高寒条件下根际环境对极小种群大理白前竞争能力的影响

大理白前(Cynanchum forrestii Schltr)是中国无危极小种群野生植物,研究高寒环境下大理白前-根际土壤系统的化学计量特征及其元素吸收,有助于解析极小种群的生存策略及其对环境的适应能力。以川西九龙县高寒草甸中的大理白前为对象,研究了其种群特征、光合色素特性、植物体和土壤的化学元素、根际土/非根际土的养分和细菌多样性。结果表明:与非根际土相比,根际土P、C/P和N/P较高而C/N较低,有机质(SOM)、全磷(TP)、全氮(TN)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)增加;大理白前根际土P与茎的N、C/P、N/P呈正相关,而与P、C/N呈负相关。高通量测序表明,根际土/非根际土的优势细菌包括6个类群。根际土的变形菌门、芽单胞菌门相对丰度较高,而酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门的相对丰度较低,拟杆菌门相对丰度降低了45.53%,变形菌门相对丰度增加了32.89%。RDA分析结果显示,变形菌门相对丰度与土壤C、N、P呈正相关。在高寒草甸中,大理白前株丛呈均匀分布,平均株高(27 cm)高于群落其他植物的平均水平,地上生物量占比高达41.24%,种群密度和生态位宽度较大;随着株高增加,叶面积增大,光合色素含量和Chla/Chlb先增加后下降,但比叶质量变化不大;根茎叶对土壤元素均具有富集作用,其中对Ca、Mn、Na、K、P富集能力和对P、Ca、K转移能力较强。叶的C/N、C/P和N/P高于根、茎,各器官的N/P均小于14,表明养分主要分配到根、茎且受N限制。上述结果表明,大理白前富集有益的土壤微生物以改善根际土壤养分状况,提高植物体对Ca、Mn、Na、K、P等元素的吸收和转移能力,增强抗冻和抗辐射能力,并借助株高和叶面积的优势,弥补了光合色素含量较低的缺陷,从而提高了大理白前在高寒环境中的种间竞争能力和适合度,但却加剧种内竞争,导致其株丛呈均匀分布。推测种内竞争激烈是大理白前局限分布的原因之一。

2000—2019年四川省植被恢复成效与影响因素

国家实施天然林资源保护工程与退耕还林等生态建设工程,为构筑长江上游生态屏障、促进长江流域经济可持续发展做出了突出贡献;评估退耕还林等生态工程实施后植被恢复成效及影响因素是促进区域植被恢复优化与生态环境改善的关键一步。基于MODIS MOD13Q1数据,应用Theil Sen斜率与Mann-Kendall趋势检验、“基线”评价方法、时空地理加权回归模型等量化不同时间尺度的植被时空变化、恢复成效和恢复机制。结果表明(1)植被覆盖状况良好,截止2019年底,四川省91%的区域植被出现增长,四川盆地东北部、四川省南部地区以及东南部乌蒙山、川西北高原地区植被覆盖较高;成都市内以及周围市区植被覆盖率较低。(2)植被恢复成效时空差异显著,占全省面积98.68%的区域植被恢复成效明显,高值区面积占比71.47%,集中于除成都平原外的四川省绝大部分区域。(3)气候变化对植被变化的影响以不显著为主,气温、降水对四川省植被恢复影响微弱,海拔和>35°坡度面积比等地理环境因子则以弱抑制作用为主。(4)在相对平稳的气候背景下,人均财政支出、耕地面积与人均GDP所代表的社会经济因素是植被恢复成效改善的重要影响因素。研究揭示的植被恢复效果及关键气候、地理环境和社会经济因子,可为植被恢复政策的优化提供一定理论支撑。

