张掖市自然保护地空间分布格局及交叉重叠关系研究

为了响应中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《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》，促进祁连山国家公园建设和张掖市自然保护地整合优化工作的开展，本文收集统计了张掖市6类13处保护地的数据信息，采用数理统计和空间分析方法，对张掖市保护地的空间分布以及交叉重叠现状进行了分析，主要结论如下：张掖境内13处自然保护地空间分布上相对集中；张掖市13处自然保护地相互重叠面积为11 842.06 hm²，扣除交叉重叠面积后，净面积为82 000.48 hm²；张掖国家地质公园北侧、东南侧和张掖黑河湿地国家级自然保护区高台段正义峡区域以及沿线典型湿地区域存在5 267.56 hm²自然保护地空缺，此3处保护价值相对较高的地带应纳入自然保护地的范围。     

中国东北地区自然保护地数量特征分析

目的研究我国大型地理单元内自然保护地的数量特征对当下建设以国家公园为主体的自然保护地体系具有重要意义。方法本文以我国东北地区为研究范围,基于研究区内594处国家级自然保护地的基础信息,从建设类型、建设时期和自然生态系统类型3方面对我国东北地区国家级自然保护地的数量特征进行了综合分析,对范围重复的国家级自然保护地进行了筛查统计。结果我国东北地区的国家级自然保护地数量在1956—2016年的60年间,经历了停滞、发展、爆发3个阶段,无论是类型、数量还是面积,均呈上升趋势;受自然环境和社会等因素的影响,国家级自然保护地在研究区域内分布并不均衡,具有明显的区域性;范围存在交叉重叠的国家级自然保护地多达108处,尤以自然保护区和森林公园重叠最多;以自然保护地内主要自然生态系统类型对东北自然保护地进行归类,可将其大致归为6类,森林生态系统类和内陆湿地生态系统类在数量和面积上均占据优势,草原草甸类、荒漠与沙漠类和海洋海岸类生态系统受重视程度不高,存在相当大未受保护的区域。结论建议未来东北地区的自然保护地形式在保持多元化的同时,也应向系统化方向发展;自然保护地规划建设多从自然生态系统的空间分布出发,更注重自然保护地类型与典型自然生态系统的一致性,以便于建设和管理;对自然保护地集中的热点区域按照主要自然生态系统类型进行优化整合,通过建设国家公园,合并空间距离邻近,保护对象存在关联的自然保护地来减少重复。此研究结果可为我国东北地区国家公园和自然保护地的建设和管理提供科学的数据支撑。      

自然保护地整合优化研究

本文立足于白水县自然保护地现状,分别从不同类型自然保护地之间存在的交叉重叠、保护空缺、以及现状矛盾冲突方面展开,梳理分析县域自然保护地存在的问题,并提出整合优化的一系列措施与建议。     

国家公园体制下的自然保护地整合优化探讨——以三门峡市为例

以自然保护地整合优化的保护原则和保护政策为出发点,通过对国家公园体制背景进行阐述,总结归纳河南省三门峡市的自然保护地现状,发现存在交叉重叠、多头管理,边界不清、资料不全,保护地碎片化、孤岛化等问题。根据存在的问题提出相应的整合优化措施,使当地自然保护地生态环境得到更加全面的保护,并形成保护地生态链,为今后国家公园的划定提供科学有效的依据。     

浙江省国家重点保护野生植物的多样性及濒危现状

  目的  掌握浙江省国家重点保护野生植物(2021年公布的《国家重点保护野生植物名录》)的多样性及现状，评估各种的濒危等级，为制定科学保护策略提供依据。  方法  基于2013—2018年浙江省第2次全国重点保护野生植物资源调查、《浙江植物志(新编)》编研以及近年来其他相关资料，参考世界自然保护联盟(IUCN)、《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》等资料的评估结果，对这些植物的现状与濒危等级进行评估与分析。  结果  ①目前，浙江分布有116种国家重点保护野生植物。与1999年版保护名录相比，增加了3种国家一级保护植物，61种国家二级保护植物，降级了3种，解除保护4种。②濒危等级可以分为5个等级，极危等级19种，占16.38%；濒危等级36种，占31.03%；易危等级30种，占25.86%；近危等级17种，占14.66 %；无危等级12种，占10.34%；数据缺乏2种，占1.73%。③受威胁等级(极危、濒危和易危)的共有85种，占73.28%，受威胁程度较高。  结论  浙江省拥有丰富的国家重点保护野生植物，有近70种得到了不同程度的研究，取得较好的保护成效。建议:①保护原有生境，防止过度干扰，充分发挥自然保护区和其他各类自然保护地的就地保护作用；②加强科学研究，改进野外调查方法，完善物种生境信息，重视物种遗传多样性；③多学科合作，建立健全保护网络，形成完备繁殖体系。表2参35     

