海岛景观格局变化及其对降水截存能力的影响——以浙江象山县檀头山岛为例

在自然和人类活动的共同作用下,海岛这一特殊的景观生态系统正经历着剧烈的变化。淡水是海岛景观生态系统赖以存在的基础和关键组成部分,人类活动对海岛淡水的影响是其对海岛景观生态系统影响研究的重要课题之一。基于全岛整体性的视角,以浙江省象山县檀头山岛为例,就海岛景观格局与其降水截存能力之间的数量关系进行了探索,并提出了一个能够从整体角度快速评估海岛景观格局变化对降水损失影响的综合指数——总降雨损失率(TRLR)。结果显示,自1966—2012年,檀头山岛的TRLR呈不断升高趋势,这种趋势指示了檀头山岛淡水补给能力正逐年下降,长期下去势必会破坏海岛淡水棱镜体,并最终威胁到整个海岛景观生态系统。这一变化必须引起足够的重视,相应的景观格局优化措施应该被采取以增强檀头山岛降水截存能力,保障其景观生态系统的健康与可持续。     

中国扁嘴海雀第二繁殖地的发现

全世界有24种海雀。我国有三种。其中扁嘴海雀Synthliboramphus antiquus(Gmelin)据1931—1980年的有关资料记载,只在中国青岛附近的一些海岛上繁殖。我们于1979—1990年在江苏省连云港外的前三岛,山东省庙岛群岛、青岛和荣成等地区,对中国扁嘴海雀进行了考察。特别是在前三岛地区(包括车牛山岛,平山岛、达埝山岛和附近的几个小荒岛) 进行了连续百余天的昼夜观察。对扁嘴海雀的200多个巢,186枚卵、88只成鸟、30只雏鸟(1—2日龄)进行量度、拍照和分析,发现了中国扁嘴海雀的第二蟹殖基地。其结果简报如下:     

基于景观格局的海岛开发潜在生态风险评价

海岛生态系统是一种相对独立的生态系统,与岛外的信息交流比较少,甚至是没有,一旦对海岛造成损害是很难恢复的,因此,对海岛进行风险评价是海岛保护和管理的重要依据.海岛风险评价通常有两个方面,海岛自然灾害风险评价和海岛开发利用风险评价.针对海岛开发利用风险评价,应用遥感手段分析了海岛景观格局与海岛开发利用风险程度的关系,定义了海岛开发利用威胁指数和强度指数,建立了基于景观格局的海岛开发利用风险评价模型.然后,以2005年4月5日获取的5m分辨率的SPOT遥感影像为数据源,将提出的模型应用到渤海海域庙岛群岛中的大黑山岛、小黑山岛、北长山岛、南长山岛和庙岛进行评价,由现场调查情况分析可知评价结果是合理的.与传统的风险评价模型相比,本模型的优势在于应用遥感影像作为数据源,大大降低了对实地调查数据的需求.     

庙岛群岛南五岛地表温度时空特征及影响因子

海岛生态系统具有明显的脆弱性和独立性,地表温度(LST)在海岛地表能量平衡和资源环境变化中具有重要作用。以庙岛群岛南五岛为研究区,通过RS和GIS手段,构建南五岛LST估算模型,分析南五岛LST时空特征及其影响因子。结果表明:南五岛春、夏、秋、冬四季LST均值分别为12.05、32.93、13.91和7.76℃,全年LST均值为16.66℃;不同海岛全年LST均值由大到小依次为南长山岛、北长山岛、庙岛、大黑山岛和小黑山岛,不同地表覆盖类型全年LST均值由大到小依次为建设用地、农田、阔叶林、草地、裸地和针叶林,海岛全年LST均值随着建设用地比例的增大而上升;NDVI、高程和坡度三者共同作用于LST,其中春、夏、秋三季及全年与LST显著负相关,冬季则显著正相关;坡向单独对LST产生影响,全年及不同季节均与LST呈显著正相关;夏季57个点位的土壤含水量与LST呈显著正相关,典型海岛生态系统特征可能是形成该结果的原因。     

