国家级自然保护区生态系统格局十年变化(2000-2010年)评估

为揭示国家级自然保护区生态系统格局构成及变化状况,基于2000年和2010年319个国家级自然保护区生态系统类型与分布数据,根据生态系统类型转化及其转化幅度,考虑自然保护区各功能区的重要性,构建生态系统格局变化指数,分析国家级自然保护区生态系统格局动态变化。结果表明,国家级自然保护区草地生态系统面积最大,2000年和2010年分别占全国国家级自然保护区总面积的57.88%和57.74%,其次为荒漠生态系统,两期占比约17%,其他依次是湿地、森林、灌丛、农田、冰川/永久积雪、海洋、城镇等生态系统类型。2000-2010年,国家级自然保护区内森林、湿地面积明显增加,城镇有一定程度扩张,冰川/永久积雪略微减少。总体上,国家级自然保护区生态系统格局基本保持稳定,基本维持的保护区数量219个,占国家级自然保护区总数的68.65%,生态系统格局改善的保护区数量略多于退化的数量,10年来国家级自然保护区生态系统格局保护取得一定效果。国家级自然保护区生态系统格局在基本维持的基础上,表现出一定的地域不平衡性。生态系统改善的保护区多分布在秦岭、大巴山、大娄山、南岭一带,而东部省份、内蒙古高原、东北平原一带生态系统退化的保护区数量较多,主要是荒漠、内陆湿地和水域、野生动物、自然遗迹等类型自然保护区。最后,提出3点建议为提高国家级自然保护区管理水平提供参考。     

黄河流域草地净初级生产力时空动态及其驱动机制

黄河流域是生态系统的敏感区，流域草地生态系统在气候变化和人类活动驱动下发生了显著变化。基于多源遥感影像和气象站点资料等，采用改进后的CASA模型估算2001—2018年黄河流域草地净初级生产力(NPP),评估定量反演结果精度，分析研究时段内流域草地净初级生产力时空动态，探讨气候要素和人类活动对流域草地净初级生产力的影响。结果表明：1)基于改进的CASA模型能够高精度模拟黄河流域草地NPP。2)2001—2018年黄河流域草地NPP呈增加趋势，且在2013年发生突变。2001—2013年气候和人类活动均促进流域草地NPP增加，而2013年后人类活动抑制流域草地NPP增加的作用明显增强，抑制区域面积较前一阶段增加34.89%。整体上，人类活动对草地NPP的影响强度低于气候要素影响强度。3)耕地和建设用地面积的变化，是驱动实际净初级生产力动态的重要人类活动要素。耕地和建设用地面积的增加与草地面积减少、实际净初级生产力增加速率的降低紧密相关。伴随经济发展，应坚持实施退耕还林还草政策，并加强对草地生态保护的监督。     

1975-2015年宁夏生态系统格局宏观变化分析

以1975-2015年的Landsat MSS/TM/OLI影像为数据源,选用年均生态系统类型净变化率、生态系统类型转移矩阵及土地开发度综合指数对宁夏回族自治区近40年来生态系统格局宏观变化的幅度、速率、转换类型及人类活动扰动程度进行定量分析,揭示了宁夏生态系统时空变化过程及其区域分异性。研究结果表明：（1）宁夏农田和草地生态系统优势度较大,占比75%以上,且两者面积变化趋势呈负相关。近40年中,森林净增加了477.5 km²,人工表面净增加了884.6 km²,农田净增加了209.8 km²;草地净减少了115.5 km²,湿地净减少了69.4 km²,荒漠净减少了1387.0 km²。（2）生态系统变化转移矩阵表明每时段内大约有占宁夏总土地面积6%的生态系统面积发生变化,主要转换类型有农田和草地间相互转换、草地和荒漠转为农田及农田转为草地和人工表面。（3）人为活动对生态系统的干扰全区整体处于我国的中等水平,且呈增加趋势,其中北部是持续增强,且金凤区、西夏区和永宁县土地开发效果最为明显,中部是轻微减轻,南部是显著减轻,人类活动对宁夏北部和中部自然生态系统的扰动大于南部。     

