城市化背景下景观破碎化及连接度动态变化研究——以昆明市为例 被引量：43

1

作者 史芳宁 刘世梁 +3 位作者 安毅 孙永秀 董世魁 武雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3303-3314,共12页

城市化不仅改变景观类型和组成,也导致空间形态变化与自然生境连接度的降低,刻画不同城市化过程中人工表面、耕地与自然生境的空间关系对于研究其景观生态效应,尤其是对不同景观之间的相互作用以及结构和功能的变化具有重要意义。以云... 城市化不仅改变景观类型和组成,也导致空间形态变化与自然生境连接度的降低,刻画不同城市化过程中人工表面、耕地与自然生境的空间关系对于研究其景观生态效应,尤其是对不同景观之间的相互作用以及结构和功能的变化具有重要意义。以云南省昆明市为研究区,分析了1990-2015年城市扩张导致的破碎化与形态变化对景观连接度的影响。利用城市破碎指数(UFI)刻画景观破碎水平,进一步基于形态学空间格局分析(MSPA)得到耕地和自然生境的七类景观形态要素(核心、岛状斑块、桥接、环岛、孔隙、边缘和支线),选取了3种边缘宽度比较边缘宽度对景观形态的影响差异,然后通过概率连接度指数(PC)和斑块重要值(dPC)评估景观连接度的变化。在4 km×4 km的网格基础上计算平均UFI和dPC,利用三维曲面分析不同变量之间的相关性。结果表明:过去25年间,昆明市人工表面不断扩大,占用大量耕地并导致景观破碎度的增加,速率呈逐年增加的趋势;MSPA结果显示,耕地表现出持续稳定的消减,自然生境景观形态类型前期变化不大,2010年后有较大幅度改变,表现出从稳定、波动到破碎的过程,不同边缘宽度下存在显著差别,边缘宽度越大则连接度变化越为明显,表明城市化对小型绿色斑块影响较大;斑块重要值与UFI的变化表现出一致性,变化集中于东部地区,随着UFI的增加景观连接度逐年降低;相关性分析显示,随着破碎度的增加,景观连接度经历了从波动到稳定下降的过程。总体上,昆明市城市化造成耕地的持续减少,虽未造成大面积自然生境丧失,但在一定程度上降低了连接度,需要从空间格局上加以管控,避免对整体景观连接度产生负面影响。 展开更多

关键词 城市化 城市破碎指数 景观连接度 MSPA 昆明

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三江源区“黑土滩”型退化草地人工恢复植物群落的演替动态 被引量：41

2

作者 武胜男 张曦 +7 位作者 高晓霞 许驭丹 吴晓慧 单席凯 刘世梁 董全民 董世魁 温璐 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2444-2453,共10页

选取青藏高原三江源区"黑土滩"型退化草地上建植的人工草地为研究对象,对不同建植年限人工草地植物群落及其各功能群的物种组成、平均高度、盖度和地上生物量及植物多样性等进行实地调查和对比分析,探讨"黑土滩型"... 选取青藏高原三江源区"黑土滩"型退化草地上建植的人工草地为研究对象,对不同建植年限人工草地植物群落及其各功能群的物种组成、平均高度、盖度和地上生物量及植物多样性等进行实地调查和对比分析,探讨"黑土滩型"退化草地在人工恢复过程中植物群落组成和多样性变化,以期回答人工恢复的草地植物群落何时才能接近天然草地、人工恢复的时间阈值应为多长等问题,从而为三江源区"黑土滩"型退化草地的恢复重建提供科学的理论指导。研究结果表明:草地恢复前5年内,禾本科植物的数量大量增加,植物群落的高度增加了847.6%,植物群落盖度增加了134.5%;不同恢复年限的草地植物群落的多样性指数都有相似的变化趋势,恢复8年后植物群落组成达到阶段性的稳定状态,在恢复时间达16—18年后,逐渐向更稳定的状态转化;恢复18年的草地与天然草地植物群落的Jaccard及Sorensen相似度指数分别为0.596、0.747,Cody差异度指数为9.5。由此可见,建植人工草地的方式恢复退化草地,可在建植8年后达较好的恢复效果;恢复时间达16年以上的人工草地采取适度的调控措施,有利于其向天然草地恢复演替;建植18年的人工草地物种组成情况与天然草地最接近,但仍有差异。因此,"黑土滩"型退化草地的人工促进恢复,到未退化的状态至少需要18年以上。 展开更多

关键词 青藏高原 人工草地 群落特征 恢复时间

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植物群落构建的生态过滤机制研究进展 被引量：32

3

作者 许驭丹 董世魁 +1 位作者 李帅 沈豪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2267-2281,共15页

