天山北坡中段草地类型的生态梯度组合格局与环境分析研究

通过对天山北坡中段草地类型的野外调查,利用典范主分量分析法(CCA)分析草地植物群落的垂直分布格局,研究了环境因子与草地群落之间的关系。结果表明:天山北坡中段草地类型沿生态梯度的排序分析结果与群落的实际分布情况是相吻合的,CCA排序给出了两个显著与主导的生态梯度,即热量梯度与湿度梯度。CCA第一轴反映了热量由低到高的梯度变化,而CCA第二轴与降水量有密切相关。正是这两个水热因子的复合梯度决定了天山北坡中段草地类型及其在空间上的地理分布。在热量梯度上是从高寒草甸、亚高山草甸、山地草甸、山地草甸草原、山地草原、山地荒漠草原、最终到山地荒漠。在湿度梯度上则是由旱生的荒漠植被到中生的草原植被过渡到草甸植被的过程。由CCA排序图,还能较好地反映草地群落的结构梯度。47个主要优势种有着各自不同的分布和分布范围,这与它们的生物、生态学特性有着密切的关系,是环境因素综合作用的结果,反映草地类型和环境因子之间的相互制约关系。     

试论贺兰山植物多样性的若干特点

通过实地考察,对贺兰山植物多样性特点进行了系统研究。研究结果表明,贺兰山植物多样性主要表现为植物种类丰富多样、区系地理成分复杂多样、山地植被垂直带类型多样和形态、生理生态适应性多样等一系列鲜明特点：根据中国植被分类标准,山体植被带分为山麓荒漠草原带、旱生乔灌木带、油松山杨林带和高山灌丛带：不同植被带由不同的植被类型组成;植被类型除了受海拔梯度影响外,水分条件也成为影响植被坡向分异的关键因子,从山麓到山顶,阴坡的植被类型依次为荒漠、荒漠草原、典型草原、疏林灌丛、亚高山灌丛、高山灌丛草甸,而阳坡的植被类型依次为灌丛、湿性针叶林、寒温性针叶林、亚高山针叶林和高山灌丛草甸。该研究对于了解中国干旱区草原和荒漠过渡区的山地植被空间分布特征具有重大意义。     

新疆地区表土孢粉分布规律及其与植被关系研究

对中国新疆地区218个样点进行植被调查及表土孢粉分析的研究结果表明,新疆地区温带山地针叶林、高寒草甸及盐生草甸、温带草原、荒漠以及荒漠-沙漠过渡带均具有相对特殊的孢粉组合,新疆南北向样带的孢粉图式揭示出表土孢粉从北到南随地形、纬度和植被的改变而发生的空间变化。针叶林区表土孢粉浓度平均值为22 602粒/g、草原为3 834粒/g、荒漠为1 762粒/g、沙漠为0-10粒/g。但在同一植被类型中,特别是在草原和荒漠中,孢粉浓度与植被盖度之间并不呈现线性相关关系。根据大空间尺度样品的A/C(蒿Artemisia/藜Chenopodiaceae)值的中位数统计,草原为1.264、荒漠为0.565、沙漠为0.243。Ep/C(麻黄Ephedra/藜Chenopodiaceae)比值的中位数在荒漠为0.098、草原为0.063。     

伊犁河谷不同植被带下土壤有机碳分布

结合2008年和2009年野外实地调查与室内分析的资料,运用方差分析等方法对伊犁河谷高山草甸、草甸草原、典型草原、荒漠草原、温性针叶林等9种不同植被条件下的土壤有机碳含量分布及其储量进行了分析估算.研究结果表明:伊犁河谷土壤有机碳含量因植被类型变化而不同.在0～50 cm土层范围,高山草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,其次是温性针叶林和典型草原,含量最低的是隐域植被和荒漠植被土壤.除隐域植被外,各植被类型下土壤有机碳含最基本呈随着土层深度增加而降低的,变化趋势.有机碳密度同样是高山草甸、草甸草原和温性针叶林土壤有机碳密度较高且比较相近,荒漠植被下土壤有机碳密度最低.伊犁河谷草地表层土壤有机碳含量高、密度大,因此应重视对伊犁河谷草地的保护,尤其要保护草地表层土壤以降低浅层土壤有机碳发生变化的可能性,维护土壤碳库的稳定性.     

伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。     

基于SPOT-VGT NDVI的雅鲁藏布江流域植被动态变化

基于SPOT-VGT NDVI数据集、数字高程模型(DEM)和1∶100万植被类型数据,综合运用GIS空间分析与Mann-Kendall非参数趋势检验方法,提取与分析了流域不同海拔梯度和植被类型的1999—2013年NDVI的年际和季节变化特征,探讨了高海拔大流域NDVI变化与高程、植被类型的相关性。结果表明:1.不同海拔梯度近15a的NDVI年际变化趋势与各植被类型的相似,均呈显著增长状态。3 500 m海拔梯度NDVI变化的增长速率最大。7—9月和10—12月4 500 m海拔梯度NDVI的生长期较长。2.阔叶林和针叶林近15 a的NDVI增长速率较大,灌草过渡、灌丛、草甸、草原、高山植被的增长速率较小。1—3月的灌丛,4—6月的草甸和草原,7—9月的阔叶林、灌草过渡、灌丛、草甸和高山植被,10—12月的阔叶林、针叶林、灌草过渡、灌丛、草原和高山植被近15 a的NDVI变化均呈显著增长趋势。3.流域NDVI变化具有显著的海拔梯度性和植被垂直地带性。3 500 m海拔梯度的NDVI变化主要受针叶林、阔叶林的影响,3 500 m海拔梯度的NDVI变化主要受针叶林、灌草过渡、灌丛、草甸、高山植被的影响。     

青海表土花粉分布规律及其与植被的关系

对青海地区63个样点进行植被调查及表土样点分析结果显示:青海地区山地针叶林、针阔混交林、高山灌丛-灌丛草甸、温带草原、灌木-半灌木荒漠及高寒荒漠植被区均有相对独特的花粉组合特征。乔木类中桦呈超代表性,云杉、柏、杨属呈低代表性;灌木、草本中白刺、沙拐枣、柽柳呈低代表性,蒿、藜、麻黄呈超代表性,蔷薇科金露梅、银露梅在自身为优势种的落叶灌丛群落中呈低代表性,在针阔叶林、灌丛草甸过渡带中呈适中代表性。禾本科、莎草科、菊科、豆科、十字花科呈低代表性。A/C值在不同生态环境下的变化幅度较大,但数据组显示A/C值中位数值由半干旱向干旱植被区逐次降低,如草甸和草原为4.14,高山灌丛为2.93,荒漠草原为1.22,荒漠灌丛为0.13,荒漠戈壁为0.05。可见,A/C值能很好地反映环境干湿程度,是环境干旱程度的良好指标。     

封面照片说明:青藏高原高寒草甸

高寒草甸(Alpine meadow)又称为高山草甸,是发育在高原和高山地带的一种草地类型。由于处在寒冷的环境条件下,其植被组成主要是冷中生的多年生草本植物。在青藏高原东部及其周围海拔3 000 m以上的高海拔山地,广泛分布着由蒿草等高寒植被组成的草甸,是青藏高原高寒生态系统的主要草地类型,分布面积约70×104km2,占青藏高原可利用草场的近50%。作     

青藏高原植被垂直带与气候因子的空间关系

集成了青藏高原气候区149个山地植被垂直带数据,利用国家基本气象台站自建站以来到2001年的地面观测日气象数据,计算了地面的温暖(WI)、寒冷(CI)、湿润(MI)、吉良龙夫(Kira)干湿指数、干燥度(Idm)等水热指数,运用GIS的空间分析模块,模拟了青藏高原水热条件的空间分布形势,探讨山地植被垂直带谱分布规律与制约因子的定量指标.结果表明:在高原的东北部、西北边缘,以荒漠、荒漠草原、山地森林、山地草原、灌丛、草甸为组合的半干旱、干旱结构向高原腹地以高寒草原、高山草甸、荒漠带组合的高寒干旱带谱结构的变化;东南、南部边缘,以温暖湿润为特征的以森林带为优势带谱组合结构逐渐向寒冷的高原中心变化;高原的地势效应,致使的水热形势旱现从中央向边缘变化的趋势是致使青藏高原植被垂直带谱分布的重要原因.     

