基于归一化建筑指数的北京市城市热岛效应分布特征

以北京市为研究区域,以Landsat TM影像为基础数据,定量反演亮度温度(Tb),提取归一化建筑指数(NDBI),并利用RS和GIS技术在东北-西南和西北-东南方向构建多个特征剖面,探讨Tb与NDBI的关系在空间上的分布规律。结果表明:(1)Tb和NDBI存在明显的正相关关系。(2)剖面上Tb与NDBI相关性的显著程度呈现由中心剖面向边缘剖面递减的格局。(3)剖面上Tb与NDBI相关性的显著程度受下垫面土地利用结构的复杂程度影响,土地利用结构越复杂,特征剖面上Tb与NDBI的相关性越显著。研究结果较好地揭示了建筑与温度相关性的空间分布规律,可为北京市未来的城市、绿地等规划提供一定科学依据。

渝北不同模式水源涵养林植物多样性及其与土壤特征的关系

以重庆缙云山8种不同构建模式的水源涵养林及林地土壤为研究对象,用物种多样性指数(Simpson指数、Shannon-Wiener指数)、均匀度指数(Pielou指数)和物种丰富度指数(Margalef指数)以及用土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量12个指标表征土壤的物理性状和养分特征,分析了8种群落的植物多样性、土壤特征及二者的相互关系。结果表明:物种多样性以广东山胡椒(Lindera kwangtungensis)×杉木(Cunninghamia anceolata)混交林最高。马尾松(Pinus massoniana)×广东山胡椒混交林次之,马尾松×柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk)混交林和毛竹(Phyllostachys pubescens)纯林最低。各模式林地土壤特征差异显著,以毛竹纯林土壤质量最差。在该地区针阔混交林对提高物种多样性和改良土壤作用显著,针叶林及纯林则较差。物种多样性指数与土壤特征因子的相关性分析表明,不同模式水源林群落植物多样性与土壤特征因子存在一定相关性,其中与土壤物理性状特征关系不显著,与养分特征关系显著。全N与全K与四个多样性指数呈显著或极显著的正相关,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和有机质、阳离子交换量、速效P呈显著的正相关,特别是有机质和全N两因子与物种多样性关系最密切。

坡面尺度上地貌对α生物多样性的影响

为了解地貌在坡面尺度上对α生物多样性的影响,采用主观采样法在陕北吴起县合家沟流域不同地貌部位进行了样地调查。利用SPSS16.0统计软件先后对各地貌部位物种组成及各物种的重要值、地形因子要素间、地形因子和群落α多样性之间分别做了聚类分析、相关分析和多元回归分析。结果表明:(1)地貌部位相似的群落聚类在一起,说明地形因子是影响物种组成、群落结构、生态系统等的重要因素。(2)海拔和坡位,坡向和坡度,地形指数和海拔、坡位、坡形之间的Pearson相关系数均大于0.8,双尾显著性检验概率小于0.05。(3)影响α生物多样性指标香农-维纳指数的地形因子按重要性从大到小依次是:坡位、坡向、海拔、坡形、坡度、地形指数,进一步分析得出在黄土高原丘陵沟壑区,沟沿线、光照、土壤水分和养分在影响α生物多样性指标上依次递减。(4)通过多元线形回归检验,得出坡位、坡向、坡形、海拔这四个地形因子与群落α生物多样性关系密切,建立的回归模型显著性检验可信度大,与样本数据的拟合度高。各地形因子数据归一处理后的回归方程为:香农-维纳指数=2.417-0.581×坡形-1.333×坡位+1.449×海拔+0.631×坡向。地形地貌特征在黄土丘陵区表现明显,研究它对生物多样性的影响可为该区植被恢复提供参考,但由于调查样地尺度较小,在应用推广上尚待进一步研究。

晋西黄土区林草复合界面雨后土壤水分空间变异规律研究

利用统计学方法对晋西黄土区林草复合系统界面上雨后表层(0～10 cm)、亚表层(10～20 cm)和20～40 cm土层土壤水分空间变异性进行研究。结果表明:草地、林地以及二者组成的林草界面的土壤水分含量、变异系数差别均不大,土壤水分含量随着深度的增加而减少,但土壤水分变异系数则相反;移动窗口法分析表明,林草界面对表层和亚表层的土壤水分影响范围均为4.0 m;草地土壤质量含水量的变异函数模型可以拟合成高斯模型,林地和林草界面则可以拟合球状模型,草地土壤水分总体空间异质性要大于林地和林草界面,草地土壤水分变异函数的平均变程为10.96 m,林草界面及林地土壤水分的平均变程分别为5.37 m和4.31 m。对于描述界面土壤水分分布情况,克立格制图直观性强,具有良好效果。

重庆缙云山典型林分土壤有机碳密度特征

在全球气候变暖背景下,土壤有机碳库已经成为全球碳循环研究的重点之一。文章对缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林土壤有机碳和C/N的特征进行了初步探索。结果表明,4种林分土壤有机碳含量和密度不同,且都随土壤深度增加有减少的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为:灌木林(22.40kg·m-2)>针阔混交林(12.02kg·m-2)>毛竹林(10.09kg·m-2)>常绿阔叶林(7.97kg·m-2)。常绿阔叶林、针阔混交林和灌木林土壤有机碳主要存储于土壤Ⅰ层,其单位面积有机碳储量分别占总有机碳储量的82.18%、75.37%和68.17%;毛竹林土壤有机碳主要存储于土壤Ⅰ、Ⅱ层,这两层土壤单位面积有机碳储量占总有机碳储量的79.29%。4种典型林分的土壤C/N比也随土壤深度的增加呈现减少的趋势,与这4种林分土壤有机碳的剖面变化吻合,C/N平均值大小顺序为:灌木林(20.08)>毛竹林(9.18)>针阔混交林(8.85)>常绿阔叶林(3.00)。