中国东部海岛维管植物的beta多样性及其驱动因素

beta多样性描述群落物种组成如何随环境梯度而变化。海岛具有边界清晰、面积和离岸距离不同以及环境变化剧烈等自然禀赋。目前, 我们对离岸距离、岛间距离和气候因素在海岛植物beta多样性变化格局中的相对贡献仍认识不足。本研究基于中国东部36个海岛的维管植物物种名录, 以Jaccard相异性指数度量beta多样性, 利用Mantel偏相关分析和beta多样性的变异分解, 探究了海岛不同生活型维管植物的beta多样性格局及其非生物影响因素。结果显示: 36个海岛共记录维管植物1,404种, 其中木本植物481种, 草本植物859种, 藤本植物64种。植物beta多样性随岛间距离和离岸距离差的增大而显著增加(P < 0.001); 海岛面积和气候要素对植物beta多样性无显著影响(P > 0.05)。岛间距离单独对beta多样性总变异的解释度为29.3%, 离岸距离独立解释了2.8%, 面积和气候共同解释了0.5%。木本植物与草本植物的beta多样性格局与总体一致, 距离因子对木本植物beta多样性的解释度高于草本植物(37.5% > 25.3%)。综上, 海岛植物beta多样性主要受岛间距离和离岸距离的影响, 反映了扩散限制是塑造中国东部海岛植物beta多样性格局的主要生态过程。     

无居民海岛开发生态损害评估——以象山县大羊屿岛为例

无居民海岛独特的生态系统和地理位置决定了受损后的修复成本极高、开发难度极大,其保护与开发已经成为国内外学界关注的重点。基于海岛生态系统服务价值理论构建了无居民海岛开发的生态损害评估模型,以我国首个公开拍卖使用权的大羊屿岛为例验证模型的科学性和可行性,并与2018年调整后的无居民海岛使用金征收标准中生态损害成本额度进行对比分析。研究结果表明：（1）大羊屿岛开发的生态损害补偿金为1644.82万元。其中,陆域开发行为所需的生态损害补偿金为890.19万元,高于海洋开发行为所造成的生态损害补偿金;（2）通过本文计算的海岛陆域生态损害补偿金高出现行海岛使用金标准中的生态损害成本371.90万元,2018年旅游用岛使用金征收标准仍有上调空间。对无居民海岛开发的生态损害评估可以增强政府和企业对于海岛资源的保护意识,重新权衡无居民海岛开发的利弊,避免对海岛资源过度和盲目的开发。     

外马廊山岛植被特性与植物多样性

该研究对无居民海岛舟山外马廊山岛进行初步踏勘,了解该岛植被特征与植物多样性,探讨海岛植被与大陆植被的差异性,并对海岛植物的主要植物组成、生活型结构、地理成分、群落类型以及多样性和相似性进行了分析。结果表明:外马廊山岛面积小,共有33科51属55种植物,植物种类偏少,留存有普陀狗哇花,滨柃,厚叶石斑木等具有滨海特色植物,具有开发潜力。外马廊山岛热带成分较为明显,与附近地区较为相似。岛上群落优势种或建群种的科为山茶科,大戟科,松科等,与大陆的常绿阔叶林的优势种或建群种的优势科如樟科,金缕梅科,壳斗科,山茶科等不大相同。岛上植物主要以高位芽植物为主(58.18%),但较大陆常绿阔叶林的高位芽植物比例要低。外马廊山岛植物群落结构简单,植物多样性相对较低,物种丰富较低,主要原因在于生态适应性和演替过程的差异,岛上植物群落演替至稳定群落还需要相当一段时间。外来种比例占9.09%,外来种如黑松和红鸡竹能形成群落或在群落中具有较为明显的优势,并可能会造成一定的生态干扰。     

杭州湾滩浒岛种子植物区系的研究

首次报道了我国杭州湾滩浒岛种子植物 67 科 150 属 197 种。并与纬度相近的大金山岛、佘山、天目山及浙江两个海岛进行了植物区系比较。结果表明,滩浒岛植物区系组成较复杂,地理成分多样,并以海岛植物区系丰富,广布性成分较多等为特色。滩浒岛植物区系与纬度相近的大金山岛、佘山、天目山相比,关系密切,而与不同纬度的台州海岛、温州海岛相比,则随纬度由北向南,热带植物区系成分逐步增加,温带、亚热带植物区系成分逐步减少,具有明显的纬向性。     