东祁连山高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被特征的关系

为了探索高寒草甸土壤理化性质对海拔和坡向的响应及其与植被的关系,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔和2个坡向高寒草甸的土壤养分含量和生态化学计量比变化规律及其与植被的关系。结果表明：（1） 土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量、碳磷比（C/P）和氮磷比（N/P）随海拔的升高呈先升高后降低的趋势,土壤容重、全磷和碳氮比（C/N）呈先降低后升高的趋势。（2） 同一海拔,大部分海拔梯度阳坡的土壤土壤容重、速效钾、电导率和全磷高于阴坡,阳坡的土壤含水量、速效磷、C/P和N/P低于阴坡,海拔3200 m梯度以下阳坡的土壤有机碳、全氮、碱解氮和C/N低于阴坡。（3） 不同海拔和坡向的高寒草甸土壤C/N、C/P和N/P处于14.55~38.13、12.61~87.94和0.27~5.01之间。（4） 冗余分析（RDA）发现,土壤容重、全氮和速效磷是影响高寒草甸植被的关键土壤因子,聚类分析发现海拔3200~3400 m的阴坡和阳坡聚为一类。综上所述,东祁连山高寒草甸土壤养分和生态化学计量比随海拔和坡向的变化呈规律性变化,基于对N/P比的分析发现,该区域高寒草甸类草原的初级生产力主要受土壤氮限制且低海拔和高海拔区域尤为明显,基于聚类分析发现,海拔3000 m和3400 m是该区域草地植被和土壤特征发生变化的临界线。建议在高寒草甸类草原的管理过程中,应该充分考虑海拔和坡向的分异性特征。     

ENVI遥感图像监督分类方法比较

鉴于遥感监督分类方法的普遍应用,本文介绍了五种常用的监督分类方法:平行六面体法、最小距离法、马氏距离法、最大似然法和人工神经网络分类法。就同一地区TM影像应用这五种方法进行了土地利用分类,对比分析了这五种方法的分类精度,发现人工神经网络对土地覆盖与利用的分类精度高于最大似然法,最大似然法分类精度优于平行六面体法、最小距离法和马氏距离法。所得结论对有关遥感图像分类工作具有指导和借鉴意义。     

Station threshold bias in short-period amplitude distance and station terms used to compute body-wave magnitudes mb

A cause of bias in estimates of distance and station terms used to compute seismic magnitudes ( m _b) is demonstrated in a comparative study on the world amplitude–distance curve. This bias results from the presence of station thresholds in the measurement and reporting of seismic amplitudes and is analogous to that known to be present in routinely computed magnitudes. Distance terms corresponding to low amplitudes such as in the core shadow will tend to be positively biased as are station terms for stations with high thresholds.     

Measuring similarity of mobile phone user trajectories– a Spatio-temporal Edit Distance method

The rapid development of information and communication technologies (ICTs) has provided rich data sources for analyzing, modeling, and interpreting human mobility patterns. This paper contributes to this research area by developing the Spatio-temporal Edit Distance measure, an extended algorithm to determine the similarity between user trajectories based on call detailed records (CDRs). We improve the traditional Edit Distance algorithm by incorporating both spatial and temporal information into the cost functions. The extended algorithm can preserve both space and time information from string-formatted CDR data. The novel method is applied to a large data set from Northeast China in order to test its effectiveness. Three types of analyses are presented for scenarios with and without the effect of time: (1) Edit Distance with spatial information; (2) Edit Distance with time as a factor in the cost function; and (3) Edit Distance with time as a constraint in partitioning trajectories. The outcomes of this research contribute to both methodological and empirical perspectives. The extended algorithm performs well for measuring low-resolution tracking information in CDRs, as well as facilitating the interpretation of user mobility patterns in the age of instant access.     

泥石流易发区灾害可接受程度对比研究 ——以云南东川和甘肃舟曲为例

以云南东川和甘肃舟曲两个泥石流易发区为例,通过问卷调查和统计分析,对比两地区公众对泥石流灾害后果关注程度和对泥石流灾害可接受程度及其影响因素的异同。研究结果表明：① 东川公众最关注财产损失,舟曲公众最关注疾病发生,两地区公众对环境破坏和房屋损失的关注程度都较高。② 东川公众对泥石流灾害发生次数（简称次数）和每年愿意支付的防灾保险费用（简称保险费用）可接受程度高的人数百分比高于舟曲公众;舟曲公众对泥石流灾害提前预告时间（简称预告时间）、居住地到泥石流灾害点距离（简称距离）可接受程度高的人数百分比高于东川公众。③ 两地区公众对 “次数”的可接受程度最低,对“保险费用”的可接受程度最高,对“预告时间”和“距离”的可接受程度中等。④ 两地区公众对泥石流灾害可接受程度有共同影响的因素包括：年龄对“距离”的影响,性别对“次数”和“距离”的影响,文化程度对“预告时间”和“保险费用”的影响,收入对“次数”“距离”和“保险费用”的影响。其它影响泥石流可接受程度的因素,两地区公众各有差异。     

