全球陆地保护地60年增长情况分析和趋势预测

保护地建设已成为全球生物多样性保护的第一道防线。掌握其在不同尺度上的发展状况和变化趋势对保护地规划和建设有重要意义。针对已有研究在时间跨度、空间尺度以及结果对比方面的不足, 本文基于世界保护地数据库(World Database of Protected Areas, http://www.protectedplanet.net), 对全球、洲际、地区及国家尺度1950-2013年陆地保护地的增长情况进行描述和短期预测。结果发现: (1)全球保护地增长速率不断加快, 特别是在20世纪90年代以后。(2)洲际和地区保护地发展大致呈现3种增长趋势: 在美洲及大洋洲, 多数地区的保护地增长速率一直在加快; 在亚洲和欧洲, 多数地区的发展高峰出现在20世纪80、90年代; 在非洲, 多数地区的发展高峰为20世纪70年代及21世纪前10年。(3)各国保护地建设存在不平衡性, 仍有近一半国家的陆地保护地比例小于10%, 但这种差距随时间的推移有缩小的趋势。(4)绝大部分保护地增速均匀性低的国家分布在非洲。(5)虽然全球的《爱知生物多样性目标》在2020年预计不能完成, 但包括中国在内的22个国家有望如期达到目标。本文结果为未来保护地规划和建设工作的开展提供了参考依据。     

全球变化生态学:全球变化与陆地生态系统

工业革命以来,伴随着人类社会的飞速发展,地球系统的物质循环也在不断加速,与此同时,大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中,如氟里昂积存于大气中,有机化合物富集于水生生物体内,化石燃料燃烧释放的污染物和温室气体进入大气、水体、土壤和生物体等。     

中国陆地生态系统对全球变化的敏感性研究

根据自然植被净第一性生产力综合模型和农业净第一性生产力模型计算了我国自然植被及农作物的净第一性生产力,结果表明:在所有可能的气候条件下,我国陆地生态系统的生产力表现出由东南向西北递减的趋势及明显的条带状分布,并在新疆地区形成明显的低值区。在年平均气温升高2℃且降水不变的情况下,湿润地区生产力增加幅度最大,约增加1～2tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水增加20％的情况下,干旱、半干旱地区生产力增加幅度最大,约增加0.5～3.0tDW·hm~(-2)·a~(-1);在年平均气温升高2℃、年降水减少20％的情况下,湿润地区生产力提高约0.5～1.0tDW·hm~(-2)·a~(-1),干旱、半干旱地区生产力降低约0.5～2.0tDW·hm~(-2)·a~(-1)。     

黄河流域陆地生态系统碳储量测算及其影响因素

准确估算陆地生态系统碳储量,科学制定生态环境保护和土地利用政策,对促进区域低碳可持续发展,实现\"碳中和\"目标具有重要意义。基于大量碳密度样点数据,将其与生态地理分区和土地利用类型图空间叠置,采用克里金插值法得到黄河流域碳密度空间分布数据集。应用InVEST模型对2000年、2010年和2020年黄河流域陆地生态系统碳储量的时空演变测度,提高了碳储量估算结果的准确性。利用Pearson相关性分析和多尺度地理加权回归模型(MGWR)对自然、社会经济和景观格局指数等因素对县级行政单元尺度单位面积碳储量的影响进行分析。主要结论如下:(1)黄河流域碳密度空间分布呈西部大于东部、东部地区自东南向西北递减的格局;(2)2000-2020年黄河流域陆地生态系统碳储量增加0.02%(7.011×10⁹-7.012×10⁹t),空间分布与碳密度相同,空间集聚特征显著,\"高高集聚区\"主要分布在黄河上游西南部的青藏高原地区, \"低低集聚区\"主要分布在黄河上游北部和黄河下游大部分地区;(3)Pearson相关性分析得出与碳储量呈正相关的影响因素为Pr(降水)、NDVI(归一化植被指数)和Slope(坡度);呈负相关的影响因素为TEM(温度)、HAI(人类影响指数)、SHDI(香农多样性指数)、DN(夜间灯光数据像素值)和PPOD(人口密度)。(4)MGWR模型得出TEM、Pr、NDVI和SHDI空间异质性强,HAI在2010年后异质性强;Slope空间异质性中等;DN和PPOD为全局尺度变量,空间影响平稳;(5)MGWR模型得出NDVI对黄河流域县级单位面积碳储量作用强度最大。NDVI、Slope对县级单位面积碳储量的影响呈正效应,TEM、HAI、DN和PPOD呈负效应,Pr、SHDI呈正、负双向效应。     