生物多样性的形成和维持机制,即群落构建机制,一直以来都是群落生态学研究的核心问题。植物群落构建的确定性过程主要是生态过滤机制(包括环境过滤和生物过滤,其中生物过滤包括种间竞争和种内功能性状变异)作用的结果。学者们构建了大... 生物多样性的形成和维持机制,即群落构建机制,一直以来都是群落生态学研究的核心问题。植物群落构建的确定性过程主要是生态过滤机制(包括环境过滤和生物过滤,其中生物过滤包括种间竞争和种内功能性状变异)作用的结果。学者们构建了大量的理论、方法、模型来解释和验证生态过滤机制对群落构建的影响,并取得了显著的成果。然而,关于生态过滤机制在不同尺度的作用、生态过滤机制的各要素分解和量化等方面的研究仍有诸多疑问。重点综述了环境过滤、种间竞争和种内功能性状变异的最新研究进展,并指出了现有研究的不足之处。在未来的研究中,应注重生态过滤机制的各要素分解和量化,加强研究手段的综合运用,关注时空动态变化对植物群落构建的影响,重视对不同植物群落构建机制的共性和个性特征的认识,同时强调与其他生态过程、群落构建机制的整合。通过这些尝试,有助于人们更好的理解植物群落构建过程中的生态过滤机制的作用。 展开更多

关键词 植物群落构建 生态过滤 环境过滤 种间竞争 种内功能性状变异

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澜沧江下游景观破碎化时空动态及成因分析 被引量：20

4

作者 刘世梁 安南南 +3 位作者 侯笑云 董世魁 赵爽 许经纬 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1351-1358,共8页

景观破碎化深刻影响着景观格局和过程。以澜沧江下游城市——景洪市为研究区域,选取2000、2005和2010年的景观类型数据与对应的SPOT-NDVI遥感数据,对比了移动窗口法和空间自相关法在指示景观破碎化时的精确性和可应用性。采用300 m的移... 景观破碎化深刻影响着景观格局和过程。以澜沧江下游城市——景洪市为研究区域,选取2000、2005和2010年的景观类型数据与对应的SPOT-NDVI遥感数据,对比了移动窗口法和空间自相关法在指示景观破碎化时的精确性和可应用性。采用300 m的移动窗口边长,选取蔓延度指数(CONTAG)、景观形状指数(LSI)、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、最大斑块指数(LPI)和香农多样性指数(SHDI),利用移动窗口法将景观指数空间可视化以指示景观破碎化特征。研究表明,不同景观类型的NDVI值均在0.6以上;2000年、2005年和2010年,Moran’s I值均在0.78以上;进一步分析了NDVI的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明NDVI呈"高—高"自相关的地区大多为常绿阔叶林地带,而NDVI呈"低—低"自相关的地区大多为建筑用地和耕地分布广泛的区域。统计各景观类型的景观指数和空间自相关指数后发现,对于常绿阔叶林和未利用地等景观类型,局部自相关指数高的区域,CONTAG值也高,而LSI值较低,这表明该类景观类型斑块较少且完整,破碎化不明显。通过比较不同景观类型的景观指数和空间自相关系数,发现两种方法在指示景观破碎化上具有良好的可比性。同时,提取了海拔、坡度、坡向、地形起伏度和地面粗糙度等地形因子,分析了NDVI和地形因子之间的局部空间自相关指数Moran’s I,结果表明研究区植被分布在一定的程度上由海拔、坡度、地形起伏度和地面粗糙度所决定。本研究为综合景观指数与空间统计分析揭示景观格局变化和空间异质性提供了参考,并通过景观格局与地形因子的相关性分析进一步解释了景观格局变化与环境变化的生态意义。 展开更多

关键词 NDVI 移动窗口法 局部空间自相关 景观指数 景观破碎化

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土壤线虫作为生态指示生物的研究进展 被引量：17

5

作者 刘艳方 刘攀 +4 位作者 王文颖 毛旭峰 董世魁 杨冲 高俊程 《生态科学》 CSCD 2020年第2期207-214,共8页

土壤线虫广布于各种类型的土壤中,在维持土壤生态系统的稳定性、促进物质循环和能量流动等方面发挥着重要的作用,同时也是理想的环境指示生物。简述了土壤线虫的生活史策略和营养类群的多样性、土壤线虫多样性的生态指数、影响土壤线虫... 土壤线虫广布于各种类型的土壤中,在维持土壤生态系统的稳定性、促进物质循环和能量流动等方面发挥着重要的作用,同时也是理想的环境指示生物。简述了土壤线虫的生活史策略和营养类群的多样性、土壤线虫多样性的生态指数、影响土壤线虫群落多样性的环境因素,以及线虫作为指示生物在农业生态系统、草地生态系统、森林生态系统的功能作用。提出了全球气候变化背景下对青藏高原高寒草地土壤线虫分类、群落结构特征以及土壤线虫的生物指示作用研究的必要性,并对土壤线虫未来的发展趋势做了展望。 展开更多

