基于最大熵模型的不同尺度物种分布概率优化热点分析: 以红色木莲为例

单一空间尺度构建的最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是否具有代表性, 是MaxEnt模型应用与发展中面临的重要问题。本研究基于有效的地理分布位点数据, 利用最小凸多边形法(the minimum convex polygon method)在三江并流、云南省及全国3个空间尺度下分别识别了红色木莲(Manglietia insignis)的建模区域, 并进一步建立MaxEnt模型: 使用ROC曲线分析法与遗漏率(omission rate, OR)检验评估MaxEnt模型预测精度; 基于ArcGIS分析分布概率及其热点区域的分布趋势, 并通过分区统计工具Zonal识别潜在适宜分布区域的质心位置; 采用刀切法检验环境因子贡献率。结果表明: (1)不同尺度下红色木莲的MaxEnt模型都有良好的预测效果, 三江并流、云南省及全国尺度下的AUC值分别为0.936、0.887和0.930, OR值分别为0.18、0.15和0.20; (2)各尺度红色木莲的适生区格局呈现一致性分布趋势, 集中在独龙江、怒江和澜沧江3个流域; (3) 3个空间尺度下红色木莲的地理分布受不同环境因子影响, 存在着尺度依赖效应。由此可见, 红色木莲在不同空间尺度下的预测模型有着稳定的性能表现与良好的预测效果。此外, 我们建议在野外实地调查与野生生物资源保护中加强对普通物种的关注, 在预测物种地理分布的研究中将MaxEnt模型与热点分析结合使用。     

长白山国家级自然保护区植被时空变化及其驱动因子

基于MODIS NDVI数据,采用一元线性回归趋势分析和相关系数检验法对长白山国家级保护区2000—2010年间植被时空变化及其驱动因子进行研究。结果表明:10年来,长白山国家级自然保护区中88.95%的植被保持稳定,9.71%的植被显著改善,1.34%的植被显著退化,植被的总体保护效果较好。从植被变化的驱动因子来看,气温对植被的影响略强于降雨,气温和降雨与植被变化的关系总体上都呈负相关,但显著相关的面积均不足8%,10年间气温和降雨对自然保护区内植被的影响总体有限。自然保护区内不同地形上的植被变化存在一定空间差异,海拔1 800 m以上,坡度26°—35°范围内的岳桦林和苔原植被出现较明显退化。自然保护区内规模日益扩大的旅游活动以及不合理的开发建设与部分植被的退化有一定关系。尽管自然保护区内植被显著退化的面积仅占1.34%,但必须引起管理部门的高度重视。据此,提出三点建议以更有效地保护现有植被和恢复已退化植被,为长白山国家级自然保护区的科学管理提供参考。     

基于InVEST与倾向评分匹配模型评估秦岭国家级自然保护区水源涵养服务保护成效

自然保护区在保障水源涵养等生态系统服务方面发挥了重要作用, 对区域水资源的可持续利用具有重要意义。然而, 自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素仍然不清, 不利于自然保护区的有效管理和区域可持续发展目标的实现。本文拟探讨: (1)秦岭区域水源涵养服务的总体情况; (2)自然保护区对水源涵养服务的保护成效; (3)自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素是什么。本文采用InVEST模型计算秦岭区域19个国家级自然保护区2010-2015年的水源涵养量, 基于倾向评分配比法研究了自然保护区水源涵养服务保护成效, 并通过随机森林回归判断自然保护区水源涵养服务保护成效的主要影响因素。研究结果表明, 虽然在2010-2015年秦岭区域水源涵养服务整体降低, 但与自然保护区外的配对样本相比, 大多数自然保护区(63.16%)水源涵养服务保护成效显著(N = 12, P < 0.05); 少数保护区(26.32%)在减缓水源涵养服务降低的作用不如自然保护区外(N = 5, P < 0.05); 也有个别自然保护区(10.52%)对水源涵养服务保护成效不明显(N = 2, P > 0.05)。从主要影响因素来看, 自然保护区水源涵养服务保护成效主要受降水量变化和自然保护区资金投入的影响。结果显示: (1) 2010-2015年间秦岭区域水源涵养量减少较为明显, 但总体来看自然保护区在减缓水源涵养服务降低方面取得了积极成效。(2)降水量变化对水源涵养服务保护成效起到主导作用; (3)管理因素也对保护区水源涵养服务保护成效有一定影响, 在管理因素中资金投入的大小对水源涵养服务保护效果影响最大。因此, 建议进一步增加资金投入, 以提升自然保护区水源涵养服务的保护成效。     

无人机和地面相结合的自然保护地生物多样性监测技术与实践

无人机技术的运用为自然保护地生物多样性监测与研究带来了新的机遇和变革。然而, 对自然保护地主要保护对象的关注不足, 导致了无人机和地面相结合的监测技术尚未形成。为更好地发挥多种调查监测技术的各自优势, 为自然保护地生物多样性管护和监测提供支撑, 我们总结了国内外已开展的无人机和地面相结合的监测工作进展, 梳理了我国不同类型自然保护地生物多样性保护管理和监测的需求。总的来看, 不同类型自然保护地的主要保护对象围绕在生态系统、物种、遗址遗迹等或由上述要素构成的景观资源上; 管理目标定位则集中在保护、恢复、科研、宣教、游憩和可持续发展等方面。基于上述需求, 我们归纳提出了包括图像识别与分类解译、数据反演与格局分析、数字建模与地表测量、巡护巡检4个类别共计14个专题的无人机和地面相结合的监测技术方案, 明确了监测时期与频次、监测指标、监测技术的结合途径以及数据后处理方法等。同时, 我们在三江并流世界遗产地云岭片区内选择植物识别、植被长势、景观格局、地表测量以及执法检查等技术专题开展了应用试验。在技术方案取得良好验证结果的同时, 实现了对自然保护地生物多样性保护和管理的技术支撑, 为未来自然保护地精细化管理提供了技术储备。     

甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区南片植被长势与保护成效

以甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区南片为研究案例,借助高分辨率遥感影像和GIS技术,结合具体的植被类型和功能区划,分析了2000年到2010年间自然保护区内植被长势趋势的变化。结果发现:(1)11年来各植被类型,尤其是以骆驼刺、芦苇、芨芨草为主的天然草地植被表现出了较好的长势和增长的趋势;(2)核心区和缓冲区内不存在退化的植被类型,表明自然保护区基本实现了保护目的;(3)退化的植被位于实验区的布隆吉村、桥子村和双塔村,面积为1319 hm2,占比为0.31%。由此可见甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区南片植被保护成效明显。将植被长势趋势分析同自然保护区功能区划及植被类型相结合,希望有助于识别保护要点,以便为植被保护成效评价提供参考。     

自然保护地保护成效评估: 进展与展望

自然保护地(protected areas)保护成效是指自然保护地对主要保护对象的保护效果, 及其在维持生物多样性和保障生态系统服务功能等方面的综合成效。近年来自然保护地保护成效评估逐渐成为国内外的研究热点之一。 本文分别从不同空间尺度、评估对象、评估方法以及评估指标等方面综述了相关的研究进展。总体来看, 近年来的研究已基本覆盖了全球、区域、国家和单个自然保护地等不同尺度, 针对森林、湿地、草地和荒漠等代表性生态系统以及野生动植物等主要保护对象进行了评估, 发展了“matching”技术等更为有效的分析方法, 探索了系统的自然保护地保护成效评估指标体系, 并应用一些指标进行了保护成效的案例研究。自然保护区(nature reserve)是我国自然保护地的主体, 近年来我国自然保护区相关管理部门也相继开展了保护成效评估工作, 建议未来进一步加强自然保护区网络尺度和各类型自然保护区的保护成效评估研究, 将自然保护区保护成效评估与管理评估相结合, 研究自然保护区保护成效面临的新问题和潜在影响, 为提升我国自然保护区管理质量提供科学依据。     

江苏盐城滨海地区风机对鸟类的影响

近年来我国风力发电发展迅速, 已有研究发现风电工程会对鸟类多样性产生不同程度的影响。然而, 过去的研究多以区域内鸟类常规调查为主, 未直接对风机致死鸟类进行长期系统的调查监测, 也未进一步探究风机致死可能的方式和原因, 从而难以根据风机致死鸟类的实际情况提出有针对性的防范措施和应对方法。本文以江苏盐城滨海地区风电场为例, 基于2020年10月至2021年9月共22次连续的调查监测, 应用尸体搜索法调查了研究区域内风机致死鸟类的情况。结果表明: (1)风机下发现的死亡鸟类有8目10科12种, 死亡鸟类主要为留鸟或已在研究区域内繁殖的种类, 占死亡鸟类种类的66.7%; (2)风机下共发现死亡鸟类41只, 环颈雉(Phasianus colchicus)死亡数量最多, 有19只, 大部分位于农田及农田防护林中; 夜鹭(Nycticorax nycticorax)和白鹭(Egretta garzetta)死亡数量也较多, 共11只, 主要位于鱼塘中; (3)通过对风机下死亡鸟类的情况分析发现, 在风机基座比风机扇叶造成的碰撞致死情况多。最后, 本文提出了减缓风机对鸟类影响的措施和建议, 包括持续开展鸟类监测, 及时开展风机下生境的治理, 加强鸟类相关驱避技术装备研发等, 为我国风电与生态环境保护之间的协调发展提供参考。     

甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区生物多样性及生态服务功能价值评估

以甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区为研究对象, 对保护区的生物多样性指数进行了量化和评价; 对保护区的野生动植物、珍稀濒危野生动植物多样性保护价值指数进行了量化和评价; 从6个类别10个评估指标对保护区生态系统服务价值进行了定量估算。结果表明, 保护区生物多样性指数(BI)为21.01, 野生植物多样性保护价值指数(VP)为25.26、珍稀濒危野生植物多样性保护价值指数(VPT)为10.58、野生动物多样性保护价值指数(VA)为33.82、珍稀濒危野生动物多样性保护价值指数(VAT)为28。保护区生态系统服务功能价值量为239.46亿元·a–1。其中, 固碳释氧功能价值为7.84 亿元·a–1; 水文调节功能价值量为22.33 亿元·a–1; 防风固沙价值为111.20 亿元·a–1; 土壤保育价值量为70.45亿元·a–1; 生物多样性保育价值量为25.64 亿元·a–1; 生态旅游价值为2.00 亿元·a–1。