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林火,作为森林生态系统不可或缺的生态干扰因子,通过改变森林景观的组成与结构,影响森林生态系统的物质循环与能量流动,进而影响森林景观生态功能的发挥。火后森林景观结构变化及其生态功能的恢复,不仅是森林经营管理所关注的关键内容,也是景观生态学与火生态学研究的重要课题。本文以1987年大兴安岭“5,6”特大森林火灾的过火区为研究区,利用TM数据、森林资源清查图件资料,结合大量的野外调查,以GIS为核心技术,利用空间代时间、空间分析和多种数学统计方法,对研究区1987年火烧前与2000年的景观格局与主要生态功能的恢复状况进行了多尺度的研究,并探讨了影响森林景观恢复的主要因子,旨在为火干扰后的森林恢复提供科学依据。主要结论如下: ① 从较大尺度上看,整个火烧迹地景观已基本恢复,植被生长状况良好。与未火烧区相比,针叶林所占比重降低,混交林比重升高,阔叶林的比重变化不大,沼泽面积明显增加。以上结果显示,森林景观正处于由初期向中期演替的过渡阶段。沼泽面积的增加应引起重视,应采取相应对策以防止森林的逆行演替。NDVI 值的等级分布显示,针叶林在火烧区的生长状况不如未火烧区,而阔叶林的生长状况则好于未火烧区,这主要是由于喜阳的阔叶林更能适应了火后环境所致。 ② 中等尺度上,森林景观总体格局的破碎化程度明显增加;针叶树种仍是森林景观的基质树种。森林景观质量得到了初步恢复,但由于恢复时间尚短,林龄结构以幼龄林为主,无统计蓄积量的林地比重大幅增加,而郁闭度等级也下降了一位。多变量回归分析显示,火烧强度、更新类型、海拔以及地形因子(坡度、坡位、坡向)对森林郁闭度的恢复均产生了显著影响。海拔与火烧强度影响较大,坡位与坡向影响微弱。其中,海拔梯度与郁闭度恢复状况呈正相关,即海拔越高,恢复越好,这可能与火干扰强度随着海拔的升高而降低有关;而火烧强度与郁闭度恢复则呈显著负相关。 ③ 研究区的森林水文调节能力已得到了基本恢复,平均水平略有提高。从调节能力的等级构成来看,由于恢复时间较短,具有较高调节能力的林地比例仍然较低。湿地面积由火烧前的11544 hm2增加到2000年的20498 hm2,增幅达77.56%;湿地的破碎化程度降低,湿地格局由分散趋向于集中连片分布。将森林水文调节能力分布图与湿地分布变化图叠加发现,95 %以上的新增湿地来源于火前水文调节能力较低的地区,火烧后立地条件的恶化,随着水分截流能力的进一步下降,加之缺乏有效的植被蒸腾作用,使这部分地区演变为湿地。 ④ 通过将火前条件相似的火烧区与未火烧区的冻土活动层厚度进行T检验后发现,两者的均值存在着显著性差异,火烧区平均厚度为102.6 cm,而未火烧区仅为61.9 cm。冻土活动层的变化又对生态环境产生了显著影响。如,冻土融化可能导致低洼地区积水形成新生沼泽,从而改变森林植被的演替方向。 ⑤ 野生动物(以紫貂为例)的适宜生境的规模与质量远未恢复到火前水平,其生存条件不容乐观。火烧区适宜生境的面积比重从火前的37%下降为2000年的29%,而未火烧区仅下降6%。火烧区适宜生境和最适宜生境面积变化幅度不大,而未火烧区则明显降低,降幅达68%和82%,1987年火后采伐集中于未火烧区是出现这种状况的主要原因。相反,火烧区的勉强适宜和中等适宜生境面积明显减少,而未火烧区则有较大幅度增加。火烧区与未火烧区适宜生境破碎化程度均明显加剧。可见,林火干扰与人类活动均对动物生境产生了负面影响。
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本文收集白河林业局的林火历史纪录、二类清查数据、遥感影像以及数字高程模型等数据,利用空间信息技术与多种统计方法对森林火险预报和林火蔓延模拟进行了研究。该研究对于林火的预防及扑救可以提供理论指导和技术支持,对于实现林业的可持续发展具有重要意义。主要结论如下。 (1)白河林业局自1974到2001年28年中共发生火灾153次,高发年代为70年代末80年代初;主要火源为烧荒,约占全部火灾次数的37.25%;高发区为两江林场,占总次数的37%;高发月份为3-5月和9-11月。(2)利用二类清查数据、1987年及2000年的遥感影像、数字高程模型等数据,采用地理信息系统和遥感技术及主成分分析法得出白河林业局的可燃物、地形、人为活动以及综合所有因素的森林火险区划,得到了相应的高火险等级小班的分布。并利用相关分析方法进行检验,结果证明这种方法与实际林火发生数据相关系数达到92.46%,说明具有很高的可信度。(3)利用非参数的最近邻法和有参数的最近邻法分别对森林火险气象预报进行了分析,非参数的最近邻法的森林火险气象总体预报准确率为78.57%,无林火发生的预报准确率为80%,而林火发生的预报准确率为77.78%。应用有参数的最近邻法进行森林火险气象预报时,利用相关分析确定的权重进行预报的总体准确率为78.57%,无林火发生的预报准确率为60%,林火发生的预报准确率为88.89%。利用逻辑斯蒂回归确定权重的最近邻法进行预报得到的结果最好,尽管这种方法预报的未发生林火的预报准确率仅为60%,但总体预报正确率达到了85.71%,特别是林火发生预报的准确率达到了100%。(4)通过对林火在不同情况下蔓延模拟发现,无风、地形条件相同时的林火蔓延呈现圆形;无风、地形条件不同时的林火蔓延呈现出不规则的多边形;有风、地形条件不同时的林火蔓延呈现出不规则的多边形,但有一个主蔓延方向。
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通过对抚顺市温道林场20、53和69年生长白落叶松(Larix olgensis)人工林生物量和营养元素的积累与分配、养分利用效率和养分再吸收效率、养分生物循环的研究,探讨了长白落叶松生长发育不同阶段的养分生态学特征;对东北林业大学帽儿山实验林场17年生兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林进行5年的施肥(NH4NO3,15 g•m-2•a-1),研究了施肥对人工林养分生物循环的影响。结果表明: (1)20、53和69年生单株落叶松生物量分别为33.14 kg•tree-1、311.42 kg•tree-1和408.46 kg•tree-1,随林龄的增长而增加。各器官生物量的分配格局为:树干>根>树枝>树皮>针叶。树干生物量的分配比例为50.16%~69.20%,随林龄的增长比例增大,而其他器官生物量的分配比例则逐渐减小。20、53和69年生单株落叶松净生产力分别为3.04 kg•tree-1•a-1、9.68 kg•tree-1•a-1和10.21 kg•tree-1•a-1,随林龄的增长而增大。针叶和树干的净生产力最大,分别占整株林木净生产力的40.07%~47.93%和27.32%~40.97%,并且随林龄的增长而增大。树枝、树皮和根的净生产力则表现出随林龄的增长呈抛物线状。 (2)20、53和69年生单株落叶松N、P、K、Ca、Mg等5种营养元素的总贮量分别为308.14 g•tree-1、2021.01 g•tree-1和2485.24 g•tree-1,随林龄的增长而增加。5种营养元素的贮量大小为:Ca>N>K>Mg>P。树干养分贮量的分配比例为19.74%~34.23%,随林龄的增长呈抛物线状。针叶、树枝和树皮的养分贮量占整株林木养分贮量的比例为35.16%~45.59%,建议在采伐木材时实施去皮、打枝等措施,留下针叶、树枝和树皮在林地中,让其自然分解以使营养元素重新归还利用,对于维持林地的养分平衡和长期生产力具有积极作用。 (3)20、53和69年生单株落叶松年吸收养分量分别为35.31 g•tree-1•a-1、97.83 g•tree-1•a-1和100.08 g•tree-1•a-1,随林龄的增长而增加。