塔里木河下游植被和景观格局变化及其驱动力分析

利用RS和GIS手段相结合的方法研究了塔里木河下游的植被和景观变化，并分析了由于历史时期塔里木河水流量的变化而导致的地下水位变化、环境因子和人类活动对植被及景观格局的影响。 对环境因子与植被覆盖变化关系的分析结果发现： ⑴在1987年至2004年占研究区总面积26％的景观发生变化；而植被和水体的变化最大；植被的变化中荒漠化和转化为农田是其主要的变化类型。1987年至2004年，仅有占总面积39％的植被没有发生变化，而发生荒漠化和盐碱化的植被仅有少数能够恢复。 ⑵在选取的环境因子中，植被缀块的起始NDVI和植被缀块距河道的距离对植被变化的影响最大，其次为海拔、坡度、缀块形状和缀块距离居民点的距离；而坡向和缀块面积与植被变化的关系较小。发生荒漠化的植被缀块距离河道较远且自身的NDVI较低，表明这些植被缀块的变化主要是受到水资源的限制；而转化为农田的植被缀块自身的NDVI较高且距河道较近，表明人类的开垦活动主要在植被生长较好的地区进行。研究期间内能够保持的植被距河道较近且NDVI较低，这与能够保留的植被主要是较稀疏的胡杨林有关。 ⑶植被缀块距河道的距离在1987年至1999年间与植被的变化显著相关，而在1999年至2004年相关不显著，这表明影响植被变化的影响环境因子随时间变化。 ⑷虽然所选取的环境因子对植被变化的解释力偏低，但在某些时间段对植被变化的解释力可以达到40％。如果增加环境因子，使用梯度分析的方法可以较好的解释环境及其它因子对植被变化的影响。 对地下水位变化对植被及景观时空格局变化的研究结果发现： ⑴在地下水水位剧烈下降的1986年至1999年，植被面积减少30％，距离河道最近的区域减少最多，植被占总面积的比例和植被的减少随距离河道距离的增加而减小；平均NDVI降低；荒漠面积增加4.8％，年均增加1338公顷；盐碱地面积增加。由于生态应急输水工程的实施，1999年至2004年期间沿塔里木河道地下水位回升，植被面积增加48％，距离河道最近的区域面积增加最明显，植被面积增加的增幅随距离河道距离的增加而减小；荒漠面积减少8.3％，年均减少6280公顷；平均NDVI升高；荒漠面积减少；盐碱地面积在某些区段增加，某些区段减少。 ⑵1986年至1999年胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸缀块密度增加，植被趋于破碎化；总体上胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸的缀块形状变得规则，而盐生草甸在某些区段趋于不规则；景观的聚集度在河道左侧增加而右侧减小；景观多样性和均匀性均下降。1999年至2004年，总体上胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸的缀块密度减小，植被趋于整合；胡杨林、柽柳灌丛和盐生草甸缀块形状变得不规则，但盐生草甸在某些区段变得相对规则；景观聚集度指数变化没有明显的规律；景观多样性和均匀性均增加。 ⑶除植被占总面积的比例在沿河道由上段到中断到下段方向上呈现减少的趋势，其它植被及景观特性在沿河道纵向上变化规律不明显；而在沿河道垂直方向上，植被及景观特性的变化表现出与距离河道的距离相关，表明该地区的植被及景观特性是受到地下水控制的。 ⑷在塔里木河实施的生态应急输水工程对当地植被的恢复起到了一定的作用，但主要局限在沿河道附近的区域。对于干旱区植物的保护，合理使用径流水资源，保证水资源的供应畅通是更好和更长远的发展策略。 对人类活动对景观的影响的研究发现： ⑴1987年至1999年，农田面积增加4240公顷，年均增加353公顷；植被面积减少4884公顷，年均减少407公顷。1999年至2004年，农田面积增加4568公顷，年均增加913公顷；植被面积减少8487公顷，年均减少1697公顷，远大于农田面积的增加。 ⑵农田平均缀块面积和农田最大缀块面积从1987年至1999年至2004年增加；聚集度指数在1987年至1999年降低，而1999年至2004年升高。最大植被缀块面积、平均形状指数和聚集指数从1987年至1999年至2004年均下降；其它植被及农田景观指数在1987年至1999年和1999年至2004年间变化不一致。在距河道1km的范围内，农田缀块数、农田面积、最大农田缀块面积、平均缀块面积、平均形状指数以及聚集度指数在从1987年至1999年至2004年一直升高；距河道1km范围内的景观多样性和均匀度指数和平均形状指数在1987年至1999年至2004年增加，而聚集度指数和最大缀块指数在1987年至1999年至2004年一直减小。 ⑶研究结果表明人类活动-主要是开垦农田-导致了当地植被面积的减少，并导致植被破碎化。受到径流来水量减少的影响，人类开垦活动正在逐渐向距离河道近的区域转移，并导致植被向退化的方向发展，河道附近的区域是塔里木河下游植被分布的主要区域，这对该地区植被的维持和保护非常不利。 在塔里木河下游，地下水位的下降和人类活动都导致植被趋于退化，人工输水虽然能够恢复植被，但其效应主要集中在河道附近的地区，对于该生态关键地区植被的保护，合理的使用水资源并适当的进行人类活动才是植被及生态保护的根本。