阿鲁科尔沁旗土地利用变化对生态服务价值的影响

基于2000年、2005年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了阿鲁科尔沁旗土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变。结果表明,从2000～2005年,阿鲁科尔沁旗土地利用结构变化幅度分别为,耕地增加13.39%,林地减少0.43%,草地减少2.29%,水域增加0.86%,湿地减少0.64%,城乡工矿居民用地增加12.02%,未利用土地减少0.25%。阿鲁科尔沁旗生态系统服务价值从2000年的12.87亿元减少到2005年的12.83亿元,净减少值为0.04亿元,减幅为0.31%。阿鲁科尔沁旗土地利用格局的变化,特别是耕地面积大幅度增加,草地面积减少是其生态服务系统价值下降主因。     

2000—2010年我国重点生态功能区生态系统变化状况

分析了2000—2010年我国水源涵养型、水土保持型、防风固沙型、生物多样性维护型重点生态功能区的生态系统结构、质量与核心服务的变化.结果表明: 近11年来,水源涵养型重点生态功能区的森林、草地面积减少,水体与湿的面积增加,森林、草地、湿地生态系统水源涵养总量增加了2.9%,该类区域需要遏制森林、草地的减少趋势.水土保持型重点生态功能区的农田面积减少,而森林、草地、水体与湿地的面积增加,土壤侵蚀总量减少了28.2%,生态系统土壤保持总量增加了38.1%.防风固沙型重点生态功能区的农田、森林面积增加,草地、水体与湿地的面积减少,单位面积土壤风蚀量下降,单位面积防风固沙服务量有所提升,该类区域多位于干旱半干旱区,需要减少农田面积,优先保护原有生态系统.生物多样性维护型重点生态功能区的草地、荒漠面积减少,其他类型的面积有所增加,人类扰动呈现微弱的上升趋势,该类区域需要减少人类干扰.重点生态功能区应该针对核心服务和保护目标,分类分区开展生态系统保护、改善及其效果的定量综合评估.     

青海湖自然保护区人类数字足迹及草地生物量的人类活动暴露度的时空模式分析

开展保护区人类活动压力定量评估对保护区内生态系统安全、降低人类活动影响具有重要意义。许多学者从人类活动对生物多样性、生物的生境或生态系统服务及其价值的影响等角度已开展了大量研究, 但由于反映人类活动的统计数据在时空尺度上较粗, 难以精细刻画保护区内短期动态的人类活动干扰。本研究尝试通过记录人的位置到访信息的高时空分辨率数字足迹数据, 以青海湖国家级自然保护区为研究区域, 利用0.01°逐日的定位请求数据和草地生物量数据, 从人类数字足迹覆盖率、数字足迹强度和草地生物量的人类活动暴露度3个指标上对青海湖自然保护区内人类数字足迹入侵强度及其对生态环境的影响开展了研究。研究结果显示, 青海湖保护区人类数字足迹具有“多尖峰、南高北低、景区节律”的时空模式; 每日人类数字足迹覆盖率和足迹强度呈现按月聚集模式, 最大值分别为7.42%和5.24; 草地生物量的人类活动暴露度显示人类数字足迹对青海湖二郎剑-黑马河沿线的草地生物量影响最大, 此时草地生物量的人类活动暴露度水平在热门旅游景点较高, 最高达到2.24。通过位置大数据挖掘青海湖保护区内人类数字足迹的时空变化及其对于生态环境的影响, 不仅证明了数字足迹用于人类活动对于生态环境影响研究的有效性, 也为保护区生态环境精细化的管理提供支撑。     

近十年卧龙地区流域土地覆盖/利用变化分区对比研究

土地利用与生态系统保护之间的矛盾直接影响着卧龙保护区及周边地区的土地覆盖变化,为考察人类活动对卧龙地区土地覆盖/利用变化的影响,对近十年卧龙两流域土地覆盖/变化进行了分区对比研究,结果表明,卧龙地区两流域及其分区土地覆盖/利用变化趋势有所不同。主要差异表现在:①寿溪、渔子溪流域虽然林地面积均有所增加,但林地破碎化程度远远高于渔子溪。灌丛在寿溪流域的比重减少而在渔子溪流域增加。②分区比较的结果为,林地的增加主要发生在寿溪保护区的外部和渔子溪保护区内部,草地的减少主要发生在两流域保护区内部。③两流域总体土地利用变化率随河谷缓冲带的扩张变化趋势相反。④两流域各类型转移概率不同导致未来转移方向的不同。Markov模型预测,未来十年渔子溪流域林地、灌丛的增加和草地的减少仍较明显,寿溪流域林地面积继续增加,农田、灌丛继续减少。     

