国有林区天然林资源保护工程绩效评价——以黑龙江省重点国有林区为例

【目的】以黑龙江省重点国有林区为例,尝试对天然林保护工程绩效进行较为客观的跟踪评价,以期为我国天然林保护工程绩效评价提供参考。【方法】从资源子系统、产业子系统、社会子系统3个方面建立"天保工程"绩效评价指标体系,基于熵权的TOPSIS模型以2000—2018年黑龙江省重点国有林区为例对国有林区"天保工程"绩效进行评价。【结果】2000—2018年"天保工程"资源子系统绩效值、产业子系统绩效值、社会子系统绩效值及"天保工程"系统综合绩效值分别在0.019 0～0.748 0、0.182 7～0.776 4、0.010 0～0.782 2和0.018 8～0.753 2之间,总体上均呈现波动上升态势。【结论】以黑龙江省重点国有林区为例确定的"天保工程"绩效评价指标体系熵权,客观地折射出以天然林保护与生态环境建设为主、兼顾惠及民生、促进社会和谐发展以及助力国有林区产业经济转型发展的"天保工程"主要目标。与"天保工程一期"相比,"天保工程二期"的资源子系统绩效值、产业子系统绩效值、社会子系统绩效值及"天保工程"系统综合绩效值均有较大提升,绩效等级水平都已实现由"变化不大"向"略有好转"再向"变得较好"的转变,截至2018年底,各绩效等级水平都已达到"变得较好",但离"变得很好"的绩效最好水平尚有"一个等级"差距。     

三北防护林体系建设工程区宜林潜力

【目的】评估三北防护林体系建设工程区未来宜林性潜力,预测未来三北地区潜在可造林面积及其空间分布特征,为国家建设绿色"一带一路"、保护三北地区生态和因地制宜建设防护林提供理论参考。【方法】本研究以土壤类型、土地利用类型、干燥度、海拔及坡度5个指标建立评估体系,以林木生长所需条件确定指标的划分阈值,采用极限条件法对指标进行划分。通过地理信息系统(Arc-Gis)空间分析功能建立适宜性评估模型,依次对三北防护林体系建设工程区宜林性潜力进行单指标评估,分析工程区内可造林区域的分布特征。在单个指标评估的基础上,对工程区宜林性潜力进行综合评估。同时,运用最大熵模型对工程区宜林区域进行预测,将模型结果与上述5个指标的综合评估结果进行对比分析。【结果】在单因子评估结果中,工程区内宜林性最大的限制因素为干燥度。在综合指标评估结果中,未来可造林区域面积为58.46万km2,占工程区总面积的17.52%,其集中分布在工程区西北部、东部及东南部区域。最大熵模型的模型精度高于0.8,达到良好水平,对适生区分布概率贡献率最大的环境因子是土地利用类型。模型的宜林性评估结果去除现有森林后,三北林业工程区未来乔木适生区面积为110.94万km2,灌木适生区面积为144.11万km2,分别占工程区面积的33.24%和43.19%。【结论】三北防护林体系建设工程区内可造林区域分布在工程区西北部的天山山脉、阿尔泰山脉和准噶尔盆地边缘、内蒙古高原以东地区和鄂尔多斯高原以南地区。西部盆地边缘宜林区分布形态受地形和冰雪融水影响呈零星分布的条带状;东部和南部地区受耕地和草地影响,宜林区域分布破碎零散。整体上,工程区东部地区宜林区域分布主要受农牧业用地影响,中部地区主要受干燥度制约,西部地区则主要受干燥度和海拔影响。     

氟离子和碳酸氢根对构树幼苗生长和碳代谢的影响

【目的】通过研究氟离子和碳酸氢根添加对构树幼苗生长和碳代谢的影响,探讨喀斯特生态区域内的氟离子对植物光合作用和糖代谢过程的影响机制,以期为氟富集地区的森林植被管理和修复提供理论依据。【方法】以喀斯特适生植物构树幼苗为研究对象,通过在Hoagland营养液中加入Na F和Na HCO_3制成处理液。试验共设置4个处理组,即对照组、3 mmol·L~(-1)Na F处理组、3 mmol·L~(-1)Na HCO_3处理组和3 mmol·L~(-1)Na F+3 mmol·L~(-1)Na HCO_3处理组。测定构树幼苗在处理条件下的生长指标、光合指标、磷酸果糖激酶(PFK)活性、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活性和碳酸酐酶(CA)活性。【结果】1) F~-添加显著抑制了构树幼苗的生长和光合能力,并且使葡萄糖代谢从糖酵解途径转移到磷酸戊糖途径。在不同时添加HCO_3~-的情况下,F~-对叶片内的CA酶活性不产生显著影响,但在同时添加HCO_3~-时,F~-显著抑制叶片内的CA酶活性。2)根际HCO_3~-添加能够显著促进构树幼苗的生长和光合能力,提高葡萄糖代谢总量和CA酶活性。而同时添加F~-能抑制HCO_3~-添加对植株产生的正面效应,使植株的生长、光合、葡萄糖代谢总量都显著下降,而G6PDH酶活性显著上升。【结论】环境中较高浓度的F~-能够显著抑制构树的生长,具体体现在对光合过程的抑制和把过多的糖代谢底物分配到PPP途径上。而在根际添加适量的HCO_3~-能够为植株的生长提供额外的光合代谢底物,提高植株的糖代谢水平,从而对植物的抗逆性和生长都产生有利的影响。在同时添加HCO_3~-和F~-条件下,HCO_3~-对植物生长的增益效果被F~-的作用所削减,这主要是因为F~-对植物光合系统中各种酶结构和活性的破坏和抑制作用,也可能与F~-和HCO_3~-在根系吸收时存在竞争关系有关。     