辽河三角洲植被结构、功能及其驱动机制

辽河三角洲优越的植被生态系统维系着多种生态功能，使该地区成为全国著名的商品粮基地、造纸原料基地和旅游基地。但是，气候变化和人为干扰使得辽河三角洲的植被结构发生了显著变化，影响到植被功能的发挥。 为了应对气候变化和人为干扰对辽河三角洲植被造成的不利影响，本论文围绕植被结构和生产功能，从空间和时间方面，重点阐述了辽河三角洲植被的结构及其驱动机制；辽河三角洲植被生产功能及其驱动机制。 采用的研究方法包括遥感解译、样带调查和全面调查。通过遥感解译方法获取各植被类型的面积、分布及其变化信息，以研究植被的空间分布格局及其变化。通过样带调查方法，获取植被类型、土壤和水文等信息，并结合规范对应分析和偏相关分析等，研究植被空间分布格局的驱动机制。通过全面调查方法，获取植被净第一性生产力、粮食产量、土壤和水文等信息，并结合地理信息系统(GIS)的插值分析和相关分析等，研究植被生产功能的空间分布格局及其驱动机制。主要结论如下： 1. 植被组成和空间格局：辽河三角洲植被主要由自然湿地植被、人工湿地植被、自然旱地植被、人工旱地植被四大植被类型组成。其中，面积最大的3种植被是玉米、水稻和芦苇。四大植被类型以双台子河口为中心，基本上呈现半环状分布格局。 2. 植被空间格局变化：1988～2006年辽河三角洲植被空间格局发生了显著变化，主要植被类型分布趋于集中，形成了一些较大的斑块，而不是离散和破碎。从面积上看，水稻是面积增加最多的植被类型；玉米是面积减少最多的植被类型。从变化速率看，水稻、玉米和芦苇的变化幅度都较大，分别为33.2%、-16.1%和-23.2% 。 3. 植被空间格局形成机制：辽河三角洲植被分布格局不是由气候因子决定的，而是由土壤因子决定。土壤可溶性盐是决定植被分布格局最重要的环境因子，其次是土壤含水量。 4. 植被生产功能：辽河三角洲植被具有极高的生产力。其中，玉米、水稻和芦苇3种主要植被的地上净第一性生产力分别为30,485、18,248和17,440 kg/(ha•a)。玉米和水稻单位面积粮食产量也非常高，分别为14,813和10,365 kg/(ha•a)。 5. 植被生产功能年际变化：辽河三角洲植被生产力存在明显的年际波动。1992～2005 年间玉米和水稻粮食产量呈现显著的年际波动；1949～1990 年间芦苇产量不仅存在较明显的年际波动，而且呈现非常显著的增加趋势。 6. 植被生产功能年际变化的驱动机制：气候因子是玉米和水稻粮食产量年际变化的主要驱动因子，气候因子对玉米和水稻粮食产量的影响远远大于人为因子（农业人口、施肥量、灌溉面积）的影响。气候因子和人为因子对芦苇产量年际变化的影响都非常显著。在气候因子中，年日照数是驱动玉米产量年际波动的主导气候因子；年降水量是驱动水稻产量年际波动的主导气候因子；年蒸发量是驱动芦苇产量年际波动的主导气候因子。 7. 植被生产功能空间格局：植被地上净第一性生产力存在显著的空间差异，表现为一种环形空间分布格局，三角洲中部较低，四周地区较高。这种空间分布格局表明，在辽河三角洲，植被地上净第一性生产力最高的不是湿地植被，而是周围旱地植被。 8. 植被生产功能空间格局的形成机制：土壤含水量和海拔是驱动辽河三角洲植被生产力空间格局的主要因子；土壤盐度、土壤pH和土壤容重对植被生产力的空间格局影响不大。土壤营养元素(氮、磷、钾) 对植被生产力的空间格局几乎没有影响。

