2016年国家级自然保护区人类活动遥感监测报告发布 人在干,天在看

正2016年12月2日,环境保护部发布了今年上半年,环境保护部卫星环境应用中心开展的全国446个国家级自然保护区(简称保护区)2013-2015年人类活动遥感监测结果。2015年,全国446个保护区中均存在不同程度的人类活动,共有人类活动156061处,总面积28546平方公里,占保护区总面积的2.95%。保护区人类活动主要包括采石场、工矿用地、能源设施、交通设施、旅游设施、养殖     

辅助数据在面向对象分类方法中的应用——以密云水库上游为例

密云水库上游位于华北平原向蒙古高原的过渡带内,自然条件差异大,人类活动对该区域影响显著。因此,对该地区土地覆盖类型遥感监测方法的研究具有典型的指导意义。基于高分辨率遥感影像,着重探讨辅助数据在面向对象分类方法中的应用,对密云水库上游地区的土地覆盖进行分类提取。结果显示,研究区内共包含26类土地覆盖类型,其中落叶阔叶灌木林、落叶阔叶林、草丛以及旱地,这4种类型的面积占总面积的85%,是全区的主要土地覆盖类型。在分类时,采用多源异构辅助数据,研究了北方山区常绿针叶林、旱地等土地覆盖类型的识别方法,有效降低了"同物异谱"和"同谱异物"现象对分类精度的影响。     

近17年陕西榆林植被指数的时空变化及影响因素

植被指数是研究区域植被变化的重要手段。基于MODIS/Terra NDVI遥感影像数据,对陕西榆林市2000—2016年8月份NDVI进行像元尺度的时空变化及影响因素分析。结果表明,榆林有96.44%的区域植被指数是增加的,增加值在0—0.02/a区域面积占榆林的93.63%,呈显著增加趋势的面积占榆林的80.72%。复直线回归分析显示,气象因素对植被生长、演化起到了促进作用,人类活动使得植被指数等级变得更加均匀。人类活动抑制植被生长演化的区域占榆林总面积的45.04%,主要分布在榆林市最北部的府谷县、榆林市南部及西部的大部分区域;人类活动促使植被指数增加的区域占榆林总面积的54.96%,说明有一半以上的区域,人类活动对植被生长起到了促进作用,这些地区的封山育林、退耕还林、退牧还草等措施的实施效果较好。     

生态位因子分析在大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)生境评价中的应用

生态位因子分析是研究物种地理分布的一种多变量分析方法,其最大优点是模型计算只需物种"出现点"的数据,而不需要"非出现点"数据,在生境评价与生境预测中得到广泛应用.将该方法应用于大熊猫生境适宜性评价中,利用大熊猫活动痕迹点和遥感数据分析了平武县大熊猫生境分布现状,综合评价了该县自然保护区的分布状况和存在的保护空缺.研究结果表明,大熊猫偏好在中高海拔(＞2128 m)的针叶林和针阔混交林中活动,而避免在落叶阔叶林和灌丛林中活动,避免在有人为干扰的地区活动,农田是对大熊猫活动影响强度最大的人为干扰因子.平武县大熊猫生境主要分布在该县西部和北部地区,总面积为234033 hm2,其中适宜生境为106345 hm2,次适宜生境为127688 hm2.目前该县已建的3个大熊猫自然保护区使47.2%的大熊猫生境得到保护(包括49.2%的适宜生境和45.6%的次适宜生境),尽管如此,保护区之间连接性差,存在严重的保护空缺.该县北部的白马乡、木座乡是大熊猫的主要分布区,却没有得到保护区的有效保护,建议在该地区新建自然保护区.     