5种营养元素的年吸收量大小为:Ca>N>K>Mg>P。落叶松的养分利用效率随林龄的增长而增大,但生长到一定年龄阶段后,其养分利用效率逐渐趋于稳定。落叶松的最佳采伐年龄应为养分利用效率保持稳定时的年龄,此时采伐单位干材所带走的林地养分量较少。不同营养元素的利用效率不同,P的利用效率最高,Mg、K次之,N、Ca最低。不同器官的养分利用效率不同,树干的养分利用效率最高,其次是根、树枝、树皮,针叶最低。随着林龄的增长,树干和根的养分利用效率增大,而树枝和树皮的养分利用效率减小。 (4)落叶松叶片的N再吸收效率为50.76%~55.11%,随林龄的增长表现出增大的趋势;P和K再吸收效率分别为64.38%~68.85%和87.85%~90.62%,随林龄的增长表现出减小的趋势。从养分利用效率和养分再吸收效率综合判断,本研究区落叶松生长可能受土壤N、P、K供应的限制,3种营养元素的限制作用大小为:K>P>N。 (5)落叶松人工林养分的年吸收量、年存留量和年归还量分别为51.94~78.35 kg•hm-2•a-1、17.77~29.43 kg•hm-2•a-1和34.18~48.92 kg•hm-2•a-1,均随林龄的增长而减少,这与林分密度逐渐减小有关。5种营养元素的年吸收量和年存留量大小均为:Ca>N>K>Mg>P,年归还量大小为:Ca>N>Mg>K>P。落叶松人工林的养分循环速率为0.624~0.658,随林龄的增长而增大。5种营养元素的循环速率以Mg、N最快,Ca、P次之,K最慢。K的循环速率较低,可能与研究区土壤K含量较低而表现出的K再吸收效率较高有关。 (6)施肥导致落叶松叶片N再吸收效率显著降低,而凋落叶片的N浓度显著增加,从而使凋落叶片的C/N比由80.29降低到60.29。施肥林地凋落叶片C/N比的降低使其分解速率加快,有利于其养分归还土壤,从而加快了系统的养分循环速率,提高了系统的养分利用率。因此,在人工林经营中,施肥不仅能提高林地生产力,而且对于维持林地养分循环具有积极作用。
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工业革命以来,由于人口的快速增加和人类活动的强烈干扰(主要包括煤炭、石油等石化燃料的燃烧、化肥生产和使用)导致土地利用/覆被变化、大气CO2浓度升高、N沉降等一系列全球环境变化问题。有关陆地生态系统生物地球化学循环,尤其是陆地生态系统C、N循环及其耦合过程方面的研究成为全球变化科学研究领域的重要内容。 干旱/半干旱地区占地球陆地总面积的1/3。与湿润地区相比较,干旱/半干旱地区生态系统稳定性比较差,往往属于生态脆弱区。因此,全球变化对干旱/半干旱地区生态系统影响更加敏感。科尔沁沙地位于我国北方干旱/半干旱地区,是我国典型的农牧交错区和生态脆弱区。科尔沁沙地是世界上人口密度最高的干旱/半干旱地区之一,人类活动对其影响剧烈。然而,有关科尔沁沙地生态系统C、N元素生物地球化学循环过程对土地利用/覆被变化、N沉降等全球变化响应及其反馈机制的研究非常缺乏。因此,本文以科尔沁沙地退化沙质草地、农田、不同年龄樟子松和杨树人工林等生态系统为对象,开展了造林、模拟N沉降和凋落物管理对生态系统C、N元素循环过程影响的研究。 在科尔沁沙地东南缘,以退化沙质草地、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林(15、24和30年生)、杨树(Poplus xiaozhuanica)人工林(7、11和15年生)为对象,研究草地转变为林地对生态系统C、N储量影响;以退化草地、榆树疏林草地和32年生樟子松人工林为对象,比较草地造林对土壤C、N循环过程及其土壤微生物性状的影响;以农田和5、10、15年生杨树人工林为对象,研究退耕还林对生态系统C、N储量和循环过程影响;以35年生樟子松人工林为对象,模拟研究N沉降和凋落物管理对生态系统C、N循环过程影响。通过上述研究,得到以下主要结果: (1)草地生态系统总C储量为34.38 Mg ha-1,15、24和30年生樟子松人工林生态系统总C储量分别为43.56、60.45和66.59 Mg ha-1,7、11和15年生杨树人工林生态系统总C储量分别为34.54、48.26和78.77 Mg ha-1;与农田相比,退耕5年的杨树人工林生态系统总C库储量下降13%,而10年和15年杨树人工林分别增加了176%和5倍;随着人工林年龄的增加,地上植被生物量C库储量占生态系统总C库储量的比例逐渐增加,并主要分配在树干。草地生态系统总N库储量为2.54 Mg ha-1,15、24和30年生樟子松人工林生态系统总N库储量分别为1.96、2.10和2.19 Mg ha-1,7、11和15年生杨树人工林生态系统总N库储量分别为2.27、1.84和2.60 Mg ha-1;与农田相比,退耕5年的杨树人工林生态系统总N库储量下降32%,而10年和15年杨树人工林分别增加了47%和76%;农田和草地造林后生态系统N储量依然主要分配在土壤中。 (2)草地和农田造林后土壤C、N库储量的变化受多因子的影响,例如林龄、树种种类以及立地条件等。农田和草地造林初期,土壤C、N库储量表现出下降趋势,随着林龄的增加,土壤C、N储量逐渐恢复。草地营造樟子松人工林30年后,0–60 cm深度土壤C、N储量依然显著低于草地;与草地相比,15年生杨树人工林土壤C、N储量差异不显著。在立地条件较好的情况下,10年杨树人工林土壤C、N储量已显著高于农田;然而,在立地条件相对较差的情况下,15年杨树人工林土壤C、N储量仍然与农田相比差异不显著。 (3)土地利用变化能够强烈地改变土壤C、N循环过程。与草地或疏林草地相比,32年生樟子松人工林土壤C、N、P含量显著降低;土壤C、N矿化过程发生显著变化,并且受季节变化的影响;在不同季节,土壤微生物量碳含量、代谢熵(qCO2)、微生物熵(MBC/TOC)以及土壤酶活性等在不同土地利用条件下表现出规律不一致。同样,农田退耕杨树人工林能够显著影响土壤C、N矿化过程,土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)含量,土壤微生物量碳含量以及土壤微生物活性。草地造林在一定程度上导致土壤质量下降。而农田造林有利于土壤质量改善,尤其在在立地条件较好情况下。 (4)N添加增加对沙地樟子松人工林地上和地下C、N元素含量影响不大;N添加1年后,仅林下植被C、N含量显著增加,高氮处理(N15)凋落物N含量显著增加。N添加抑制了沙地樟子松人工林凋落物的早期分解和N、P元素释放。5、6、8和9月份土壤无机N含量均随着N输入增加表现出一定程度的增加,然而,7月份N添加导致土壤无机N含量降低。N添加对土壤潜在N矿化速率影响不显著。7和8月份N添加影响土壤C矿化速率,而其它月份影响不显著。低氮处理(N5)有利于增加土壤微生物量碳含量,而高氮处理(N15)在一定程度上降低土壤微生物量碳含量。 (5)凋落物输入变化(凋落物添加和凋落物移出)在一定程度上改变了35年生沙地樟子松人工林生态系统C、N循环过程。凋落物移出(C0)增加了林下植被C含量,降低了树木叶片N含量。凋落物移出抑制了凋落物分解和P元素的释放,而增加了C元素的早期释放速率,对N元素释放过程影响不显著。凋落物输入变化对不同月份土壤无机N含量和土壤N矿化过程影响均不显著。仅在6月份凋落物移出显著抑制了土壤C矿化速率,其它月份差异均不显著。凋落物管理对土壤微生物量碳含量影响不显著。 以上研究结果表明,土地利用变化、N沉降和凋落物输入改变等能够影响半干旱地区沙地生态系统C、N储量和循环过程。尤其是土地利用变化强烈改变沙地生态系统C、N储量、分配格局和循环过程,并且受到多因子的影响。科尔沁沙地樟子松人工林生态系统C、N元素生物地球化学循环存在密切的耦合关系。今后有必要进一步结合3S技术、同位素技术、模型模拟以及分子生物学技术等,从微观-宏观不同尺度上,研究半干旱地区沙地生态系统C、N循环过程对全球变化的响应及其反馈机制。