西藏米拉卡黑白仰鼻猴的栖息地变化

黑白仰鼻猴(Rhinopithecus bietz)分布在我国金沙汀和澜沧江之间的横断山脉的一个狭小区域内(26°14'N-29°20'N,99°15'E-99°37'E),海拔分布范围2600(南部)-4200m(北部);目前大约有15群,约1700只.本文所研究的西藏米拉卡猴群分布在我国西藏藏族自治区芒康县的南部,数量约50只.基于野外调查和过去的报道,此地的暗针叶林和针阔叶混交林是猴群的适宜栖息地,而由于人口数量增加所导致的夏季牧场和农田面积不断扩增正在逐渐侵蚀着这里的暗针叶林.为了评估该猴群的柄息地现状、变化趋势和变化原因,我们通过野外调查工作,利用GIS和RS技术,分别解译了当地过去5年(1986-2006年)冬季的Landsat TM卫星影像,并对解译结果进行了分析和计算,得到了该猴群栖息地的主要结果有:1)2006年暗针叶林面积是13600hm2,夏季牧场面积是4900hm2,农田面积是3300hm2;2)在过去20年(1986-2006年),暗针叶林面积减少了15.5%(2500hm2),牧场面积增加了58.1%(1 800hm2),农田面积增加了17.8%(500hm2);3)暗针叶林的斑块数量增加了75.6%,平均斑块面积下降了51.8%(从1986年的15.3hm2到2006年的7.4hm2),最大斑块指数下降了54.7%;景观丰富度并没有变化,但Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数分别增加了4.0%;4)暗针叶林面积变化与当地的人口数量呈显著负相关(r=-1.000),而夏季牧场和农田面积分别和当地人口呈显著正相关(r=1.000).表明黑白仰鼻猴米拉卡猴群栖息地的丧失和破碎化程度较为严重;栖息地丧失和破碎化是当地传统生产方式和人口增长共同作用的结果.

地理信息系统及其在动物空间行为研究中的应用

空间属性是动物行为的重要特征,也是行为生态学研究中必须要面对的难题之一.地理信息系统(Geographic Information System,GIS)具有强大的空间分析功能,它在动物行为生态学研究中得到了越来越广泛的应用,如生境选择、领域分析、迁徙路线、活动节律等.本文较系统地阐述了GIS的原理以及在行为生态学研究中所涉及的基本概念和原理,对近年来利用GIS进行的行为生态学研究做了回顾和总结,并对其未来的发展进行了展望.

体外分步诱导猕猴胚胎干细胞为肝细胞

采用分阶段诱导方法模拟肝细胞体内发育,建立体外诱导猕猴胚胎干细胞(rhesus monkey embryonic stem cells,rESCs)分化为成熟肝细胞的体系,对研究以ES细胞为基础的临床替代治疗人类晚期肝脏疾病具有重要的意义.将rESCs团块在含有10%FBS的DMEM培养基中悬浮培养11d,形成含有早期内胚层细胞的拟胚体(embryonic bodies,EB)并开始表达早期肝细胞的部分基因或蛋白,将11日龄EB接种至包被有ECM的组织培养皿,分阶段加入aFGF、BMP-4及OSM.经aFGF和BMP-4诱导7～10d后,分化细胞形态变为具有双核的多角形细胞,表达早期和中期肝细胞特异性的蛋白(AFP、ALB及CK18)和基因(AFP、ALB、APOH,G-6-P及TAT),并具有储存糖原的功能.撤除aFGF和BMP-4,添加OSM继续诱导7～10 d,分化的细胞表达成熟肝细胞所特有基因CYP1B1和ADH1C,并具有摄取靛青绿的能力.

