数学模型与自然保护科学

日益加剧的人类干扰和景观破碎化已危及全球的生物多样性。自然保护成为人类所面临的最重要也最富有挑战性的任务。指导这一实践的理论和原则极为需要。本文试图综述与自然保护科学有关的几个学科在理论和实际研究(尤其是模型)方面的近期成果以及发展趋势,从而提出自然保护模型的发展方向。文中涉猎基于不同方法论、不同组织水平的模型,并对数学模型在自然保护科学中的作用和实用性加以讨论。     

黄土丘陵沟壑区道路建设和居民地扩张对生境破碎的影响

探究黄土丘陵沟壑区自然与人为因素导致的陆表景观破碎与植被损失,可为贫困山区经济发展与环境保护提供科学依据。基于2018年Google Earth和Landsat OLI光学遥感影像,采用缓冲区分析、叠加分析、景观指数分析等地理空间分析方法,定量描述了道路和居民地建设导致的紫金山地区景观破碎化和植被指数损失。结果表明:(1)研究区沟谷底部坡度低于8°,与两侧坡度相差较大,景观被沟谷切割,直接侵蚀面积占区域总面积的6.19%;(2)2018年紫金山地区道路密度达0.70 km·km^-2,交通便利的同时,刺激了周边居民地的扩张,导致4.01%的区域被道路和居民地直接压占;(3)区内64.87%的面积间接受到人类活动的影响,道路和居民地将景观切割为249个斑块,景观破碎化程度极高,仅有10.44%的斑块适合作为中小型野生动物栖息地;(4)2018年紫金山地区18.09%植被NDVI受沟谷侵蚀和人类活动的共同影响,植被覆盖空间差异性显著。紫金山地区地表景观主要受人类活动的严重干扰,导致野生动物栖息地和植被NDVI受到一定影响。     

基于遥感影像的丹霞山国家级自然保护区森林景观格局分析

森林景观格局分析是景观格局优化、森林资源的可持续性经营与保护的重要基础。以无人机遥感影像和DEM为基础数据,利用ArcGIS和Fragstats软件对所选取的不同景观指数进行计算,分析了丹霞山森林景观的类型、格局特征及其地形分异规律。结果表明:1)从类型水平指数来看,丹霞山森林景观类型以天然林为主,占总面积的78.42%,表现出较高的集中连片性;2)从景观水平指数来看,丹霞山景观多样性和均匀度指数均较低,而蔓延度指数和连通度指数则较高,分别为77.85和99.97,表明景观以少数大面积的斑块为主,斑块间连接密切,自然连通度高; 3)从功能分区景观格局和地形分异规律来看,与人类活动密切相关的农田、人工林、裸地、居民地、人工水体和自然水体六类森林景观主要集中分布于海拔较低(60—150 m)、坡度平缓(0—5°)、无坡向的实验区内;灌木、草地、天然林和裸岩四类森林景观则较均衡的分布于海拔60—350m的各级坡度和坡向的核心区和缓冲区内。综上所述,丹霞山森林景观保持完好,破碎化程度较低,人为活动干扰较少,斑块之间物质、能量和物种交换的潜力较大。应建立无人机遥感监测系统,长期、准确的跟踪森林景...     

山水林田湖草沙一体化保护和修复工程与景观生态学

我国山水林田湖草沙生命共同体及其保护和修复工程的理论研究和实践正逐渐开展,需要系统的学科理论支撑,景观生态学作为地理学和生态学的交叉科学,能够以其宏观空间理论和技术体系满足这一需求。本文将景观生态学作为山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的支撑学科,首先,明确了山水林田湖草沙生命共同体是镶嵌的异质景观、具有景观的所有特征并遵循景观生态学原理;其次,阐述了景观生态建设理论如何应用于山水林田湖草沙一体化保护和修复工程的规划和评价;最后,总结景观生态建设研究的新趋势,提出待解决的理论和实践问题,并论述山水林田湖草沙一体化保护和修复工程如何为解决这些问题提供广阔的研究空间。景观生态学和山水林田湖草沙一体化保护和修复工程实践相结合,将为实现我国乃至全球生态、经济、社会可持续发展提供极为有效的途径。     

城郊景观动态模型研究──以沈阳市东陵区为例

基于渗透理论、马尔柯夫过程理论,采用中性模型方法,建立了3个不同的城郊景观动态模型,模型中分别介入不同自然因子和决策因子.利用模型对研究区景观进行了动态变化模拟.对模拟结果进行了评价,评价方法与指标包括:1)多分辨率拟合分析;2)最近邻概率;3)斑块大小和数目.结果发现,综合介入决策因素和自然因子的模型具有最好的效果.     