绿洲-荒漠过渡带典型防护林体系环境效益及其生态功能

 在塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带,选取乔灌草结构（胡杨-柽柳-花花柴群落）、乔灌结构（胡杨-柽柳群落）和单一乔木结构（胡杨群落）三种典型防护林为研究对象,采用野外监测和室内分析相结合的方法,探讨了不同类型防护林对空气温湿度、土壤理化特性及防护效应等的作用,并分析了产生差异的原因及生态功能。结果表明：(1）干旱区绿洲-荒漠过渡带不同结构组成的防护林均可提高群落内温湿度的稳定性,改善土壤理化性质,其中乔灌草结构防护林较其它群落更有利于增加0~50 cm土壤有机质、[WTBX]全N、全P[WTBZ]和20~100 cm土壤全[WTBX]K[WTBZ]的积累;能更有效地增加0~30 cm土壤水分、抑制0~100 cm土壤盐分、稳定0~50 cm土壤温度;(2）单一胡杨林群落的有效防护高度为2~3 m,横向有效防护距离为40 m;胡杨-柽柳群落的有效防护高度为2～4 m,横向有效防护距离为60 m;胡杨-柽柳-花花柴群落的有效防护高度分别为小于1 m和2~4 m,高度超过1 m以上的横向有效防护距离为60 m,在1 m以下其横向有效防护距离可达100 m;(3)群落结构、植物密度和覆盖度是影响防护林环境特征和生态功能的主要原因。     

三峡水库蓄水至156 m水位后白夹溪消落带植物群落生态学研究

三峡水库2006年10月底蓄水至156m水位后,已形成大面积消落带。为了解水位变动情况下,水库消落带植物群落的生态学特征,于2008年7～9月选择位于三峡水库腹心的澎溪河支流白夹溪,对145～156m高程消落带进行了调查。从植物群落的物种组成、生活型和结构特征等方面进行分析,并运用TWINSPAN法对消落带植物群落进行数量分类。结果表明,澎溪河支流白夹溪消落带植物群落物种较丰富,共有高等植物96种,分属36科73属,植物区系地理成分简单;植物群落生活型以一年生植物为主;植物种类构成以湿生、水生植物为主,占总种数的76.04%。TWINSPAN数量分类将调查的68个样方分为10个植物群落类型,其中最具代表性的群落有苍耳(Xanthum mongolicum)+狗牙根(Cynodon dactylon)群落、苍耳群落、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)群落、双穗雀稗(Paspalum distichum)+空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)群落和白茅(Imperata cylindrica)群落,群落特征明显表现出对水位涨落及小生境差异的适应。     

宁夏盐池沙地3种植物群落土壤表层养分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图及分形维数等对宁夏盐池沙地3种植物群落(牛枝子、牛枝子-黑沙蒿、黑沙蒿)土壤表层养分的空间异质性进行了研究。结果表明:0~5 cm土壤有机质、全氮、速效磷含量的空间自相关尺度分别是67 m、519 m、143 m;结构方差比分别为0.558、0.882、0.514,说明结构性因素和随机性因素在0~5 cm土壤有机质和速效磷的空间分布中共同发挥作用。全氮表现出较强空间自相关性,在空间分布上具有明显的结构特征,表明结构性因素在其空间总变异中发挥主导作用。空间格局图反映出0~5 cm土壤有机质、全氮含量表现为牛枝子群落较高,经牛枝子-黑沙蒿群落,含量逐渐减少,至黑沙蒿群落含量又有所增加;0~5 cm土壤速效磷含量表现为牛枝子群落和黑沙蒿群落含量较高而牛枝子-黑沙蒿群落含量较低的趋势。反映出研究区从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,植被从以草原种为主的群落,逐渐灌木化,植物群落结构组成由复杂到简单的过程,深刻影响了土壤养分的分布格局,导致了土壤“肥力岛”的形成和发展,又反作用引起研究区植物群落的进一步灌丛化,并逐步向沙漠化的方向发展的趋势。     

