刘绿怡
, 丁圣彦, 任嘉衍
LIU Lyuyi, DING Shengyan, REN Jiayan
通讯作者:
收稿日期: 2018-03-12
修回日期: 2018-07-8
网络出版日期: 2019-06-20
版权声明: 2019 《地理研究》编辑部 《地理研究》编辑部 所有
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作者简介:
作者简介：刘绿怡（1990-）,女,河南郑州人,博士,研究方向为景观生态学、生态系统服务。E-mail: luyi_liu524@163.com
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摘要
人类干扰使景观空间异质性发生了剧烈变化,进而对生态系统服务产生了严重影响。目前,针对景观空间异质性与生态系统服务的关联关系研究还较为薄弱。以河南省伊河流域为研究区域,以地表水质服务为研究对象,分析了地表水质服务的空间变化;通过以水质采样点为中心建立缓冲区,分析了不同尺度下的景观空间异质性特征,并与地表水质指标进行相关性研究,以探讨景观空间异质性与地表水质服务间的影响规律及响应机制。结果表明：① 研究区地表水质状况整体上为西南、东北部较差,中部较好;② 从景观组成来看,林地面积占比或斑块个数的增加有利于地表水质的提高;③ 类型水平上,林地的景观构型与化学需氧量的质量浓度在200 m半径缓冲区内显著相关（P<0.05）,城镇用地的景观构型对地表水质的影响则在2000 m半径缓冲区内更为明显;④ 景观水平上,总磷的质量浓度受到景观构型变化的强烈影响（P<0.05）,景观构型异质性越低,总磷的质量浓度就越高;⑤ 适当增加景观空间异质性可有效降低地表水质污染物的质量浓度,提高地表水质服务。研究结论可为伊河流域的空间开发及水环境保护政策的制定提供科学依据。
关键词：
Abstract
Human disturbance frequently and strongly works on landscape, which causes sharp change of landscape spatial heterogeneity, and then seriously influences ecosystem services. Currently, research on the correlation between landscape spatial heterogeneity and ecosystem services is still weak. Issues such as how landscape spatial heterogeneity affects ecosystem services, and what contributions it makes to sustain ecosystem services have to be solved urgently. This article chooses the Yihe River basin as a study area, and surface water quality service as the object. Concentrations of chemical oxygen demand, ammonia nitrogen and total phosphorus are selected and calculated to represent surface water quality, and the spatial distribution of surface water quality was analyzed. Buffer zones with 5 different lengths of radius were built around each of the 20 sampling sites to analyze the characteristics of landscape spatial heterogeneity at different scales. Correlation analysis was carried out to discuss the influencing rules and responding mechanisms between landscape spatial heterogeneity and surface water quality service. Results show that: (1) Surface water quality in the Yihe River basin is generally good, but in the southwest and northeast parts around urban areas, surface water quality is relatively poor. (2) Different landscape composition types affect surface water quality differently. From the aspect of landscape composition, it can be seen that if the area proportion or patch number of forest is increasing, surface water quality would improve simultaneously. (3) At the class level, there is a significant correlation between landscape configuration of forest and the concentration of chemical oxygen demand (P<0.05) within 200 m radius buffer zones, while the landscape configuration of urban areas would influence surface water more significantly within 2000 m radius buffer zones. (4) At the landscape level, the concentration of total phosphorus is strongly influenced by landscape configuration change (P<0.05), when landscape configurational heterogeneity is lower, the concentration of total phosphorus would be higher. (5) Increasing landscape spatial heterogeneity appropriately can effectively reduce the concentration of surface water pollutant and ensure the sustainability of surface water quality service. This study provides a scientific foundation for the spatial development and policy making for aquatic environmental protection in the Yihe River basin.