关键词 土壤线虫 营养类群 生态指数 指示生物 研究进展及展望

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基于慕课+SPOC+腾讯会议平台的“草原生态修复学”在线教学 被引量：14

6

作者 董世魁 苏德荣 +3 位作者 纪宝明 林长存 平晓燕 王铁梅 《草学》 2020年第3期80-86,共7页

在线教学是“互联网+”时代远程教学的一种主要手段,是以网络为介质的教学方式。2020年抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期,为了实现“停课不停教、停课不停学”,全国许多高校开展了在线教学。如何做好大学课程的在线教学工作,保证在... 在线教学是“互联网+”时代远程教学的一种主要手段,是以网络为介质的教学方式。2020年抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期,为了实现“停课不停教、停课不停学”,全国许多高校开展了在线教学。如何做好大学课程的在线教学工作,保证在线“教”与“学”的质量和效果,实现大学课程在线教学的长期化和常态化运行,是后抗疫时代“互联网+”大学教学改革的重要任务。本文以北京林业大学“草原生态修复学”在线课程为例,介绍“慕课+SPOC+腾讯会议平台”的在线教学模式,探讨草学专业课程在线教学创新方法和保障途径。慕课(MOOC)可以实现大规模、开放式教学,SPOC可以实现精细化、专业化教学,腾讯课堂可以实现互动式、研讨式教学,基于慕课+SPOC+腾讯会议平台的“草原生态修复学”在线教学,可以使三大教学平台的优势互补、相得益彰,共同保障“草原生态修复学”在线教学的质量。 展开更多

关键词 慕课+SPOC+腾讯会议平台 草原生态修复学 在线教学

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基于改进的Lotka-Volterra种间竞争模型预测退化高寒草地人工恢复演替结果 被引量：13

7

作者 吴晓慧 单熙凯 +9 位作者 董世魁 高晓霞 许驭丹 张曦 武胜男 胡樱 温璐 刘世梁 董全民 王文颖 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3187-3198,共12页

结合青藏高原地区黑土滩型退化高寒草甸改建成人工草地后恢复过程中植物群落组分的数量特征变化,基于中心差分法、相对误差热图、ODE算法等研究方法进行计算机模拟,对Lotka-Volterra种间竞争模型进行非线性化改进,建立了适于高寒草地人... 结合青藏高原地区黑土滩型退化高寒草甸改建成人工草地后恢复过程中植物群落组分的数量特征变化,基于中心差分法、相对误差热图、ODE算法等研究方法进行计算机模拟,对Lotka-Volterra种间竞争模型进行非线性化改进,建立了适于高寒草地人工恢复演替过程中的竞争效应预测模型,与经典的Lotka-Volterra种间竞争模型进行对比验证,实证了改进模型的可解性和准确性。并分析了改进的Lotka-Volterra模型的系统动力学行为,预测人工恢复植物群落各组分的竞争结局,判断人工草地恢复演替状况。结果表明:(1)随着恢复年限的增加,栽培植物(垂穗披碱草或草地早熟禾)与原生植物在经历一个激烈的竞争阶段后逐渐趋于动态平衡,表明人工种植的垂穗披碱草、草地早熟禾等本土植物,可以促进青藏高原地区'黑土滩'型退化高寒草甸的有效恢复;(2)综合各分组的恢复演替阶段特征,可食牧草、栽培植物和顶极植物均从第7年开始竞争力呈现明显下降的趋势,因此建议在对人工草地的恢复管理中,7—10年间进行适度的人为干预,如施肥、灭鼠害以及适当去除有毒有害杂草等;(3)综合各类植物的竞争演替预测情况,均从第20年左右开始逐渐趋于动态平衡。因此,根据该模型分析,从生态恢复的角度来看,'黑土滩'型退化草地进行人工恢复至少需要20年以上,才能获得较为稳定的植物群落。 展开更多

关键词 高寒人工草地 种间竞争模型 计算机模拟 恢复预测

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基于放牧系统单元的草地可持续管理:概念与模式 被引量：11

8

作者 董世魁 杨明岳 +9 位作者 任继周 尚占环 赵昕月 董全民 刘文亭 仁钦端治 窦声云 周学丽 土旦加 史德军 《草业科学》 CAS CSCD 2020年第3期403-412,共10页

