中国市域自然保护区时空格局演变特征

市域是自然保护地整合优化的具体实施单元,揭示市域自然保护区的时空格局演变特征和发展趋势对于全面建设中国特色自然保护地体系具有重要的现实意义。基于1975-2020年间隔5 a的10期中国自然保护区名录,通过标准差椭圆、探索性空间数据分析、空间Markov链等方法首次从市域尺度探讨了中国自然保护区的时空动态演变特征和发展趋势,并引入地学信息图谱构建其变化模式。结果表明:①中国市域自然保护区比例呈现先快速增长后逐步稳定的趋势,但整体仍以低值区为主。市域间自然保护区比例差异明显,逐步形成了“西高东低”的空间格局。重心整体表现为“东南-西北-东北”的迁移过程,重心移动距离和速度逐渐缩小。1990年以后,中国市域自然保护区比例始终呈现“东北-西南”向的空间分布格局。②市域自然保护区比例存在显著的空间相关性且相关性总体呈上升之势,但空间集聚水平的变化逐年缩小。局部空间异质性较强,高高和低低集聚区均呈扩张态势。③从变化模式图谱来看,中国市域自然保护区比例等级以“前期变化-低频-逐步提升”(ESC-LQ-T1)的方式进行,主要图谱类型为“空缺区转为低值区”。市域自然保护区比例等级类型转移具有稳定性和显著的时空异质性,后期出现了“俱乐部收敛”现象,且邻域背景在其动态变化过程中发挥着重要作用。未来要加强对空缺区和低值区市域单元的自然资源进行摸底评估,将其最有价值的区域纳入自然保护区,同时推广区域联合保护机制,促进自然保护地体系高质量建设。     

岩溶地区景观格局演变及其生态安全的时空分异——以贵州省东北部槽谷为例

景观生态安全能反映区域生态保护与经济发展之间的关系,有助于了解生态环境压力和缓解人地关系矛盾具有重要意义。基于2005、2010、2014和2017年LandSat影像为数据源,借助ArcGIS和景观格局指数法构建景观生态安全指数,对槽谷区景观格局演变及其对生态安全的时空分异规律研究,从而提出环境友好型的土地利用组合模式。结果表明：（1）2005—2017年,槽谷区景观内部整体呈现破碎化,景观斑块数量增多,景观格局由单一规则化、简单化向复杂混合型转变,多样性增加且空间异质性增强。随着时间变化,岩溶槽谷区景观生态安全整体呈现上升趋势,西、东部槽谷景观生态安全指数（Ecological Security Index,ESI）由槽坝向山坡两侧逐渐增加,而中部槽谷则由山坡向槽坝增加。（2）在200 m尺度下,西部槽谷ESI的全局正相关性最显著,其Moran''s I值呈先增加后减小的趋势,而中部和东部槽谷则相反。岩溶槽谷区ESI的空间集聚形式主要表现为高高和低低值集聚区,空间集聚程度较高,而高低和低高集聚区分布较少且变化不明显。（3）景观集聚分布格局受低地形起伏和坡度较缓区域影响较高且呈现倒"U"型共性趋势,而海拔则相反。（4）岩溶槽谷区景观格局以扩充"林地-灌木林地-草地"的土地利用组合模式能增加景观生态安全。（5）景观格局及其生态安全的时空分异是受当地自然环境、社会经济和政策导向共同作用的结果,通过分析多重因素对槽谷区景观格局及其生态安全演变趋势的驱动机制可为地区科学决策提供科学参考。     

