海河流域景观空间梯度格局及其与环境因子的关系

基于GIS技术,以海河流域为对象,首先,分别采用Fragstats3.3的标准法和移动视窗法先后分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;然后,针对流域本身自然地理梯度特点,分别沿流域纵向(河流流向)梯度和横向(垂直与河流流向)梯度设置了两条样带,应用移动视窗法计算了景观层次下的斑块面积(AREA_MN)、蔓延度指数(CONTAG)、边界密度(ED)、形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、多样性指数(SHDI),获得了景观沿两个样带方向的梯度格局;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以上述6个指数值为目标物种,利用去趋势典范对应分析(DCCA)方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系。结果表明:2000年海河流域内景观基质为农田,面积占55.9%,流域内景观结构以块状结构为主,并零散分布有圈层和带状(廊道)结构;景观梯度格局在两条样带上均表现为类似的特征,即随景观类型变化呈现不同幅度的波动,两条样带上均存在较为明显的过渡带;DCCA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,区域高程、降水量、温度对流域尺度的景观格局起决定性作用,人口数量、GDP则在局部地区对景观格局有着重要影响。     

地形因子对森林景观格局多尺度效应分析

以TM影像和野外调查为数据源,3S技术为研究手段,分析了泰山的森林景观结构动态变化以及景观格局沿高程的分异。选择相对高差较大的区域设计了8个地形方位,采用3种由连续样方组成的辐射状样带,在遥感影像上进行信息采集,研究地形对森林景观格局的多尺度效应,分析了不同地形因子对森林景观分异的影响。结果表明,在景观尺度上,地形方位、海拔、山地类型是影响森林景观镶嵌格局的控制因素,坡向、坡度是重要因素,坡形、坡位是不明显因素。以TM影像为信息源,从森林景观分异和梯度分析上,首先要考虑海拔坡向指数、坡形坡位指数和海拔,并立足于地形方位。地形主要因子间存在着稳定的显著正相关,为森林分异多尺度格局提供了较强的综合解释能力。     

公园水体浮游植物与环境因子的关系

于2006年10月—2007年9月,对上海市10个公园景观水体水质环境因子及浮游植物群落结构进行逐月监测,应用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)探讨了浮游植物数量与水质环境因子之间的关系,评价了城市水环境状况,以期为公园水体的水质管理提供科学依据。结果表明:共鉴定公园水体浮游植物8门167种,浮游植物丰度范围为2.16×106～7.87×106cells·L-1,主要以蓝藻、硅藻、绿藻为主,优势种由皮状席藻(Phormidium corium)、窝形席藻(Ph.fovedarum)、微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、尖针杆藻(Synedraacus)、银灰平裂藻(M.glauca)、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)等组成;公园景观水体水温变幅为7.9～29℃,水深0.79～1.05m,透明度0.5～0.70m,总氮0.896～3.9mg·L-1,铵氮0.224～1.979mg·L-1,硝酸盐0.126～0.346mg·L-1,亚硝酸盐0.015～0.140mg·L-1,总磷0.063～0.372mg·L-1,活性磷0.007～0.194mg·L-1,化学需氧量为5.418～10.685mg·L-1。PCA分析表明,水温、透明度、氮磷营养因子以及化学需氧量是影响浮游植物密度变化的主要因素。CCA分析表明,总氮、总磷、透明度和水温是影响浮游植物群落结构季节变化的主要驱动因子。     

基于模式识别的景观格局分析与尺度转换研究框架

景观格局分析和尺度转换是生态学和地理学研究的核心问题之一.尽管多年来投入了大量的精力,然而由于尺度效应的复杂性和尺度转换过程的不确定性,仍然没有找到合适的方法.目前关于尺度转换的研究存在两个误区,其一是过分重视空间尺度的转换,忽略了过程尺度的转换;其二是过分强调了对不同尺度间数量关系的外推与转换,忽略了不同尺度间生态规律的外推与转换.在系统分析了景观格局与尺度转换研究现状、存在问题和难点的基础上,提出了借用模式识别的原理和方法,针对特定的生态过程,开展景观格局分析与尺度转换的思路.认为尺度转换的关键在于通过识别不同尺度上影响生态过程的主导因子,找到各个尺度上“格局（环境因子空间组合）-过程”、尺度间“格局-格局”之间的对应关系,通过建立“环境-格局-过程”模式识别数据库,就能够建立不同尺度之间基于模式识别的尺度转换方法.     