长山群岛植被景观健康评价

海岛植被是海岛生态系统的重要组成部分.本文将海岛生态系统健康的多重目标与景观生态学理论方法相结合,从景观活力、景观胁迫度与景观稳定性3方面探索构建了海岛植被景观健康评价指标体系,并以长山群岛为实例,开展了海岛植被景观健康评价实证研究.结果表明:长山群岛植被景观健康整体较好,但岛屿间差异大.海洋岛、獐子岛植被景观健康度都在0.80以上,属于第一健康等级区;大长山岛、小长山岛、大王家岛植被景观健康度在0.70~0.80,属于第二健康等级区;广鹿岛、石城岛植被景观健康度均小于0.70,属于第三健康等级区.海岛至大陆岸线距离、海岛面积、海岛产业结构等是造成海岛植被景观健康岛屿差异的主要成因.     

舟山及其邻近岛屿獐种群的初步研究

舟山海岛上的獐(Hydropotes inermis),定海县志(1923)已有简要记录。作者在1978年调查时发现,舟山岛及其邻近较大的岛屿上普遍有獐,1976年海岛獐单位面积产量,5倍于浙江大陆邻近10个县的产量(盛和林,1981)。为进一步合理利用和发展獐资源,继而对舟山岛獐的种群结构繁殖和种群增长等问题进行研究,同时又对邻近10多个岛屿进行了访问调查,兹将初步结果报道如下。     

广东南澳岛植被恢复过程中的群落动态研究

 以广东南澳岛的1个草坡、4个人工林和3个次生林群落为对象,采用时空互代的方法,将这8个群落当作植被恢复中的不同阶段,研究各群落的群落结构、生物量、叶面积指数和土壤养分等,进而研究了南澳岛退化生态系统植被恢复的过程和机理。随着植被的恢复进程,群落的阳性种类逐渐减少,中生性种类逐渐增加。物种多样性、均匀度、生态优势度和β多样性指数分析表明南澳岛植被恢复过程群落组成结构的复杂性依退化草坡→人工林→次生林逐渐增加。南澳岛退化草坡、10年生人工林、15年生人工林和次生林的生物量分别为4.81t·hm-2、45.18t·hm-2、100.39t·hm-2和88.34t·hm-2,叶面积指数分别为1.04、3.81、5.89和6.52,凋落物贮量分别为0.42t·hm-2、3.20t·hm-2、3.70t·hm-2和4.90t·hm-2。南澳岛植被恢复过程中土壤有机质、全氮和速效磷和交换性K含量逐渐增加。由于海岛的生境、大风和暴雨的影响,海岛植被恢复的格局不同于大陆,而其恢复速度也较慢。根据本研究结果,提出了人工促进海岛植被恢复的途径。     

海洋大型底栖动物对海岛开发的生态响应——以宁波大榭岛为例

以开发时间长,产业密集的国家海岛开发试点大榭岛为例分析、评价了海岛开发的潮间带和近岸海域大型底栖动物生态响应。通过对大榭岛岩礁相、泥沙相潮间带以及近岸海域大型底栖动物的物种组成、群落结构和数量分布的分析,同时与该岛周围开发程度较弱的几大海岛的类似生境中大型底栖动物状况进行比较。结果发现:(1)大榭岛岩相潮间带断面牡蛎科(Ostre idae)和藤壶科(Balan idae)等科的物种栖息密度较高,生物多样性较低;(2)泥沙相潮间带底栖动物状况与其他海岛差别不显著;(3)大榭岛近岸海域底栖动物种数少于其他海岛近岸海域,且前者不倒翁虫(Sternaspis scutata)和小头虫(Capitellacapitata)等多毛类物种栖息密度较高,生物多样性较低,群落结构与其他区域相差较大;(4)环境质量的生物评价结果显示,大榭岛近岸海域扰动程度高于其他海岛近岸海域。此外,从海岛开发的规划与功能定位、工程设计与施工工艺、相关人员意识形态三方面提出了一些保护和恢复海洋生物多样性的对策。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