绩效视角下中国生态文明建设的时空交互特征及耦合关系

从绩效视角研究生态文明建设的时空动态特征和耦合关系有助于理解生态文明建设的空间差异机理,对实现生态文明建设提质增效具有重要意义。运用非参数Kernel密度估计、LISA时间路径、时空跃迁和重心耦合等方法,从业绩和效率视角探究了2005-2017年中国生态文明建设的时空动态格局及其耦合关系。研究发现：（1）生态文明建设业绩和效率的整体空间非均衡性差异明显,生态文明建设业绩呈"单峰"演变分布特征,而生态文明建设效率呈明显的"双峰"分布特征。（2）生态文明建设业绩和效率的时空格局动态变迁路径差异显著,生态文明建设业绩局部空间结构和空间依赖方向上稳定性较强,具有协同与竞争并存的特征;而生态文明建设效率的局部空间结构和空间依赖方向上的波动性较生态文明建设业绩强,形成竞争主导型格局。（3）生态文明建设业绩存在路径依赖和空间锁定特征,而生态文明建设效率的类型转移相对活跃,路径依赖和空间锁定特征较生态文明建设业绩弱。（4）生态文明建设业绩和效率的重心趋于集聚,空间耦合关系不断增强。高绩高效型主要分布在东部沿海地区,青海、内蒙古和宁夏为稳定低绩高效型,而其他中西部省域多属低绩低效型。     

我国口岸小条实蝇属截获情况分析

[目的] 小条实蝇属害虫原产非洲,在我国无分布且具有一定的入侵风险。分析该虫在我国口岸的截获情况,能更好地利用已知实蝇截获数据防范实蝇人为传播。[方法] 经动植物检验检疫信息资源共享服务平台查询,统计小条实蝇属的有害生物类别、截获途径及截获地区等。[结果] 全国口岸共截获8种共计524批次的小条实蝇属害虫;地中海实蝇的截获批次数最多,为415批次,为小条实蝇属截获率的79.2%;截获的种类最多的国家来自尼日利亚,5种;截获批次最多的国家为南非,71批次;截获方式最多的为旅客携带物,占总批次的68.3%;在我国口岸中,广东口岸截获批次最多,占总数的57.4%。[结论] 从今后防控的重点种类、加大查验力度、推广新技术在鉴定上的应用、应急预案等几个方面,加强针对该类有害生物的检验检疫措施。     

南四湖湿地景观格局脆弱度的时空分异特征

选取南四湖湿地1985、2000年Landsat 5 TM及2015年Landsat 8 OLI遥感影像为数据源,利用敏感度指数和适应度指数构建景观脆弱度指数,结合半变异函数和空间自相关等空间统计学方法,探究南四湖湿地景观格局脆弱度的适宜研究尺度及该尺度下脆弱度的时空分异特征.结果表明:1 km"1 km等间距网格能消除随机因素对各景观指数值的影响,为适宜研究尺度.1985—2015年,南四湖湿地整体景观格局脆弱度呈恶化趋势,较高、高脆弱度范围随时间显著扩张.脆弱度空间异质性上升,受非结构性因素的影响增强,由空间自相关引起的空间变异略有减弱.脆弱度全局空间正相关性较强,呈空间集聚模式,且集聚现象日趋明显;局域自相关以空间局部聚集为主,高-高区的显著性水平最强,低-低区的显著性随时间增强.气温、降水等自然因素影响湖区景观格局脆弱度的空间分布,社会经济活动、政策体制等人为因素是脆弱度恶化的主要原因.     

基于地理探测器的中国农业生态效率时空分异及其影响因素

研究农业生态效率的时空分异及其影响因素对实现中国农业生态高质量发展具有重要意义。基于2000—2018年中国30个省/区/市的面板数据,采用超效率SBM模型测算省际农业生态效率,在时间序列、空间可视化及趋势面分析揭示农业生态效率时空演变规律的基础上,进一步利用地理探测器模型识别影响农业生态效率空间分异的主导因子及其交互作用。结果表明: 2000—2018年,中国农业生态效率整体呈现稳定上升的趋势,但仍然处于较低水平,存在较大提升空间;中国农业生态效率具有显著的空间分异特征,总体上呈现出东西部地区较高、而中部地区较低的空间分布格局;中国农业生态效率的空间分异受到农业资源禀赋、社会经济、自然生态环境等多种因素的影响,不同因子对农业生态效率空间分异的影响存在明显差异且因子间交互作用会增强其空间分异。综上,要关注农业生态效率时空分异的主导因子,并注重区域间的协同合作,以实现农业的高质量发展。     