基于激光雷达技术估算钱江源国家公园森林的地上生物量

  目的  采用激光雷达结合地面调查的方法,拟合并预测钱江源国家公园森林的地上生物量,为国家公园森林生态系统保护和动物生境质量评估提供基础数据。  方法  采用冠层结构指数量化亚热带常绿阔叶林的冠层高度和垂直复杂度,并结合地面调查数据和地形数据,用模型拟合和预测钱江源国家公园的地上生物量。  结果  冠层结构指数中,与地上生物量的相关程度从大到小依次为冠层平均高度、冠层垂直复杂度、冠层最大高度。钱江源国家公园生物量分布主要在27.24 ~ 210.31 Mg/hm2（0.05 ~ 0.95分位数）,平均为111.21 Mg/hm2,总的生物量约为2.57 × 106 Mg。  结论  结合冠层指数和地形变量能较好地模拟和预测钱江源国家公园地上生物量。钱江源国家公园有大面积低海拔集中分布的常绿阔叶林,冠层平均高度和冠层垂直复杂度都比较大,地上生物量高;同时,也有大面积人工林和次生林,这些人工林和次生林主要分布在国家公园成立后才开始保护的两个片区,冠层平均高度和冠层垂直复杂度小,地上生物量较低,有待进一步恢复。      

基于无人机激光雷达的天然林林隙识别

  目的  自然干扰引起的森林冠层林隙是天然林更新动态的主要驱动力，林隙的分布、形状和范围可以影响光照和土壤水分等生态因子。林隙的识别和特征描述对于理解森林的动态变化有着重要的意义。  方法  以云南省普洱太阳河保护区无人机飞行区域为研究区，根据无人机激光雷达点云数据提取冠层高度模型；然后使用固定阈值法、相对高度阈值法和面向对象分类法对冠层高度模型数据进行林隙识别，通过图像目视解释获得独立验证样本进行精度评估；最后精度选取最优方法提取的林隙描述其空间特征。  结果  固定阈值法的总体精度为92.00%，高于相对高度阈值法（66.00%）和面向对象分类法（88.00%）。研究区内林隙主要以中小林隙为主，干扰事件较少；研究区林隙的形状指数均值为1.97，多为形状指数较小、边缘效应不太明显的林隙，并且林隙的空间分布为聚集分布。  结论  利用无人机激光雷达数据和固定阈值法可以准确绘制出小范围亚热带天然林的林隙空间分布特征。      

火焰南天竹茎段离体培养再生体系的优化

  目的  进行离体培养关键因子优化,以满足火焰南天竹Nandina domestica ‘Firepower’的规模化生产。  方法  以火焰南天竹茎段为外植体,通过对影响不定芽诱导、增殖生长和生根的基本培养基、6-苄基腺嘌呤（6-BA）和萘乙酸（NAA）不同质量浓度配比、白砂糖质量浓度及pH值等关键因子的研究,优化火焰南天竹茎段离体培养再生体系。  结果  WPM+0.50 mg·L-1 6-BA+0.10 mg·L-1 NAA为火焰南天竹不定芽诱导的理想培养基,不定芽诱导率为93.8%,且生长健壮;WPM+0.75 mg·L-1 6-BA+0.10 mg·L-1 NAA为不定芽增殖培养基,增殖倍数3.3,新芽鲜绿色、生长良好;1/2WPM+0.50 mg·L-1 NAA+白砂糖30.0 g·L-1（pH 6.0）为生根培养基,生根率达95.0%。  结论  本研究建立的火焰南天竹的离体培养再生体系可为其大规模生产提供技术支撑。     