放牧系统单元是放牧过程中形成的草地、家畜、人居三位一体的稳定格局,具有移动性、适应性、灵活性、多样性、地带性(地理地带性和时间地带性)和脆弱性,可以提供支持(如土壤保持)、供给(如草畜产品)、调节(如气候调节)、文化(如文化传承... 放牧系统单元是放牧过程中形成的草地、家畜、人居三位一体的稳定格局,具有移动性、适应性、灵活性、多样性、地带性(地理地带性和时间地带性)和脆弱性,可以提供支持(如土壤保持)、供给(如草畜产品)、调节(如气候调节)、文化(如文化传承)等多种服务功能。放牧系统单元的组分?草地、畜群、人居之间的相互割裂是放牧管理不当的严重问题,容易造成草地退化和牧民贫困等生态和经济问题。放牧系统单元的重建对我国草地畜牧业转型适应具有重要意义,根据自然环境和社会经济条件,放牧系统单元的重建可以采取3种模式:1)联户/合作社为单位的现代游牧模式;2)家庭/小型牧场为单位的定居放牧模式;3)合作社/大型牧场为单位的划区轮牧模式。 展开更多

关键词 放牧系统单元 地带性特征 生态功能 失衡原因 重建模式

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澜沧江梯级水坝库区大型底栖动物群落结构及水质生物学评价 被引量：11

9

作者 李晋鹏 董世魁 彭明春 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2931-2940,共10页

梯级水电开发虽然可以最大程度地利用河流的水能资源,但同时也是对河流生态系统的大规模扰动.大型底栖动物被认为是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物类群.本文选取澜沧江中下游水电基地为研究区,于2016年开展漫湾和大朝... 梯级水电开发虽然可以最大程度地利用河流的水能资源,但同时也是对河流生态系统的大规模扰动.大型底栖动物被认为是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物类群.本文选取澜沧江中下游水电基地为研究区,于2016年开展漫湾和大朝山梯级水坝库区大型底栖动物群落采样调查,分析梯级库区大型底栖动物的群落结构和分布格局,基于生物指数(BI)开展水质生物学评价.结果表明:大型底栖动物物种组成以寡毛纲、软体动物门及昆虫纲的摇蚊类为主,优势种则以软体动物门的河蚬占绝对优势;群落密度和生物量分布格局表现为静水区显著高于过渡区;静水区功能摄食群密度组成以收集者(GC)和滤食者(FC)占优势,生物量组成则以滤食者(FC)占优势;ABC曲线和生物指数分析表明,上游漫湾库区群落稳定性及水质优于下游大朝山库区,反映了梯级水坝沿着河流纵向梯度水环境逐渐变差的趋势,澜沧江梯级水坝库区大型底栖动物群落结构、分布格局和库区水质状况受梯级水坝运行影响表现为明显的累积效应和富营养化效应. 展开更多

关键词 大型底栖动物 梯级水坝 水质生物学评价 澜沧江

原文传递

澜沧江梯级水坝库区沉积物重金属和营养盐污染特征及评价 被引量：9

10

作者 李晋鹏 成登苗 +2 位作者 赵爱东 董世魁 尤晓光 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2791-2799,共9页

为研究梯级水坝运行条件下沉积物中重金属和营养盐的污染状况,于2016年对澜沧江漫湾和大朝山梯级水坝库区表层沉积物中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)和营养盐(总有机碳TOC、总氮TN)的污染特征展开了调查,并采用潜在生态风险指数(RI)... 为研究梯级水坝运行条件下沉积物中重金属和营养盐的污染状况,于2016年对澜沧江漫湾和大朝山梯级水坝库区表层沉积物中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)和营养盐(总有机碳TOC、总氮TN)的污染特征展开了调查,并采用潜在生态风险指数(RI)、有机指数(OI)、有机氮百分数(ONP)、TOC/TN和Pearson相关分析评价了梯级水坝库区沉积物污染状况及空间分布特征.结果表明,沿着库区河流纵向梯度,重金属和营养盐污染均表现为坝前静水区相对较高的空间分布格局.重金属潜在生态风险指数(RI)评价结果表明,上游漫湾库区重金属生态风险(I^III级)总体高于下游大朝山库区(I^II级);而营养盐污染程度则表现为下游大朝山库区高于上游漫湾库区的分布格局.两库区沉积物有机质主要由水库水体产生,漫湾库区坝前静水区雨季有机质来源主要为陆源.Pearson相关分析表明,沉积物重金属生态风险与营养盐污染的来源具有一定的空间差异性.梯级水坝工程对沉积物的重金属和营养盐污染具有显著的累积和拦截效应. 展开更多

