保护我国生物多样性刻不容缓

今年的5月12日是国际生物多样化日。我国是生物多样性退化比较严重的国家之一。中国生态学会理事长、中国科学院院士李文华教授指出"我国生物多样性退化严重,189种物种濒危,70%以上野生资源被破坏,每年因外来物种造成的损失高达1198亿元,占国内生产总值的1.36%。"保护生物多样性引起了国家和社会的高度关注。     

基于时间序列多源遥感数据的长江河口湿地生态系统长期演变过程与机制研究

受全球气候变化和人类活动的影响,长江河口湿地生态系统面临湿地面积萎缩、外来物种入侵、环境污染以及海岸侵蚀等诸多退化风险,实际应用中由于缺乏高质量长期连续的湿地变化监测资料,严重制约着湿地生态系统的长期演变规律及其驱动机制的研究,这对长远的湿地生态修复策略制定、湿地的生态修复和重建效果评估、湿地资源的合理保护和科学管理等产生了重大的影响。随着遥感技术的快速发展以及遥感数据可获取能力的不断提高,基于高质量长时间序列遥感数据分析湿地生态系统长期演变过程、规律、机制及其生态效应成为可能。本文以长江河口湿地生态系统为例,利用长时间序列多源遥感数据,针对已有湿地产品存在的时空不连续、一致性差、精度不高的问题,提出面向典型河口海岸湿地生态系统长期演变的遥感监测新方法,开展了长时间序列的长江河口湿地的遥感制图和变化监测研究,并在此基础上深化分析并探索了长江河口湿地生态系统结构和功能的长期演变过程、特征与驱动机制。     

基于GIS的入侵生物适生区预测——以桔小实蝇为例

以入侵昆虫桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)为例,利用GIS软件结合生态位模型对入侵生物的潜在适生区进行预测,选取影响入侵生物分布的年均温、日较差、多年平均降水、高程、地形、土地利用类型等9个环境因素,利用最大熵(maxent)模型和ArcGIS的空间分析功能,对桔小实蝇的适生区进行预测.结果表明:桔小实蝇的潜在适生区主要位于秦岭淮河一线以南,高、中、低适生区分别占中国陆地总面积的1.4％、4.0％、14.2％;对潜在分布区影响最多的环境因素是年平均温度、多年平均降水量和土地利用类型;在未来气候条件下,桔小实蝇的高适生区和中适生区面积分别扩张了35.7％和45.7％.本研究将为桔小实蝇入侵的监控和防治提供科学依据.     

德清县自然生态系统质量量化评估方法探究

针对县域自然生态系统质量量化评估方法的选择和优化问题,该文以德清县为例,选择物种多样性、生态承载力和生态系统服务价值量化评估模型和方法对其2010年和2018年的自然生态系统质量进行评估分析.结果显示,德清县林地物种多样性的Shannon-Wiener指数和Simpson指数均优于草地.2010-2018年的生态承载力和生态系统服务价值呈上升趋势,生态系统服务价值能够有效评估地区自然资源的资本价值.生态系统服务价值结合物种多样性具有较高的实践价值.进一步拓展了地理国情和国土数据的实践应用,研究结果可用于县域土地利用规划、自然资产统计和自然保护地监测和评估等.     

高光谱遥感在植物多样性研究中的应用进展与趋势

人类活动、极端气候、物种入侵等事件导致植物的生物多样性丧失加剧,生物多样性保护迫切需要快速准确地收集陆地植物多样性信息。高光谱遥感的出现,为大空间尺度上的植物多样性研究提供了技术基础,为群落和景观水平的生物多样性相关理论的验证提供了契机。本文简要回顾了近年来高光谱遥感技术的发展及其在植物多样性研究中的应用。重点介绍了两类高光谱遥感反演多样性的手段,即直接反演和间接反演。直接反演手段以光谱变异假说为理论基础,从光谱曲线特征入手直接建立光谱信息与植物多样性的关系;间接反演手段则通过植被指数将光谱信息关联植物多样性,或通过定量反演功能性状计算功能多样性指标,进而实现植物多样性的间接估测。论文进一步结合实例,论述了高光谱遥感技术在大尺度生物多样性相关研究中的应用,如物种入侵监测、物种分布及多样性格局制图、生物多样性与生态系统功能关系研究。最后分析了高光谱遥感技术在生态研究应用中的局限性。随着多源遥感技术的发展日渐成熟,高光谱遥感技术与地面通量监测、激光雷达、计算机可视化等其他技术的协同应用可能是在生物多样性研究领域中一个新的发展方向。     

