辽宁省土壤侵蚀空间尺度效应初探

土壤侵蚀的空间尺度效应和不同空间尺度土壤侵蚀定量评价的分析与研究是目前土壤侵蚀研究中的热点问题之一。通过对辽宁省34个典型水文站长序列水文资料和2000年辽宁省遥感资料进行汇总,运用沙量平衡分析方法,对辽宁省小流域-中尺度流域-区域大尺度3种尺度土壤侵蚀量进行不同空间尺度的对比研究。研究表明,辽宁省土壤侵蚀的空间尺度效应随着研究尺度的增大,主要表现在：1）通过对辽河流域的研究表明,研究区土壤流失量随流域面积的增大表现出递次减小的规律;2）通过对辽宁省9大流域的水文资料和遥感资料对比研究表明,随着研究尺度增大,土壤侵蚀的宏观特征表现更为显著。通过沙量平衡分析方法,沉积泥沙存蓄变化量是造成尺度效应的重要因素之一。深入研究沙量平衡计算的理论与方法,以沙量平衡计算辅助土壤侵蚀监测工作,是进一步促进土壤侵蚀监测工作的重要方法之一。     

科尔沁沙地景观空间格局及其生态环境效应分析

基于2000年的土地利用图形数据，选用生态意义较明确的景观特征指数，从区域和旗县2个尺度定量分析了科尔沁沙地的景观空间格局，并揭示了景观格局对区域生态环境的影响。结果表明：（1）草地景观是科尔沁沙地面积最大、分布最广、连续性最强的基质景观，其面积比例为47．6％，斑块个数比例为29．8％，平均斑块面积高达3．25km^2／个，斑块分离度仅为0．40；耕地和林地景观的面积比例也较大，分别为26．3％和10．2％，流动沙地和盐碱地的面积比例较小，分别为5．8％和3．1％。（2）位于西辽河下游干流或支流沿岸冲积平原上的旗、县，其区域景观格局基本呈现出耕地与草地、流动沙地景观类型镶嵌分布的特征。（3）相关分析发现，研究区景观斑块类型的平均斑块面积大小与生态环境指数间呈显著正相关，而景观破碎化指数与生态环境指数间呈显著负相关。     

武夷山风景名胜区不同森林景观物种多样性特征研究

以武夷山风景名胜区植物群落调查样地资料为基础,运用物种丰富度、多样性指数及均匀度指数对构成该区森林景观的6类森林类型(马尾松林、杉木林、经济林、竹林、阔叶林和茶园)的物种多样性进行测定与分析。结果表明:6类森林景观不同生长型的物种丰富度存在差异,表现为灌木层物种丰富度较高,而乔木层与草本层物种丰富度较低,除个别森林类型外,各森林类型物种丰富度的垂直结构为灌木层>乔木层>草木层;不同森林景观类型的物种多样性亦存在较大差异,总体趋势为阔叶林>马尾松林>杉木林>竹林>茶园>经济林,符合物种多样性的一般性规律,即天然林景观>半人工林景观>人工林景观;基质景观天然马尾松林不同演替阶段的物种多样性随演替进展而逐渐增加。不同研究区物种多样性比较结果表明,武夷山风景名胜区具有较高的物种多样性。     

县域尺度不同地貌类型景观空间格局分析——以湖南省醴陵市为例

地貌是影响景观空间格局的自然要素之一,本研究应用GIS软件,以湖南省醴陵市为例,分析了县域尺度不同地貌类型下景观格局的空间特征.结果表明:(1)地貌类型深刻影响景观格局的空间分布,同一景观类型在不同地貌区中的空间格局存在差异,总体表现为林地和水田占主导地位的景观格局.(2)随着地势的升高,林地景观优势愈加明显,其他景观类型的分布比例逐渐减少,景观多样性降低.(3)平原、低山区景观的空间异质化程度较高,破碎程度深;在海拔较高的山区,土地利用景观类型相对简单、优势度高,生态系统稳定.     

