湖南省自然保护区空间分布特征及空缺分析

以湖南省自然保护区现状为基础数据,利用地理统计学和GIS空间分析方法,对湖南省自然保护区空间分布特征进行研究,并从地理空间、生态空间和社会经济空间布局对湖南省自然保护区建设进行空缺分析,旨在为湖南省自然保护区中远期发展规划提供科学依据.结果表明：1)湖南省自然保护区在行政地理区划空间上分布不平衡,湘西、岳阳和永州自然保护区数量占到全省总数的37.74%,娄底市西部存在森林生态系统类型自然保护区的建设空缺,湘潭市存在内陆湿地和水域生态系统类型自然保护区的建设空缺;2)湖南省自然保护区在生态功能区划空间上分布不平衡,东北部生物多样性保育亚区内自然保护区较为集中,数量占全省总数的16.04%,涟-邵盆地丘陵退化矿区植被恢复亚区部分区域可建设为保护要求更为严格的自然保护区,中部水土保持与生态休闲亚区的东南部和北部存在保护空缺;3)相关性分析表明,自然保护区建设数量与国土面积有一定的关系(r=0.61),而暂未受到GDP总值的影响(r=-0.35),结合国土面积、森林和湿地资源分布情况,湖南省南部地区还有建设自然保护区的空间冗余和需求.     

广西强天气分布特征及物理量诊断分析

【目的】分析研究广西强天气的时空分布特点和变化特征,在天气形势分型的基础上统计提供强天气发生的物理量诊断阈值。【方法】采用长时间序列、大批量样本进行分类统计和合成分析方法。【结果】雷暴南部多,北部少,其中桂东南和沿海地区是雷暴的高发区;冰雹主要出现在北部,桂南降雹少;广西东部和沿海地区为大风频发区;历年龙卷风天气发生次数不多,且集中在涠州岛及沿海地区;强降水呈南北两个高频带。雷暴、降雹和强降水的月变化都具有"单峰型"特征,大风月分布具有"双峰型"特征。强降水主要出现在夜间至次日8∶00,大风、雷暴和冰雹天气则主要出现在午后至傍晚。【结论】广西强天气具有明显的地域分布特征,不同地域及不同天气系统影响下的温度层结和不稳定能量等特征物理量都有较大差异。     

湖南省县域森林生态安全评价与时空分析

【目的】评价湖南省县域森林生态系统的安全程度,为生态保护政策制定提供依据。【方法】以湖南省122个区县为样本,运用模糊物元法和空间相关分析,并采用ArcGIS软件和GeoDA软件评价湖南省2000年、2005年、2010年和2015年的森林生态安全。【结果】从空间分布来看,森林生态安全等级最高区域一般分布在湖南省西北部和东南部,而最差区域一般分布在湖南省北部洞庭湖平原一带; 从总体趋势来看,湖南省森林生态安全形势不容乐观,原因在于能源消耗量居高不下; 从时间变化来看,湖南省97.54%的县域森林生态安全指数都呈现比较明显的下降趋势; 从空间相关性来看,湖南省各区县森林生态安全指数呈现比较显著的集聚性,森林ESI(生态安全指数)的高值区县被周围高值区县包围(high-high)的集聚区县一般分布在湖南省南部和东部,而低值区县被低值区县包围(low-low)的集聚区县一般分布在湖南省北部。【结论】针对以上的空间分布结构,各地政府可以采取相应政策:在high-high集聚区县严格限制高污染、高能耗的产业发展; 在low-low集聚区县应加强森林植被的恢复工作; 在低值区县被高值区县包围(low-high)的集聚区域应积极开展森林保护和自然保护区的建设等工作; 在高值区县被低值区县包围(high-low)的集聚区县可因地制宜发展林木产品加工业。     