Keywords：
生态系统服务是地理学、生态学和环境科学等学科的研究热点之一,包括供给服务、调节服务、支持服务和文化服务[1]。水作为生物体生存的必需品,不仅为人类提供了水源涵养、淡水供给、水文调节、水源质量等供给服务和调节服务,也直接或间接地影响着养分循环、娱乐和生态旅游等支持服务和文化服务。人类对水文生态系统服务的需求不断增加,导致了大多数水文生态系统服务的下降[2,3]。地表水质是与人类生活最直接相关的水文生态系统服务之一,综合反映了多尺度环境因子的影响,对农业扩张、城市化等景观变化尤为敏感[4]。
景观空间异质性是景观生态学的核心概念,体现了不同类型、数量的景观组成单元在空间分布上的不均匀性与复杂性[5],分为景观组成异质性与景观构型异质性。景观组成异质性体现了景观组成类型（或土地利用/覆被类型）的差异,而景观构型异质性体现的则是景观组成类型间的空间配置和组合方式差异[6]。生态系统服务产生于不同的服务提供单元,人类活动使景观空间异质性发生变化的同时,也导致服务提供单元的结构变化与生境退化,最终影响到生态系统服务的产量与质量[7,8,9,10]。
在城市化进程不断加速的背景下,地表水质受到人类活动的强烈干扰,随之而来的水环境恶化等问题已无法通过单纯的水质监测评价和水资源污染控制管理来解决。因此,探究景观空间异质性与地表水质服务之间的关系,从景观层面来探讨和制定水资源管理、优化调控方案,是景观生态学与生态系统服务综合研究的热点课题[11,12,13,14,15]。现有研究大多从土地利用变化所引起的地表水质变化等方面入手[16,17,18,19,20,21,22],探讨不同景观组成类型与地表水质之间的相关性关系;也有研究通过计算相关的景观指数,从不同尺度上对二者间关系进行分析[23,24,25]。然而,直接探讨景观空间异质性对地表水质服务影响的研究尚不充分。
本研究拟选取一个构成较为完整的自然地理单元——伊河流域作为研究区,通过实地采集样品和实验室分析得到表征地表水质状况的数据,通过地统计学等研究方法,分析地表水质服务的空间变化。根据景观空间异质性的概念,从研究区的景观组成和景观构型入手,分析各景观组成类型对地表水质的影响,并利用相关景观指数来揭示景观组成类型的空间配置和组合方式差异与地表水质变化的关系,从而探讨景观空间异质性变化与地表水质服务之间的影响规律及响应机制,进而为该流域的空间开发及水环境保护政策的制定提供科学依据。
伊河是黄河中下游最大支流伊洛河的主要支流[26],发源于河南省栾川县熊耳山南麓陶湾镇三合村的闷顿岭,由西南向东北流经嵩县、伊川县、洛阳市洛龙区,至偃师市顾县镇杨村注入洛河,干流全长242.4 km。基于精度为30 m的中原经济区数字高程数据（DEM）,利用SWAT模型生成了伊河流域范围（111°19′E~112°55′E,33°39′N~34°41′N）,流域面积约5937 km2,海拔高度在110~2200 m之间,高差2048 m（图1）。由于山脉分隔,流域内形成了中山、低山、丘陵及河谷平川等自然地貌,其中50%左右为山地,40%左右为丘陵,其余10%为河谷平川,形成了“五山四岭一分川”的地貌格局。
伊河流域地处暖温带与北亚热带边缘、黄土过渡带,气候和土壤也具有南北过渡的性质。气温由西南向东北递增,多年平均气温为12~14 ℃,年内温差约26 ℃。降水量从西南向东北递减,多年平均降水约600 mm。研究区土壤类型丰富,有褐土、棕壤、红黏土、粗骨土等共10类;自然环境良好,有野生动、植物资源一千余种。自然植被以暖温带落叶阔叶林为主,主要树种分属壳斗科（Fagaceae）、杨柳科（Salicaceae）、槭树科（Aceraceae）、桦木科（Betulaceae）和胡桃科（Juglandaceae）等;间有亚热带区系植物成分,如黄连木（Pistacia chinensis）、黄栌（Cotinus coggygria）、山胡椒（Lindera glauca）、美丽胡枝子（Lespedeza formosa）等[27]。此外,研究区也拥有丰富的非金属与有色金属矿产资源,如钼、钨、金等。
伊河流域的主要景观组成类型有耕地（水田、旱地与水浇地）、林地（自然林、人工林与灌木林）、草地、水域及城镇用地（城镇、居民点、工矿用地与交通用地）（图2）。土地利用和地形分异使流域内的生态系统服务呈现出显著的空间异质性,具有典型性和代表性,为本研究的开展提供了合适的场所。
地理数据：中原经济区DEM数据来源于国家科技基础条件平台—国家地球系统科学数据共享平台—黄河下游科学数据中心（http://henu.geodata.cn）。
景观数据：获取2017年4月的Landsat-7精度为30 m的遥感影像数据（云量0.23%）,通过ENVI 5.3软件进行处理和解译,得到研究区景观组成类型图。
样品采集：研究区地表水质样品采集点共20个（图1）,设置在主要支流汇入伊河的出水口处及伊河干流上,采样点设置原则为下垫面一致且样点位置具有代表性。2016年10月至2017年8月共采样6次,其中枯水期（10—12月）、平水期（3—5月）和丰水期（6—8月）各2次。每个样点采集表层水样（0.5 m处）于预先处理过的塑料瓶中,同时记录采样点周围的环境。所采样品均避光冷藏保存,并尽快带回实验室进行指标测定。
3.2.1 景观空间异质性分析 以20个地表水质采样点为圆心分别建立半径为200 m、600 m、1000 m、1500 m、2000 m的缓冲区。缓冲半径的设置是根据前人对水环境与景观格局关系的尺度效应研究来确定的,最小缓冲半径多设置为100 m,最大缓冲半径在1000~2000 m之间[28]。
使用FRAGSTATS 4.2分别计算20个采样点各缓冲区内景观水平和类型水平上的景观指数。由于一些景观指数所反映的信息类似,为避免重复,分别对景观水平和类型水平上的所有景观指数进行了两两之间的Spearman相关性分析,以筛选出不存在显著相关性关系（P<0.05）的景观指数。因此,本研究所选的较为关键的景观指数有：斑块类型面积（CA）、景观面积比例（%LAND）、最大斑块指数（LPI）、斑块个数（NP）、邻近指数（CONTIG）、蔓延度指数（CONTAG）、斑块整体性（COHESION）、聚合度（AI）、景观分裂指数（DIVISION）及香侬多样性指数（SHDI）。其中,景观水平上选择的景观指数有LPI、NP、CONTIG、CONTAG、COHESION、AI、DIVISION和SHDI;类型水平上选择的景观指数为CA、%LAND、LPI、NP、CONTIG、COHESION、AI和DIVISION。根据FRAGSTATS 4.2软件说明中对景观指数的描述（表1）,本研究中将CA、%LAND和LPI归类为反映景观组成的景观指数,NP、CONTIG、CONTAG、COHESION、AI、DIVISION和SHDI为反映景观构型的景观指数。
表1 所选取景观指数的定义描述与意义
Tab. 1 Description and meaning of selected landscape indices
| 景观指数 | 定义描述与意义 |
|---|---|
| CA | 某景观组成类型斑块的总面积。可度量景观组成,是计算其他指标的基础,能够反映景观组成类型间物种、能量和养分的差异。 |
| %LAND | 某景观组成类型斑块的总面积占景观总面积的百分比。可度量景观组成,反映各景观组成类型的相对丰度,是判断优势景观组成类型的依据。 |
| LPI | 某景观组成类型的最大斑块面积占景观总面积的百分比。有助于确定优势景观组成类型,其值变化可改变干扰的强度和频率,反映人类活动的方向和强弱。 |
| NP | 某景观组成类型斑块的总个数。反映了景观的空间格局,可用来描述整个景观的异质性,其值大小与景观破碎化程度呈正相关。 |
