基本信息
张娜  女  博导  资源与环境学院
电子邮件: zhangna@ucas.ac.cn
通信地址: 北京市怀柔区怀北镇380号
邮政编码: 101408

研究领域

温性草地退化

城市生态水文与海绵城市建设

城市河岸带的景观生态系统服务

复合种群的动态模拟

空间分析与尺度推绎

区域碳水循环过程模拟

教育背景

2018-09--2019-08   University of Helsinki   访问学者
2009-02--2009-07   Texas A & M University   高级访问学者
1998-09--2001-07   中国科学院地理科学与资源研究所   博士生
1995-09--1998-07   中国科学院、水利部水土保持研究所   硕士生
1991-09--1995-07   西北林学院(现西北农林科技大学)   本科生

工作经历

1. 2001.7–2004.4,中国科学院研究生院地球科学学院
2. 2004.4-至今,中国科学院研究生院(中国科学院大学)资源与环境学院

讲授课程

景观生态学原理与应用

景观与区域生态学

景观空间分析与模拟

生态学尺度问题

生态学实验-陆地生态系统观测实验

出版信息

   
学术论文

1. 空间分析与尺度推绎

6)Yao Li, Na Zhang*, Run-Kui Li, Cheng-Yu Liu, Jing Shen, Yong-Cai Jing. 2020. Soil mapping based on assessment of environmental similarity and selection of calculating samples. CATENA. (SCI)

5)李尧, 张娜*. 2017. 亚洲小车蝗的多尺度分布格局. 中国科学院大学学报, 34(3): 329-341. (核心期刊) 

4)Na Zhang*, Harbin Li. 2013. Sensitivity and effectiveness of landscape metric scalograms in determining the characteristic scale of a hierarchically structured landscape. Landscape Ecology. 28(2): 343-363. DOI: 10.1007/s10980-012-9837-x  (SCI)
3)Na Zhang*, Hongyan Zhang. 2011. Scale variance analysis coupled with Moran’s I scalogram to identify hierarchy and characteristic scale, International Journal of Geographical Information Science, 25(9): 1525-1543. DOI:10.1080/13658816.2010.532134 (SCI) 
2)张娜*. 2007. 生态学中的尺度问题:尺度上推. 生态学报, 27(10): 4252-4266(核心期刊) 
1)张娜*. 2006. 生态学中的尺度问题:内涵与分析方法. 生态学报, 26(7): 2340-2355.(核心期刊)


2. 区域碳水循环过程模拟 
12)Na Zhang*, Chengyu Liu. 2014. Simulated growing-season water fluxes of semiarid grassland ecosystems under conditions of severe drought. Journal of Hydrology, 512: 69-86 (SCI)
11)Na Zhang*, Yingshi Zhao and Guirui Yu. 2009. Simulated annual carbon fluxes of grassland ecosystems in extremely arid conditions. Ecological Research, 24: 185-206. DOI: 10.1007/s11284-008-0497-x. (SCI) 
10)Na Zhang* et al. 2007. Scaling up ecosystem productivity from patch to landscape: A case study of the Changbai Mountain Nature Reserve, China. Landscape Ecology, 22: 303-315. (SCI)
9)王媛, 张娜*. 2010. 千烟州马尾松人工林生态系统的碳循环模拟及模型参数的敏感性分析. 应用生态学报, 21(7): 1656-1666. (核心期刊)
8)张娜*, 于贵瑞. 2006. 景观植被生态系统水平衡模拟与分析. 气候与环境研究, 11(3): 425-440.(核心期刊) 
7)张娜*等. 2004. 异质景观年蒸发量空间格局的模拟. 生态学报, 24(11): 175-186(核心期刊) 
6)张娜*等. 2003. 基于景观尺度过程模型的长白山地表径流量时空变化特征的模拟. 应用生态学报, 14(5): 653-658(核心期刊) 
5)张娜*等. 2003. 基于遥感与地面数据的景观尺度生态系统生产力的模拟. 应用生态学报, 14(5): 643-652(核心期刊) 
4)张娜*等. 2003. 基于景观尺度过程模型的长白山净初级生产力空间分布影响因素分析. 应用生态学报, 14(5): 659-664(核心期刊) 
3)张娜*等. 2003. 基于3S的自然植被光能利用率的时空分布特征的模拟. 植物生态学报, 27(3): 325-336(核心期刊) 
2)张娜*等. 2003. 长白山自然保护区生态系统碳平衡研究. 环境科学, 24(1): 24-32(EI期刊) 
1)张娜*等. 2001. 长白山植被蒸腾量空间变化特征的模拟. 资源科学, 23(6): 91-96(核心期刊) 

