基于移动窗口法的水电开发影响下景观格局梯度分析

基于GIS技术,利用移动窗口法对漫湾水电站建设前后上下游的景观格局改变进行梯度分析,这对于确定梯级水电开发的生态效应及影响范围具有现实意义。结果表明:1974—2004年30 a中,由于梯级水电站的建设,漫湾电站上下游河岸景观格局随与大坝距离的增加呈现不同的梯度变化,上游距离电站0～10 km内景观破碎化程度、景观多样性程度、景观丰富度最大,11～30 km内有所降低,31～38 km内由于上游小湾电站建设使景观格局所受干扰增强。通过上下游景观格局变化对比表明:0～10 km内,漫湾水电开发对大坝上游的景观格局的影响大于下游,下游10 km之外,景观格局的变化因素具有不确定性,退耕还林政策的实施对其影响很大。     

长白山北坡岳桦林线变动的水热条件分析

近50年来长白山北坡林线种群呈现明显的扩张态势。为揭示林线变动机制,本文以长白山天池气象站的气象数据(1953-2007年)为基础,结合野外的气温观测,以温暖指数(WI)及湿润指数(HI)为生态气候指标,以16℃·月和68.8 mm/℃·月为阈值,通过数据保证率的计算推测55年来长白山北坡岳桦林线的水热条件变化。结果表明:以WI和HI指标确定的林线位置分别在1975~2460 m和1584~2231 m。WI与HI变化对林线高度变动影响的交互作用不显著(p>0.05),WI与HI变化呈显著负相关(p<0.01),两种林线变化也呈负相关(r=-0.11<0),交互作用和相关分析结果显示水热条件的不同步变化使岳桦林线上侵不能达到各自的潜在高度,林线位置波动在1975~2231 m。林线上缘波动的复杂程度高于下缘,波动幅度与胁迫力的大小呈正相关。     

氮沉降对长白山苔原植被影响的试验研究

为了探讨氮沉降增加对苔原植被的影响,特别是对草本植物侵入苔原的作用,在长白山高山苔原带进行了连续4 a的人工氮沉降模拟实验,测定3种设定的氮沉降水平下牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)、笃斯越橘(Vaccinium uliginosum)和小叶章(Deyeuxia angustifolia)的生长状况和群落结构变化。研究结果表明:1与牛皮杜鹃、笃斯越橘等苔原本地种相比,氮沉降量增加更有利于侵入的小叶章生长;牛皮杜鹃生长对氮沉降量变化响应微弱,氮沉降量增加能明显抑制笃斯越橘的生长。2无小叶章侵入的牛皮杜鹃和笃斯越橘斑块在不同氮沉降量条件下,群落结构变化不明显,氮沉降增加不是小叶章侵入苔原带的直接原因。3在小叶章侵入牛皮杜鹃和笃斯越橘斑块后,氮沉降量增加强化了小叶章的竞争能力,逐渐取代牛皮杜鹃或笃斯越橘,成为优势种,推动高山苔原向高山草甸转化。因此,随着氮沉降量的不断增加,长白山苔原带将面临退化与草甸化。     

长白山苔原带优势植物种的分布格局及其关联性研究

通过开展植被样方调查,确定苔原带的主要优势种,分析优势种的分布格局及其关联性,从地理角度分析长白山苔原带植被变化特征。研究表明：① 长白山苔原带8个优势种中,草本植物已占6个。灌木中牛皮杜鹃（Rhododendron chrysanthum）依然为最主要的优势种,但笃斯越橘（Vaccinium uliginosum）的优势地位已被草本的小白花地榆（Sanguisorba parviflora）取代。草本植物聚集程度强,苔原植被存在草甸化趋势。② 除牛皮杜鹃与大白花地榆（Sanguisorba stipulata）之间存在较显著的负联结,排它现象明显外,多种优势种之间存在正联结,有弱的伴生现象,牛皮杜鹃和小白花地榆为强正联结,伴生现象更明显,草本植物与灌木伴生将长期存在。③ 各草本植物入侵、定植、扩展机制多样。小白花地榆分布广,聚集程度较弱,以种子繁殖为主,扩展速度较快;大白花地榆、小叶章（Calamagrostis angustifolia）等聚集程度较强,以无性繁殖为主,扩展速度较慢,但竞争能力强,在适宜生境中,能驱除其它物种。     

长白山苔原湿地资源及可持续利用研究

本文按照海拔、坡向、地貌特征及植被结构把长白山苔原湿地划分为5个类型，并分别概述了各类苔原湿地的分布特征。长白山独特的生境蓄育了独特的植被与植物资源、土壤资源、水资源和旅游资源；为使其开发与保护协调发展，就必须对苔原湿地资源进行可持续开发利用。     

长白山西坡小叶章侵入苔原带调查与机理分析

受火山活动干扰,长白山各坡向植被演替进程表现出较大差异,东坡植被演替处于早期阶段;而北坡出现岳桦(Betula ermanii Charm.)上侵现象;南坡植被演替处于二者之间。经过多年野外调查对比分析,首次提出长白山西坡苔原带出现小叶章(Deyeuxia.angustifolia(Kom.)Y.L.Chang)侵入苔原的现象。调查显示小叶章呈现从低海拔处向高海拔逐渐侵入的趋势,威胁牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)及笃斯越橘(Vaccinium uliginosum Linn.)等苔原带植物的生存,并导致苔原带景观变化。在调查长白山西坡小叶章侵入苔原带的基础上,根据苔原带的环境变化设计了小叶章移栽与增温实验、小叶章种子着床实验。实证了小叶章上侵是火山喷发后植被演替的一个特殊阶段,并提出长白山苔原带西坡小叶章上侵代表了岳桦林带上移的理论。     