GIS与地统计学的土壤水分空间插值方法

空间连续的土壤属性数据是土壤信息系统工作的基础,土壤水分在土壤形成和土壤肥力上有着不可替代的作用.作为土壤水分变化的时空定量监测方法,土壤水分空间插值方法及其精度是数字土壤研究的重点,但不同空间插值方法对山地平原过渡地带土壤水分的影响尚不清楚.以龙门山与成都平原过渡地带的绵竹市部分区域为研究区,在土壤采样、测试获取土壤水分数据基础上,采用反距离权重法(IDW)、普通克里格插值法(Kriging)、径向基函数插值法(RBF)和回归克里格法(RK)等不同方法对土壤水分进行空间插值,并以土壤样点水分数据为参考值对其插值结果进行对比分析.结果发现:1)在众多插值方法中,克里格插值的适用性最好;而当目标变量空间自相关性较弱,与环境因子相关性较强时,回归克里格是较为优越的插值方法;当目标变量呈现出局部变异性时,最适宜采用反距离权重法;在目标变量在短距离内出现剧烈变化或样本值可能有测量误差或不确定性时,不宜使用径向基函数插值法.2)除了插值方法的选择外,采样点的密度和数目、插值方法中参数的设定以及空间自相关的范围和程度都是影响其插值精度的因素.3)从其插值效果中可以看出山地平原过渡带的土壤水分空间分布特征为西北山区的土壤水分含量明显高于东南平原,城镇周边土壤水分含量明显低于周围耕地.根据土壤水分含量的空间分布差异,各地可安排相应的农事活动.

基于遥感与GIS技术的川产道地药材川贝母适宜区研究——以暗紫贝母为例

本文根据川产道地药材暗紫贝母的生长适宜性要求,通过遥感与GIS空间分析、空间数据建库等技术,提取土地利用信息,结合暗紫贝母生长的环境指标进行量化和综合分析,得到川产道地药材暗紫贝母的适宜分布范围。结果表明,四川省红原、松潘、若尔盖、九寨沟、茂县、黑水、理县、平武、马尔康等地等地区为川产道地药材暗紫贝母的适宜分布区域,其中红原、松潘、若尔盖、茂县、黑水、马尔康、九寨沟7个县是暗紫贝母的主要分布地区,占适宜区总面积的45.2%。通过实地暗紫贝母资源调查得知,本次研究结果与暗紫贝母在四川省的实际产地基本吻合。研究表明利用GIS与遥感技术对暗紫贝母适宜区进行研究具有科学性和可行性,为暗紫贝母种植的区域布局提供信息支持。

川西北高原藏区农村贫困化分异机制探测

[目的]客观揭示农村贫困化地域分异机制,为科学推进川西北高原藏区精准扶贫创新途径、综合战略和认真贯彻落实中央治藏方略提供参考依据。[方法]应用地理探测器模型、GIS空间分析与地统计方法等方法,探测川西北高原藏区贫困村单位面积GDP分异的主导因素,揭示农村贫困化分异机制,提出不同贫困化地域类型的扶贫政策措施。[结果]影响川西北高原藏区农村贫困化分异的主导因素包括到主要交通道路距离、归一化植被指数(NDVI)、土地利用、年均温度和海拔高程等,各因素对贫困村经济发展分异的解释力分别为80.76%、12.82%、8.82%、5.45%和3.96%;贫困村经济发展贫困化的分异机制存在明显差异,可归纳为交通区位约束型、自然环境约束型和经济区位约束型等三大类型;农村贫困化驱动机制下的贫困村精准扶贫政策措施亟需因地制宜、科学推进、讲求实效,有序推进精准扶贫战略。[结论]精准扶贫应分类指导、重点突破,尤其加强贫困村交通、水利、公共基础设施建设和特色农牧业产业培植,注重多种扶贫模式的综合集成。

基于TVDI的山地平原过渡带土壤水分反演——以绵竹市为例

为了对生态脆弱的西部山地平原过渡带进行土壤水分监测研究。以绵竹市为例,利用Landsat8OLI/TIRS影像,获取了陆地表面温度(TS)和归一化植被指数(NDVI),通过温度植被干旱指数(TVDI)建立了土壤水分回归模型进行遥感水分反演,并通过野外采样数据对结果进行精度验证。结果表明:TVDI和土壤水分存在较强相关性(R=0.6553),能较好反映表层土壤湿度;土壤水分整体分布状况表现为西北山地地区高于东南平原地区,过渡带上山地向平原逐渐降低。因此,TVDI能较好反映过渡带土壤水分时空差异,对监测过渡带土壤干湿状况具有理论与现实意义。

