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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 1 期摇 摇 2012 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
局域种群的 Allee效应和集合种群的同步性 刘志广,赵摇 雪,张丰盘,等 ( 1 )………………………………
叶片毛尖对齿肋赤藓结皮凝结水形成及蒸发的影响 陶摇 冶,张元明 ( 7 )……………………………………
长江口锋面附近咸淡水混合对浮游植物生长影响的现场培养 王摇 奎,陈建芳,李宏亮,等 ( 17 )……………
河流流量对流域下垫面特性的响应 田摇 迪,李叙勇,Donald E. Weller ( 27 )…………………………………
中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 柯新利, 刘摇 曼, 邓祥征 ( 38 )…………………………
基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略 聂泽宇,梁新强,邢摇 波,等 ( 48 )………………………
滇池外海蓝藻水华爆发反演及规律探讨 盛摇 虎,郭怀成,刘摇 慧,等 ( 56 )……………………………………
采伐干扰对华北落叶松细根生物量空间异质性的影响 杨秀云,韩有志,张芸香,等 ( 64 )……………………
松嫩草原榆树疏林对不同干扰的响应 刘摇 利,王摇 赫,林长存,等 ( 74 )………………………………………
天山北坡不同海拔梯度山地草原生态系统地上净初级生产力对气候变化及放牧的响应
周德成,罗格平,韩其飞,等 ( 81 )
………………………
………………………………………………………………………………
草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应 苏洁琼,李新荣,冯摇 丽,等 ( 93 )………………………………
自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异 张华兵,刘红玉,郝敬锋,等 (101)……
晋、陕、宁、蒙柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应
周摇 伶,上官铁梁,郭东罡,等 (111)
………………………………………
……………………………………………………………………………
华南地区 6 种阔叶幼苗叶片形态特征的季节变化 薛摇 立,张摇 柔,奚如春,等 (123)…………………………
河西走廊不同红砂天然群体种子活性相关性 苏世平,李摇 毅,种培芳 (135)……………………………………
江西中南部红壤丘陵区主要造林树种碳固定估算 吴摇 丹,邵全琴,李摇 佳,等 (142)…………………………
酸雨和采食模拟胁迫下克隆整合对空心莲子草生长的影响 郭摇 伟,李钧敏,胡正华 (151)……………………
棉铃虫在 4 个辣椒品种上的寄主适合度 贾月丽,程晓东,蔡永萍,等 (159)……………………………………
烟草叶面积指数的高光谱估算模型 张正杨,马新明,贾方方,等 (168)…………………………………………
不同作物田烟粉虱发生的时空动态 崔洪莹,戈摇 峰 (176)………………………………………………………
长期施肥对稻田土壤固碳功能菌群落结构和数量的影响 袁红朝,秦红灵,刘守龙,等 (183)…………………
新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机碳固持的作用 郭摇 甜,何丙辉,蒋先军,等 (190)…………………………
一株产漆酶土壤真菌 F鄄5 的分离及土壤修复潜力 茆摇 婷,潘摇 澄,徐婷婷,等 (198)…………………………
木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局 刘摇 璐,宋同清,彭晚霞,等 (207)……………………
岷江干旱河谷 25 种植物一年生植株根系功能性状及相互关系 徐摇 琨,李芳兰,苟水燕,等 (215)……………
黄土高原草地植被碳密度的空间分布特征 程积民,程摇 杰,杨晓梅,等 (226)…………………………………
棉铃发育期棉花源库活性对棉铃对位叶氮浓度的响应 高相彬,王友华,陈兵林,等 (238)……………………
耕作方式对紫色水稻土有机碳和微生物生物量碳的影响 李摇 辉,张军科,江长胜,等 (247)…………………
外源钙对黑藻抗镉胁迫能力的影响 闵海丽,蔡三娟,徐勤松,等 (256)…………………………………………
强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 李文阳,闫素辉,王振林 (265)……………
专论与综述
蛋白质组学研究揭示的植物根盐胁迫响应机制 赵摇 琪,戴绍军 (274)…………………………………………
流域生态风险评价研究进展 许摇 妍,高俊峰,赵家虎,等 (284)…………………………………………………
土壤和沉积物中黑碳的环境行为及效应研究进展 汪摇 青 (293)…………………………………………………
研究简报
青藏高原紫穗槐主要形态特征变异分析 梁坤伦,姜文清,周志宇,等 (311)……………………………………
菊属与蒿属植物苗期抗蚜虫性鉴定 孙摇 娅,管志勇,陈素梅,等 (319)…………………………………………
滨海泥质盐碱地衬膜造林技术 景摇 峰,朱金兆,张学培,等 (326)………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*332*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄01
封面图说: 白鹭展翅为梳妆,玉树临风巧打扮———这是大白鹭繁殖期时的美丽体态。 大白鹭体羽全白,身长 94—104cm,寿命
20 多年。 是白鹭中体型最大的。 繁殖期的大白鹭常常在湿地附近的大树上筑巢,翩翩飞舞吸引异性,其繁殖期背部
披有蓑羽,脸颊皮肤从黄色变成兰绿色、嘴由黄色变成绿黑色。 大白鹭是一个全世界都有它踪迹的广布种,一般单
独或成小群,在湿地觅食,以小鱼、虾、软体动物、甲壳动物、水生昆虫为主,也食蛙、蝌蚪等。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 1 期
2012 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 1
Jan. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201011241668
基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07106鄄001鄄03, 2009ZX07106鄄001鄄07);国家科技支撑项目(2008BAC43B01)
收稿日期:2010鄄11鄄24; 摇 摇 修订日期:2011鄄03鄄24
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: dengxz. ccap@ igsnrr. ac. cn
柯新利, 刘曼, 邓祥征.中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区.生态学报,2012,32(1):0038鄄0047.