关键词 沉积物 重金属 营养盐 梯级水坝 澜沧江

原文传递

养殖业的农业伦理学之度 被引量：8

11

作者 董世魁 任继周 +3 位作者 方锡良 杨明岳 张静 祁百元 《草业科学》 CAS CSCD 2018年第9期2059-2067,共9页

作为大农业的组成部分,以牧养(包括草原放牧和农区饲养)文化为主导的畜牧业,在漫长的历史发展过程中,也尽显了"帅天地之度以定取予"的农业伦理学特质,从"时宜性"、"地宜性"和"尽地力"3个维度... 作为大农业的组成部分,以牧养(包括草原放牧和农区饲养)文化为主导的畜牧业,在漫长的历史发展过程中,也尽显了"帅天地之度以定取予"的农业伦理学特质,从"时宜性"、"地宜性"和"尽地力"3个维度反映了农业伦理学之度。但是,在当前草原牧区超载过牧、农区养殖带来的面源污染日趋严重的现状下,如何继承和发扬畜牧业的伦理学思想,促进畜牧业生产和生态环境保护协调发展,是关系畜牧业伦理学容量扩增的重要命题。本文在全面梳理中国传统畜牧业伦理观的基础上,提出生态畜牧业是促进畜牧业可持续生产、保护生态环境、实现畜牧业伦理学容量扩增的有效途径。 展开更多

关键词 农业伦理学 伦理学之度 养殖业伦理 生态养殖业

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澜沧江小湾水坝运行前后大型底栖动物群落及水质评价 被引量：8

12

作者 李晋鹏 彭明春 +2 位作者 董世魁 李春青 王丽珍 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1900-1908,共9页

为探究大型河流建坝前后大型底栖动物群落动态及水生态系统的变化情况,选取澜沧江中游小湾水坝库区及下游河段为研究区,结合流域梯级水坝建设规划,分别于2008年、2010年、2011年和2016年开展大型底栖动物定点采样调查,分析水坝运行前后... 为探究大型河流建坝前后大型底栖动物群落动态及水生态系统的变化情况,选取澜沧江中游小湾水坝库区及下游河段为研究区,结合流域梯级水坝建设规划,分别于2008年、2010年、2011年和2016年开展大型底栖动物定点采样调查,分析水坝运行前后大型底栖动物群落物种组成、密度、生物量、功能摄食群的变化,并开展水质评价和库区总生物量分析.结果表明:大型底栖动物群落优势种由适应自然河流急流生境的昆虫纲蜉蝣目、襀翅目和毛翅目(EPT种类)演变为适应水库静水环境的双翅目摇蚊科和寡毛纲种类;密度和生物量与蓄水前相比显著降低,表现为坝前静水区低于上游过渡区的分布格局;功能摄食群由掠食者种类占优势演变为收集者占优势;基于Goodnight-Whitley指数的水质评价结果表明,库区水质相比蓄水前有逐渐变差的趋势,坝前静水区与过渡区相比水质相对较差;库区大型底栖动物总生物量显著低于蓄水前自然河流时期.研究显示,由于澜沧江小湾水坝蓄水后生境条件的变化,库区大型底栖动物群落及其分布格局发生了明显变化,同时受澜沧江上游河段梯级开发的影响,库区大型底栖动物群落还处于动态变化过程中. 展开更多

关键词 大型底栖动物 水质评价 小湾水坝 澜沧江

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模拟氮沉降对青海湖流域高寒草原植物群落组成及稳定性的影响 被引量：7

13

作者 张静 董世魁 +10 位作者 赵珍珍 李帅 韩雨晖 沙威 沈豪 刘世梁 董全民 周华坤 土旦加 祁星民 王浩善 《草业科学》 CAS CSCD 2019年第11期2733-2741,共9页