中国西南地区土地覆盖情景的时空模拟

气候植被类型的空间分布与土地覆盖类型的空间分布在时空层次上具有很好的相关性和一致性。在运用HLZ生态系统模型获得CMIP5的3种气候情景RCP26、RCP45、RCP85情景下西南地区未来90a(2011—2100年)HLZ生态系统时空分布情景数据的基础上,结合2010年土地覆盖现状数据,构建了土地覆盖情景的空间分析模型,并在此基础上,实现了西南地区未来90a土地覆盖情景的时空模拟分析。模拟结果表明:3种气候情景下,西南地区未来90a的落叶针叶林、落叶阔叶林、草地、耕地、冰雪、荒漠及裸岩石砾地等土地覆盖类型面积将呈逐渐减少趋势;常绿针叶林、常绿阔叶林、混交林、灌丛、湿地、建设用地、水体等土地覆盖类型面积则呈逐渐增加趋势。其中,湿地增加速度最快(平均每10a增加5.28%),荒漠及裸岩石砾地减少速度最快(平均每10a减少2.34%)。     

生态资产评价方法研究——以青海省为例

生态资产是自然资源资产的重要组成部分,保护和恢复生态系统的目的就是增加生态资产,增强生态资产提供生态系统服务的能力。青海省生态资产丰富,生态区位重要,各级政府高度重视青海省的生态文明建设,评估青海省生态保护与恢复成效对于合理保护青海省生态资产具有重要意义。通过核算生态资产面积、质量,建立生态资产指数指标,综合评估了青海全省以及重点生态功能区和非重点生态功能区各类生态资产实物量现状和过去15年的变化。青海省生态资产以草地生态资产为主,同时拥有丰富的野生动植物资源。草地生态资产质量分布较为均匀,优良以上级别占草地总面积的32.1%;森林生态资产质量呈两极分化状态,灌丛生态资产质量较差,自然湿地生态资产质量整体较好。十五年间,青海省生态资产面积变化幅度不大,但是自然生态资产质量显著提升,生态资产指数稳步增长。全省自然生态资产面积增加3239.3 km2,其中自然湿地面积增加15.1%。全省优良质量以上自然生态资产面积增加61920.1 km~2,增幅高达55.5%;其中,重点生态功能区优良级别以上生态资产面积增加48621.9 km2,非重点生态功能区优良以上生态资产面积增加13298.3 km~2。青海省生态资产综合指数从240.37增长到278.22,提高了15.7%。退耕还林还草、湿地生态补偿、三江源自然保护区生态保护和建设工程、青海湖流域生态环境保护与综合治理工程等一系列生态保护与恢复工程对青海省自然生态资产面积增加和质量提升起到积极作用。青海省生态资产变化亦受气候因素影响,气候变化导致自然湿地生态资产面积增加、草地生态资产面积减少同时热量增加在一定程度上促进了森林、灌丛、草地生态资产质量的提升。     

拉萨河源头麦地卡湿地景观格局及功能动态分析

在全球变化的大背景下,如何保护好高原湿地显得非常迫切。为了有效保护拉萨河源头,采用遥感影像解译和模型评估方法,分析拉萨河源头麦地卡湿地的土地利用格局现状特征和服务功能变化,结果表明:麦地卡湿地保护区湿地面积减少5825hm2,湿地面积减少以沼泽湿地为主,草地面积增加5727 hm2,未利用地面积仅增加98.5 hm2;近30年来因气温和地表温度升高明显,暖干化的气候变化趋势导致湿地面积萎缩,天然牧草地面积显著增加;调节服务是麦地卡湿地保护区主要的生态服务功能,占总服务价值的70%,湿地面积尤其是沼泽湿地面积的萎缩是麦地卡湿地保护区生态服务功能减弱的主要原因。     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