| CONTIG | 所有景观组成类型斑块的平均邻近指数。类型水平上可度量相同景观组成类型斑块的邻近程度,景观水平上可体现景观整体的破碎化程度。 |
| CONTAG | 不同景观组成类型斑块的团聚程度或延展趋势。反映了景观的空间格局,其值高说明优势景观组成类型有良好的连通性,反之则表明景观破碎化程度较高。 |
| COHESION | 同一景观组成类型中斑块的物理连通性。反映了景观的空间格局,可描述类型水平上斑块间的连通性。 |
| AI | 同一景观组成类型中像素间聚合成斑块的邻接关系。计算了各景观组成类型中相邻体的最大可能性个数,反映了景观组成类型的平均聚合度。 |
| DIVISION | 两个随机像素不在同一景观组成类型斑块内的可能性。反映了景观的空间格局。 |
| SHDI | 基于信息理论反映景观中的斑块多样性。反映了景观的异质性,对景观中各景观组成类型的非均衡分布状况较为敏感 |
3.2.2 地表水质指标的选取与测定 研究区内对地表水质造成威胁的污染物主要来自城镇生活排污、化工厂排污、农业非点源污染等。因此,选取化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）、氨氮（ammonia nitrogen,NH3-N）和总磷（total phosphorus,TP）的质量浓度（mg/L）作为研究区地表水质状况的表征。COD可反映有机物的污染程度,质量浓度越高,有机物污染越严重;NH3-N是一种耗氧污染物,除导致水体富营养化外,还对一些水生生物有毒害作用;磷是水中藻类生长的关键元素,TP超标可导致水体富营养化,造成水体污秽异臭。
样品采集后带回实验室,参照《水和废水监测分析方法》[29]对COD、NH3-N和TP进行测定。每个样品测试2次,取平均值作为所得的实验值。
3.2.3 统计分析 在统计分析前,对6次采样中COD、NH3-N和TP的实验值分别进行单样本K-S检验,除平水期第2次采样所得的NH3-N实验值因实验操作失误无法使用外,均符合对数正态分布。将6个实验值求平均,得到各采样点在研究时间内COD和TP的平均质量浓度（mg/L）;除去平水期第2次采样所得的NH3-N实验值,将5个实验值求平均,得到各采样点在研究时间内NH3-N的平均质量浓度（mg/L）。
为直观地反映研究区地表水质及污染物较为集中地区的空间分布状况,根据各采样点测得的地表水质指标数据,运用反距离权重插值法,对3个水质指标的平均质量浓度进行整个流域范围内的插值[30,31,32,33],并生成COD、NH3-N和TP在研究时间内的空间异质性分布图。
运用Spearman相关性分析法对各采样点缓冲区景观水平和类型水平上的景观指数与各采样点COD、NH3-N和TP的平均质量浓度进行相关性分析。以上分析在ArcMap 10.2和SPSS 20.0软件中完成。
4.1.1 景观水平上的景观指数分析 景观水平上所选的景观指数为LPI、CONTIG、NP、CONTAG、COHESION、AI、DIVISION和SHDI。不同半径缓冲区内景观指数分析结果如图3所示。
图3 景观水平上各缓冲区景观指数统计
Fig. 3 Statistics of landscape index in buffer zones at landscape level
LPI属于面积-边缘类指数,该值的变化能够改变干扰的力度和频率,反映人类活动的强弱和趋势。LPI的最大值出现在200 m半径缓冲区内,最小值出现在1500 m半径缓冲区,说明1500 m半径缓冲区内人类活动相对较强,景观破碎化程度较高（图3a）。CONTIG为形状类指数,在景观水平上反映了景观整体的破碎化程度。CONTIG随缓冲区半径的增加而降低,说明尺度越小,各景观组成类型斑块间越邻近,景观破碎化程度越低（图3b）。
NP、CONTAG、COHESION、AI和DIVISION均属聚集度类指数,可反映景观的空间格局,描述景观空间异质性。NP与景观破碎化程度成正相关关系,随着缓冲区半径的增加,NP值增加,景观破碎化程度上升,景观空间异质性也相应升高（图3c）。CONTAG值趋于1时表明景观中存在许多小斑块,趋于100时表明景观中的优势景观组成类型斑块形成了良好的连通性。整体上,各缓冲区内CONTAG值相当,说明优势景观组成类型斑块的连通性中等,且相差不大（图3d）。COHESION和AI在此变化趋势相似,均随缓冲区半径的增加而下降,说明景观组成类型的平均聚合度和连通性随尺度增大而不断降低（图3e和图3f）。DIVISION反映了景观中两个随机像素不在同一景观组成类型斑块内的可能性,由结果可知,200 m半径缓冲区内可能性最低,说明该尺度范围内景观破碎化程度最低（图3g）。
SHDI是敏感性指标,其值越大,景观组成类型越丰富,景观空间异质性越高。结果显示,各缓冲区内SHDI值差异不大,说明景观组成类型丰富度相近;SHDI的最大值、最小值、中位数、上四分位数和下四分位数的最小值都出现在200 m半径缓冲区内,说明该尺度景观空间异质性最低（图3h）。
4.1.2 类型水平上的景观指数分析 类型水平上所选的景观指数为CA、%LAND、LPI、NP、CONTIG、COHESION、AI和DIVISION。CA和%LAND反映了景观的组成。由图4可知,200 m半径缓冲区内城镇用地和水域面积占比较大,约70%以上;600 m半径缓冲区内城镇用地和耕地面积占比较大,分别为39%和28%;1000 m、1500 m和2000 m半径缓冲区内城镇用地和林地面积占比较大,均占缓冲区总面积的70%左右。研究区草地面积较少,在200 m半径缓冲内占比最少,不到0.1%;在600 m半径缓冲区内占比最多,约为1.7%。
图4 各缓冲区景观组成类型占景观总面积百分比
Fig. 4 Area proportion of landscape composition types in buffer zones
其他景观指数分析结果如图5所示。LPI变化趋势显示,城镇用地为研究区内的优势景观组成类型,其最大值出现在600 m半径缓冲区内,最大斑块面积占缓冲区总面积的80%以上（图5a）。除草地外,各景观组成类型的NP均随缓冲区半径的增加而增加。草地的NP在600 m半径缓冲区内最低,在2000 m半径缓冲区内骤然升高,说明该尺度草地的景观破碎化程度最高（图5b）。整体上看,随着缓冲区半径的增加,除草地外各景观组成类型的CONTIG、COHESION和AI变化趋势类似,均随缓冲区半径的增加而降低,说明耕地、林地、水域和城镇用地的景观破碎化程度在逐渐升高,而连通性逐渐降低。草地CONTIG和COHESION的最小值出现在1000 m半径缓冲区内,说明该尺度下草地的景观破碎化程度最高,且连通性较差（图5c、图5d和图5e）。
图5 类型水平上各缓冲区景观指数统计
Fig. 5 Statistics of landscape index in buffer zones at class level
结果显示,各景观组成类型的DIVISION变化趋势差异较大（图5f）。其中耕地、水域和城镇用地的DIVISION随缓冲区半径的增加而升高,说明这三种景观组成类型中两个随机像素不在同一类型斑块内的可能性变大,景观破碎化程度也有所上升;林地的DIVISION随缓冲区半径的增加而下降,表明两个随机像素不在林地斑块内的可能性变小,斑块分裂度降低;由于草地面积较小且斑块分布较为分散,随着缓冲区半径的增加,草地的DIVISION没有发生变化。