2006—2016年岷江上游植被覆盖度时空变化及驱动力

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006—2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年"5.12汶川地震"对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力。结果表明:(1)2006—2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69%。(2)2008年"5.12汶川地震"给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km^2,占整个岷江上游面积的57%,2008—2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km^2,占整个岷江上游面积的71%,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平。(3)岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40%以上;地貌类型、植被类型的解释力在20%—40%之间;坡度、坡向的解释力均小于1%。

2000—2015年长江上游NDVI时空变化及驱动力——以宜宾市为例

选取长江上游地区生态环境相对脆弱的宜宾市为典型案例,分析其16年来NDVI所表征的植被生长动态变化。以MODIS MOD 13Q1为数据源,采用Sen+Manna-Kendall非参数检验方法和Hurst指数模型,分析NDVI时间变化特征、变化趋势与未来可持续特征,并应用空间转移矩阵和重心迁移模型分析其空间变化特征,最后应用地理探测器模型探测影响NDVI空间分布的主导因素,进一步揭示NDVI分异特征及其驱动力。结果表明:(1)2000—2015年宜宾市植被覆盖整体状况良好,自北向南逐渐优化,多年平均NDVI大于0.6的区域占52.06%。年际NDVI以极显著趋势波动增长,平均年际变化率达到0.007/a,极显著增长区域面积达70.18%。与此同时,NDVI增长整体持续性不强,未来可能出现波动的区域占53.65%。(2)2000—2015年间宜宾市植被生长以正向演进为主,演进过程和已有生态建设工程成效研究结论相符,生态环境不断优化。(3)宜宾市NDVI主要受一系列地表差异,包括海拔、年均温、土地利用类型、人口密度所决定,其因子解释力均超过25%,自然环境因素与人类活动共同作用对NDVI影响更加显著。

岷江上游土地利用与生态系统服务价值的动态变化

岷江上游是中国西南典型生态脆弱区之一,研究岷江上游土地利用与生态系统服务价值(Ecosystem Services Values,ESV)的动态变化,对区域生态保护,实现可持续发展具有重要意义。基于岷江上游2000、2005、2010和2015年四期遥感解译数据,利用CA-Markov模型预测了2035年土地利用格局,并引入空间异质系数、社会经济调整系数和资源稀缺系数对生态系统服务价值进行修正,构建适用于研究区的ESV评估模型,分析了岷江上游2000—2035年土地利用及ESV的时空动态变化。结果表明:1)岷江上游土地利用类型以林地和草地为主。建设用地和耕地面积持续增加,草地、水域和未利用地呈现波动变化;2)2015—2035年和2000—2015年相比,ESV增幅下降,土地提供生态系统服务的能力有所降低。维持生物多样性、保持土壤、气体调节、水文调节和气候调节是岷江上游生态系统的主要功能;3)岷江上游中东部及河谷地带是ESV低值及损失冷点集中区,西部地区是ESV高值及增加热点集中区;4)ESV对系数缺乏弹性,林地和草地面积的变化是引起生态系统服务价值变化的主要敏感因子。研究结果对研究区土地利用格局优化以及推行生态文明建设具有重要参考意义。

基于GIS的中国历代诗词地名提及的时空格局与归因

中国历代诗人创作的大量诗词时常提及的地名是诗人空间感知的自然流露。研究历代诗人创作诗词涉及的地名,有助于认识中国历史地理环境的变化过程。目前少有研究涉及这一范围,分析也有待深入。本研究基于GIS技术,以中国历代著名诗词为数据源,提取地名3 657个,按朝代先后分为9组,应用最近邻指数、核密度、平均中心、标准差椭圆等点分布模式分析算法,研究其时空格局及原因。结果表明:(1)时间上,历代空间感知重心存在绕历史总重心逆时针旋转的趋势,靠后朝代的感知格局除反映自身外还受到过往朝代的叠加影响。(2)空间上,中国诗人空间感知呈核心—轴线—背景面格局,核心是诗人的常住地,轴线是诗人在常住地间流动留下的迁徙轨迹,背景面是核心和轴线围成的弱感知区。(3)诗人的生命历程决定其空间感知,而个人的生命历程又处于社会历史大环境之中,因此,历代诗人的空间感知时空格局与中国经济、政治、文化重心时空格局基本一致。这一研究对分析中国历史重心的转移有参考意义。