北方农牧交错带不同植被保护及恢复措施物种多样性研究

为研究不同生境类型及不同植被恢复方式植物群落结构特征及物种多样性,本文以位于我国西北农牧交错带的宁夏盐池为研究对象,根据不同植被恢复及保护措施特点,在宁夏盐池布设典型样地。样地类型分为:天然草地、退耕还草地、撂荒地、湿地、人工封育草地、流沙地等6种类型。植被调查采用样线和样方相结合的方法,内容包括:植物名称、株数、盖度、高度、生物量(鲜质量)等。运用生态统计学原理,结合BiodiversityPro、MicrocalOrigin等生态学统计软件对不同样地类型植物进行聚类、多样性指数计量等处理、分析。聚类分析表明:不同植被保护及恢复措施下,植物组成、群落结构、主要建群种等都表现出不同特点,不同样地具有各自不同的优势群落、主要建群种等;多样性指数计量结果表明:不同样地间由于生境类型、植被保护及恢复措施等不同造成样地间物种多样性的差异,湿地由于充足的土壤水分条件,无论是丰富度指数还是综合多样性指数都远高于其他样地类型,综合多样性指数D、H分别为12.783、2.915。此外,退耕还草地和天然草地多样性指数也较高,尤其是退耕还草地,D、H分别为11.514和2.696,是农牧交错带一种较为合理的植被恢复措施;多样性较低的是人工封育草地,D、H分别为2.599、1.576。造成人工封育草地物种多样性较低的主要因素一是随着封育时间的延长,优势种的优势地位不断加强、种间竞争等导致部分物种的消失等原因;二是随着封育时间的增加,土壤结皮加厚,水分入渗率和利用率降低从而导致植物群落衰退。

重庆缙云山环境因子对毛竹林土壤呼吸特征的作用

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对土壤呼吸特征及其与环境因子的关系的研究,有助于探索土壤呼吸的驱动因子。竹林是我国南方重要的森林类型之一,我国现有竹林520万hm2。研究竹林土壤呼吸特征有助于了解竹林土壤呼吸在陆地生态系统碳循环的特点。目前对于竹林土壤呼吸的研究上主要集中在探究土壤温度和土壤含水量等土壤因素对土壤呼吸速率的影响,但较少关注其受包括大气温度、大气相对湿度等在内的环境因子的影响。分析方法多采用单一的回归分析,不能很好地解释各因子间与土壤呼吸的相互作用。文章以重庆缙云山区毛竹(Phyllostachys pubescens)林为研究对象,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统,对重庆缙云山区毛竹林土壤呼吸速率及土壤温度进行测定。采用时域反射仪(TDR)对土壤含水量进行测定。试验期间大气温度、大气相对湿度、太阳辐射、平均风速等大气因子数据来自长江三峡库区(重庆)森林生态站(缙云山自然保护区)内的自动气象站。该文研究了土壤呼吸日变化、季节变化和年变化特征以及土壤呼吸与环境因子的之间的关系。研究结果表明,(1)土壤呼吸日变化较为平缓,最大值出现在16:00—18:00,最小值出现在6:00。季节变化明显,为单峰曲线,生长季明显高于非生长季,最大值出现在7—8月。(2)单因子分析表明土壤呼吸与土壤温度和大气温度显著相关。(3)通径分析显示土壤温度、大气温度和土壤含水量都是影响土壤呼吸的主要因子,三者共同作用可以解释74.1%的土壤呼吸速率。土壤温度通过大气温度对土壤呼吸的间接影响最大。大气相对湿度对土壤呼吸直接作用较大,但其通过土壤温度和大气温度对土壤呼吸的间接作用均为负作用且数值较大,从而大气相对湿度对土壤呼吸影响不明显。

封育草地土壤生物结皮对水分入渗与植物多样性的影响

盐池县柳杨堡乡从2000年开始采取封育措施,长期的无人为干扰使封育区内产生土壤生物结皮,结皮对水分有一定影响,进而影响封育区植被的恢复。采用双环入渗法分析生物结皮对土壤水分的影响,并通过对人工封育区内的植被调查测定去除土壤结皮前后的植物多样性变化。结果表明:有生物结皮覆盖的土壤入渗曲线的最高峰比无生物结皮覆盖的低约5 cm,有生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为0.8 cm·min-1,而无生物结皮覆盖的土壤初始入渗速率为2.6 cm·min-1,随着封育年限的增加,土壤生物结皮的覆盖面积及厚度逐年增加,结构也更紧密,影响土壤的水分入渗,不利于植被的生长,而通过对封育区内新翻耕土层和未翻耕的土层的植物多样性比较,新翻耕的土层中的植物多样性指数明显高于未翻耕土层。因此对封育区内采取适度翻耕,能够减少生物结皮对土壤水分入渗的负面影响,能够更有效的利用降水,促进植被恢复。