中国东部10个海岛植被近自然度评价

植被近自然度评价是森林近自然恢复的重要理论基础。海岛因特殊的生物地理环境,其植被结构和功能有别于陆地植被,当前还未有从植物生理生态角度,联合植物功能性状的海岛植被近自然度评价指标体系。基于中国东部10个典型海岛的74个植物群落,以植被信息、土壤属性和多样性特征（物种和功能多样性）构建海岛植被近自然度评价指标体系。利用敏感性分析筛选出13个反映海岛植被近自然度的中、高敏感性指标,基于筛选指标用层次分析法初次构建了中国东部海岛植被近自然度评价指标体系,并计算典型海岛的植被近自然度综合指数和划定植被近自然度等级。结果显示：海岛植被近自然度综合评价指标的权重：植被信息 > 多样性特征 > 土壤属性,其中植物自然构成系数、土壤含水量、Shannon-Wiener指数、Rao二次熵指数的权重较大;典型海岛的植被近自然度综合指数在0.345-0.611间,其中大金山岛的植被近自然度最高,属半天然林,北长山岛最低,为近人工林,其他海岛为远天然林;中亚热带的海岛植被近自然度较高,暖温带和南亚热带的海岛植被近自然度较低。本研究基于陆地植被近自然度评价指标,联合植物功能多样性对我国东部海岛植被近自然度进行综合评价,为海岛植被的生态状况提供定量依据,以及为海岛植被保护与管理和近自然恢复提供理论支撑。     

基于海岛生态脆弱性模拟的朱家尖岛空间管控对策

近10年来,桥隧连陆型海岛数量快速增长,这类工程的建设改善了海岛的交通可达性,使得海岛旅游人口快速增长,实现了海岛经济的快速发展.而旅游人口的快速增加和海岛土地利用结构的变化,使得海岛生态脆弱性增加.为实现海岛生态系统的科学管理,科学评价和预测海岛生态系统脆弱性变化趋势及敏感区域,制定不同区域的生态系统管理方式显得尤为迫切.本研究构建了海岛生态脆弱性评价模型,评估了朱家尖岛生态脆弱性现状,以2015年作为基期模拟未来20年旅游人口和土地利用变化,以及未来20年的海岛生态脆弱性变化,在此基础上分析脆弱性变化的敏感区域,并提出相应的管理措施.结果表明:朱家尖岛目前的生态系统处于良好状态,中度和重度脆弱性面积相对较小.随着朱家尖岛旅游人口增加和岛陆开发强度的增强,海岛生态系统趋于脆弱,其中,高脆弱性面积增加,低脆弱性面积减少.针对脆弱性评估的结果结合敏感性分析,将朱家尖岛划分为禁止开发区、限制开发区和有条件开发区,以实现精细化管理.     

北长山岛人工林健康状况评价

人工林对维护海岛生态系统稳定性具有重要意义, 但由于恶劣的环境条件和频繁的自然灾害, 海岛人工林健康状况受到较大威胁。以山东省长岛县北长山岛为研究区, 在现场调查的基础上, 结合GIS 技术, 评价其人工林健康状况。结果显示: (1)北长山岛树木总体死亡率达31.4%, 黑松和刺槐是人工林建群种, 二者死亡率分别为33.5%和29.8%, 北长山岛人工林健康状况已经面临严重问题。(2)树木死亡率随着林分密度的增加总体呈上升趋势; 随着胸径的增大, 黑松死亡率总体上升, 刺槐则逐渐减小; 海拔、坡向、坡位对树木死亡率没有显著影响, 坡度与死亡率呈显著正相关; (3)风电场对海岛人工林健康状况未见直接影响。     