大尺度陆地生态系统状态变化及其资源环境效应的立体化协同联网观测

环境变化和人类活动的双重驱动正在快速地改变地球生态系统状态,呈现出了众多级联的资源环境问题,生态系统的状态变化和时空演变驱动因素以及相应的资源环境效应是大尺度陆地生态系统科学研究的永恒主题.观测和评估生态系统状态变化,发现和理解生态系统响应机制,认知和描述生态系统演变规律,预测和预警生态系统演变趋势,都依赖于大陆及全球...     

全球变化对陆地生态系统的影响研究──兼介美国MINK和英国TIGER研究计划

全球变化对未来的农业、森林、南北极、生物多样性等陆地生态系统都可能会产生种种影响,并已引起世界各国科学家、政府的极大关注,纷纷开展了大量的研究工作,本文简要介绍了全球变化的概念、关于全球变化存在的一些已知和未知的事实,以及中外学者对全球变化对陆地生态系统的影响开展的一些研究工作及取得的成果,重点介绍了美国的MINK和英国的TIGER研究计划.     

虚拟环境下距离知觉的加工与整合

距离知觉是判断环境中自我与物体之间的距离或者是物体与物体之间的距离,本文简要介绍了虚拟环境下的距离信息线索的加工以及多感官的整合,系统回顾近年来对距离知觉的研究与探索,并对其进行评价.最后,讨论了运用虚拟现实技术研究距离知觉的一些局限性,并对于未来的研究趋势进行了展望.     

国家公园体制背景下中国自然保护地体系变迁--基于多源流理论分析

随着经济社会的发展,中国自然保护地体系经历了由以自然保护区为主体向以国家公园为主体的重要变迁。应用多源流理论分析了中国自然保护地体系变迁。从内在逻辑、民主化程度和变量控制三个方面分析了多源流理论在中国保护地变迁研究中的适用性;从问题源流、政治源流和政策源流三个方面分析了中国自然保护地体系变迁的主要影响因素,梳理了变迁的逻辑路线,总结了变迁的内容,变迁内容包括管理客体、管理主体和管理手段三个方面。结果表明:中国自然保护地体系变迁是问题源流、政治源流和政策源流共同作用的必然结果,表现在问题源流中的指标数据和问题反馈促进了政策源流中政策建议和方案的提出,而焦点事件与政治源流中执政理念的冲突对变迁起到了重要的催化作用;政策源流存在渐进式完善过程,尤其是国家公园体制试点对政策源流的发展起到关键作用。此次变迁的逻辑路径主要包含三股源流的相互作用,通过引入国家公园重塑中国自然保护地体系,促进其系统性、整体性和协同性发展。     

中国自然保护地空间重叠分析与保护地体系优化整合对策

自然保护地体系的构建是国际社会高度重视的生物多样性保护策略。近年来, 中国已关注到自然保护地空间重叠交叉的问题, 并出台了《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》。为落实这一战略, 需要对现有保护地的彼此关系与空间分布进行系统研究。为此, 本研究收集了8,572个不同类型和级别自然保护地的坐标、生态系统类型、行政区域及边界等信息, 筛选出1,532个具有空间重叠、管理部门交叉的自然保护地, 计算地理集中指数并采用ArcGIS软件进行了核密度分析, 得出空间重叠保护地分布的生态地理区、生态系统类型、交叉管理部门、所在省份等空间分布特点。研究结果显示: (1)鲁中山区、太行山、大别山、天目山-怀玉山、皖江等生态功能区的自然保护地重叠最为严重(核密度Mean > 6, Max > 8), 其中太行山区、大别山区、天目山-怀玉山区为重叠保护地密度高的生物多样性优先保护区, 目前10个国家公园试点区域中仅大熊猫国家公园体制试点区、湖南南山国家公园体制试点区、钱江源国家公园体制试点区三处位于保护地重叠高密度区; (2)原主管部门中, 原国家林业局与住房和城乡建设部的交叉管理保护地数量最多, 为294个; (3)黑龙江、安徽、山东、河南、湖北、湖南等省范围内的自然保护地空间重叠状况明显高于其他省区, 而晋冀豫与皖鄂赣这两处三省交界处重叠程度更高, 其他多处三省交界区域也存在保护地的中度重叠。故上述生态地理区、原主管部门与行政区应作为中国自然保护地体系优先普查区域与优化整合重点对象。基于重叠保护地核密度热点区、生物多样性保护优先区与生态系统文化服务的分析框架, 本研究按照国家公园、自然保护区、自然公园三类, 对不同生态功能区自然保护地优化整合优先性与类型提出了初步建议, 以期为当前中国自然保护地体系改革的紧迫需求提供参考。     

