纵向岭谷区高速公路建设对沿线植物生物量的影响

选定西南纵向岭谷区大保（大理-保山）和思小（思茅-小勐养）两段高速公路，按照地貌条件的不同（山顶和山腰），在垂直公路方向上对沿线各样点（距离公路分别为5m、20m、40m、80m、120m和200m）及其参照点处的各类植被（乔木、灌木和草本）的生物量进行了测定；对比分析了高速公路建设对沿线各样点处各类植物生物量的影响特征和强度；拟合了公路建设干扰下其沿线各类植物的生物量随距离公路远近而变化的回归方程，确定了公路建设的影响范围；对不同地貌条件下两条公路对沿线各类植物生物量的影响范围和强度进行了比较分析。结果表明：（1）高速公路建设通过影响绿色植物的数量和光合作用等生理过程对沿线植物生物量产生了影响，其影响类别有正负两种，乔木主要受负面影响，灌木和草本主要受正面影响；（2）高速公路沿线乔木层的生物量随距离公路远近变化的曲线呈“J”形。最大值出现在距离公路最远样点处，最小值出现在距离公路最近样点处；灌木和草本层生物量的变化曲线呈“单峰”形，最大值在距离公路20—50m范围，紧邻和远离公路的样点处均较小；（3）两条公路对沿线植物生物量的影响范围和强度因路段、地貌条件和植被类型而不同，大保高速公路对沿线各类植物生物量的影响范围、对乔木层生物量的影响强度大于思小公路，对灌木和草本层生物量的影响强度小于思小公路；高速公路建设在不同地貌条件下的影响范围和强度满足：山腰〉山顶，对各类植物的影响范围满足：草本〉灌木〉乔木，影响强度满足：乔木〉草本〉灌木。

道路网络扩展对区域生态系统的影响——以景洪市纵向岭谷区为例

道路网络的存在和扩展影响着周边景观的生态格局和过程,进而影响区域生态安全,定量表达道路影响域生态系统变化对生态系统管理具有重要意义。选取景洪市为研究区,利用缓冲区分析、对比分析和情景分析,研究道路与生态系统格局变化的关系,进而揭示不同道路类型对区域生态安全的影响。结果表明:近20a研究区林地、灌丛有所减少,旱地和建设用地增加显著,而道路为显著的驱动因子。景观的多样性,均匀度,斑块密度和人工干扰指数也随着道路缓冲距离增加而降低。道路影响域内林地受道路影响最大,其次为草地,旱地或灌丛,而旱地的斑块数目受低等级道路影响最多,其他等级林地数目最多。情景分析表明,随着道路网络的扩展,生态系统分维数、斑块数目增加,平均斑块面积减少,显示破碎化程度加剧,而低等级道路对区域景观格局的变化贡献率最大。

纵向岭谷区生态系统变化及西南跨境生态安全研究

位于我国西南、以纵向山系和大河为主体特征的纵向岭谷区,其地表主要自然物质、能量输送和人类活动等,表现出明显的“通道—阻隔”作用,产生了复杂多样的关联效应:使其成为亚洲大陆主要的纵向生物走廊、避难所和我国与东南亚重要的生态廊道,拥有北半球除沙漠和海洋外的各类生态系统,是全球生物物种的高富集区和世界级基因库,但其生态脆弱、灾害频发;主导了区内多民族沿河谷分布、在山间盆地聚居的“大分散、小聚居”格局,其社会经济发展地域分异大。因此,该区一直是地学和生物学等研究地表复杂环境系统与生命系统演变规律的关键地区,在全球具有不可替代性;同时,该区资源富集,短期开发行为多、环境退化加剧、贫困普遍,保护与发展矛盾极为突出,在西部具有典型性和代表性。

