基于知识粒度的森林生态系统健康评价指标赋权方法

依据系统科学原理,从影响森林健康包括的系统活力、系统组成、系统恢复力和林地环境等方面筛选13个指标构建森林健康评价指标体系;针对健康评价取值未知(无决策属性)的状况,利用粗糙集理论的属性重要度分析各指标因子对森林健康的影响程度,提出将基于知识粒度和属性重要度的森林健康评价指标赋权法。根据二类调查和样地调查数据,以湖南省大围山自然保护区8个次生林群落和2个人工林样地为应用实例,结果表明:森林健康评价指标体系的林分郁闭度、林分蓄积量、叶面积指数等13个指标在大围山自然保护区森林健康评价中的权重与专家打分法得到的结果基本相符,并且对样地进行了评价,其中只有1个处于健康,7个处于亚健康,2个处于不健康。与层次分析法、主成分分析法等赋权方法相比,基于粗糙集的森林健康评价指标赋权法不需要提供任何先验信息,以森林健康系统相关信息为分析依据,直接从反映森林健康的指标数据中挖掘各因子之间的相关性及其重要度,不依赖专家经验,信息量越大,所得权重越客观。该评价指标赋权法真实有效,评价结果更符合客观实际,为森林健康评价和健康经营提供理论依据。     

山西霍山森林群落的排序

运用主分量分析法对霍山东、西两坡的１０５个样方进行了排序。前３个主分量占总信息量的７０％左右。降维效果良好。排序图中,样方间距离抽象地表达了群落间的生态学相关程度。据此将所作样方划分为若干群系,分析了群落随环境梯度变化的规律、观测了群落演替的趋向。从而证明ＰＣＡ法在该区森林群落研究中具有良好的适应性。     

宝天曼自然保护区主要森林类型自然度评价

自然度评价对于自然保护区生物多样性保护和森林管理具有重要意义。以宝天曼自然保护区主要林型35个样地为研究对象,对27个群落指标进行主成分分析,计算自然度指数值(N),对N值进行Ward聚类,划分自然度等级。结果表明:宝天曼自然保护区主要林型的自然度可划分为5个等级组,自然度高的样地:N值在2.18—1.13之间,平均林龄94a,占调查样地总数的20.0%;自然度较高的样地:N值在1.01—0.34之间,占调查样地总数的34.3%,平均林龄80a;自然度中等的样地:N值在0.01—-0.47之间,占调查样地总数的17.1%,平均林龄为47a;自然度较低的样地:N值在-0.92—-1.60之间,占调查样地总数的14.3%,平均林龄为26a;自然度低的样地,N值在-1.98—-2.54之间,占调查样地总数的14.3%,平均林龄为21a。前3个主成分中土壤容重、有机质、全氮、硝态氮、林龄、优势树种平均胸径、乔木层、灌木层和草本层的多样性指数荷载较大,是影响森林自然度的主要因子。N值与林龄、乔木层和灌木层的Shannon-Wiener指数、海拔、土壤容重的线性拟合均达到极显著水平(P0.001),与土壤有机质和全氮的关系符合对数曲线(R20.794,R2=0.815,P0.0001)。在海拔1118—1863m区域,森林自然度较高,海拔970m以下区域,森林自然度较低。针对不同自然度等级的森林,分别提出了相应的保护和经营措施。     

森林自然度评价研究进展

森林自然度是描述森林状态和确定景观保护价值的重要指标,广泛应用于近自然林业经营和植被恢复与重建。本文在分析森林自然度概念、森林自然度评价类型与方法的基础上,认为森林自然度概念应从森林的自然状况与人类干扰两方面结合起来考虑,森林自然度评价应在潜自然植被参照系研究的基础上采取定性描述与定量表达相结合的方法。林分尺度的自然度评价已形成了较一致的评价方法体系,但应针对不同的植被类型统一制定各植被类型自然度评价的指标选取与赋值标准、权重确定方法和等级划分与命名标准。景观和区域尺度的森林自然度评价对于森林的保护与管理可能更客观和实用,应进一步加强不同组成要素的自然度属性、指标体系及评价方法研究。     