海岛生态物联网建设:概念和模型

海岛是自然资源的重要组成部分,但由于受海洋影响强烈、海岛空间有限而生态脆弱性明显,应加强保护。保护的前提则需要掌握海岛生态本底现状及未来发展、变化趋势等信息,海岛生态物联网监测则能够为实现这一需求提供重要支撑。本文在前人相关研究的基础上,概述了海岛生态物联网的概念,即基于物联网技术对海岛生态系统开展自动、实时、长期监测并获取海岛生物、非生物、生态安全等信息以掌握海岛生态系统在自然和人为活动干扰下的变化规律与机制,评估海岛生态状况以作出相应决策和开展海岛生态学研究的基础网络体系;结合海岛特点构建了海岛生态物联网概念模型,形成了由生态要素监测层、数据采集层、存储层、网络传输层、能源保障层、保密层、应用层等7部分构成的监测体系;海岛生态物联网在前期构建、监测内容、数据管理、建设及维护、数据应用等方面具有区别于其他物联网的特征。以广东典型小海岛——三角岛为例展示了海岛生态物联网概念模型在具体海岛上的构建应用,为下一步开展三角岛生态物联网的实践应用及管理提供基础参考,为海岛生态监测和生态物联网建设提供理论和实践参考,并有助于未来海岛生态物联网建设的研究。     

南澳岛生态旅游环境容量分析

以2012 年南澳岛现场调查与资料收集为基础, 综合旅游生态环境容量、旅游资源空间容量、旅游心理容量、旅游经济容量等因素, 分析了南澳岛生态旅游环境容量及其主要限制性因子。结果表明, 南澳岛旅游环境容量为3300人·d− 1 , 供水能力、住宿接待能力、交通运输能力等经济容量是南澳岛旅游发展的限制性因素, 并提出了提出调控措施。研究结果对于海岛旅游可持续发展有重要的作用, 可以较容易地获得海岛旅游业发展的优势和限制因素, 为旅游部门制定旅游发展规划提供数据支撑和科学指导。     

海岛生态系统服务价值评估及其时空变化——以浙江舟山金塘岛为例

生态系统服务价值研究是目前生态学研究的热点之一,海岛生态系统的特殊性令其更易受人类活动和环境变化的影响。文章在海岛生态系统服务价值当量修订的基础上,对典型海岛金塘岛1986—2014年的生态系统服务价值进行评估,分析了金塘岛近30年来生态系统服务价值的时空动态变化。结果表明:城镇生态系统面积持续增加,其他生态系统类型面积不同程度减少,减少的生态系统类型大多数转化为城镇。1986—2014年金塘岛的生态系统服务总价值呈下降趋势,共减少了1.08亿元,减少了30.23%,其中湿地与森林的生态系统服务价值量减少最多,城镇的价值变化率最大。空间上表现为价值极低区域沿着人类活动方向呈现急剧扩大趋势。生态系统提供的产品与服务在数量和质量上逐步下降,不利于海岛的可持续发展。该研究为海岛地区生态系统服务价值当量修订提供参考,同时对转变海岛经济发展方式,促进海岛可持续发展提供基础信息与决策依据。     

滨柃叶功能性状对环境因子的响应

植物叶功能性状能反映植物对不同环境的响应及适应策略。以福建省福州市平潭海坛岛、大练岛、大怀屿的滨柃(Eurya emarginata)为研究对象,通过测定滨柃16项叶功能性状及14项环境因子,分析了环境因子对滨柃叶功能性状的影响。结果表明：(1)滨柃叶功能性状变异系数介于2.26%—25.78%,其中叶体积变异程度最大(25.78%),叶含水量变异程度最小(2.26%)。不同海岛滨柃大部分叶功能性状存在显著的差异性(P<0.05),说明滨柃叶片功能性状多样性丰富,其对异化环境表现出较强的适应性;(2)不同海岛的土壤因子指标间差异显著(P<0.05);(3)通过系统聚类可将30份滨柃聚为两类,海坛岛和大练岛为一类,大怀屿为一类,结果与海岛类型和地理分布相吻合;(4)冗余分析表明,滨柃的叶功能性状主要受郁闭度、土壤全钾、土壤有效磷、海拔、速效钾及碱解氮等环境因子的影响。研究结果表明滨柃叶片功能性状可通过一定的性状变异和性状组合,以及与环境因子间的相互作用弥补生境的不足,较好地适应海岛恶劣环境,研究结果有助于理解滨柃对不同海岛生境的响应特征及其在海岛的生态策略,对探究滨柃的资源利...