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运用示踪尿素,以壤质草甸棕壤和春小麦分别作供试土壤和作物进行盆栽试验。结果表明,在试验结果时,植株和土壤对尿素氮的回收率及其损失分别占所施氮量17.65~23.69%,43.72~56.32%和19.99~36.77%。氢醌(HQ)和双氰胺(DCD)组合可使土壤、植株尿素氮回收率最高、损失量最低;而单施HQ或DCD均对比无明显影响。在小麦整个生育期内,该组合可增加小麦植株对肥料氮吸收;同时促进茎秆中氮向籽实转移。配施抑制剂时,土壤有机氮占肥料氮回收率相当大的比例,小麦成熟期时可达34.31~51.80%,而单施尿素处理只有9.83%;DCD及其与HQ组合可有效地保持尿素水解后土吉氨态氮含量,并显著降低土中氧化态氮的富集。因此,配施抑制剂,尤其是HQ+DCD,有利于尿素施放后土壤持续有效地保持肥粒氮量。大氮素损失方面,N_2O只占较小的比例;主要部分为NH_3挥发损失。DCD,尤其与HQ组合,可延迟尿纱施入后土壤-小麦系统中N_2O排放高峰的出现,并降低小麦整个生育期内该系统中N_2O排放总量和NH_3挥发量,尤其是后者。配施抑制剂,尤其是DCD及其与HQ组合,可明显促进稻株地上部分生长,制约水稻拔节期前根际内土中尿素水解后无机氮行为;显著提高尿素施入后稻田系统中水-土和根-土界面CH_4氧化潜势,尤其大水稻分蘖-拔节期。表施有机物料可显著削弱上述抑制剂的促进作用。未施有机物料时,配施抑制剂,尤其是DCD及其与HQ组合可显著降低稻株地上部分NO_3~--N含量。其含量与土壤-水稻系统中N_2O排放量呈显著指数正相关;同时无明显稻株释放N_2O,而单施尿素处理却较高,占尿素氮量0.47 ± 0.08%。表施麦秸粉时,HQ+DCD可显著降低土壤和土壤-水稻系统中N_2O排放量;单施尿素处理水稻植株释放N_2O约占尿素氮量1.28 ± 0.18%,而配施DCD-HQ却显著降低,只为0.66 ± 0.08%。回归分析表明,土-水界面土壤中NO_3~--N的反硝化作用是稻田系统中N_2O排放的主要来源,尤其在表施有机物料时。我们研究显示:稻田系统中N_2O和CH_4排放量呈显著对数负相关关系;表施有机物料时,两者虽互为消长关系,但很难定量化。
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用百喜草(Paspalum notatum)和水花(Alternanthera philoxeroides)等草本植物作对比,通过叶片离体实验、温室盆栽实验、田间小区实验和大田推广实验,并结合室内分析,较系统地研究了香根草(Vetiveria zizanioides)的抗热、抗冻和抗盐特性和对污水的净化效果。此外,还探讨了矮化香根草和促进香根草分蘖的可能性;提出了香根草生态工程的思想,阐述了香根草生态工程推广应用的价值与效果;通过对国内野生香根草资源的调查和标本鉴定,指出了过去对这个种的错误描述,提出了保护野生香根草资源和香根草湿地的紧迫性与重要意义。主要研究结果如下: 1.离体叶片电解质渗漏的测定结果表明,3种植物对高温、冻害、干旱的抵抗力依次为香根草 > 百喜草 > 水花生,特别是在胁迫程度高、幅度大或胁迫时间长时,香根草所表现出的强抗逆性更加明显。香根草有比百喜草和水花生更强的适应能力。2.叶片电导率的实验结果显示,香根草、水花生和百喜草对盐胁迫的反应相差不明显,但盆栽实验则显示出较大差异,抗盐能力明显表现为香根草 > 水花生 > 百喜草。导致3种植物生物量下降10%的EC_(se)值分别为6.4、5.1和4.3 dS m~(-1);导致生物量下降50%的EC_(se)分别为20.9、16.2和11.5 dS m~(-1)。在抗盐等级划分上,香根草和水花生属抗盐植物种类,百喜草属中度抗盐种类。总的来说,3种植物都表现出了相对较强的抗盐特性。以上结果还表明考察植物的抗盐性时必须用整株做为实验材料,离体叶片或组织培养所得到的结果不能作为植物抗盐能力的标准。3.植物体内Na~+和Cl~-含量随土壤盐度水平升高而升高,而茎叶中的Na~+和Cl~-又直接影响到植物的生物量、叶面积、株高等。这表明盐度对3种植物生长发育的影响相当明显,且植物体的Na~+和Cl~-很可能都是影响植物生长发育的直接因子。然而,叶片光合色素受Na~+或Cl~-的影响不甚明显,而且在Na~+和Cl~-的浓度不高时色素含量还随茎叶中Na~+和Cl~-的浓度升高而显现增加趋势,即使Na~+和Cl~-的浓度较高时,光合色素下降的幅度也远不及生物量的大。这可能由于光合作用是被“反馈抑制”,而不是直接被Na~+或Cl~-抑制。4.3种植物表现出完全不同抗盐机理。香根草表现出拒盐特性,而且将所吸收的盐分的大部分(尤其是Na~+)滞留在根系内:水花生表现为稀盐特性,即当植株体内含盐量增加时,其水分含量亦增加,并趋向肉质化;百喜草有较强的吸盐能力,并可能通过盐腺泌出体内高浓度的盐分且通过加速老叶死亡来排除过多的盐。5.广州市李坑垃圾卫生填埋场的渗滤污水含有高浓度的污染物,经过人工净化后仍未 达到排放标准,对植物产生毒害并带来严重的环境污染,须作进一步净化,并建议开展生物净化来辅助物理和化学净化。6.在被观测的4种植物中,风眼莲(Eichhornia crassipes)在高浓度和低浓度2种污水中均被毒害致死;百喜草在高浓度的渗滤液中不能存活,在低浓度中受严重伤害;水花生在高浓度污水中受较重伤害,但在低浓度形成庞大生物体,这可能是污水的“富营养化”所致;香根草在这2种污水中亦受伤害,但受害程度为4种植物中最轻。总的来说,它们的抗污能力和去污效果表现为香根草 > 水花生 > 百喜草 > 风眼莲。7.在污水中表现相对较好的2种植物中,水花生对低浓度污水的净化效果总体上好于香根草,尤其对总氮和硝态氮的净化效果明显好于香根草,但香根草对高浓度污水中的7种“污物”的净化效果均优于水花生,且对低浓度污水中的磷与COD的净化亦优于水花生。在被观测的7种水质指标中,植物对氨氮的净化效果最好,净化率在77%~91%之间。此外,香根草对磷也表现出了较强的净化能力,净化率高达70%以上。香根草和水花生可分别作为高、低2种浓度垃圾污水的净化植物来辅助净化污水。8.香根草虽不是水生植物,但能在水中生长。用香根草作为污水的净化植物时须用支撑物将其固定;香根草和水花生都生长迅速,生物体高大,因此用它们净化被污染的环境时,还应适时对其地上部分进行剪割以保证新生的植株体能不断地吸收水中“污物”,使它们都能成为“超级生物累积器”。但是,任何单一植物对污水或污物的净化能力都是有限的,要想对垃圾污水产生好的净化效果,最好的办法也许是将香根草、水花生等多种有良好净化效果的植物有机结合起来,同时种植在污水中。9.植物通过吸收来去除“污物”的能力是很有限的。香根草和水花生对污水中N、P、Cl~-的吸收量只占净化量的一部分,和原液中N、P、Cl~-的含量相比,吸收量所占的比例更低。植物净化系统中的去污方式除根系的吸收作用外,还有根系的吸附、元素的沉降、固结和挥发、水体中微小动物和微生物的作用等,即是通过根系微生态系统的综合作用来达到净化目的。10.植物生长延缓剂对香根草的株高生长、分蘖速度和抽穗开花等方面都产生影响,但不同的药剂种类和浓度所产生的影响相差甚远。低浓度的延缓剂不仅不抑制香根草的株高生长,而且还有显著地促进作用,高浓度虽有抑制作用,但这种抑制也只是短期的,一般不超过2个月。延缓剂对分蘖的形成具有较好的促进作用,而且这种促进作用持续3个月左右。3种延缓剂中,以低浓度的B9促进分蘖的效果最显著,比对照高出50%。不同的延缓剂对香根草抽穗扬花的影响表现不同,PP333具有一定的促进效果,而CCC和B9-尤其是B9-表现出明显的抑制作用。