不同空间尺度下景观格局对人为干扰度的响应——以浙江金义新区为例

基于Landsat TM遥感数据,提取研究区域的土地利用数据,并利用ArcGIS 10.3中渔网工具分别创建不同尺度的评价单元。分别计算每种尺度下的景观格局指数,构建人为干扰强度指标,通过Pearson相关分析来探讨不同空间尺度下景观格局指数对人为干扰度的响应,研究金义都市新区的景观指数在不同空间尺度下对人为干扰度做出的响应。结果表明:①人为干扰强度空间分布表现为四周低,中间高。②斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)与人为干扰度呈正相关关系;蔓延度指数(CONTAG)、景观聚集度指数(AI)与人为干扰度呈显著负相关。③在探讨评价单元的空间尺度时发现,景观指数与人为干扰度的相关显著性表现不同,具体表现在:AI在空间尺度为2 000 m时,显著相关。而PD、CONTAG、SHDI及SHEI在空间尺度为4 000 m时,与人为干扰度的显著相关,说明人为干扰度与景观格局指数之间的响应存在空间尺度差异性。④在处于发展初期的区县尺度下进行景观格局指数与人为干扰度相关性分析时,发现选取评价单元为4 000 m时,得到的相关性和显著性结果较好。     

基于GIS/RS的滨海湿地景观空间格局多尺度分析

[目的]为研究滨海湿地景观空间格局的多尺度变化。[方法]运用GIS与遥感技术、Fragstats景观分析软件,以辽宁省盘锦市滨海湿地为研究对象,选取了具有代表性的景观格局指数,从不同行政区单元及空间粒度出发,定量分析了区县级与地级市的景观格局空间尺度特征。[结果]空间粒度上,斑块密度、斑块数等景观指数具有明显的尺度效应,可预测性强。景观空间格局在地市级和区县级尺度都具有明显的尺度效应,表现出不同程度的规律变化,整体趋势一致。[结论]区县级和地市级尺度的湿地类型均受人类影响很大,景观破碎度增加,总体湿地景观结构向简单化方向发展。     

基于人为干扰理论的下渚湖湿地生态系统健康研究

湿地生态系统健康研究是20世纪80年代国际学术界出现的新兴研究领域,它涉及自然、经济和社会生活等各个方面,对维持人类健康,促进社会经济发展,实现区域可持续发展具有重要意义。湿地生态系统健康影响因子很多,其中人为干扰是最重要的影响因素。运用干扰理论,以目前江南地区最大的原生态湿地下渚湖湿地为研究对象,在深入分析影响湿地生态系统健康主要人为干扰因素的基础上,提出了若干针对性的破解对策。     

不同人为干扰下纳帕海湖滨湿地植被及土壤退化特征

以滇西北高原纳帕海湖滨退化湿地为研究对象,对比分析了人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地三种人为干扰下湿地植被和土壤退化特征。结果表明：三种干扰方式下,纳帕海湖滨湿地植物群落类型多样性、物种丰富度、物种数、Shannon-Wiener指数、沼生植物重要值以及土壤有机质、全氮、速效氮、含水率、毛管孔隙度变化规律为：人为隔断水源补给＞牛羊过度放牧＞家猪拱地,而土壤容重和全钾含量变化规律完全相反。Pearson相关性分析表明,不同人为干扰下相同土壤指标之间相关性质和相关强度不同;CCA分析表明植物群落种类组成和分布与土壤含水率和全磷含量显著相关。以原生湿地样点为对照,人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地样带土壤退化指数分别为-7.40%、-14.53%、-45.01%。认为纳帕海湖滨湿地退化是三种干扰协同作用结果,但作用程度不同,其顺序为家猪拱地＞牛羊过度放牧＞人为隔断水源补给。     

不同干扰和尺度下荒漠啮齿动物群落格局

2002~2004年,在内蒙古阿拉善荒漠区选择4种不同干扰生境,在3个空间尺度上对啮齿动物群落格局进行了研究。结果表明,在不同干扰和尺度下,荒漠啮齿动物群落格局具有明显差异。随着尺度的增大,不同干扰生境种类组成明显增加,优势种组成格局明显变化,开垦干扰下子午沙鼠在3个空间尺度上都为优势种;轮牧干扰下子午沙鼠只是在小尺度上占有优势,而小毛足鼠在2个较大空间尺度上始终为优势种;过牧干扰下同样子午沙鼠只是在小尺度上占有优势,而三趾跳鼠在2个较大空间尺度上始终为优势种;禁牧干扰下子午沙鼠和黑线仓鼠的优势地位在1hm2和10hm22个空间尺度上交替出现,但在40hm2空间尺度则同时成为优势种。在荒漠栖息地破碎化过程中,啮齿动物群落格局在不同空间尺度上受到了明显的影响。三趾跳鼠在群落中数量升高是荒漠生境开始破碎化的表现之一。     

