黄河中下游典型地区农业景观异质性和生态系统功能调控研究

黄河中下游地区是正统中华文明的发源地，开发历史悠久，景观破碎化程度高，生物多样性受自然和人为双重因素干扰严重，农业生态系统稳定性差。景观异质性是保持农业生态系统稳定和高效农业生产力的前提。如何提高农业生态系统对不利环境的抵抗能力？什么样的景观异质性是合理的？景观异质性对生物多样性的影响程度如何？寻求并保持农业生态系统较高的生产力和良好的农业生产环境之间的平衡是世界范围内急需解决的科学难题。本项目拟整合自然地理学、景观生态学和生态系统生态学的现代理论、方法和技术，将该流域不同环境梯度下的山地自然景观生态系统-丘陵农林交错带景观生态系统-平原农业景观生态系统融为一个有机整体，以理解和把握黄河中下游典型地区农业景观异质性的过程和生物多样性的维持机制为基础，揭示景观异质性动态对农业景观生态功能的影响和维持农业生态系统高效、稳定和可持续发展的机理，为该地区农业生态系统的调控和生态安全建设提供依据。

黄河中下游地区具有悠久的农业开发历史，农业生态系统是该地区的主体景观生态系统，农业用地是最重要的土地利用方式之一。农业用地的管理对生态环境，如营养物质、水和生物多样性产生了深刻的影响。项目以景观生态学、自然地理学和生态系统生态学等多学科的现代理论、方法和技术为基础，对黄河中下游农业景观生态系统格局和过程时空演变进行了研究。.（1）黄河中下游典型地区农业景观异质性分析。基于遥感和地理信息系统技术，分析了黄河中下游地区巩义市、封丘县、黄河流域豫西段农业景观生态系统格局和过程动态，特别是沿环境梯度和人类活动干扰梯度的变化。.（2）道路、连接度与森林景观恢复研究。基于景观连接度原理，在巩义市，分析了道路对景观连接度的影响，并探讨了在森林恢复时重要斑块的选取的方法，明确了景观连接度在区域生态恢复和生态建设中指导作用。.（3）黄河中下游典型地区景观变化的生态环境效应研究。在伊洛河流域伊河上游地区，结合实测数据，构建了适合与该地区的分布式水文模型——SWAT模型，分析该地区气候和土地利用变化对流域径流的影响。采用单窗算法定量反演巩义市和中牟县的地表温度，对农业景观格局的热环境效应进行了探讨。.（4）伊洛河流域草本植物群落多样性研究。以伊洛河流域草本植物群落为对象，研究了流域草本植物群落物种多样性及其分布格局。通过选取外来种，对外来种种类组成及其分布格局进行了研究；对河岸带生态系统草本植物进行功能群进行了划分，能较好地反映出植被与环境的动态关系。.（5）黄河中下游平原农业景观生物多样性研究。采用典型样地法对区内封丘县和巩义市典型农业景观不同生境类型中主要非农生境中的植物群落进行调查研究，并对其多样性进行了分析。在中国科学院封丘农业生态实验站，研究了长期定位施肥对麦田大型土壤动物群落结构的影响。在黄淮海平原典型地区商丘民权林场，选择杨树林、槐树林和杨槐混交林三种人工林模式，调查了节肢动物群落构成、生物多样性及边缘效应对节肢动物群落结构的影响。.（6）黄河中下游丘陵地区农业生态系统能值分析。以巩义市和封丘县农业生态经济系统为研究对象，应用能值分析理论和方法，对农业生态经济系统进行了静态和动态两方面的研究，建立了能值指标体系，对农业生态系统健康和可持续发展进行了评价。