3. 草地蝗虫复合种群的动态模拟
5)Na Zhang*, Yong-Cai Jing, Cheng-Yu Liu, Yao Li, Jing Shen. 2016. A cellular automaton model for grasshopper population dynamics in Inner Mongolia steppe habitats.Ecological Modelling, 329: 5-17. DOI:dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2016.03.002 (SCI)

4)Jing Shen, Na Zhang*, Gexigeduren, Bing He, Cheng-Yu Liu, Yao Li, Hong-Yan Zhang, Xiao-Yan Chen, Hong Lin. 2015. Construction of a GeogDetector-based model system to indicate the potential occurrence of grasshoppers in Inner Mongolia steppe habitats. Bulletin of Entomological Research, 105: 335–346. DOI: 10.1017/S0007485315000152 (SCI)

3)Na Zhang*, Hong-Yan Zhang, Bing He, Gexigeduren, Zhi-Yuan Xin, Hong Lin. 2015. Spatiotemporal heterogeneity of the potential occurrence of Oedaleus decorus asiaticus in Inner Mongolia steppe habitats. Journal of Arid Environments, 116: 33-43. DOI: 10.1016/j.jaridenv.2015.01.019 (SCI)

2)Hongyan Zhang, Na Zhang*. 2011. Spatio-temporal Heterogeneity of Potential Occurrence of Grasshopper in Xianghuang County, Inner Mongolia, China. In: Yajun Liu, Chuanping Feng, Junbao Xia, Lei He eds. Resources Environment Life: Proceedings of Doctoral Forum of China and the 4th China-Japan Graduate Student Forum. Beijing: Geological Publishing House, 351-355. (ISBN: 978-7-116-07382-1)

1)张红艳, 张娜*, 陈晓燕. 2012. 内蒙古镶黄旗草地蝗虫潜在发生可能性的初步评价. 应用生态学报, 23(1): 222-234(核心期刊)

4. 城市生态水文、河岸带的景观生态系统服务

14) Na Zhang*, Xiaorou Zheng, Xin Wang. 2022. Assessment of aesthetic quality of urban landscapes by integrating objective and subjective factors: a case study for riparian landscapes. Frontiers in Ecology and Evolution. 9: 735905. doi: 10.3389/fevo.2021.735905.  (SCI)

13) Chuhan Feng, Na Zhang*, Telesphore Habiyakare, Yuna Yan & Han Zhang. 2021. Prospects of eco-hydrological model for sponge city construction, Ecosystem Health and Sustainability, 7:1, 1994885, DOI: 10.1080/20964129.2021.1994885 (SCI)

12) 王昕, 张娜*, 乐荣武, 郑潇柔. 城市河岸带的斑块组成和空间分布对小气候的影响——以北京永定河河岸带为例. 中国科学院大学学报 (接收)

11) 罗英杰, 张娜*, 李琪, 王昕, 景永才, 乐荣武. 2020. 基于SWMM的地表径流量与城市下垫面和降雨特征关系的空间分析——以中国科学院大学雁栖湖校区为例. 中国科学院大学学报, 37(1): 27-38(核心期刊)