总的来说,B9对香根草矮化、促进分蘖和抑制开花方面产生的效果要好于CCC和PP333。11.植物生长延缓剂对香根草的作用效果与对一般作物的作用效果相差较远,这可能是香根草的抗性较强,延缓剂对它的影响不明显所致。总的来说,植物生长延缓剂对香根草株高生长的抑制效果不理想。有关这方面的研究还有待进一步开展。12.公路滑坡不仅带来严重的交通阻塞,而且危及到行车与行人的安全。常规治理公路滑坡的手段是采取砌石墙的工程措施,这不仅费用昂贵,而且缺乏生态效益,也难以达到根治效果。应用香根草生态工程(The Vetiver Eco-engineering)对滑坡路段进行综合治理,能产生良好护坡固土效果,而且所需成本仅为机械工程的12%~18%。香根草生态工程是指以香根草为主要或核心草种,同时与一些适合当地生长的植物—包括乔木、灌木、草本、藤本一进行有机搭配,并在需要时辅以一定的工程措施,用于水土流失治理和退化生态系统的恢复的植物生态工程措施。13.为了使香根草生态工程尽快生效,应采取一定的栽培管理措施。香根草应等高密植,注意施肥,前期不要被遮光;所搭配的植物应该是抗逆性强,乔、灌、草、藤结合起来,并注意在香根草带中间适当种植一些生长迅速、抗瘠能力强、覆盖效果好的草本植物,这不仅能使坡面更稳固,而且能变得更美观。总之,香根草生态工程在公路护坡方面所产生的经济效益、社会效益和生态效益都是相当明显的,在我国南方地区有着广阔的应用前景。14.一般认为,香根草原产印度,然而,中国亦有天然的香根草群落分布。早在70多年前就在海南发现野生的香根草种,1957年又在广东吴川发现一片面积达6000多hm~2的湿生性的天然香根草群落。40年来,这片珍贵的热带湿地遭到严重破坏,香根草的面积和密度都大幅度下降。对此,笔者建议尽快在当地划一块自然保护区,这不仅是为了保护珍贵的野生香根草资源,保护当地的生物多样性和生态环境,而且能为研究热带湿地和草原提供理想基地,并为研究香根草的起源、系统演化和分类提供理想素材。15.过去的文献一直把广东吴川这片湿地中的野生香根草种认为是V. nigritana,但本文的标本鉴定认为它并不是V. nigritana或其它种,而是V. zizanioides。不过,引种栽培观测和RAPD技术研究都表明,这一野生种和普通的栽培种属于同一个种的不同生态型或基因型,而导致形成这种差异的原因是由于野生种生长在长年渍水或干湿交替的环境所致。16.目前对香根草的起源和系统演化知之甚少,香根草属的系统分类还很不完善,有 关香根草对重金属、污染物的抗性机理等诸多方面都还不太清楚或很不清楚。因此,对 香根草这一神奇植物的研究还有待继续深入地开展下去。总之,香根草这一多年生的禾本科植物对盐、碱、酸、瘦、冷、热、早、涝都表现出了较强抗性,在水土流失防治、退化生境恢复、污染环境净化、贫瘠土壤改良、农田小气候改善等方面都表现出了较好效果。香根草无愧是一种神奇之草。然而,要真正将香根草生态工程在我国南方地区大规模推广开来,还需要做较多的工作,这包括更深一步的科学研究、更广泛的宣传、培训与示范、更充分的资源利用与经济创收等。
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近几年,松果采摘对红松林的健康构成了极大的威胁。本文在野外调查研究的基础上,结合史料分析研究了松果采摘对红松地面种源贮藏量分布状况、红松林主要乔木树种组成和幼苗幼树更新等的影响,通过与20世纪70年代相应数据对比,结合红松更新过程与动物的关系,分析了松果采摘对红松林生态系统健康的影响。研究结果表明:(1)松果采摘后,红松林地面红松种子数量少,大部分是废种子,且主要呈单粒状分布,地面红松种子贮藏量1582-2640粒/hm2,仅为70年代的0.3-0.5%,废种子比值大于67.8%,单粒状占总簇数的46.8-77.1%。(2)“采摘掠青”对种子质量具有显著影响,9月15日与8月20日采摘的松果相比,种子千粒重增加了69%,种仁重增加了30.3%,出仁率增加了2.7%,球果鲜重减少了20.0%,种子重增加了21.3%,出种率增加了51.7%。(3)与红松林中其他主要更新树种相比,采摘使红松更新不良,红松幼苗数量大大减少,减少幅度达49.5-95.0%。(4)破坏了红松天然更新规律,2000年是结实年,但2002年并没有出现更新年。(5)林分中红松小径级植株占比值很小,而大径级比值大,呈生长下降性种群;而其它主要伴生树种与此相反,呈生长增长性种群。(6)以松籽为主要食物来源的动物食物链遭到破坏,红松林生物群落结构发生变化。在此分析基础上,提出了以松果采摘为例的长白山自然保护区健康管理策略,以期为保护区管理提供科学依据。
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土壤CO2释放通量总量与潜力作为陆地土壤碳循环过程研究的重要组分,一直是国际统碳循环研究的前沿领域。鉴于温带森林对全球气候变化的敏感性,以阔叶红松林为代表的土壤CO2 放通量过程与机制的研究,能够为正确评估我国温带森林土壤碳库动态和潜力提供科学依据。本文利用静态箱/气相色谱技术,连续测定了长白山阔叶红松林及其附近的次生林土壤CO2释放通量并进行比较研究,结果表明:(1)长白山阔叶红松林土壤CO2释放通量具有明显的季节动态,与温度的变化趋势大致相同,在生长季节中表现出8月份>7月份>9月份>5月份>4月份。(2)土壤温度是控制CO2释放的关键驱动因子;土壤含水量变化对CO2 释放亦有一定的影响。(3)不同土壤类型的土壤COZ释放通量强度不同,其中阔叶红松林年C排放量为7253.72 kg/hm2,白桦林排放量为6581.28 kg/hm2,山杨白桦混交林和山杨林排放量分别是6301.64 kg/hm2和4941.77 kg/hm2。(4)凋落物对林地CO2释放有显著的影响,贡献率约占-12%-38%;根系的贡献约为7.26%-57.6%。
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灌木阔叶红松林做为长白山地区的主要地域性顶极群落,其相对稳定程度一直受到有关人士的关注。笔者通过其固定标准地长期观测资料的分析,探讨其中龄林阶段、近熟林阶段、以及从中龄林演替到近熟林过程中,该类型森林生态系统的动态规律。首先,在中龄林(建群种红松的优势木年龄约为170年)阶段的十年动态规律是:在林冠层中,立木总株数显著增多,其中槭树和椴树株数激增现象尤为明显。枯倒木树种有限(仅四种),且大、中、小径级枯倒木株数比为3:5:15,中、小径级枯倒木多为砸倒木。种群平均胸径除槭树、椴树和榆树出现负增长外,余者均有所增大。立木树冠相对高度变化不明显,红松立木大多仍处于被压冠状态。总生物量由305.40吨/公顷增343.04公顷,其中各种群生物量均有不同程度的增加。十年中,因枯倒木而使其总生物量损失了9.18吨/公顷。群落更新状况不良。十年中更新幼苗幼树的保存率极低,且总株数由4775株/公顷降至3700株/公顷。其中红松更新尤为恶化。群落中灌木和草本植被的生物量,无论是地上部分还是地下部分,均略有增大趋势。在其土壤层中,浅层的发生有机养分富积现象显著。其降水和气温变化状况为:降水和温度的林、内外年变化规律正相关性较强,且林内均低于林外。降水和气温的年代变化规律不明显。其次,在近熟林(建群种红松的优势木年龄约为260年阶段其林冠层九年动态规律为:活立木总株数增加稀少,红松、蒙古栎和榆树的株数均保持相对而言稳定。枯树木树种较多(仅蒙古栎未发生枯倒),且大、中、小径级枯倒木株数之比为8:4:8,其中风倒和病腐枯倒木所占比重较大。各种群平均胸径和平均冠幅均有所增大。红松树冠具有冲破上层阔叶树冠进入林冠层上层的趋势。总蓄积具增大趋势,种群蓄积除白桦外均有所增大。