内蒙古仓鼠科动物数值分类的初步研究

以内蒙古地区２８种仓鼠科动物为分类单位,以形态特征为主兼顾头骨结构、牙齿构造和生活方式,列出４６项特征,用系统聚类分析和主分量分析,对这些动物进行数值分类。结果表明,麝鼠以其特异性特征从田鼠亚科中分离出来,单独构成一个亚科,其余各种的分类结果与传统分类处理结果一致。系统聚类分析以不加权的对群成聚的算术平均法（ＵＰＧＭＡ）得出的分类结果最好,主分量分析同时得出各项特征在前三维主分量上的分布图,并根据特征在前１９维主分量上的累计贡献率大小,选取１５个特征构成对所研究动物的数值分类检索表。     

基于底栖动物预测模型构建生物完整性指数评价河流健康

提高生物完整性指数(integrity of biotic index,IBI; 又称多参数指数multi-metric index, MMI)在时间和空间尺度的稳定性是水生态完整性评价和水环境管理实践的重要内容.本研究利用2004—2011年在浙江省多个河流采集的227个点位的底栖动物和水质理化数据,利用地理信息系统(GIS)提取样点及其对应流域的自然预测因子(如地理形态学、气候学)和土地利用数据,通过随机森林模型方法定量时间和空间尺度自然变量对生物群落的影响,构建基于预测模型控制自然因子影响方法和常规方法的MMI,并比较它们的表现力.结果表明: 基于预测模型法和基于常规方法构建的MMI的核心组成参数存在差异,随机森林模型中自然预测因子对预测模型MMI构成生物参数的解释量介于11.4%～61.2%.预测模型方法提高了MMI的精确度和准确度,但其敏感性和响应性低于常规方法的MMI.最近距离方法表明,9个评价点位和1个严重受损点位的自然属性与参照点位的自然属性存在差异性.在计算参照点位自然属性代表性范围的基础上,采用预测模型方法控制自然变量可以提高MMI的精确度和准确度,同时降低评价结果出现Ⅰ型(将健康水体误判为受损水体)或者Ⅱ型(将受损水体误判为健康水体)错误的可能性.研究结果可以为提高完整性指数评价稳定性和表现力提供方法支持.     

历山自然保护区森林群落的典范主分量分析

典范主分量分析是结合环境因子数据的排序方法,能够有效地研究植物群落与环境间的关系．本文应用其对山西历山自然保护区森林群落与环境的关系进行了研究,结果表明它的双序排序图较好地描述了群落与环境的生态关系．海拔高度等地形因子是影响历山森林植被分布的主要因素,土壤有机质、N、P、Cu、Mn、Zn等对植被也有明显影响。     

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...     

基于Landsat时序影像和LandTrendr算法的森林保护区植被扰动研究——以陕西柴松和太白山保护区为例

跟踪森林自然保护区的森林变化及其时空特征,可为保护区生态保护评价提供科学依据。使用LandTrendr算法和谷歌地球引擎（GEE）的Landsat卫星时间序列数据,描述了柴松和太白山保护区的长期（1984-2018年）森林变化模式。对森林变化像元和稳定像元的总体识别精度达到93%,对扰动年探测的总体精度为89%。在柴松保护区,扰动年发生在2008年左右,大部分扰动由人类活动引起。在太白山保护区,扰动年主要发生在2013年,由自然因素造成。柴松和太白山保护区的森林扰动面积分别为42.74 hm²和23.68 hm²。柴松保护区的扰动斑块数多于太白山,表明柴松保护区自2004年建立后干扰频繁。本研究可以帮助研究人员和决策者了解这两个保护区的森林状况,可为森林生态系统的自然保护区保护评估提供基线信息。     

