土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响——以三江源国家公园为例

研判土地利用演变对国家公园生态系统服务价值的影响,是推进国家公园生态文明体制建设的重要依据。为厘清土地利用演变对生态系统服务价值的影响效应,基于2000—2020年三江源国家公园土地利用数据,首先采用生态系统服务价值修正模型测算生态系统服务价值,继而运用价值变率模型、GIS空间分析方法刻画三江源国家公园生态系统服务价值演变的空间差异特征,最后引入交叉敏感性系数揭示三江源国家公园土地利用演变对生态系统服务价值的影响趋势。结果表明：(1)20年间三江源国家公园的土地利用演变表现为荒漠、草地、水体三地类间的互相转换,变化速率最大的时间段在2015—2020年,集中发生于长江源园区西北部和北部;(2)从时间序列来看,三江源国家公园的生态系统服务价值呈现“趋好”态势,其中,2015—2020年的变化量高达82.42亿元,草地和水体对园区生态环境贡献较大,土地利用类型的演变与生态系统服务价值存在一定的关联;(3)从空间演变来看,三江源国家公园三园区(长江源、黄河源和澜沧江源)的生态系统服务价值从高值到低值依次为：长江源>黄河源>澜沧江源,呈现出从西北向东南递增的分布特征;(4)土地利用...     

三江源国家公园表层土壤有机碳和全氮密度的特征评估和等级区划

三江源国家公园是青藏高原生态屏障的核心单元,准确评估其土壤碳氮特征是区域生态功能认知和分区管理的重要基础。基于54个样点调查数据,结合高程、坡度、坡向及2000—2018年的年均气温、降水、归一化植被指数等生态因子,采用增强回归树模型研究了三江源国家公园表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)密度的空间格局和等级区划及储量特征。结果表明三江源国家公园SOC密度和TN密度分别为(5.41±3.12)kg/m~2(平均值±标准差,下同)和(0.57±0.27)kg/m~2,其空间变异均主要受降水和归一化植被指数影响。澜沧江源园区和黄河源园区SOC和TN密度分别为(9.39±0.89) kg/m~2和(0.92±0.09)kg/m~2、(8.26±2.33) kg/m~2和(0.80±0.20)kg/m~2,约为长江源园区的2倍。SOC和TN密度等级在澜沧江源园区呈现出中心高周围低的特征,在黄河源园区和长江源园区分别表现出从北到南和从东南到西北逐渐降低的格局。三江源国家公园SOC储量和TN储量分别为0.60 Pg和0.06 Pg,其中澜沧江源园区、黄河源园区、长江源园区的储量...     

三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000—2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示：(1)通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的r为0.88,RMSE为71.60g/m²,表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。(2)三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。(3)2000—2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m²、117.54g/m²和168.39 g/m²。(4)近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的...     

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...     

三江源国家公园鸟类物种多样性研究

三江源国家公园位于青藏高原腹地,是生物多样性最为集中的区域。为了系统掌握公园内的鸟类分布状况,2015—2017年,对三江源国家公园区域进行了长期的野外调查,结合文献资料,发现三江源国家公园内共分布野生鸟类196种,隶属于18目45科121属。各级保护鸟类59种,占公园鸟类总数的30.1%,其中,国家I级重点保护鸟类8种;国家II级重点保护鸟类27种;青海省级保护鸟类24种。另外,还有国家三有鸟类120种。根据中国物种红色名录,受威胁(濒危、易危和近危)物种有39种,占公园鸟类总数的19.9%。中国特有鸟类15种,占园区内鸟类总数的7.65%。在地理分布型上,三江源国家公园位于古北界青藏区,古北界物种有145种;东洋界物种有37种;广布种有14种。利用G-F指数对物种多样性进行评估,三江源国家公园鸟类的G-F指数为0.825,表明公园内的鸟类物种多样性处于较高水平。长江源园区、澜沧江源园区和黄河源园区的平均动物区系相似性结果表明,三个园区之间动物区系关系均为密切关系。三江源国家公园鸟类物种多样性高、特有种及珍稀濒危物种丰富,具有极高的保护价值和意义。     