Ke X L, Liu M, Deng X Z. Lake nutrient ecosystems in the east鄄central moist subtropical plain of China. Acta Ecologica Sinica,2012,32(1):0038鄄0047.
中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区
柯新利1,2, 刘摇 曼2, 邓祥征1,3,*
(1. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京摇 100101; 2. 咸宁学院资源与环境科学学院,咸宁摇 437100;
3. 中国科学院农业政策研究中心, 北京摇 100101)
摘要:湖泊营养物生态分区是实现湖泊分区控制的前提和基础。 以中国中东部平原亚热带湿润区为案例区,根据区域特点,从
自然地理要素、生态系统和人类活动三方面建立指标体系,对各指标进行归一化得到各指标数据的分值;采用 AHP方法确定各
指标的权重值,结合各指标分值计算栅格尺度上湖泊营养物生态分区综合评价分值;根据研究区域 DEM数据划分小流域,将栅
格尺度的湖泊营养物生态分区综合评价分值投影到小流域尺度上,采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上湖泊营养物生态
分区评价分值进行聚类得到湖泊营养物生态分区结果。 结果表明:(1)AHP可以用来确定复杂指标体系中各指标的权重,适合
用于确定湖泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重;(2)采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果
在空间上的连续性和评价分值上的接近性;(3)根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,可以将中东部平原亚热
带湿润区划分为长江中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝山地湖区、四川盆地湖区、川西—大巴山山地湖区 5 个营养物生
态区。
关键词:AHP;双约束空间聚类;湖泊营养物;生态分区;中东部平原亚热带湿润区
Lake nutrient ecosystems in the east鄄central moist subtropical plain of China
KE Xinli1, 2, LIU Man2, DENG Xiangzheng1,3,*
1 Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2 School of Resources & Environment Science, Xianning College, Xianning 437100, China
3 Center for Chinese Agricultural Policy, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101,China
Abstract: Our study objective was to investigate the factors creating spatial variation in lake nutrient concentrations, and
the formation of ecological zones. Nutrient enrichment (eutrophication) has been observed in lakes in China, and it can be
caused by multiple factors including physical, chemical, and biological factors. Ecological zoning of lakes according to
nutrient concentration can be useful for the development and application of nutrient control standards and measures specific
to each zone. We studied nutrients and the effects of nutrient concentrations in the eastern Lake Plain to aid in the
development of control measures by the district government. We used an index based on three aspects: physical
environment, ecological characteristics and human activities. Our study area was the east鄄central subtropical plains of
China. The physical environment factors in the index, which were considered as most important for the ecological effects of
nutrients, included annual precipitation, annual temperature, elevation, landform type, soil nitrogen and soil phosphorus
content. Ecological characteristics that were included were the proportions of forest land, grassland, water area and unused
land. In terms of human activities, we selected the proportions of developed land and cultivated land, and the specific
proportion of GDP and population density. For each of the physical, ecological and human indices, we normalized the index
data to obtain an index evaluation score. The analytic hierarchy process (AHP) method was used to determine the weight of
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each index and evaluate the importance of different scores in a matrix that made pairwise comparisons of the evaluation
scores of each index. The watershed of the lake was divided into small partitions according to a digital elevation model and
the total score on the grid scale was projected onto the small watershed partitions using dual鄄constrained spatial clustering.