中国若干森林水文要素地理分布规律的模拟

利用全国各森林植被地理分布区水文要素的实验观测数据,应用多元统计回归和主分量分析等数学方法建立了描述中国森林水文要素与地理要素（经度、纬度、海拔）之间函数关系Ｆ的三维地学模型（ＤＴＭ）,其中包括：全国年均降水分布规律模拟模型;全国林冠降水截留规律模拟模型;全国森林枯落物持水能力模拟模型;中国森林综合截留能力指数模型。并且利用地理信息系统的三维地学模型（ＤＴＭ）成图功能,实现全国范围内的森林水文要素     

江西省自然保护区发展布局空缺分析

通过专家咨询、数量标准化、主观赋权等方法,对江西省96个县(市、区)的高等动植物种类、珍稀物种种类、天然林面积和蓄积、天然湿地面积、已建自然保护区面积等进行评分,计算96个县(市、区)的物种多样性、天然林资源、天然湿地等自然资源的综合评分值和自然保护区建设的空缺评分值,并借助GIS技术分析了江西省自然保护区空间布局特点及存在的主要问题,研究提出了自然保护区空间规划布局建议,为江西省自然保护区中远期发展规划提供科学依据。     

基于生态系统服务功能和生态敏感性的自然生态空间管制分区研究

自然生态空间分区管制是国土空间管制的重要组成部分,也是国内外生态环境研究的热点。针对国内自然生态空间用途管制暂处于试点阶段,有关管制的方法有待进一步探究的情况下,旨在通过江西省自然生态空间管制分区,为实现合理保护自然生态资源,促进自然生态系统健康有序发展提供参考。以江西省为研究对象,借助GIS空间分析技术,通过生态系统服务功能重要性和生态敏感性评价,构建二维关联判断矩阵,进行自然生态空间管制分区,并以此提出相关的管制建议。结果表明:江西省自然生态空间总面积为117924.67 km²,约占全省总面积的70.66%,从空间上可划分为高重要高敏感区、中度重要敏感区和低重要低敏感区3种类型区;其中,高重要高敏感区以生态保护和生态修复为主,实施严格的区域准入措施;中度重要敏感区可依托区域生态资源优势,合理开展以维护、改善生态系统服务功能为主要目的生态经营活动;低重要低敏感区允许在不破坏生态系统结构和功能的前提下,适度开展一定规模的生产建设活动,减少污染排放,增强区域生态功能。全省16个国家自然保护区基本位于高重要高敏感范围内。基于生态系统服务功能与生态敏感性的自然生态空间...     

A simple multivariate analysis to assess diversity in a complex long-term managed forest area in central Italy

Today wood and nonwood forest resources management meets and often clashes with environment and biological diversity protection. A main problem is to understand relationships between the different roles of forest biodiversity, site, and management parameters. A multivariate statistical analysis has been carried out in order to interpret relationships between some forest biodiversity components and forest inventory data. Several indices of floristic diversity, species abundance, and structural heterogeneity at stand level have been calculated. The different components of forest biodiversity were separated by principal components analysis. Relations between forest biodiversity indices and site and management attributes have been investigated by two multivariate statistical techniques: bivariate correlation analysis and multiple linear regression. Results showed a high correlation between all the investigated components of forest biodiversity and some topographic and/or forest management attributes. Results also gave ancillary information to define sustainable forest management criteria.     

湿地自然保护区保护价值评价方法

提出了一套侧重水鸟保护的湿地自然保护区保护价值评价方法.该方法建立的指标体系经过专家咨询和会议讨论确定指标,采用层次分析法(AHP)建立了递阶层次结构模型.指标体系共分为目标层1项、系统层5项、准则层11项和指标层26项.将获取资料的湿地自然保护区按国家有关分类标准与原则归为3个类型(海洋与海岸生态系统类型、内陆湿地与水域生态系统类型和野生动物类型),每个类型内的自然保护区再结合自身湿地主体进一步划分为4个小类型(近海与海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地).实例分析了海洋与海岸生态系统类型中的以近海及海岸湿地为主体的自然保护区,内陆湿地与水域生态系统类型中的以沼泽湿地为主体的自然保护区和野生动物类型中的以河流湿地为主体的自然保护区,并依照保护价值指数进行了等级划分.为湿地自然保护区的保护价值和发展地位,总体规划和改建变更提供了依据.     