黄河口及其邻近水域夏季鱼类群落空间格局及其与环境因子的关系

基于2013年夏季(6、7、8月)在黄河口及其邻近水域进行的渔业资源底拖网调查,应用多元分析方法研究了黄河口水域夏季鱼类群落空间结构,以及其与环境因子的关系.结果表明: 该海域夏季共捕获鱼类44种,隶属于11目25科40属,以暖温性和底层鱼类为主.经聚类分析,该海域夏季各月鱼类群落可大体划分为3个站位组.经单因子相似性分析(ANOSIM),黄河口不同水域鱼类群落物种组成存在显著差异.相似性百分比分析表明,矛尾虾虎鱼、斑鰶、短吻红舌鳎、蓝点马鲛和日本鳀等是各月份各站位组的典型种及造成不同站位组间群落差异的主要分歧种.典范对应分析(CCA)表明,影响夏季鱼类群落空间结构的主要环境因子为盐度、温度和深度.     

IKONOS影像景观格局特征尺度的小波与半方差分析

建立不同方向和尺度下景观格局的小波分析方法,并以IKONOS PAN 1m 影像为例,对城市景观和农田景观格局进行了实例研究,并与半方差函数的分析结果进行比较分析。试验结果发现试验区的城市景观图像表现出不同层次和方向的结构特征,主要是阴影－单个楼房－楼房与道路的组合3个尺度的特征,分别出现在2m,16m和128m以及256m分析尺度上,农田景观主要是树木行－农田2个层次和方向尺度特征组合,分别为2m,128m和256m。半方差分析结果对试验区景观结构的多层次和方向不敏感,但可发现景观结构的总体平均特征。城市景观总体结构在空间上的变程为135m,反映的是楼房与道路组合的总体平均特征;农田景观总体结构在空间上的变程为152m。通过改变半方差函数的分析范围和计算间距可以克服半方差对多尺度分析的不足,如该试验通过缩小城市景观和农田分析范围,也发现城市景观有一个在空间结构上15m的变程,与小波分析的特征尺度16m非常接近,而农田景观出现空穴效应的周期一半长度大约为2m,正好是小波分析出种植树木的行距结构特征尺度的大小。这要分析者对研究有一定的先验知识才能够做到选择合适的分析范围,而这恰是景观格局特征尺度分析服务的目的。通过试验区研究证明小波分析是一非常有应用前景的景观格局研究方法,与半方差分析相比,对在解释多尺度结构和不同方向的结构具有明显的优势,且不受分析数据统计平稳假设的约束,但由于对图像分解是基于2进制,导致分析尺度以2的幂函数变化,不像半方差分析可通过理论模型拟合,对特征尺度的估计可以是连续的。     

三峡库区低山丘陵区多尺度景观指数响应及适宜粒度

景观格局具有典型的空间异质性和尺度依赖性。在对景观格局进行分析研究时需跨越多个尺度,空间粒度大小在尺度聚合分析中至关重要。三峡库区低山丘陵区斑块破碎、景观格复杂性显著、景观格局特征及尺度变异规律仍待明确,本文以三峡库区秭归县为研究区,设定1—400m内23个粒度梯度水平,定量评估县域、乡镇以及小流域不同幅度上的景观格局指数以及拟合函数,探讨多空间幅度景观格局指数随粒度大小的变化特征。基于景观指数的粒度效应特征和拟合函数的曲线特征(最大曲率点、极值点),明确适宜不同幅度的山地景观格局指数研究的粒度阈值,以揭示库区低山丘陵区景观结构的复杂性和变异性。结果表明：不同景观指数对空间粒度变化和空间幅度变化的响应存在差异,不同景观指数的空间粒度响应主要呈现增加、降低、波动和无明显规律变化的趋势,其中斑块密度、最大斑块面积等指数对斑块形状和大小的变化敏感,而多样性指数的粒度变化敏感度较低;部分指数如斑块密度、边缘密度、周长面积分维数等对空间幅度的变化并不敏感,而最大斑块面积、景观形状指数、散布与并列指数、分离度等指数对空间幅度的变化敏感,适合进行不同幅度适宜粒度阈值的推定;边缘密度、平均斑块大小、景...     