基于时间序列MODIS-VCF数据的云南省森林覆盖变化及破碎化分析

【目的】分析云南省2000—2016年森林分布及森林破碎化模式,评估现行森林经营政策的有效性,总结有关森林经营政策执行的经验和教训。【方法】以250 m分辨率MODIS-VCF(vegetation continuous fields, 植被连续场)产品及其衍生数据为基础数据源,利用单一像元位置上森林覆盖随时间的变化而拟合趋势线,通过对斜率、截距及该像元位置上森林覆盖率的方差进行阈值化操作,判定该像元上森林变化类型。在此基础上,利用3×3移动窗口分析技术提取窗口内森林面密度及森林连接度指数,并借助渗透理论将窗口中心森林像元归并为内部、孔洞、边缘、斑块、过渡或未确定等破碎化类型之一。最后,将典型区域的生物多样性动态与森林破碎化成分进行了关联性分析。【结果】2000—2016年,云南省森林面积呈波动增加态势,其中森林持续覆盖增加的区域占云南省总面积的比例约为30.57%。高覆盖变化主要分布在云南省西部和南部,低覆盖变化分布在北部、东部和中部。分析研究期内森林破碎化成分的占比发现:内部森林所占面积比例由2000年的50.03%增长到2006年的57.32%, 再略降到2011年的56.33%,最后升到2016年的63.32%; 孔洞森林面积占比则由29.41%下降到2006年的27.81%,2011年小幅升至28.36%, 再降到2016年的24.54%。边缘森林、斑块森林、过渡森林也与孔洞森林的变化趋势一致,基本上呈现逐渐下降的态势。【结论】在退耕还林、集体林权制度改革等政策推动下,云南省森林面积整体增加,森林破碎化程度降低。2006—2011年森林覆盖略微减少,热点地区森林破碎化程度增加,这同时影响到区域野生动物的数量下降和分布趋于紧缩。     

基于MaxEnt模型的青钱柳潜在适宜栽培区预测

【目的】 青钱柳是集药用、材用和观赏价值于一身的多用途树种。通过应用贡献率、置换重要值比较以及Jackknife检验等综合分析方法,评价制约青钱柳现代地理分布的主要因子,可为青钱柳资源的科学保护和合理利用提供理论依据。【方法】基于183个青钱柳地理分布记录和8个气候环境因子数据,采用MaxEnt模型软件对青钱柳潜在适宜分布区进行预测,并在此基础上划分适宜栽培区。【结果】采用MaxEnt模型预测青钱柳潜在适宜分布区准确度极高,受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.964±0.006。目前,青钱柳高度适宜分布区为浙江南部、福建西北部、安徽南部、湖北东部、江西东部和西部、湖南东部和西部、贵州东部、重庆东部、陕西南部和四川东北部; 随着未来气温的升高,青钱柳有向高纬度和高海拔地区迁移的趋势。【结论】 影响青钱柳分布的主要气候因子是温度,包括年均温、季节温度变异系数和平均日温差,其中年均温为最主要因子。     

广西海岸潮间带互花米草遥感监测

【目的】对广西海岸潮间带入侵物种互花米草(Spartina alterniflora)进行遥感监测,查清互花米草分布区域。【方法】以2016年GF-1号高分辨率卫星影像为数据源,利用遥感技术与野外勘查相结合的方法,对广西互花米草扩散现状进行监测和分析。【结果】截至2016年7月,广西海岸潮间带互花米草分布面积为686.48hm~2,斑块数5 191个,平均斑块面积为0.13hm~2,最大斑块面积为47.24hm~2(位于丹兜海海域滩涂)。此次调查结果显示互花米草面积比引种时期增加了685.54hm~2,面积增长了729倍。北海市海滩互花米草分布面积为685.91hm~2,占入侵总面积的99.92%,钦州市海滩分布面积为0.57hm~2,占入侵总面积的0.08%。丹兜海互花米草入侵面积达317.89hm~2,但廉州湾斑块数量分布最多,为2 777个。【结论】高分辨率卫星影像能有效地提取互花米草分布信息;广西互花米草正处于迅速扩张期,空间上自东往西扩散,最远已到达钦州市大风江口西部海域滩涂;廉州湾互花米草扩散正处于急速爆发期;自然保护区内红树林、海草床和土著盐沼植被等海洋生态系统已经受到互花米草的严重威胁,生态环境不容乐观。建议加强对互花米草扩散和防治机制的研究。     