国家级自然保护区生态系统格局十年变化(2000-2010年)评估

为揭示国家级自然保护区生态系统格局构成及变化状况,基于2000年和2010年319个国家级自然保护区生态系统类型与分布数据,根据生态系统类型转化及其转化幅度,考虑自然保护区各功能区的重要性,构建生态系统格局变化指数,分析国家级自然保护区生态系统格局动态变化。结果表明,国家级自然保护区草地生态系统面积最大,2000年和2010年分别占全国国家级自然保护区总面积的57.88%和57.74%,其次为荒漠生态系统,两期占比约17%,其他依次是湿地、森林、灌丛、农田、冰川/永久积雪、海洋、城镇等生态系统类型。2000-2010年,国家级自然保护区内森林、湿地面积明显增加,城镇有一定程度扩张,冰川/永久积雪略微减少。总体上,国家级自然保护区生态系统格局基本保持稳定,基本维持的保护区数量219个,占国家级自然保护区总数的68.65%,生态系统格局改善的保护区数量略多于退化的数量,10年来国家级自然保护区生态系统格局保护取得一定效果。国家级自然保护区生态系统格局在基本维持的基础上,表现出一定的地域不平衡性。生态系统改善的保护区多分布在秦岭、大巴山、大娄山、南岭一带,而东部省份、内蒙古高原、东北平原一带生态系统退化的保护区数量较多,主要是荒漠、内陆湿地和水域、野生动物、自然遗迹等类型自然保护区。最后,提出3点建议为提高国家级自然保护区管理水平提供参考。     

生态系统保护现状及保护等级评估——以江西省为例

基于生态系统的保护是防止生物多样性丧失的重要手段,已成为保护生物学研究的热点。对生态系统保护等级进行划分,确定局域、区域和全球尺度上生态系统保护的优先性,可为制定生态系统保护方案提供重要依据。目前,生态系统保护等级划分的常用指标包括面积流失率、幅度和代表性。以江西省生态系统为例,基于20世纪80年代的江西省植被图、生态系统图、2010年土地利用图和自然保护区图,在GIS环境下进行图层叠加运算和重分类,再进行定量评估和归一化,将江西省生态系统划分为极重要、重要和一般3个级别。结果表明:过去的30年间江西省自然生态系统面积共减少了82613.83km2,减少率超过了60%。全省的37个自然生态系统类型中有19个类型建有国家级自然保护区,但得到保护的面积比例较低。森林生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占省国土面积的16.7374%、5.5310%和3.8242%,受国家级自然保护区保护的比例分别为0.51%、3.73%和5.76%;灌丛生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.0975%、0.9335%和0.0100%,保护比例分别为1.72%、0.17%和0.70%;草地生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.2647%、0.0005%和0.1064%,保护比例分别为0.21%、0.00%和3.49%;湿地生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.3532%、0.0345%和1.5650%,保护比例分别为1.87%、0.00%和18.01%。从各级生态系统空间分布来看,极重要生态系统分布范围最广,主要分布在江西省的东南部和西北部;重要生态系统主要分布在西北部和东北部;一般生态系统分布范围最小,主要分布在北部。中部地区的自然生态系统多数由于经济发展而退变为农田、城市等人工生态系统。结合江西省生态系统现状,将极重要的生态系统作为重点保护范围,因而占江西省国土面积17.46%的生态系统应该得到优先保护。这一结果为有效地开展生态系统管理,制定有针对性的生态系统的保护规划具有重要参考价值。     

宁波北仑山区植被的数量分类

本文运用组平均法、主成份分折法和主坐标分析法对宁波北仑山区28个样地进行了分类,三种分类结果得到较好的统一,初步划分出7个群系与10个群丛,建立了该地区森林植被的分类系统。     