总生物量由342.64吨/公顷增至355.45吨/公顷,其中槭树、椴树和白桦的生物量受枯倒木的影响,出现负增长现象。最后,群落由中龄林演替至近熟林过程中的动态规律是:在林冠层,活立木总株数减少趋势显著,但种群按株数多少排序的结构变化不大。枯倒木的树种有增多趋势,且其平均胸径由25.13厘米升至31.69厘米。种群平均胸径和平均冠幅均有增大趋势。总蓄积量505.34立米米/公顷升至524.00立方米/公顷。总生物量由343.04吨/公顷增至355.45吨/公顷,其平均年增长量有明显的趋势。在演替层,立木种类和株数均有减少趋势,使得结构较简单的演替层更趋于简单化。在该层中,未发现建群种红松的存在。总生物量由2.64吨/公顷降至2.44吨/公顷。在更新层,更新状况由不良趋于恶化。幼苗树总株数由3846株/公顷降至2946株/公顷,其中红松更新株数所占比重趋于减少至零。在灌木层,灌木总株数由6125株/公顷降至5575株/公顷,其中大灌木株数增多,而小灌木株数减少。毛榛子于灌木层中株数所占比重最大,由33%升至42%。总生物量由2.85吨/公顷升至4.85吨/公顷。在草本层中,草本植被的种类,总株数和总盖度均有增多或增大的趋势。总生物量由0.77吨/公顷升至1.04吨/公顷。群落的总生物量由349.28吨/公顷升至363.78吨/公顷。在土壤层中,有机养分在浅层的发生层中富积现象较显著,且其浅层发生层的酸度有减弱至趋于中性的趋势。本文的动态分析不仅为该林型动态数学模型的建立和检验提供了更为可靠的依据,同时对于其经营措施的制定具有一定的科学价值。
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本文研究了辽东山区不同经营强度下柞蚕林生态系统物质转运和养分循环。在同一个轮伐期内,柞蚕林叶生物量、年净生产量随剪伐年令的增加而增大,直到剪伐后5年呈下降趋势。植被总生物量介于22.23-24.56t·ha~(-1)。其中乔木层、灌木层、草本层各为17.84、2.82、3.17t·ha~(-1)。林地枯枝落叶层总量为3.56-4.37t·ha~(-1)。年净生产量介于8.51-8.92t·ha~(-1)·yr~(-1)。其中乔木层占53.7%、灌木层占16.3%、草本层占29.9%。当食叶强度为0、50%和75%时,年干物质归还总量分别为3.57-3.96、3.38-3.725和3.284-3.609t·ha~(-1)·yr~(-1)。干物质净输出各为0、93.34-117.59和140.02-176.36kg·ha~(-1)·yr~(-1)。干物质积累和分配的分隔模型阐明了系统中干物质现存量和流动量。柞蚕林植被养分积累总量为255.69-292.15kg·ha~(-1)。在乔木层中,叶 > 根桩、树干 > 侧根、多年生枝 > 当年枝、细根。柞叶在衰老过程中,养分浓度急剧下降(40.62-77.78%)。在不同食叶强度下,分别计算了营养元素的回运量、归还量、输出量和存留量、植被养分年吸收总量以及调整前后乔木层各器官的年净吸收量。养分循环的分隔模型阐明了不同经营条件下柞林-柞蚕系统养分的分配和流动特征。
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We propose a simple approach to generate a high quality 10 GHz 1.9 ps optical pulse train using a semiconductor optical amplifier and silica-based highly nonlinear fiber. An optical pulse generator based on our proposed scheme is easy to set up with commercially available optical components. A 10 GHz, 1.9 ps optical pulse train is obtained with timing jitter as low as 60 fs over the frequency range 10 Hz-1 MHz. With a wavelength tunable CW laser, a wide wavelength tunable span can be achieved over the entire C band. The proposed optical pulse generator also can operate at different repetition rates from 3 to 10 GHz.
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八月瓜属植物五枫藤(Holboellia latifolia Wall.)和驳骨草属植物小驳骨(Gendarussa vulgaris Nees)均为药用植物, 前者化学成分研究不深入, 后者的化学成分未见报道。川西茶藨(Ribes takare D. Don)为茶藨子属植物, 没有化学成分的报道。本论文对三个植物的化学成分和活性成分进行了研究, 主要通过色谱方法分离得到了48 个化合物, 采用波谱分析或与已知标准品对照等手段鉴定了它们的结构, 其中有1 个新的原小檗碱类化合物和3 个新的联苯类化合物,发现了具有细胞毒活性和α-葡萄糖苷酶抑制活性的化合物。1、从五枫藤地上部分的95%乙醇提取物中分离得到了12 个化合物: 五加苷K (1)、hederagenin 3-O- α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)- α-L-arabinopyranoside (2)、β-萘乙酸(3) 、3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-[β-D-glucopyranosyl-(1→3)]-α-L-arabinopyranosyl oleanolic acid 28-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyl ester (4) 、3-O- α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-O- β- D-glucopyranosyl-(1→2)- α-L-arabinopyranosyl oleanolic acid (5) 、3-O-( β-D-glucopyranosiduronic acid)-oleanolic acid 28-O- β-D-glucopyranoside (6)、lup-20(29)-en-3-one (7)、lupeol (8)、β-谷甾醇(9)、齐墩果酸(10)、乌苏酸(11)、β-胡萝卜苷(12)。化合物1 对Lu-06、N-04 和Bre-04 癌细胞株的GI50 分别是0.77µg/mL、1.26 µg/mL 和1.55 µg/mL, 化合物2 对N-04 癌细胞株的GI50 为2.44 µg/mL。2、从小驳骨地上部分的95%乙醇提取物中分离得到了1 个原小檗碱类新化合物13-hydroxyl gusanlung A (25), β-谷甾醇(9)、齐敦果酸(10)、β-胡萝卜苷(12)、棕榈酸(1-)甘油酯(13)、棕榈酸(14)、阿苯哒唑(15)、阿苯哒唑砜(16)、阿苯哒唑亚砜(17)、aurantiamide acetate (18)、华良姜素(19)、芫花素(20)、(-)-丁香树酯醇(21)、gusanlung B (22) 、eupteleasaponinsⅤ acetate (23)、gusanlungA (24)、刺五加苷E (26)、岩白菜素(27)、咖啡酸(28)。