1980—2015年内蒙古森林火灾的时空动态

【目的】林火是森林生态系统中重要的干扰因子,严重影响着森林的结构与功能。内蒙古大兴安岭是我国重要的森林生态系统之一,从内蒙古地区地域、海拔、火灾原因分布等可能导致火灾的时空因素分析林火灾害,为森林防火和管理提供有力的科学依据。【方法】基于遥感影像,借助ArcGIS 10.2和Origin等软件,分析了1980—2015年内蒙古地区森林火灾特点,结合时间、空间的因素,探讨林火的时空动态规律。【结果】内蒙古地区森林火灾时空上表现出规律性分布。受害森林面积年变化存在周期性规律,周期间隔16 a,且春季为林火高发季节,在进行森林防火的资源调节过程中,火灾发生次数较多的4、5月正处于春分、清明和谷雨时节,应以控制火源为主要内容。此外,月初林火发生概率相对较高,应在该时段提高警惕; 林火的发生主要集中在9:00—17:00; 多发于呼伦贝尔市、赤峰市、鄂尔多斯市和兴安盟等地区,其中兴安盟过火面积最大,大兴安岭林区火灾也比较频繁。【结论】内蒙古森林火灾频发,过火面积较大,且火灾频发与人类活动及气候特点息息相关。森林火灾主要由人为活动造成,必须严格控制野外火源、生活用火等。建议在掌握内蒙古自治区森林火灾时空动态特征的基础上,加强防火宣传与教育,并运用科学的森林防火措施,制定合理的森林防护政策。     

临沧市近46年秋季旱涝分布规律初探

应用临沧市各县（区）1961～2006年9～11月秋季降水量资料,统计分析临沧市秋季旱涝的时空分布特征,秋季降水每10年变化特征以及秋季降水异常情况,结果表明,临沧市秋旱多于秋涝,20世纪90年代,是临沧市旱涝多发期,21世纪初期是临沧市秋旱出现频率最高时段;秋季旱涝分布不均,北部与南部较西部和东部多,且南部多于北部;46年来,临沧市秋季降水呈偏少趋势,共出现秋季降水异常12站次,占总站次的3．3％。     

马尾松分布格局对未来气候变化的响应

【目的】分析并预测未来气候变化对马尾松适宜分布范围,探讨影响马尾松潜在地理分布的主要气候因子,为马尾松潜在分布区种质资源管理和保护提供参考与指导。【方法】以中国数字植物标本馆记录的马尾松分布数据为基础,利用MaxEnt模型及地理信息系统ArcGIS 10.3软件探讨马尾松当前地理分布特征及其潜在分布区,并针对代表性浓度路径(RCP) 2.6及RCP 8.5两种气候情景下未来(2050年和2070年)马尾松适宜分布范围及主要气候因子进行分析。【结果】当前马尾松高适生区覆盖的地区主要分布于秦岭—淮河线以南。浙江、福建、江西、湖北西南部、湖南、重庆、四川东南部、贵州北部、广西中部、广东北部等地区为马尾松主要分布区,海南、云南及台湾等地为零星分布区。在未来气候情景下,马尾松适生区向我国北部地区迁移,包括河南西部、山东半岛、辽东半岛、河北东部、山西南部等地区,而在云南南部零星地区不会再有马尾松自然分布。在未来两种气候情景4个条件中,相同RCP情景下,不同年限各适生区之间的差异并不明显,变化趋势大致相同;但相同年限的不同RCP情景对应的各适生区面积变化存在明显区别,RCP 8.5的影响要高于RCP 2.6。影响马尾松地理分布的主导生物气候变量为年均降水量、最干月降水量及平均气温日较差,且降水较温度的影响更大。【结论】未来气候变化将导致马尾松分布范围进一步扩大,新增分布区主要集中于当前分布区北部。应以当前马尾松适生环境为基础,针对当地气候类型、土壤条件等环境因素合理建立保护区,以便马尾松能够顺利适应新环境。     

