太行山生物多样性保护优先区(北京区域)急需保护物种的空间分布、热点识别及保护成效评价

随着人类活动影响加剧,生物多样性急剧丧失。识别急需保护物种集聚分布的热点地区,从而分配更多资源予以保护,是提高生物多样性保护效率的有效途径。以太行山生物多样性保护优先区北京区域为案例区,提取待保护目标物种的分布范围,识别目标物种集聚的热点区域和空缺区。研究发现热点区主要分布于北京与河北交界的门头沟区百花山和东灵山区域、延庆区的松山区域、怀柔区的喇叭沟门区域以及密云区的雾灵山区域。除十字兰和刺楸外的其余46种目标物种已受到不同程度保护,但保护效率仍有待提升。此外,研究还识别出急需保护但尚未划入自然保护区的空缺区域约339 km2。建议针对实际情况,通过新建、扩建保护区以及保护小区或生态保护红线等不同方式提升现有保护效果。研究成果有助于优化现有保护网络体系,提升自然保护区的保护效果。     

区域尺度生物多样性维护功能综合评估方法与实证研究

生物多样性是区域可持续发展的基础,准确掌握区域尺度生物多样性维护功能空间格局,对于反映区域生态系统状态、变化和面临的威胁,以及选择保护策略均具有重要意义。利用区域生物量、地形地貌、气候和土地覆被因子,构建生物多样性维护功能综合评估模型,并以京津冀地区为研究区,对评估模型进行应用与验证。结果表明:(1)构建的评估模型能够反映研究区生物多样性维护功能空间格局。经模型评价,京津冀地区生物多样性维护功能高值区主要集中在燕山山区和太行山山区,低值区主要集中在坝上高原和平原地区,评估结果符合研究区实际。(2)研究区县域生物多样性和自然保护区物种多样性与模型评估结果间均存在显著相关关系。县域生物多样性指标中,物种特有性与模型评估结果之间相关性最高(r=0.699,P0.001),其次为生态系统类型多样性(r=0.680,P0.001)、稀有濒危物种丰富度(r=0.571,P0.001)、野生维管植物丰富度(r=0.544,P0.001)、外来物种入侵度(r=-0.437,P0.001)和野生高等动物丰富度(r=0.404,P0.001);自然保护区物种多样性与模型评估结果间呈显著对数相关(r=0.540,P0.001),约70%的自然保护区分布在生物多样性维护功能极重要和高度重要区。构建的评估方法能够从区域尺度和栅格水平反映生物多样性维护功能,从而为区域自然保护区建设和生态修复工作提供科学依据。     

县域生物多样性保护优先格局评价及保护体系优化：以武夷山市为例

以国家重点生态功能区县域——武夷山市为案例区,选取54个珍稀濒危物种为指示物种,在物种栖息地评价基础上采用系统保护规划工具MARXAN模型评估生物多样性保护的优先区域。结果表明,武夷山市生物多样性保护优先区总面积为734.7 km~2,占武夷山市国土面积的26.1%,并集中分布于东北部、西北部及东南部地区;在保护优先区内,8个一级保护物种栖息地的保护比例均超过各自栖息地总面积的50%。空缺分析发现,生物多样性保护优先区与现有自然保护地存在空间不匹配的现象,建议优先在生物多样性保护一级优先区范围内补充扩建和新建自然保护地,包括向东补充扩建武夷山国家公园、向南补充扩建武夷山黄龙岩省级自然保护区,在吴屯乡吴屯溪、东溪水库及其周边新建森林、湿地及水生野生动植物自然保护区,在上梅乡和五夫镇建设森林保护类自然公园。     

湖南南岳衡山两栖动物物种多样性及其时空格局

研究物种丰富度以及时空分布格局对区域生物多样性保护具有重要意义。为掌握湖南南岳衡山国家级自然保护区两栖动物的物种组成与时空变化,分别于2018年4、6和8月,运用样线法对衡山观测样区及周围区域两栖动物的资源现状与栖息地利用现状进行实地调查。调查共记录到15种两栖动物,隶属于1目6科12属,其中国家二级保护物种1种、"三有"动物10种,占物种总数的73.3%。区域内两栖动物的物种多样性在时间及空间尺度上均存在显著差异。其中,生物多样性指数在6月最高;4种典型生境中观测到的物种数存在明显差异,农田物种多样性最丰富,为12种,其余依次为水塘(9种)、溪流(6种)、林地(3种)。此次衡山自然保护区两栖动物观测基本掌握了该地区两栖动物的物种多样性及其时空格局,在此基础上分析评估了该地区两栖动物生存面临的胁迫因素,并对两栖动物的保护和管理提出了相关建议。     

