, and DSL-SWC was 2.54% (v/v) in the semi-arid zone of the transect. The connected features of DSLs between connected neighboring sampling units exhibited a much wider extent. A total of nine environmental variables were the primary contributors to the spatial pattern of the DSLs, explaining approximately 47.3% of the variability. Local conditions were responsible for the higher proportion of explained variability than climatic factors. In addition, field capacity was the most important factor in all environmental factors, which may have influenced water-holding capacity.

Conclusions

This study concludes that spatial continuity and local conditions determine the spatial pattern of DSLs at a regional scale. Understanding the characteristic of DSLs is useful for efficiency of vegetation restoration and soil water management.

     

若尔盖高原湿地3种生境地下芽库特征及其差异

[目的]掌握植物地下芽库多样性及形成的环境机制,为保护和恢复生物多样性提供理论依据.[方法]以若尔盖高原湿地的沼泽、沼泽化草甸和草甸3种生境为对象,运用单因素方差分析、相关性分析以及通径分析等对试验数据进行处理.[结果]①芽库密度表现为沼泽＞沼泽化草甸＞草甸,生境间差异显著.沼泽以水平生长的根茎顶芽为主,沼泽化草甸和草...