舟山海域夏、秋季浮游动物的分布特征及其与环境因子的关系

为更好地了解舟山海域浮游动物的群落结构、生物量和丰度的时空分布特征及其与主要环境因子的关系,分别于2014年7月和10月进行了夏季、秋季两次生态综合调查,并用多维尺度分析法、典范对应分析法对浮游动物群落结构进行了研究。结果表明:夏季舟山海域调查的浮游动物有13类,64种,优势种为背针胸刺水蚤(Centropages dorsispinatus)、圆唇角水蚤(Labidocera rotunda)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、精致真刺水蚤(Euchaeta concinna)、百陶带箭虫(Zonosagitta bedoti)和真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta);秋季鉴定到浮游动物12类,45种,优势种为背针胸刺水蚤(Centropages dorsispinatus)、百陶带箭虫(Zonosagitta bedoti)、双生水母(Diphyes chamissonis)、瓜水母(Beroёcucumis)和中华哲水蚤。夏季浮游动物平均丰度及平均生物量(144.0 ind/m3和176.3 mg/m~3)都分别高于秋季(21.4个/m3和86.3 mg/m3);Shannon-Wiener多样性指数夏季(3.03)高于秋季(2.82),Pielou均匀度指数则是秋季(0.83)高于夏季(0.64);夏季不同区域浮游动物群落之间具有明显的差异,而秋季大部分站位群落之间差异不显著;温度、盐度、叶绿素a浓度和营养盐含量是影响舟山海域浮游动物分布的主要环境因子;与历史资料相比,舟山海域浮游动物丰度及生物量呈下降趋势,其优势种保持较稳定。     

新开挖景观河道浮游植物群落结构特征及与环境因子的关系

于2011年12月—2012年11月,每月一次测定新开挖景观河道——上海临港B港河道的浮游植物和水质指标,对该河道浮游植物群落结构及其与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明:鉴定出浮游植物7门223种,绿藻门种类最多,其次为蓝藻门和硅藻门,浮游植物群落数量变幅为7.52×106~212×106cells·L-1,平均数量为66.27×106cells·L-1,丰水期的种类数高于枯水期,浮游植物数量则相反,各季度优势种变化不大,主要以蓝藻门的平裂藻属(Merismopedia spp.)为主;典范对应分析排序表明,浮游植物在4个象限中分布均匀,反映河道水系处于四季分明的亚热带气候特点;主成分分析和典范对应分析排序表明,对河道浮游植物群落动态变化影响较大的环境因子是盐度、营养盐(TN和TP);小形色球藻(Chroococcus minor)、银灰平裂藻(Merismopedia glauca)、膨胀四角藻(Tetraedron tumidulum)和针杆藻(Synedra sp.)可作为盐度的指示种;短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)、尖针杆藻(Synedra acus)、新月菱形藻(Ntizschia closterium)和束缚色球藻(Chroococcus tenax)对指示有机污染有潜在价值。     

浙江金华市区地面苔藓植物分布与环境因子关系研究

金华市区地面苔藓植物共计有26科、68属、132种。计测了30个样点中主要苔藓植物的盖度和7种环境指标,应用典范对应分析(ccA)对所获得的数据进行了分析,作出了反映苔藓植物分布与环境关系的双向排序图,并讨论了主要的地面苔藓植物的生态分布特点。依据环境因子与前两个排序轴的相关系数大小,发现影响本地区地面生苔藓植物分布的主要环境因子分别为林冠层郁闭度、土壤水分、交通频度、草本层盖度、土层厚度和土层松散程度。     