景观格局对阳澄湖小流域水质变化影响的空间尺度效应

[目的] 研究阳澄湖小流域不同空间尺度上景观组成与结构变量对水质的影响,为该区域湿地水环境质量提升和景观格局优化提供科学依据。[方法] 以阳澄湖12个水质采样点为中心,利用GIS软件生成6种空间尺度的圆形缓冲区域,采用景观格局指数、冗余分析、Pearson相关分析等方法,识别景观格局对湿地水质影响最有效的缓冲区空间尺度,探讨其与水质的相互关系。[结果] ①总体上,乔木林地和湖泊的面积占比在空间尺度上逐渐减小,城镇住宅用地、水田和养殖塘的面积占比逐渐增加。②景观格局对湿地水质影响的空间尺度效应体现在不同圆形缓冲区内,在半径为800 m的圆形缓冲区内总解释变异值最大为68.2%。③景观组成变量仅有在半径为1 000 m的圆形缓冲区内PLAND_FOR与水质参数具有相关性。④养殖塘在半径为200 m的圆形缓冲区内对水质影响较大;水田、乔木林地和湖泊在空间尺度较大的圆形缓冲区（半径大于500 m）是影响水质的主要景观类型。[结论] 景观格局与水质最相关的空间尺度为800 m的圆形缓冲区,不同尺度缓冲区内景观结构变量对水质的解释能力均比景观组成变量明显,湿季水质参数与景观格局指数的相关性大于干季。     

喀斯特洼地表层土壤水分的空间异质性及其尺度效应

空间变异及其尺度问题在土壤学、地理学、水文学和生态学中均处于十分重要的地位,是当前研究热点之一[1~5]。变异结果使得不同景观斑块间的交换过程在从田块到流域的不同空间尺度上产生[6]。因此要实现景观生态过程中的尺度转换,关键是从实测到预测模型的复杂转变[7,8]。在土壤学研究中,观测尺度和模型尺度均包含尺度的三因素,即采样间隔、采样幅度和支撑效应,这三个因素是界定观测或模型空间尺度的必要条件[3]。而随采样尺度变化,土壤水分的表观变异与真实变异出现偏差,这种偏差是观测尺度的函数,可以采用地统计学中的半变异函数进行有效地尺度转化[9]。国内外学者对土壤水分的空间尺度问题作了大量研究。Bl sch     

潞安矿区景观尺度的土地质量定量评价初探

以山西潞安矿区为例,以基于“P-S-R”框架的矿区景观尺度的土地质量指标为主线,综合运用空间信息科学、景观生态学、生态学等学科原理与方法,探讨矿区景观尺度的土地质量定量评价的指标体系、内容和方法等,并根据结果提出潞安矿区土地质量建设和保护的措施和建议。     

黄土高原小流域尺度土地利用景观格局指数的粒度效应

以黄土高原上黄小流域1982-2008年的6期土地利用矢量图为基础,运用GIS和Fragstats软件计算并研究了黄土高原小流域尺度下景观格局指数随粒度增加的变化特征。结果表明,上黄小流域土地利用的大部分景观格局指数存在粒度效应。根据景观格局指数随粒度增加所表现的变化趋势可分为5大类型;就1:1万比例尺下的土地利用类型/景观图而言,其景观格局指数的适宜粒度范围为5~15m,其粒度效应主要受制图比例尺控制而与土地利用变化关系不大。     

流域侵蚀输沙空间尺度效应及其影响因素研究进展

侵蚀输沙空间变异及其尺度效应是流域水文过程研究的一个重要内容,对流域水土流失控制和水沙资源科学管理具有重要意义。通过对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究成果的系统回顾,从坡面到流域,阐述了降雨、土壤和植被等环境要素对侵蚀输沙尺度效应的影响,梳理了尺度效应产生机制方面的认知,总结了不同条件下坡面产流和侵蚀输沙尺度转换的代表性方法。在此基础上,对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究的发展趋势进行了讨论,未来应增加新技术和数据的应用,建立具有明确物理机制的侵蚀输沙空间尺度转换方法,同时,急需突破剧烈环境变化对空间尺度效应影响的研究。本文的梳理与总结可为流域侵蚀输沙过程的深入研究提供参考,为土壤侵蚀防治和河流水沙的综合管理提供一定的科学支持。     

黄土高原丘陵区景观特征与景观指数粒度效应研究

选取黄土丘陵沟壑区高家沟流域为研究区,基于遥感图像绘制流域土地利用景观图,利用GIS相关软件以及景观格局分析软件Fragstats,计算高家沟流域的景观格局指数,并在景观水平上对指数的粒度效应进行了研究.结果表明:草地为高家沟流域土地利用类型的主体,园地稀少,各土地利用类型布局分散,斑块形状较复杂,土地利用结构不够合理;粒度变化对景观指数的计算具有重要影响,各景观指数均具有明显的粒度效应,不同的景观指数随粒度增加表现出不同的变化趋势:(1)景观指数随粒度的增加有明显的下降趋势;(2)景观指数随粒度的增加变化趋势不明显,或上升或下降,并呈现出一定的波动性.高家沟流域景观分析的适宜粒度范围为75～120m.     

