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摘要:提出'中国的丹顶鹤是否是一活着的灭绝物种(活死者)?'这一重大科学问题.要回答这个问题,首先必须建立有关丹顶鹤种群演化与人类活动、栖息地斑块平均面积和斑块数关系的动力学模式,其次必须对丹顶鹤种群的大小进行动力学预测.前者涉及到所谓的'相互作用的标度理论',后者则属于'物种多样性动力学预测'这一崭新的研究领域.首次应用标度理论,阐述了单个物种环境容量(K)与斑块数(P)的标度性质,并用实测的小三江平原的丹顶鹤资料进行了验证发现,K∝cp0.7.同时,在对logistic模式改进的基础上,引进人类活动累积效应及其作用的时间因素,首次提出了人类活动影响下具有Allee效应的非自治种群演化模式.并以丹顶鹤为例,模拟了其种群演化特征,预测了其灭绝时间.模拟结果发现:对于我国的珍稀物种丹顶鹤,其繁殖率的相对高低对物种灭绝的影响并不显著,但Allee效应对其物种灭绝的影响却是明显的,Allee效应越弱,物种灭绝时间越长.如果小三江平原湿地的生境质量得不到有效的恢复和提高,该区丹顶鹤将有可能会在330~428a后走向灭绝,即丹顶鹤的灭绝对现有栖息地毁坏的响应具有330~428a的时间滞后性.因此,认为丹顶鹤是一种典型的'活着的灭绝物种',这一点必须引起政府、科学家和公众的高度重视.
摘要:1998~2000年在山西芦芽山自然保护区对褐马鸡的越冬栖息地选择进行了研究.采用4种空间尺度(10m、100m、300m和距离尺度),对影响褐马鸡越冬栖息地选择的主要因子进行了深入分析,并建立了褐马鸡越冬栖息地选择的逻辑斯谛回归模型.在300m尺度上,活动点和非活动点的生境类型有针叶林、针阔混交林、灌木林和草丛等.活动点周围针叶林面积显著高于非活动点(F=-3.116,P=0.002),虽然针阔混交林在两者中的面积比例都较小,但活动点周围针阔混交林的面积明显地低于非活动点(F=-2.255,P=0.024),在灌木林和草丛的面积上两者无显著差异.这表明褐马鸡在300m尺度上喜欢活动于针叶林较多的地域,由于冬季针阔混交林不如针叶林能提供很好的隐蔽条件,褐马鸡避免选择针阔混交林;在100m尺度上,活动点和非活动点的生境类型有针叶林、针阔混交林和草丛,无灌木林生境,活动点的针叶林面积明显地高于非活动点(F=-2.931,P=0.003).这表明褐马鸡在100m尺度上虽然倾向于选择针叶林,但对其它类型的生境如针阔混交林和草丛是可以利用的,这可能与其广泛取食活动有关.褐马鸡大尺度上的隐蔽条件满足以后,在小尺度上主要是为了获取更为丰富的食物.在距离尺度上活动点距居民点的距离、距道路的距离显著大于非活动点(F=15.621;6.048,P=0.000;0.018).通过逐步逻辑斯谛回归分析,发现距灌草丛的距离、距居民点的距离、100m范围内针叶林的面积、树高以及食物的丰盛度是冬季褐马鸡栖息地选择的重要因子.以另外一个研究地收集的数据对所建立的栖息地选择模型的可靠程度进行了检验,结果表明该模型能有效地对褐马鸡的越冬栖息地进行预测.
摘要:定量分析城市景观的空间格局,深入研究景观格局的形成机制,将有助于理解城市景观的格局与过程,分析城市化的社会、经济和生态学后果以及制定更有效的景观管理策略.研究以城市景观生态学途径,应用基于GIS的景观格局分析与人工神经网络(ANN)相结合的方法定量分析上海市城市景观格局(1994年)及其变化规律,建立了能够较好地模拟上海市景观格局对居住区用地、道路密度、人口密度、城市发展历史与黄浦江等自然、社会、经济因素响应的人工神经网络.结果表明,人工神经网络方法适于研究城市化驱动因素与城市景观格局的非线性对应关系,为景观格局形成机制和景观空间结构与生态学过程相互关系的深入研究提供了一条有效、实用的研究途径.