2016年10月到2017年8月,伊河流域内各采样点COD质量浓度为9.31~34.78 mg/L,平均值为21.96 mg/L,标准差为7.21 mg/L,变异系数为32.8%。整体上,COD质量浓度均在地表水质标准限值以内（40 mg/L）[34],其中嵩县附近COD质量浓度最低,已达到I类标准;洛阳市洛龙区附近COD质量浓度总体小于20 mg/L,达到II类标准;栾川县、伊川县和偃师市顾县镇附近COD质量浓度总体小于30 mg/L,属III类标准;图6a中颜色最深区域的COD质量浓度最高,但也在V类标准限值（40 mg/L）以内。总体来看,COD质量浓度在山地区随海拔递减而降低,在丘陵区随海拔递减呈上升趋势,而河谷平川区的COD质量浓度普遍较高。
图6 化学需氧量、氨氮和总磷质量浓度的空间异质性分布
Fig. 6 Spatial distribution of the concentrations of COD, NH3-N and TP
各采样点NH3-N质量浓度为0.10~2.67 mg/L,平均值为0.58 mg/L,标准差为0.66 mg/L,变异系数为112.9%。从图6b可看出,研究区中部丘陵区NH3-N质量浓度较低,在III类标准以上（<1mg/L）;东北部河谷平川区NH3-N质量浓度总体达到III类标准,其中伊川县和洛阳市洛龙区附近NH3-N质量浓度偏高,为IV类标准;而西南部山地区栾川县附近NH3-N质量浓度较高,部分区域已超出NH3-N标准限值（2.0 mg/L）。
各采样点TP质量浓度为0.005~0.130 mg/L,平均值为0.025 mg/L,标准差为 0.031 mg/L,变异系数为121.3%。总体来看,研究区TP质量浓度较低,均在III类标准限值内（<0.2 mg/L）（图6c）。其中丘陵区TP质量浓度最低,可达到I类标准（<0.02 mg/L）;河谷平川区城镇中心附近的TP质量浓度较高,尤其是洛阳市洛龙区附近,但也在II类标准限值（0.1 mg/L）以内;山地区栾川县城附近的TP质量浓度最高,为III类标准。
变异系数表征了各样本间的变异程度,其数值越大,样本间的变异程度就越高。根据变异性分级标准,变异系数大于30%均属于强变异,可见各采样点COD、NH3-N和TP质量浓度在空间上的变化均较强。强变异主要由水体受污染状况差异及各指标自身水文特征差异引起。由此可见,伊河流域内地表水质的空间异质性分布明显受到了人类活动的干扰。
4.3.1 景观组成与地表水质的相关性 根据景观指数的意义（表1）,类型水平上,%LAND、NP和LPI可反映景观的组成。将各采样点COD、NH3-N和TP的平均质量浓度与各采样点不同半径缓冲区内的%LAND、NP和LPI指数进行相关性分析,研究景观组成与地表水质的影响与响应关系及变化情况。
相关性分析结果（表2）表明,耕地%LAND与TP自1500 m半径缓冲区范围开始呈显著负相关（P<0.05）,NP和LPI与3个地表水质指标无显著相关性关系。200 m半径缓冲区内,林地%LAND和LPI与COD呈显著负相关（P<0.05）,NP与TP的负相关显著性更强（P<0.01）。草地%LAND在不同半径缓冲区内与各水质指标均无显著相关性。城镇用地%LAND在2000 m半径缓冲区内与COD和TP呈显著正相关（P<0.05）;城镇用地NP从600 m半径缓冲区开始,与TP表现出显著负相关（P<0.01）,并从1500 m半径缓冲区开始,与NH3-N也呈显著负相关（P<0.05）;城镇用地LPI在2000 m半径缓冲区内与NH3-N和TP存在显著正相关关系（P<0.05）。可见,伊河流域内不同景观组成类型对地表水质的影响程度存在差异。地表水质受多种景观组成类型的综合影响,并具有一定的空间尺度特征。
表2 类型水平上%LAND、NP和LPI与地表水质指标的相关性
Tab. 2 Correlation between %LAND, NP, LPI and surface water quality index at class level
| 尺度 （m） | 地表水 质指标 | 耕地 | 林地 | 草地 | 城镇用地 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| %LAND | NP | LPI | %LAND | NP | LPI | %LAND | NP | LPI | %LAND | NP | LPI | |||||
| 200 | COD | -0.33 | -0.13 | -0.32 | -0.60* | -0.13 | -0.60* | - | - | - | 0.43 | -0.12 | 0.39 | |||
| NH3-N | -0.07 | 0.13 | -0.07 | -0.40 | -0.43 | -0.40 | - | - | - | 0.13 | 0.18 | 0.14 | ||||
| TP | -0.40 | -0.24 | -0.31 | 0.01 | -0.87** | 0.12 | - | - | - | 0.29 | -0.03 | 0.14 | ||||
| 600 | COD | 0.09 | 0.09 | -0.07 | -0.15 | -0.08 | -0.15 | -0.20 | -0.35 | -0.20 | 0.20 | -0.19 | 0.31 | |||
| NH3-N | 0.04 | -0.10 | -0.04 | -0.36 | -0.01 | -0.33 | -0.30 | -0.35 | -0.30 | 0.25 | -0.42 | 0.20 | ||||
| TP | -0.45 | -0.10 | -0.42 | -0.32 | -0.05 | -0.28 | -0.30 | -0.35 | -0.30 | 0.43 | -0.68** | 0.41 | ||||
| 1000 | COD | 0.12 | 0.30 | 0.06 | -0.29 | 0.16 | -0.26 | -0.57 | 0.08 | -0.54 | 0.25 | -0.24 | 0.23 | |||
| NH3-N | 0.09 | 0.20 | 0.08 | -0.34 | 0.22 | -0.39 | -0.21 | -0.04 | -0.11 | 0.27 | -0.39 | 0.27 | ||||
| TP | -0.44 | 0.08 | -0.27 | -0.27 | -0.05 | -0.29 | -0.11 | 0.09 | 0.00 | 0.40 | -0.68** | 0.43 | ||||
| 1500 | COD | 0.09 | -0.10 | 0.13 | -0.35 | -0.06 | -0.27 | -0.46 | -0.23 | -0.50 | 0.29 | -0.25 | 0.22 | |||
| NH3-N | 0.04 | 0.00 | 0.11 | -0.30 | 0.21 | -0.32 | 0.10 | -0.27 | 0.09 | 0.25 | -0.49* | 0.35 | ||||
| TP | -0.46* | -0.04 | -0.33 | -0.20 | -0.25 | -0.15 | 0.25 | -0.04 | 0.18 | 0.41 | -0.68** | 0.49* | ||||
| 2000 | COD | 0.06 | -0.07 | 0.04 | -0.32 | -0.14 | -0.28 | -0.50 | -0.26 | -0.48 | 0.46* | -0.23 | 0.37 | |||
| NH3-N | -0.01 | 0.04 | 0.03 | -0.33 | 0.13 | -0.21 | -0.01 | -0.30 | 0.09 | 0.35 | -0.47* | 0.51* | ||||
| TP | -0.45* | 0.09 | -0.40 | -0.15 | -0.31 | -0.06 | 0.11 | -0.13 | 0.10 | 0.47* | -0.50* | 0.62** | ||||