Effects of the Land Use Change on Ecosystem Service Value Based on RS & GIS

Assessing the effect of land use change on ecosystem service value(ESV) can provide reference for sustainable land use and ecological environment protection. The land use information was extracted and analyzed based on Landsat TM images in Shuangliu County, Sichuan Province from 1992 to 2008, following remote sensing(RS) and GIS. The ESV of the land use change in study area was evaluated by adopting the service value method within Chinese terrestrial ecosystem. The results showed that:(1) the area of paddy field and forest land reduced in the 16 years, total area of construction land expanded fast on the basis of occupying paddy field and forest land.(2) The regional ESV increased by 4,508.859×104 RMB, but there is different change trend at different times, such as the ESV fell by 10.59% in 1992–2000, increased by 16.024% in 2000–2008.(3) The conversion from forest land and cultivated land to construction land caused a decline and negative flow in ESV, the total value was 2,197.233×104 RMB and 5,317.460×104 RMB.(4) All land use types showed that change of the ESV coefficient was less elastic, the relative sensitivity: forest land > cultivated land > water area. In terms of variability of ESV, water area change had greater influence on the change of ESV in the study area, and cultivated land and forest land had relatively smaller impact.

自然因子对四川植被NDVI变化的地理探测

许多研究已表明基于遥感的植被指数在地表过程和全球变化研究中具有重要作用,对认识植被变化的驱动因素具有重要意义,但自然因子对植被变化影响仍然难以量化。应用地理探测器模型,研究四川地区自然因子变化对植被分布的空间模式和植被变化的交互影响,并确定了促进植被生长的各主要自然因子最适宜特征。结果表明:①2000-2015年,四川植被覆盖度状况良好,中高、高植被覆盖面积之和均超过94%;归一化植被指数(NDVI)转化表现为NDVI> 0.4以上区域转化明显,中高和高植被覆盖区面积分别呈显著下降和上升趋势;植被覆盖时空变化差异显著,植被覆盖较高区域位于四川盆地东北部、川西北高原地区,植被覆盖较低区域分布于四川盆地中部城市密集区域。②土壤类型、高程和年均温度变化等因子较好地解释了植被状况的可变性。③自然因子对植被NDVI影响存在交互作用,自然因子协同效应呈现相互增强和非线性增强关系,两种因子交互作用增强了单因子的影响。④研究揭示的促进植被生长的各主要因子最适宜特征,有助于更好地理解自然因素对植被NDVI变化的影响及其驱动机制。

秦巴山区农村贫困化地域分异及其影响因素——以四川省仪陇县为例

[目的]文章以四川省贫困县仪陇为研究对象,通过空间自相关分析和GIS空间表达,揭示了仪陇贫困化空间格局和空间分布特征,提出相应的对策措施。[方法]运用地理探测器模型等对仪陇县贫困化影响因素进行探测分析,分析得出影响仪陇县贫困的主导因素,划分出不同贫困化地域类型。[结果]仪陇县贫困化空间分布呈现一定的集聚特征,并存在贫困发生率高值热点区和低值冷点区;海拔、到县城中心距离、粮食总产量、少数民族人口占比、大病保险人数占比、危房改造占比6个要素为制约仪陇县贫困化地域分异的主导因素;不同因素共同交互作用于贫困发生率时,影响效应大于单一因素;仪陇县存在自然环境制约型、地理区位制约型、经济条件制约型和社会要素制约型4种贫困化地域类型。[结论]仪陇县贫困化地域分异机制受多种因素影响,健全各项扶贫工作保障机制,统筹各项工作安排,科学、因地制宜地精准施策。