摘要:研究运用生态规划方法、地理信息技术和遥感数据,在分析北京城市发展所面临的城市布局与生态环境问题,以及在规划范围内土地利用与生态环境功能的基础上,探讨了北京绿化隔离带的功能,提出了北京绿化隔离带的总体结构,景观格局与生态规划控制指标.研究表明:规划区内城镇建设用地已达40.2%,现有土地景观布局零乱,各类开发建设活动十分活跃,扩张趋势明显,要保证足够的土地资源以发展绿化控制带的难度很大.绿化隔离带土地潜力和适宜性的评价结果揭示,如果能够严格控制城镇建设用地的进一步扩张,充分利用各类适宜性土地发展绿地,如林地、裸地、水体、耕地,重新规划分散的乡村居民点,释放一定的建设用地,则估计有65.8%的潜力土地可发展为绿地.根据北京城市发展对近郊生态功能的要求以及规划区土地利用现状,北京绿化隔离带的总体结构应是楔型环城绿化隔离带,即沿交通干线贯穿绿带,中-小型生活社区与小城镇分布在绿化隔离带之中.绿化隔离带的景观生态格局应是以森林为基质、河流道路为廊道、城镇与居民区镶嵌合理分布在森林绿地的格局形态.
摘要:为保护和恢复水杉原生种群提供科学依据,对中国湖北利川水杉原生母树及其生境1948~2003年间的变化进行对比分析,指出了保护工作存在的问题及保护对策.主要结果有:①1948年初步调查为1000多株,1983年普查有5746株,涉及4个镇(场)、45个行政村,分布面积为6万hm2;2003年普查为5388株,分布范围没有大的变化,有2种分布类型:散生分布的有896株,群落分布的有4492株,最大的种群为105和123株.②中国政府对水杉的保护取得了巨大成绩,但过去只重视对个体的保护,忽视了对群落及其栖息环境的保护,导致由混交林变为纯林、结构趋于简单、生物多样性减少、天然更新困难,1983~2003年的20年间已有386株水杉原生母树死亡,亟需对水杉原生种群及其栖息地进行保护.③应运用现代恢复生态学手段,开展水杉植被恢复重建理论研究,首先加强对集中分布种群及其栖息地进行就地保护,其次小河河谷实施种群及其栖息地恢复与重建.④人为活动对水杉的危害加重,应减少及停止一切有害的人为活动,改善水杉原生母树生境,提高居民、社区自主参与水杉保护的意识;进行生态移民和实施退耕还林等是一个可以考虑的方法.
摘要:首次通过调查火炬树单株和火炬树林分的萌孽繁殖扩散状况和小样方方法调查火炬树林下的乔木树种天然更新,了解火炬树对北京主要植被类型:油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林和灌木丛的扩散入侵情况.调查发现:在北京荒山爆破造林示范区,火炬树单株8a来45°扇形单方向扩散的最远距离为8.35m,扩散萌孽的最多株数达98株.立地条件差,特别是土层薄,裸露的岩石多是影响火炬树扩散能力的主要因素,但没有对火炬树萌孽株的生长产生重要影响.扩散的群体中地径以小径阶个体占主体,说明火炬树萌孽能力旺盛.在已有高大乔木的立地,如侧柏人工林和油松人工林,火炬树虽然能扩散进入,但只是伴生下木,很难形成优势群体;乔木林内光照明显影响火炬树的扩散数量和扩散规律;并且发现有10种北京当地乔木树种能在火炬树林下天然下种更新并且正常生长.分析表明火炬树没有对北京当地乔木群落构成威胁.火炬树能扩散进入邻近的灌木丛,并且扩散进入灌木丛的火炬树明显比扩散进乔木林内的火炬树长得高.火炬树的生物学和生态学特性决定了它是良好的荒山造林的先锋树种,不可能成为顶极群落的优势树种.所以火炬树目前对北京山区自然、半自然森林生态系统没有产生入侵危害.
摘要:对四川茂县地区的锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)天然次生林进行研究,发现:(1)坚果完好比例约在14%~26%之间,完好坚果的发芽率和发芽势都比较高,但在天然状况下能够留存到隔年5月的坚果几乎没有.因此,实生幼苗的天然补充就受到了严重的限制.(2)林缘的幼苗密度低于所有其它生境的(p<0.05),林中的幼苗密度最高,和林窗的比较有显著差异(p<0.05),而和灌丛的比较则没有差异.在灌丛幼苗密度和林中以及林窗的比较都没有差异.动物对坚果的取食速度则是林中的最慢(10.0%),林窗和林缘的相同(分别为61.1%和66.5%),都比较快(p<0.01).(3)林中的幼苗在小于100 cm的各高度内都有大量分布,说明在林中树冠下幼苗是可以长期存在的,在幼苗和种子阶段的锐齿槲栎可能是耐荫的.(4)在林中缺失幼树,在林缘则有包括幼树在内的完整的更新大小系列,表明林缘也可以成为更新的关键地点.(5)在栎林的每一个大小级别上,萌生个体和实生个体都按各种比例伴生,说明导致萌生的干扰一直在发生,并可能在森林的更新中扮演重要角色;也说明该地区的锐齿槲栎林由萌生和实生起源的个体混合组成.