纵向岭谷区公路沿线土壤表层重金属空间分异特征

以纵向岭谷区内云南省境内的丽江—景洪公路沿线作为案例研究区,根据路段所处的地理位置、公路等级、修建的时段,将其分为北段、中段和南段。通过公路沿线94个样点的土壤表层重金属全量分析,研究了土壤重金属沿公路的纵向、横向和垂向分异特征性。在纵向上,Cu,Zn,Pb,Cr,Cd,As,Mg和Mn等8种重金属全量存在北段高于中段和南段的特征;相关性分析结果表明公路建设对铅、镉、锌的纵向差异存在一定影响。横向空间分异性显示,虽然在不同的土壤种类和利用方式下,土壤重金属含量值差异很大,但公路沿线重金属与公路距离之间存在显著相关关系,表明公路对横向的空间分异性存在决定性影响,影响带宽度约为50m;垂向分析结果表明,自然土壤中重金属的垂向分异性不如横向分异明显,仅显示在近公路处有重金属富集现象;而在公路施工区,受人工护坡等工程的局部影响,垂向分异性不显著。

各等级道路网对纵向岭谷区景观结构健康的影响

景观健康是近年来景观生态学与生态系统健康学相互交叉、相互耦合的一个新的研究领域.从景观结构角度,利用缓冲区、情景对比和景观指数等分析方法,研究了各等级道路对我国西南纵向岭谷区景观结构健康的影响.研究结果表明,我国西南纵向岭谷区道路影响生态系统的面积占区域面积比例的5.42%,低等级道路对生态系统的面积和景观破碎化影响较显著,而对耕地和建设用地的影响弱于高等级道路;由于道路对生态系统变化的驱动作用,使耕地和建设用地在道路影响域的面积比例高于其在全区的比例.随着道路网的扩展,景观结构健康指数从不考虑道路对生态系统影响下的0.42下降至考虑所有道路对生态系统影响下的0.24,从一般状态下降到亚健康状态,景观结构健康随着道路网密度的增加,其下降幅度较大.纵向岭谷区具有特殊的地理环境与生态系统,研究道路对该区的景观结构健康的影响,具有理论与现实意义.

云南纵向岭谷区道路网络对生态系统影响的尺度效应

云南纵向岭谷区具有复杂的生态系统,其生物多样性在全球中具有重要地位,但是由于人类活动的影响,尤其是道路网络的发展及其导致的土地利用变化,使得该地区生态系统退化日益严重。选取2km×2km、4km×4km、6km×6km、…、20km×20km网格进行多尺度相关分析和方差分析,研究云南纵向岭谷区道路网络与生态系统分布的相关性及其独立和交互作用,分析道路网络对生态系统影响的尺度效应。然后又进一步研究了道路网络和地形因子(比如海拔、坡度和坡向等)对生态系统的独立和交互作用。研究结果表明,道路网络与生态系统分布的相关性与路网等级有关,其相关程度与路网等级呈反比,随着尺度的变化,道路网络与生态系统分布的相关性表现为增强型、减弱型、质变型和无尺度效应这4种类型。在大多数尺度下,道路网络和地形因子对生态系统分布既有独立作用,也有交互作用。其中,高等级路网的独立作用比较显著,而低等级路网的独立作用不太显著。但是,随着尺度的增大,县乡路网、乡村路网和小路网对生态系统分布的独立和交互作用均显著,且表现出高度的相似性,表明地形对低等级道路具有明显的干扰或屏蔽效应。

纵向岭谷区冬、夏水热条件空间分布研究

利用纵向岭谷区内76个测站降水、温度资料和大气环流资料,研究该区冬、夏两季降水的空间分布规律。结果表明:纵向岭谷区多年平均冬季降水空间上沿河流呈纵向分布;但纵向岭谷独特地形对冬季降水变化的空间分布影响不明显;冬季气候平均温度大致呈东西向带状分布,由低纬到高纬温度逐渐递减;在区域上,纵向岭谷独特地形的“通道—阻隔”作用对冬季温度空间分布的影响不明显;但在怒江和澜沧江流域,这种影响则较为明显。纵向岭谷区多年平均夏季降水空间分布主要由纵向岭谷的“阻隔”效应,以及夏季从孟加拉湾来的气流和从南海来的气流在相应迎风坡面辐合,形成两支较强的上升气流所致;而纵向剖面大气环流的变化则较为均匀,显示了纵向岭谷的“通道”效应。纵向岭谷的这种“通道—阻隔”效应使得西南季风和东南季风在区内交汇,并使区内夏季降水空间上及夏季降水的变化沿河流呈纵向分布。地形对怒江、澜沧江流域夏季温度空间分布的“通道—阻隔”作用较明显;对夏季温度变化的“通道—阻隔”作用则在纵向岭谷西北部地区最明显,但其余地区地形的作用则相对较弱。