海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库的影响

  目的  土壤种子库直接参与地上植被自然更新,与地上植被关系紧密,研究分析海拔和坡向对陡坡土壤种子库的影响及其与地上植物群落的关系,为高陡边坡植被恢复提供科学依据。  方法  本文以伏牛山600、800和1 000 m不同海拔与坡向（阴坡和阳坡）的陡坡自然植物群落为对象,通过植物群落调查、土壤种子库采集、种子萌发试验等研究手段,综合分析了海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库特征的影响。  结果  （1）地上植物群落植物种共67种,壳斗科植物占优势。土壤种子库有62个物种,以草本植物为主,占82.26%,远高于木本植物,其中菊科物种数最大,占整体24.19%,其次为禾本科和石竹科,分别都占9.68%。（2）土壤种子库密度在1 263 ~ 10 363 粒/m2之间,其中莎草科种子储量最高,其次为菊科和禾本科;土壤种子库具有一定的垂直结构,表现为上层（0 ~ 2 cm）和中层（2 ~ 5 cm）土壤种子库储量高于下层（5 ~ 10 cm）。（3）乔木层、灌木层物种丰富度与海拔呈显著正相关（P < 0.05）,草本层物种丰富度与坡向呈显著负相关（P < 0.05）。土壤种子密度与海拔、坡向呈显著正相关（P < 0.05）。（4）土壤种子库与地上植物群落的物种组成具有较大差异,共有种仅有17种,物种相似性系数较低,在0.08 ~ 0.21之间,其中草本层与土壤种子库具有较高的物种相似性,乔木层、灌木层结构对种子库特征具有一定的影响。  结论  伏牛山600 ~ 1 000 m自然陡坡土壤种子库和地上植物群落的物种多样性都随着海拔的升高而增大,其中1 000 m阳坡土壤种子库密度和物种多样性最高,具有较强的植被恢复潜力。      

北川滑坡迹地植物群落多样性变化及环境解释

  目的  研究震后滑坡迹地生态恢复过程中群落植物多样性变化情况及环境解释。  方法  以北川县凤凰山滑坡迹地土壤和植物群落为对象,将滑坡迹地分为滑坡区、过渡区和未滑坡区,通过典范对应分析(CCA)排序法对3个区域植被变化情况进行分析,并对植物群落分布进行环境解释。  结果  ①2013—2019年,滑坡区和过渡区总体上植物科属种数量增加了4.00%~483.33%,未滑坡区减少了2.00%~37.50%。②滑坡区和过渡区的植物多样性增加了0.02%~483.33%,未滑坡区减少了2.00%~52.94%,且均匀度也有降低。③乔灌草层的CCA排序前2轴特征值之和占总特征值的60%~80%,表明前2轴包含了排序的大部分信息。④土壤pH和团聚体特征对植被分布的影响较大。  结论  滑坡迹地植物群落的多样性有所提高,且环境因子对植物群落有重要影响。图2表5参33     

阔叶红松林功能多样性与森林碳汇功能关系

  目的  阐明生物多样性与生态系统功能关系及其作用机制,不仅具有重要的生态理论价值,同时能够为以“生物多样性与生态系统功能同步提升”为目标的森林多功能经营提供科学理论支撑。然而阔叶红松林中生物多样性如何影响森林碳汇功能目前并不十分清楚,本研究旨在揭示功能多样性和功能组成对森林碳汇功能的影响机制,为促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。  方法  以吉林蛟河30 hm2阔叶红松林固定样地为研究对象,通过采集植物功能性状计算功能多样性和功能组成用于表征生物多样性,并通过结构方程模型检验了生态位互补效应、生物量比率效应以及植被数量效应对生物多样性?森林碳储量和碳增量的影响。  结果  （1）生物多样性是森林碳汇功能的重要影响因素,提高功能多样性有助于提高森林碳增量,提高缓生?保守型性状的组成比例有助于提高森林碳储量,而保持一定的林分密度同样有利于充分地利用资源、提高森林固碳能力。（2）研究结果同时验证了生态位互补效应、生物量比率效应和植被数量效应假说,解释变量共同解释了13%的森林碳储量的变化以及36%的森林碳增量的变化。  结论  碳储量和碳增量是森林生态系统碳汇功能的重要反映和直接体现,本研究在一定程度上揭示了生物多样性与森林碳汇功能关系的作用机制,表明阔叶红松林中生物多样性与碳汇功能的关系格局是多种生态学机制共同作用的结果。研究结果能够为实现阔叶红松林“固碳增汇”以及“生物多样性与生态系统功能同步提升”提供一定的理论依据。      

喀斯特常绿落叶阔叶混交林木本植物幼苗组成及其年际动态

[目的]研究幼苗更新动态,为揭示群落更新机制和植被斑块分布格局提供理论依据.[方法]依托于茂兰国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林1.28 hm2固定样地,对样地内128个1 m×1 m样方中胸径<1 cm的木本植物幼苗进行连续3年调查,分析了该森林群落中木本植物幼苗的种类、数量、萌发和死亡特征,探究了主要树种幼苗...     

阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量对采伐强度的响应

  目的  采伐是影响森林植被固碳能力最主要的森林管理方式之一。目前对异龄复层混交林植被碳储量和碳增量对采伐干扰的响应规律尚缺乏足够的认识。本研究旨在揭示不同强度采伐下阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量的动态变化,为合理选择采伐强度,促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。  方法  在吉林蛟河天然阔叶红松林内建立轻度（胸高断面积平均采伐强度17.3%）、中度（34.7%）、重度（51.9%）采伐以及对照（不采伐）样地,对样地内所有胸径大于1 cm的乔木进行连续监测,比较不同采伐强度下保留木、进界木、枯死木碳储量的变化,以及采伐对不同径级树木碳增量的影响,探究采伐干扰后林分碳储量恢复的一般规律和限制因素。  结果  采伐10年后,轻度采伐样地内的乔木地上碳储量已经恢复到伐前水平并超过对照样地,而中度和重度采伐造成的碳储量损失在短期内难以恢复,分别需要约22年和44年才能恢复到伐前水平。乔木地上碳增量在4个采伐强度中有显著差异。轻度采伐使得林分碳年增量显著高于对照,而重度采伐却明显降低了碳增量的增速。这是因为尽管采伐显著提高了林分保留木和进界木的生长量,但高强度采伐造成的林内环境变化、树木受伤等增加了样地内树木的死亡率,使得净碳增量较低。采伐对小径级树木（胸径小于20 cm）的生长（碳增量）有显著的促进作用,而大径级树木（胸径大于30 cm）的碳增量在不同采伐处理之间没有显著影响。将采伐强度与碳增量进行拟合,得到采伐强度为28.4%时碳储量年增量达到最大值。  结论  从本研究结果来看,阔叶红松林的采伐强度在15% ~ 30%是较为合理的。轻度到中度的采伐尽管在短期内会引起植被碳储量一定程度的降低,但通过对林分结构进行调整,加速了保留木和进界木的生长,使得碳增量较快。同时,胸径在20 ~ 30 cm的树木对整个林分的碳增量贡献最大,生长潜力也较大,意味着森林经营时应特别考虑保留这一径级的树木。总之,采伐强度的设定应综合考虑木材生产、生态系统恢复、森林植被碳汇功能等多种因素。      

基于火模拟的森林火灾风险定量评估

  目的  森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响，识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险，为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。  方法  利用燃烧概率模型（Burn-P3）在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险，分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。  结果  火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.040 1，燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主，平均火强度及蔓延速度分别为2 043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高，阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低，但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明，风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%，针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。  结论  研究区内大部分区域的燃烧概率较低，但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高，是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能，可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物，降低火灾风险。      

杨树有效冻融伤害模型构建与应用

【目的】2000年以来,辽宁省杨树遭受5次严重的越冬伤害,造成巨大的经济和生态损失,构建有效冻融伤害模型,能够为杨树越冬伤害防控提供依据。【方法】本文在阐明杨树越冬伤害机理并提出有效冻融伤害累积效应假说基础上,选择发生有效冻融的天数、发生有效冻融的日最低气温、树木健康指数和无霜期作为参数,构建杨树有效冻融伤害模型,并进行检验。【结果】黑杨派速生杨树对无霜期的最低要求天数是170 d。在抗寒锻炼期和脱锻炼期内,当日最低气温≤-3℃、日最高气温> 0℃,且日较差≥12℃时,黑杨派速生杨树会发生有效冻融伤害。有效冻融伤害风险指数(RIO)越大,越冬伤害的风险越大。应用构建的模型绘制辽宁省黑杨派速生杨树越冬伤害风险评估图。模型检验结果表明,该模型对黑杨派速生杨树越冬伤害评估的准确率达到75%。【结论】杨树有效冻融伤害模型有较大实用价值,为辽宁省等省区的杨树越冬防、减寒灾打下基础,为中国北方地区杨树造林和营林提供参考。     

石门国家森林公园夏季不同林分保健功能综合评价

[目的]开展不同林分保健功能综合评价,不仅能为森林康养游憩出行提供选择依据,还能为今后森林康养林的构建与管理提供科学依据.[方法]于2020年夏季(6-8月),在广东省广州市石门国家森林公园中选取了毛竹林、亚热带季风常绿阔叶林、枫香林、杉木林和枫香杉木混交林5种林分,并设置1个无林地对照组,分析空气负离子浓度、空气含氧...     

