乌裕尔河-双阳河流域湿地景观格局演变及其驱动机制

明确湿地格局演变特征与驱动机制是开展湿地管理与保护工作的重要前提。利用1980—2015年7期土地遥感解译数据,运用空间分析、景观指数、转移概率矩阵和增强回归树模型定量分析乌裕尔河-双阳河流域湿地格局演变特征与驱动机制。结果表明:(1)1980—2015年间湿地面积持续减少,减少了738 km²,较1980年减少了16.43%;沼泽地占湿地的75%以上,面积也持续减少。1990—1995年是湿地面积减少速率最大的时段。(2)1980—2015年间湿地景观变化趋势为最大斑块的优势地位降低,破碎度加剧,且空间分布趋于离散,连通性减弱。沼泽地的景观变化特征与湿地相似,而水域与之相异。(3)1980—2015年间湿地损失集中分布在乌裕尔河两岸、双阳河中游及流域尾闾,主要转出为水田、旱地、草地和盐碱地,总的转移概率约为20%。(4)气候因素是导致湿地损失的主要因素,贡献率达到50%。道路修建对湿地损失的影响范围约为1.8 km;高海拔会增加湿地损失的风险;耕地周围2 km的湿地易被开垦;自然保护区的建立有效遏制了湿地损失。未来湿地损失风险较大的区域为乌裕尔河中游、双阳河中下...     

汶川县生态系统服务对景观格局及其变化的响应

景观格局及其变化是影响生态系统服务供应与维持的主要原因之一,也是生态系统服务管理与景观空间配置优化的基础。基于30 m分辨率土地利用数据,统计汶川县2000—2015年多种景观格局指数和碳固定、水源涵养、土壤保持3种生态系统服务的变化,划分等级探究生态系统服务对景观格局及其变化的响应。研究结果表明:1)汶川县整体景观趋于破碎化、斑块形状复杂化,斑块异质性增加,且主要是在林地、草地和耕地之间转换;2)对于生态系统服务,碳固定在全域内有所减少,而大部分区域水源涵养和土壤保持呈增长趋势;3)不同生态系统服务对景观格局的响应存在差异,不仅表现在指标上,也体现在程度上,如碳固定对斑块形状指数(Landscape Shape Index,LSI)响应较为明显,而对蔓延度指数(Contagion Index,CONTAG)敏感性较差;4)并非所有景观格局变化均会引起生态系统服务变化,尺度也会对结果造成影响。本研究通过生态系统服务对景观格局的响应分析,可为区域景观管理的相关评估提供借鉴。     

云贵高原国际重要湿地景观人为胁迫遥感解析

以云贵高原4处国际重要湿地为研究对象,以1977—2015年5期Landsat系列卫星遥感影像为遥感数据源,基于面向对象的方法获取多期土地覆盖数据,分析研究区湿地面积变化;应用景观指数、动态度、人为直接干扰度3个参数,探讨云贵高原国际重要湿地人为胁迫对湿地景观变化的影响及湿地保护成效。结果表明:38年间云贵高原的4处国际重要湿地范围内的湿地面积共损失7.6%,约299 hm2,人为直接占用是湿地损失的主要原因;人为直接干扰度从1977年的7.4%增长到2015年的13.5%; 38年间湿地景观破碎度上升,斑块增多,聚集度下降,蔓延度下降,景观破碎化明显; 4处国际重要湿地景观变化差异性明显,拉市海与大山包景观变化较大,受人为胁迫相对明显;碧塔海与纳帕海景观变化较小,保护效果相对较好。该研究结果可为高原湿地的保护和可持续管理提供科学依据。     