岷山山系大熊猫自然保护区2003年生物多样性监测

岷山山系是全球生物多样性保护的热点地区之一,有着全世界最大的大熊猫种群和面积最大的大熊猫栖息地。到2003年底,在该地区已建立了20个以保护大熊猫为主的自然保护区。从2003年开始,岷山17个大熊猫自然保护区实施了野外大熊猫及其栖息地监测。通过监测,了解了岷山自然保护区野生动物分布状况、人为活动对自然保护区的干扰情况,以及自然保护区周边社区经济情况,为自然保护区管理决策提供了依据。同时,通过监测活动还提高了自然保护区工作人员的业务水平。建议今后将自然保护区监测工作纳入自然保护区日常工作中。     

藏北高寒草地NPP变化趋势及其对人类活动的响应

基于1981～2004年多年遥感监测数据和气象数据以及其它相关数据,采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算藏北地区草地植被净第一性生产力(NPP),分析草地植被NPP变化趋势的空间格局及其对人类活动强度的响应。结果表明:近24a以来,藏北绝大部分区域(约占草地总面积的88.61%)草地植被NPP变化趋势不明显;而草地植被NPP变化趋势显著的区域仅占草地总面积的11.39%,其中显著降低约占11.30%,显著增高仅占0.09%。在藏北地区,高海拔区域有较大比例(大于26%)的草地NPP显著降低;坡度在15～30°之间区域的草地NPP变化幅度较大;而坡向对草地NPP变化趋势的影响不大。藏北地区居民点对草地NPP变化趋势的负面影响小于道路影响;从综合影响来看,离道路和居民点越近、人类活动强度及其对草地NPP变化趋势的影响越大,尤其是草地NPP显著增高区域只分布在人类活动强度最大的第一个缓冲区内。     

遥感反演植被含氮量研究进展

植被含氮量表征植被氮素状态。它作为植被生长状况的重要指标,在生态系统健康状况检测、生态系统生产估测、精准农业、生态系统干扰评估等方面均有重要意义。遥感监测植被含氮量主要基于高光谱和多光谱数据,采用的算法包括经验方法(波谱指数与回归分析)及物理方法(辐射传输模型法)。但受数据源和研究方法的局限,目前植被氮含量遥感监测局限于区域范围较小且内部植被类型与环境条件(气候、地形等)基本一致的情形,而对复杂生态系统的监测能力不足。未来的研究需针对氮沉降和人类活动的生态系统响应这一重大研究需求,发展和改进现有植被含氮量遥感反演方法。可考虑开展对不同环境条件下、不同类型植被光谱曲线进行标准化的研究,以形成普适的植被含氮量反演方法。并考虑综合运用多种数据(如微波遥感、无人机遥感),形成多尺度同步监测,以提高遥感对区域乃至全球范围内植被氮含量常规监测的能力。     

生态位因子分析在大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)生境评价中的应用

生态位因子分析是研究物种地理分布的一种多变量分析方法,其最大优点是模型计算只需物种“出现点”的数据,而不需要“非出现点”数据,在生境评价与生境预测中得到广泛应用。将该方法应用于大熊猫生境适宜性评价中,利用大熊猫活动痕迹点和遥感数据分析了平武县大熊猫生境分布现状,综合评价了该县自然保护区的分布状况和存在的保护空缺。研究结果表明,大熊猫偏好在中高海拔（>2128 m）的针叶林和针阔混交林中活动,而避免在落叶阔叶林和灌丛林中活动,避免在有人为干扰的地区活动,农田是对大熊猫活动影响强度最大的人为干扰因子。平武县大熊猫生境主要分布在该县西部和北部地区,总面积为234033 hm2,其中适宜生境为106345 hm2,次适宜生境为127688 hm2。目前该县已建的3个大熊猫自然保护区使47.2%的大熊猫生境得到保护（包括49.2%的适宜生境和45.6%的次适宜生境）,尽管如此,保护区之间连接性差,存在严重的保护空缺。该县北部的白马乡、木座乡是大熊猫的主要分布区,却没有得到保护区的有效保护,建议在该地区新建自然保护区。     