黄山风景区步道土壤理化性质变化特征分析

步道作为旅游景区重要的基础设施之一,是旅游活动冲击的主要对象,尤其以步道两侧土壤环境受影响最为显著。在黄山风景区内选择7条主要步道,设置14条调查样带,每条样带按照距游道远近依次选取5个连续样方,每个样方的面积设置为1 m×1m。在野外调查和实验室分析的基础上,采用多重比较等方法并建立土壤影响指数模型来探讨旅游活动对黄山风景区土壤环境的影响程度和规律。结果显示:旅游活动对土壤的硬度、pH值、有机质、全磷、全钾等因子的变化有显著的影响,其受影响范围主要集中在距步道4m内;由于游客访问比例不同,不同步道受影响的程度有明显差异,其中以玉屏景区和北海景区受影响较为严重,天海景区和西海景区次之,上山道和下山道受影响最小。     

基于主观偏好和景观空间指标的农业景观特征偏好模型: 以北京市11个农业景观特征区域为例

本研究以北京市11个农业景观特征区域的真实照片为评价资料,通过对46位环境相关专业大学生进行的平衡非完全区组排序评判测试得到他们对不同景观照片的偏好数值。以250m为边长的正三角形在2006年110000土地利用图上截取出照片所对应的数据,根据这些数据计算了反映该照片景观特征的空间格局指数。利用多元逐步回归,以相对应的空间格局指数以及主观判断得到的绿色覆盖度和管理水平等共11个指标,分别针对不同景观特征区域构建景观偏好模型。研究表明,除各指标在权重上的差异外,有些指标在不同特征区域内,甚至在对景观偏好影响的方向上都有所差异:绿色覆盖度、管理水平、斑块黏合度、斑块聚合程度、分维度指数均体现出对景观可视偏好的正向影响,开阔地比例在可视范围体现了对景观偏好的逆向影响,而斑块数量、蔓延度、最大斑块指数、干扰比例和林地比例在不同景观特征分区内则表现不同的影响趋向。     

空间粒度变化及土地利用分类对景观指数的影响——以山西省闻喜县为例

以山西省闻喜县为例,利用该县1:10000土地利用现状图作为数据源,应用GIS技术以及景观格局软件Fragstats,研究了土地利用类型数不同时景观格局指数的空间粒度效应和不同粒度下土地利用类型数对景观指数的影响。结果表明:随粒度增加,斑块密度、景观形状指数、景观聚集度呈逐渐下降趋势,且下降幅度逐渐减小,周长面积比分维数总体呈上升趋势,最大斑块指数和Shannon多样性指数无明显变化。随土地利用类型数目的增多,斑块密度、景观形状指数、Shannon多样性指数呈阶梯式上升趋势,最大斑块指数呈阶梯式下降趋势,周长面积比分维数无明显变化,景观聚集度的变化曲线比较复杂。     

城市扩张对农田景观中非农生境的影响*——以辽宁省沈阳市沈北新区为例

农田景观因其巨大面积和更高的生产力,在全球生物多样性维持,甚至濒危物种的维持中扮演着重要角色。而农田景观中非农生境被蚕食的现象较为突出,尤其城市周边农田景观中更为普遍。本文以沈阳市沈北新区为例,采用景观紊乱度法将其划分为城市、城市边缘区和乡村3个区域,利用GIS技术分析3个区域农田景观中非农生境类型、数量与面积比例,探讨城市扩张对农田景观中非农生境影响程度。结果表明,随着与城市中心距离的增加,由城市、城市边缘区至乡村,非农生境类型呈现逐渐增加趋势,靠近城市中心的非农生境仅有林地,而在乡村区域有草地、林地、水域和农村道路4种类型。非农生境斑块数量比例呈现总体增加趋势,城市平均比例为8.63%、城市边缘区平均比例为17.08%、乡村平均比例为22.48%。非农生境面积比例呈现先增后减的倒"U"字型变化,城市边缘区的非农生境面积比例最高,值为1.93%。非农生境斑块密度呈现先增加、再减少和后增加的变化趋势,城市边缘区的非农生境斑块密度最小。最大斑块指数和聚集度指数呈现先减少后再增加的趋势,城市边缘区的非农生境最大斑块指数和聚集度指数最小。景观形状指数和多样性指数呈现先增加后减少的趋势,城市边缘区景观形状指数和多样性指数最大。总体而言,距离城市中心最近的城市区域受城市化强烈影响后,保留在城市景观之中的农田景观重新建立一种相对稳定的景观格局,残留其间的非农生境类型单一、斑块数量低,斑块较大、形状规则;正在受到城市建设切割的城市边缘区农田景观中非农生境面积比例、景观形状指数和多样性指数表现为虚高,但其斑块密度、最大斑块指数和聚集度指数均较小;距离城市中心最远的乡村区域非农生境受城市化影响较弱,类型趋于多样、斑块数量比例高、景观异质性较高。     

