岷江上游林农边界网络的生态效应

应用地理信息系统软件从遥感影像中提取出岷江上游的农田边界类型图,结合坡面尺度上林农边界效应的分析结果,对林农边界效应在景观尺度上的影响进行了研究。结果表明:研究区的农田边界共有5种类型,分别是农田与林地、灌木林地、草地、水体、建筑用地之间的边界,其中林农边界长2473.68km,占农田边界的37.57%,广泛分布在岷江干流及其支流的河谷中,在很大范围上影响着农田的土壤水分和生物多样性,对林地的影响相对较小;边界效应使林地边缘和农田边缘的土壤水分低于其内部,研究区有2103hm2的农田和371hm2的林地的土壤水分受到边界网络影响,分别占研究区农田面积和林地面积的2.33%和0.03%。由于土壤水分是制约研究区植物生长的限制性因子,且岷江上游的农田斑块面积较小且分布零散,因此应避免农林复合景观中边界密度进一步增加。     

黄土丘陵区坡面林-草边界土壤水分特征

研究了黄土高原丘陵区林-草边界上旱季和雨季土壤水分的空间分布变化特征.结果表明,旱季林地土壤水分的变异系数都小于草地,林地内各个层次土壤含水量差异不大,草地内各个层次土壤含水量差别较大;雨季林地土壤水分的变异系数都大于草地,林地内各个层次土壤含水量差别较大,而草地内各个层次土壤含水量差异不显著;林-草边界各个层次土壤水分的变异程度为弱变异或中等变异.林-草边界在旱季和雨季具有不同的影响域,旱季边界影响域为从林外0.4倍树高距离到林内0.4倍树高距离;雨季边界影响域为从林外0.4倍树高距离到林内0.8倍树高距离.因此,可将林-草景观划分为3个区：草地区,即由距林缘0.4倍树高距离处向草地方向延伸;林缘区,即由林外0.4倍树高距离到林内0.4倍树高距离(旱季)或0.8倍树高距离(雨季);林地区,即由林内0.4倍树高距离(旱季)或0.8倍树高距离(雨季)处向林内方向延伸.林-草边界水平方向上3个分区的土壤水分垂直分布呈现出不同的变化规律,而且旱季的规律特征与雨季相反.     

岷江上游干旱河谷农林边界影响域的研究

对岷江上游农林边界的影响域进行研究,以提高该区管理农田和林地的水平．共调查3种类型农林边界10条样带,采用移动窗口法对植物多样性的数据进行分析,结果表明,当窗口宽度达到6～10时。SED曲线的变化趋向稳定,并且在曲线上有一或两个峰值出现．不同类型边界的影响域是不同的,但均在距边界50m内．各类型边界的影响域多在12～30m之间．6条林地样带只有M2和M6样带林地的影响域被确定,而4条农田样带的影响域均被确定．影响域的大小取决于边界两侧斑块类型和地形以及小气候等因子,但坡向对其影响不大;移动窗口法能有效地刻画边界动态,是一种分析边界简单而有力的工具．这些结果有利于进一步理解干旱河谷区农林间的相互作用．     

农林交错带界面的小气候边界影响域季节动态

采用移动分窗法和旱季、雨季的小气候测算,对吉林省西部林地与农田边界的小气候影响域的季节动态进行了分析.结果表明:研究区域内林地中移动分窗计算出的欧氏距离平方(SED)曲线变化稳定,旱季在40 m处出现峰值,雨季在20 m处出现峰值;农田小气候边界影响域则没有明显的时空变化,旱季和雨季SED曲线的峰值均为60 m.因此,边界对农田的影响域要大干林地,并且林地的影响域存在季节变化.说明在农林边界,小气候影响域存在着时空变化,其范围取决于边界两侧植被的季相变化和人为干扰的强度.     