摘要:国外大量研究结果表明,具有高叶氮含量和低比叶面积的干旱地区植物往往具有较高的水分利用效率.选取青海省沙珠玉治沙站地区17种主要植物(野生9种,人工8种),分别测定其比叶面积(SLA),单位重量叶氮含量(Nmass)及单位面积叶氮含量(Narea),并与贡嘎山湿润森林样带测定数据进行比较分析.结果表明,Nmass随SLA的增加而增加,但Nmass与SLA关系格局在固定沙丘野生多年生草本-灌木植物(类群1,Narea>3.0 g m-2)与流动沙丘野生短命草本植物(类群2,Narea<3.0 g m-2)之间存在策略位移现象,即在相同SLA下,类群1比类群2具有更高的叶氮含量,或在相同Nmass时类群1比类群2具有更小的比叶面积.在8个人工物种中,柠条锦鸡儿、中间锦鸡儿、绵柳和西北沙柳等灌木属于类群1,而甘草、小叶锦鸡儿、柽柳和青杨属于类群2,前者比后者具备更好的干旱适应机制,建议在生产上优先考虑前者.流动沙丘野生短命草本植物具有较低的叶氮含量和较高的比叶面积,这一特征与流动沙丘土壤贫瘠及其生长期内降水集中和土壤水分含量相对丰富密切相关.
摘要:天山云杉(Picea schrenkiana)林是天山林区的重要针叶林.研究调查了两块分别代表天山云杉不同演替阶段的标准地,应用Ripley's K系数法研究了天山云杉种群空间格局与动态.结果表明:天山云杉是聚集型种群,天山云杉活立木、枯死木、天山桦(Betula tianschanica Rupr.)和天山柳(Salix tianschanica Rgl.)的空间格局均为聚集型;天山云杉枯死木的聚集强度大于天山云杉活立木的聚集强度;天山桦和天山柳的聚集强度大于天山云杉枯死木的聚集强度;天山桦和天山柳的空间格局随种群所处的演替阶段不同而不同,增长型种群在所有尺度上其空间格局都为聚集型,在大于70 m尺度上表现为均匀格局,而天山云杉成熟林中的天山桦和天山柳只在小尺度(0~40 m)上表现为聚集.随着天山云杉的生长,其聚集强度逐渐减小,聚集半径不断增大.从50a以下天山云杉到50~100a的天山云杉其聚集强度急速减小,这有利于天山云杉幼树获得足够的资源,是天山云杉幼树的一种生存策略或适应机制.150a以上天山云杉的聚集强度增加,这是由于天山云杉生长到150a左右时开始出现成熟后死亡,形成林窗有利于天山云杉林的更新.研究还对Rip1ey's K系数法和频次检验法进行了比较,Ripley's K系数法能够分析各种尺度下的种群空间格局,且不受样方大小的影响,结果清楚、直观.
摘要:通过研究福建三明莘口林场33年生格氏栲和杉木人工林细根生物量与树木位置和胸径大小的关系,探讨人工林细根水平分布特点.用土芯法(土钻内径6.8cm,深100cm)测定细根生物量,格氏栲和杉木人工林分别随机取土芯41个和40个,同时记录离取样点最近的第1棵、第2棵和第3棵树的距离和胸径.格氏栲和杉木人工林细根生物量平均值分别为3.266 t/hm2和2.048 t/hm2,变异系数分别达37.3%和42.8%,细根生物量均遵从正态分布(p<0.05).格氏栲和杉木人工林细根生物量均与离取样点最近第1棵、第2棵树的距离有显著的负相关,且以与最近第1棵树距离的相关系数最大.格氏栲人工林细根生物量与最近第1棵树的胸径呈显著的正相关(p<0.01),而与最近第2、第3棵树的胸径无关(p>0.05);而杉木人工林细根生物量则与最近第1、第2和第3棵树的胸径均无显著相关(p>0.05).逐步多元线性回归分析表明,离取样点最近第1棵树距离和胸径可解释格氏栲人工林细根生物量水平变异的41.0%,而离取样点最近第1、2棵树距离则可解释杉木人工林细根生物量水平变异的40.6%.由于人工林细根水平分布呈现特定模式,规则取样估计细根生物量将产生系统误差.