本研究通过施加NH4NO3设置氮倍增试验[0、8、24、40、56、72 kg·(hm^2·a)^-1],探究氮沉降对高寒草原植物群落组成和稳定性的影响。经过连续两年施氮处理,结果表明,不同功能群的重要值对氮添加的响应不同,禾本科和杂类草的响... 本研究通过施加NH4NO3设置氮倍增试验[0、8、24、40、56、72 kg·(hm^2·a)^-1],探究氮沉降对高寒草原植物群落组成和稳定性的影响。经过连续两年施氮处理,结果表明,不同功能群的重要值对氮添加的响应不同,禾本科和杂类草的响应较为显著,莎草科和豆科无明显变化,在添加72 kg·(hm^2·a)^-1的植物群落中,禾本科的重要值显著高于低氮[8 kg·(hm^2·a)^-1]植物群落,杂类草重要值则显著降低(P<0.05),随施氮量增加植物群落优势种未发生改变,均为草地早熟禾(Poa pratensis);与无氮添加的植物群落相比,添加72 kg·(hm^2·a)^-1的植物群落的Patrick丰富度和Pielou均匀度有所降低但不显著,而Shannon-Wiener多样性显著降低(P<0.05),其他氮添加量对植物群落物种多样性表现出一定的促进作用;不同施氮处理下高寒草原群落稳定性与Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度呈显著负相关(P<0.05)。因此,短期氮添加会改变高寒草原植物群落物种组成,其中高倍氮对物种多样性的影响更为明显,进而影响高寒草原群落稳定性。 展开更多

关键词 氮沉降 物种组成 物种多样性 群落稳定性

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青藏高原土地利用格局和生态系统服务的时空演变特征及关系 被引量：3

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作者 郝嘉元 智烈慧 +2 位作者 李晓文 董世魁 李巍 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3053-3063,共11页

青藏高原作为全球最大的关键生态热点区域,具有丰富的生态系统服务,但其广阔而独特的高寒生态系统正受到如土地利用集约化等日益严重的人为干扰。本研究旨在探讨1980—2020年青藏高原土地利用规模、时空格局及其变化过程,分析其对主要... 青藏高原作为全球最大的关键生态热点区域,具有丰富的生态系统服务,但其广阔而独特的高寒生态系统正受到如土地利用集约化等日益严重的人为干扰。本研究旨在探讨1980—2020年青藏高原土地利用规模、时空格局及其变化过程,分析其对主要生态系统服务的影响。采用生态系统服务与权衡综合评价模型模拟研究了生境质量、碳储存、产水量3种生态系统服务的时空变化趋势,分析了土地利用演变对生态系统服务的影响。结果表明:1980—2020年间,研究区土地利用格局较为稳定,以高寒草地和荒漠为主。生境质量整体提高,碳储量和产水量先升高后降低。3种服务整体呈现从西北向东南逐渐提升的空间格局,与土地利用由荒漠、草地到林地过渡的空间格局相对应。土地利用强度与生态系统服务的相关性呈现明显的空间分异特征,受土地利用强度影响较大的县域主要集中在青藏高原中西部、南部和中东部等区域。本研究结果对制定土地利用政策、调控青藏高原独特的高寒生态系统土地利用格局具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 土地利用类型 土地利用强度 InVEST模型 生态系统服务 青藏高原

原文传递

近40年青藏高原生态格局演变及其驱动因素 被引量：6

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作者 王子滢 李周园 +7 位作者 董世魁 符曼琳 李泳珊 李生梅 武胜男 马春晖 马天啸 曹越 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第22期8941-8952,共12页

20世纪80年代至今近40年间,青藏高原自然与人工生态系统发生了广泛而深刻的变化,作为我国重要的生态屏障,亟需对其生态系统格局演变过程及其驱动因素进行系统定量的解析。本研究利用1980年至2018年间8期遥感解译土地利用与覆被数据,将... 20世纪80年代至今近40年间,青藏高原自然与人工生态系统发生了广泛而深刻的变化,作为我国重要的生态屏障,亟需对其生态系统格局演变过程及其驱动因素进行系统定量的解析。本研究利用1980年至2018年间8期遥感解译土地利用与覆被数据,将青藏高原9类主要生态系统类型,森林、灌丛、草地、农田、城镇、水体与湿地、冰川、裸地、荒漠,依其主要构成组分,划分为以植被为主体的自然生态系统(森林、灌丛、草地)、以无机环境为主体的自然生态系统(水体与湿地、冰川、裸地、荒漠),以及人工生态系统(农田、城镇)共三大类。统计分析表明1980至2018年的近40年来,青藏高原以植被为主的自然生态系统面积约占61.9%,其中草地生态系统变化率较大,局部年际变化逾30%/10a,草地灌丛面积扩张明显,最高可达约7%/10a。此外,青藏高原喜马拉雅山脉附近的冰川消减较快,下降速率约达25%/10a。青藏高原东缘向西城镇扩张明显,城镇面积占比增加约40%。研究还对气温和降水计算其变化速率,量化驱动生态系统演变的外部气候环境的时空动态特征,结合地理环境变量、人类活动强度、土壤侵蚀度、生物丰度等综合的驱动因素指标,建立多层级结构方程模型。研究发现,以植被为主的自然生态系统变化速率与气温、降水的变化速率呈现显著负相关,以无机环境要素为主的自然生态系统与气候因子的变化速率呈现显著正相关,人工生态系统则与外部环境因素耦合关系不强,结果表明青藏高原森林、灌丛、草地一类自然植被生态系统与环境变化之间呈现负反馈的保守性耦合关系,相比较水体与湿地、冰川、裸地和荒漠生态系统来讲,具有更强的韧性,因此保护区域自然植被将有利于维护青藏高原整体的生态屏障功能。 展开更多