基于流域的山区景观格局分析和分区研究--以山东省栖霞市为例

本文以位于胶东半岛中部山区的栖霞市为例,在对整个研究区进行流域提取的基础上,分别统计各流域内的景观指数,并通过聚类分析对整个栖霞市的山区景观进行分区。首先解译2010年Thematic Mapper(TM)遥感影像数据,获得栖霞市景观格局图,以1︰25 000地形图为基础数据源,建立DEM模型,利用ArcGIS水文分析模块将研究区划分为300个子流域。然后根据常用景观格局指数所反映的生态学意义和景观特征信息,并结合研究区内的具体景观结构,选择边缘密度(ED)、多样性指数(SDI)、斑块大小变异系数(PSCOV)、面积加权平均分维数(AWMPFD)和核心区密度(CAD)5个景观指数,并结合各流域的平均高程与空间分布对每一个子流域进行景观格局分析,探讨各子流域景观格局的空间差异,揭示人类活动、自然干扰等各种景观生态机制对区域景观生态的影响。研究结果为:ED值和CAD值随着海拔的增加而逐渐变大,垂直分异特征明显;SDI值呈现出由低海拔向高海拔逐步减少的趋势;PSCOV值随海拔的增加呈现出类似倒"U"形曲线;AWMPFD值不具有明显的垂直分异特征。最后将这5个指数进行聚类分析,同时利用流域主体景观类型对栖霞市进行景观格局分区,各土地利用类型被划分为3个景观生态类型区。研究结果为:一类区面积最小(10.14%),该区域是农作物种植的稳定农业区,景观结构和规模都很稳定,需要继续保护;二类区面积最大(50.93%),各种景观类型呈现空间交错分布,斑块形状复杂,属于自然景观和人文景观的过渡区域,需要加强该区域的土地规划和产业合理布局;三类区面积较大(35.92%),主要集中在中高海拔区域,林地和草坡地居多,开垦难度较大。分区结果能够较好地反映研究区景观生态结构的显著特征与空间分异状况,对栖霞市的土地管理和规划具有一定的指导意义。     

基于GIS和空间自相关模型的耕地空间分布 格局及变化特征分析——以成都市龙泉驿区为例

耕地资源是人类生存和发展的基础性资源,科学判定耕地空间分布格局及其变化特征,对促进耕地保护及空间优化布局等方面具有重要意义。本文利用四川省成都市龙泉驿区2005年、2009年及2013年土地利用数据提取耕地数据,运用核密度计算、耕地集中度指数、空间自相关等研究方法开展耕地空间分布格局及其变化特征研究。研究结果表明:1)2005—2013年龙泉驿区耕地空间分布密度呈现出集聚态势,耕地整体呈现出西北及北部密集、中部及南部稀疏的空间分布特征,其中耕地分布密度高值区域呈现出由西北向西南扩张的趋势,低值区域则以城镇为中心有零星扩散的情况。2)从耕地面积分布情况来看,整体呈现出北高南低的空间分布特征,耕地分布相对集中,而且在时间序列上有进一步增强的趋势,但耕地空间变化区域差异较为显著。3)耕地空间分布存在显著的全局空间正相关性,但局部空间异质性有所增强,耕地面积比例较高的空间单元集中分布在北部、西北部一带,并呈现出向西缩减的趋势,耕地面积比例较低的空间单元分布在以城镇为中心的建成区及边缘地带,并经历扩张与收缩两个阶段;2005—2013年因城镇建设占用耕地和农村土地整治影响而出现局部异质性"热点"与"冷点"区域。该研究结果在一定程度上为掌握区域耕地空间变化趋势、制定耕地保护与优化布局政策提供理论方法和参考借鉴。     

The importance of ecological scale for wildlife conservation in naturally fragmented environments: A case study of the brush-tailed rock-wallaby (Petrogale penicillata)