北京市区苔藓植物空间分布与环境关系的研究

在2006年10月至2007年10月期间,对北京市五环路内及附近部分区域的苔藓群落进行了调查,共调查了31个地点、164个样地,采集苔藓植物标本327份。经整理鉴定,调查区有苔藓植物12科24属55种,其中阔叶小石藓（Weisia planifolia）和立碗藓（Physcomitrium sphaericum）等种类为调查区的广布种。通过对调查区同类型、不同地点苔藓植物多样性指数分析,发现北京市苔藓植物的分布特点为城西、城北苔藓植物多样性高于城东、城南。用典范对应分析法（CCA）分析27个样地中的20种地面生苔藓植物的盖度与主要环境因子的关系,结果表明,土壤含水量、距主干道距离、人为踩踏、土壤pH值、林木郁闭度等环境因子对北京市苔藓植物的分布有显著影响,其中土壤含水量、土壤pH值对苔藓植物分布的影响最为显著,北京市区大多数常见苔藓种类喜生于土壤含水量较高、偏酸性的环境。     

贵州普定喀斯特石生藓类生态分布与环境因子的相关分析

苔藓植物与环境的相关性一直是苔藓生态学的研究热点,研究喀斯特石生苔藓分布与环境的关系,为深入石生苔藓植物生态学研究提供理论依据。选择贵州普定石漠化区域石生环境中的5个大样方25个小样方125个采集点进行调查,采集苔藓植物并测定收集了相关的环境因子数据。结果发现:(1)样方共采集到标本267份,经鉴定有石生藓类54种。其中,丛藓科、灰藓科为优势科(属数≥3),曲柄藓属、扭口藓属、真藓属等为优势属(种数≥3),丛藓、细牛毛藓、美灰藓、绿羽藓为优势种(次数≥3)。(2)运用典范对应分析(CCA)分析了影响该地区石生藓类分布的主要环境因素,发现石生藓类分布与坡度呈显著的负相关;与其它环境因子相关的重要性依次为岩面倾角、海拔、土壤中全钾含量、土壤厚度和pH。因此,研究环境因子对石生藓类分布的关系可以为石漠化综合治理以及石面绿化植物的筛选提供参考。     

上海浦东新区城市化过程景观格局变化分析

利用1994和2000年航空遥感影像资料解译的土地利用与覆盖数据,在GIS支持下,采用景观格局指数和梯度方法分析了上海市浦东新区城市化过程中景观格局的变化.结果表明,随着城市化程度的推进,浦东新区由原来以农业为主的格局逐渐转变成以居民地、公共设施和工厂为主的城市景观格局,农田占地比例由1994年的71.45%下降到2000年的41.32%,居民地、公共设施和工厂总占地由1994年的18.2%上升到2000年的41.9%.整体景观格局的破碎化程度和异质性都有所增加,斑块个数由1994年的4.08个·km^-2上升至2000年28.65个·km^-2,面积平均加权由24.43 km²减少到1.75 km²,聚集度由98.31下降为95.09,多样性和均匀性指数分别由0.4697和0.5284增至0.7509和0.8343.在样带梯度分析中,景观格局指数能检测出城市化梯度及城市化程度不断向郊区递减的趋势,城市化水平较高地区以人工景观为主,表现出斑块个数多且面积小、斑块形状简单和景观多样性高等景观特征.景观格局动态变化分析是了解城市化过程中城市形态、结构及生态过程的基础.     