Report of the training in database and spatial analysis for Marine Protected Areas staff in Indonesia's BOBLME region, Medan, Indonesia, 30 June-4 July, 2015

Training included: Geographic Information System (GIS)concept and software; Global Positioning System (GPS); Ecological Gap Analysis and Marine Protected Area (MPA) design using Marine Reserve Design using Spatially Explicit Annealing (MARXAN); and cartography.

东洞庭湖保护区大型底栖动物空间分布格局及水质评价

2001年9月对东洞庭湖保护区大型底栖动物进行调查,共记录动物4门8纲20科51种．其中,寡毛类2科18种(35．3％),软体动物8科15种(29．4％),水生昆虫7科14种(27．5％),其他动物4种(9．1％)．软体动物是东洞庭湖底栖动物的最主要类群(占总丰度的71．1％)．其中,腹足类的长角涵螺(Alocinma longicornis)、铜锈环棱螺(Bellamya aerugi- 120sa)、中华沼螺(Parafossarulus sinensis)、纹沼螺(P．striatulus)和寡毛类

保安湖大型底栖动物结构与分布格局研究

2001年8月对保安湖大型底栖动物进行调查,共记录动物4门7纲25科54属70种。其中,软体动物为绝对优势类群(占总丰度的81.5%)。而腹足类的纹沼螺(Parafossarulus striatulus)、白旋螺(Gyraulus albus)、长角涵螺(Alocinma longicornis)、方格短沟蜷(Semisulcospira libertina)和铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为该湖泊的优势种。样点间平均物种丰富度7.1,平均Shannon-Winner指数1.34。

城市湖泊地区的土地利用变化——以武汉东湖为例

利用1986、1993、1999年的LandsatTM卫星遥感影像和1981年地形图,借助GIS技术分析了城市湖泊地区—武汉东湖流域1987～1999间土地利用的时空变化及景观结构的变化。土地利用分为水体、针叶林、阔叶林、灌草、裸地、农业用地和城镇用地七种类型。各时期遥感影像分类精度都在85%以上。该流域土地利用变化以城镇大幅度扩展(从占全流域面积的9.1%到29.6%)、农业用地增加(从7.0%到13.9%)和由此引起的林地(从占全流域面积的33.6%到24.3%)、水体(从30.4%到23.8%)面积

保安湖生态因子场格局分析

利用实地调查和实验分析数据构建保安湖理化因子GIS数据库 ,以此模拟保安湖生态因子场 ,并通过栅格统计获得保安湖水环境的整体特征。得到的 15个生态因子场非常直观地展示出各项理化因子在全湖分布范围内的浓度分布情况 ,体现了保安湖水环境强烈的空间异质性。栅格统计结果则显示该湖整体而言 ,其营养状况目前已相当高。

湖北省五大湖泊水生植物多样性的比较研究

对湖北省五大湖泊斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖和西凉湖水生植物多样性进行了监测、为保护与可持续利用提供依据 ,本文将断面法与GIS及GPS技术相结合 ,通过野外调查和分析前人的工作 ,揭示了五大湖泊水生植物多样性的现状和 5 0余年来的变化 ,探讨了人为干扰强度与多样性丰富程度及丧失程度的关系 ,主要结论是 :(1) 2 0 0 1年斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖和西凉湖各分布有水生植物 6 1种、94种、87种、92种和 77种 ,种数 /面积比值以重度干扰的斧头湖和洪湖最小 (分别为 0 .5 3与 0 .2

两湖平原六个湖泊水生植物多样性的比较研究

为了揭示人为干扰对淡水湖泊水生植物多样性的影响 ,本文采用断面法 ,应用全球定位系统 (GPS)技术与地理信息系统 (GIS)技术 ,比较研究了所受干扰强度各不相同的两湖平原的白莲湖、海口湖 (轻度干扰 )、长湖、西凉湖 (较强度干扰 )、大通湖与武山湖 (重度干扰 )水生植物多样性的现状及其 2 0年来的变化 ,并探讨了人为干扰强度与植物多样性丰富程度及丧失程度间的关系。主要结论是 (1) 2 0 0 1年白莲湖、海口湖、长湖、西凉湖、大通湖与武山湖各分布有水生植物 6 9、 6 7、 98、 77、