全国重要生态功能区生态安全评价

《全国生态功能区划》提出的50个国家重要生态功能区域,对于国家和区域生态安全保障具有重要指导意义。从生态胁迫和生态结构与功能2个方面选取指标构建生态安全评价体系,以2000、2005和2010年生态系统遥感数据为基础,分区对全国重要生态功能区生态安全进行评价,识别生态安全状况呈恶化趋势的区域,为全国重要生态功能区的生态安全保障工作提供理论基础和科学依据。结果显示,水源涵养区和生物多样性保护区的生态安全指数相对较高,土壤保持重要区的生态安全状况较差;重要生态功能区总体生态安全状况呈下降趋势,比较显著的变化包括洞庭湖洪水调蓄重要区和藏东南山地热带雨林生物多样性保护重要区的生态环境状况改善明显,黑河中下游防风固沙重要区的生态安全指数值最小且呈下降趋势。     

河谷型城市城乡结合部景观格局空间尺度效应分析——以兰州市西固区土地利用格局为例

以兰州市西固区土地利用格局为例,利用2005年SPOT5遥感影像和正射航空影像数据,选取14个常用的景观指数,从景观水平和类型水平2个方面分析景观指数随尺度变化的基本规律,采用200m×200m正方形将研究区土地利用数据切分成规则格网,计算每个格网的多样性指数,通过半方差分析研究西固区多样性空间结构特征。结果表明:10m是西固区土地利用景观的本征观测尺度;研究区景观类型和景观格局特征随尺度增大变化显著,体现出一定的尺度依赖性;各乡(镇、街道)的景观指数呈现出城市中心—城乡交错带—乡村的分异特征,梯度变化明显;西固区多样性空间分布属于中等强度空间相关,高值区主要分布于黄河沿岸。     

社会-生态耦合分析视角下普达措国家公园生物多样性价值评估

基于社会-生态耦合分析视角,评估生态系统服务并量化服务间的权衡与协同作用对生态系统服务研究和国家公园规划管理具有理论与实践意义。以中国普达措国家公园为研究对象,采用SolVES模型和InVEST模型,构建感知生物多样性价值与生境质量的耦合度/耦合协调度模型,并结合热点分析工具得出社会-生态热点图,综合评估研究区生物多样性价值。结果表明：(1)感知生物多样性价值高值区呈现“多核心、多条状”的空间格局,与距道路远近以及距水体远近呈显著负相关关系,与海拔高低呈显著正相关关系,且在有林地的价值指数达到最大。(2)研究区生境质量的空间格局呈现“中部、中南部和东北部高而西部和东部低”的分布特征;其中,山区林地草地多为生境质量高值区,河谷平坝地区多为生境质量低值区。(3)感知生物多样性与生境质量的耦合度属于高水平耦合,两者处于良好协调的中级水平阶段,且耦合协调类型为社会滞后型。(4)社会-生态热点区域主要位于公园西南部,形成“单条状”分布特点,部分零星分布于东北部。相比之下,社会-生态冷点区域比较集中,主要位于公园东部,属于尼汝河下游流域。该研究可为重构生物多样性研究的理论框架以及生物多样性保护、调...     

大空间尺度上物种多样性的分布规律

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现形式.由于全球性保护行动的开展和多学科的相互渗透,把物种多样性研究推向大时空尺度方向发展,一些新的研究领域得到拓展.本文综述了物种多样性在大空间尺度上的经典研究(包括梯度变化格局、个体大小频次分布格局和物种-面积关系),同时着重探讨了经典研究的新认识及一些新领域内所揭示的新格局,主要有:生物类群间物种数的协同变化、物种和高级分类阶元的关系、局域物种多样性与区域物种多样性关系以及全球变化影响等等.参79     