关键词 青藏高原 生态系统 驱动因素 气候变化

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刈割对滇西北退化高寒草甸植物化学计量特征的影响

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作者 张勇 马燕丹 +6 位作者 郑秋竹 苏德荣 董世魁 梁克敏 吴凯婷 岳海涛 王晓蓉 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1565-1575,共11页

为探究环境干扰对退化高寒草甸植物化学计量特征的影响,该研究于2018—2020年对香格里拉市3个退化程度[轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)]的高寒草甸开展刈割试验,进而分析退化高寒草甸植物C、N、P含量、C∶N∶P和N-P幂函数关... 为探究环境干扰对退化高寒草甸植物化学计量特征的影响,该研究于2018—2020年对香格里拉市3个退化程度[轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)]的高寒草甸开展刈割试验,进而分析退化高寒草甸植物C、N、P含量、C∶N∶P和N-P幂函数关系在不同刈割年限(0、1、2 a)之间的差异。结果表明:(1)除莎草科P含量外,草甸植物群落、禾本科和杂类草的C、N、P含量在退化程度间无显著差异(P>0.05)。随着刈割年限的增加,退化草甸植物C、N、P含量呈先增后降的趋势(P<0.05)。(2)草甸植物C∶N和C∶P在退化程度间无差异(P>0.05)。从LD到SD,植物群落、莎草科和杂类草的N∶P比先小幅下降再显著上升(P<0.05),禾本科的N∶P未发生显著变化(P>0.05)。(3)随刈割年限增加,草甸植物的C∶N和C∶P呈先降后增、N∶P呈先增后降的趋势。刈割0 a时,莎草科的C∶P和N∶P显著高于杂类草(P<0.05),与植物群落和禾本科无差异(P>0.05);刈割1 a和2 a时,莎草科的C∶P和N∶P高于植物群落和其他功能群(P<0.05);在各刈割年限,植物群落和各功能群植物间的C∶N无差异(P>0.05)。(4)随刈割年限增加,退化草甸植物的N-P幂函数关系由弱变强、幂指数趋于稳定。莎草科的N-P幂指数(小于0.1)与植物群落、禾本科和杂类草的幂指数(稳定在0.19~0.22之间)明显不同。该研究发现,刈割干扰下退化高寒草甸植物生态化学计量特征在退化程度间差异不大,但其随刈割年限增加发生显著变化,这说明滇西北不同退化程度高寒草甸对刈割干扰可能具有相似的响应过程。 展开更多

关键词 高寒草甸 植物群落 退化程度 刈割年限 C∶N∶P N-P幂函数关系

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气候变化背景下青藏高原东部猪毛蒿物候的变化规律和影响因素

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作者 许驭丹 李帅 +3 位作者 董世魁 沈豪 周秉荣 李甫 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1671-1679,共9页

近几十年来青藏高原正经历着广泛而深远的气候变化,这种变化对当地物种的物候及分布格局产生了显著影响。猪毛蒿作为干旱半干旱地区的优势物种和影响群落稳定性的关键物种,青藏高原东缘是其重要的分布区域之一,然而其物候将如何应对气... 近几十年来青藏高原正经历着广泛而深远的气候变化,这种变化对当地物种的物候及分布格局产生了显著影响。猪毛蒿作为干旱半干旱地区的优势物种和影响群落稳定性的关键物种,青藏高原东缘是其重要的分布区域之一,然而其物候将如何应对气候变化目前我们尚不清楚。为此,基于青海省东部连续20年的气象数据和原位物候观测实验,探讨猪毛蒿物候的变化规律及量化不同气候因子的相对贡献率。结果表明:1)过去20年间年均温和年均每日日照时长分别呈现出显著的上升和下降趋势,而年降水和年均每日最大风速没有显著的变化;2)20年间猪毛蒿返青-开花的时间间隔和开花-结果的时间间隔并未表现出显著的变化趋势,结果-枯黄的时间间隔显著缩短;3)所有气候因子均对猪毛蒿不同物候的时间间隔有显著影响,其中最大风速是影响猪毛蒿物候时间间隔最重要的气候因子。这一研究发现可以为气候变化情景下青藏高原高寒植物的保护和利用提供理论依据。 展开更多