4.3.2 景观构型与地表水质的相关性 景观水平上,能够反映景观构型的景观指数有CONTIG、CONTAG、COHESION、DIVISION、AI和SHDI。将各缓冲区的景观指数与地表水质指标进行Spearman相关性分析可知,600 m半径缓冲区内景观构型与地表水质的相关性最为显著。结果显示（表3）,COD与各景观指数无明显相关性;NH3-N与DIVISION呈显著负相关（P<0.05）;TP与SHDI无明显相关性,而与COHESION的正相关关系和与DIVISION的负相关关系均具较强显著性（P<0.01）。
表3 景观水平上景观指数与地表水质指标的相关性（600 m）
Tab. 3 Correlation between landscape index and surface water quality index at landscape level (600 m)
| 地表水质指标 | CONTIG | CONTAG | COHESION | DIVISION | AI | SHDI |
|---|---|---|---|---|---|---|
| COD | 0.13 | -0.05 | 0.22 | -0.26 | 0.15 | -0.11 |
| NH3-N | 0.44 | 0.21 | 0.40 | -0.45* | -0.29 | 0.44 |
| TP | 0.51* | 0.51* | 0.61** | -0.70** | 0.54* | -0.41 |
类型水平上,能够反映景观构型的景观指数为CONTIG、COHESION、DIVISION和AI。将各采样点COD、NH3-N和TP的平均质量浓度与各缓冲区内不同景观组成类型的景观指数进行Spearman相关性分析可知,林地的景观指数只在200 m半径缓冲区内与COD的质量浓度相关。其中COD与林地的CONTIG、COHESION和AI呈显著负相关,与DIVISION呈显著正相关（P<0.05）;NH3-N和TP则与林地景观指数无显著相关性（表4）。
表4 类型水平上林地景观指数与地表水质指标的相关性（200 m）
Tab. 4 Correlation between forest landscape index and surface water quality index at class level (200 m)
| 地表水质指标 | CONTIG | COHESION | DIVISION | AI |
|---|---|---|---|---|
| COD | -0.67* | -0.57* | 0.60* | -0.59* |
| NH3-N | -0.26 | -0.27 | 0.42 | -0.11 |
| TP | 0.34 | 0.30 | -0.12 | 0.45 |
耕地、草地的景观指数在任何半径缓冲区内均未显示出与地表水质存在明显相关性;城镇用地的景观指数在2000 m缓冲半径内,与NH3-N和TP的质量浓度存在显著的相关性（表5）。其中NH3-N与COHESION呈显著正相关,与DIVISION呈显著负相关（P<0.05）,与CONTIG和AI无明显相关性;TP与城镇用地各景观指数均存在一定的相关性,其中与CONTIG和COHESION呈更为显著的正相关（P<0.01）,而与DIVISION呈显著负相关（P<0.01）。
表5 类型水平上城镇用地景观指数与地表水质指标的相关性（2000 m）
Tab. 5 Correlation between urban landscape index and surface water quality index at class level (2000 m)
| 地表水质指标 | CONTIG | COHESION | DIVISION | AI |
|---|---|---|---|---|
| COD | 0.42 | 0.33 | -0.40 | 0.40 |
| NH3-N | 0.43 | 0.46* | -0.49* | 0.44 |
| TP | 0.56** | 0.61** | -0.60** | 0.54* |
景观组成异质性反映了景观的非空间结构特征,主要包括景观组成类型及其数量、景观组成类型面积占比及优势度等。生态系统服务产生于不同的服务提供单元,因此,增加某生态系统服务对应的服务提供单元,将有助于该生态系统服务的提升。地表水质服务的服务提供单元为林地、草地和湿地[10],所以当这些景观组成类型的斑块数量和面积占比增加时,地表水质服务也相应上升。
不同尺度范围,各景观组成类型与地表水质指标间的相关性关系显著与否亦存在差异。林地作为流域内的“汇”型景观,对地表径流有良好的净化效果[19,35,36]。从景观组成与地表水质的相关性分析结果可以看出,在较小尺度上,林地面积占比、斑块个数和最大斑块面积占比与地表水质指标均呈负相关关系,表明林地面积越大、斑块个数越多、最大斑块面积占比越大,COD和TP的质量浓度越低。这是由于林地中的植物和土壤能够削减暴雨径流、减少水土流失并吸附污染物,其截留、降解作用有效地减少了由于地表径流冲刷而进入水体的有机物和营养盐。这与Qiu等[16,33]、Tong等[36]、夏品华等[19]和蔡宏等[24]的研究结果一致。
城镇用地对地表水质的影响在较大尺度上更为明显,这与城镇用地中污染物排放量随缓冲区面积增大而增加有关。较大尺度范围上,城镇用地面积占比越大,COD和TP的质量浓度越高;最大斑块面积占比越大、斑块个数越少,NH3-N和TP的质量浓度就越高,这说明在城镇用地的景观破碎化程度较低时,地表水质污染物的质量浓度较高。由图6也可看出,NH3-N和TP质量浓度较高的区域多集中在县城附近,这是由于城镇化进程使地表不透水区域面积增大,导致污染物随降雨所形成的地表径流进入水体,使水体中的有机物和营养盐含量增加,杨洁等[20]和蔡宏等[24]的研究均证实了这点。
耕地属半自然生境,受人为干扰较频繁,对地表水质的影响也较为复杂。本研究中,耕地与TP质量浓度的关系具有一定的空间尺度特征。在较小的尺度上,耕地面积占比对TP质量浓度影响不显著;在较大尺度上,景观空间异质性发生变化,受景观多样性和景观破碎化程度升高、景观连通性降低等多重因素的影响,缓冲区内耕地面积增加但占比减少,耕地面积占比与TP质量浓度呈负相关。前人对耕地面积占比与非点源污染物浓度的研究结果体现了二者相关关系的空间尺度特征,也有研究认为,小尺度上耕地的规模与强度较小是耕地与TP质量浓度未呈现显著相关的主要原因[22,35]。
此外,前人研究[16]认为增加草地面积占比亦能提高地表水质,但本研究中由于研究区内草地面积较少,与各水质指标均未呈现显著的相关性关系,因此无法证实。
服务提供单元间的随机组合与空间配置变化也会直接影响到相应生态系统服务的产量与质量。所以生态系统服务的变化不仅取决于景观组成异质性的改变,也依赖于景观构型异质性的变化。然而,目前有关景观构型异质性对生态系统服务的影响研究多集中在传粉、养分保持和景观美学等生态系统服务上[37,38],少有研究将景观的构型变化与地表水质服务联系起来。
从本研究的结果可以看出,景观水平上,景观构型与地表水质的相关性关系在600 m半径缓冲范围内最为显著。其中,DIVISION指数是地表水质的重要预测因子之一,其值降低将会造成NH3-N和TP质量浓度增加,这说明景观组成类型斑块间的分裂程度越低、景观破碎化程度越低,地表水质污染物的质量浓度就越高、地表水质状况越差。也有一些研究[20,25]发现SHDI与五日生化需氧量、COD、TP和总氮等地表水质指标呈负相关,这意味着景观组成类型的多样性越高,污染物质量浓度就越小,地表水质状况越好。然而本研究中,SHDI与各地表水质指标并无显著的相关性,无法证实这一说法。