基于InVEST-图论模型的西双版纳州亚洲象生境网络评价

在大力推进生物多样性保护工作的背景下,亚洲象的活动范围与人类生产生活空间不断重叠,人象冲突矛盾日益严重,对物种栖息地生境网络进行优化能从源头缓解这一矛盾。在亚洲象国家公园建设之际,研究以西双版纳州为例,提出了一种基于InVEST-图论复合模型识别并优化生境网络的方法:即以土地利用数据为基础,结合亚洲象生活习性与栖息地偏好,通过海拔、坡度、距水源距离3个约束因子矫正生境质量数据,运用Graphab软件识别潜在生境网络,结合最小累积阻力模型理念与景观图论的分析方法,从"源地-廊道"角度定量化分析西双版纳州国家级亚洲象保护区的保护空缺,探讨保护区的空间布局优化策略与生境分级保护策略,以期为亚洲象国家公园的建设与西双版纳州国土空间规划提供新视角。结果表明,西双版纳州共识别出生态源地335个,总面积4595.60km²,总体上高质量生境分布较为均衡,连通性较好的生境网络集中分布在北部与东部区域,中部B4勐仑片区存在较为显著的生态孤岛现象,西南部高质量生境斑块小而破碎,联系紧密但缺少作为核心栖息地的大面积生境。保护空缺方面,国家级保护区范围内的生态源地仅占总源地面积的31.68%,大型保护空缺集中分布于B3勐养片区东北部;优化后的生境网络能形成以B3勐养片区为核心,以国家自然保护区为主的"B5-A-B3-B4-B1-B2"生物迁徙廊道。     

中、美喀斯特景观管理对比研究

喀斯特景观具有重要的经济、战略、美学、生态和科考价值,如何有效保护和管理复杂而脆弱的喀斯特景观生态系统逐渐成为国内外管理者和学者关注的议题。但国内在喀斯特景观管理的方法和体制等方面鲜有研究,特别是面临日益增加的人类活动压力情况下,开展中外喀斯特管理对比研究将为中国喀斯特可持续管理提供借鉴。采用历史分析、社会网络分析、比较研究等方法,探究中国与美国喀斯特景观保护和管理的历史进程、管理机构参与和管理方法。结果表明中美政府对喀斯特和洞穴管理投入存在差异,但目前在区域协调管理方面还都欠缺。管理过程都经历了从初步探索到不断成熟的阶段,关注的重点和议题在不断演进,从最初的喀斯特水文地质问题拓展到生态系统综合管理,从单一的环境问题到社会、经济、生态问题。所采用的方法和模型在不断发展,从利用传统的环境调查和监测方法发展到GIS、激光雷达、分子生物学、环境DNA等最新技术。管理方式从自上而下行政命令方式到政府、社会团体、公众合作管理模式。目前,鉴于喀斯特生态系统的复杂性和部门利益冲突,直接出台喀斯特管理的法规还存在很大障碍。最后,构建了一个可持续导向的喀斯特景观管理框架。本研究将管理者、研究者和公众3个...     

2000-2018年西秦岭景观格局变化及生态系统健康评价

西秦岭地区生态环境脆弱,人地矛盾日益加剧,区域景观格局变化及其生态系统健康演变趋势关系到区域生态安全。研究探讨2000—2018年西秦岭景观格局和生态系统健康状况的时空演变,采用2000—2018年的遥感数据,分析西秦岭的景观格局及其演变;并且在活力-组织力-反弹力(VOR)框架模型的基础上,结合生态系统服务能力和人类胁迫指标,分析西秦岭的生态系统健康状态及变化趋势。研究结果表明：西秦岭有三种优势景观,包括林地、耕地和草地,2000—2018年景观类型转移主要发生在这三者的互相转换;城镇用地的面积也处于增加的态势且增势较大。西秦岭景观扩张是通过大量小规模零散的斑块扩张实现的。由于秦岭生态保护的加强,西秦岭的景观异质性和破碎化程度在2005年出现转折点,景观类型呈均衡发展趋势。研究区超过60%面积的地区生态景观属于健康状态,且2000—2018年西秦岭的生态系统健康指数呈增加态势,生态系统的状态逐渐向好发展,但西秦岭的高寒山地以及秦岭与黄土高原复合边缘地带的生态脆弱区处于亚健康或不健康状态。研究成果对西秦岭生态脆弱敏感地带的生态保护与治理具有重要意义。     

