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神农架植物物种空间周转的驱动因素

生物多样性 2022年第4期30卷 24-32页

作者：李艳辉兰天元王月于洋赵常明李利华徐文婷申国珍中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049 内蒙古包头市农村牧区经营管理和信息服务中心内蒙古包头014030 中国环境监测总站北京100012

揭示区域物种组成随环境梯度的变化规律,掌握物种多样性的周转过程及其与环境的耦合关系,是理解物种多样性形成的生态过程的核心,也是生物多样性保护和保护地网络构建的科学基础。神农架是众多古老、孑遗和特有植物的关键栖息地,也是全... 详细信息

揭示区域物种组成随环境梯度的变化规律,掌握物种多样性的周转过程及其与环境的耦合关系,是理解物种多样性形成的生态过程的核心,也是生物多样性保护和保护地网络构建的科学基础。神农架是众多古老、孑遗和特有植物的关键栖息地,也是全球落叶木本植物最丰富的地区之一。然而,我们对影响神农架植物物种周转并形成镶嵌格局的驱动因素知之甚少。本研究基于对神农架长期系统的植物群落物种调查数据,通过广义相异模型(GDM)和偏回归分析等方法,分析了气候差异、地理距离、人为干扰等因素对神农架植物物种周转的驱动效应。结果表明,随着年均温(MAT)、≥0℃积温、≥10℃积温差异和地理距离增大,植物β多样性显著增加,而年均降水量(MAP)、距离道路距离及森林破碎化等人为干扰因素对植物β多样性无显著影响。地理距离、气候差异和人为干扰分别解释了物种相异性变异的28.75%、34.56%和12.55%,其交互作用解释了变异的8.52%。地理距离、气候差异和人为干扰共同解释了物种相异性变异的43.47%。综上,地理距离和温度分异是驱动神农架植物物种空间周转过程的关键因素。保护海拔梯度上植被的垂直带谱及复杂多样的地貌异质性,是维持神农架物种周转生态过程的关键,也是神农架国家公园建设乃至鄂西北保护地网络构建应关注的重点。

关键词：环境异质性 beta多样性物种周转破碎化神农架

基于森林碳库动态评估神农架国家级自然保护区的保护成效

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生物多样性 2018年第1期26卷 27-35页

作者：邓舒雨董向忠马明哲臧振华徐文婷赵常明谢宗强申国珍中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049 北京丹青园林绿化有限责任公司北京100093 北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京100083

保护区是维持生物多样性和生态系统功能的最有效方式,但其保护成效有待提升,土地利用变化是重要影响因素之一。本研究以神农架国家级自然保护区为对象,基于神农架地区近20年的调查研究和数据积累,通过异速生长模型、生物量方程、抽样加... 详细信息

保护区是维持生物多样性和生态系统功能的最有效方式,但其保护成效有待提升,土地利用变化是重要影响因素之一。本研究以神农架国家级自然保护区为对象,基于神农架地区近20年的调查研究和数据积累,通过异速生长模型、生物量方程、抽样加权等方法,对比分析了土地利用方式转变格局下神农架国家级自然保护区森林生态系统地上、地下、凋落物、粗木质残体、土壤有机碳5个碳库动态,分析论证了20年间(1990–2010)神农架保护区对森林生态系统碳库的保护成效。研究发现,林地占神农架保护区总面积的92.76%,其中针叶林(51.85%)、落叶阔叶林(35.11%)及常绿阔叶林(4.47%)3种森林类型合计占林地面积的98.56%。20年间神农架保护区林地面积增加了0.11%,灌木林地和耕地面积分别减少了8.85%和6.06%。神农架保护区2010年碳储量为24.24 Tg C(22.57–26.62 Tg C),土壤有机碳和地上碳合计占全部碳储量的90.68%。常绿阔叶林、落叶阔叶林和针叶林3种森林类型碳储量占神农架保护区碳储量的95%。20年间神农架保护区5个碳库碳储量均有所增加,共固碳25.04 kt C(21.83–29.57 kt C),固碳率为1.21 kt C/年(1.09–1.48 kt C/年),其中地上生物量碳库和土壤有机碳库分别增加14.50kt C(11.81–18.31 kt C)和6.84 kt C。保护区内总碳库碳密度高于保护区外22.37 t C/ha。研究结果表明,神农架国家级自然保护区在保护森林固碳能力方面取得了一定的成效。