土地利用生态效率测度、时空异质性及优化配置

土地利用生态效率反映土地利用经济活动产生的生态影响,是监测经济发展状态、实现生态成本控制的关键要素。以2005、2010、2015年中国31个省级行政单元为对象,基于数据包络分析方法,借助空间统计及灰靶模型,在明确土地利用生态效率内涵基础上,分析中国省级行政单元效率水平及变化状态,并对其空间分异格局及资源配置有效度和产出能效进行研究。结果表明:(1)中国土地利用生态效率水平除西藏外总体处于较低状态,呈现出西高东低、南北分异的空间分布格局。(2)中国省级土地利用生态效率具有显著的空间自相关性,局部范畴存在明显的"极化"特质,高高聚类在西北地区较为典型,低低聚类主要分布在广东、福建一线的东南沿海地区。(3)东部地区资源配置有效度低于西部,存在明显的投入过剩问题;2005—2015年,各地产出效能有显著提升,低值区域向京津冀、长三角和珠三角为中心的辐射面集聚。     

沈阳市城镇扩展时空格局及其驱动力

利用多时相TM影像,采用GIS空间分析和景观格局分析相结合的方法,对沈阳市辖区城镇扩展的时空分异特征和城镇景观格局演变进行了分析,并对其驱动力进行了探讨.结果表明:1988—2004年间,沈阳市辖区城镇面积持续增加,扩展强度逐渐增强,2000—2004年间的城镇扩展规模和强度达到最大;城镇扩展具有明显的空间分异特征,市区西南方向是城镇扩展的主方向,近郊及各级经济开发区是扩展的主要区域;城镇景观格局日趋复杂,城镇发展紧凑程度降低;城镇景观格局演变与城镇扩展特征关系密切,表现出时空分异特征;工业化发展与开发区建设、政府政策与城市规划以及交通基础设施建设是沈阳市辖区城镇扩展与城镇景观格局演变的主要驱动力.     

警惕一种潜在的入侵性有害生物多孔曼粉蚧

【目的】明确北京口岸从泰国进口的红毛丹果实表皮中检出活体粉蚧的种类及其分类地位、分布、潜在入侵危害性等情况。【方法】通过形态特征和DNA条形码技术对截获样本进行比对鉴定,并结合相关文献对其进行综合分析。【结果】该粉蚧为多孔曼粉蚧Maconellicoccus multipori(Takahashi,1951),隶属于半翅目Hemiptera粉蚧科Pseudococcidae蔓粉蚧属Maconellicoccus。同时详细介绍了该粉蚧的形态特征,以及我国口岸对曼粉蚧属的截获情况,讨论了多孔曼粉蚧的检疫意义。【结论】口岸应对该虫引起足够的重视,加强针对该虫的检疫措施,严防该虫入侵我国。     

喀斯特生态脆弱区贫困化时空动态特征与影响因素——以贵州省为例

贵州省属于西南喀斯特生态脆弱与集中连片特困的复合区域,研究其贫困化的时空动态与影响因素,对该地区精准脱贫具有重要意义。以贫困发生率为指标,采用ESTDA框架对2003—2015年贵州省贫困化时空动态特征进行分析,并结合地理探测器分析其影响因素。结果表明:(1)贵州省贫困化具有显著的空间正相关性,出现了贫困化相似县域相邻分布的空间集聚效应,局部趋势上两级分化趋势明显,空间结构呈典型的"核心边缘"模式。(2)贫困化局部空间结构和空间依赖方向上都具有较强的稳定性;出现协同增长型的县域有53个,表明贫困化空间格局具有明显的空间整合性。(3)贫困化具有较强的局部空间关联模式和空间转移惰性,表现为一定的路径依赖或空间锁定特征。(4)各因素对贫困化的影响力存在一定差异,农民可支配收入是影响贫困化主要因素,海拔、坡度和植被覆盖度等自然因素影响较小;任意两个因素交互探测后对贫困化的影响均强于单个因素的影响,且解释力表现为非线性增强和双线性增强两种类型。     

