酸沉降背景下鼎湖山林区径流的水化学组成特征

为了解酸沉降背景下湿热流域源区不同径流的水化学组成特征,选取鼎湖山林区溪流水、土壤水、地下水作为研究对象,在2019—2020年以季节为周期对水化学组成进行了观测分析。结果表明：鼎湖山林区溪流水、土壤水和地下水pH值和酸中和容量较低,分别介于3.45—6.77和-545.51—302.09μmol H~+/L之间,水体均呈弱酸性。林区土壤、植被和扬尘颗粒缓冲酸沉降物质的能力较低,对减缓水体酸化的作用较小。不同径流水体化学组成含量存在差异。土壤水K~+、Ca²⁺、NO~-₃和SO■浓度显著高于地下水和溪流水,地下水和溪流水之间除NO~-₃浓度存在显著性差异外,其余3个指标浓度没有显著性差异;地下水Na~+、Mg²⁺、Cl~-、DSi浓度显著高于土壤水和溪流水,土壤水和溪流水之间除Cl~-浓度没有显著性差异外,其余3个指标浓度存在显著性差异;这与土壤硝化、吸附、矿物化学风化等作用有关。溪流水水化学组成类型为NO~-₃·SO■-Ca²⁺·Mg²⁺     

模拟酸沉降对鼎湖山季风常绿阔叶林地表径流水化学特征的影响

通过模拟酸沉降实验,研究了旱季期间(10-3月份)鼎湖山季风常绿阔叶林在4种不同pH模拟酸雨处理(对照、pH 4.0、pH 3.5、pH 3.0)下地表径流水化学输出特征.结果显示:(1)地表径流pH随酸处理强度增强呈“U”型变化模式,酸沉降对地表径流pH的影响不显著(P＞0.05),表明模拟酸沉降尚未引起地表水的酸化.(2)地表径流中NO3-、SO24-浓度随酸处理强度增强略有增加;HCO3-浓度的变化模式与地表径流pH类似.酸根离子浓度与地表径流pH相关性分析表明,SO24-、HCO3-有助于提高地表水抗酸化能力而NO3-则有助于促进地表水酸化.(3)地表径流中盐基离子对酸沉降的响应不尽相同.pH 3.0处理显著提高地表径流中Ca2+、Na+浓度;Mg2+浓度具有随酸处理梯度增强而增加的趋势;K+受模拟酸度的影响小.表明强酸(pH3.0)处理将导致土壤Na+、Ca2+、Mg2+盐基离子流失.(4)酸沉降具有诱发土壤可溶性有机碳(DOC)流失的倾向,增加地表水受有机污染的风险.     

鼎湖山主要森林类型植物胸径生长对氮沉降增加的初期响应

在林地分别喷加0、50、100和150kgNhm^-2a^-1,研究鼎湖山马尾松林、马尾松荷木混交林和季风常绿阔叶林乔木层植物胸径生长(年增长率)对增施氮的响应。结果表明,不喷加N,马尾松林、混交林和阔叶林胸径年增长率分别为4.84％、4．09％和2．99％;外加氮对植物胸径生长的影响因森林类型和植物种而异。马尾松林和混交林,低氮处理(喷加50kgNhm^-2a^-1)没有对胸径生长产生明显影响,中氮处理(喷加100kgNhm^-2a^-1)则分别增加了77、8％和105．6％。外加氮处理均使阔叶林胸径年增长率下降,低氮、中氮和高氮处理(喷加150kgNhm^-2a^-1)分别比对照(不喷N)低36．8％、28．5％和41．0％。这表明外加氮处理促进马尾松生长,但抑制大多数阔叶树种生长。     

五大连池矿泉水的微生物特征和生态健康效应

矿泉水是地下水从含水层中经长期与岩石相互作用形成、富含有益于人体的丰富矿物质和微量元素的一类顶级饮用地下水资源.在水资源污染严重而且生态环境不断恶化的今天,基于新的科技认知手段重新认识矿泉水的生态和健康效应,具有重要意义.黑龙江省五大连池风景区拥有着五大连池旅游疗养业赖以生存和发展的优质矿泉水资源,并且被应用于医疗和保健方面已有百余年历史,但是面临着资源量减少、环境污染等问题的威胁.本文主要针对五大连池矿泉水的形成过程、分布规律、水化学和微生物特征及其健康效应等进行综合评述,侧重其微生物特征的研究进展,提出了未来五大连池矿泉的研究展望.为了更好地保护和利用五大连池矿泉水,建议五大连池周边农场发展绿色生态农业,减少化肥的施用;在开发旅游和疗养资源的同时,要严格建立污染风险的评估和管控体系,减少“新型”环境污染物对地质生态环境的可能污染.     