华北农牧交错带农田-草地界面土壤水分影响域分析

在华北农牧交错区,选择线状边界的农田与草地典型区进行调查与土壤水分测定,采用移动窗口法,对农田-草地景观界面表层（0～20 cm）土壤水分影响域进行研究.结果表明：界面水分的影响域为草地6 m到农田4 m,总宽度10 m,属急变型界面;将农田-草地景观界面划分为3个功能区：农田功能区、草地功能区和农田-草地复合功能区.其中农田-草地复合功能区的土壤含水量变化剧烈,而草地功能区与农田功能区内土壤水分基本呈线性分布;草地生态系统土壤平均含水量比农田高约1 g·g^-1,这主要是由于草地开垦为农田后风蚀等作用而引起的土壤毛管持水力下降所致.作为植被覆盖不同的两个生态系统,不同的植物蒸腾和地表蒸发,可使不同功能区的土壤含水量产生明显差异,从而使土壤水势发生变化,使水分跨生态系统运移成为可能.     

黄土丘陵区林草景观界面雨后土壤水分空间变异规律

对黄土丘陵区刺槐林-草地景观界面上雨后土壤表层(0～10 cm)和亚表层(10～20 cm)水分的空间变异规律进行了研究.经典统计学分析表明,草地两层的土壤含水量分别高于林地;林草界面两层的土壤含水量均为弱变异程度,并具有明显的生态梯度.移动窗口法分析表明,林草界面对土壤表层和亚表层的水分影响范围为边界两侧4 m、3 m,影响域分别为8 m、6m.地统计学分析表明,草地两层土壤含水量空间分布均表现为纯块金效应,林地两层均可拟合成线性模型,而林草界面两层均可拟合成球状模型;林草界面土壤表层、亚表层水分空间依赖性和空间自相关较强,其空间结构异质性明显高于林地和草地.克立格制图描述的林草界面土壤水分的空间分布格局为从边界处向两侧的一定距离范围内,土壤含水量呈条带状分布,而在较远的距离,水分的空间分布呈现出几个明显的斑块状.     

岷江上游花椒地/林地边界土壤水分影响域的定量判定

在岷江上游干旱河谷区,选取典型的花椒地/林地边界,利用TDR仪测定干旱条件下、雨后和每月0～15 cm土层水分含量,并用移动窗口法判定土壤水分的边界影响域.结果表明,若用移动窗口法对土壤水分的边界影响域进行判定,当窗口宽度为8～12时,边界影响域较易判定.年内土壤水分随时间变化而变化.这种变化可分为土壤水分上升期、高峰期和消退期3个时期.干旱条件下土壤水分的边界影响域较小,其宽度约从花椒地6 m到林地2 m;雨后土壤水分的边界影响域有较大增加,其宽度约从花椒地12 m到林地2 m;年内土壤水分的边界影响域宽度约从花椒地10 m到林地2 m之间变化.不同季节土壤水分的边界影响域不同,并随着季节的变化呈动态变化.从生态学意义上讲,岷江上游地区目前进行的将花椒地退耕成林地、栽植树苗的措施是不可取的,该区退耕还林的最好方法应该是退耕,使其灌木林或草本植物自然生长.     

森林草地转换对景观视觉效果的影响

基于景观保护的视点,定量研究了森林草地转换对景观视觉效果的影响．结果表明,中景域的可视区域比近景域和远景域大,草地建设对中景域景观视觉效果的影响也最大,因此,中景域是重要的景观保护对象．对草地内林地的可视量分析可知,各景域的可视林地多分布在400～600m高海拔上。25°以上的坡度范围内分布偏少．并探讨了草地建成后应采取的景观管理和保护对策,以增加草地景观的视觉效果．     

岷江上游景观边界网络格局分析

格局与过程是景观生态学研究的核心内容,与基于斑块的研究相比,基于边界的研究是格局与过程研究的一个新的切入点.以岷江上游地区为例,基于TM影像数据,应用RS、GIS、Fragstats等软件,选用边界长度、边界密度、边界海拔、结点数量、网眼大小、网络连接度等指数,研究了景观边界网络格局的变化,并分析了与之相关的生态过程.结果表明,在1974～2000年期间,由于人为干扰强度的加剧,岷江上游景观边界网络结构变得更加复杂,在早期以边界长度增加为主,网络连接度变大,在后期以边界数量和结点数量增加为主,网络连接度变小;森林景观与低坡位景观类型间的边界减少,森林下线上移;农田与林地的边界在早期增加,1986年后减少,而与灌木林地的边界持续增加;随着林地的蚀退,森林结构变得简单化,而农田、灌木林地、草地等景观类型的结构变得更加复杂.     