三江源国家公园兽类物种多样性及区系分析

为了解三江源国家公园野生兽类的分布现状,2015-2017年对园区进行了实地调查。根据调查结果并参考相关文献资料,三江源国家公园内野生兽类共62种,分别隶属8目19科44属。园区内兽类呈现出物种多样性高,珍稀濒危物种多,特有种多的特点：三江源国家公园内的兽类物种多样性G-F指数为0.77,表明该区域物种多样性处于很高水平。根据中国物种红色名录,20个物种受威胁（极危、濒危和易危）,比例为32.26%,远高于国家整体水平;中国或青藏高原特有种29种,占46.77%。三江源国家公园在动物地理区划上属于古北界青藏区,在地理分布型上,以古北界成分为主,东洋界成分为辅,以古北界高山型成分最多,有25种,且资源量大,表明三江源国家公园的兽类以适应高寒气候的特殊种类为主。3个园区的平均动物区系相似性比较结果表明,长江源园区与澜沧江源园区为共同关系,黄河源园区与长江源园区和澜沧江源园区为密切关系。近些年,三江源地区的兽类保护工作取得了很好的效果,并得到国内外认可,本研究结合园区生物多样性和区系特点,根据保护现状,提出了今后的监测保护建议。     

三江源国家公园创建“五个一”管理模式

三江源国家公园体制试点区位于青海省南部,总面积12.31万km2,平均海拔4,712 m,包括长江源、黄河源、澜沧江源3个分区,拥有世界上独一无二的高原湿地系统,是国家重要的生态安全屏障.自2016年开展体制试点以来,三江源国家公园紧扣目标定位,勇担国家使命,坚决肩负“源头责任”,深入探索“首创模式”,先后实施了一系列...     

基于GIS和Fragstats的土地生态质量综合评价——以湖北省仙桃市为例

借助GIS和Fragstats的分析技术,结合土地利用类型数据,从土地生态系统的景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益3个方面构建土地生态质量综合评价研究模型,采用改进熵权法确定其指标权重。以湖北仙桃为例,探究其三者的空间演变关系,并在此基础上对其土地生态质量进行综合评价。结果表明:(1)仙桃市土地生态质量整体水平偏低,且呈现出中间高,两侧低,且西翼高于东翼的空间分异特征。其中危险、临界安全、较安全和安全各等级,分别占总面积的21.52%、43.48%、27.10%和7.90%。(2)安全区主要分布在经济、政策优势最凸出及景观格局整体规划较好的中北部中心城区。在此区域景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间呈现相互增益的协同发展态势。(3)较安全和临界安全区则主要集中分布在土地景观格局较好,开发程度较低的西翼地区。危险区则主要分布在生境质量抗干扰能力水平低的东翼地区。在东西两翼内景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间的协同性较差,且两两之间的发展矛盾凸出。研究结果可为仙桃市全域土地综合整治项目的实施提供理论支持和其他类似地区提供案例参考。     