文山典型亚热带森林土壤氮组分的海拔分布及其影响因子

  目的  探究文山自然保护区不同海拔典型植被类型土壤氮组分沿海拔梯度的变化特征,及其与环境因子的耦合关系,以期为保护区土壤质量评估提供科学依据和参考资料。  方法  以文山自然保护区不同海拔3种典型亚热带森林为研究对象,采用主成分分析法,解析环境因子沿海拔变化对氮组分的影响。  结果  （1）土壤全氮、水解性氮、铵态氮和硝态氮沿海拔上升呈显著增加趋势（P < 0.05）,均在中山湿性常绿阔叶林达到峰值,其中全氮与水解氮增幅较大,分别增加了1.17 g/kg和142.05 mg/kg。（2）土壤氮各组分占比随海拔呈现不同的变化规律。相较于最低海拔亚热带季风常绿阔叶林,高海拔中山湿性常绿阔叶林水解性氮和硝态氮的占氮比分别减小了9.1%和0.26%,铵态氮占氮比则增加了0.61%。（3）环境因子沿海拔梯度呈现显著不同变化。凋落物厚度、土壤水分、养分（总有机碳、速效磷和速效钾）沿海拔上升总体呈增加趋势,而植物群落多样性和土壤温度呈减小趋势。（4）主成分分析表明,凋落物厚度和土壤总有机碳沿海拔梯度增加是决定全氮积累的主要因子,植被多样性和土壤密度的降低是影响全氮的另一个重要因素;土壤水分随海拔的增加是无机氮积累的主控因子,土壤速效磷和速效钾变化是影响水解氮的主要因素。  结论  文山土壤氮各组分能够敏感响应海拔引起的环境梯度变化,海拔通过改变凋落物输入、微气候（水热条件）、土壤坚实度（土壤密度）及土壤养分状况（如总有机碳、速效磷和速效钾）调控土壤微生物的活性和底物利用率,进而影响氮组分的变化。      

洪涝诱发灾害干扰下受损恢复林地土壤颗粒的组成变化特征及多重分形分析

  目的  土壤颗粒组成的分形维数可得到更细致的土壤颗粒分布信息,对准确了解洪涝诱发灾害干扰下受损林地恢复过程的土壤颗粒变化规律,加深灾害干扰前后林地自然恢复变化过程的认识等具有重要的理论意义。  方法  采用以时间代空间的研究方法,选取次生阔叶林、杉木林、毛竹林3种林地,采集不同受损状态（未受损、刚受损、受损恢复7年）不同土层的土壤样品进行粒径分析,基于分形理论计算各项多重分形参数。  结果  灾害干扰对林地的土壤颗粒分布存在显著影响;灾害干扰后不同恢复阶段、不同土层深度对3种林地均有影响,不同林地对干扰的响应存在差异。综合分析3种林地不同恢复状态的粒径组成和多重分形参数可知:与未受损林地比较,受损恢复林地的土壤质地较差。3种林地在不同受损状态下不同深度土壤颗粒组成的变化趋势不同。  结论  本研究从土壤颗粒组成变化的角度阐明了洪涝诱发灾害对次生阔叶林、杉木林、毛竹林的影响,可为灾害干扰前后土壤侵蚀的防治和恢复提供理论依据。      

基于MODIS时间序列数据的竹林地上生物量估算

  目的  基于浙江省中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据,对浙江省竹林地上生物量进行估算,为竹林碳汇遥感监测提供参考。  方法  以MODIS叶面积指数(LAI)、增强型植被指数(EVI)和比值指数(RVI)时间序列数据为变量,利用随机森林模型筛选变量,采用支持向量回归(SVR)模型估算研究区竹林地上生物量。  结果  随机森林模型共筛选出43个对竹林地上生物量影响最大的变量;基于43个变量,采用radial核函数构建的SVR模型预测能力最强,模型训练精度和测试精度分别为0.76和0.72,均方根误差分别为5.15和8.03 Mg·hm?2。浙江省全省竹林地上生物量均值为7.85 Mg·hm?2,总地上生物量为3.31×107 Mg;浙江省竹林地上生物量在各市具有明显的差异性,其中,湖州市、杭州市、金华市、绍兴市和宁波市的竹林地上生物量均值均大于全省均值,湖州市竹林地上生物量均值最大,为13.56 Mg·hm?2,舟山市地上生物量均值最小,为5.72 Mg·hm?2。  结论  耦合了MODIS LAI、EVI、RVI时间序列数据的SVR模型可实现浙江省竹林地上生物量较高精度的估算。图3表1参31