The results from the clustering analysis provide some preliminary results on the nutrient zonation within the lake. Based on
these results, and the views of economic experts, the results of the initial partition appropriate adjustments, Case finally get
the lakes nutrient ecoregion results. We suggest that AHP is a useful method that allows policymakers to develop rationales
and engage in quantitative decision鄄making. Particularly for complex systems such as the lake nutrient system, AHP can be
used to decide the relative importance of the multiple factors involved. Ecological zonation of lakes by nutrient concentration
as revealed by the dual鄄constrained spatial clustering algorithm ensures spatial continuity and score proximity in the partition
results. The spatial clustering analysis as applied to the two bound lake ecological zones of this paper can also be used in
other regions or at a national scale to define the zonation in lakes. Using the nutrient level data from this study, the east鄄
central subtropical plain of China can be divided into the middle and lower lake plains of the Yangtze River ecoregion, the
hilly plains Lake ecoregion in Hunan and Jiangxi, the Hunan and Chongqing Mountain Lakes ecoregion, the Lakes Basin
ecoregion, and in western Sichuan, the Daba Mountain Lakes ecoregion.
Key Words: lake nutrients; AHP; ecological regionalization; double constraints spatial clustering; subtropical zone in the
eastern plains
目前,我国近四分之三的湖泊已达富营养程度,发生富营养化和已具备富营养化发生条件的湖泊面积高
达 14000 km2[1]。 不同区域湖泊的富营养化成因、类型、演变过程以及物理、化学、生物学特性等方面存在显著
差异,致使中国湖泊的营养物水平和富营养化效应具有显著的区域差异性。 因此,有必要按生态系统特征开
展我国湖泊营养物生态分区,并针对不同的分区制定不同的控制标准和控制措施。 中东部平原亚热带湿润区
湖网密布,湖泊富营养化问题较为突出。 本文以中东部平原亚热带湿润区为案例区,开展湖泊营养物生态分
区研究,对于科学认识中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态效应的区域差异,制定分区控制措施具有重
要的意义。
水生态分区起源于 1980 年代中期,Omernik[2]首先提出了水生态区的概念和水生态功能区划分方法,基
于土壤、自然植被、地形和土地利用等 4 个区域性特征指标,开展水生态分区研究。 以此为基础, USEPA 于
1987 年首次提出了水生态功能区划方案,该方案将各种特征指标结合在一起,共同诠释其对不同层次水生态
系统的影响[3]。 此后,澳大利亚、英国和奥地利等国家都相继开展相关研究[4鄄6]。
我国水生态分区的研究起步较晚。 2005 年,为了满足生态水量标准制定的需求,尹民等[7]在以往水文区
划的基础上,提出了我国的生态水文区划方案,将水文要素特征与水生态特征区划进行了初步关联,标志着我
国的生态区划已开始向水生态区划的方向发展。 2007 年,孟伟等[8]在系统总结国际水生态区域的指标、方法
和体系的基础上,提出了我国水生态分区体系的构建思路。 2009 年,李艳梅等[9]在对比国内外水生态功能分
区研究进展的基础上,指出了我国水生态功能区域的缺陷。 然而,到目前为止,有关我国湖泊水体营养物生态
区划分方面的研究仍然比较少见。
本文以中东部平原亚热带湿润区为案例区,以湖泊营养物生态效应的区域差异为核心,在小流域划分的
基础上,从自然地理要素、生态系统和人类活动 3 个方面构建指标体系,采用 AHP 方法和双约束空间聚类对
研究区域进行湖泊营养物生态分区。
1摇 模型和方法
1. 1摇 湖泊营养物生态分区总体方案
本文根据湖泊营养物生态分区的特点选择土地利用、地貌、年积温、DEM、年降水、土壤、人口密度和 GDP
指标构建湖泊营养物生态分区评价指标体系,通过指标数据的归一化得到各评价指标的评价分值;采用 AHP
93摇 1 期 摇 摇 摇 柯新利摇 等:中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 摇
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方法确定各评价指标对湖泊营养物生态分区的权重,结合各指标的评价分值计算栅格尺度的综合评价分值;