2001-2019年中国自然保护区生态环境质量时空变化特征及其驱动力

自然保护区对维护生物多样性,改善生态环境质量具有重要作用。然而,我国自然保护区生态环境质量变化及其对自然因素与人类活动的响应规律还不清晰,理解这些规律对我国的生态文明建设以及生物多样性的保护具有重要意义。基于2001—2019年中国历史高分辨率生态环境质量数据CHEQ数据集以及自然因素,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验以及多元回归残差分析等方法,探究了2001—2019年中国自然保护区的生态环境质量时空变化特征及其对自然因素与人类活动驱动因素的响应。结果表明：(1)我国自然保护区的CHEQ指数呈现多阶段波动变化,总体呈小幅度下降趋势,平均趋势率为-0.54×10^-3/a;在空间上,中国自然保护区CHEQ变化趋势值呈“南高北低,东高西低”的分布格局;(2)自然因素与人类活动的共同作用是我国自然保护区生态环境质量恶化的主要原因,且恶化区域主要分布在自然保护区的实验区和缓冲区。其中自然因素对我国自然保护区生态环境质量变化的影响在-3×10^-3/a—0/a之间,人类活动的影响在-1×10^-3     

基于Google Earth Engine的青藏高原土地沙化模拟与动态评估

青藏高原广布的高寒草原和高寒草甸,在气候变暖以及超载放牧等人类活动的影响下面临着沙化的风险,并且高寒干旱的气候条件使得高原草地生态系统极为脆弱,发生沙化后修复难度极大,对高原土地沙化时空动态评估极为必要。但目前针对大范围进行长时间快速沙化模拟监测的方法存在不足,通过对比实验构建了基于植被状况-地表反射率-土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维数据空间的沙化遥感模拟监测模型,利用Google Earth Engine遥感大数据对模型进行了代码实现,最终分析了青藏高原土地沙化时空格局的动态变化。结果揭示了青藏高原土地沙化总体缓解但问题依然存在的现象,具体体现在：(1)沙化总面积逐年减少,平均每年减少的面积达到55.13万hm²,但沙化模拟数据显示有大量的未沙化土地向轻度沙化转移。(2)沙化程度总体上趋于逆转状态,但部分区域土地沙化问题不断出现,主要分布于“一江两河”、唐古拉山南麓、柴达木盆地周边以及昌都地区,在三江源和川西甘南地区也有零星分布。     

大相岭山系大熊猫生境评价与保护对策研究

从长远来看,从山系或更大尺度上来开展大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)生境的研究与保护更有意义。本研究通过野外调查,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用大熊猫生境结构理论模型,选取海拔、坡度、植被类型、竹子分布、道路和居民点的分布等评价因子,系统地研究了大相岭山系大熊猫生境的分布、生境质量与空间格局,以及生境保护现状,在此基础上提出了该山系生境保护与自然保护区建设的对策。遥感数据分析结果表明,与大熊猫生境密切相关的阔叶林与针叶林的面积为344,970hm2,占该地区总面积的58.4%,灌丛占18.4%,其他的土地利用与土地覆被类型占23.2%。综合评价结果表明,大相岭山系的大熊猫潜在生境为118,749hm2,由于森林及矿产资源的开发、交通以及农业活动等的影响导致生境面积减少为93,115hm2,且尚存的生境被隔离为两个互相独立的生境单元,使荥河与瓦屋山这两个种群的交流受到严重阻碍,而现有的保护区仅保护了生境总面积的28.0%。为了有效地保护该山系的大熊猫,应该注意从三个方面加强对大熊猫生境的规划与保护:(1)扩大自然保护区的保护范围,使大熊猫生境的集中分布区都得到保护;(2)以退耕还林和天然林保护工程为契机,加强被隔离生境的联系,促进大熊猫种群之间的交流;(3)控制海拔1,800–2,700m之间人类活动对大熊猫生境的影响。     

浒苔遥感监测研究进展

浒苔大规模集聚形成的绿潮灾害是海洋生态系统主要生态环境问题之一,基于卫星遥感影像监测浒苔及其扩展动态已成为一种及时有效的手段。对国内外浒苔遥感监测方面文献进行归纳整理,认为光学遥感数据、多波段比值法是最常用的遥感数据和监测方法。对遥感监测浒苔机理进行了阐述,并对分类方法进行评价认为监督分类法解译精度不高。目前单波段阈值法和多波段比值法应用广泛,但在监测漂浮浒苔和混合象元解译存在不足。辐射传输模型法能有效提高信息解译的精度,但还处于起步阶段。遥感监测浒苔灾害的未来发展需要提高影像空间分辨率,深入研究监测方法,进行多种平台和多源遥感数据相结合,并由定性走向定量,从而建立健全遥感监测预警系统。     