利用经验-过程混合建模方法优化华山松过程模型的参数

【目的】以基于碳平衡的过程模型CROBAS为例,提出一种结合经验模型与过程模型的混合建模方法,优化华山松过程模型CROBAS-PA的参数,探索在建模数据不足情况下预估复杂过程模型参数的有效途径。【方法】参数优化模型的目标函数设为过程模型CROBAS-PA与经验模型QUASSI 1.0在树高和生物量预测上的离差,优化模型的决策变量选取过程模型中10个随气候和树种调整的参数(树冠树叶分形维数、消光系数、比叶面积、最大光合速率、树叶衰老率、叶表面积密度、自然整枝参数、树枝边材率、树干边材衰老率和树枝边材衰老率),约束条件为过程模型参数的可行域。选用差分演化算法,采用Sobol一阶灵敏度和全局灵敏度系数进行参数敏感性分析与评估,利用平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)进行模型检验。【结果】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA的有效预测时间可达20年,树高和胸径预测值平均绝对误差分别小于1.03 m和1.19 cm,平均相对误差分别低于5.59%和2.59%。灵敏度分析显示,最大光合速率、比叶面积、消光系数、树冠树叶分形维数对树高和胸径的生长变化有明显影响,而叶表面积密度对胸径和树高的生长变化影响较小。【结论】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA可以较准确预测华山松的树高和胸径生长以及林木各器官中的碳分配,基于经验-过程混合建模方法在复杂过程模型参数预估中具有一定应用潜力。     

气候变化对我国特有濒危动物褐马鸡潜在生境的影响

【目的】预测现在和未来气候情景下我国特有濒危动物褐马鸡潜在生境分布的变化,为制定有关保护政策提供科学依据。【方法】基于褐马鸡152个分布点和26个环境变量数据,利用MaxEnt模型模拟褐马鸡在我国的潜在地理分布,并基于该模型预测国际政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的RCP4.5和RCP8.5气候情景下21世纪50和70年代褐马鸡潜在分布范围。【结果】所有训练集与验证集为AUC均大于0.8,所构建模型的预测准确性达到优良标准。当前褐马鸡潜在分布生境的主要影响因子(贡献率)依次为年降水量(15.4%)、昼夜温差月均值(15.3%)、植被类型(9.7%)、最干季降水量(9.1%)、最湿季降水量(8.7%)、到道路距离(8.2%)和到水源距离(7.8%)等,累计贡献率达74.2%,且各因子阈值分别为525～580 mm、8.2～10.8℃、植被类型偏向于阔叶林和针阔混交林、12.4～17.1 mm、310～340 mm、0～2.5 km,0～0.63 km和大于10 km。褐马鸡的适宜生境主要分布在陕西黄龙山、山西吕梁山、河北小五台山和北京百花山,其适宜、中度适宜和不适宜区面积占研究区面积比例分别为6.45%、19.92%和73.62%。与当前情景下相比,未来褐马鸡可生存生境表现为增加趋势,且适宜和中度适宜生境变化趋势相同,而21世纪50和70年代之间几乎不变。【结论】褐马鸡适宜生境主要分布在陕西黄龙山、山西吕梁山、河北小五台山和北京百花山,未来可生存生境表现为增加趋势。影响褐马鸡分布的主要因子为年降水量、昼夜温差月均值、植被类型、最干季降水量、最湿季降水量、到道路距离和到水源距离等。建议对褐马鸡适宜区加强重点保护,对中度适宜区加强保护和管理,同时也要加强常绿针叶林木的栽植和人口控制。     