关键词：神农架国家级自然保护区固碳保护成效森林碳库

基于Monte Carlo方法的锅炉烟尘烟气测量不确定度评定

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环境与发展 2013年第6期25卷 126-130页

作者：花正东沈国珍宋慎杨美龙徐文军上海市奉贤区环境监测站上海201400 上海市金山区环境监测站上海200540 上海市奉贤区环境保护局上海201400

采用蒙特卡罗方法模拟计算了锅炉燃烧排放的烟尘、烟气的折算排放浓度、排放速率的相对标准不确定,给出了各个输入量的相对标准不确定度分量。依据模拟计算结果对锅炉烟尘、烟气测量不确定度评定的数学模型进行了简化,探讨了采用灵敏度... 详细信息

采用蒙特卡罗方法模拟计算了锅炉燃烧排放的烟尘、烟气的折算排放浓度、排放速率的相对标准不确定,给出了各个输入量的相对标准不确定度分量。依据模拟计算结果对锅炉烟尘、烟气测量不确定度评定的数学模型进行了简化,探讨了采用灵敏度公式评定烟尘、烟气测量结果的合成不确定度中应当注意的问题,为锅炉燃烧排放的烟尘、烟气测量不确定的评定提供了依据。

关键词：蒙特卡罗烟尘烟气不确定度

大熊猫分布区近半个世纪逐日气温空间插值分析

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北京林业大学学报 2018年第4期40卷 76-85页

作者：臧振华肖倩茹杨旭煜古晓东张公华董向忠申国珍李俊清北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京100083 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 吉首大学张家界学院湖南张家界427000 四川省野生动物资源调查保护管理站四川成都610081 福建省南平市数聚能信息科技有限公司福建南平353000 北京西山国家森林公园北京100093

【目的】高时空分辨率的气温分布是准确模拟物种适宜分布区的基础。大熊猫分布区是全球35个生物多样性热点区之一,属于典型山地地形。【方法】为了有效消除海拔效应在气温空间插值中的误差,本研究基于线性递减率调整法(linear lapse rat... 详细信息

【目的】高时空分辨率的气温分布是准确模拟物种适宜分布区的基础。大熊猫分布区是全球35个生物多样性热点区之一,属于典型山地地形。【方法】为了有效消除海拔效应在气温空间插值中的误差,本研究基于线性递减率调整法(linear lapse rate adjustment,LLRA)对大熊猫分布区42个气象站点1960—2010年的日最高气温(daily maximum temperature,d Tmax)、日最低气温(daily minimum temperature,d Tmin)和日平均气温(daily mean temperature,d Tmean)进行了空间插值,评估了LLRA插值法的准确度,并分析了近半个世纪大熊猫分布区气候变暖的格局。【结果】结果表明,使用LLRA法校正误差的局域递减率插值,准确度明显高于全球平均递减率和初步局域递减率;大熊猫分布区将近90%的区域d Tmax、d Tmin和d Tmean同时显著上升,上升最快的地区主要集中在秦岭和岷山西北部;d Tmax、d Tmin和d Tmean显著上升的中位速度分别为每100年上升1.68、2.32和1.77℃,超过3/4的区域d Tmin上升速度大于d Tmax;在气象站点代表的低于3 500 m的海拔范围内,d Tmin和d Tmean的变化速度随海拔上升表现出显著增加趋势,且d Tmin的上升趋势大于d Tmean。【结论】本研究证明了LLRA法能有效消除海拔效应在气温空间插值时造成的误差,提高山地气温空间插值的准确度。研究发现,大熊猫分布区近半个世纪经历了显著变暖,由LLRA插值获得的逐日气温分布图可为进一步评估变暖对大熊猫分布区珍稀濒危物种的分布影响、制定相应的保护规划提供基础。

关键词：大熊猫分布区逐日气温空间插值海拔效应气候变暖生物多样性保护

地理距离、海拔和气候差异对独龙江流域维管植物群落物种空间相异性的影响

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生物多样性 2017年第12期25卷 1313-1320页

作者：蒙洋邱月张亮王翠玲臧振华张学耀申国珍闫彩凤陈全胜中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000 北京林业大学林学院北京100083