10)李琪, 张娜*, 罗英杰, 王昕, 景永才. 2019. 基于MFF30方法的城市降雨径流初期冲刷效应. 中国科学院大学学报, 36(5): 650-662

9) Na Zhang*, Ying-Jie Luo, Xiao-Yan Chen, Qi Li, Yong-Cai Jing, Xin Wang, Chu-Han Feng. 2018. Understanding the effects of composition and configuration of land covers on surface runoff in a highly urbanized area. Ecological Engineering. 125: 11-25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.10.008 (SCI)

8)郑潇柔, 张娜*. 2016. 城市河岸带土壤表层温度的多时间尺度特征及其影响因素分析. 中国科学院大学学报. 33(6): 758-768(核心期刊)

7)王紫琦, 张娜*, 孙威, 王鲜鲜. 2015. 北京永定河河岸带生态修复对河流水质的影响. 中国科学院大学学报. 32(4): 498-505(核心期刊)

6)陈晓燕,张娜*,吴芳芳. 2014. 降雨和土地利用对地表径流的影响——以北京北护城河周边区域为例. 自然资源学报, 29(8): 1391-1402(核心期刊)
5)吴芳芳, 张娜*, 陈晓燕. 2014. 北京城区河岸带的物理结构对交通污染物扩散特征影响的模拟. 中国科学院大学学报, 31(1): 74-84(核心期刊)
4)吴芳芳, 张娜*, 陈晓燕. 2013. 北京北护城河河岸带的温湿度调节效应. 生态学报, 33(7): 2292-2303. 10.5846/stxb201201050023(核心期刊)
3)陈晓燕, 张娜*, 吴芳芳. 2013. 雨洪管理模型SWMM的原理、参数和应用. 中国给水排水, 29(4): 4-7. (核心期刊)
2)李婉, 张娜*, 吴芳芳. 2011. 北京转河河岸带生态修复对河流水质的影响. 环境科学, 32(1): 80-87. (核心期刊)
1)张娜*, 吴芳芳, 李婉. 2011. 北京北护城河河岸带结构对地表径流中可溶性氮截留效率影响的模拟研究. In: Jin Luo, ed. Proceedings of 2011 International Conference on Ecological Protection of Lakes-Wetlands-Watershed and Application of 3S Technology Workshop (EPLWW3S2011) (2011年湖泊湿地流域生态保护与3S技术应用国际学术研讨会论文集. 中国南昌, 2011年6月25-26). Kowloon: International Industrial Electronic Center, 249-257 (ISBN: 978-988-19116-8-1) (ISTP)

5. 叶面积指数的遥感反演
4)Na Zhang*, Yingshi Zhao. 2009. Estimating leaf area index by inversion of reflectance model for semiarid natural grasslands. Science in China (Series D Earth Sciences), 52(1): 66-84. (SCI)  
3)Na Zhang*, Guirui Yu, Zhenliang Yu and Shidong Zhao. 2003. Simulation of leaf area index and biomass at landscape scale. Journal of Geographical Sciences. 13(2): 139-152. (SCI)
2)Na Zhang*, Shidong Zhao and Guirui Yu. 2002. Simulation of leaf area index and biomass at landscape scale using remote sensing inputs and surface data. In: Selections of International Conference on Computer Graphics and Spatial Information System. China Meteorological Press, Beijing. 390-403
1)张娜*,赵英时. 2007. 植株冠层几何形状对草地反射率的影响. 遥感学报, 11(1): 9-19. (核心期刊) 

6. 草地生物量及其与水分的关系

6)乐荣武, 张娜*, 王晶杰, 李振宇, 闫志辉, 冯一鸣. 2022. 2000–2019年内蒙古草地地上生物量的时空变化特征. 中国科学院大学学报, 39(1):21-33.(核心期刊) 