武夷山风景名胜区景观空间格局变化及其干扰效应模拟

景观空间格局是大小和形状不一的景观斑块在空间上的配置,它是各种生态过程在不同尺度上共同作用的结果,景观空间格局变化及其干扰研究对于准确掌握景观资源的动态过程以及进一步开展景观生态规划与建设具有十分重要的意义,因此,它是景观生态学研究的核心内容。以武夷山风景名胜区为研究对象,运用景观多样性、景观优势度、景观均匀度及景观破碎度等多种景观格局指数对武夷山风景名胜区不同时期景观格局进行研究,在此基础上,运用分室理论对未来50a武夷山风景名胜区在不同干扰程度下景观格局变化进行了模拟分析。结果表明：①从1996年至2001年,武夷山风景名胜区总斑块数从421块增加到452块,景观破碎度呈增大趋势。景观多样性从0．6066减少至0．6028,而景观均匀度却增加了0．0026,但景观格局总体上未出现显著的变化,即仍以天然马尾松林为基质景观,其它景观类型镶嵌其中的景观格局,表明了武夷山风景名胜区作为世界文化与自然遗产,受到较为有效的保护;②从局部上看,5a间武夷山风景名胜区各景观类型除河流景观外均发生了一定的变化,其中杉木林、农田与马尾松林景观面积减少量居前3位,分别减少了0．5644、0．2833、0．2804,而茶园与居住地面积却分别增加了0．7285、0．0814km^2。因此,毁林种茶是造成武夷山风景名胜区景观格局变化的主要原因;③不同干扰程度下景观格局变化模拟结果表明了武夷山风景名胜区景观多样性与均匀度均随着干扰强度的增大而增大,而优势度恰好相反,从而提供了一个证明“干扰是导致景观多样性增大”论断的有力实例。     

长白山地表藓类分布格局与环境因子的关系

对长白山自然保护区41个样地中的42种主要地表藓类分布与6种重要环境因子间的关系进行了定量研究。应用双向指标种分析法（TWINSPAN）发现调查的41个样地可分成4个样地组,42种地面藓 类可分成4种藓类群,应用除趋势典范对应分析（DCCA）的研究结果表明,海拨高度、土壤含砂量、土壤酸度、林冠层郁闭度、土壤含水量是5个影响42种地表藓类分布格局的主要环境因子,在DCCA排序图上,显示出藓类群与样地类型良好的对应性,藓类群1－4分别在落叶松（Larix olgensis）沼泽地、高山苔原、暗针叶林、亚高山岳松（Betula ernanni）林和岳松－落叶松林中占优势。     

Distribution Patterns of Ground Moss Species and Its Relationships with Environmental Factors in Changbai Mountain,Northeast China

The relationships of 42 species of ground moss with six environmental factors in 41 sites on Changbai Mountain Biosphere Reserve were analyzed. Four site groups and four groups of ground moss ecological species were identified using the method of Two-way Indicator Species Analysis (TWINSPAN). The results of Detrended Canonical Correspondence Analysis (DCCA) showed that altitude, soil sand content, soil acidity, forest canopy coverage and soil water content are the five major environmental factors influencing the distributional patterns of the moss species. The four groups of ecological species, which correspond well with the four site groups, are projected on the species-environment biplot of DCCA. Group 1 dominated in the bogs of Larix olgensis forest, group 2 in the alpine tundra, group 3 in the dense conifer forest, and group 4 mainly in the Betula ermanii community and the Betula ermanii-Larix olgensis forest in sub-alpine respectively.     

北京地区黄檗分布与环境因子的关系

黄檗（Phellodendron amurense Rupr.）为我国二级重点保护野生植物,在北京地区黄檗多散生于阔叶林中,数量稀少。为了解北京地区黄檗分布与环境因子的关系,促进种群扩繁,在北京百花山、松山和雾灵山自然保护区共设置了12个20 m×20 m的样地,利用CCA分析方法对不同地点黄檗的生长分布状况与海拔、坡度、坡向、郁闭度、土壤pH值、碱解氮和土壤有机质等11个环境因子的关系进行了分析。结果显示,CCA排序第一轴主要反映了海拔、郁闭度和坡度的变化,第二轴主要反映了有机质含量、碱解氮含量、pH值和坡向的变化,其中海拔、碱解氮和土壤有机质是影响黄檗生长分布的重要环境因子,低海拔、低碱解氮含量以及土壤有机质高的地段适宜黄檗分布。对影响黄檗分布的环境因子进行定量分离,结果发现环境因子对黄檗样地物种分布的解释能力为84.5%,显示出较好的排序效果,黄檗分布点受人为干扰较少,其所在植物群落与环境保持了良好的对应关系;环境因子与物种分布呈显著相关（P=0.03）,表明CCA排序结果可以解释环境因子对物种分布的影响程度。     

