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。     

国家生态保护重要区域植被长势遥感监测评估

国家生态保护重要区域植被长势对于维持区域生态系统结构和功能的稳定性至关重要.以国家重点生态功能区、国家重要生态功能区、国家生物多样性保护优先区和国家级自然保护区等四类生态保护重要区域为研究区,选取年累积NDVI作为指示因子,监测评估了1998-2007年间国家生态保护重要区域的植被长势特征.结果表明:(1)国家生态保护重要区域总面积为536.59万km2,占全国陆地国土面积的55.89％.国家生物多样性保护优先区与国家重点生态功能区、国家重要生态功能区的重叠面积较大,分别占到相应生态功能区总面积的53.36％和50.20％.国家级自然保护区与其他三种类型区域的空间叠加关系较好,尤其与国家重点生态功能区,重叠面积占国家级自然保护区总面积的75.10％.国家重点生态功能区和国家重要生态功能区的重叠面积分别占各自面积的63.73％和39.15％.(2)对于植被长势总体状况,国家生态保护重要区域中东部的植被状况好于西部.植被状况较差的区域面积为10.59％,植被状况一般的区域面积为29.59％,植被状况好的区域面积为23.44％,植被状况较好的区域面积为36.39％.国家级自然保护区和生物多样性保护优优先区的植被状况好于国家重要生态功能区和国家重点生态功能区.国家级自然保护区的空间分布差异最大.(3)对于植被长势变化趋势,国家生态保护重要区域的植被状况整体呈现出变好趋势.62.39％区域面积的植被状况较为稳定,22.69％区域面积的植被状况呈现出变好趋势,14.93％区域面积的植被状况呈现出变差趋势.国家重要生态功能区的植被变好趋势最为明显,其次为国家生物多样性保护优先区.国家生物多样性保护优先区的植被变化趋势空间差异最大,国家级自然保护区的植被变化趋势空间差异最小.     

基于熵权TOPSIS法的西南自然保护区景观保护成效评价

定期开展保护成效评估,是制定保护决策与提升保护地管理效果的重要基础。景观动态能够直观地指示保护地成效,但针对区域尺度保护地网络,采用多指标评价体系的景观保护成效研究还相对缺乏。以我国西南地区102个国家级和省级自然保护区为研究对象,从景观生态状况、自然生境格局与连通性以及人类干扰4个方面构建评价指标体系,应用熵权TOPSIS模型的综合分析方法,评估自然保护区在1990—2015年间的景观保护成效,并探讨自然保护区属性与保护成效间的关系。研究发现：(1)从1990—2000年至2010—2015年评估时段,保护成效上升的自然保护区数量约占77.5%,但低于保护成效综合评价指数平均值的自然保护区数量持续增加,表明自然保护区的整体景观成效趋于两极化发展。(2)自然保护区景观保护成效表现出明显的空间差异性,保护成效明显提升的自然保护区主要分布在川藏滇桂四省区,成效下降的自然保护区主要分布在黔、桂及两者交界区域。(3)不同类型与等级的自然保护区之间保护成效存在差异。类型上,整体成效表现为森林生态类较好、内陆湿地类次之、野生动植物类较差,而保护成效改善程度为野生动物类>内陆湿地类>森林...     

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。     

基于遥感空间信息的武夷山国家级自然保护区植被覆盖度变化与生态质量评估

成立于1979年的武夷山国家级自然保护区,是中国东南部面积最大、保留最为完整的中亚热带森林生态系统,对其成立40年以来的植被及其生态质量的变化迄今并无研究涉及。本研究选取1979—2017年的5景Landsat系列影像,借助MODIS的归一化植被指数(NDVI)数据对Landsat影像的NDVI数据进行植被的时相纠正,通过计算植被覆盖度(FVC)和遥感生态指数(RSEI)来评估武夷山国家级自然保护区植被覆盖度及其生态质量的变化。结果表明: 通过近40年的保护,保护区的植被覆盖度有明显提升,从1979年的73.6%上升到2017年的89.5%;生态质量也随之上升,从1988年的0.801上升到2017年的0.823。2017年,整个保护区生态质量为优、良等级的面积占总面积的98.7%。从空间分布来看,生态变好的区域主要分布在东北核心区和西南核心区中部;变差的区域主要分布于道路两侧和山顶。在垂直高程上,以高程1300~1900 m范围内的植被覆盖度和生态质量最好。除了局部年份可能受到气候的影响外,武夷山国家级自然保护区植被和生态质量的改善主要得益于当地政府的有效政策和群众的积极保护。     