Determining the ecologically relevant spatial scales for predicting species occurrences is an important concept when determining species-environment relationships. Therefore species distribution modelling should consider all ecologically relevant spatial scales. While several recent studies have addressed this problem in artificially fragmented landscapes, few studies have researched relevant ecological scales for organisms that also live in naturally fragmented landscapes. This situation is exemplified by the Australian rock-wallabies’ preference for rugged terrain and we addressed the issue of scale using the threatened brush-tailed rock-wallaby (Petrogale penicillata) in eastern Australia. We surveyed for brush-tailed rock-wallabies at 200 sites in southeast Queensland, collecting potentially influential site level and landscape level variables. We applied classification trees at either scale to capture a hierarchy of relationships between the explanatory variables and brush-tailed rock-wallaby presence/absence. Habitat complexity at the site level and geology at the landscape level were the best predictors of where we observed brush-tailed rock-wallabies. Our study showed that the distribution of the species is affected by both site scale and landscape scale factors, reinforcing the need for a multi-scale approach to understanding the relationship between a species and its environment. We demonstrate that careful design of data collection, using coarse scale spatial datasets and finer scale field data, can provide useful information for identifying the ecologically relevant scales for studying species-environment relationships. Our study highlights the need to determine patterns of environmental influence at multiple scales to conserve specialist species such as the brush-tailed rock-wallaby in naturally fragmented landscapes.     

武夷山天然常绿阔叶林林隙物种多样性比较研究

对武夷山不同常绿阔叶林发育阶段林隙样地更新层物种多样性变化规律研究结果表明 ,林隙物种多样性指数大于非林隙样地 ,而生态优势度则相反 ;不同大小扩展林隙物种多样性指数不同 ,<10 0m2 面积林隙物种多样性指数最大 ,而≥ 30 0m2 的林隙则最小 ;>1.5m的林隙物种丰富度指数、Shannon Wienner多样性指数、均匀度指数和均优多指数随发育阶段的变化趋势基本一致 ,均以林隙形成时间为 10～ 2 0年达最大 ,而 <10年的则最小 ;更新层树种平均各林隙内SW多样性指数、均匀度指数和均优多指数以林隙形成 10～ 2 0年为最小 ,至 30年后有所增加 ,4 0～ 5 0年时达最大 ,5 0年后呈缓慢减少趋势。林隙形成为不同树种更新提供了动力 ,林业生产适当培育林隙对物种多样性保护极其重要。     

武夷山黄山松群落物种多样性与种群空问格局的研究

对武夷山黄山松群落物种多样性和种群空间格局的研究结果表明 ,低海拔地区由于受人为干扰影响较大而物种多样性与种群空间分布格局未表现出明显规律性 ,高海拔地区群落物种多样性指数、丰富度和均匀度均有不同程度下降 ,黄山松种群空间格局均呈集群分布 ,且随海拔高度升高而黄山松种群生长受到一定抑制     

太行山区不同农业景观生境的蜘蛛群落结构特征及其影响因子

为探索太行山区农业景观中不同生境类型对蜘蛛多样性的影响,采用陷阱法对河北省武安市西部太行山区5种类型生境(核桃林、玉米地、苹果-芍药套作园、次生林、绿海花廊景观带)的地表蜘蛛多样性进行调查。通过分析5种类型生境中蜘蛛多样性分布及其与局部生境因子的相关关系,探讨半自然生境对蜘蛛的保护作用。结果表明:人为干扰会显著降低生境中蜘蛛丰富度和多度;增加植被群落结构的复杂程度会使生境中蜘蛛丰富度显著增加,而蜘蛛的多度显著降低;蜘蛛的多度随生境中枯落物厚度的增加而增加。其中核桃林的蜘蛛Shannon-Wiener多样性显著高于其他4种类型生境,核桃林、次生林和绿海花廊的蜘蛛丰富度显著高于苹果-芍药套作园和玉米地,苹果-芍药套作园和绿海花廊的蜘蛛多度显著高于其他3种生境。玉米地、苹果园-芍药套作和绿海花廊中蜘蛛的群落组成具有较高相似性,而核桃林与次生林中蜘蛛群落结构具有较高异质性。地表枯落物厚度是影响当地蜘蛛群落结构的最主要因素。研究区在农业景观与自然景观的过渡区种植核桃林、苹果-芍药套作园和绿海花廊间作板栗,对蜘蛛多样性的保护都有积极作用;不同的生境因子与不同蜘蛛群落的关系不同,如狼蛛偏向人为干扰较大的苹果-芍药套作园和绿海花廊景观带,所以生产管理时要结合特有的生境条件,对相应的蜘蛛进行合理的保护和高效的利用。研究结果对当地的农业景观生境管理和生物多样性保护具有指导意义。