基于文献计量的中国自然保护地监测研究

建立自然保护地是迄今为止世界上公认的最有效的保护自然生态系统、维护生物多样性的理想模式,对其进行监测是保护管理工作的重要一环。为了把握我国自然保护地的监测研究现状与发展趋势,基于CNKI和万方数据库检索并筛选出自然保护地监测文献698篇,基于文献计量法,对自然保护地的监测研究趋势、监测指标、监测方法和所属行政区域四个方面进行了分析。结果发现,我国自然保护地监测研究发文量在历经30多年的萌芽期与缓慢增长期后,当前正处于跳跃式增长期。其中,自然保护区的监测发文量最高,占比达67%;在监测内容方面,关注度由高到低依次为:生物多样性生态环境人类活动生态安全,其中,涉及鸟类监测的文献数量最多,占比20.75%。目前,人工实地调查方法仍然是主要的监测研究方法,但随着红外相机、卫星遥感和自动监测系统的发展,其占比已降到60%;在所属行政区域方面,各区不平衡现象十分显著,发文量在6—48篇不等。因此,今后科研监测应兼顾不同自然保护地类型,尽可能采用新的科技手段开展监测,并对两栖爬行类、鱼类、无脊椎动物以及人类活动和生态安全方面给予更高的关注度,最后本文还提出了相应的监测管理建议。     

人类活动对泰山景观多样性时空变化的影响

人类活动改变景观格局多样性,同时又是景观异质性的一个主要来源。采用1986年和2001年两期的遥感数据,研究了泰山二十世纪80年代中期以来景观多样性的时空变化特征以及人类活动对该地区景观格局的影响。结果表明,在泰山地区,人类活动的强弱与景观的破碎化表现出一定的相关性,人类作用强的地区景观斑块面积较小,作用弱的地区斑块面积较大。人为活动改变了荒山荒地,生态恶化受到一定的遏止,但是人类活动的经济目的性较强,道路、居民地、旅游景点等人为景观的出现越来越影响着区域内的景观生态格局,表明缺乏有效管理和监测的人为影响将进一步威胁人类对景观的管理成果。     

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。     

中国生物多样性核心监测指标遥感产品体系构建与思考

生物多样性的稳定维持关乎人类生存发展与地球健康。生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBVs)旨在结合地面调查与遥感技术, 为大尺度、长时间序列的生物多样性监测提供新的解决方案。然而, 目前学界仍然缺乏一套国家尺度标准化EBVs遥感监测产品数据集, 以进行生物多样性评估。本研究旨在对中国生物多样性核心监测指标遥感产品进行体系构建与思考, 首先综述了目前EBVs的遥感研究概况, 并根据EBVs研究文献的数量进行调研分析; 同时, 本文在已有遥感生物多样性产品优先标准的基础上, 添加了“可重复性”的新标准, 并据此构建了中国EBVs遥感产品体系与监测数据集的指标清单, 最终对中国EBVs遥感研究存在的问题进行思考与讨论。本研究可为中国的生物多样性遥感监测提供科学依据, 有望为中国生物多样性政策的制定提供支撑。     