物种相异性(species dissimilarity)主要反映了群落物种组成的时空变化,其与随机和确定性因素之间的关系能揭示群落构建及生物多样性形成和维持的机理。本文以独龙江流域植物群落为研究对象,以群落间Jaccard物种相异性指数为指标,分析... 详细信息

物种相异性(species dissimilarity)主要反映了群落物种组成的时空变化,其与随机和确定性因素之间的关系能揭示群落构建及生物多样性形成和维持的机理。本文以独龙江流域植物群落为研究对象,以群落间Jaccard物种相异性指数为指标,分析它同地理距离、气候和海拔差异之间的关系及各类因子影响的权重。结果表明,群落间Jaccard物种相异性指数变化范围为0.42–1,且随自然对数转换的地理距离、海拔和气候差异(多年日平均温度,年平均降水量)的增大而呈显著的线性增加趋势;地理距离、气候差异和海拔差异可以解释独龙江流域群落物种相异性指数将近30%的变异。地理距离单独解释度为18.80%,气候差异和海拔差异分别可以解释3.47%和0.10%。研究结果表明,独龙江流域群落物种在空间上的更替是环境限制和扩散限制综合作用的结果。群落间物种相异性较大,且影响物种更替的因素中地理距离占有较大的权重,说明在对该地区进行生物多样性保护时,在综合考虑环境因素影响的基础上,还应充分考虑地形的阻隔作用和繁殖体扩散能力的大小。

关键词：生物多样性群落构建扩散限制环境筛选 beta多样性物种更替

基于SPOT-VEGETATION数据的神农架林区1998—2013年植被覆盖度格局变化

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生态学报 2018年第11期38卷 3961-3969页

作者：刘家琰谢宗强申国珍樊大勇熊高明赵常明周友兵徐文婷中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

基于1998—2013年的SPOT-VEGETATION归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)数据,利用二分模型法、相关性分析和空间分析的方法,结合同期降水量和平均温度数据,估算了神农架林区及神农架国家级自然保护区的植... 详细信息

基于1998—2013年的SPOT-VEGETATION归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)数据,利用二分模型法、相关性分析和空间分析的方法,结合同期降水量和平均温度数据,估算了神农架林区及神农架国家级自然保护区的植被覆盖度,并分析了空间格局及植被覆盖度变化的影响因素。结果表明,1998—2013年间,神农架林区平均植被覆盖度为66.8%,年最大植被覆盖度为93.8%,保护区内最大植被覆盖度显著高于保护区外;林区植被覆盖度变化率为1.45%,保护区植被覆盖度变化率为2.26%,植被整体呈增加的趋势,保护区保护效果较好。温度、降水量、年最低气温、距道路和居民地距离的远近是影响植被覆盖度变化的重要因子,而海拔对植被覆盖度变化无影响。

关键词：归一化植被指数植被覆盖度保护有效性变化率影响因素

用于无线传输和神经网络计算的碳化硅纳米线多功能高效视觉突触器件

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Science China Materials 2023年第8期66卷 3238-3250页

作者：袁帅冯哲仇伯仓李莹翟配郴李兰吴祖恒马淑芳许并社丁利苹尉国栋沈国震 Materials Institute of Atomic and Molecular Science School of Physics and EnergyShaanxi University of Science and TechnologyXi’an 710021China School of Integrated Circuits Anhui UniversityHefei 230601China School of Integrated Circuits and Electronics Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

随着大数据和物联网的快速发展,基于传统冯·诺依曼架构的计算机存在吞吐量有限和能源利用效率低下的问题.基于忆阻器的人工神经网络计算系统被认为是克服这一瓶颈的候选之一.本研究成功研制了基于碳化硅纳米线薄膜的光电忆阻器,不仅可... 详细信息

随着大数据和物联网的快速发展,基于传统冯·诺依曼架构的计算机存在吞吐量有限和能源利用效率低下的问题.基于忆阻器的人工神经网络计算系统被认为是克服这一瓶颈的候选之一.本研究成功研制了基于碳化硅纳米线薄膜的光电忆阻器,不仅可以很好地实现生物视觉突触的基本功能,还可以实现更为复杂的树突神经元和巴甫洛夫学习等类脑学习特性.在视觉功能的基础上,实现了集成在SiC忆阻器中的感知、存储和计算的功能.更重要的是,得益于SiC纳米线视觉突触优异的计算能力构建的脉冲神经网络能够实现早期肺癌病灶的识别.该方法迭代次数少,检测准确率可达90%以上,在医疗领域具有良好的应用前景.本研究为神经形态计算技术中基于SiC的感知-存储-计算一体化人工智能设备的开发和推广提供了一条有前景的途径.