关键词 气候因子 青藏高原 物候时间间隔 原位实验 猪毛蒿

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脉冲激光探测水下目标回波特性分析研究 被引量：1

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作者 高鹏 李斌 +1 位作者 董士奎 袁远 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1698-1703,共6页

海洋表层是水下生物以及水下目标的主要活动区域,对海洋表层中的目标进行高精度的探测是一个十分重要的课题。本文建立了半解析蒙特卡洛激光辐射传输仿真模型,能够对机载海洋雷达回波信号过程进行全链路仿真,并且讨论了不同形状(包括:... 海洋表层是水下生物以及水下目标的主要活动区域,对海洋表层中的目标进行高精度的探测是一个十分重要的课题。本文建立了半解析蒙特卡洛激光辐射传输仿真模型,能够对机载海洋雷达回波信号过程进行全链路仿真,并且讨论了不同形状(包括:平面形、圆锥形、球形和类球形)目标的最大回波辐射强度随着水下深度分布。基于此,本文分析了脉冲激光雷达回波过程中不同目标在相同场景下考虑的截止散射阶次对回波信号的能量占比贡献。最后,分别从脉冲激光回波半峰全宽(FHWM)以及海水后向散射信噪比(SNR)两个方面分析了不同形状的水下目标识别过程中海水的后向散射对脉冲激光回波的回波半宽增宽效应以及不同深度下的海水后向散射信噪比。 展开更多

关键词 脉冲激光回波特性 半解析蒙特卡洛方法 多次散射 机载激光雷达

原文传递

不同背景下高超声速飞行器红外可探测性分析 被引量：5

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作者 于晓杰 郑永超 +2 位作者 郭崇岭 董士奎 杨霄 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期627-632,共6页

为了选择设计红外预警卫星的最优探测谱段范围,采用一种基于目标与背景对比度确定探测谱段的方法,在综合考虑目标、背景及探测方向等因素、结合探测器参量的前提下,分别对类HTV-2飞行器在不同工况、不同观测角度和不同波长范围内的辐射... 为了选择设计红外预警卫星的最优探测谱段范围,采用一种基于目标与背景对比度确定探测谱段的方法,在综合考虑目标、背景及探测方向等因素、结合探测器参量的前提下,分别对类HTV-2飞行器在不同工况、不同观测角度和不同波长范围内的辐射强度、多种地球/大气背景辐射及不同情况下的目标背景对比度进行了理论分析和仿真。结果表明,针对类HTV-2飞行器,正俯视观测时,在30km高度、马赫数Ma=7和50km高度、马赫数Ma=17两种工况下,任一背景下,目标与背景对比度在2.65μm^2.85μm谱段处都较大。该结果对探测这一类目标时的谱段选取具有重要参考价值。 展开更多

关键词 物理光学 目标与背景对比度 仿真研究 探测谱段 红外辐射

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京新高速公路哈腾套海保护区段野生动物通道监测研究 被引量：5

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作者 张相锋 郭锋 +3 位作者 彭阿辉 董世魁 陈冬勤 温璐 《野生动物学报》 北大核心 2019年第4期848-854,共7页

2017年10月—2018年7月,利用8台红外相机对京新高速公路哈腾套海国家级自然保护区段路域野生动物对通道利用情况及活动规律进行监测和分析。结果表明:(1)仅赤狐(Vulpes vulpes)和蒙古兔(Lepus capensis)两种兽类利用动物通道穿越公路,... 2017年10月—2018年7月,利用8台红外相机对京新高速公路哈腾套海国家级自然保护区段路域野生动物对通道利用情况及活动规律进行监测和分析。结果表明:(1)仅赤狐(Vulpes vulpes)和蒙古兔(Lepus capensis)两种兽类利用动物通道穿越公路,赤狐的物种相对丰富度为24%,蒙古兔的物种相对丰富度为76%。(2)赤狐在10月和11月对动物通道的利用率较高;蒙古兔在5月和6月对动物通道的利用率较高。(3)赤狐和蒙古兔利用动物通道迁移的日活动规律呈双峰型。赤狐的活动高峰出现在1:00—4:00、 6:00 —7:00和19:00—21:00;蒙古兔日活动高峰期出现在6:00—10:00和 18:00 —20:00。(4)蒙古兔和赤狐均能利用桥梁和涵洞动物通道进行迁移。在此基础上,提出道路建设的不同阶段的动物保护措施和动物通道设计。 展开更多

关键词 高速公路 桥梁 涵洞 道路生态学

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