1967-2016年云南高原中部城市群降水时空变化特征分析

以1967-2016年云南高原中部城市群42个站点逐日降水数据为研究对象,采用M-K突变检验、小波分析法和克里金插值法等方法对云南高原中部城市群近50年降水时空变化特征进行分析.结果表明:春、夏、秋季以及年降水量均呈下降趋势,冬季降水量则呈上升趋势;年与四季降水量存在一个或者多个突变点;冬季降水量主周期为12 a,其他三季降水量与年降水量主周期均为34 a;年降水量与夏季降水量均呈现出西部和北部降水量偏少,东部和南部降水量偏多的空间分布特征;春季降水量由东南向西北呈带状递减的空间分布特征;秋季降水量表现为自东向西和北部减少的空间分布格局;冬季降水量地域差异最大,呈现出空间分布极为不均匀与地域性极强的双重特征.     

近30年广西喀斯特地区石漠化时空演变

【目的】开展广西喀斯特地区石漠化时空演变特征分析,为广西开展石漠化生态恢复重建和综合治理提供科学参考依据。【方法】利用美国Thematic Mapper(TM)和国产环境减灾卫星HJ遥感数据,结合实地调查采样数据,在分析石漠化遥感光谱特征的基础上,以植被覆盖状况作为石漠化评价指标,采用框式分类方法对广西1988时相、2002时相、2007时相、2015时相4个时相石漠化状况进行等级制图并分析其时空演变。【结果】2002时相广西石漠化面积最大,1988时相次之,2015时相最小。近30年来,广西石漠化面积呈先增加后减少的变化趋势,即1988—2002年呈增加趋势,2002—2015年呈逐渐减少趋势,石漠化程度得到控制。其中,1988时相,广西的喀斯特地区中部石漠化比较严重;2002时相,中部石漠化得到改善,西部加重;2007时相,西部石漠化得到改善,中东部加重;2015时相,全区石漠化得到全面的改善,呈现重度转中度、中度转轻度、轻度转潜在石漠化的良好态势。【结论】植被覆盖是衡量石漠化程度的有效标志,TM和HJ数据可较好的监测大范围石漠化时空演变。     

广西沿海赤潮多发区高浓度氮磷营养元素来源探讨

【目的】探讨广西沿海赤潮多发区氮磷营养元素的来源,分析广西沿海赤潮发生的影响因素,为预防或减少赤潮灾害发生、保护海洋生态环境提供科学依据。【方法】现场调查以钦州湾海域为研究对象,测定表层海水的溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量并分析其分布特征,结合历史资料追溯高浓度DN、DP来源及污染物输运过程。【结果】钦州湾内高浓度DN、DP分布区与入海陆源工业污染排放区不一致,离工业污染区近的地方DN、DP浓度偏低,而离工业污染区远的地方DN、DP浓度反而偏高。【结论】广西主要入海河流各类污染物的增加以及不同的海域通过动力途径输送而来的海水可能是广西沿海赤潮多发区的高浓度氮磷营养元素的主要来源。     