化合物25 对肝癌细胞株(HepG2) 的GI50 为2.08 µg/mL。3、从川西茶藨地上部分的95%乙醇提取物中分离鉴定了22 个化合物: β-谷甾醇(9) 、β- 胡萝卜苷(12) 、O-acetyloleanolic aldehyde (29),4,7,8-trimethoxy-2,3-methylenedioxydibenzofuran (30) 、3', 5-dimethoxy-3, 4-methylenedioxybiphenyl (31) 、桦木醇(32) 、6,7-dimethoxy-1-methyl-3,4-dihydroquinolin-2-one (33)、3'-hydroxy-5-methoxy-3,4-methylenedioxybiphenyl (34) 、7-hydroxy-4,8-dimethoxy-2,3-methylenedioxydibenzofuran (35)、桦木醛(36)、没食子酸(37) 、6β- 羟基-4- 烯-3- 酮- 豆甾醇(38) 、5α, 8α-epidioxy-(22E,24R)-ergosta-6, 22-dien-3β-ol (39)、verrucofortine (40)、6-methoxycalpogoniumisoflavone A (41)、2-羟基二苯甲酮(42)、桦木酸(43), 3, 5-二甲氧基苯甲酸-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(44)、洋芹素(45)、刺槐素(46)、水杨酸(47)、洋芹素-5-O- β-D-葡萄糖苷(48), 化合物30、31 和35 为新的联苯化合物。化合物30的α-葡萄糖苷酶抑制率为10.2% (1.00 mg/mL); 化合物35 的抑制率为17.2% (1.00mg/mL)。4、综述了1960 年以来原小檗碱类化合物药理活性研究进展。 Plants Holboellia latifolia Wall and Gendarussa vulgaris Nees, are used as folkmedicine. Ribes takare D. Don belongs to the genus Ribes. The three plants have notbeen chemically studied in detail. Chemical and bioactive study of three plants led tothe isolation of 48 compounds by chromatography. Their structures were elucidatedon the basis of spectroscopic evidence or comparison with authentic samples. Amongthe 48 componds isolated one protoberberine alkaloid and three biphenyls are newones. Cytotoxic and α-glucosidase inhibitory compounds had been found.1. Twelve compounds were isolated from the 95% ethanol extract of the aerial partof H. latifolia Wall. They were characterized as fellow: eleutheroside K (1),hederagenin-3-O- α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)- α-L-arabinopyranoside (2),2-naphthyl acetic acid (3),3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-[β-D-glucopyranosyl-(1→3)]-α-L-arabinopyranosyl oleanolic acid 28-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosyl ester (4), 3-O- α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-O- β- D-glucopyranosyl-(1→2)- α-L-arabinopyranosyl oleanolic acid (5),3-O-( β-D-glucopyranosiduronic acid)-oleanolic acid-28-O- β-D-glucopyranoside (6),lup-20(29)-en-3-one (7), lupeol (8), β-sitosterol (9), oleanolic acid (10), ursolicacid (11), and β-daucosterol (12). Compound 1 showed moderate cytotoxicity againstLu-06 (GI50, 0.77 µg/mL), N-04 (GI50, 1.26 µg/mL) and Bre0-4 (GI50=1.55 µg/mL)and compound 2 showed moderate cytotoxicity against N-04 (GI50=2.44 µg/mL).2. A new protoberberine alkaloid, 13-hydroxyl gusanlung A (25), was isolated fromthe aerial part of Gendarussa vulgaris Nees, together with β-sitosterol (9), oleanolicacid (10), β-daucosterol (12), glycerol monopalmitate (13), palmific acid (14),albendazole (15), albendazole sulphone (16), albendazole sufloxide (17), aurantiamideacetate (18), kumatakenin (19), genkwanin (20), (-)-syringaresinol (21), gusanlung B(22), eupteleasaponinsⅤ acetate (23), gusanlung A (24), eleutheroside E (26),bergenin (27) and caffeic acid (28). Compound 25 showed cytotoxicity against HepG2 cells (GI50, 2.08 µg/mL).3. Phytochemical study of the Ribes takare D. Don led to the isolation of three newbiphenyls, 4,7,8-trimethoxy-2,3-methylenedioxydibenzofuran (30), 3', 5-dimethoxy-3,4-methylenedioxybiphenyl (31) and 7-hydroxy-4,8-dimethoxy-2,3-methylenedioxydibenzofuran (35), along with nineteenknown compounds, β-sitosterol (9), β-daucosterol (12), O-acetyloleanolic aldehyde(29), betulin (32), 6,7-dimethoxy-1-methyl-3,4-dihydroquinolin-2-one (33),3'-hydroxy-5-methoxy-3, 4-methylenedioxybiphenyl (34), betulinic aldehyde (36),gallic acid (37), stigmast-4-en-6β-ol-3-one (38), 5α, 8α-epidioxy-(22E, 24R)-ergosta-6,22-dien-3β-ol (39), verrucofortine (40), 6-methoxycalpogonium isoflavone A (41),2-hydroxybenzophenone (42), betulinic acid (43), 3,5-dimethoxygallic acid-4-O- β-D-glucopryranoside (44), apigenin (45), acacetin (46), salicylic acid (47) andapigenin-5-O- β-D-glucopryranoside (48). α-Glucosidase inhibitory rates ofcompound 30 and 35 were respectively 10.2% and 17.2% at a concentration of 1.00 mg/mL).4. Pharmacological activities of protoberberines were summarized.
Resumo:
LUCC是全球变化研究的核心主题之一,也是社会经济可持续发展的关键问题。改革开放后四川的社会经济发展非常快,在各种因素的驱动下,土地利用/覆盖发生了深刻变化。目前四川省缺乏基于实际调查数据的、全域性的、具有连续时间序列的LUCC和驱动力分析及土地可持续利用研究成果,这对我们从全局上把握全省土地利用现状、发展变化趋势,利用土地政策参与宏观调控,实现长期可持续发展目标,建设资源节约型、环境友好型社会极为不利。本研究针对这一问题,选取全川八大土地利用类型作为研究对象,研究了全省1996年到2006年的土地利用/覆盖格局和变化情况,分析了不同尺度的驱动因素,对全省农用地和建设用地的集约利用状况、潜力进行了分析评价,并提出相应的对策措施。 1.1996年-2006年10年来整个省域的土地利用/覆盖格局变化。 (1)1996年-2006年全省的土地利用/覆盖格局 1996年,全省是一个以农用地为主的土地利用/覆盖格局,林地和牧草地属于优势覆盖类型(合占69.17%),居民点及工矿用地和交通用地合占只有3%左右。 2000年的LUCC格局较为明显的特点是耕地所占比重下降0.4个百分点,水域和未利用土地所占比重有所下降,牧草地保持不变,其余地类所占比重有所上升。 与2000年相比,2004年林草地的优势格局进一步得到强化(合占比重达到70.23%)。耕地面积占幅员面积的比重下降0.83个百分点,略有下降的有未利用土地、水域和牧草地。值得关注的是在“退耕还林还草”的大背景下,牧草地占幅员面积的比重下降0.04个百分点。 到2006年,仍为林草地为主导优势的格局,二者合占上升0.15%。在城市化快速推进的背景下,居民点及工矿用地中的城市用地和建制镇用地占比重超过15%,农村居民点占比重降至76%。交通用地中农村道路占比重降至57.8%,公路用地占比重升至37.5%。五个地貌区的土地利用/覆盖格局与全省的变化基本一致。值得关注的是盆西平原区的交通用地上升幅度和盆地丘陵区的未利用土地的开发利用力度明显大于其它地貌区。 (2)1996-2006年10年间土地利用/覆盖格局的变化 1996-2000年4年间,耕地、水域和未利用地三个地类下降,年均减少0.75、0.19和0.32个百分点。其中耕地年均减少49229.0公顷,约一半流向林地,13.77%流向园地,约20%流向建设用地。另外5个地类面积增长,增长绝对量最大的是林地,年均增长40063.7公顷,交通用地增幅最大,4年年均增长达1.95%。 2001-2004年是西部大开发逐步推进、“退耕还林还草”项目全面展开和土地整理深入实施的关键期,LUCC更为深刻。耕地、未利用地、水域和牧草地四个地类面积下降,其余地类按增长幅度依次是园地、交通用地、居民点及工矿用地和林地。耕地加速下降,年均降幅达到1.59%,其减少去向主要是林地(占66.75%)和园地(占19.84%),其增加来源主要是未利用地、园地和水域。交通用地的增幅最大,为3.96%,其增加主要来源于耕地、未利用土地和林地,分别占49.96%、16.63%和13.09%。居民点及工矿用地增长幅度为3.12%。 从1996年到2006年的10年间,耕地、未利用地、水域和牧草地下降幅度分别为10.36%、3.61%、1.34%和0.26%。园地增幅达23.61%。绝对面积增长最大的则是林地,达630733.3公顷。交通用地和居民点及工矿用地增幅也较大,分别为15.00%和9.31%。 10年间年均总变化量为310326.6公顷,2000年-2004年之间变化最大(为356865.8公顷),高于平均变化量,而1996-2000年间和2004-2006年间都小于平均变化量。 (3)10年间不同地貌区的LUCC变化 盆西平原区的特点是园地大幅上升达77%,居民点及工矿用地和交通用地也大幅上升,耕地、未利用地下降幅度大,该区耕地、水域、未利用地的减少强度和园地、居民点及工矿用地、交通用地的上升强度均居五区第一;盆地丘陵区的特点是牧草地下降幅度大,为-36.89%,交通用地、园地和林地上升幅度较大,该区耕地减少、未利用地减少、林地增加、居民点及工矿用地和交通用地增加的变化强度均居五区相应地类增减的第二位;盆周山地区的特点是耕地减少较多,交通用地和园地增长较大,该区林地变化强度居各区第一位,牧草地和水域变化强度居各区第二位,耕地、居民点及工矿用地和未利用地居各区第三位;川西南山地区的特点是园地、耕地、交通用地和居民点及工矿用地变化幅度大,另外四个地类变化较小。该区减少的牧草地占全省牧草地减少的97.91%,变化强度居各个地貌区的第一位,园地相对变化强度居五区的第二位;川西北高山高原区的特点是耕地大幅下降、园地大幅上升,交通用地升幅也较大,其余地类变化不大。值得注意的是,该区牧草地和水域面积增加,与全省该地类的变化相反。其余地类的相对变化强度均是五个地貌区中最小的。 用变化强度分值考量变化强度,盆西平原区的变化强度最大,盆地丘陵区和盆周山地区的变化强度相当,川西北高山高原区的变化强度则要小得多。 (4)1996年及2006年全省土地利用/覆盖格局的景观生态学分析 全省是以自然景观占优势(占约70%)、农业景观为补充、建设用地景观居于从属地位的土地利用景观格局。景观多样性和均匀度不高。到2006年,全省总的景观格局并无大的改变。总体情况是随着时间的推移和人类活动的加强,区内景观优势度上升、多样性和均匀度变小。但斑块数减少,斑块面积和斑块孔隙度有所增大。斑块的形状指数和分维数均有所下降,表明受人为干扰有加剧的趋势。反映景观格局结构的破碎度指数有轻微下降。景观指数的变化表明全省土地利用有缓慢集中、规模聚集的趋势。 (5)三大生态建设工程对土地利用/覆盖变化的影响 1996-2006年间LUCC与三大生态建设工程实施的耦合分析,发现退耕工程对耕地、林地、牧草地等地类覆盖变化的影响最大,天保工程次之,长防工程最小。 2.四川省LUCC驱动力分析 (1)总体分析: 从整体上分析,人为因素对区域整体LUCC的影响从1996年的63.32%增加到2006年的66.99%,变得日益强烈。