向海自然保护区土地覆盖分类研究

探讨了Fuzzy ARTMAP神经网络在向海自然保护区土地覆盖分类中的应用.全文阐述了Fuzzy ARTMAP网络结构及其采用的算法,提出一种引入遥感图像判读结果的警戒系数自动调整方法,能够解决人为选择警戒参数效率低、难以取得合适数值的问题.结果表明,具有警戒系数调整功能的Fuzzy ARTMAP神经网络能够有效的对向海自然保护区的TM影像进行分类,它与最大似然法和传统的Fuzzy ARTMAP神经网络相比对样本的依赖程度较低,分类精度较高.警戒系数自动调整方法根据遥感影像判读结果自动调整网络参数,提高了网络的运行速度.从分类结果可以看出,向海自然保护区目前开荒现象比较严重,草场有所退化,沼泽有荒漠化迹象,应当采取相应的措施保护向海湿地资源.     

广东鼎湖山自然保护区森林景观的动态模拟研究

在遥感和GIS系统支持下,以1991年和1999年两个时期的Landsat-TM合成影像为基础,利用马尔科夫模型,模拟鼎湖山自然保护区森林景观的动态演变。结果表明:常绿阔叶林面积增加,除水域外,其它面积相应减少,到达稳定期,区域内大多为常绿阔叶林,少量的混交林,其它类型几乎消失。这个趋势是和该地区森林的演替规律相符的,但是这种结果对维持保护区内的景观多样性是不利的。     

中国自然保护区空间分布特征

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。研究系统整理了我国现有2672个自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计。运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析。结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了"起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善"的5个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿"胡焕庸线"呈"西少东多、西聚东散"的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等11个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系。最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议。在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考。     

三湖连江水库水化学特征

总结了1987年4月至1989年10月三湖连江水库水化学特征,季节变化及其年际变动,结果表明:该水库水质清澈,透明度平均为313cm,pH值平均为7.8,水呈中性,溶解氧丰富平均为8.81mg/L;矿化度平均为121.82mg/L,水型属重碳酸盐类,钙组Ⅱ型水(CⅡCa);水中主要营养元素氮含量高,总氮平均为1.38mg/L,磷含量低,总磷平均为0.022mg/L,氮和磷比为62.7:1,表明磷是水体生物生产力的主要限制性营养元素。多数理化组分周年中出现明显的季节变化,和在平面分布上差异显着,多数理化组分年际变化不明显。       

基于双核酸频率分布特征的细菌亲缘关系定量分析

目的采用生物信息学方法定量分析细菌的亲缘关系。方法抽取全基因组核酸序列的双核苷酸频率特征向量,表征数字特征。采用Pearson相关系数分析特征向量之间的距离。结果以119个细菌的全基因组核酸序列为研究对象,两两比对的结果为:越是相近的物种,Pearson相关系数越大,PCC距离越小。结论该方法对细菌亲缘关系的定量描述做了有益的探索。     

我国国家级自然保护区数量特征研究

研究我国国家级自然保护区数量特征对加强保护区建设和管理具有重要意义。本文通过资料收集,采用方差分析、多元比较、相关分析等数理统计方法,分析了我国国家级自然保护区数量和面积的分布格局、各类型保护区各功能区划面积比例及功能区面积与物种的关系等数量特征。结果表明,我国国家级自然保护区数量上以森林生态系统类型最多;面积上为荒漠生态系统类型最大;面积分布格局呈现从西向东及从北向南逐渐减少的趋势。方差分析表明不同类型国家级自然保护区3个功能区面积所占其总面积的比例之间差异不显著;相关分析表明在以物种为保护对象的保护区中,其总面积、各功能区面积与物种数量、动植物种类的相关性显著。该研究相关结果为我国自然保护区的建设与管理提供一定的参考依据。     

基于最受关注濒危物种分布的国家级自然保护区空缺分析

我们收集整理了中国96个最受关注濒危物种的分布点信息, 利用Maxent分布模型模拟其中分布点信息较为充分的46个物种的潜在分布区, 将其余50个分布信息极少物种的分布点直接标示在地图上。通过分析单个物种分布被国家级自然保护区覆盖的比例, 以及国家级自然保护区覆盖最受濒危物种分布热点地区的比例, 对国家级自然保护区进行了空缺分析。截至2014年底, 仅16个最受关注濒危物种的预测分布区被保护区覆盖超过10%。在分布有最受关注濒危物种的数目可能超过10种的像元(0.8421º)中, 仅有8.27%得到国家级自然保护区保护; 另外, 仅有10.9%的最受关注濒危哺乳动物分布热点地区、1.13%的最受关注濒危鸟类分布热点地区和7.26%的最受关注濒危植物分布热点地区得到国家级自然保护区覆盖。结果显示国家级自然保护区对大部分最受关注濒危物种覆盖不足, 尤其是对其中的所有长距离迁徙鸟类; 国家级自然保护区对最受关注濒危物种分布热点地区覆盖也不足, 尤其是在中国东部和南部地区, 自然保护区在这些地区的布局亟待优化。     

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.     