植被边界带对相邻麦田地表步甲和蜘蛛分布及蚜虫发生的影响

通过管理半自然生境提高农田中天敌多样性及农田害虫的生物控制效率是当前生态农业研究的基本问题之一。为探讨不同类型半自然植被边界带对相邻麦田地表天敌的发生以及对小麦蚜虫生物控制潜力的影响,在北京顺义区赵全营镇采用陷阱法调查了不同类型植被边界带（人工林地、人工种植草带、自然演替草带）相邻的小麦田中,距离边界0,15 m和30 m处步甲和蜘蛛两类重要地表天敌的多度分布及小麦田蚜虫发生情况,同时分析了边界带植被群落结构对步甲和蜘蛛群落分布的影响。结果表明：人工林地相邻的小麦田中维持了显著较高的步甲、蜘蛛和蚜虫发生密度;不同类型植被边界带相邻小麦田中步甲和蜘蛛群落组成显著不同,植被边界带宽度以及乔木层盖度是影响相邻麦田步甲和蜘蛛群落分布的主要因子;距离植被边界带不同取样界面处,不同迁移方向的步甲和蜘蛛的活动密度无显著性差异;与林地相邻的麦田中,蜘蛛活动密度从农田边界向农田内部处依次降低,与人工种植草带以及自然演替草带相邻的麦田中,农田边界处蜘蛛的活动密度显著高于农田内部。研究显示,半自然植被边界带与麦田交界处维持了较高的蜘蛛活动密度,并具有向农田内部扩散的趋势,然而,并非高天敌密度就意味着低害虫发生率,深入研究天敌群落与害虫发生关系及其影响因素是未来天敌保护和害虫生物防治的重要方面。同时,因为不同类型植被边界带维持的天敌群落具有高度异质性,未来的研究需要充分考虑不同类型植被边界带对天敌维持的作用,以及不同类型生境界面地表天敌的活动规律。     

基于景观可达性的广州市林地边界动态分析

林地边界是景观边界中一种特殊类型,受综合因素的影响而呈现动态变化,其发生位移的位置和方向能清晰地反映出该地段的土地利用过程和强度。通过对广州市1985年、1995年和2007年的土地利用数据进行分析,基于市内主要公路的分布进行景观可达性分区,提取林地边界并根据边界性质进行分类分析,着重研究了林地边界的动态变化特征。结果表明,研究时段内广州市林地面积相对稳定,而林地斑块数量和林地边界总长度持续增加,林地呈现出边界复杂化和景观破碎化的趋势。广州市林地的邻接景观以耕地为绝对优势的局面因建设用地和水域的增加而打破,表现为林地与耕地邻接边界长度迅速减少,而林地与水域、林地与建设用地邻接边界显著增加。从1985年到2007年,林地与耕地邻接边界的减少速度随着与主要公路距离的增加而变缓;林地与建设用地邻接边界增速最快的区域逐渐远离主要公路;林地与水域邻接边界更多分布于主要公路1km以外的区域,且随着时间推移逐渐靠近主干道路。     

西双版纳地区土地利用的空间分析

利用西双版纳地区2003年TM数据,对土地利用结构及土地利用与海拔、坡度、水系等自然地理要素相互关系的空间进行分析.结果表明,耕地、林地和草地是该地区土地利用的主体,其中林地面积13 420 km²,占研究区总面积的74%;草地面积3 251 km²,耕地面积2 332 km²,分别占13%和18%.林地、耕地和草地面积随海拔高度具有单峰变化的曲线特征,在海拔1 000～1 200 m处林地分布最多,耕地和草地面积达到峰值时的海拔约为900 m.受人为活动影响强的用地类型坡度指数较低,城乡建筑用地和耕地的坡度指数为5°和14°,人为活动影响较弱的林地草地坡度指数较高,分别为22°和20°.河谷内随缓冲距离增加,土地利用呈现规律性变化,耕地、城镇居民点、未利用地3种土地利用方式主要集中在河谷底部近水域处,远离河谷林地草地组分增加明显.西双版纳地区自然生态系统相对原生,具有林地为基质,河流为廊道,坝区、沟谷农业景观镶嵌分布的特点.     