青藏高原国家级自然保护区管理能力差异及其对保护成效的影响

青藏高原是我国重要的生态屏障。自然保护区能有效地保护生态安全和生物多样性, 评估自然保护区管理能力对保护成效的影响有利于自然保护区的科学保护与管理。本研究分析了青藏高原54处国家级自然保护区管理机构类型、资金、人员配置等管理能力方面的差异, 并利用归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)研究不同自然保护区的保护成效, 揭示青藏高原国家级自然保护区管理能力与保护成效的关系, 为提升青藏高原自然保护区保护和管理成效提供依据。结果表明: (1)青藏高原国家级自然保护区管理机构行政级别差异较大, 包括厅局级(1处)、县处级(36处)、乡科级(16处)和股级(1处) 4个级别, 其中独立管理机构42处, 与其他机构合署办公的非独立管理机构12处, 行政级别和独立性影响保护成效, 行政级别较高、独立的管理机构的自然保护区保护成效较好。(2)青藏高原国家级自然保护区在单位管理资金、人均管理面积与巡护面积等方面与全国平均水平差异较大, 且专业人才普遍缺乏。建议重点关注青藏高原地区自然保护区保护管理的特殊性, 规范管理机构建设, 加强资金保障, 推动更多高水平专业人才从事保护工作, 进一步加大生态管护岗位设置与培训, 切实提高青藏高原地区自然保护区管理能力和保护成效。     

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

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。     

西藏自然保护区现状分析及其空间布局评估

对自然保护区空间布局合理性进行评估,可为管理部门制定政策提供科学依据。以自然保护区名录数据为基础,采用数理统计、时间序列分析和空间叠加分析等方法,在深入认知西藏国家级和省级自然保护区现状特点的基础上,从人文和自然角度对其空间布局合理性进行评估。结果表明:(1)截至2015年底,西藏自然保护区面积达41.37万km2,较全面保护了西藏脆弱生态系统和国家重点保护动植物;(2)西藏1990—2015新增国家级和省级自然保护区2000年以前由东南部往中西部扩展,2000年以后主要分布在自治区中部,其空间分布和类型趋于完善;(3)从人文角度看,西藏国家级和省级自然保护区生态保护与人类活动的矛盾不突出,总体布局合理;(4)从自然角度看,各个生态地理区(植被带)内自然保护区密度较为接近,但自然保护区面积占比差异较大,空间布局还需优化。     

海南坡鹿栖息地植被覆盖变化研究

根据不同时期的Landsat TM卫星遥感图像,分别提取海南坡鹿Cervus eldi hainanus栖息地海南大田国家级自然保护区及周边地区的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI).1991年保护区和周边地区的NDVI平均值分别为0.2485和0.291,而2001年的NDVI平均值分别为0.1272和0.0827,表明海南大田国家级自然保护区和周边地区的植被覆盖均下降,且周边地区植被覆盖下降幅度较大.保护区植被覆盖的下降是植被改造的结果,有利于坡鹿及栖息地的保护与发展;保护区周边地区植被覆盖下降是垦荒和采伐等人为干扰所致,是导致坡鹿栖息地丧失或破坏的重要原因.人类活动是植被覆盖变化的主要因素.建议自然保护区的规划应为濒危物种保护的未来留下空间.     

喀斯特石漠化区生态保护红线划定——以贵州省威宁县为例

科学划定喀斯特石漠化区生态保护红线,对于维护区域生态安全,促进经济社会可持续发展具有重要意义。选择水源涵养、水土保持、生物多样性维护3种生态系统服务功能以及水土流失、石漠化2种生态环境敏感性指标,构建喀斯特石漠化区生态保护红线划定方法。以贵州省威宁县为例,结合第二次全国土地调查数据和相关规划等数据,划定生态保护红线,并从生态用地、植被覆盖度与人类扰动指数三个方面评价划定效果。结果表明：（1）威宁县生态系统综合服务功能以极重要为主,占研究区总面积的40.57%。生态环境综合敏感性以敏感为主,占总面积的67.86%。优化调整后生态保护红线面积1496.13 km²,占全县面积的23.75%,红线内生态用地面积占比高于非生态用地面积占比20%以上。（2）近些年贵州省退耕还林、岩溶地区石漠化综合治理和草海自然保护区生态修复等工程的实施,威宁县植被覆盖显著增加,红线内NDVI基本不变区、轻微改善区和明显改善区面积占比达到88.42%,红线范围内植被覆盖呈增加趋势。（3）红线内人类扰动指数低于红线外人类扰动指数,雪山镇、麻乍镇需控制红线范围内人类扰动,确保生态用地性质不改变,加强生态保护和监管。威宁县生态保护红线划定研究可为其他石漠化地区红线划定及划定效果评价提供参考。     