自然保护区退牧还草生态补偿标准——以向海国家级自然保护区为例

我国部分自然保护区中拥有大面积草原，但由于过度放牧，面临草原面积减少、质量下降等问题，其重要原因之一是缺少合理的补偿标准导致牧民生计得不到有效保障，偷牧行为屡禁不止。研究制定自然保护区的退牧还草生态补偿标准、完善补偿机制，对于提高我国自然保护区内草原的生态环境质量、改善牧民生计具有重要意义。以我国自然保护区草原生态环境破坏的典型案例--吉林向海国家级自然保护区为例，构建自然保护区退牧还草生态补偿标准制定框架，包括识别影响保护区牧民退牧还草意愿的关键因素，遴选生态补偿标准计算方法；根据草原承包经营权、保护区功能分区、草原利用情况等对补偿客体进行分类；制定针对不同客体的多种补偿标准方案，并提出其优先序。研究结果显示：影响向海国家级自然保护区牧民退牧还草的关键因素为文化程度、务农人口比例、原有牲畜数量和已退养牲畜数量。核心区、缓冲区内未承包草原放牧的牧民的最佳补偿标准为833元 羊单位^-1 a^-1；核心区、缓冲区内承包草原放牧的牧民的最佳补偿标准为913元 羊单位^-1 a^-1；核心区、缓冲区内承包草原未放牧的牧民的最佳补偿标准为120元 羊单位^-1 a^-1；实验区牧民的最佳补偿标准则在核心区、缓冲区三类牧民的补偿基础上扣除牧民承包草原的理论载畜量后进行计算。建议完善牧民基本情况统计制度、拓展补偿资金来源、创新多元化补偿方式并建立动态化补偿标准调整机制。     

沿海滩涂围垦对生态环境的影响研究进展

沿海滩涂湿地生态系统,典型的生态脆弱区,既是地球表面最为活跃的自然区域,又承载着人类的生存与发展,其生态环境面临着巨大压力。在社会经济发展和人口增长的推动下,沿海国家大力从海洋中争夺陆地,围填海造地和围垦开发成为许多沿海地区和国家缓解人地矛盾的主要方法。在此背景下,对沿海滩涂围垦历史进行简述,从滩涂土壤性质、生物多样性、土地利用变化及景观格局、生态安全和生态系统服务等5个方面综述了人类围垦活动的生态环境影响。随着围垦时间的增加,滩涂土壤在脱盐过程中累积养分,逐渐熟化,土壤物理、化学和生物特性朝着有利于人类利用的方向变化;植物物种多样性呈不断增加的总体趋势,且随着生境的变化,陆生昆虫和土壤动物逐渐替代湿地典型的底栖动物和水鸟;土地利用方式从自然状态转变为以人工方式为主,景观格局表现为破碎化程度升高、多样性降低和优势度上升;从自然景观为主的自然湿地生态系统转为以人工景观为主的人工陆地生态系统过程中,供给服务的价值是唯一处于增长趋势的生态系统服务功能,但供给服务的价值增加量小于调节服务、文化服务和支持服务的减少量致使生态系统服务总价值降低,而且滩涂湿地面临着土地资源安全、水资源安全、生物入侵以及自然灾害加剧等风险。在全球气候变化背景下,如何权衡资源利用与环境保护并实现人与自然共生,是海岸带湿地生态系统在人类围垦活动中面临的重要难题之一。因此,未来应以机理研究为基础,以长期定位监测为手段,以综合集成的研究体系及对策制定为目标,不断深化沿海滩涂开发利用对生态环境影响的研究,为推动人类围垦活动下沿海滩涂湿地生态系统的可持续发展提供参考。     

青藏高原地区生态资产核算研究——以西藏自治区山南市为例

生态资产是重要的自然资源资产,也是优质生态产品提供的基础,生态资产的变化趋势可作为衡量生态保护和恢复成效的重要指标。山南市拥有青藏高原地区各种生态资产类型,以山南市为例开展生态资产核算可为青藏高原地区生态资产评估与保护提供参考。以生态资产数量、质量和生态资产指数为主要指标,揭示山南市2000-2015年生态资产的变化趋势及影响因素。结果表明：（1）2015年山南市生态资产以草地和森林为主,分别占生态资产总面积的40.6%和35.8%;但质量不高,优、良等级比例仅占11.8%和12.0%;生态资产综合指数为38.26,草地、森林、灌丛和湿地生态资产指数分别为16.23、14.88、5.37和1.78;（2）2000-2015年,山南市生态资产面积总体变化不大,森林和荒漠生态资产分别增加50.2 km²和43.9 km²,但湿地、农田、草地、灌丛、冰川生态资产面积分别减少97.4、29.8、2.9、2.7、0.3 km²;生态资产质量明显提升,优级和良级生态资产增幅分别为40.5%和108.5%;生态资产指数增加了16.1%;（3）退耕还林还草等生态保护和修复政策、城镇扩张以及气候变化等是山南市生态资产变化的主要因素。     