甘肃临泽绿洲景观的空间结构与生产特性

绿洲景观生态系统包括居民点,耕地,林地,草地,水域,岩漠,砾漠,沙漠,道路,水系10种景观组分;基质为耕地,成因类型为引入型;斑块包括居民点,林地,草地,水域,岩漠,砾漠,沙漠7种类型,成因类型可以分为3类;居民点,林地,耕地为引入型,岩漠,砾漠,沙漠为残留型,草地为环境淘汰型及残留型;廓道包括水系和道路2种类型,道路的廓道密度为水系的1.03倍,耕地以植物生产为主,在利用上应增加生产层次,发展动物生产,避免扩大面积,以维持景观生态系统的景观异质性和景观多样性,对于具有环境资源型和残留型成因特征的景观要素,适当减少生产层次,开发前植物生产,发挥水土涵养,旅游休闲,防风固沙的生态功能,有利于景观异质性与多样性的维持与稳定,对于以残留型为主的成因类型,利用上应发掘前植物生产的潜力,适当发展植物生产,可以避免景观结构的恶化。     

基于遥感数据的晋陕蒙交汇区景观格局定量分析--以东胜幅1/25万TM影像分析为例

以1996年8月份东胜幅1/25万TM影像数据为例,借助Arc/Info和Arc/view软件,对其景观进行了分类,并形成景观分类图,共分为9类景观类型.用景观格局分析软件FRAGSTATS计算了各类景观参数,并从斑块、类型和景观3个水平上计算了相应的参数和景观指数,定量地揭示了整个景观格局与类型特征.并构建了反映景观破碎化程度的一个指数--斑块密度指数(PD2).     

边缘效应对卧龙自然保护区森林-草地群落交错带地表甲虫多样性的影响

本文研究了卧龙国家自然保护区地表甲虫群落在天然落叶阔叶林森林边缘与森林内部和周围草地间多样性差异,在科级水平上探讨边缘效应对地表甲虫群落的影响。调查共设5个重复样带（间距大于500 m）;每个样带以距离梯度（25 m）的方式设置样点,分别由边缘深入到森林内部和草地中央100 m,共设45个样点,通过巴氏罐诱法调查地表甲虫群落组成和季节变化。本研究采集甲虫标本4 736 号,隶属于28个科,步甲科、隐翅虫科和叩甲科分别占总数的49.5%、23.5%和13.0%,共同构成本研究地区地表甲虫的优势类群。甲虫的个体数量从森林内部、边缘到周围草地依次降低,而科多样性和均匀度则依次增高,都达到了显著差异。主坐标分析（PCoA）排序表明,森林内部和周围草地间的地表甲虫群落组成差异较大;而森林边缘的群落组成与两者都有较高程度的相似性,反映了森林边缘的地表甲虫群落已经与森林内部的群落组成发生明显分化,除了森林物种成分外,还包含了若干从周围草地环境扩散来的物种成分。从季节动态看,森林边缘和森林内部在丰富度和个体数量的季节变化曲线方面相似性更高;捕食类和腐食类地表甲虫的季节变化在森林内部和边缘相似性更高,而植食类则在森林边缘和草地的相似性更高。多元回归分析表明,枯落物覆盖率是影响地表甲虫科多样性和均匀度的决定因素,枯落物厚度和林冠层覆盖率是决定甲虫个体数量分布的重要因素。以上结果表明,在科级水平上,地表甲虫群落在天然落叶阔叶林边缘已经与森林内部生境发生分化,而且正在加剧的森林片断化进程将会产生更多的森林边缘,因此,保留大面积的天然落叶阔叶林免受破坏和干扰是保护地表甲虫多样性的必要措施。     

森林、草地和农田典型植被蒸散量的差异

利用中国生态系统研究网络(CERN)12个试验站1990—2003年的气象资料,基于大气-土壤-植被传输(SVAT)模型模拟植被的蒸散量,分析了不同气候条件下森林、草地、农田3种植被类型蒸散的变化规律.结果表明:多年平均蒸散量从高到低依次为热带森林、亚热带农田、温带森林、温带农田和草地;对农田生态系统而言,水稻的蒸散量最高,其次为小麦,玉米最低;3种生态系统月蒸散量峰值的年际变化差异显著,森林、草地的月蒸散量峰值年际变化较稳定,农田则较明显.