中国极小种群野生植物的保护现状评估

广阔的地域和多样的地形造就了中国丰富的生物多样性, 同时长时间的人类活动也导致我国有不少物种的生存受到威胁, 特别是一些极度濒危、随时有灭绝危险、生境要求独特、生态幅狭窄或基因易流失的物种需要重点保护。近期国家出台了《全国野生动植物及自然保护区建设工程总体规划》, 其中包含了首批重点保护的极小种群植物名单。本研究中, 我们整理了120种极小种群野生植物的高精度分布图, 探讨其分布格局并通过国家级和省级保护区网络评估其保护现状。研究发现, 中国极小种群野生植物丰富度最高的地方是云南东南部、广西西南部和海南岛西南部。国家级自然保护区对中国极小种群野生植物分布区的平均覆盖率为21.5%, 省级自然保护区的平均覆盖率为10.9%。有35种极小种群野生植物(占总数的29%)未受国家级自然保护区覆盖, 有17种(14%)未受任何国家级或省级自然保护区覆盖。我们建议在云南和海南省针对极小种群建立自然保护区。     

2000—2016年云南地区植被覆盖时空变化及其对水热因子的响应

基于2000-2016年MODIS-NDVI数据,利用趋势分析法以及线性相关分析等方法对云南地区植被月变化趋势、年际变化趋势进行详细分析;探讨植被覆盖变化与主要气候水热因子的关系。结果表明：研究区大部分地区植被覆盖良好,年NDVI的平均值为0.55,其中NDVI较高值（> 0.8）区域主要分布于南部,而西北部和中部城市地区NDVI值较低;自2000年开始,研究区NDVI总体呈显著（P < 0.05）增加趋势,年NDVI的变化斜率为0.0036,植被覆盖呈增加趋势的区域占研究区总面积79.80%;不同季节（春、夏、秋、冬）和生长季的植被状况均呈良性发展趋势;湿润指数和水热综合因子在滇西北与NDVI多呈负相关,在滇中地区以正相关为主;春、夏、秋3个季节NDVI受降水影响较大,而冬季NDVI则受气温影响较大;受降水影响较大的区域主要分布在中部和南部,受气温影响较大区域主要分布在滇西北、滇东北地区;NDVI在不同月份对气候因子的滞后时间存在差异,NDVI与当月气温的相关性强于与当月降水的相关性,植被生长对气温的响应无明显滞后效应,对降水存在3个月的滞后期。     

1982-2012年中国植被覆盖时空变化特征

利用GIMMS NDVI、MODIS NDVI和气象数据,辅以趋势分析、分段回归以及相关分析等方法,分析了1982—2012年我国植被NDVI时空变化特征及其驱动因素。结果表明:(1)近30年我国植被NDVI呈缓慢增加趋势,增速为0.2%/10a;植被覆盖变化阶段性特征明显:即1982—1997年和1997—2012年植被覆盖均呈显著增加趋势,增速分别为1.2%/10a和0.6%/10a,均通过显著水平0.05的检验。(2)空间上,我国陕北黄土高原、西藏中西部以及新疆准格尔盆地等地区植被NDVI呈显著增加趋势;而东北地区的大、小兴安岭和长白山、新疆北部的天山和阿尔泰山以及黄河源和秦巴山区等地区植被NDVI呈显著下降趋势,其中东北地区和新疆北部山区下降尤为显著,说明近年来我国中高纬度山区植被活动呈下降趋势。(3)不同区域植被对气温和降水的响应存在差异,我国北方地区植被对气温具有较长的响应持续时间;而除云南外,南方地区植被对降水的响应时间存在1—3个月的响应时间,且随着滞后时间的延长,相关性逐渐增大。(4)我国植被覆盖增加是气候变化和人类活动共同驱动的结果,尤其是1999年之后人类活动影响逐渐加强。而我国东北地区和新疆北部山区植被覆盖的下降可能是由于该区降水减少所致,东南沿海地区植被退化则受城市化影响显著。     