此外,TP的质量浓度与景观水平上的景观指数相关性关系最为显著,它与CONTIG、CONTAG、COHESION和AI均呈正相关,与DIVISION呈负相关。这说明当景观组成类型斑块中存在优势斑块或斑块之间的团聚程度较高时,景观构型异质性降低,TP的质量浓度就越高。
类型水平较小尺度上,林地景观构型的变化对地表水质的影响较为显著。当林地斑块的聚集程度和延展趋势增大时,斑块间的空间配置较为密集且连通性较好,从而优化了林地对地表径流的净化作用,使COD质量浓度显著下降;反之,当林地斑块间的分裂程度较大、破碎化程度较高时,COD质量浓度呈上升趋势。而在较大尺度上,城镇用地的景观构型变化是影响地表水质的主要因素,NH3-N和TP对该变化的响应较为显著,这与前人的研究结果一致[16,20,25]。当城镇用地斑块的空间分布较为密集（如栾川县、伊川县中心附近）、斑块分裂程度较低且形成优势斑块时,将造成城镇用地排污集中,使NH3-N和TP的质量浓度升高,地表水质服务下降。这表明城镇用地斑块在空间配置均匀且景观构型异质性较大时,对地表水质服务的提高存在促进作用。
本研究通过实地采样和实验室分析得到了研究区典型地表水质指标数据,结合遥感影像解译,运用地数结合的统计方法,通过设置不同半径缓冲区对景观空间异质性进行分析,并由景观组成和景观构型入手,讨论了景观空间异质性对地表水质服务的影响。结果表明：
（1）伊河流域地表水质状况总体较好。参照地表水环境质量标准,COD、NH3-N和TP的质量浓度均在V类及以上标准限值内,部分地区甚至达到I类标准。
（2）研究区地表水质服务的主要服务提供单元为林地,林地面积占比或斑块个数的增加有助于地表水质服务的提高。
（3）不同景观组成类型对各地表水质指标质量浓度的影响存在差异,并具有尺度依赖性。较小尺度上,林地对COD的质量浓度有削减和抑制作用,说明在沿河200 m左右设立林带能够有效降低非点源污染。较大尺度上,城镇用地面积占比增加会造成NH3-N和TP质量浓度升高,对地表水质具负效应。
（4）景观水平上,景观组成类型斑块间的分裂程度是影响地表水质的主要因素。斑块分裂程度越低、景观破碎化程度越低,污染物的质量浓度就越高、地表水质状况越差。
（5）类型水平上,增加景观构型异质性有助于降低地表水质指标的质量浓度,提高地表水质服务。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Ecosystem services and biogeochemical cycles on a global scale: Valuation of water, carbon and nitrogen processes .https://doi.org/10.1016/j.envsci.2011.05.013 URL [本文引用: 1] |
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水源涵养与水文调节: 和而不同的陆地生态系统水文服务 .https://doi.org/10.5846/stxb201404140717 Magsci [本文引用: 1] 摘要
水与生态系统的关系是重要的科学问题,并且受到社会广泛关注。水源涵养和水文调节都是陆地生态系统所能提供的水文服务,并从生态水文和水资源角度把生态系统的健康和完整性与人类社会的持续发展紧密联系起来,从而也要求动态和综合的视角加以深入研究。基于生态水文过程原理,对水源涵养和水文调节的概念进行了辨析,认为前者是后者的有机组成部分,相对具体、应用中务求精确明晰;后者则更具包容性、客观性和广泛适用性。文章进一步简要分析了当前国内外生态系统水源涵养和水文调节服务的主导评估方法,结果表明,水源涵养的评估以储水量法为主,而水文调节则以基于降水和蒸散的水量平衡法及综合模型法(如SWAT)为主。从生态系统服务相互作用的角度考量,实际上水源涵养和水文调节及其相关的其它服务类型(如固碳、土壤保持、生物生产、淡水供给等)存在着复杂的动态权衡或协同关系,在科学研究和生态系统管理实践中必须统筹考虑,以确保对科学问题的准确把握和促进"水-生态-社会系统"的高效、可持续发展。为此,必须加强对生态水文过程的长期观测和实验研究,并且关注空间异质性及尺度效应、时间动态性和利益相关者需求的多维性。
Water retention and hydrological regulation: Harmony but not the same in terrestrial hydrological ecosystem services .https://doi.org/10.5846/stxb201404140717 Magsci [本文引用: 1] 摘要
水与生态系统的关系是重要的科学问题,并且受到社会广泛关注。水源涵养和水文调节都是陆地生态系统所能提供的水文服务,并从生态水文和水资源角度把生态系统的健康和完整性与人类社会的持续发展紧密联系起来,从而也要求动态和综合的视角加以深入研究。基于生态水文过程原理,对水源涵养和水文调节的概念进行了辨析,认为前者是后者的有机组成部分,相对具体、应用中务求精确明晰;后者则更具包容性、客观性和广泛适用性。文章进一步简要分析了当前国内外生态系统水源涵养和水文调节服务的主导评估方法,结果表明,水源涵养的评估以储水量法为主,而水文调节则以基于降水和蒸散的水量平衡法及综合模型法(如SWAT)为主。从生态系统服务相互作用的角度考量,实际上水源涵养和水文调节及其相关的其它服务类型(如固碳、土壤保持、生物生产、淡水供给等)存在着复杂的动态权衡或协同关系,在科学研究和生态系统管理实践中必须统筹考虑,以确保对科学问题的准确把握和促进"水-生态-社会系统"的高效、可持续发展。为此,必须加强对生态水文过程的长期观测和实验研究,并且关注空间异质性及尺度效应、时间动态性和利益相关者需求的多维性。
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Relationships between land use patterns and water quality in the Taizi River basin, China .https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.02.003 URL [本文引用: 1] |
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景观格局与生态过程的关系及其对生态系统服务的影响 .
<p>景观格局与生态过程是景观生态学研究的核心内容，两者相互作用，呈现出一定的景观功能，构成生态系统服务的主体。由于人类对自然资源和环境影响的加剧，生态系统面临着严峻的考验，呈现出结构性破坏和功能紊乱的特点。笔者对景观格局与生态过程的耦合及其与生态系统服务的关系进行了论述，并对其在生态系统管理中的应用进行了探讨。</p>
Discussion on links among landscape pattern, ecological process, and ecosystem services .
<p>景观格局与生态过程是景观生态学研究的核心内容，两者相互作用，呈现出一定的景观功能，构成生态系统服务的主体。由于人类对自然资源和环境影响的加剧，生态系统面临着严峻的考验，呈现出结构性破坏和功能紊乱的特点。笔者对景观格局与生态过程的耦合及其与生态系统服务的关系进行了论述，并对其在生态系统管理中的应用进行了探讨。</p>
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农业景观异质性对生物多样性及其生态系统服务的影响 .