根据小流域划分的结果,将栅格尺度的综合评价分值投影到小流域尺度上,形成小流域尺度的综合评价分值;
在小流域尺度上,对各评价单元综合评价分值进行双约束空间聚类,对聚类结果进行数据融合得到研究区域
湖泊营养物生态分区初步结果;以此为基础,根据专家经济对初步分区结果进行适当的调整,最终得到案例区
湖泊营养物生态分区结果(图 1)。
Ⅱ
图 1摇 基于 AHP和双约束空间聚类的湖泊营养物生态分区方案
Fig. 1摇 Scheme for lake nutrient ecology regionalization based鄄on AHP and dual鄄constraint spatial cluster
1. 2摇 湖泊营养物生态分区指标体系
参照美国流域水生态功能区划,根据研究区域实际情况,以湖泊富营养化的营养和非营养驱动因子为主
要依据,结合数据的可得性,本文选取自然地理要素、生态系统和人类活动 3 方面 14 个指标构建湖泊营养物
生态分区指标体系(表 1)。 在自然地理要素方面,主要选取与湖泊营养物生态效应密切相关的年降水量、年
均气温、高程、地貌类型、土壤含氮量和土壤含磷量作为评价指标;在生态系统方面,选择评价单元的林地比
重、草地比重、水域比重和未利用地比重作为评价指标;在人类活动方面,选取建设用地比重、耕地比重、GDP
和人口密度作为评价指标。
1. 3摇 AHP确定指标权重
指标权重的确定方法一般分为主观赋权法和客观赋权法。 主观赋权法是决策者根据经验主观或根据各
指标的主观重要程度进行赋权的方法,如问卷调查法、专家打分法、德乐菲法等。 主观赋权法简单易行,但主
观性较大。 客观赋权法是利用各指标所提供的信息,构造数学模型来确定权重系数,如均方差法、主成分分析
法、熵权系数法等。 客观赋权法消除了主观因素的影响,但由于客观赋权法确定的权重多属于信息量权重,往
往不能反映指标本身的相对重要程度。 AHP 是一种定性和定量相结合、系统化、层次法的分析方法,通过对
各指标的相对重要性的两两比较,给出模糊判断,建立成对判断矩阵[10], 并求取判断矩阵的最大特征值及该
特征值所对应的特征向量,该特征向量即为这一层次的元素所对应的权重值[11]。 本文采用 AHP方法确定湖
泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重。
1. 4摇 双约束空间聚类
摇 摇 聚类分析方法可以对多因素及其之间的相似性程度进行分析,来研究区域之间的差异,是定量研究地理
04 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 1摇 湖泊营养物生态分区指标体系
Table 1摇 Index system for lake nutrient ecology regionalization
主要因素
Main factors
分区指标
Regionalization index
指标描述
Indicators describe
自然地理要素 年降水量 反映水热条件对湖泊水生态系统和富营养化的影响
Natural geographical elements 年均气温
高程 表征水力物理参数
地貌类型 表征湖泊流域地貌特征
土壤含磷量 表征湖泊流域土壤特性
土壤含氮量
生态系统 Ecological system 林地比重 表征陆地生态系统与湖泊营养物生态特征的联系
草地比重
水域比重
未利用地比重
人类活动 Human activities 建设用地比重 表征人类活动的剧烈程度及其对湖泊营养物生态分区的作用程度
耕地比重
GDP
人口密度
事物分类问题和地理分区问题的重要方法,常见的聚类分析方法有系统聚类法、动态聚类法和模糊聚类
法[12]。 传统聚类算法在处理空间对象时,仅仅将空间对象聚类成满足在空间域分布紧凑的簇,而忽略了空间
对象在非空间域上的分布特性[13]。 针对这一问题,周脚根提出了双约束空间聚类的概念[14]。 柯新利等在此
基础上,采用广义 Euclid距离替代空间几何距离作为双约束空间聚类的聚类统计量,实现了双约束空间聚
类[15]。 在进行湖泊营养物生态分区时,不仅要使同一分区内各分区单元具有相似的地理特征,同时应该满足
同一分区内各分区单元在空间位置上的邻近性。 因此,本文采用双约束空间聚类方法实现湖泊营养物生态
分区。
2摇 研究区域与数据来源
2. 1摇 研究区域概况
本文以中东部平原亚热带湿润区为案例区(图 2)。 案例区东北部为淮阳山地,一般海拔可达 1000 m 左
右,个别山峰可超过 1500 m,淮阳山地之间,山地为盆地代替,盆地内除现代冲积平原地势低平外,大部分均
被河流切割成丘陵或阶地;东中部为长江中下游平原,其地貌特征是地势低平,河道港汊交织,湖泊沼泽散布,
其间散布一些低山丘陵;南部为江南丘陵,主要由一系列北东—西南向的雁行排列的山地和夹于其间的众多
丘陵、盆地组成;西南为四川盆地,略呈菱形,海拔 300—700 m,地势自西北倾向东南,地貌分异显著,除小部
分地区有小片冲积平原外,川江以北和龙泉山以东到处都有低山、丘陵;西北部为一系列较高的山地,海拔高
度大多在 1000—1500 m左右;研究区域属于湿润的亚热带季风气候区,冬温夏热,四季分明,降水丰沛,季节
分配均匀,本区热量资源丰富,年平均气温介于 13—20 益之间,年有效积温为 4000—6500益,年平均降水量
一般在 800—1600 mm。 河网稠密、湖泊众多、陆地水资源丰富[16]。 该区主要的湖泊有洞庭湖、洪湖、鄱阳湖、
巢湖、太湖、龙感湖、大官湖、洪泽湖、宝应湖等。
2. 2摇 数据来源
本文采用的数据包括研究区域 2005 年的气候数据、地形数据、地貌数据、土壤数据、土地利用数据、人口
密度数据和 GDP数据。
(1)气候数据
气候数据包括年降水量数据和年均气温数据。 以中国气象局气象站点观测数据为基础,采用样条插值算
法对气象站点的观测数据进行插值,得到研究区域栅格形式的年降水量数据和年均气温数据[17]。
14摇 1 期 摇 摇 摇 柯新利摇 等:中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 摇