森林资源质量状况评价方法及其在川西米亚罗林区的应用

为明确每一森林小班内森林资源的质量状况,以便为林场采取合理的森林经营措施提供科学依据。以森林小班调查内容为基础,借鉴前人的研究成果,结合专家咨询,构建了一套森林资源质量状况的评价指标体系,并提出了简便易行、贴近生产实践的森林资源质量状况评价方法。评价指标体系由森林的自然性、森林生产力的维持能力和森林群落的结构完整性与稳定性3个方面构成,包括林分起源、龄组、林分密度等15个评价指标。采用层次分析法、专家咨询法确定各评价指标的权重值,并引入黄金分割理论,结合专家意见、相关标准规范划分了各评价指标的评价级别及其得分。整个林场森林资源质量状况等级根据森林小班评价结果的加权得出。以川西林业局管辖的301林场和303林场为例进行了评价试用,结果表明:301林场的一级质量小班数比例为45.65%,森林资源质量状况评价得分为0.59,评价级别为二级(一般);303林场的一级质量小班数比例为64.80%,森林资源质量状况评价得分为0.63,评价级别为一级(好)。结合有关研究成果和研究区域的实际情况,认为评价结果能较客观地反映森林资源质量的真实状况,评价方法具有较强的实用性。探讨了本方法在森林资源质量状况评价研究中的优缺点。     

Nature reserve group planning for conservation of giant pandas in North Minshan, China

Formation of nature reserve groups (NRGs) is an important approach for optimising spatial patterns in nature reserves and for improving the efficiency of nature reserve networks. In this study, based on habitat evaluation and connectivity analysis, the approach and method for optimising spatial patterns and functional zoning of reserves were analysed using the case study of giant panda (Ailuropoda melanoleuca) reserves in North Minshan. Results indicated that five panda nature reserves had been established, which formed a reserve group and covered 48.4% of panda habitat and three of five population components. Although the nature reserves were connected to each other, core zones were divided into seven isolated areas. These divisions can reduce the efficiency of protecting giant pandas in reserve systems. To optimise spatial patterns in nature reserves, one new reserve is proposed and it is recommended that core zones be expanded and merged into two areas, in accordance with the spatial distribution of the panda population. Three linkage areas are also proposed—for facilitating panda exchange and movement among different populations. The study is expected to provide a scientific basis for planning the development of nature reserves in this mountain range, to promote the establishment of nature reserve groups in other areas, and to optimise entire nature reserve systems in China.     

气候变化对亚热带常绿阔叶林优势类群樟属植物的影响及保护评估

常绿阔叶林的优势类群由于其个体数量多、盖度大、生物量高、生存能力强, 对维持相应生态系统的稳定起着主导作用。樟属(Cinnamomum)植物为亚热带常绿阔叶林的优势类群, 通过对其过去、当前和未来潜在分布区的研究可以了解该类群的变迁历史, 为理解亚热带常绿阔叶林动态变化提供帮助, 有助于亚热带常绿阔叶林保育策略的制定。本研究利用最大熵(MaxEnt)模型模拟了我国樟属47种植物在5个时期(末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期、当前和未来)的潜在分布区及物种丰富度热点区域。此外, 根据樟属植物的物种丰富度热点区域与自然保护区相叠加, 对当前自然保护区的保护状态进行了评估, 尤其是为保护亚热带常绿阔叶林而设立的自然保护区。结果表明: 樟属物种的潜在分布区在5个时期变化均不大, 仅在亚热带-温带交界处的各大山脉和平原之间出现局部收缩和扩张; 值得注意的是, 物种丰富度热点区域在5个时期变化明显, 末次盛冰期面积最大, 相较于末次间冰期、全新世中期和当前分别多96%、88%和37%; 未来(~2080年)两种不同温室气体排放典型浓度途径(representative concentration pathways, RCP) (RCP2.6和RCP8.5)下, 樟属物种丰富度热点区域面积将分别比当前收缩8.4%和10.0%, 并且随着温室气体排放的增加, 物种热点区域收缩趋势会更加明显。此外, 本研究发现樟属物种丰富度热点区域主要位于我国四川东南部、贵州南部、广西和广东, 然而仅7.5%位于现有自然保护区内, 未来自然保护区、国家公园等自然保护地的扩建、选址和规划应优先考虑四川东南部和华南地区。