广西海岸潮上带草本植物种类与群落特征研究

【目的】通过对广西海岸潮上带草本植物进行调查,分析其种类组成和群落分类学特征,探讨影响群落分布的影响因子,旨在为广西海岸带草本植物的保护和生态恢复提供理论依据。【方法】以广西海岸潮上带草本植物为研究对象,通过实地调查、标本采集、种类鉴定等进行研究。【结果】根据133个样方调查结果显示,潮上带常见草本植物种类有93种,隶属25科70属。科的分布有3个分布型和1个亚型,属的分布有8个分布型和3个亚型。结合植物的生态类群、生活型和优势种的原则,把广西海岸潮上带草本植物划分为2个植被类型组、4个植被类型和28个群系。广西海岸潮上带草本植物主要群落类型受生态因子的影响较大。【结论】在广西海岸潮上带,含单种的科、属占优势,无特有属。草本植物区系地理成分较复杂,科和属的分布均表现出明显的热带性质。草丛湿地植被类型组占优势,群落主要以单优种群落为主。水分、土壤质地以及人工岸线、养殖塘、盐田、围垦造地等人为干扰是影响群落分布的主要生态因子。     

金花茶回归地植物群落调查研究

【目的】了解野生金花茶(Camellia nitidissima)种群中植物种类、植物类型和植物群落的特征,为开展金花茶回归提供参考。【方法】在广西防城金花茶国家级自然保护区内选取2个金花茶回归样地,开展回归试验,实地调查样地的植物群落,对样地的土壤性质、植物种类、乔木层结构特征、灌木层结构特征、植物生态特性等进行分析。【结果】2个金花茶回归样地的物种数均超过80种,胸径大于1cm的树种个体数超过250株;所有种类中木本植物比草本植物的种类多,两者的比例为87∶32,其中木本植物中常绿树种和落叶树种的比例为73∶14;植物种类中银柴(Aporosa chinensis)和桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)个体数量占绝对优势,分别为43株和40株。【结论】2个回归地的植物物种多样性较丰富,其中乔灌层的种类数和个体数均比草本层多,且多为常绿树种,因乔灌层的树冠可为金花茶植物提供遮阴环境,这正好符合金花茶作为阴生树种的特性。     

广西海岸潮间带草本植物群落的研究

【目的】探究广西海岸潮间带草本植物区系和群落类型,为广西滨海湿地的保护与利用提供参考依据。【方法】在广西海岸东段、中段及西段潮间带选择典型的地段作为研究样地,各段设置5~8个样地,采取样方法进行调查,记录组成种类和群落类型,分析植物区系成分,编制群落分类系统。【结果】广西海岸潮间带草本植物群落物种共有29种,隶属10科18属,莎草科、禾本科、水鳖科和丝粉藻科的种类较多;根据中国湿地植被的分类系统和分类原则,结合广西海岸的具体情况,将广西海岸潮间带草本植物群落划分为4个植被型和16个群系。【结论】草本植物科、属的区系成分简单,具有很明显的热带性;潮间带草本植物群落结构简单;高潮区和河口区分布的群落较多。     

北部湾海域水质综合污染指数和浮游植物多样性指数评价

【目的】探讨环境污染评价方法,以期反映广西北部湾海域污染水平的客观情况,推进海洋生态环境质量评价方法的进一步发展,为该海域的环境生态研究以及富营养化问题研究提供依据。【方法】利用水质综合污染指数和浮游植物多样性指数分别对广西北部湾海域2010年6月和2010年9月调查的数据进行污染程度评价,并讨论利用多样性指数评价的合理性。【结果】广西北部湾海域污染等级处于轻中污染至无污染之间,其中利用水质化学因子进行综合评价的结果为轻污染,利用浮游植物多样性指数进行评价的结果为轻中污染至轻污染或无污染。【结论】水质化学评价与水质生物学评价在海域污染程度上存在一定的偏差。利用浮游植物多样性指数评价海域水质污染程度,其评价标准仍有待更多的调查来验证和修正。在实际评价中不能单从指数结果就轻易下定论,应结合理化监测结果,才能得到实际结论。     