云南纵向岭谷地区气候变化对河流径流量的影响

以云南纵向岭谷地区历年逐月径流量观测数据和云南的逐月雨量和气温场观测数据为基础,应用统计分析和小波变换的分析方法,研究了云南纵向岭谷作用下的年际气候变化及其对国际河流年径流量变化的影响。结论为由于云南纵向岭谷区的特殊下垫面作用,云南月降水量场变化与云南国际河流月径流量变化的高相关区中心的纬度差异不显著,但经度差异却十分显著;澜沧江气候区的年降水量明显大于其东部的李仙江和元江气候区的年降水量,其年降水量的偏差则明显小于它们;元江气候区的年平均气温明显低于其西部的李仙江和澜沧江气候区的年平均气温,其年平均气温的偏差也明显小于它们;与云南纵向岭谷作用下的年降水量变化特征相对应,元江的年径流量偏差也明显大于其西部的李仙江和澜沧江的年径流量偏差;云南纵向岭谷对西南季风的阻隔作用较大,而对东北季风的阻隔作用相对较小;云南纵向岭谷作用下的年降水量变化主要表现在较小的时间尺度上,随着时间尺度的增大其作用变小;云南纵向岭谷对于年气温变化的作用比年降水量变化的作用要小;近几年来,各气候区的年降水量变化的主要特征是偏多趋势,受其影响,云南国际河流的年径流量变化也主要表现为偏大趋势;近十几年来,各气候区的年气温变化的主要特征是显著偏高。

纵向岭谷区北回归线一带年降水区域分异特征

利用纵向岭谷区北回归线沿线及南北两侧的24个站点1961-2007时段月降水资料,基于全部站点的年降水主要特征统计,以及北回归线沿线的9个站点的年降水变化的趋势性和阶段性检验、9个站点间的年降水和5-10月各月降水序列的相关性检验,分析研究区的年降水及变化分异特征。结果表明:研究区年降水主要特征及其年际变化,呈现出西部、中部、东部的空间分异,即三个区域各自内部自相似度高,而三个区域之间分异明显。北回归线沿线9个站点的年降水序列都未表现出明显的"突变趋势性—阶段性"变化。研究区中部"岭—谷"相间的地形格局,对中部区域降水空间分异产生一定的影响,但相邻站点间多年际降水序列呈高度相关,意味着控制中部区域降水的决定性因素并不存在明显分异,间隔分布的"岭—谷"地形会带来局地性降水量的分异。

纵向岭谷区公路沿线土地利用变化与扩展效应

运用A RC I/NFO软件,对纵向岭谷区内典型公路沿线1km、2km、5km和20km缓冲带土地利用数据进行分析。通过土地利用转移矩阵、土地利用程度综合指数和扩展强度指数,研究了公路沿线土地变化及公路的扩展效应。研究表明:①各缓冲带内均存在林地向耕地和草地退化的现象;②研究区自然状况完好,林地与草地所占比例之和均超过土地总面积的80%,但存在一定的内部差异性;③景洪各缓冲带土地利用程度排序为La2k0m>La5km>La2km>La全区>La1km,保山土地开发利用程度高于景洪,排序情况La1km>La2km>La5km>La全区≈La2k0m;④公路的扩展效应与土地利用程度综合指数基本上是一致的,但扩展效应不显著。受地形地貌条件的限制,公路扩展效应的影响阈为公路周边1～5km。

纵向岭谷区参考作物腾发量变化的特点和趋势

以Penman Montieth方程分析了西南纵向岭谷区大理、元江、保山、昆明、景洪站46～48年的逐日ET0及其余25个站1961～2000年逐月ET0系列.研究结果表明：日最高温度是年内ET0变化主导因素,年际变化主要受日照时数影响,个别站为最高气温或风速,短期ET0变化与雾无直接关系.利用Mann-Kendall法对各站年际、年内分季节ET0趋势检验,56.7%站点的年ET0呈显著增加趋势,分布于澜沧江耿马-思茅-勐海一带以及横断山区维西、福贡等地.分季节逐日ET0变化趋势为,昆明夏秋季显著下降,景洪冬春季显著增加,元江、保山、大理有增有减.降水量增加、气温升高,蒸发和日照时数减少,导致80%的站ET0呈下降趋势,湿润指数普遍增加.