同时人为因素影响强度表现出明显的区域差异,地势平缓、经济区位条件好的区域其人为影响强度明显较高。 政策体制转变下的经济高速增长、快速的城市化、工业化过程和生态建设是四川省LUCC宏观尺度的驱动因素。区域的LUCC主要受到了由内向外(从城市到乡村)和由外向内(从山顶向平地)两种作用力的共同推动。局部尺度上,如距离交通线、水利线、中心城市的远近,地形凸起、大型独立项目落址、重污染项目的阻隔等,甚至一些乡规民俗等因素也会成为LUCC的驱动影响因素。在较小的尺度上,人类个体行为选择对LUCC的影响也是存在的。 根据驱动因子的特性作者将其划分为驱变、阻变、良性、惰性因子等类型。 (2)分地貌区的驱动因子分析 各地貌区都存在城市化、工业化、生态工程实施、自然灾害等驱动因子,但主次不一。对于盆西平原和盆地丘陵区,城市化、工业化是前两位的因子,而对另外三个地貌区,生态工程实施和产业结构调整则成为第第一、二位的驱动因子。 (3)分地类的驱动因子分析(以坡耕地为例) 分坡度的耕地变化分析发现,耕地减少主要集中在2°以下的平地、15°-25°和25°以上三个坡度级,是其它坡度级耕地减幅的三倍左右。这表明耕地减少受城市化进程和“退耕还林还草”工程驱动影响尤为巨大。 3.土地利用格局优化、集约利用评价和可持续利用及对策研究 (1)土地利用格局优化的战略选择及调整预测 土地利用格局调整的战略是农业生产用地、建设用地和生态及其他用地占幅员的比重分别稳定在13%、7%和80%左右,重点是三大类别内部二级和三级地类的合理调整。 (2)全省土地集约利用评价 全省农用地利用集约度为0.46,总体上集约度不高,处于较适度利用阶段。建设用地利用集约度为0.38,处于较适度利用阶段。集约利用提升空间较大。 农用地的潜力主要在于加强土地保育、完善利用制度、提高单产。城市建设用地的包括存量潜力、强度潜力、结构潜力,空间很大。农村居民点整理潜力可以逐步挖掘。 (3)新增建设用地集约利用的统筹安排 据测算,到2020年,四川省城市建设用地需求量在463850-492360hm2之间,城镇各业新增建设用地规模为361276.79hm2,占用耕地200565.94 hm2。2004-2020年间四川省农村居民点整理潜力33.86万hm2。农村居民点建设用地需求量为70.57万公顷。 (4)土地集约利用措施与坡耕地可持续利用战略 提出了土地集约利用的措施。在对坡耕地生态系统结构与功能分析的基础上,提出坡耕地可持续利用战略与生态恢复战略,并从技术和政策层面提出了坡耕地合理利用和生态退耕的措施和建议。 LUCC is one of the key questions of global change and sustainable development of society. After the opening and reform of China, the society and economy of Sichuan Province developed very fast ,the land-use/cover changed very strong droved by many factors .But nowadays we have no constant spatial-temporal study and driving force analysis about the whole province based on investigation. And it is lack of land sustainable utilization study based on correlative study. So we choose all the land resource in Sichuan, combine RS and GIS and field investigation, and take statistic-mathematic means and system analysis, to study the LUCC patterns and different scale driving force of different physiognomy regions, land cover types and periods; to analyze the current situation and potential of land resource intensive utilization, and gave out corresponding measurements. We found that forest and grassland are the dominant cover types of Sichuan provincial land –use/cover pattern, and becoming more and more stronger from 1996 to 2006,the natural landscape is the metric and occupy 70%,the diversity and evenness index are not high; the totally change quantity from 2000 to 2004 is the biggest; cultivated land especially steep cultivated land ,garden plot, forestry land ,settlement and industry land and traffic land changed relative stronger; among five physiognomy regions ,the changing intensity of PEN XI PING YUAN QU is the biggest, CHUAN XI BEI GAO SHAN GAO QU is smallest; under the background of policy system changing, the fast developing of economy, fast urbanization and industrialization and ecology construction are the macro-scale driving force of Sichuan provincial LUCC; to compare the impacts of “TUI GENG GONG CHENG” on LUCC especially to cultivated land ,forestry land and grassland is strongest, “TIAN BAO GONG CHENG ” is stronger,“ HANG FANG GONG CHENG” is smallest; the intensive utilization level of farmland and construction land of whole province is relative moderation, there is huge potential to excavate and fulfill the increasing demand of construction land;we must take synthetic measurements to accelerate the sustainable utilization of land resource, including administrative, economical ,technological and ecological policies.