森林旅游背景下游客的生态公益林保护行为意愿

【目的】随着中国社会经济的发展,人们对美好生活的需求日益增长,这使得大众参与生态公益林保护的可能性与热情增加,本研究旨在探索全民参与生态公益林保护的意愿与影响机制,以期为相关政策制定提供科学参考。【方法】课题组于2019年在太白山国家森林公园对游客进行实地调研获取410份有效问卷,并从森林生态旅游的游客视角出发,对计划行为理论进行拓展,增加了环境情感和生态公益林认知变量,构建包含亲力行为、说服行为、经济行为、公民行为在内的4种生态公益林保护行为意愿影响因素理论模型,并通过结构方程模型进行实证。【结果】1)模型的拟合适配度指标皆满足建议值要求,说明本研究的模型拟合结果可被接受,拟合效果良好。2)模型中的所有初始假说经检验结果都为真,大部分假说都在0.01的显著性水平下得到验证。3)分别选择问卷数量的90%(369份)、80%(328份)和70%(287份)进行拟合,模型通过了稳健性检验,说明本研究的结果是可靠的。4)从性别角度来看,女性只在经济行为意愿上强于男性,其他3种保护行为意愿无显著性别差异;年龄在公民行为意愿和亲力行为意愿上影响较大,与小于19岁的组别相比,30～49岁的人群拥有更强的公民行为意愿和亲力行为意愿,而60岁以上的组别则经济行为意愿更低;月均可支配收入与公民行为意愿、说服行为意愿以及亲力行为意愿在0.05水平上呈显著的负向关系;教育程度则基本上对4种保护行为意愿无显著影响。【结论】1)个人的生态公益林认知和环境情感会同时对保护行为态度有正向的影响,其中,个人对生态公益林的认知比环境情感的影响更大; 2)个人的保护行为态度对4种保护行为意愿都有正向的影响,从整体上来看,除了经济行为意愿以外,其他的亲力行为意愿、说服行为意愿和公民行为意愿都更容易受到个人主观判断的影响; 3)主观规范和知觉行为控制对4种保护行为意愿都有正向的影响,其中,经济行为意愿受知觉行为控制影响最大; 4)性别、年龄和月均可支配收入会对保护行为意愿产生影响,而教育程度和个人职业对保护行为意愿则无显著影响。     

澜沧江流域云南段土地利用结构及生态风险演化研究

基于计量地理学理论和ArcGIS技术平台,利用澜沧江云南段区域1990—2020年的土地利用数据,以土地利用动态度、土地生态风险指数等为指标,对土地生态系统进行量化分析,并运用灰色系统理论,分析土地生态风险与土地利用之间的相关性,预测未来15年土地生态风险指数。结果表明,30年间澜沧江流域云南段区域的土地利用动态度和土地生态风险均呈上升趋势,其中,2020年土地利用动态度和土地生态风险指数的变化幅度均表现最为剧烈;澜沧江云南段区域的土地生态风险分布具有区域性,表现为上游、下游为中低生态风险区,中游为较高生态风险区;未来15年澜沧江流域云南段区域的土地生态风险有向更高等级演变的趋势。     

基于人工神经网络的园林植物配置研究

为了适应低碳生态环境要求,将深度学习下的人工神经网络运用于风景园林设计的植物配置中,为风景园林设计的科学性提供依据。根据生态城市下风景园林设计理论,着重分析生态城市和低碳园林的具体内涵和重要性,进而分析人工神经网络与风景园林设计的相关性,以此为基础提出基于人工神经网络的风景园林设计植物配置模型。通过网络爬虫技术进行模型训练数据集的收集,运用AutoCAD形成植物配置图层。随机选取陕西西安地区的10个公园进行植被种类与使用频率的关系分析。结果表明,该地区植物的使用频率越低,植物的种类越多。对于规定种植面积的乔木种植,系统生成的乔木坐标点会控制在种植范围内,最终输出的植物图层都不相同,有乔木、地被以及灌木。获得的植物配置三维效果图可以清晰看到乔灌木和地被的配置情况,说明人工神经网络植物配置模型具有较高可行性。     

基于V字模型的湖州数字渔业探究

随着数字化改革步伐的推进,数字渔业逐渐成为加快渔业高质量发展的新动能。利用数字化改革最经典的V字模型,结合湖州市渔业发展现状和改革需求,从任务定义、任务拆解、确定牵头/协同关系、建立指标体系、确定数据需求、数源系统、业务协同流程、数据集成流程、业务集成、智能分析、流程监控和系统任务上线12个方面对数字渔业进行分析,通过构建数字化渔业系统和平台,带动养殖户“养好鱼、治好水、卖好鱼”,促进湖州渔业绿色、健康、高质量发展。     

剩余产量模型评估南海北部鲔资源

根据2008—2020年渔港渔业生产抽样调查数据,开展了南海北部鲔(Euthynnus affinis)资源的评估,统计发现,南海北部的鲔被围网、罩网、刺网和拖网捕捞,分别占其总产量的69.01%、10.98%、17.77%和2.23%。采用剩余产量模型对12个单位捕捞努力量渔获量数据进行了分析。平衡Schaefer模型计算的最大可持续产量为56 493.19 t,平衡Fox模型计算的最大可持续产量为49 888.98 t,非平衡产量模型计算的最大可持续产量为50 012.00 t。罩网201～300 kW、围网50～100 kW和刺网151～200 kW 3种作业方式与功率段在2020年被判断为捕捞努力量水平投入过度,即捕捞型过度捕捞,但这3种作业方式与功率段的产量只占总产量的13.73%,因此,当前鲔资源的利用状况整体上较为乐观。综合推断南海北部鲔资源总可捕捞量可设定在4.9×10⁴ t。