1980—2015年秦岭地区景观格局变化及其对人为干扰的响应

了解景观格局变化及其对人为干扰的响应对于生态系统保护和管理具有重要意义.本研究利用秦岭地区1980—2015年土地利用数据,基于景观格局指数和地表覆盖分类系统,构建景观格局脆弱度指数和人为干扰度,研究了秦岭地区景观格局时空变化及其对人为干扰的响应.结果表明: 1980—2015年,秦岭地区景观破碎化程度逐渐增加,景观形状变得复杂,景观聚集度、连通性降低,景观格局指数空间分布呈现明显的地形分异特征;景观格局脆弱性整体呈下降趋势,其中,低脆弱区空间格局变化比较明显,主要以西安市、汉中市为中心向周围区域扩张;景观格局人为干扰程度逐渐增加,空间分布表现为东部高、西部低,北坡高、南坡低,周边高、中间低;人为干扰度越大,景观格局脆弱度、斑块密度、Shannon多样性指数越大,聚集指数、最大斑块指数越小;人为干扰程度对景观格局脆弱度影响逐渐减弱,对Shannon多样性指数、最大斑块指数的影响逐渐增强,而对斑块密度、聚集指数的影响变化不明显.     

典型草原通量塔通量贡献区地上生物量和叶面积指数的时空变异

引入循环采样方法,在生长季(7月初、7月末和8月末)测量了典型草原植被生物量和叶面积指数,并利用地统计方法分析了二者的空间分布格局.结果表明:在7月初、7月末和8月末3个时期,地上生物量递增,叶面积指数(LAI)先增大后减小,地上生物量和LAI均具有良好的空间自相关性,二者空间格局相似且具有相似的时间演变规律,由条带状逐渐变为斑块状.从7月初到8月末,地上生物量和LAI的块金值/基台值[C0/(C+C0)]显著降低,表明其空间自相关程度从中度自相关变为强相关;变程逐渐缩小,空间连续性变差;分维值逐渐降低,空间依赖性增强.地形和草地管理方式是影响草原植被生物量和叶面积指数空间分布格局的重要因素,导致水热因子空间差异,进而对牧草生长产生影响.     

福建省碳超载时空格局演化及弱化路径

基于“定量测度-时空判别-因素剖析”视角,运用倾向值分析法、探索性空间数据分析法与地理加权回归模型,揭示2000—2015年福建省市域、县域碳超载时空演变格局与变动模式,判识碳超载空间集聚态势,解析碳超载的关键驱动因素及其空间差异性。结果表明：研究期内福建省碳超载总量持续增长,总体呈“东南高-西北低”不均衡发展格局,呈现局部集聚性;碳超载县区沿海岸线自南向北逐渐增加,H-H集聚的县区分布于福州市、厦门市、泉州市和漳州市,集聚态势有减弱趋势;内陆地区大部分县区尚保持碳可载状态,L-L集聚的县区主要分布于南平市、三明市、龙岩市。对比县域和市域两个尺度的研究结果,可发现区域碳超载变化类型呈现较大的尺度差异性,如宁德市和三明市总体表现为增大型,但其辖域内部分县区表现为缓慢减小型。通过因素解析发现,人口规模增长、工业化和城镇化发展是福建省县域碳超载加剧的主要驱动因素。     