道路影响域的界定及其空间分异规律——以纵向岭谷区为例

以纵向岭谷区道路网络为研究对象,考虑地形等相关因子,利用GIS图形叠加分析得到区域道路影响域的范围,进一步统计道路影响域面积与区域面积的比例,探寻道路对区域影响的空间分异规律,并分析其与道路密度、人口密度、村庄数目、生态承载力、平均海拔高度等因素的相关性。结果表明:纵向岭谷区道路不同等级具有不同的影响域范围,区域道路影响的空间分布存在差异,由省会昆明逐渐向周边辐射减小,红河流域高于澜沧江流域和怒江流域。在纵向岭谷区东部、北部、西南部部分地区道路影响呈现显著的空间集聚效应。影响因子的相关性分析表明,道路影响域比例与平均海拔高度不相关,与道路密度、人口密度、村庄数目、生态承载力相关显著。

参考作物需水量计算方法在纵向岭谷区的应用对比

利用纵向岭谷区内58个典型站点1971-2000年逐月气象资料,以及昆明、元江、大理、景洪、保山等5个站点建站至2000年逐日气象资料,从逐日、月及年的不同时间尺度,以Penman Montieth方程计算结果为标准,分析修正Penman法、Priestley Taylor、Hargreaves等不同方法计算参考作物腾发量的适用性。在月和年时段上,修正Penman法较标准值偏小1%-19%,3-10月份平均误差小于6%,各流域之间存在一定差异。不同水文频率年Priestley Taylor和Hargreaves公式计算的逐日ET0,都不同程度地比标准值小,昆明、保山、大理等半干旱或半湿润地区,Priestley Taylor公式计算结果更接近于标准值,平均误差11%-16%左右;景洪等湿润地区Hargreaves公式与标准值误差最小,为15%左右;但接近干旱区的元江则2种方法的结果都存在较大差异,相对误差大于25%;各月ET0的变异系数是Priestley Taylor大于Hargreaves公式,且绝大多数月份小于0.20;不同天气类型时Priestley Taylor计算精度变化大,晴和多云天气情况下的误差小于16.3%,阴雨天则误差比Hargreaves公式大,后者的计算精度在各种天气条件下较稳定;误差在年内的分布是7-8月最小,年初和年末最大,变化趋势与修正Penman法的对比结果相同。各种方法的ET0计算结果与标准值的相关系数均大于0.80。

纵向岭谷区高速公路干扰强度对沿线植物主要生理生态特征的影响

选定西南纵向岭谷区的大保(大理—保山)和思小(思茅—小勐养)2段高速公路,在分析公路建设对植物生理特征影响方式的基础上,采用方差分析和LSD检验等方法研究了高速公路干扰强度对沿线主要建群种植物光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等指标的影响.结果表明1)高速公路建设对植物生理生态指标的干扰强度随着与公路距离的增大而逐渐减弱;2)随着公路干扰程度的加剧,选定乔木的Pn和WUE整体呈下降趋势(p<0.05),Tr呈上升趋势(p<0.05),灌草植物Pn、WUE和Tr在整体上均呈增大趋势(p<0.05),但Ⅰ级、Ⅱ级和部分Ⅲ级干扰对各指标的影响不大(p>0.05);3)2条公路沿线各选定植物的生理生态指标变化幅度不同,大保公路沿线选定的乔木和灌木植物Pn、WUE和Tr,草本植物Pn的变化幅度大于思小公路沿线;不同植物类型比较,选定的灌木和草本植物Pn和Tr的变化幅度大于乔木,WUE变化幅度小于乔木.