农区土地利用强度变化对生物多样性的影响

农业集约化引起的景观变化是导致农业景观生物多样性丧失的重要原因,为评估农业景观结构变化对物种多样性的影响,探索生物多样性未来的变化趋势,研究基于Meta分析(Meta-Analysis)构建我国农区不同土地利用强度的生物多样性数据库,收集了来自全国298个农业景观样地的15 042条物种记录。依据线性混合效应模型构建我国农区土地利用强度-生物多样性关系模型,并以浙江省为例,结合浙江省退耕还林、生态农业发展等土地利用政策和规划,基于Dyna-CLUE模型模拟不同情景下土地利用的空间分布,将土地利用空间分布模拟和土地利用强度-生物多样性关系模型结果输入Flus-Biodiversity模型,从而模拟典型农区生物多样性的空间分布格局,提出浙江省农田生物多样性保护目标优化方案。Meta分析显示,无论在景观尺度还是局部管理尺度上,随着农田土地利用强度的增加,生物多样性均呈显著下降趋势。情景模拟发现,在所有情景中生物多样性都呈下降趋势,其中生态保育情景下降幅度最小,将常规农田转换为生态农田时生物多样性有所提高。因此,为进一步保护多样性、提升生态系统服务、改善生态环境,一方面应尽量保护农田周围的自然和半自然生境,以减少土地利用改变对农业生物多样性的破坏;其次,适当增加农业景观中的半自然生境,如人工林等,构建合理的农业景观格局;第三,适度推动有机管理或生态管理,合理化减少化肥和农药的施用,有利于区域生物多样性的保护;第四,在保证耕地红线的前提下,应深入推进退耕还林政策,严格限制生态功能区的土地开发,同时注重生物多样性完整性损失严重区域的保护。     

森林景观格局研究中的尺度效应

以TM影像和野外调查为数据源,以3S技术为研究手段,从研究区域不同的取样尺度入手,分析了尺度变化对区域景观格局研究的影响.结果表明,研究区景观斑块的数量、最大斑块面积与取样面积之间关系密切.取样面积对景观格局的影响分析显示,在取样面积为研究区面积的70%时,景观多样性最高,平均多样性指数为1.854.当取样面积小于总面积的69%时,景观优势度指数呈增加的趋势.图4表2参16     

关于制定我国区域生物多样性中心评价标准的思考

本文针对目前环境保护的热点之一——全球和地区性生物多样性保护,对其中的一个基础理论问题,即区域生物多样性评价标准进行了探索;从理论上对制定这一标准的必要性、可行性、生物多样性的基本内涵、区域生物多样性中心标准的意义及标准制定的原则和依据进行了阐述,并在此基础上提出了我国区域生物多样性中心标准的基本框架。     

生物多样性重要区域(KBAs)识别全球标准及在中国的应用建议

生物多样性重要区域的识别是进行生物多样性保护的首要步骤。世界自然保护联盟(International Unionfor Conservation of Nature,IUCN) 2016年3月正式发布了生物多样性重要区域(简称KBAs)识别的全球标准(KBA标准)。首次系统地考虑不同层次的生物多样性及其要素,从基因层面、物种层面和生态系统层面定位和突显那些对于维护全球生物多样性具有重要贡献的地区,帮助各国和地区识别对维护全球陆地、内陆水域和海洋生物多样性有显著贡献的区域。该标准是IUCN近30多年以来开展不同生物类群、生态和专类别生物多样性重要区域识别的经验基础上提出来的又一重要全球标准。笔者对标准中几点关键原则进行了重点解读,并结合中国在生物多样性重要区域识别的研究进展提出了有针对性的建议。     

坡面尺度上地貌对α生物多样性的影响

为了解地貌在坡面尺度上对α生物多样性的影响,采用主观采样法在陕北吴起县合家沟流域不同地貌部位进行了样地调查.利用SPSS16.0统计软件先后对各地貌部位物种组成及各物种的重要值、地形因子要素间、地形因子和群落α多样性之间分别做了聚类分析、相关分析和多元回归分析.结果表明:(1)地貌部位相似的群落聚类在一起,说明地形因子是影响物种组成、群落结构、生态系统等的重要因素.(2)海拔和坡位,坡向和坡度,地形指数和海拔、坡位、坡形之间的Pearson 相关系数均大于0.8,双尾显著性检验概率小于0.05.(3)影响α生物多样性指标香农-维纳指数的地形因子按重要性从大到小依次是:坡位、坡向、海拔、坡形、坡度、地形指数,进一步分析得出在黄土高原丘陵沟壑区,沟沿线、光照、土壤水分和养分在影响α生物多样性指标上依次递减.(4)通过多元线形回归检验,得出坡位、坡向、坡形、海拔这四个地形因子与群落α生物多样性关系密切,建立的回归模型显著性检验可信度大,与样本数据的拟合度高.各地形因子数据归一处理后的回归方程为:香农-维纳指数=2.417-0.581×坡形-1.333×坡位+1.449×海拔+0.631×坡向.地形地貌特征在黄土丘陵区表现明显,研究它对生物多样性的影响可为该区植被恢复提供参考,但由于调查样地尺度较小,在应用推广上尚待进一步研究.     