警惕入侵物种盖罩大蜗牛随进境邮寄物的传入

【目的】明确北京口岸从进境邮寄物中截获的蜗牛种类,及其分类地位、分布、潜在入侵危害性等情况。【方法】通过形态学特征和DNA条形码技术对截获的蜗牛样本进行物种鉴定,并通过相关文献综合分析比较该物种与近似种的区别,以及我国口岸检疫性蜗牛的截获情况。【结果】鉴定结果为检疫性软体动物盖罩大蜗牛,隶属于腹足纲柄眼目大蜗牛科大蜗牛属。【结论】针对随邮寄物传入的检疫性蜗牛种类,建议口岸在主要应用形态学进行鉴定的基础上,利用DNA条形码技术进行辅助鉴定,从而提高鉴定准确率。     

庐山森林景观空间分布格局及多尺度特征

森林景观是区域整体景观的重要组成部分,研究其空间分布格局对于优化区域景观整体结构和发挥生态经济效益具有重要意义。基于庐山2010年植被斑块数据,将森林景观划分为常绿阔叶林、落叶阔叶林、松类、杉类和竹类等5类景观,从森林景观的不同发育阶段和林分类型角度出发,运用点格局分析法分析5类森林景观空间分布格局特征。最邻近距离分析表明:5类森林景观空间分布类型均服从集聚分布但聚集强弱有变化;不同发育阶段的森林景观空间分布类型以集聚分布为主,随机分布为辅,尤其幼龄林比较显著,中龄林和老龄林次之;5类森林景观的天然林均服从集聚分布,人工林大多趋于随机分布,只有松类和杉类呈显著集聚分布。Ripley's K函数揭示了不同发育阶段和林分类型的森林景观的多尺度集聚特征,即在小尺度范围内服从随机分布,随着空间距离的增大,以空间特征尺度为分界线,空间聚集强度先逐渐增强,随后不断减弱。总体来看,庐山森林景观的发育阶段主要处于幼年时期,原始植被遭到人类大肆破坏,幼龄林大片分布,属于典型的恢复性植被,未来要重点保护好天然林,减少人为干扰,实现森林景观适度集聚。研究庐山森林景观的空间分布和多尺度特征可以为生态环境保护和实现森林可持续经营提供理论指导。     

基于最优尺度的鄂西南山区景观生态风险时空变化特征

探究景观生态风险对优化生态脆弱山区景观格局和加强生态管理具有重要意义。利用鄂西南山区多期土地利用数据,构建基于景观格局指数的生态风险评估模型,采用地统计、空间自相关和地学信息图谱等方法,探究最优尺度下山区景观生态风险的时空分异规律与变化趋势。结果表明：鄂西南山区景观生态风险分析最适宜尺度为50 m栅格和4 km网格;1990—2018年,鄂西南山区景观类型结构稳定性较强,以林地、耕地和草地为主,其中建设用地面积增量最大且持续扩张,并且以耕地的转出和生态用地之间的相互转换为主;景观生态风险整体呈下降趋势,等级以低、较低风险水平为主,局部高风险和低风险区存在交错分布现象,景观生态风险等级面积变动也多为相邻等级间的转移;山区景观生态风险空间分布表现为显著正相关,主要以高值、低值集聚模式为主,风险空间集聚效应明显,局部空间自相关模式变化不大,空间分布稳定性较强;提出鄂西南山区景观生态风险防范与生态环境保护建议,为山区生态安全保障决策制定提供数据基础和理论支持。     