摘要:对广泛分布于中国北部草原区沙地与荒漠区的6种沙蒿进行野外实地考察、标本查阅、分布区气象数据搜集与土壤成分测定,通过分析得到以下结果:①差不嘎蒿为东蒙古-科尔沁分布种,褐沙蒿是浑善达克沙地分布种,黑沙蒿为腾格里-鄂尔多斯分布种,白沙蒿为戈壁-蒙古种,准噶尔沙蒿为中亚种,乌丹蒿为科尔沁沙地西部种.②黑沙蒿、褐沙蒿、差不嘎蒿呈现出从西南向东北的地理替代分布,白沙蒿与准噶尔沙蒿构成东西向的地理替代分布.乌丹蒿由于与另几个种的亲缘关系较远,不作为这几个种的地理替代种.③利用方差分析的方法分析了5种沙蒿分布区内的热量、水分及土壤指标的差异,在黑沙蒿、褐沙蒿与差不嘎蒿这一地理替代中,黑沙蒿在年均温、最冷月均温、年较差、寒冷指数、6~7月份降水、湿润指数、水热综合因子、土壤酸碱度、土壤全磷含量上均与另两个种存在着显著差异.黑沙蒿向东北被褐沙蒿所替代,应该是水热以及土壤因子的综合作用.褐沙蒿与差不嘎蒿分布区内,主要是5~6月份的降水存在着显著差异,也就是生长季前半期的干旱是褐沙蒿区别于差不嘎蒿并使两者之间发生替代的原因.对于白沙蒿与准噶尔沙蒿这一对地理替代种,同样是降水的变率是两者发生替代的原因.
摘要:研究额济纳绿洲胡杨群落演替中的生物多样性指数与胡杨林年龄、密度、地下水埋深、地表土壤含水量的相互关系,及胡杨更新中的根蘖株数、实生株数与胡杨林年龄、密度相互关系.结果表明:胡杨种群在更新过程中根蘖株数与胡杨年龄、密度相关显著,根蘖性随胡杨年龄增长而加强,随密度增大而减弱,实生株的分布与胡杨年龄相关显著,而与密度、遮萌度相关不显著,实生苗只出现在中龄林中,而在老龄胡杨林和幼龄胡杨林中均无胡杨实生苗;胡杨群落演替过程中生物多样性与群落的土壤含水量、地下水埋深和林冠遮萌度相关不显著,而与胡杨的年龄、密度相关显著,胡杨群落在演替过程中生物多样性和均匀度增高,个体数量却减少,胡杨在种群发育过程不仅表现出自疏现象,并在群落演替过程中表现明显的排斥异种现象.一个观点:逆境生存的建群植物种个体繁殖的最大收益性导致群落演替出现间断现象.由于极端环境胁迫下,胡杨在繁殖对策选择上,在胡杨林内胡杨种群更新选择以无性繁殖为主,而在胡杨林外的其它生境中胡杨种群更新以有性繁殖为主.针对上述观点,胡杨保护和更新在不同的生境中以不同的更新方式进行.
摘要:利用基于Monteith光能利用率理论的碳通量估算模型C-FIX,1km分辨率逐句SPOT/VEGETATION遥感数据和全球1.5°×1.5°格网化逐日气象数据,估算了2002年中国西部地区植被净初级生产力(NPP).对西部地区植被NPP的空间分布格局、季节变化及不同土地利用类型植被的NPP总量和平均生产力水平进行了初步研究.结果表明:2002年我国西部地区植被年NPP总量约为0.96PgC(1Pg=1015g).西部地区年NPP空间分布基本格局是东南和西北两区域高,然后以东南西北方向为轴心逐渐向内陆中心迅速递减,该分布格局与各区域的水热条件差异和植被类型的地带性分异规律紧密相关.西部地区陆地生态系统NPP具有显著的季相变化规律,这与温度、降水的季节变化以及人为生产活动安排有很高的相关性.西部地区尽管土地面积广阔,由于区域气候和自然条件相对恶劣,导致土地资源可利用率差,生态系统整体生产力水平相对低下,区域内各种土地利用类型植被的生产力水平差异大且空间分布十分不均衡,是我国生态环境相对脆弱的区域.