农业景观中生物多样性具有特殊重要的意义, 本文首先综述了农业景观异质性的组成和特征。农业景观的异质性不仅包括空间组成和构型异质性以及时间异质性, 更应包括基于物种或功能类群认识的农业景观功能异质性, 这对于讨论景观异质性与生物多样性的关系十分关键。纵览景观空间异质性和时间异质性对生物多样性的多尺度影响发现, 很多研究证实非农生境对于维持农业景观中生物多样性十分必要, 由非农生境斑块和农田基质组成异质性较高的农业景观往往促进生物多样性, 不同生物类群对景观异质性的响应尺度不同。景观结构和种间作用的复合影响是异质性农业景观维持生物多样性的机制。景观异质性通过生物多样性的组成和分布进而影响其提供的生物控制、授粉和物质循环等生态系统服务。结合黄河中下游平原农业景观异质性特征及其对生物多样性影响系列研究结果, 在联产承包责任制下小田块管理的农业景观中, 未来相关研究应基于功能景观的时空异质性深入讨论农业景观对生物多样性及其生态系统服务的影响机制, 为可持续农业景观的构建提供科学依据。
Effects of agricultural landscape heterogeneity on biodiversity and ecosystem services. Chinese Journal of
农业景观中生物多样性具有特殊重要的意义, 本文首先综述了农业景观异质性的组成和特征。农业景观的异质性不仅包括空间组成和构型异质性以及时间异质性, 更应包括基于物种或功能类群认识的农业景观功能异质性, 这对于讨论景观异质性与生物多样性的关系十分关键。纵览景观空间异质性和时间异质性对生物多样性的多尺度影响发现, 很多研究证实非农生境对于维持农业景观中生物多样性十分必要, 由非农生境斑块和农田基质组成异质性较高的农业景观往往促进生物多样性, 不同生物类群对景观异质性的响应尺度不同。景观结构和种间作用的复合影响是异质性农业景观维持生物多样性的机制。景观异质性通过生物多样性的组成和分布进而影响其提供的生物控制、授粉和物质循环等生态系统服务。结合黄河中下游平原农业景观异质性特征及其对生物多样性影响系列研究结果, 在联产承包责任制下小田块管理的农业景观中, 未来相关研究应基于功能景观的时空异质性深入讨论农业景观对生物多样性及其生态系统服务的影响机制, 为可持续农业景观的构建提供科学依据。
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Effects of landscape configuration on mapping ecosystem service capacity: A review of evidence and a case study in Scotland .https://doi.org/10.1007/s10980-016-0345-2 URL [本文引用: 1] |
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Causes and consequences of spatial heterogeneity in ecosystem function . In: Lovett G M, Jones C G, Turner M G, et al. |
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Scale and context dependence of ecosystem service providing units .https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2014.08.001 URL [本文引用: 2] |
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艾比湖区域景观格局空间特征与地表水质的关联分析 .Correlation analysis between the spatial characteristics of land use/cover-landscape patter and surface-water quality in the Ebinur Lake area . |
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流溪河流域景观空间特征与河流水质的关联分析 .Relationships between landscape spatial characteristics and surface water quality in the Liu Xi River watershed . |
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Set-aside management: How do succession, sowing patterns and landscape context affect biodiversity?. https://doi.org/10.1016/j.agee.2010.11.025 URL [本文引用: 1] |
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Encouraging collaboration for the provision of ecosystem services at a landscape scale: Rethinking agri-environmental payments .https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2011.06.012 URL [本文引用: 1] |
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什么是可持续性科学? .
<p>可持续发展是我们时代的主题，也是人类面临的最大挑战.自20世纪70年代，尤其是近20年来，可持续发展的概念日益频繁地出现在学术文章、政府文件以及公益宣传和商业广告之中.然而，为可持续发展提供理论基础和实践指导的科学——可持续性科学——是在21世纪初才开始形成的.该科学在短短的十几年中迅速开拓、不断发展，正在形成其科学概念框架和研究体系.中国是世界大国，是可持续性科学的哲学思想——“天人合一”——的故乡，有必要承担起时代之重任，在追求“中国梦”的同时促进全球可持续发展，并积极参与进而引领可持续性科学的研究和实践.为了帮助实现这一宏伟而远大目标，本文拟对可持续性科学的基本概念、研究论题和发展前景作一概述.可持续性科学是研究人与环境之间动态关系——特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性——的整合型科学.它穿越自然科学和人文与社会科学，以环境、经济和社会的相互关系为核心，将基础性研究和应用研究融为一体.可持续发展的核心内容往往因时、因地、 因人而异.因此，可持续性科学必须注重多尺度研究，同时应特别关注 50到100年的时间尺度和景观以及区域的空间尺度. 景观和区域不但是最可操作的空间尺度，同时也是上通全球、下达局地的枢纽尺度.可持续性科学需要聚焦于生态系统服务和人类福祉的相互关系，进而探讨生物多样性和生态系统过程，以及气候变化、土地利用变化和其他社会经济驱动过程对这一关系的影响.我们认为，景观和可持续性是可持续性科学的核心研究内容，也将是可持续性科学在以后几十年的研究热点.</p>
What is sustainability science? .
<p>可持续发展是我们时代的主题，也是人类面临的最大挑战.自20世纪70年代，尤其是近20年来，可持续发展的概念日益频繁地出现在学术文章、政府文件以及公益宣传和商业广告之中.然而，为可持续发展提供理论基础和实践指导的科学——可持续性科学——是在21世纪初才开始形成的.该科学在短短的十几年中迅速开拓、不断发展，正在形成其科学概念框架和研究体系.中国是世界大国，是可持续性科学的哲学思想——“天人合一”——的故乡，有必要承担起时代之重任，在追求“中国梦”的同时促进全球可持续发展，并积极参与进而引领可持续性科学的研究和实践.为了帮助实现这一宏伟而远大目标，本文拟对可持续性科学的基本概念、研究论题和发展前景作一概述.可持续性科学是研究人与环境之间动态关系——特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性——的整合型科学.它穿越自然科学和人文与社会科学，以环境、经济和社会的相互关系为核心，将基础性研究和应用研究融为一体.可持续发展的核心内容往往因时、因地、 因人而异.因此，可持续性科学必须注重多尺度研究，同时应特别关注 50到100年的时间尺度和景观以及区域的空间尺度. 景观和区域不但是最可操作的空间尺度，同时也是上通全球、下达局地的枢纽尺度.可持续性科学需要聚焦于生态系统服务和人类福祉的相互关系，进而探讨生物多样性和生态系统过程，以及气候变化、土地利用变化和其他社会经济驱动过程对这一关系的影响.我们认为，景观和可持续性是可持续性科学的核心研究内容，也将是可持续性科学在以后几十年的研究热点.</p>
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Importance of landscape heterogeneity in sustaining hydrologic ecosystem services in an agricultural watershed .https://doi.org/10.1890/ES14-00174.1 URL [本文引用: 4] |
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从自然区划、土地变化到景观服务: 发展中的中国综合自然地理学 .From natural regionalization, land change to landscape service: The development of integrated physical geography in China . |
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托木尔峰国家级自然保护区土地利用/覆被生态服务价值变化分析 .Analysis on the change of land use/cover ecological service value in Tomur National Reserve . |
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草海湿地小流域土地利用与景观格局对氮、磷输出的影响 .Effects of land-use and landscape pattern on nitrogen and phosphorus exports in Caohai wetland watershed . |
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城镇化下河流水质变化及其与景观格局关系分析: 以太湖流域苏州市为例 .River water quality change and its relationship with landscape pattern under the urbanization: A case study of Suzhou city in Taihu Basin . |
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河流近域土地利用格局与水质相关性分析: 以巢湖流域为例 .
<p>以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象，基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区，运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成，借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段，分析土地利用构成与水质指数间的相关关系；并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明，巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响，且受地形因素影响。其中，建设用地对河流水质恶化具有明显作用；河流沿岸林地布局能显著改善水质，尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感；耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义，并为同类研究提供借鉴</p>
Correlation between the water quality and land use composition in the river side area: A case of Chaohu Lake basin in China .