5)张娜*, 梁一民. 2002. 黄土丘陵区天然草地地下/地上生物量的研究. 草业学报, 11(2): 72-78(核心期刊) 
4)张娜*, 梁一民. 2002. 干旱气候对白羊草群落地下部生长影响的初步观察. 应用生态学报, 13(4): 827-832(核心期刊) 
3)张娜*, 梁一民. 2000. 干旱气候对白羊草群落土壤水分和地上部生长影响的初步观察. 生态学报, 20(6): 964-970(核心期刊) 
2)张娜*, 梁一民. 1999. 黄土丘陵区两类天然草地群落地下部生长及其与土壤水分关系的比较研究. 西北植物学报, 19(4): 699-706(核心期刊)
1)张娜*, 梁一民. 1999. 黄土丘陵区两类天然草地群落地上部数量特征及其与土壤水分关系的比较研究. 西北植物学报, 19(3): 494-501(核心期
刊)
 

著作

张娜. 2014. 景观生态学. 科学出版社 

著作章节

6)张娜. 2017. 景观的生态流. 见: 曾辉等编著. 景观生态学. 北京: 高等教育出版社.

5)张娜. 2017. 尺度分析方法. 见: 曾辉等编著. 景观生态学. 北京: 高等教育出版社.

4)张娜. 2017. 景观模型. : 曾辉等编著. 景观生态学. 北京: 高等教育出版社.

3)张娜. 2010. 区域水碳循环过程模型及其模拟分析. 见: 于贵瑞和王秋凤等编著. 植物光合、蒸腾与水分利用的生理生态学. 北京: 科学出版社, 521-584. 
2)张娜. 2010. 景观变化与景观动态模型. 见: 肖笃宁等编著. 景观生态学(第二版). 北京: 科学出版社, 86-135. 
1)张娜. 2010. 景观尺度分析. 见: 肖笃宁等编著. 景观生态学(第二版). 北京: 科学出版社, 164-176.

科研活动

   
主持的项目

1. 城市景观空间格局变化的生态水文效应及其耦合模拟,北京市自然科学基金重点项目

城市化与地表生态水文过程的关系已成为当今城市生态学的热点和前沿问题。本研究基于景观生态学中格局-过程-尺度关系的思想,以城市化程度非常高的北京北护城河的周边区域为例,通过对典型子汇水小区和低影响开发(LID)设施的降雨径流过程的监测,探讨不同景观斑块(土地覆被斑块、洼地单元或LID斑块)的组成和空间构型的产流和汇流机理。在雨洪管理模型SWMM的基本框架下,融入分布式水文模式的思想,构建多尺度分布式城市水循环综合模拟系统,耦合基于元胞自动机的二维城市生态-水文模块、管网水流模块、LID模块,模拟元胞内部的生态-水文过程,不同空间单元(元胞、斑块)之间的水分流动,子汇水小区的产流过程、管网入流和汇流过程。探讨可明显改变城市地表产汇流状况的土地覆被斑块组成和空间构型及下垫面的格局特征,评估当前LID设施的生态水文效应,从而为减缓城市内涝,为海绵城市的景观规划和设计提供重要的理论依据和决策建议。


2. 欧亚大陆草地退化的多尺度时空格局及其不确定性(子课题:欧亚大陆温性草地生态系统的退化与应对),中国科学院战略先导科技专项(A类)

在欧亚大陆温性草地生态系统遥感分类的基础上,分析不同类型斑块的时空动态;结合斑块的空间格局,选取适用于不同区域的植被和土壤退化指标,并探讨各项指标的空间量化方法;探讨综合不同退化指标的方法,确定综合指标和各项指标的阈值,构建不同区域温性草地退化动态指标体系,获取欧亚大陆温性草地退化的时空格局。从退化指标选择和退化时空格局的不确定性(数据源、尺度效应和精度)两个方面来评价所获得退化时空格局的优势和缺陷。系统分析不同区域草地退化的多尺度时空格局特征,识别需重点关注的景观或斑块,以及草地性质发生转变的关键时期。解析长期气候变化、水分和热量梯度、极端气候事件对不同区域草地退化时空格局的驱动。