摘要:由于自然条件的变化、工农业的不合理开发、人口的剧增以及水库和涵闸水利设施的盲目建设等,引发了白洋淀一系列生态环境问题,主要表现为干淀、水污染、生态环境退化、泥沙淤积、湖泊萎缩以及航运中断等.恢复和重建已遭破坏的白洋淀湿地生态系统,并使其至少维持在最低生态水位上是至关重要的问题.在分析白洋淀生态系统功能的基础上,利用水量面积法、最低年平均水位法、年保证率设定法和功能法等4种方法对其最低生态水位进行分析和计算,计算结果分别为7.32m、7.33m、7.28m和7.27m.通过合理性分析,认为取它们的平均值即7.30m作为白洋淀最低生态水位是合理的,符合白洋淀实际情况.
摘要:以MODIS影像数据为基础,利用Fragstats为工具,对泾河主干沿岸做10 km缓冲区(Buffer),从景观水平和类型水平上,分析河岸带景观格局的梯度变化,同时对产生这种梯度变化的驱动力进行分析.结果表明泾河自上游而下,景观水平上的景观指数有3种不同的变化类型:(1)上升型(2)下降型(3)无明显趋势,表现出斑块数量、丰富度、连接度的递增,形状指数、分维数和斑块大小的递减;类型水平上以农田、草地和农草交错类为主,这3种类型的景观指数表现突出,具有明显的峰值.景观格局的梯度变化受到温度、降水、土壤等影响,同时,人为干扰也是不可忽视的重要因素,经济发展,人口增加使景观类型及其分布格局发生巨大的变化.景观格局的数量化对生态系统评估、监测起重要的作用.
摘要:采用指标体系评价法,按自然指标体系,从生态系统活力、组织结构、系统服务功能和土壤健康等方面,以内蒙古黄土丘陵沟壑区为研究对象,分别选择原生植被区、人工恢复治理区、退化未治理区等3个佯区,对其生态系统健康状况进行分析和评价,提出了适合于该区域的生态系统健康评价指标体系和权重体系,建立了适合于该区域的生态系统健康评价指数、评价模型和指标分级标准.最后,从自然生态学角度,结合研究区的实际情况,对该区域的生态系统健康恢复途径、生态系统管理和可持续发展策略提出了一些具有针对性的建议和措施,并对生态系统健康评价的进一步研究进行了展望.
摘要:由于碳酸盐岩岩性的不同,发育的喀斯特在生态环境因子的组合和质量上有较大的差异,形成了不同的石漠化类型.在大量典型样地调查的基础上,以岩性、小生境种数、小生境组合、裸露石面面积、石砾含量和土壤总量6个因子为指标,通过聚类分析和主成分分析相结合的方法,将喀斯特石漠化分为2大类型,即显性石漠化和隐性石漠化,分析比较了它们的主要特征.同时,分别石漠化类型选择了程度评价指标,用坐标综合评定法和欧氏距离公式建立了石漠化数量评价模型,即石漠化程度指数模型,用石漠化程度指数对样地的石漠化现状进行了评价,将64个样地划分为未石漠化,轻度、中度、强度和极强度5个等级.
摘要:构建了机理性植被净第一性生产力模型(Vegetation-Soil-Integrated-Model,VSIM),该模型将土壤水分动态过程与植被生长过程相耦合,用以分析黄土高原丘陵沟壑区土壤水分对植被生产力的影响.模型考虑了叶片尺度上气孔导度对净光合过程和蒸腾过程的影响,在此基础上通过考虑植被冠层结构和地形因素的影响对模型进行尺度转换,并以位于黄上高原丘陵沟壑区纸坊沟流域的观测数据对模型进行参数化和验证.结果表明对于生物量的模拟草本和半灌木比乔、灌木好,主要植被类型LAI 的季节变化与观测结果具有很好的一致性,模型能够反映出流域降雨-产流过程,并且基本上也能够反映土壤水分的时空变化范围.模拟结果表明,刺槐林和苹果林属于高光合-低蒸腾类型,农作物、白羊草群落和达乌里胡枝子群落属于高光合-高蒸腾类型,铁杆蒿群落和茭蒿群落属于低光合-低蒸腾类型,而沙棘灌丛和柠条灌丛的净第一性生产力居中,但蒸腾量较高.流域内土壤水分在多年序列上基本平衡,而在不同的水文年表现出失衡.其中刺槐林、苹果林和沙棘灌丛的多年平均土壤水分在年内存在少量亏缺,铁杆蒿群落和茭蒿群落略有增加,而其它植被类型基本保持平衡.丰水年不同植被类型土壤含水量都明显高于欠水年,土壤水分含量的变化在丰水年表现为盈余,而在欠水年表现为明显的亏缺.