农业利用和人为干扰对剑湖湿地土壤特性的影响

采用野外采样及室内分析方法，研究了剑湖自然保护区湿地土壤特性，探讨了农业利用和人为活动干扰对剑湖湿地土壤的影响以及森林对湿地的涵养作用。结果表明，湖滨带围垦造田，集水面上毁林开荒以及流域范围内的土壤利用对湿地土壤的发生发展产生显著影响。50年间湖面积减少了33．44％，蓄水量降低了62．95％，土壤养分呈现下降趋势。施肥影响下的农耕地包括水稻田引起的面源污染以及森林破坏后引起的表土养分流失和水土流失，是导致湖泊水质变劣、面积萎缩，引起剑湖湿地退化的潜在因素，对澜沧江下游及附近地区自然环境的形成与演变产生重大影响。     

基于GIS/RS的滨海湿地景观格局多尺度分析——以辽宁省大洼县为例

以辽宁省大洼县滨海湿地为研究对象,基于GIS技术,采用2000、2009年两个时相ETM／TM影像数据,选取了斑块类型水平和景观水平上有代表性的27个景观指数来定量研究滨海湿地景观格局的多尺度特征,分析了两个时间尺度上8种空间粒度的滨海湿地景观指数的尺度规律与景观格局的时空分异。研究表明：大洼滨海湿地的斑块密度（PD）、斑块数（NP）和蔓延度（CONTAG）等指数与空间粒度有很明确的函数关系（幂／对数函数等）,可预测性强;最大斑块指数（LPI）、最大形状指数（LSI）等总体呈增大趋势,但无明显函数关系;而Shannon多样性、均匀性指数（SHDI、SHEI）等则无空间粒度变化效应。2000～2009年,斑块类型百分比（PLAND）、景观分维数（FRAC_MN）等指数在增大,Shannon多样性（SHDI）等指数减小。说明了人类活动对大洼滨海湿地景观格局的干扰明显．景观破碎度增加,总体湿地景观结构向简单化方向发展。2000、2009年两个时相的重要景观指数斑块数（CA）、边界密度（ED）、聚集度（AI）等与空间粒度呈相似的函数关系,具有较好的预测性。     

升金湖湿地人为干扰特征及保护对策研究

针对升金湖湿地生态干扰的特征,提出了强化湿地生态管理及水鸟保护的对策措施,使人为活动干扰在湿地生态承载力范围内,实现升金湖湿地旅游科学发展。具体内容包括：开发特色鲜明的旅游项目;加强湿地周围环境保护,实施湿地生态系统修复工程,削减湖区外围农业面源污染物及冬季人为活动的遗弃物等。这些对策措施对维护冬、春季节升金湖湿地系统生态平衡,实现湿地与鸟类、湿地与湖区经济社会协调可持续发展意义重大,并对其他类似湿地系统生态旅游开发具有一定的指导作用。     

人类活动对三江平原东北部湿地鸟类的干扰

人类的开垦和开发活动使湿地鸟类遭到严重干扰和破坏.三江平原湿地鸟类的主要人为干扰方式有农业开垦、城市开发、水利工程、采矿、道路与桥梁的修建和旅游等,利用层次分析法来定量分析人类活动的主要干扰方式对湿地鸟类的影响.研究结果表明,研究区内人类活动对湿地鸟类的干扰是由东向西、由北向南逐渐增强,鸟类丰富度与干扰度之间呈抛物线关系.     