关键词：脉冲神经网络检测准确率视觉功能人工智能生物视觉神经网络计算大数据物联网

神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林主要木本植物生态位与种间联结

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生态学报 2024年第11期44卷 4889-4903页

作者：陈聪琳赵常明刘明伟徐凯徐文婷熊高明葛结林邓滢申国珍谢宗强中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 国家植物园北京100093 中国科学院大学生命科学学院北京101408

为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20个主要木本植物的190组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种... 详细信息

为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20个主要木本植物的190组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种生态位与种间联结特征。主要结果:(1)该常绿阔叶林群落物种丰富,群落组成复杂,小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)的重要值(11.13%)和生态位宽度(58.3)均最大,占绝对优势,生态位宽度排序和重要值排序不一致,分布频度对生态位宽度影响较大。(2)将20种主要木本植物划分为生态位特化种(6种)、生态位泛化种(3种)、中性类群(11种),生态位分化程度较高,资源利用差异以及生境适应性是影响生态位分化的主要因素。(3)生态位宽度大的物种其生态位重叠和相似度较高,生态位重叠指数总体略低,大部分物种对环境或资源需求相似,但相似度不高,种间竞争较弱,种间关系比较稳定。(4)主要木本植物总体正联结显著(P<0.05),χ^(2)检验、联结系数AC、Spearman秩相关检验结果均显示种间正联结作用占优势,但大多数种对联结不显著,物种趋于独立分布。(5)通过聚类分析,将20种主要木本植物划分三大生态种组:建群种组,共生种组和边缘种组。研究表明,神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林目前正处于相对稳定的演替中后期阶段,群落发育较成熟,生态位分化、生境选择以及资源需求互补或互利是影响该群落物种共存的主要原因。研究阐明了神农架南坡代表性常绿阔叶林主要物种之间实际相互作用以及群落特征,为深入理解群落物种共存原因以及群落演替规律提供依据。

关键词：常绿阔叶林种群种间关系生态种组物种共存

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神农架世界自然遗产地动物模式标本名录

生物多样性 2017年第5期25卷 513-517页

作者：周友兵余小林吴楠申国珍熊高明徐文婷樊大勇赵常明谢宗强中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

模式标本作为新种发表与物种名称的依附实体,具有极高的学术价值。湖北神农架作为华中地区的最高点,历来受到博物学家的青睐。本文通过对历史文献的收集与整理,确定了以采自神农架的标本为模式确立的动物物种,编制了"神农架世界自然遗... 详细信息

模式标本作为新种发表与物种名称的依附实体,具有极高的学术价值。湖北神农架作为华中地区的最高点,历来受到博物学家的青睐。本文通过对历史文献的收集与整理,确定了以采自神农架的标本为模式确立的动物物种,编制了"神农架世界自然遗产地动物模式标本名录"。以神农架世界自然遗产地采集的模式标本命名的正式发表动物物种275种,隶属于3门5纲22目91科170属。神农架模式标本物种的采集最早可追溯到1960年,此后出现两个采集高峰期,即1977–1986和2009年。模式物种的发表略有滞后,从当年发表到最长滞后34年,但主要还都集中在采集后的10年内(222种,占80.73%)。采集于神农架的模式标本物种发表在163条文献上,从2006年开始发表在外文期刊上的物种数在逐步增加,而以中文发表的物种数在减少。以国内学者独立发表的物种较多(245种,占89.09%),而国外学者和国内外学者联合发表的物种相对较少。模式标本当前实际被存放在62家机构或被私人收藏,在45家机构中,以国内单位为主,而17家私人收藏机构则以国外为主。本文对神农架世界自然遗产地动物模式标本名录的汇总整理,可为神农架世界自然遗产地履行联合国教科文组织世界遗产中心的要求,进一步开展神农架遗产的管理与保护提供依据。近年来关于神农架新物种的不断发表表明遗产地的物种多样性仍然存在被低估的可能,暗示着遗产地这方面的工作仍需进一步扩大和深入。

关键词：模式标本神农架世界自然遗产新种正模副模