3. 城市景观格局变化的水文和水质效应,中国科学院大学校部教师与研究所科研合作专项基金


4. 基于元胞自动机的多尺度草地蝗虫复合种群动态模拟,国家自然科学基金项目

内蒙古锡林郭勒盟草地蝗虫已连续十年暴发成灾,对草地生态系统、牧区人民的生产和生活构成严重威胁。准确地监测和预警蝗虫的发生和扩散有利于组织防控,并提高防控效果。本研究在评价锡林郭勒盟镶黄旗草地蝗虫发生的气象和生境适宜性,获取蝗虫潜在发生源地的基础上,拟创新性地将元胞自动机融入到蝗虫复合种群动态模型的构建,对蝗虫的动态进行自下而上的多尺度空间显式模拟。该模型利用蝗虫在异质景观中的栖息、觅食和迁移特点,从元胞、次级亚种群斑块、亚种群斑块、复合种群景观这四个尺度上,模拟蝗虫在从三龄蝗蝻到成虫的每个时段,在元胞之间、次级亚种群斑块之间、亚种群斑块之间扩散迁移的动态变化,以预测不同时期蝗虫发生和扩散的可能性、强度、空间范围和危害损失。拟通过多尺度的格局-过程模拟揭示草地蝗虫复合种群的复杂动态,为蝗虫发生和扩散的预测提供一种新途径,并从改变空间格局的景观生态学角度为蝗灾的防控提供一种新思路。


5. 城市河岸带的生态服务功能-以北京永定河莲石湖区段为例,中国科学院知识创新工程重要方向项目


6. 城市河岸带结构对生态服务功能的影响,北京市自然科学基金

本研究拟以2011年经过生态修复后的北京永定河莲石湖区段为例,通过斑块尺度和景观尺度的调查和实测,并运用模型模拟、遥感和GIS技术、景观格局分析,较为系统地研究城市河岸带的物理和生物结构对生态服务功能的影响,包括对地表径流所携带的污染物的过滤效率,对河流水质的净化作用,对小气候的调节作用,对动物生存和活动的影响,以及对美学价值和人类休闲娱乐功能的影响,重点解决河岸带结构与功能的作用机制,试图探讨某项或综合生态服务功能达到最优时的河岸带结构模式,从而为减缓或控制城市面源污染对河流的影响,为城市河流生态修复,提供河岸带管理和建设方面的理论依据和决策建议。


7. 多尺度上的碳-水循环过程研究,国家自然科学基金项目

尺度分析和尺度推绎是在多时空尺度上对生态现象进行理解和预测的关键,目前已成为国际生态学研究的一个热点领域,但在碳-水循环过程研究中尚十分薄弱。本项目以长白山自然保护区为研究区域,在已建立的斑块尺度碳-水循环过程模型的基础上,进行以下研究:(1)分析景观镶嵌体的空间格局,为尺度分析和尺度推绎做准备;(2)比较不同空间尺度和聚合方式下的尺度上推结果,理解多尺度上的碳-水循环过程,并探寻可能的尺度上推关系式;(3)重点分析不同碳-水循环过程变量的景观空间格局及过程之间的相互作用,探讨不同的尺度上推途径;(4)对尺度上推的结果进行验证和不确定性分析;(5)最终确定对不同过程最适宜的分析尺度、空间聚合方法和尺度上推方法。本项研究的成果在理论和方法上将对生态学尺度科学的发展做出新贡献;在应用方面,将有助于利用许多在小尺度上较易获取的数据和信息,来理解和解决在较大尺度上发生的紧迫的环境和资源问题。