辽河三角洲湿地的景观破碎化分析

利用遥感、ＧＩＳ手段对辽河三角洲的湿地景观进行研究,并选用６种不同的方法对研究区的景观破碎化程度进行分析．结果表明,研究区的景观破碎化程度较低,总体斑块密度为０．２８６个·ｋｍ－２,廊道密度为１．０９８ｋｍ·ｋｍ－２,聚集度指数为０．９５５．景观破碎化与人类活动密切相关,随着人类活动的增加,景观破碎化程度加深．廊道景观的发展是景观破碎化的前提与动因．     

应用地理信息系统模拟森林景观动态的研究

根据地理信息系统的结构,通过数据文件的转换,把它与森林动态模型有机地结合起来,可实现对森林景观动态的模拟和预测。这种模拟方法的数据输入灵活,运行速度快,尤其是它可以获得一些以各种图表的形式输出的模拟结果。本文用文字和框图详细描述了地理信息系统的组成与结构,及森林动态模型的选择与运行方式,并以长白山森林景观为例,叙述了这种模拟方法的整个过程。     

城市公园春季声景观与植被结构的关系

城市公园是城市生态系统的重要组成部分和城市生物多样性热点地区，具有丰富的声景观资源。由于声景观及声学方法具有信息量大，成本低，低侵入的特点，因此其研究和应用对生态系统健康及监测具有较高价值。声景观研究通过总结生物声的活动或多样性来衡量生物多样性。记录了北京20个城市公园的春季声景观，使用定量方法描述了声景观特征与变化；测试三种了已被证明与生物多样性相关并被广泛使用的声学指数（BIO、ADI、NDSI）与植被群落关系，完成了城市环境中声景观与环境关系的初步探究。研究结果表明：（1）声学指数能够有效表征城市公园声景观信息，具有显著的时间动态特性，能准确反映鸟类黎明合唱等重要生物生态活动；（2）声学强度指数也具有显著的时间动态变化和沿频率梯度的变化，不同的频率区间反映了不同声学群落的活动信息；（3）植被结构尤其是垂直结构对声景观起着重要作用，垂直异质性越大，声学多样性越高。发现支持声景观作为公园植被状况的度量，强调了其作为生物多样性和生态系统健康状况监测方法，用于城市管理和可持续发展的巨大潜力。     

清代北京会馆园林述略

清代北京外城地区修建了大量的会馆,作为各地同乡或商业行会的聚会、住宿、祭祀场所,其中部分会馆设有专门的园林,园内营造用于宴饮的厅堂,布置亭轩楼台等建筑,并堆叠假山、开辟池沼、种植花木,形成一种独立的园林类型。通过文献考证和现场调查,对清代北京会馆园林的主要实例进行记述,并对其造园意匠做进一步的分析。总体而言,这些园林的格局较为方整,建筑形式以厅堂、亭、轩为主,假山多以青石叠置,水景简单,植物多为易于维护的品种,匾额、楹联富有文化寓意并反映其故乡特色。     

基于景观地形的小流域单元减灾调控评价研究

近年来,中国诸多大中城市内涝灾害频发。武汉市作为城市内涝频发的典型城市,其建成区地表高度（20.0~24.0 m）大多低于外江常年所处的洪水位高度（23.9 m）,在区域性暴雨条件下,极易引发内涝灾害。武汉由于其内涝典型性,2013年被列为全国31个重点防洪城市之一,2015年被列入首批海绵城市试点城市之一。从城市内涝发生机理出发,以水文角度的小流域单元作为内涝风险区划的基本单元,利用小流域单元分析武汉市景观地形要素（地表高程、地表起伏度、地表粗糙度）与城市内涝积水密度的相关性及其影响程度,量算统计出小流域单元的内涝风险等级。基于此,提出武汉市小流域单元减灾地形调控评价。以武汉市作为城市内涝问题的研究案例,以期为武汉市内涝缓解提供新的思考路径,具有典型性和必要性。