滇西北高等植物多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性分析

物种多样性的空间分布格局一直是宏观生态学和生物地理学研究的热点问题之一。滇西北地区是我国生物多样性最丰富的地区之一,研究该地区的物种多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性对生物多样性保护决策具有重要意义。以滇西北18个县域为基本研究单元,基于县域生物多样性本底调查数据,运用ArcGIS 10.1软件分析高等植物多样性分布格局;并结合地理因子(经度、纬度、海拔高差、平均海拔)和气候因子(年均温度、年均降水量),采用SPSS Statistics 22.0软件,运用单因素线性回归模型分析物种多样性与各因子之间的相关性。结果表明:(1)滇西北地区高等植物多样性从南到北总体上呈递增趋势;(2)纬度和海拔高差与物种多样性分布格局呈显著相关(P0.05);而经度、平均海拔、年均温度和年均降水量与物种多样性分布格局的相关性未达显著水平(P0.05)。因此,滇西北地区高等植物多样性分布格局可能主要与纬度和海拔高差这2个地理因子相关。     

基于GIS的国家生物物种资源信息系统设计与实现

生物物种资源是国民经济可持续发展的战略性资源,研发生物物种资源信息系统对于合理保护和持续利用我国丰富的生物资源以及提高我国生物物种资源信息化管理水平具有重要意义。针对国家生物物种资源保护和管理工作的需求,利用地理信息系统(GIS)、信息网络和数据库技术,构建了基于县级行政单元的全国物种资源空间分布数据库,设计和开发了基于GIS的国家生物物种资源信息系统。信息系统从整体架构上包括4个子系统,分别是平台管理子系统、数据采集和管理子系统、数据查询和统计分析子系统以及综合分析子系统。利用该系统,用户可以有效地采集、管理和查询全国野生维管植物和脊椎动物数据和信息,利用统计分析和预测模型功能分析全国或区域生物物种资源的大尺度分布格局特征,综合评价全国生物物种资源状况、变化趋势和威胁因素,为国家生物物种资源保护与管理提供预测预警决策信息。在今后的系统升级中,应加强对我国重要生物物种资源野外调查和长期动态监测数据以及海洋生物多样性数据的收集和整理,进一步构建跨部门的生物物种资源信息共享机制,研发和集成物种资源预测预警模型,构建决策支持系统。     

三峡库区生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究

科学探讨区域生态系统服务的权衡与协同关系,对高效配置环境资源和指导生态环境管理具有重要意义.基于土地利用、气象观测、土壤和社会经济统计数据,分别计算并识别了三峡库区2000、2010和2018年水源涵养、土壤保持、碳固持和生物多样性维持4种生态系统服务及其时空变化,并从全域和基于热点区的综合分区2种尺度分析了生态系统服...     

生物多样性风险评估方法和案例研究

界定了生物多样性风险,分析了其来源,提出了建立生物多样性风险评估指标体系的原则和层次,并构建了评估指标体系。以全国2 376个县级行政单元为研究区域,评价了其生物多样性风险。结果表明,风险值R介于0.005 9与0.828 3之间,大部分地区R值低于0.3。高风险区域R值大于0.329 1,分布于广西、云南和四川等地;低风险区域R值小于0.056 8,主要位于内蒙古、山西和陕西等地;中等风险区域主要位于东北和华北地区。在生物多样性最丰富的地区(现状值T S≥0.295 8),仍然有38个县域单元的风险等级仅为中等,这主要是由于较大的自然保护区面积和较小的压力所致,其平均响应值E R和压力值R P分别为0.290 6和0.142 3。在生物多样性最贫乏的地区(T S≤0.050 2),尽管有22个单元的R P值较高(平均为0.470 4)以及145个单元的自然保护区面积为0,但总体风险并不高,其平均R值分别为0.057 0和0.048 1。     