典型喀斯特区域植物物种多样性研究——以广西中越边境喀斯特地区种子植物为例

【目的】广西中越边境地区喀斯特地貌广泛发育,是广西生物多样性研究和保护的关键区域,也是全球生物多样性研究和保护的热点地区。鉴于当前该地区植物区系复杂,植物调查薄弱,生物多样性面临严重威胁,特选该区域开展研究。【方法】基于相关文献资料,整合野外调查数据和历史标本信息,完成该地区的种子植物物种多样性编目,并据此开展综合分析。【结果】广西中越边境喀斯特地区共有种子植物3 118种(含种下单位),隶属于187科、1 050属,科属以寡种占优势,但优势科属也较明显。该区野生种子植物184科,可分为10个分布区类型,其中热带性质的共97科,温带性质的共39科,种子植物热带性科和温带性科的比值约为2.5/1,在属级水平上,该区野生的1 028属可划分为14个分布区类型和24个变型,热带性属共736个,温带性属共219个,热带性属和温带性属的比值约为3.4/1。可见不管在科级还是属级水平都表明该地区地理成分复杂,表现出强烈的热带性质。广西中越边境喀斯特地区种子植物特有现象突出,该地区拥有294种广西特有植物;还有351种为石灰岩特有植物,占该地区总种数的11.51%,另外还有423种为石灰岩适宜植物,综合二者,广西中越边境喀斯特地区典型的喜钙植物种类高达774种,占该地区总种数的25.38%,而且这些特有植物集中于少数的几个科属内,科属优势明显。广西中越边境喀斯特地区珍稀濒危植物众多,其中国家重点保护野生植物29种,包括11种Ⅰ级和18种Ⅱ级保护植物;广西重点保护野生植物有292种,兰科植物就多达261种,其余的31种;另外还有12种被列为全国极小种群保护野生植物。【结论】广西中越边境喀斯特地区植物物种多样性丰富,地理成分复杂,表现出明显的热带性质,特有现象突出,珍稀濒危植物众多,该地区具有重要的研究和保护价值,对广西乃至中国的生物多样性研究和保护都有着举足轻重的意义。     

巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究

【目的】研究广西北海市巨尾桉（Eucalyptus grandis×E．urophylla）、红锥（Castanopsis hystrix）、海南蒲桃（Szygium cumini）、香梓楠（Michelia hedyosperma）、闽楠（Michelia macclurei）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）的冠幅、生物量和碳储量情况,为该地区建立人工林优势树种选择提供科学依据。【方法】对两年生的巨尾桉、红锥、海南蒲桃、香梓楠、闽楠、杉木、马尾松进行常规的群落调查,采用收获法收集各树种的根、茎、叶、枝,通过实验手段测定其生物量、含碳率、碳储量。【结果】巨尾桉冠幅为其他树种的1．7～8．6倍,高度为3．1～6倍,基径为1．6～3．6倍;巨尾桉生物量高达17．2t·hm^2,其次海南蒲桃为3．6t·hm^2,其余树种生物量较低;巨尾桉含碳率在所有树种中居于中间水平,碳储量为其他树种的6～30倍。【结论】在同龄树种中,巨尾桉的固碳能力较强,可作为人工林生态固碳的优选树种。     

涠洲岛西面及西南面沉积物重金属污染分析

【目的】研究广西涠洲岛海域沉积物污染情况并进行分析与评价。【方法】通过分析2014年涠洲岛沉积物重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Cr含量水平,运用单因子评价法、潜在生态风险指数法和地累积指数法进行污染程度评价。【结果】涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量均值从小到大依次为CdCuPbCrZn,分别对应未检出、3.02 mg·kg~(-1)、3.19 mg·kg~(-1)、6.47 mg·kg~(-1)、10.10 mg·kg~(-1),含量范围分别为未检出、0.95~8.29mg·kg~(-1)、2.68~4.07mg·kg~(-1)、1.81~18.46mg·kg~(-1)、ND~34.59mg·kg~(-1)。重金属污染程度属于"低水平",单个及多种重金属生态风险分级均为"轻微",其中Cu是引发生态风险的主要元素,地累积指数亦表明该海域各重金属污染程度均为0级。【结论】总体来说,涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量与污染程度较广西沿海其他海域低,仍属清洁水平。