三江源国家公园生态功能时空分异特征及其重要性辨识

三江源国家公园的建立有利于在该区域实行最严格的生态保护,筑牢国家生态安全屏障。为摸清三江源国家公园生态本底,基于遥感数据,地理信息系统平台及生态评估模型模拟等技术手段,分析了三江源国家公园生态系统类型,2000—2015年生态功能的时空分异特征及变化趋势,辨识其重要性,并对其变化驱动因素进行初探。结果表明:(1)三江源国家公园以草地、荒漠、水体与湿地生态系统为主,面积占比达到99.8%。(2)三江源国家公园水源涵养、土壤保持及防风固沙极重要区的占比分别为15.3%、13.7%和22.4%。(3)整体呈现东部以水源涵养、中部以土壤保持、西部以防风固沙为核心生态功能的空间格局。(4)2000—2015年,水源涵养功能量总体下降,但提升区域面积占比达84.5%,极重要区呈现下降态势;土壤保持功能量总体提升,年变化趋势为987万t/a,全区超过95%的地区均呈上升趋势;防风固沙功能由于风速减小及植被覆盖度的降低,出现下降态势,为-356万t/a。(5)气候暖湿化以及三江源生态保护工程的实施是三江源国家公园生态功能总体提升的主要原因,然而草地退化态势尚未完全遏制,局部地区植被覆盖度仍有所下降。为实现国家公园和自然资源的严格保护和永续利用,需对其进行统筹规划、科学布局,在科学把握生态系统自然规律的基础上,分区、分级对其进行生态保护和修复。     

三江源国家公园种子植物区系特征分析

该研究在2017年和2018年多次野外调查的基础上,结合相关资料对三江源国家公园内的种子植物进行统计并分析其植物区系的组成、性质及特点。结果表明:(1)三江源国家公园共有种子植物50科232属832种,以耐旱耐寒的多年生草本为主,木本植物较少,是三江源自然保护区种子植物的核心分布区。(2)该公园以长江源园区植物资源丰富度最高,澜沧江源园区和黄河源园区依次递减,其中,有244种种子植物在3个园区内均有分布。(3)在科的层次上,小科和中等科是构成该园区科的主体,而以禾本科为代表的12个大科和较大科共同构成了该园区种子植物的优势科。在属的层次上,单种属是构成该园区属的主体,中等属所含种子植物种数最多。(4)该区科的分布区类型以世界分布类型为主,除世界分布科外,该园区的科主要体现了温带性质的分布特点。(5)该区属的分布区类型具有明显的温带性质,与欧亚大陆联系紧密,以北温带分布类型为主要组成成分。(6)该区种子植物的种可分为中国特有种和非中国特有种两大类,中国特有种的分布与横断山脉密切联系,影响该区区系的形成。非中国特有种的分布中亚成分和东亚成分为主,北温带成分、温带亚洲成分等的共同参与和影响下形成明显的温带性质。(7)该园区种子植物资源的丰富性、生活型的多样性及科、属、种的温带性质的分布特点,充分体现了园区的种子植物区系与其独特的地理位置和气候条件相适应。     

三江源自然保护区高寒草地草情诊断研究

三江源生态保护和建设工程的实施对生态环境产生了积极的影响,草地是该地区最主要的生态系统类型,准确的草情诊断对该地区的生态稳定和畜牧业发展具重要意义,可更好的指导三江源区生态环境的保护和发展.基于长时间序列的遥感观测资料和野外采样数据,通过构建草情诊断基准值,结合草地覆盖度和产草量的变化率,根据加权求和计算出草情指数,诊...     

国家公园及周边地区人为扰动强度的时空变化与驱动因素——以三江源国家公园为例

科学评价国家公园及周边地区人为扰动强度及其影响,是提升各种人类活动空间监管准度的基本前提,对保障国家公园可持续发展和永续利用、牢筑国家生态安全屏障功能具有重要价值。以三江源国家公园为例,运用改进的人为扰动强度指数测算模型和人为扰动行为调查台账数据库,定量评估1980—2018年国家公园及周边地区人为扰动强度的时空变化过程,诊断影响一般扰动及失范扰动的驱动力与主要因素,探讨人为扰动监管存在的主要问题及优化建议。研究结果显示：1980—2018年三江源国家公园内人为扰动强度提升3.237%,长江源园区人为扰动强度显著低于澜沧江源和黄河源园区;2000—2010年人为扰动增长较为显著,而在2010—2018年趋于平稳,表明2010年以来生态保护措施和监管执法尺度更趋严格,并对三江源人为扰动过程产生明显遏制;以交通设施为主的基础设施建设、人口城镇化及原住民传统生产生活活动、游憩利用活动是人为扰动强度变化的主要驱动力;道路及沿线配套设施、原住民生活设施和水电设施建设是国家公园内失范人为扰动的主因。针对三江源国家公园及周边地区人为扰动驱动因素与监管问题,建议实施精细化用途分类分区管制、激活并规范市...     