种群分布格局的多尺度分析

种群分布格局的分析对于了解种群空间分布规律以及种内与种间关系具有重要的意义。最近邻体分析方法 (Nearestneighboranalysis, NNA) 作为种群空间分布格局的重要分析方法, 仅局限于种群格局的单尺度分析。改进NNA方法以应用于种群格局的多尺度分析, 将有助于解决种群格局的尺度依赖性。该文在前人研究的基础上提出扩展最近邻体分析方法 (Extendednearestneighboranalysis, ENNA), 也即在传统Clark_Evans指数公式的基础上增加一个距离尺度参数d (m), 并定义其所对应的Clark_Evans 指数CE (d) 的计算公式及其相应的显著性检验计算公式 (u (d) ) 分别为 :CE (d) =rdA/rdE= (1Nd∑Ndi=1 rdi) / (0.5Ad/Nd+0.0 5 14Pd/Nd+0.0 4 1Pd/Nd3 /2 ) 和u (d) = (rdA-rdE) /σd, 在距离尺度d (m) 范围内, 参数rdA指样地内各个体与其最近邻体间距离的平均值 (m) 、rdE指相同环境中个体呈随机状态时最近邻体距离的平均值 (m) 、Nd 为样地内个体总数、rdi为第i个个体与其最近邻体间的距离 (m) 、Ad 为样地面积 (m2 ) 、Pd 为样地周长 (m) 和σd 代表标准差。ENNA尺度变换采用与分形理论中计算沙盒维数相类似的过程, 而格局类型判断的标准与传统最近邻体分析方法相同。传统最近邻体分析结果是EN NA中距离尺度d取最大值dmax时的一个特例。以广东省黑石顶自然保护区针阔叶混交林中的马尾松 (Pinusmas soniana) 、黄牛奶树 (Symplocoslaurina) 、水栗 (Castanopsisnigrescens) 、鼠刺 (Iteachinensis) 和桃金娘 (Rhodomyrtustomentosa) 等 5个代表性种群为例, 在地理信息系统软件ArcViewGIS技术平台上进行的实例研究显示, 5个种群均表现出不同程度的尺度相关性。由此表明, 该文提出的新方法ENNA能够检测出种群空间分布格局的尺度依赖性, 获得关于种群空间分布格局的多尺度信息, 是进行种群空间格局多尺度分析的有效方法。     

自然保护区的缓冲区:模式、功能及规划原则

自然保护区是就地保护生物多样性的途径,然而在实践中逐渐暴露出了一些保护区设计方面的问题,其中最严重的是自然保护区与非自然保护区之间的过渡问题。为了解决这个问题,人们提出了在自然保护区内设立缓冲区的想法。现在缓冲区已经成为自然保护区的有机组成部分,具有生态缓冲和社会缓冲两大主要功能。本文归纳了自然保护区缓冲区的定义、模式和类型,回顾了缓冲区的发展,总结了缓冲区的规划原则。最后,我们还对国内保护区缓冲区的现状进行了讨论。     