晋北大型露天矿区景观生态风险时空异质性

矿产资源开采对生态环境产生了剧烈扰动,加剧了矿区生态环境的风险性,严重威胁区域的可持续发展。从景观生态学角度将景观格局与生态风险相结合对矿区生态环境进行评估,从而揭示矿区景观生态风险的时空异质性,促进土地资源的可持续利用。以1990-2018年7期Landsat TM影像解译后的土地利用现状数据为数据源,构建景观生态风险指数,结合空间统计学及地统计学理论,探究1990-2018年平朔矿区景观生态风险的时空异质性。结果表明:1990-2018年平朔矿区景观生态风险的空间分布呈集聚分布模式,Moran’s I指数处于0.53~0.68,Z得分远高于检验阈值1.96,风险的空间集聚效应明显。1990-2018年平朔矿区的景观生态风险等级以中低、中、中高水平为主,占全区总面积的70%~90%,低风险区域主要分布于井坪镇以及白堂乡与向阳堡乡的大片林地,耕地是中等风险的主要分布区域,高风险区域逐渐向矿界内的矿业核心区收缩。1990-2018年平朔矿区景观生态风险空间异质性中的随机变异均小于空间自相关变异,由空间自相关部分引起的空间异质性占据主导地位。研究表明,在0.50 km×0.50 km的研究尺度下,1990—2018年平朔矿区景观生态风险具有很强的时空异质性,时间上呈现先增加后降低的趋势,空间相关性显著,空间分异特征明显。     

建成区扩张下的西安市热环境空间分异性

深入研究建成区扩张下的城市热环境的空间分异性,对于更好地认识城市热岛效应,改善城市生态环境具有重大意义。以西安市建成区为例,基于2005、2010及2016年3期Landsat遥感影像,采用线性光谱混合分析法提取建成区范围,利用热红外遥感影像反演地表温度来研究城市热环境的时空演变;在此基础上,基于城市热岛足迹与多维直方图的信息容量分析方法探究建成区扩张下城市热岛效应的影响范围变化及其空间分异性特征。结果表明:2005—2016年西安市建成区扩张强度剧烈,不透水性表面显著增加;城市建设加剧了西安市城市热岛强度和级别,致使高温区域增多并向外蔓延,逐渐呈现片状分布格局;西安市城市热岛足迹的空间分异性显著,从2005年至2016年城市热岛效应的影响足迹范围逐渐变小;信息容量能够反映城市扩张对城市热环境空间分异性的影响,研究期间西安市建成区内城市热岛空间分异性随着热岛强度增加变得更加复杂。     

中国外来入侵植物的分布格局及其与环境因子和人类活动的关系

认识区域尺度上外来入侵植物的分布格局及其成因对预测入侵的影响和入侵种的管理具有重要意义。该文采用聚类分析和排序的方法分析了我国外来入侵植物的空间格局,并利用多元线性逐步回归和典范对应分析探讨了自然环境因子和人类活动强度对中国32个省级空间单位(省市自治区,不包括香港和澳门)中外来入侵植物分布的影响。结果表明,中国各省外来入侵植物物种数从南到北逐渐减少,导致这一格局的主要因子为无霜期;各省外来入侵植物物种密度由东南海岸向内陆递减,造成这一趋势的主要影响因素为交通密度;纬度是解释中国各省外来入侵植物物种组成变异的主要因子,因此中国32个省区可归为低、中、高纬度区3大类型。在此基础上预测中国东南部地区有遭受更多外来植物入侵的可能;此外,交通发达的区域也将成为外来植物入侵的热点区,应该引起有关部门的重视。     

中国外来入侵植物的等级划分与地理分布格局分析

基于文献报道、野外调查、标本记录和必要的分类学考证, 整理出我国外来入侵植物72科285属515种。根据外来入侵种的生物学与生态学特性、自然地理分布、入侵范围以及所产生的危害, 将其划分为5类: 即恶性入侵类(34种)、严重入侵类(69种)、局部入侵类(85种)、一般入侵类(80种)和有待观察类(247种)。通过地理分布格局分析, 中国外来入侵植物主要分布在我国西南及东部沿海地区, 并进一步扩散到内陆各省。中国外来入侵等级划分和地理分布格局可以作为外来入侵植物风险防范和管理的依据。本工作提供我国外来入侵植物的本底资料的同时, 还对主要外来入侵植物的管理提出了具体建议。