A new system for understanding the biodiversity in different nature reserves:capacity,connectivity and quality of biodiversity

In this paper,we propose a new system for understanding the biodiversity in different conservation areas.It includes three aspects:the capacity,the connectivity and the quality.The capacity refers to the numbers of biodiversity,including absolute and relative richness of the vegetation types Nv and Dv = (Nv-1)/lnA,species numbers S and richness of species dGI = (S- 1)/lnA,and germ plasm resources within a nature reserve,and also the potential biological living space offered by the natural resource.It comprises the total biological resources in a nature reserve.The connectivity refers to the flux of biodiversity,including similarity and connected status of the vegetation types SILi = 2z/(x + y) and species numbers SIc = 2z/(x + y) among different nature reserves.The quality refers to the stability of biodiversity,including relative species richness index RSLi = d/dmax,relative vegetation richness index RVLi =Dv/Dmaxv,fastness to invasion species fLi = 1-Si/St,weighted values,representativeness and vulnerability of special vegetations,special species,CITES species and rare species as the protected targets.     

A new system for understanding the biodiversity in different nature reserves: capacity, connectivity and quality of biodiversity

In this paper, we propose a new system for understanding the biodiversity in different conservation areas. It includes three aspects: the capacity, the connectivity and the quality. The capacity refers to the numbers of biodiversity, including absolute and relative richness of the vegetation types N _v and D _v =(N _v −1)/lnA, species numbers S and richness of species d _Gl =(S − 1)/lnA, and germ plasm resources within a nature reserve, and also the potential biological living space offered by the natural resource. It comprises the total biological resources in a nature reserve. The connectivity refers to the flux of biodiversity, including similarity and connected status of the vegetation types SI _Li =2z/(x + y) and species numbers SI _C =2z/(x + y) among different nature reserves. The quality refers to the stability of biodiversity, including relative species richness index RS _Li =d/d _max, relative vegetation richness index RV _Li =D _v /D _maxv , fastness to invasion species ƒ _Li =1−S _i /S _t , weighted values, representativeness and vulnerability of special vegetations, special species, CITES species and rare species as the protected targets.     

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。     

我国部分自然保护区建设管理现状分析

对我国6个省市的15个自然保护区建设管理现状的调查表明,不同时期建立的自然保护区其管理水平有着较大的差距。主成分分析表明,自然保护区的投资及与投资有关的建设管理指标是影响自然保护区建设管理水平的重要因素。聚类分析表明,15个自然保护区可以分为3类,分别代表了我国自然保护区建设发展的3个不同的阶段。不同背景下建立的自然保护区有着相异的建设管理特征,而自然保护区的建设管理还未真正从生态建设的需求和资源管理的目的出发,这或许是当前我国自然保护区建设管理水平参差不齐的根本原因。从自然保护区的建设管理现状来看,6个省市可以被分为3类,而其中自然和社会经济发展因素相差较大的地区(如辽宁和江西),其自然保护区的建设管理方面有相似之处,这表明自然保护区的建设管理水平与资金和人力物力的投入有密切的关联。决定自然保护区建设管理水平的制约因素很多,由于自然保护区的公益性特征,所以资金的投入是所有问题的核心。     

江西省自然保护区的排序研究

本文运用主分量分析的方法,分析了江西森林自然保护区的自然属性的地理分布规律,旨在从中找到一组可靠的自然属性,以此预测建立森林自然保护区的合适之地,并对已建立的5个省级自然保护区进行分布合理性评价。研究表明：前三维主分量的信息量占总信息量的87．73％,降维效果良好。通过对不同自然属性在前三维主分量上的负荷量以及它们之间的离散性分析,确定了12个自然属性是评价和预测自然保护区的有效因子。从而证明 PCA 在自然保护区的规划和研究中具有良好的适应性。     

自然保护区空间特征和地块最优化选择方法

自然保护区是保护物种和生态系统的有效方式,用于建立自然保护区的资源却是稀缺的,这就提出这样的问题：1)自然保护区在空间上应具有什么特征才是有效的;2)如何从许多备选地块中选择一部分组成自然保护区对稀缺资源进行最优化分配。为促进物种生存繁衍,在地块选择时应考虑保护区空间特征。这篇文章综述了该领域最近的研究进展,重点介绍了结合各种空间特征的保护区地块最优化选择模型。介绍了4个主要的空间特征：1)连续,2)间隔和距离,3)边界和集约,4)面积以及核心区和缓冲区。以前用启发式算法求解这些问题,但研究已显示该法不能保证资源的最优化分配。空间特征也可用线性整数规划模拟,用最优化软件求得最优解。目前的线性整数规划模型和软件还不能有效解决大型的保护区地块选择问题,计算效率易成为实际应用的瓶颈。文章概括了我国目前自然保护区设计领域的研究状况和面临的问题,最后讨论了该领域新的研究方向。     

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。