沉水植物分布格局对湖泊水环境N、P因子影响

利用实地调查数据模拟保安湖沉水植物分布及水环境生态因子场。应用GIS空间分析功能 ,分别空间选取四种优势沉水植物 (金鱼藻CeratophyllumdemersumL .,穗状狐尾藻MyriophyllumspicatumL .,微齿眼子菜PotamogetonmaackianusA .Benn .,及苦草VallisneriaspiralisL .)的分布水域及无沉水植物分布水域的局部生态因子场。根据得到的局部因子场特征 ,比较分析不同水生植物分布格局对水环境中N、P因子的影响。结果显示四种沉水植物的分

Spatial analysis for spring bloom and nutrient limitation in Xiangxi bay of three Gorges Reservoir

The spatial and temporal dynamics of physical variables, inorganic nutrients and phytoplankton chlorophyll a were investigated in Xiangxi Bay from 23 Feb. to 28 Apr. every six days, including one daily sampling site and one bidaily sampling site. The concentrations of nutrient variables showed ranges of 0.02-3.20 mg/L for dissolved silicate (Si); 0.06-2.40 mg/L for DIN (NH4N + NO2N + NO3N); 0.03-0.56 mg/L for PO4P and 0.22-193.37 mu g/L for chlorophyll a, respectively. The concentration of chlorophyll a and inorganic nutrients were interpolated using GIS techniques. The results indicated that the spring bloom was occurred twice in space during the whole monitoring period (The first one: 26 Feb.-23 Mar.; the second one: 23 Mar.-28 Apr.). The concentration of DIN was always high in the mouth of Xiangxi Bay, and PO4P was high in the upstream of Xiangxi Bay during the whole bloom period. Si seems no obvious difference in space in the beginning of the spring bloom, but showed high heterogeneity in space and time with the development of spring bloom. By comparing the interpolated maps of chlorophyll a and inorganic variables, obvious consumptions of Si and DIN were found when the bloom status was serious. However, no obvious depletion of PO4P was found. Spatial regression analysis could explained most variation of Chl-a except at the begin of the first and second bloom. The result indicated that Si was the factor limiting Chl-a in space before achieved the max area of hypertrophic in the first and second bloom period. When Si was obviously exhausted, DIN became the factor limiting the Chl-a in space. Daily and bidaily monitoring of Site A and B, representing for high DIN: PO4P ratio and low DIN:PO4P ratio, indicated that the concentration of Si was decreased with times at both site A and B, and the dramatically drop of DIN was found in the end monitoring at site B. Multiple stepwise regression analysis indicated that Si was the most important factor affect the development of spring bloom both at site A and B in time series.

Vulnerability assessment of buildings subject to tunnel-induced settlements: the influence of orientation and position of the building

The assessment of settlement induced damage on buildings during the preliminary phase of tunnel excavation projects, is nowadays receiving greater attention. Analyses at different levels of detail are performed on the surface building in proximity to the tunnel, to evaluate the risk of structural damage and the need of mitigation measures. In this paper, the possibility to define a correlation between the main parameters that influence the structural response to settlement and the potential damage is investigated through numerical analysis. The adopted 3D finite element model allows to take into account important features that are neglected in more simplified approaches, like the soil-structure interaction, the nonlinear behaviour of the building, the three dimensional effect of the tunnelling induced settlement trough and the influence of openings in the structure. Aim of this approach is the development of an improved classification system taking into account the intrinsic vulnerability of the structure, which could have a relevant effect on the final damage assessment. Parametric analyses are performed, focusing on the effect of the orientation and the position of the structure with respect to the tunnel. The obtained results in terms of damage are compared with the Building Risk Assessment (BRA) procedure. This method was developed by Geodata Engineering (GDE) on the basis of empirical observations and building monitoring and applied during the construction of different metro lines in urban environment. The comparison shows a substantial agreement between the two procedures on the influence of the analysed parameters. The finite element analyses suggest a refinement of the BRA procedure for pure sagging conditions.