气候变化情景下天宝岩国家级自然保护区森林景观演替长期动态模拟

气候变化将会对森林树种结构、空间结构以及林龄结构等产生重大影响,准确预测森林景观演替对未来气候变化的响应,不仅能够为科学管理森林生态系统提供理论依据,而且对制定生物多样性保护与珍稀物种保护策略也具有重要意义。本文运用LANDIS Pro 7.0与LINKAGES模型,模拟天宝岩国家级自然保护区8个树种在2种不同气候变化情景(RCP4.5和RCP8.5)下未来300年的森林植被演替动态,分析森林景观格局变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：毛竹、马尾松、猴头杜鹃、长苞铁杉以及杉木的潜在面积分布与景观格局指数对气候变化的响应较为显著。在气候变化情景下,各树种的景观分维度均介于1.03—1.08,保护区内各景观斑块相对简单规则。毛竹、猴头杜鹃和杉木聚集度下降趋势明显而斑块密度显著上升,长苞铁杉随演替进行面积逐渐减少而聚集度相对较高且斑块密度剧增,马尾松斑块密度缓慢增加而聚集度先降后升,随气候变化这些树种的景观完整度都遭到了不同程度的破坏,且在RCP8.5气候情景下景观破碎化更严重。而气候变化对阔叶林与柳杉的影响则较小,且阔叶林在演替期间斑块密度下降而聚集度稳中有增,潜在面积分布呈现出良好的...     

基于机器学习方法的景观斑块属性对物种丰富度的影响研究

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系。然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少。选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了180个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用3种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性。结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R²在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到0.785、0.845和0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高。研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法。     

四川省茂县大沟流域42年植被景观格局恢复动态及其特征

中国西南亚高山地区的植被景观恢复动态一直缺乏深入研究,以四川省茂县的大沟流域为研究对象,基于航片、地面调查、QuickBird和Pleiades遥感影像数据源,采用人工目视解译的方法,建立了大沟流域景观格局分布信息数据库,开展了大沟流域1978-2020年景观格局恢复动态及其特征的研究。结果表明:(1)研究期间,流域内的优势景观为落叶杂灌、草地和油松林,由于封山育林政策的实施,在未来较长的一段时间内优势景观类型将得以保持。(2)1978-2020年间大沟流域的植被覆盖度维持在较高水平,森林面积逐渐增加,农业主要转变为果园经济,整体景观的动态度在逐渐减小。(3)随着植被的恢复,大沟流域景观的物种丰富度、优势景观优势度和景观的连通性都在增加,但景观的破碎化程度依旧较高。首次对大沟流域的植被演变进行了探究,为西南亚高山及岷江流域地区的森林恢复提供了一定的科学依据。未来相关领域还需加强景观格局演变驱动机制的研究,并制定更加合理的生态环境管理政策。     

缓解城市热环境的多层级“源-汇”景观网络构建

以天津市六区和新四区为研究对象,首先运用形态学空间格局分析获得7种景观类型,从中提取稳定性较好、面积较大、连通性较高、热贡献度显著的核心区斑块为中心“源”“汇”;其次使用6个空间数据指标构建热环境格局评价模型,根据2009—2013、2013—2018年热环境格局的变化情况提出4类修正系数对基本阻力面进行修正;最后利用“源-源”、“汇-汇”、“源-汇”廊道构建能体现“补偿-输送-作用”过程的多层级“源-汇”景观网络。结果表明：(1)提取的Ⅰ、Ⅱ类中心“源”共27个,总面积为22773 hm²;中心“汇”共23个,总面积为50732 hm²。中心“源”的整体抗干扰能力较小,容易受到种植类型和水体富营养化的影响。(2)多层级“源-汇”景观网络总长度约为1445 km,新四区的廊道占总廊道的70%。廊道在空间上分布不均,津南区分布稀疏,北辰区和市六区分布密集。(3)能量从中心“源”逐渐向中心“汇”流动的过程,可揭示网络之间的层级关系和各级廊道对热环境气候的调控作用。以生态格局与过程的角度构建缓解城市热环境的多层级“源-汇”景观网络体系,对合理规划廊...