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图 2摇 研究区域
Fig. 2摇 Location of the case study area
(2)地形地貌数据
DEM数据和地貌类型数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心 1颐25 万 DEM 数据和 1颐100 万地貌
类型数据,经重采样后生成空间分辨率为 100 m 伊 100 m 的 DEM数据和地貌类型数据[18]。
(3)土壤数据
利用 1 颐400 万的土壤类型数据与第二次土壤普查的剖面数据,计算了研究区域的土壤含氮量和土壤含磷
量,采用空间插值的方法得到栅格尺度上连续分布的土壤含氮量数据和土壤含磷量数据[19]。
(4)土地利用数据
土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心的土地利用数据库[20]。 该数据库由 Landsat
TM / ETM+影像解译得到,空间分辨率为 30 m 伊 30 m;后经对解译结果的重采样,得到 100 m 伊 100 m的栅格
数据。 涵盖耕地、林地、草地、建设用地、水域、未利用地六大用地类型。
(5)人口密度数据和 GDP数据
人口数据和 GDP数据均来源于研究区域的统计年鉴,然后采用基于格点生成法的人口密度空间分布模
拟模型和 GDP空间分布模拟模型[21],将行政区域上的人口数据和 GDP数据投影到栅格上,形成栅格尺度上
的人口密度数据和 GDP数据。
3摇 结果
3. 1摇 指标权重值结果
本文采用 AHP方法计算得到湖泊营养物生态分区各指标权重值(表 3)。 从表中可以看出年均气温、林
地比重、土壤含磷量、土壤含氮量等因素对湖泊营养物生态分区有重要影响。
3. 2摇 湖泊营养物生态分区结果
根据湖泊营养物生态分区指标体系,制备了案例区各指标数据(图 3)。
24 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 3摇 湖泊营养物生态分区指标权重
Table 3摇 The index weight for lake nutrient ecology regionalization
主要因素
Main factors
分区指标
Regionalization index
权重
Weight
自然地理要素 年降水量 0. 052
Natural geographical 年均气温 0. 194
elements 高程 0. 017
地貌类型 0. 039
土壤含磷量 0. 118
土壤含氮量 0. 118
生态系统 林地比重 0. 166
Ecological system 草地比重 0. 078
水域比重 0. 036
未利用地比重 0. 017
人类活动 建设用地比重 0. 020
Human activities 耕地比重 0. 009
GDP 0. 091
人口密度 0. 043
摇 摇 在此基础上,根据 AHP 方法确定的指标体系权
重,可以计算出栅格尺度上湖泊营养物生态分区评价
分值。 结合小流域划分的结果,可以得到小流域尺度
上湖泊营养物生态分区评价分值(图 4(a))。 采用双
约束空间聚类的方法对小流域尺度上的评价分值聚
类,得到初步的分区结果(图 4(b))。
根据专家经验对双约束空间聚类结果进行适当
修正,将研究区域分为 5 个湖泊营养物生态区: 长江
中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝山地湖区、
四川盆地湖区、川西—大巴山山地湖区(图 5)。
长江中下游平原湖区以平原为主,人口众多,城
市化水平高,经济比较发达,在全国具有举足轻重的
地位。 该区域属于湿润的亚热带季风气候区,降水和
热量资源丰富,地势低平,耕地在该区域占很大比重,
人口稠密,建设用地占有量较大,而林地比重相对
较少。
34摇 1 期 摇 摇 摇 柯新利摇 等:中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 摇
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图 3摇 湖泊营养物生态分区指标数据
Fig. 3摇 Data for lake nutrient ecology regionalization
湘赣平原丘陵湖区与长江中下游平原湖区较为接近,平原上河汊湖泊广布,洞庭湖、鄱阳湖北通长江,并
分别内联湖南、江西境内的大河,利于水资源的调蓄;气候水土条件优越,是全国重要的农业基地,经济水平相
对落后长江中下游平原湖区。
湘渝山地湖区处于江南丘陵向云贵高原山地的过渡区[22],山地面积大,跨中亚热带,紧靠南亚热带和北
44 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 4摇 营养物生态分区评价分值与双约束空间聚类结果
Fig. 4摇 Score of lake nutrient ecoregion and result of dual鄄constraint spatial cluster
图 5摇 湖泊营养物生态分区结果
Fig. 5摇 Result of lake nutrient ecology regionalization
亚热带,生态环境复杂,生物物种丰富。 与湘赣平原丘陵湖区相比,该区经济状况较为落后,社会发展速度也
相对缓慢。
四川盆地湖区,地形闭塞,气温高于同纬度其他地区,最冷月均温 5—8益,较同纬度的上海、武汉及纬度
偏南的贵阳高 2—4益,霜雪少见。 森林覆盖率高,耕地面积比重低,略低于全国耕地面积占国土面积的比重,
自然资源非常丰富。 该区域人口数量多,对自然资源的开采量大,人类活动较为剧烈。
川西—大巴山山地湖区受人类活动影响最小,年降水量较小,自然资源较为贫乏。 本区地貌以中山峡谷
为主[23],光、热、水、土资源丰富,人均耕地、林地、牧草地面积大大高于邻近地区,森林覆盖率很高,荒草地集
中成片分布,为农业发展提供了较为丰富的耕地后备资源。 该区域以农业生产为主,经济发展水平不高。