滇中城市群绿色空间格局动态变化多尺度研究

以滇中城市群为研究对象,选取滇中城市群2000—2019年3期Landsat遥感数据,通过面向对象分类技术提取3期绿色空间信息,通过GIS空间分析法、转移矩阵模型和景观格局指数法,从总体动态特征、空间转移过程和景观格局指数变化3个方面对滇中城市群2000—2019年绿色空间格局进行城市群、州市和区县的多尺度研究。结果表明：城市群尺度总体上呈现绿色空间缩减,非绿色空间扩张的趋势,绿色空间转移主要发生在林地空间、耕地空间和灌草空间之间,绿色空间景观破碎化程度降低,景观多样性下降;州市尺度上,昆明市、曲靖市和红河州7县市绿色空间缩减程度最为严重,绿色空间景观格局指数也存在不同变化趋势和差异;区县尺度上,林地空间增加幅度较大和耕地空间、灌草空间下降幅度最大的区县均集中在滇中外围,非绿色空间增加幅度最大的区县集中于滇中中部和南部,滇中外围区县绿色空间斑块形状越来越规则,滇中西部区县景观多样性降低。多尺度研究不仅有助于对不同尺度上各个地区绿色空间的总体水平和动态特征进行全面分析,还有助于各级政府从不同尺度上制定相应的绿色空间保护和经济发展措施,对促进建设滇中高原生态宜居城市群具有重要意义。     

三江平原湿地保护与耕地开垦冲突权衡

为保障国家粮食安全,国家先后对三江平原进行了多次大规模的开垦.这些开垦基本上是开垦的天然湿地,从而导致了土地退化和生态环境恶化,影响了区域生态安全.在对三江平原湿地生态系统与耕地生态系统进行生态服务功能价值评估的基础上,考虑到粮食安全与生态安全的需要,该文对三江平原湿地保护与耕地开垦冲突进行了权衡,并提出了建议:①在湿地保护区的核心区域应坚决退耕还湿;②尽量使湿地集中连片,使其能发挥最大效益;③必要时应从流域层面考虑湿地的生态分水机制;④耕地开垦应严格控制规模.      

森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法

近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑.从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征.从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量.同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流.大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究.建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法.就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法.研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题.     

哈尔滨松北城市湿地的生态系统服务功能和保护研究

城市湿地具有其他自然生态系统不可替代的作用,是城市可持续发展的基础.松北区是哈尔滨市未来一段时间内城市的主要拓展空间.松北地区湿地资源丰富,属于典型的城市湿地,区域的开发建设必须正确处理湿地开发与保护的关系,实现社会经济与生态环境可持续发展.但是在城市发展中,一些不合理的湿地开发行为导致城市湿地功能退化.该文在松北城市湿地资源现状调查的基础上,分析了松北区城市湿地生态系统的服务功能以及影响服务功能稳定性的因素,并提出了相应保护措施.     

哈尔滨市松北区景观渠道沿岸湿地恢复的对策

哈尔滨松北地区是松花江流域典型的洪泛河谷湿地,动植物种类繁多.随着近年人类活动的加剧及城市化规模的发展,湿地受到一定程度的破坏.随着人民生活水平及环保意识的提高,湿地的功能与价值逐渐被人们意识到,特别是如何在发展中保护湿地、恢复湿地功能,成为人们日益关注的热点问题.景观渠道的建设可以充分利用中水,中水既可以成为景观观赏水体也可为沿岸湿地的恢复提供根本保障.该文根据设计理论,利用本地物种和天然牛轭湖景观,提出了景观渠道沿岸湿地恢复的对策.     

湿地水分变化对小叶章根系分解及氮素动态的影响

2005年5月—2006年9月,利用三江平原典型碟形洼地的自然水分梯度作为水分变化研究的替代系统,结合分解袋法,模拟研究了湿地水分变化对典型草甸小叶章（TMC）和沼泽化草甸小叶章（MMC）根系分解及氮动态的影响。试验沿水分梯度设漂筏苔草群落（PF）、毛果苔草群落（MG）、乌拉苔草群落（WL）、沼泽化草甸小叶章群落（XII）、典型草甸小叶章群落（XI）和岛状林群落（DZL）6个分解小区。研究表明:水分条件对根系分解具有重要影响,当未来降水格局变化导致小叶章湿地形成积水环境后,TMC和MMC的根系失重率分别将降低29.12％～48.54%和21.81％～42.22%,分解速率将降低36.36％～55.17%和14.10％～32.91%,95%分解时间将增加2.95～6.34年和1.75～5.24 年。TMC和MMC的根系氮含量及氮积累系数的变化较为一致,但不同小区间的变化模式差异较大。二者根系的氮素一直表现为释放,但不同小区间的释放模式差别较大。C/N对分解过程氮养分的调控作用更为重要。TMC和MMC根系的氮现存量分别为10.24 和25.80 g/m2,氮年归还量分别大于3.90和4.96 g/(m2·a)。温度对根系相对分解速率具有促进作用,水分条件对其具有抑制作用。当分解环境的养分状况不发生较大变化时,相对分解速率取决于根系基质质量,当养分状况发生较大改变时,相对分解速率取决于环境养分供给状况。      