喀斯特天坑内孔雀藓科植物垂直分布特征及其与环境因子关系的研究

喀斯特天坑是一种独特的负地貌,拥有巨大而封闭的空间,形成了适于植物生长发育的特殊生境。为了探索喀斯特天坑内孔雀藓科植物垂直分布特征及环境因子的影响,以贵州猴耳天坑为代表（坑口直径300 m,坑深280 m）,通过野外调查、室内分析鉴定以及典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）等方法对该天坑内12个样点孔雀藓科植物的分布与主要环境因子的关系进行研究,并进行与其它样地的比较（喀斯特石漠化地带、天坑边缘地带）,探讨其在垂直空间上的分布特征。结果表明：（1）共采集到天坑内孔雀藓科植物3属9种,占中国该科物种总数的47.37%,贵州该科物种总数的69.23%,其中黄边孔雀藓（Hypopterygiumflavo-limbatum C.Muell）较常见,分布于6个样点,出现频率为50%;（2）空气湿度、光照度、林冠郁闭度以及人为干扰度是影响贵州猴耳天坑内孔雀藓科植物分布的主要环境因子,其余环境因子影响程度依次为土壤含水量 > 土壤pH > 坡度 > 空气温度;（3）孔雀藓科植物物种丰富度：喀斯特天坑内 > 天坑边缘地带 > 喀斯特石漠化地带;（4）孔雀藓科植物在垂直分布格局上呈现以天坑底部为生物多样性的中心,由坑口至坑底种类分布逐渐增加,是喀斯特石漠化山区生物天然的避难所。     

武夷山风景名胜区景观生态安全度时空分异规律

以世界文化和自然遗产地武夷山中受自然和人类生态过程作用最为强烈和频繁的风景名胜区为研究对象,通过景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建景观生态安全度指数, 并借助空间统计学方法对武夷山风景名胜区景观生态安全度的空间分布特征和变异规律进行探讨。结果表明:①1986-2009年武夷山风景名胜区景观生态安全度总体上呈递增趋势;②1986-2009年风景区景观生态安全度Morans's I表现为一定程度的正相关,1986-1997年间正相关关系明显增强,且景观生态安全度全局自相关存在尺度响应;③1997年和2009年风景区景观生态安全度局域自相关格局较一致,而景观生态安全度的集群结构及显著水平在1986-1997年间发生明显改变;④风景区各时期景观生态安全度所表现出较强的空间相关性是结构性因素和非结构性因素综合作用的结果,地形地貌、土壤类型等结构因素对风景区景观生态安全度的空间分布起决定性作用,而非结构因素(旅游开发建设、毁林种茶、弃农种茶等人类活动)对景观生态安全度的演变有重要影响。     

浙江金华北山石生藓类分布与环境关系的排序分析

采用样方法调查了浙江金华北山石生环境30个样点167个样方,共记录86种,其中,丛藓科(Pottiaceae)、青藓科(B rachythec iaceae)、羽藓科(Thu id iaceae)和灰藓科(Hypnaceae)为4个大科,含的种数分别为11、11、10和8种。含种数较多的属为真藓属(Bryum)、凤尾藓属(F issidens)和青藓属(Brachythecium),分别含有7、7和6种。对86种藓类植物分布与环境关系的典范对应分析表明,海拔高度、水分条件和光照强度是影响金华北山石生藓类分布的主要环境因素。海拔决定藓类植被的类型,进而影响光照、岩表温度和水分条件。石面光洁度对石生藓类分布也有一定的影响,而石面坡度与其分布没有显著的相关性。