多类型保护地生态承载力核算模型及应用

生态承载力核算是进行保护地科学保护和有效利用的重要基础。多类型保护地是多种类型的保护地分布集中、相邻相连、交叉重叠的地理空间。研究将多类型保护地功能空间与生态系统服务相对应,划分为生态空间、生产空间、生活空间和游憩空间,在此基础上将多类型保护地生态承载力定义为生态系统在这四类空间中维持其重要生态系统服务功能的能力,并将其划分为自然基础承载力、社会经济活动承载力以及游憩承载力,构建了适用于多类型保护地的生态承载力核算框架模型。以三江源国家公园黄河源园区为案例区,进行了生态承载力核算。研究能够为多类型保护地经济建设规模、结构与布局优化调控研究提供科学依据。     

区域协同视角下黄河流域生态安全格局构建

近些年黄河治理卓有成效,但因黄河生态底子薄弱,还存在生物多样性降低、生态系统不稳定和退化等问题。以区域协同视角构建黄河流域生态安全格局,主要贡献在于融合生态、经济和社会层面的集成数据为基础,从自然环境(地)、人类活动(人)和地物阻隔(人地耦合)三方面构建流域综合阻力评价体系,提出一个在黄河全流域地区构建生态安全格局的新框架。具体内容包括:①基于形态学空间格局和景观连通性进行黄河流域生态源地识别;②从自然环境、人类活动和地物阻隔三方面构建流域综合阻力评价体系,并对黄河流域生态安全进行分级;③结合最小累积阻力模型进行黄河流域生态廊道提取及战略点识别。结果表明黄河流域生态源地斑块数量为75个,面积为23.13万km²,占流域总面积的29.09%;流域高度安全区域面积为17.83万km²、中度安全区域面积为27.83万km²、较低与低安全区域面积为33.84万km²,占流域总面积的比例分别为22.43%、35.00%和42.57%;流域具有94条生态廊道,平均长度为37503 m,主要用地类型为草地和森林;流域生态战略点共有12个,主要分布于黄河流域东部,阻力值相对较高,容易成为影响黄河流域连通性的"瓶颈"。最后探讨生态安全格局构建对黄河流域整体生态保护以及现有《黄河流域生态环境保护规划》的影响,并从利用水资源评估体系优化生态源地的识别、基于电路理论结合指示性物种的迁移优化生态廊道和战略点识别,提出未来黄河流域生态安全格局优化建议,以期为构建面向流域国土空间生态修复的黄河流域资源时空配置,提供评价与优化的策略和方法;同时也为协同推动黄河流域经济高质量发展和生态环境高水平保护,提供有效保证。     

基于生态供需视角的生态安全格局构建与优化——以长三角地区为例

生态安全格局构建是保障区域生态安全与提升人类福祉的基本途径之一。以长三角地区为案例区,通过生境质量评估、生态系统服务重要性评价和景观连通性分析识别区域生态源地,在利用生态系统服务价值化方法辨别高生态需求区的基础上,运用最小累积阻力模型提取源地与高需求地之间的生态廊道,以构建并优化区域生态安全格局。研究结果表明:长三角地区生态源地总面积64911km~2,占全区的32.51%,主要分布于皖南和浙中;区域中高与较高生态需求斑块总面积占全区46.60%,主要位于上海市和江苏省;区域生态廊道总长度11188.85km,源间廊道主要分布于长江沿岸和区域南部,需求廊道主要位于区域东中北部。研究首次将生态需求评价纳入生态廊道建设框架,为生态安全格局构建提供新思路,结果可为生态空间保护规划提供参考。