粤港澳大湾区生态系统格局变化与模拟

快速城市化是导致粤港澳大湾区生态系统时空格局变化的主要驱动力之一,模拟生态系统变化趋势对于优化区域土地利用格局、防控城市化的生态风险具有重要意义。以2000、2005、2010、2015、2018年5期土地利用数据,分析该区域生态系统格局演变,并运用CA-Markov模型模拟2025年的生态系统格局。研究结果表明:(1)2018年大湾区的森林、农田和城镇为主要生态系统类型,分别占区域总面积的53.99%、22.67%和14.51%。(2)2000—2018年农田、森林、湿地面积分别下降了1983、740、278 km~2,城镇和草地面积分别上升了2896、103 km~2,城镇面积增长的主要途径是对周围农田、林地和湿地的侵占,草地面积增长是因为管理经营不善导致部分林地退化为草地。(3)大湾区的景观多样性和均匀度下降,景观正在向小斑块趋势发展,空间连通性下降,破碎度增加。(4)模拟2025年的生态系统格局发现,与2018年相比,城镇面积增长了609 km~2,农田和森林分别减少了309 km~2和316 km~2。基于大湾区生态系统格局变化与模拟发现,快速城市化区域中,落实耕地保护红线和生态保护红线制度、保护重要生态空间完整性,对于降低城市化的生态风险具有重要作用。     

不同视角下基于InVEST模型的流域生态补偿标准核算——以渭河甘肃段为例

补偿标准是生态补偿项目研究的核心内容。为提高补偿标准的可操作性,以渭河干流甘肃段为研究区,基于流域生态补偿标准范围界定,在考虑耕地向多种林地转化情况下采用In VEST模型和加权法核算流域新增生态服务量,并以新增生态服务价值为补偿上限,农户机会成本为补偿下限,先从国家新一轮退耕还林政策导向视角,探讨15°—25°和25°以上坡耕地退耕还林的差异化补偿标准。再从利益公平分配视角,耦合机会成本投入与生态系统服务产出,探讨生态补偿净收益不同地区的差异化补偿标准。结果表明:(1)渭河干流甘肃段退耕还林,生态补偿标准范围为146.39—481.98万元km~(-2)a~(-1)。(2)重要水源地一级保护区和保留区迎水面15°—25°坡耕地全部退耕还林需补偿金额13.95—33.55亿元。25°以上坡耕地全部退耕还林需要补偿金额12.96—28.35亿元。(3)各县/区比较,退耕还林净收益麦积区最大,陇西县最小。其生态补偿范围分别为202.23—727.92、96.99—136.53万元km~(-2)a~(-1)。     

澳门城市生态系统格局变化研究

澳门回归祖国近20年间,社会经济快速发展、填海造地工程加速推进、海岸带人口不断集聚,生态系统格局发生巨大变化。以2001年和2017年两期高分辨率遥感影像数据为基础,首先分析土地利用转移矩阵及重心转移状况;然后,通过粒度上推法确定最佳分析粒度,并利用移动窗口法研究澳门城市生态系统格局时空变化;最后,结合实地调研情况,对研究发现展开讨论。研究结果表明:(1)澳门城市总面积由26.19 km2增加到32.77 km2,增长率为25.12%,其中裸地和建设用地扩张显著;(2)澳门城市生态系统受人为干扰作用显著,城市景观破碎度增加、多样性降低,景观形状趋于复杂、不规则,城市生境质量存在下降风险;(3)澳门半岛和离岛各景观组分和空间构型差异性显著,优势景观分别为建设用地和有林地;(4)澳门半岛主要填海方式为离岛围填,而离岛区域则为海滨围填。     

基于生态系统服务评价的围填海区域景观生态红线划分方法及应用研究

以围填海活动为代表的高强度的人类开发利用方式从根本上改变了海岸带地区的自然属性,区域生态环境发生了深刻变化。定位于我国大陆沿海的围填海区域,通过人机交互目视解译的方法获取我国大陆沿海围填海区域的矢量数据,基于围填海活动影响下海岸带区域的景观类型和生态系统服务变化的评估结果,识别我国海岸带的生态脆弱区和重点保护区,提出围填海区域景观生态红线的划分方法。通过分析可知:(1)围填海区域景观生态红线区呈现出"总体分散、局部集中"的的分布特点;(2)景观生态红线区主要分布在人工湿地和残存自然湿地中。围填海区域是进行海陆统筹研究的关键区域,而景观生态红线作为识别其重要生态功能区,并进行二次保护和抢救性保护的有效手段,将为我国海岸带生态管理提供新思路和新方法。     

基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明：(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km²。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km²。不同ESV等级呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态...