基于RV指数的道路网络干扰效应空间分异研究——以云南省纵向岭谷区为例

不同尺度下道路网络干扰效应空间分布差异研究及其驱动因子识别,对进一步研究道路网络引起的生态系统演变具有重要意义。利用表示道路网络干扰效应的RV(Roadless Volume)指数,以云南省纵向岭谷区为案例区,在不同尺度上分析了道路网络干扰效应的空间分布差异。结果表明,云南省纵向岭谷区道路网络干扰效应总体呈现中部高、两边低的趋势:地州及县域尺度上,干扰效应主要集中在昆瑞公路沿线的地州及县市;流域内部分区尺度上,各个流域的中下游地区干扰效应较强;流域尺度上,红河流域相比其他流域干扰效应强。进一步的相关性分析表明,道路网络干扰效应受生态承载力、道路密度和海拔高度等因素的驱动。

西南纵向岭谷区河道生态需水计算方法

西南纵向岭谷区流域独特的地理地貌、气候气象、生态水文以及人文社会环境决定了河道生态需水计算的特殊性。时空尺度上的跨越性及梯度效应决定需要从时空以及频度尺度上进行河道生态需水量的界定,在进行区域生态特征分析的基础上提出了生态径流-需水系数综合计算河道生态需水量模型;基于河道生态特征、功能、结构以及社会环境与河道生态需水量间的相互关系,构建了河道生态需水评估指标体系,包含生态需水特征分析指标、需水影响要素分析指标以及需水趋势分析指标3部分,为进行河道生态需水计算提供定量计算与定性分析依据;根据河流水文情势的周期性变化,提出变异系数与生态特征指数综合设定河道生态需水等级系数的方法;考虑到水文情势的自然摆动,提出了生态径流量的频度计算方法;本文并以澜沧江为例就有关的过程进行说明。

纵向岭谷区不同景观类型的服务价值

基于2001年纵向岭谷区的遥感影像,将研究区划分为森林、草地、农田、湿地、水体、城镇、冰川7个一级景观类型,根据气候带、植被及地貌划分了26个二级景观类型,并利用中国陆地生态系统服务价值的研究成果,在GIS技术的支持下,对纵向岭谷区各景观类型的服务价值进行了研究.结果表明:纵向岭谷区总服务价值为5302.35×108yuan.a-1,占中国总服务价值的9.47%;在研究区提供的年服务价值中,土壤形成与保护的服务价值所占比例最高,占18.50%,其次是气体调节和生物多样性保护的服务价值;受景观类型分布广度和单位面积服务强度的综合影响,占研究区总面积66.11%的森林景观对区域总服务价值的贡献最大,贡献率达85.34%,其次为草地和农田景观.

我国西南纵向岭谷区环境与发展问题初步研究

我国西南纵向岭谷区是我国西南与东南亚极为重要的生态走廊,生态变化直接影响我国跨境生态安全及资源保障。该区南北方向"通道"和东西方向"阻隔"作用的形成主要是由于大气环流、南北走向山脉对季风的阻挡作用和人为作用的影响。其生态效应主要表现为植被分布的三维地带性规律;干旱河谷发育,生态脆弱;生态系统类型多样,格局复杂。"通道-阻隔"作用的形成因素和生态效应亦作用到社会经济活动上。研究表明该区跨境生态安全研究中的重要科学问题:纵向岭谷区生态系统的变化趋势及主驱动力:纵向岭谷区重大工程建设的生态效应;纵向岭谷区的跨境生态安全及调控。为了适应该区跨境生态安全和社会经济发展的需要,必须有一个生态-经济综合区划作为研究基础。本文以生态地理地域系统为基础,引入社会经济指标,对研究区进行生态-经济分区,共划分为三个温度带,7个自然地带,19个自然区和55个经济小区。

云南纵向岭谷区道路网络对生态系统影响的阈值分析

云南纵向岭谷区由于受到人类活动,尤其是道路网络的影响,使得该地区生态系统退化日益严重。通过云南纵向岭谷区路网密度与生态系统转换(1980～2000年期间)的多尺度空间相关分析,研究了路网的对生态系统的影响及其阈值。研究结果表明,路网是导致有林地向疏林地、有林地向中覆盖度草地、灌木林地向疏林地转变的主要影响因子。路网导致有林地向疏林地转变的路网密度均值为0.8381～0.8800km/km2,导致有林地向中覆盖度草地转变的路网密度均值为0.6984～0.8124km/km2,导致灌木林地向疏林地转变的路网密度均值为1.2770～3.6426km/km2。随着尺度的增大,路网密度的变化不显著。路网影响阈值的研究,开始从定量的角度探索道路网络对生态系统的影响,对公路建设、规划和管理具有一定的理论和应用价值。