中国自然保护区网络现状分析与优化设想

我国的自然保护区已覆盖了近15%的国土面积。利用生物多样性保护的地理学方法（Geographic approach to protection of biological diverstiy,GAP）分析了自然保护区的布局和现状。结果表明：我国自然保护区已基本上形成了较完整的体系,但现有保护区网络布局有待进一步合理化：许多重要的、我国特有的或分布狭域的自然生态系统类型、一些珍稀濒危动植物的栖息地、许多稀有或具有重要战略价值的自然资源的产地等尚未被全部纳入保护体系内。作者建议未来自然保护区建设要从以保护物种为中心转向以保护生态系统为中心。应立足现有保护区网络,以扩建原有保护区为主;将具有重要意义的地方保护区升级为国家级保护区;加强与周边国家的合作,建立跨国自然保护区等。保护区规划要因地制宜、形式多样,如在西部应以建立大型自然保护区为主;中、东部人口稠密地区以建立中小型保护区和保护点为主;在候鸟越冬、繁殖与停歇地,可建立季节性保护区等。     

基于Dobson算法的中国受威胁陆栖哺乳类优先保护识别与保护现状分析

优先保护区识别对受威胁物种的多样性保护具有重要价值。基于GIS空间分析、管理及预测能力,以中国受威胁陆栖哺乳动物为对象,建立受威胁物种的分布二值网格系统;利用Dobson算法对研究区3810个网格单元进行筛除,确定全国范围下受威胁物种的优先保护区域;结合中国主要的自然保护地分布数据（国家公园和自然保护区）,采用保护空缺方法分析优先保护区内受威胁动物的保护现状。研究发现,29个50km×50km的网格单元就包含了全部的受威胁陆栖哺乳物种,其中位于喜马拉雅山东南区等地的10个网格区域覆盖有80%以上的物种,其所处的10组县级行政区内被主要自然保护地保护的土地面积占25.9%,物种数占83.6%,存在一定的保护空缺。本文采用Dobson排除算法,以小面积规则网格为基本单元,顾及到了实验结果的客观性,有助于提高优先保护区的识别效率。     

喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉生态区类型与保护地空间分布格局

喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉是泛第三极区域的重要组成部分。对中国与阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、不丹和缅甸等6国交界的喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉地区生态区和保护地分布开展研究。喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉地区总面积902843.76 km²,跨古北界和东洋界两大全球重要的生物地理区域,分布有14个生态区,其中有55处保护地。保护地由国家公园和自然保护区组成,主要分布在东喜马拉雅亚高山针叶林、喜马拉雅亚热带阔叶林和东喜马拉雅阔叶林3个生态区内,面积为159063.30 km²,占喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉地区总面积的17.62%。保护地中有41处国家公园,占保护地总数的74.5%;有25处为多国毗邻,占总数的45.45%。保护地的地理集中指数都大于完全平均分布值（37.796）,空间分布呈集聚状态;其中自然保护区分布的不均衡度高于国家公园,分布在中国,尼泊尔和印度三国境内。核密度分析显示中尼边境与中印边境区域的保护地分布集中度高。20世纪30年代开始,特别是80年代以来各国建立保护地,目前已经形成全球著名的保护地集群带。对于进一步推进喀喇昆仑山-喜马拉雅山脉地区国家公园跨境合作具有重要意义。     

论保护地分类与以国家公园为主体的中国保护地建设

中国正在开展一场以国家公园为龙头的保护地建设, 面临着一个跨领域、跨行业、全空间的保护地分类管理难题。世界各国建立了各种各样的保护地, 这些保护地存在着“同物异名、同名异物、一物多名”现象。IUCN提出了一个保护地分类系统, 以期将所有的保护地纳入一个体系。人们试图按照IUCN的保护地分类系统对现有保护地分类, 但是IUCN保护地分类系统的定义模糊, 无量化标准, 而保护地的属性常常存在非唯一属性等问题。保护地分类是一个学术问题, 可以自由探讨, 百家争鸣; 而保护地的管理是行政问题, 必须有章可依, 有法可循。中国现有10多种不同的保护地类型, 本身就是一种分类体系, 有的保护地, 如自然保护区、风景名胜区、地质公园等已经有相应的行政法规和管理经验。中国国家公园应整合优化而不是取代现有的其他类型保护地。以国家公园为龙头的中国保护地体系需要顶层设计和专门立法。保护地应当推动当地社区人与自然协调发展。