植物光谱效应在尾矿生态恢复评价中的应用

利用遥感数据计算植被指数，反演出叶绿素含量和物种数量，可以作为受污染地区生态恢复效果的评价指标，但是传统的宽波段遥感数据由于受非植被信息的影响，计算出的植被指数精度不高。本文采用高光谱遥感数据计算植被指数，进而反演叶绿素含量和物种数量，对云南个旧锡矿尾矿的生态恢复效果进行评价。与传统方法相比，高光谱数据能去除干扰信息的影响，提高计算精度。     

基于资源三号的雷州半岛红树林种间分类研究

利用遥感技术对区域尺度红树林进行种间分类在红树林资源调查、合理利用与保护方面具有重要意义。基于资源三号高空间分辨率影像的光谱特征、植被指数、纹理特征、形状参数等信息,结合无人机实地采集的样本点,采用面向对象结合决策树和支持向量机的方法对红树林进行区域提取和种间分类。首次得到了广东省湛江红树林国家级自然保护区红树林物种分布图,并分析了其空间分布格局。结果表明:2014年保护区内现存红树林面积为5 949. 3 hm~2,低于当前大部分文献报道的结果;红树林在廉江市(1 556. 0 hm~2)、雷州市(1 466. 1 hm~2)、湛江市辖区(1 168. 0 hm~2)、遂溪县(734. 7 hm~2)、徐闻县(479. 8 hm~2)、吴川市(544. 7 hm~2)均有分布。各地红树林皆呈现由海向陆的地带性物种分布格局:天然林区由低潮位向高潮位优势种依次为白骨壤、桐花树、秋茄、红海榄和木榄;外来红树植物无瓣海桑在引种区主要邻白骨壤陆缘一侧分布。各优势种在雷州半岛分布面积比例依次为白骨壤(41. 9%)、无瓣海桑(23. 4%)、桐花树(20. 9%)、秋茄(5. 4%)、红海榄(4. 8%)和木榄(3. 6%)。这一结果表明,雷州市和湛江市辖区无瓣海桑人工林种植取得了很好的成效,但其入侵和扩张风险需要深入研究。     

基于空间统计分析方法的生态服务价值评价研究

生态服务价值核算对建立可持续发展的土地利用模式至关重要。文中基于地理国情普查试点成果,进行了生态服务价值评估,并在此基础上利用格网分析、Spline插值、Moran’s I、Getis-Ord Gi*等空间统计分析方法,对浙江省德清县生态服务价值进行分析评价。研究结果表明:德清县生态服务价值整体上呈现出集聚现象;单位面积生态服务价值热点主要集中在对河口水库、下渚湖湿地和东部河网密集区等。这些区域直接影响德清县的整体生态环境水平,需要进行重点生态保护。     

基于土地利用变化和空间统计学的区域生态风险分析——以武汉市为例

基于2000年、2005年TM影像获取的土地利用信息,以武汉市为研究区域,根据其土地利用结构特征,以GIS技术为数据分析平台,构造了综合性生态风险指数。同时利用空间分析方法对生态风险指数进行了变量空间化,通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,编制了武汉生态风险程度分布图,以分析解释研究区的生态风险空间分布特征和形成机理。结果显示:2000年、2005年研究区生态风险水平分为3个层次,广大的植被和水域集中分布区域属于低生态风险区,城市建成区和靠近城市建成区边缘形成中度生态风险和生态风险相对较高的分布区域。5 a内各个等级分布的空间也发生了一定程度的变化。     

基于景观格局指数的生态风险定量评价

由于目前生态风险评价方法参数较少,不能考虑多个方面生态系统的变化状态,针对这一问题,本文提出了基于景观格局指数的生态风险定量评价方法。算法构建了评价指标体系,融合了多个方面的参数,利用层次分析法确定权重,计算指标体系内各项景观格局指数,最终确定生态风险指数。利用大连金普新区2013年以来的生态用地数据进行了生态风险评价,结果表明:研究期内,生态风险呈波动性发展;研究初期生态系统最稳定;金普新区挂牌成立的阶段,生态指数相对较低,生态系统受人类活动影响大。与传统的生态评价方法相比,该算法考虑了多方面的影响因素,避免了个别景观指数对结果产生影响。