四川省九寨沟县地震前后区域生态环境质量评价

基于地理信息系统和遥感数据处理软件平台,对四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县在2017年8·8地震前后的生态环境质量进行了监测和分析。利用Landsat 8 OLI卫星传感器所获得的2016年(震前)和2017年(震后)的遥感影像数据,提取归一化植被指数、湿度分量、地表温度、归一化土壤指数分别作为绿度、湿度、热度、干度等4个指标,进行主成分分析得到遥感生态指数。根据该指数,可将九寨沟县生态环境质量状况分为优、良、中等、较差和差级。2016年九寨沟县有24.8%处于生态环境质量状况优,2017年震后则下降到19.84%,2017年生态环境质量状况较差和中等的面积占比呈增加趋势,分别占17.99%和33.93%;震中15.5 km缓冲区内生态环境质量状况优的面积占比下降最多,为5.01%;2017年8·8九寨沟地震对震中15.5 km缓冲区的生态环境质量状况有较明显的影响,县界内的三个自然保护区中九寨沟国家级自然保护区受到冲击最大。本研究可为九寨沟地区生态环境监测、灾害评价和恢复重建提供科学依据。     

四川省九寨沟县地震前后区域生态环境质量评价

基于地理信息系统和遥感数据处理软件平台,对四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县在2017年8·8地震前后的生态环境质量进行了监测和分析。利用Landsat 8 OLI卫星传感器所获得的2016年(震前)和2017年(震后)的遥感影像数据,提取归一化植被指数、湿度分量、地表温度、归一化土壤指数分别作为绿度、湿度、热度、干度等4个指标,进行主成分分析得到遥感生态指数。根据该指数,可将九寨沟县生态环境质量状况分为优、良、中等、较差和差级。2016年九寨沟县有24.8%处于生态环境质量状况优,2017年震后则下降到19.84%,2017年生态环境质量状况较差和中等的面积占比呈增加趋势,分别占17.99%和33.93%;震中15.5 km缓冲区内生态环境质量状况优的面积占比下降最多,为5.01%;2017年8·8九寨沟地震对震中15.5 km缓冲区的生态环境质量状况有较明显的影响,县界内的三个自然保护区中九寨沟国家级自然保护区受到冲击最大。本研究可为九寨沟地区生态环境监测、灾害评价和恢复重建提供科学依据。     

基于MODIS数据的松嫩平原西部芦苇湿地地上生物量遥感估算

芦苇作为湿地生态系统中重要的群落类型,其地上生物量是衡量湿地生态系统质量的关键指标。应用面向对象的土地覆盖分类技术,基于多季相Landsat8 OLI遥感数据,提取松嫩平原西部芦苇湿地分布信息;依托野外实测芦苇地上生物量数据(AGB)和同期MODIS数据源的NDVI、EVI、RVI、MSAVI和WDVI 5种光谱植被指数,探讨不同光谱植被指数对芦苇AGB的敏感性,进而构建松嫩平原西部芦苇AGB遥感估算最优模型,并进行芦苇AGB遥感反演及空间格局分析。结果表明:2014年松嫩平原西部地区芦苇总面积为1653 km~2,其中扎龙湿地自然保护区内芦苇分布面积最大(1178km~2),占区域芦苇总面积的71.3%;所选取的5种植被指数均与芦苇AGB呈极显著正相关(P0.01),基于EVI构建的指数曲线模型为松嫩平原西部芦苇AGB反演的最优模型(R2=0.55)。研究区芦苇平均AGB为372.1g/m~2,AGB总量为6.14×105t,其中扎龙湿地自然保护区内芦苇AGB总量为4.38×105t;各保护区芦苇平均AGB由大到小依次为:向海保护区(469.7 g/m~2)大布苏保护区(454.1 g/m~2)莫莫格保护区(373.0 g/m~2)扎龙保护区(372.4 g/m~2)查干湖保护区(369.8 g/m~2);松嫩平原西部芦苇AGB总体呈现南高北低的分布格局,将为湿地生态系统管理与保护及芦苇资源的合理利用提供科学依据。     

人类活动对升金湖国家级自然保护区景观格局的影响

自然保护地通常是重要的生态敏感区域,具有十分重要的生态和社会经济价值,因此维持自然状况,避免人为干扰是日常管理的基本要求.借助遥感手段,快速识别人为扰动引起的景观变化,是加强保护地管理的有效手段.以升金湖国家级自然保护区为研究对象,基于RS和GIS空间分析等技术方法,利用人为干扰度模型,并结合特定人类活动干扰类型的变化...