海螺沟冰川退缩区原生演替序列植被物种多样性与生物量的关系

生物量-物种多样性关系是生态学研究的热点之一,其具体模式目前还未形成共识,背后机制也存在较大争议.在川西贡嘎山海螺沟冰川退缩区原生演替序列上建立样地,以空间代替时间的方法,对冰川退缩后第6、27、37、47、53、59、87、127、157年期间9个演替阶段(T1-T9)进行生物量和物种多样性调查,分析冰川退缩区植被原生演替过程中物种多样性演化格局及与植被生物量的关系.结果显示：(1)海螺沟冰川退缩区物种丰富,共记录植物27目31科58属68种,但不同演替阶段植物物种组成差异较大;(2)群落尺度上植物物种丰富度、Shannon-Wiener指数和E. Pielou指数呈“单峰”型,峰值分别出现在59年(29.00±2.00)、87年(2.68±0.21)和87年(0.88±0.07);(3)植物群落生物量介于0.95-207.80 t/hm²之间,呈波动上升,在87年达到峰值;(4)群落尺度上生物量与物种多样性具有长期正线性相关关系,而乔、灌、草不同层次生物量-物种多样性关系无显著相关,仅少数呈负相关.本研究为生物量-物种多样性关系假说提供了一个实例,并表明不同演...     

江苏省陆栖濒危脊椎动物物种丰富度及分布格局

采用实地调查与资料收集相结合的方法,以县(市)为基本地理单元建立江苏省陆栖濒危脊椎动物二元分布数据库;基于GIS技术,研究濒危动物物种丰富度格局;依据地理单元中物种组成的相似程度进行聚类分析,探讨江苏省濒危动物相似性分布格局。结果显示,江苏省陆栖濒危脊椎动物共有35科62属83种;西南部丘陵山区、盐城、连云港及启东地区濒危物种丰富度较高,江苏中部地区(主要为泰州和淮安)濒危物种丰富度较低,这与江苏省生物多样性分布热点基本一致,濒危物种丰富度与总物种丰富度之间呈极显著正相关关系(P<0.01,n=73),Pearson相关系数为0.869;依据物种组成相似性,当组间距离分别为23.8、20.6、18.8时,江苏省73个基本单元可聚为3、4、5组,该聚类结果表明江苏省陆栖濒危脊椎动物分布受自然地理亚区、地形地貌以及人为活动的共同影响。     

湖南壶瓶山国家级自然保护区鸟类多样性的时空格局

生物多样性具有多维度性和尺度效应,需要从不同的时间尺度和空间尺度进行分析。笔者以壶瓶山国家级自然保护区为研究对象,对2016—2017年壶瓶山保护区不同区域的鸟类多样性水平进行了评估。2 a共调查到110种鸟类,占湖南省鸟类资源总数的25.11%。以月份为单位分别计算2 a中各站点α多样性指数以及整个保护区的β多样性指数,按季节计算不同海拔高度鸟类的Bray-Curtis多样性系数,比较鸟类组成的多样性。α多样性结果显示,保护区不同站点间、不同海拔段鸟类多样性存在显著差异(站点间差异:F_(7,88)=7.549,P=0.000 9;海拔段间差异:F_(4,91)=24.849,P0.000 1),海拔最高的站点鸟类多样性水平显著较高。不同站点间物种组成有显著的季节差异(F_(3,92)=4.189,P=0.008 2),春季鸟类α多样性水平最高而冬季较低。β多样性结果显示,整个保护区在季节上存在显著差异(F_(3,20)=4.187,P=0.019 6),夏季鸟类β多样性指数最高。Bray-Curtis相异系数结果显示,各海拔段之间的物种组成相异性与季节没有显著关系(F_(3,36)=1.064,P=0.376 2),说明无论是哪个季节,每个海拔段都拥有相对稳定的物种结构。生物多样性监测是生物多样性保护中非常重要的基础性工作,该研究结果显示鸟类组成存在一定的空间和时间差异,但不同季节各海拔段的鸟类组成结构相对稳定,体现了鸟类多样性在空间与时间上的独立性。