Response of Plant Community Carbon and Nitrogen Stoichiometry to Experimental Warming on the Qinghai-Tibet Plateau

Low temperature is an important limiting factor for alpine ecosystems on the Tibetan Plateau. This study is based on data from on-site experimental warming platforms (open top chambers, OTC) at three elevations (4300 m, 4500 m, 4700 m) on the Qinghai-Tibet Plateau. The carbon and nitrogen stoichiometry characteristics of plant communities, both above-ground and below-ground, were observed in three alpine meadow ecosystems in August and September of 2011 and August of 2012. Experimental warming significantly increased above-ground nitrogen content by 21.4% in September 2011 at 4500 m, and reduced above-ground carbon content by 3.9% in August 2012 at 4300 m. Experimental warming significantly increased below-ground carbon content by 5.5% in August 2011 at 4500 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 28.0% in September 2011 at 4300 m, but reduced below-ground nitrogen content by 15.7% in September 2011 at 4700 m, below-ground carbon content by 34.3% in August 2012 at 4700 m, and the below-ground ratio of carbon to nitrogen by 37.9% in August 2012 at 4700 m. Experimental warming had no significant effect on the characteristics of community carbon and nitrogen stoichiometry under other conditions. Therefore, experimental warming had inconsistent effects on the carbon and nitrogen stoichiometry of plant communities at different elevations and during different months. Soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen content were the main factors affecting plant community carbon and nitrogen stoichiometry.     

塔里木河下游植物调查最小取样面积分析

采用巢式样方法,对塔里木河下游两个断面6条样带38块64 m×64 m样地进行调查,选用线性和非线性种-面积模型,对调查区不同比例因子植物调查最小取样面积、最小取样面积与不同地下水条件的关系进行了分析。根据种-面积曲线的最优模型,当比例因子取值包括群落50%、60%、70%、80%和90%的植物种类时,最小调查样地面积分别为418 m2、707 m2、1 138 m2、1 702 m2和2 656 m2;随着离河距离增加,物种数减少,植物的生长势降低。当比例因子取值包括群落50%植物种类、地下水埋深由离河50 m的1.57 m到离河1 500 m的7.53 m变化时,离河不同距离各级最小取样面积变化较大,地下水条件是植物种类调查最小取样面积变化的关键因素。     

太白山土壤种子库储量与物种多样性的垂直格局

通过野外植被调查和室内试验,从1 220份土样中,挑选土壤中的种子,进行分类统计,研究秦岭太白山南坡土壤种子库储量与物种多样性沿海拔梯度的变化。研究结果如下：(1) 太白山南坡土壤种子库中的植物种为172种;从总体上看,土壤种子库中的物种丰富度 (S) 随着海拔的上升呈下降趋势。土壤种子库生物多样性特征表现为在2个海拔段发生较明显的变化：一是从低海拔到中等海拔 (1 500~2 500 m),二是从中等海拔到高海拔 (2 500~3 500 m)。在?琢多样性方面,生态优势度在海拔2 500 m处最大;在海拔2 400 m以下 (包含2 400 m) 的样地中,种子库生态优势度大于海拔2 500 m以上 (含2 500 m) 的样地种子库的生态优势度。 H′(Shannon-Wiener指数)与生态优势度的变化趋势相反。(2) 太白山南坡土壤种子库储量最大值出现在海拔2 600 m的样地,为2.24×104 Ind./m²;种子库储量最小值出现在海拔3 500 m的样地,为4.43×102 Ind./m²。储量沿海拔梯度的变化趋势表现为：在海拔2 600 m以下,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐增加的趋势;在海拔2 600 m以上,种子库储量沿海拔的上升呈逐渐下降的趋势。(3) 土壤种子库的种子储量与种子密度的变化规律基本一致。而用单位面积土壤中的种子储量来表示种子库的大小特征比用种子密度来表示更为实用和方便,而且采集具有不同性质的土壤研究种子库,考虑到了土壤性质等因素的影响,更能客观反映土壤种子库的特点。