基于NDVI的云南省2009-2010年干旱遗产效应研究

气候变化正导致干旱事件发生的强度、频度显著改变,极端气候事件发生的不确定性直接影响陆地生态系统关键生态过程。我国西南地区在2009-2010年发生百年一遇的极端干旱,目前关于植被生长在长时间尺度对此次干旱事件的响应尚不明确。以云南省为研究区,基于多年Normalized difference vegetation index(NDVI)影像数据以及长时间序列气象资料对此次极端事件的干旱遗产效应开展研究,分析了干旱遗产效应的持续时间以及不同植被类型的响应差异。结果表明:1)云南省植被生长在极端干旱事件发生后受到的抑制时间大约持续1-2年,受影响区域主要集中在遭遇降水严重减少的地区;2)海拔2000 m附近为植被对干旱响应最为敏感的区域,海拔高于4000 m的植被生长几乎未受到干旱影响;3)较之草地和农田,森林植被受到的抑制作用更为强烈。研究揭示了极端干旱对云南省植被生长造成的影响,为该地区未来应对极端干旱并有效开展植被恢复提供理论依据。     

浙江省植被覆盖时空动态及其与生态气候指标的关系

对1982-2006年间浙江省归一化植被指数（NDVI）的时空变化及其与关键生态气候指标（生物热量指数和生物干湿度指数）的相关性进行了研究.结果表明：研究期间,浙江省植被覆盖总体呈缓慢下降趋势,NDVI显著减少的地区约占全省面积的30.71%;生态气候指标与滞后一年的NDVI显著相关,其中生物热量指数与NDVI呈显著负相关,生物干湿度指数与NDVI呈显著正相关,说明研究区湿度的增加可促进植被长势,而过高的热量对植被生长则具有明显的抑制作用.     

Geographic distribution,conservation effectiveness,and gaps for national key protected wild plants in China

National key protected wild plants (NKPWPs) are species with important conservation value based on genetics, ecology, culture, and/or scientific research, which are also confronted with serious threats. However, their geographical distribution patterns and conservation status remain unclear. In this study, we compiled 1032 species of NKPWPs. We measured the diversity to identify hotspots of NKPWPs based on species richness, weighted range size rarity and a complementarity-based analysis. Comparing the distribution and hotspots of NKPWPs with the coverage of Chinese nature reserves (NRs), we assessed conservation effectiveness and identified conservation gaps. The results identified 13 diversity hotspots; only 9.5% of them were covered by NRs with >30% of the grid cell area, and even 19.5% were not covered at all by NRs. Overall, 44.7% of NKPWPs were effectively protected by national NRs. Despite this success, 571 species in Yunnan, Guizhou, Sichuan, Chongqing, Guangxi, Guangdong, southern Hainan, Taiwan, and northern Xinjiang remain unprotected by NRs. The protected proportion of plants with first-level protection was lower than that of plants with second-level protection. The low overall proportion of protected hotspots indicates that the conservation outlook for NKPWPs is not optimistic. This study identifies priority conservation areas and conservation gaps and provides a scientific reference for the conservation of wild plants in China.     

基于保护价值与保护成本分析的滇西北植被优先保护区识别

生物多样性丧失和保护资源不足是当前人类面临的严峻问题,确定保护等级和优先保护区是当前一项重要工作。以滇西北三江并流区为例,基于多准则决策分析方法(MCDA),以物种丰富度、植被稀有性、国家级濒危植物种数、省级濒危植物种数、濒危等级和生境特殊性6个因子为指标,对滇西北24种植被亚型进行保护价值评分。并融合海拔、距居民点距离、距道路距离、距河流距离4个人为干扰因子分析了保护成本。对保护价值和保护成本进行叠加分析确定研究区植被的保护等级以及优先保护区。结果表明:滇西北植被可分为4个保护等级,其中等级1作为优先保护区面积16983km~2,占滇西北总面积25.58%,其主要保护的为季风常绿阔叶林,寒温性针叶林,高山、亚高山草甸,寒温性灌丛,积雪,水体这6类植被亚型;优先保护区作为综合的保护区能够对重要的森林、草地和湿地植被做到保护,等级2是作为森林保护主体区。等级3可作为保护缓冲区,等级4则作为传统的土地利用区。     