8. 城市土地利用和河岸带结构与河流氮磷传输的多尺度格局-过程关系研究,国家自然科学基金项目

由于城市化过程中地面和河流护岸的硬化,河岸植被带的建设具有特殊的重要意义,因为周边土地利用方式及其格局和河岸带结构会影响输入河流的氮磷浓度,从而影响城市的水环境健康和生态安全。本研究以受人类活动影响较大、土地利用变化较剧烈的北京市北护城河及其周边地区为例。通过空间显示模拟受降水状况、地形、土地利用方式及其格局影响的地表径流量,在不同降水条件下测定和分析不同结构的河岸带对来自地表径流的氮磷过滤效率的影响,结合周边土地利用格局下通过雨污水管网输入河流的氮磷浓度,建立周边土地利用、河岸带结构、河流氮磷浓度三者之间的多尺度格局-过程定量关系模型,探讨满足河流水质达标情况下的适宜土地利用格局和河岸带结构模式,从而为减缓或控制城市面源污染对河流的影响,为城市河流生态修复,提供河岸带管理和土地规划方面的理论依据和决策建议。


9. 南水北调背景下华北地区水资源最优调配的理论研究-华北地区水资源的微观优化分配方案的研究-森林生态系统碳循环和水循环过程的模拟研究,中国科学院知识创新工程重要方向项目第三级子课题


10. 景观尺度生态系统生产力过程模型研究-以内蒙古地区天然草地为例,中国科学院研究院院长基金项目


主要参加的项目

1. 华北平原地下水演变机制与调控-人类活动条件下地下水数量和质量演变机理与趋势,国家科技部973项目

2. CarbonEastAsia:基于通量观测网络的生态系统碳循环过程与模型综合研究,国家自然科学基金国际(地区)合作交流项目

3. 陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法,国家科技部973项目07子课题

4. 定量遥感在西部生态环境建设中的应用示范研究,国家科技部973项目子课题

5. 长白山岳桦-苔原交错带碳平衡及其对树线动态的指示作用,国家自然科学基金项目

6. 陆地生态系统水-碳耦合循环的生理生态学机制与模型研究,国家杰出青年科学基金项目

7. 阔叶红松林生产力动态及分异规律研究,国家自然科学基金项目

8. 生态系统管理的基础生态学过程研究-东北地区生态系统生产力过程模型的开发,中国科学院“****”项目

9. 黄土高原水土保持型生态农业工程,国家“九五”攻关项目

指导学生





已指导学生


王媛,    硕士研究生, 2006-2010


李婉,    硕士研究生, 2007-2010


张红艳,  硕士研究生, 2008-2011


吴芳芳,  硕士研究生, 2009-2012 


陈晓燕,  硕士研究生, 2010-2013


刘程昱,  硕士研究生, 2011-2014


沈静,      硕士研究生, 2012-2015


王紫琦,  硕士研究生, 2012-2015(与北京林业大学联合培养)


郑潇柔,  硕士研究生, 2013-2016


李尧,     硕士研究生, 2013-2016


景永才,  硕士研究生, 2014-2017


李琪,      硕士研究生, 2015-2018


罗英杰,  硕士研究生, 2015-2018


王昕,     硕士研究生, 2016-2019


乐荣武,  硕士研究生, 2017-2020



现指导学生


冯楚涵,  博士研究生, 2018-


Telesphore Habiyakare, 博士研究生, 2018-


冯一鸣, 硕士研究生, 2019-


李振宇, 博士研究生, 2019-


李小璠, 硕士研究生, 2020-


闫玉娜, 博士研究生, 2020-


聂泽旭, 博士研究生, 2021-


张晗, 硕士研究生, 2021-


张安安,博士研究生, 2022春季-



招生信息

   
招生专业

硕士生,博士生

0713 生态学, 071300 生态学, 01.景观生态学

0705 地理学, 070503 地图学与地理信息系统, 03.生态信息学

招生方向

景观生态学;草地生态学;城市生态学;生态信息学