4摇 结论与讨论
我国湖泊众多,湖泊的富营养化成因、类型、演变过程以及物理、化学、生物学特性等方面存在显著差异,
致使中国湖泊的营养物水平和富营养化效应具有很大的区域差异性。 因此,需要根据湖泊富营养化的区域差
54摇 1 期 摇 摇 摇 柯新利摇 等:中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 摇
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异,对我国湖泊水体实行分区控制。 湖泊营养物生态分区是实现湖泊水体分区控制的基础,对湖泊水体的分
区控制具有重要的意义。 本文以中东部平原亚热带湿润区为例,采用 AHP 和双约束空间聚类的方法进行湖
泊营养物生态分区,将研究区域分为 5 个湖泊营养物生态区: 长江中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝
山地湖区、四川盆地湖区、川西—大巴山山地湖区。 长江中下游平原湖区以平原为主,经济发达,人类活动剧
烈;江南平原丘陵湖区气候水土条件优越,是我国主要的农业基地,人类活动对该区域湖泊富营养化具有一定
的影响。 湘渝山地湖区以山地为主,具有较高的森林覆盖率,人类活动对湖泊富营养化影响相对较小。 四川
盆地湖区,自然资源非常丰富,人类活动较为剧烈,对湖泊富营养化有一定影响。 川巴山地湖区处于内陆,山
地为主,森林覆盖率很高,经济落后,人类活动对湖泊富营养化影响十分有限。
AHP方法在对复杂决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上,利用较少的定量
信息使决策的思维过程数学化,适合对决策结果难于直接准确计量的场合。 因此,在湖泊营养盐及其富营养
化效应机理没有完全理清之前,可以用 AHP方法来确定湖泊营养物生态分区各指标的权重值,以实现湖泊营
养物生态分区。
作为湖泊营养物生态分区的核心,双约束空间聚类方法对湖泊营养物生态分区结果具有重要的影响。 本
文采用双约束空间聚类方法进行湖泊营养物生态分区研究,获得了较好的分区效果。 在采用双约束空间聚类
进行湖泊营养物生态分区时,权重 wp和 wa的确定直接关系到分区结果的好坏。 本文根据经验采用试算的方
法确定权重 wp和 wa以保证较好的分区效果,今后需要对权重 wp和 wa的确定方法进行研究,以实现权重 wp
和 wa的科学合理确定。
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74摇 1 期 摇 摇 摇 柯新利摇 等:中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 1 January,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Allee effects of local populations and the synchrony of metapopulation LIU Zhiguang, ZHAO Xue, ZHANG Fengpan, et al ( 1 )…
Effects of leaf hair points on dew deposition and rainfall evaporation rates in moss crusts dominated by Syntrichia caninervis,
Gurbantunggut Desert, northwestern China TAO Ye, ZHANG Yuanming ( 7 )…………………………………………………
The influence of freshwater鄄saline water mixing on phytoplankton growth in Changjiang Estuary
WANG Kui, CHEN Jianfang, LI Hongliang, et al ( 17 )
………………………………………
…………………………………………………………………………
The responses of hydrological indicators to watershed characteristics TIAN Di,LI Xuyong,Donald E. Weller ( 27 )…………………
Lake nutrient ecosystems in the east鄄central moist subtropical plain of China KE Xinli, LIU Man, DENG Xiangzheng ( 38 )………
The current water trophic status in Tiaoxi River of Taihu Lake watershed and corresponding coping strategy based on N / P ratio
analysis NIE Zeyu,LIANG Xinqiang,XING Bo,et al ( 48 )………………………………………………………………………
Reversion and analysis on cyanobacteria bloom in Waihai of Lake Dianchi SHENG Hu, GUO Huaicheng, LIU Hui, et al ( 56 )……
Effects of cutting disturbance on spatial heterogeneity of fine root biomass of Larix principis鄄rupprechtii
YANG Xiuyun,HAN Youzhi,ZHANG Yunxiang,et al ( 64 )
………………………………
………………………………………………………………………
Responses of elm (Ulmus pumila) woodland to different disturbances in northeastern China