三江平原不同群落小叶章枯落物的季节变化及养分累积特征

为确定典型湿地植物枯落物养分累积特征及其对植物养分利用的生态学意义,以三江平原不同群落小叶章为研究对象,采用定位采集与监测的方法研究小叶章植物枯落物量、养分含量和累积量的季节动态。结果表明:1)草甸湿地小叶章群落(XCD)和沼泽湿地小叶章群落(XZZ)枯落物量随时间的变化均符合指数增长模型;XCD和XZZ枯落物有机碳含量随时间的变化均符合二次函数模型,有机碳含量呈先减小后增加的变化趋势。2)不同群落小叶章枯落物碳累积量随时间的变化均符合指数增长模型,同一时期的XCD枯落物碳累积量均高于XZZ枯落物的碳累积量。3)XCD和XZZ枯落物氮、磷含量随时间的变化均符合一阶指数衰减模型,XZZ枯落物氮、磷含量随时间变化的波动性较XCD大。4)XCD和XZZ枯落物氮、磷累积量随时间的变化均符合指数增长模型,XCD枯落物氮、磷累积量均高于XZZ枯落物的累积量。5)XCD的群落环境适宜植物养分的吸收利用和归还,有利于小叶章植物的生长。6)磷是XZZ植物适应其群落环境的首要限制性养分,反映了XZZ的淹水环境不适宜小叶章植物的生长。     

农田开垦对三江平原湿地土壤种子库影响及湿地恢复潜力

种子库是湿地植被恢复的重要途径之一,不同时期的耕作土壤中残留的种子对开垦湿地恢复具有重要的作用.本文采用温室萌发法在两种水分条件下对三江平原天然湿地、不同开垦年限湿地种子库结构和规模进行了研究,以了解不同开垦年限湿地种子库特征及其在湿地植被恢复中的潜力.本次实验共萌发物种50种,随着开垦年限增加,萌发物种逐渐减少,天然湿地、开垦1年、3年、10年、20年的湿地分别为34种、31种、21种、21种和8种,萌发物种数与种子库规模均表现出极显著差异(F1=8.32,F2=5.946,P＜0.001).种子库密度以天然湿地和开垦1年湿地最大,分别为7624粒/m2,9836粒/m2.随着开垦年限增加,种子库规模逐渐减小,开垦3年、10年种子库密度为4336粒/m2,4872粒/m2.开垦20 a后,显著减少为432粒/m2.湿润条件下萌发物种数及种子密度显著高于淹水处理,种子库具有明显的分层现象,0-5 cm土层种子库规模显著高于5-10 cm.小叶章(Calamagrostis angustifolia)作为该地区优势物种,由最初的1192粒/m2,经过20 a开垦后在种子库中消失.研究表明,在一定的开垦年限范围内,开垦湿地土壤中仍然保留大量的湿地物种种子,在湿地恢复中具有重要的作用.     

安徽省湿地生态保护红线划分的研究

湿地生态保护的有效途径是通过划定湿地生态红线,对湿地实施严格保护。安徽省湿地面积大,湿地面临的压力大,亟待采取有效保护途径。在分析安徽省湿地生态环境特征和重要性的基础上,构建安徽省湿地保护红线划定的指标体系,利用层次分析法确定指标权重,得出各评价单元内综合指数,确定安徽省湿地保护红线区范围。最终,安徽省湿地划为Ⅰ类红线、Ⅱ类红线和Ⅲ类红线。结果显示：Ⅰ类红线面积约为50.53万hm²,主要分布在淮河、长江两大流域及其水系,Ⅱ类红线面积约为22.02万hm²,包括南漪湖,Ⅲ类红线约为31.61万hm²,分布零散。3类红线湿地各占研究区域湿地面积的48.50%、21.14%和30.36%。基于湿地生态红线,对省内所有湿地应采取严格的分类分级管控措施。