天山北坡前山带景观分布特征的遥感研究

在前人研究前山带的基础上，借助地理信息系统技术与遥感图像处理技术，结合野外实地考察和遥感影像数据，论述了天山北坡前山带的形成，同时从遥感影像上定量分析了前山带构造带的分布规模和分布特征，阐述了前山带各类各类景观单元对区域气候气候河川径流，绿洲发展，土地利用和土地覆被以及生态环境等综合影响。     

长白山不同海拔泥炭地泥炭藓残体的分解

在当前气候变化的背景下,沿海拔梯度,选择长白山4处泥炭地为研究地,以喙叶泥炭藓和大泥炭藓为分解材料,于丘上和丘间两种生境进行分解实验,研究物种、生境以及海拔下降导致的增温对泥炭藓残体分解速率的影响。结果表明,增温以及生境和物种差异均影响泥炭藓残体的分解,即增温促进泥炭藓分解,丘间生境更利于泥炭藓残体分解,喙叶泥炭藓分解率高于大泥炭藓。比较而言,物种即分解材料的内在质地是影响植物残体分解的主要因素,即高氮含量和低C/N比的喙叶泥炭藓更易分解。增温与物种及增温与生境间均存在交互作用,可以改变生境和物种差异对泥炭藓残体分解的影响,可能会对泥炭地碳汇功能产生深远影响。     

长白山锦北雨养泥炭剖面元素富集规律分析

为了揭示长白山锦北泥炭沼泽区泥炭沉积环境和重金属元素的历史变化及其对环境的指示意义,利用荷兰W ardenaar泥炭采样器采取泥炭样品并对样品进行高分辨率切割。用原子吸收分光光度计和等离子体发射光谱仪测定不同深度剖面Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Cu,Zn,Fe,Mn,Pb,Cr,N i和Co的浓度。研究分析了Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co在泥炭剖面的分布趋势并对其进行了相关分析和富集分析,得出Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co呈显著相关且在泥炭表层明显累积,揭示出泥炭表层重金属元素的大气沉降来源,表明近年来人类重金属消耗量及排放量的增加是大气沉降重金属元素的主要释放源,而且环境中重金属污染有加重的趋势。     

长白山景区旅游安全风险动态评价研究

以长白山景区旅游安全为研究对象,以鱼骨图、动态贝叶斯、GIS技术等为基本研究方法,从研究区自然环境、社会环境及责任人为3个方面出发,筛选景区致险因子,构建景区旅游安全风险危险性评价指标体系,利用动态贝叶斯方法综合构建景区旅游安全风险动态评价模型;并以实测数据及景区统计数据为依据,划分景区旅游安全风险评价的4个动态时段,综合实现景区旅游安全风险动态风险评价。研究结果表明：① 中等以上风险区域呈条带状分布;② 高风险区域与主要景点重合;③ 长白山景区安全风险发生高概率的时段发生在第三个时段（12:00~14:00）;较高概率发生分别在第二个时段（10:00~12:00）与第四个时段（14:00~16:00）;中等概率发生较高的时段在第四个时段（14:00~16:00）;较低概率发生在第一个时段（8:00~10:00）。     

长白山现代理论雪线和古雪线高度

According to the glacial landforms and deposits with the optically stimulated luminescence (OSL) dating results, two glacial stages of the last glacial cycle (LGC) and Late Glacial were identified. The Late Glacial stage (Meteorological Station glacier advance) took place about 11 ka (11.3±1.2 ka), and the last glacial maximum (LGM), named Black Wind Mouth glacier advance, occurred at 20 ka (20.0±2.1 ka). Based on the Ohmura’s formula in which there is a relationship between summer (JJA) atmospheric temperature (T) and the annual precipitation (P) at ELA, the present theoretical equilibrium line altitude (ELA_t) in Changbai Mountains was 3380±100 m. Six methods of accumulation-area ratio (AAR), maximum elevation of lateral moraines (MELM), toe-to headwall altitude ratios (THAR), the terminal to summit altitudinal (TSAM), the altitude of cirque floor (CF), and the terminal to average elevation of the catchment area (Hofer) were used for calculation of the former ELAs in different stages. These methods provided the ELA for a range of 2250–2383 m with an average value of 2320±20 m during the LGM, which is 200 m higher than the value of previous investigation. The snowlines during the Late Glacial are 2490 m on northern slope, and 2440 m on western slope. The results show that the snowline on northern slope is 50 m higher than that on western slope during the Late Glacial, and the average snowline is 2465m. The ΔELA values were more than 1000 m during the LGM, and about 920 m lower than now during the Late Glacial stage respectively. Compared with Taiwanese and Japanese mountains in East Asia during the LGM, the effect of the uplift on ELA in Changbai Mountains during the glaciations (i.e. 20 m uplift in the LGM and 11 m in the Late Glacial) is not obvious. Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.40571016 Author: Zhang Wei (1969–), Ph.D and Professor, specialized in Quaternary environment and climate geomorphology.