LIU Li,WANG He,LIN Changcun,et al ( 74 )
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Impacts of grazing and climate change on the aboveground net primary productivity of mountainous grassland ecosystems along
altitudinal gradients over the Northern Tianshan Mountains, China ZHOU Decheng, LUO Geping, HAN Qifei, et al ( 81 )……
Response of herbaceous vegetation to phosphorus fertilizer in steppe desert SU Jieqiong, LI Xinrong, FENG Li, et al ( 93 )………
Spatiotemporal characteristics of landscape change in the coastal wetlands of Yancheng caused by natural processes and human
activities ZHANG Huabing, LIU Hongyu,HAO Jingfeng, et al (101)……………………………………………………………
Response of species diversity in Caragana Korshinskii communities to climate factors and grazing disturbance in Shanxi, Shaanxi,
Ningxia and Inner Mongolia ZHOU Ling, SHANGGUAN Tieliang, GUO Donggang, et al (111)…………………………………
Seasonal change of leaf morphological traits of six broadleaf seedlings in South China
XUE Li,ZHANG Rou,XI Ruchun,GUO Shuhong,et al (123)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Correlation analysis on Reaumuria soongorica seed traits of different natural populations in Gansu Corridor
SU Shiping, LI Yi, CHONG Peifang (135)
……………………………
…………………………………………………………………………………………
Carbon fixation estimation for the main plantation forest species in the red soil hilly region of southern鄄central Jiangxi Province,
China WU Dan, SHAO Quanqin, LI Jia, et al (142)……………………………………………………………………………
Effects of clonal integration on growth of Alternanthera philoxeroides under simulated acid rain and herbivory
GUO Wei, LI Junmin, HU Zhenghua (151)
…………………………
…………………………………………………………………………………………
Difference of the fitness of Helicoverpa armigera (H俟bner) fed with different pepper varieties
JIA Yueli, CHENG Xiaodong, CAI Yongping, et al (159)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Hyperspectral estimating models of tobacco leaf area index ZHANG Zhengyang, MA Xinming, JIA Fangfang, et al (168)…………
Temporal and spatial distribution of Bemisia tabaci on different host plants CUI Hongying, GE Feng (176)…………………………
Abundance and composition of CO2 fixating bacteria in relation to long鄄term fertilization of paddy soils
YUAN Hongzhao, QIN Hongling, LIU Shoulong, et al (183)
………………………………
………………………………………………………………………
Effect of Leucaena leucocephala on soil organic carbon conservation on slope in the purple soil area
GUO Tian,HE Binghui,JIANG Xianjun,et al (190)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Isolation and the remediation potential of a Laccase鄄producing Soil Fungus F鄄5