海南岛自然保护区对土壤保持服务功能的保护效果

自然保护区建设是保护生态系统服务的重要手段,在防治土壤侵蚀和维持生态安全方面具有不可替代的作用。以1988年、1998年和2008年3期遥感影像为基础,分析海南保护区对土壤保持功能的长期保护效果,探讨引起保护区土壤保持功能变化的影响因素。结果表明:(1)海南岛保护区内部平均单位面积土壤保持量是1951.59 t hm-2a-1,分别是区外0—5、5—10km和海南岛全省平均水平的2.4、3.2、2.9倍,保护区在土壤保持功能的保育方面发挥着重要作用;(2)在时间尺度上,1988—2008年保护区内外土壤保持功能呈现不同程度的退化趋势,其中保护区外围退化程度显著高于保护区内部(P0.05),后10年的退化程度显著高于前10年(P0.05);(3)从驱动因素上看,1988—2008年经济发展、人口增加和耕地扩张是影响保护区土壤保持功能退化的主要因素,其中在前10年,土壤保持功能与单位面积地区生产总值、单位面积第一产业生产总值、人口密度和耕地比例呈显著负相关(P0.05),而在后10年,土壤保持功能与单位面积地区生产总值、人口密度和耕地比例呈显著负相关(P0.05),由此,应权衡土壤保持功能保护与人为活动的关系,实现生态环境保护与社会经济的协调发展。     

基于生态系统服务提升的山水林田湖草优先区分析——以贵州省为例

山水林田湖草作为生命共同体,其生态保护与修复必须以生态系统服务功能提升为导向,而且需要考虑生态系统本身脆弱性,协调好保护与发展的关系。因此,生态保护与修复工程必须从整体统筹考虑,解决生态系统及要素分割管理的问题。研究以贵州省为案例区,通过对生态系统服务和景观脆弱度分析,得到生态系统服务重要性的空间分布,确定需要生态修复的重点流域;进一步从生态保护与经济发展角度,辨析保护与发展的冲突区。结果表明,贵州省的生态系统服务能力空间差异显著,水源涵养能力在贵州东部和东南较高;土壤保持能力东南和西北部较高;生物多样性服务在贵州省西南、东南、东北部较高。景观脆弱度在都柳江流域、赤水河流域最高,生态重要性高的区域主要在都柳江流域最高。生态保护与经济发展冲突分析结果表明,生态保护与经济发展在贵州省西北和东南部存在较多的冲突区,是保护与修复的优先区域。并以乌蒙山片区山水林田湖草优先区为案例区,进一步分析生态功能、生态问题,修复措施和工程特点。本思路既体现了山水林田湖草的完整性,又体现了生态恢复的优先性,为山地地区生态保护修复工程实施与决策管理提供参考。     

青藏高原沼泽湿地植被NDVI时空变化及其对气候变化的响应

基于2000—2017年逐旬MODIS NDVI数据和逐月气温、降水数据,分析了青藏高原不同类型沼泽湿地植被生长季NDVI时空变化特征及其对气候变化的响应。研究结果表明：青藏高原沼泽植被生长季多年平均NDVI自西北向东南逐渐增加;沼泽植被生长季平均NDVI在2000—2017年总体呈现显著上升趋势 (0.010/10a) ,生长季NDVI呈上升趋势的面积占整个研究区面积的78.25%。青藏高原沼泽植被生长季NDVI与降水量总体上呈现弱的相关性,表明降水并不是影响该地区沼泽植被生长的主要因素。青藏高原沼泽植被生长主要受气温影响,气温升高能明显促进沼泽植被的生长。此外,首次发现白天和夜晚温度升高对青藏高原沼泽植被生长具有不对称性影响,其中夜晚增温对沼泽植被生长的促进效果更加显著。在全球白天和夜晚不对称增温的背景下,白天和夜晚温度对青藏高原沼泽植被的不对称影响应当引起重视,尤其是在利用模型模拟未来气候变化对该地区沼泽植被影响时。