<p>以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象，基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区，运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成，借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段，分析土地利用构成与水质指数间的相关关系；并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明，巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响，且受地形因素影响。其中，建设用地对河流水质恶化具有明显作用；河流沿岸林地布局能显著改善水质，尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感；耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义，并为同类研究提供借鉴</p>
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The effects of spatial variability of land use on stream water quality in a costal watershed .https://doi.org/10.1007/s10333-008-0122-1 URL [本文引用: 2] |
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Influence of land use on water quality in a tropical landscape: A multi-scale analysis .https://doi.org/10.1007/s10980-011-9642-y URL [本文引用: 1] |
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赤水河流域中上游坡地景观特征对河流水质的影响 .The effects of sloping landscape features on water quality in the upper and middle reaches of the Chishui River Watershed . |
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入太湖河流武进港的区域景观格局与河流水质相关性分析 .Relationship between landscape pattern and river water quality in Wujingang region, Taihu Lake watershed . |
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伊洛河流域不同地貌类型区的景观空间结构对比分析: 以洛宁县为例 .Landscape spatial structure of various landform type areas in Yiluo River basin: A case study of Luoning county . |
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地理环境因素对伊洛河流域森林景观的影响 .Analysis of geographic environmental factors on forest landscape dynamics of Yiluo River basin . |
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Spatial considerations for linking watershed land cover to ecological indicators in streams .https://doi.org/10.1890/04-0481 URL [本文引用: 1] |
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小兴凯湖水质的空间异质性 .Spatial heterogeneity of water quality in Xiaoxingkai Lake . |
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城市河流水质参数空间变异性研究: 以苏南某市为例 .Spatial variability of water quality parameters in rivers: A case study of some city in south of Jiangsu . |
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苏南某市河流水质参数时空变异性研究 .Spatial and temporal variability of water quality of city river in south Jiangsu . |
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Spatial interactions among ecosystem services in an urbanizing agricultural watershed .https://doi.org/10.1073/pnas.1310539110 URL [本文引用: 2] |
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Relationships between landscape characteristics and nonpoint source pollution inputs to coastal estuaries .https://doi.org/10.1007/s002679900208 URL [本文引用: 2] |
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Modeling the relationship between land use and surface water quality . |
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澜沧江流域生态系统土壤保持功能及其空间分布 .
基于改进的通用土壤流失方程对澜沧江流域生态系统的土壤保持功能及其空间分布特征进行分析.结果表明：澜沧江流域是我国生态系统土壤保持能力最高的区域之一，其年均土壤保持量为2.36×10<sup>10</sup> t·a<sup>-1</sup>，单位面积土壤保持量为1453.72 t·hm<sup>-2</sup>；土壤N、P、K元素保持量分别为5.74×10<sup>7</sup>、3.07×10<sup>7</sup>和3.75×10<sup>8</sup> t·a<sup>-1</sup>，从上游至下游呈递增趋势.各类生态系统中，森林生态系统土壤保持能力最高，草地和农田其次，荒漠生态系统最差.不同生态系统的土壤保持能力均随植被盖度的增加呈线性增长.澜沧江流域生态系统的植被盖度每增加10%，其土壤保持能力平均增加35.3%.在对该区域生态系统进行保护的基础上，因地制宜地合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀、保持土壤养分可以起到良好效果.
Ecosystem's soil conservation function and its spatial distribution in Lancang River Basin, Southwest China .
基于改进的通用土壤流失方程对澜沧江流域生态系统的土壤保持功能及其空间分布特征进行分析.结果表明：澜沧江流域是我国生态系统土壤保持能力最高的区域之一，其年均土壤保持量为2.36×10<sup>10</sup> t·a<sup>-1</sup>，单位面积土壤保持量为1453.72 t·hm<sup>-2</sup>；土壤N、P、K元素保持量分别为5.74×10<sup>7</sup>、3.07×10<sup>7</sup>和3.75×10<sup>8</sup> t·a<sup>-1</sup>，从上游至下游呈递增趋势.各类生态系统中，森林生态系统土壤保持能力最高，草地和农田其次，荒漠生态系统最差.不同生态系统的土壤保持能力均随植被盖度的增加呈线性增长.澜沧江流域生态系统的植被盖度每增加10%，其土壤保持能力平均增加35.3%.在对该区域生态系统进行保护的基础上，因地制宜地合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀、保持土壤养分可以起到良好效果.
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黄河中下游农业景观异质性对传粉昆虫多样性的多尺度效应: 以巩义市为例 .
<p>农业景观中非农生物所提供的服务是生态系统保持稳定的基础，随着农业集约化程度的加强，生物多样性的持续丧失是现代农业发展最突出的表现形式之一.本文以黄河中下游典型农业区巩义市为研究区，根据其典型的地貌特征(山地-丘陵-河川)来探究地貌类型、景观和生境3种尺度上景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.本研究使用诱捕盘法(pan traps)获取传粉昆虫，采用多因素方差分析多尺度上农业景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.结果表明： 共捕获传粉昆虫67012头，分属7个目、86个科.其中，优势类群为食蚜蝇科、花蝇科；常见类群为果蝇科、丽蝇科、蜂虻科、头蝇科、花萤科、瘿蜂科、胡蜂科、小蜂科、切叶蜂科、蜜蜂科.地貌类型对传粉昆虫多样性的影响最为显著(<em>P</em><0.001)，表明丘陵和山地地区为传粉昆虫的蜜源地；其次是生境尺度(<em>P</em><0.05)，但景观尺度和尺度间的交互作用的影响不显著.丘陵和山地地区的景观异质性对传粉昆虫多样性的影响为本地区不同地貌类型的景观规划和生物多样性保护提供了理论支持.</p>
Multi-scale effects of landscape heterogeneity on pollinators' diversity in the middle and lower reaches of the Yellow River: A case study in Gongyi, Henan, China .
<p>农业景观中非农生物所提供的服务是生态系统保持稳定的基础，随着农业集约化程度的加强，生物多样性的持续丧失是现代农业发展最突出的表现形式之一.本文以黄河中下游典型农业区巩义市为研究区，根据其典型的地貌特征(山地-丘陵-河川)来探究地貌类型、景观和生境3种尺度上景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.本研究使用诱捕盘法(pan traps)获取传粉昆虫，采用多因素方差分析多尺度上农业景观异质性对传粉昆虫多样性的影响.结果表明： 共捕获传粉昆虫67012头，分属7个目、86个科.其中，优势类群为食蚜蝇科、花蝇科；常见类群为果蝇科、丽蝇科、蜂虻科、头蝇科、花萤科、瘿蜂科、胡蜂科、小蜂科、切叶蜂科、蜜蜂科.地貌类型对传粉昆虫多样性的影响最为显著(<em>P</em><0.001)，表明丘陵和山地地区为传粉昆虫的蜜源地；其次是生境尺度(<em>P</em><0.05)，但景观尺度和尺度间的交互作用的影响不显著.丘陵和山地地区的景观异质性对传粉昆虫多样性的影响为本地区不同地貌类型的景观规划和生物多样性保护提供了理论支持.</p>
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