MAO Ting, PAN Cheng, XU Tingting, et al (198)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial heterogeneity of soil microbial biomass in Mulun National Nature Reserve in Karst area
LIU Lu, SONG Tongqing, PENG Wanxia, et al (207)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Root functional traits and trade鄄offs in one鄄year鄄old plants of 25 species from the arid valley of Minjiang River
XU Kun, LI Fanglan, GOU Shuiyan, et al (215)
………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial distribution of carbon density in grassland vegetation of the Loess Plateau of China
CHENG Jimin, CHENG Jie,YANG Xiaomei, et al (226)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of nitrogen concentration in the subtending leaves of cotton bolls on the strength of source and sink during boll development
GAO Xiangbin, WANG Youhua, CHEN Binglin, et al (238)
…
………………………………………………………………………
Long鄄term tillage effects on soil organic carbon and microbial biomass carbon in a purple paddy soil
LI Hui, ZHANG Junke, JIANG Changsheng,et al (247)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of exogenous calcium on resistance of Hydrilla verticillata (L. f. ) Royle to cadmium stress
MIN Haili, CAI Sanjuan, XU Qinsong, et al (256)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Comparison of grain protein components and processing quality in responses to dim light during grain filling between strong and weak
gluten wheat cultivars LI Wenyang, YAN Suhui, WANG Zhenlin (265)…………………………………………………………
Review and Monograph
Salt鄄responsive mechanisms in the plant root revealed by proteomic analyses ZHAO Qi, DAI Shaojun (274)…………………………
The research progress and prospect of watershed ecological risk assessment XU Yan, GAO Junfeng, ZHAO Jiahu, et al (284)……
A review of the environmental behavior and effects of black carbon in soils and sediments WANG Qing (293)………………………
Scientific Note
Variation in main morphological characteristics of Amorpha fruticosa plants in the Qinghai鄄Tibet Plateau
LIANG Kunlun, JIANG Wenqing, ZHOU Zhiyu, et al (311)
………………………………
………………………………………………………………………
Identification of aphid resistance in eleven species from Dendranthema and Artemisia at seedling stage
SUN Ya, GUAN Zhiyong, CHEN Sumei, et al (319)
………………………………
………………………………………………………………………………
Research of padded film for afforestation in coastal argillaceous saline鄄alkali land
JING Feng, ZHU Jinzhao, ZHANG Xuepei, et al (326)
………………………………………………
………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
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第 32 卷摇 第 1 期摇 (2012 年 1 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 32摇 No郾 1摇 2012
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