国家公园和谐社区建设路径——以国家公园社区产业发展为例

自党的十八届三中全会提出建立国家公园体制以来,我国国家公园建设发展稳步推进、成效显著。通过组织试点、总结经验、加强顶层设计、整合优化和制定相关标准,到目前为止,基本上形成了符合中国国情的国家公园体制机制,初步构建了以国家公园为主体的自然保护地体系。

新林科背景下加强研究生课程美育的探索——以“国家公园自然教育与生态体验”课程为例

在推进生态文明与美丽中国建设的背景下,新林科建设成为我国林草行业高等教育转型的重要途径,旨在强化学生专业能力与审美素养的双重培养,以满足新时代对高素质林草专业人才的需求。在专业课程教学中融入美育教育是提升研究生文化品位和审美能力的有效途径。本文以“国家公园自然教育与生态体验”课程为例,将美育理念贯穿于课程教学和实习实践各环节,提出多样化美育教学实践措施,致力于培养既具备扎实专业能力、又拥有良好审美能力的优秀新林科人才。一是以自然教育和生态体验为主,培育研究生的审美感知提升学生审美能力;二是精心设计美感体验活动,增强研究生对自然美的深入感悟;三是以沉浸式自然情境营造愉悦的学习氛围,强化研究生对自然美的获得感;四是生动展示美丽中国建设的辉煌成就,增强研究生的荣誉感自豪感;五是广泛传播生态文明价值理念,强化研究生的生态伦理道德教育;六是探索自然资源的全面价值,培养研究生的理想人格;七是强化民族认同感教育,激发研究生的爱国情感。这一实践丰富了课程内容,提升了研究生的审美、创造美能力,实现了以美育人的教学目标,为新林科人才培养提供了有力支撑。

基于波长注意力的多特征融合卷积神经网络的近红外光谱定量方法

深度学习技术越来越多地应用在近红外光谱的定量分析中,由于近红外光谱数据存在光谱数据量少、数据质量不足等问题,将传统卷积神经网络应用在光谱的定量分析中会出现过拟合,为提升卷积神经网络提取光谱信息的能力,增强网络的泛化性,提出了基于波长注意力的多特征融合卷积神经网络模型(MWA-CNN),对芒果近红外光谱进行干物质含量定量分析。MWA-CNN在传统卷积神经网络的基础上加入了注意力机制以及多特征融合机制,网络可以在训练过程中学习到不同光谱特征以及不同波段的权重信息,从而提取到高质量的光谱信息,缓解传统卷积神经网络中的过拟合问题,提升回归分析的精度。研究中采用11691个芒果样本的近红外光谱数据,采用随机法将80%的样本作为训练集,20%的样本作为测试集,通过测试集均方根误差(RMSEP)、训练集均方根误差(RMSEC)、决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)进行模型评价。先对光谱数据进行标准化预处理,然后通过与偏最小二乘回归(PLS)、极限学习机回归(ELM)、支持向量机回归(SVR)和传统的卷积神经网络(CNN)四种传统模型在原始光谱条件下的预测结果进行对比。预测结果表明MWA-CNN网络在五种方法中表现最佳,MWA-CNN在测试集中的RMSE为0.6699,传统的CNN效果仅次于MWA-CNN,RMSE为0.7408,且MWA-CNN的过拟合程度相较传统CNN下降明显,MWA-CNN中测试集相较于训练集的RMSE增加了15.69%,而CNN中测试集相较于训练集的RMSE增加了151.45%。通过对光谱加入不同信噪比的噪声,再对加噪之后的光谱分别用五种模型进行预测,实验结果表明,在多种信噪比条件下,MWA-CNN模型均能取得五种模型中最优的效果,从实验结果表明,MWA-CNN在近红外光谱定量回归中具有较高的预测精度和泛化能力,同时具有一定的抗噪能力。

景观生态视角下武夷山国家公园生态质量空间分异

景观生态质量可以反映国家公园生态保护状态。以武夷山国家公园为案例地,制定接近行政村平均大小的正六边形作为评价单元,基于土地利用结构构建景观稳定性和干扰性指标体系,综合主观层次分析法和客观均方差决策法得到混合构权模型权重,结合标准化处理的单一指标值计算分级的景观生态质量。结果显示:1)研究区域整体景观生态质量空间分异明显,80%区域的景观稳定性较高,受人为因素影响较小或不受影响,自然景观较完整;不稳定区域受人为因素影响较大,自然景观有一定程度破碎化,以武夷山风景名胜区及其周边社区,以及中南部九峰村和长见村最为明显;2)于村域尺度设计的基于景观结构的景观稳定性和干扰性评估法能较好反映案例地景观生态质量,适用于县级以下村域尺度国家公园景观生态评估,结论与同类研究较为一致;3)应在整体性、多样性和连通性上加强景观生态保护,重视“适应性”和“反脆弱性”生态管护模式。可为武夷山国家公园保护、规划和管理决策提供信息。

国家公园旅游者生态产品购买行为影响因素

生态旅游产业有助于促进国家公园生态产品价值实现,而旅游者是这一过程中的关键参与方。以大熊猫国家公园唐家河片区为例,拓展计划行为理论构建结构方程模型,探究旅游者对于生态产品购买态度与行为的影响因素,验证了环境关心和目的地依恋对生态产品购买行为的不同影响机制。研究表明:(1)环境关心正向显著影响行为态度、主观规范和目的地依恋,但无法直接催生购买意愿和购买行为;(2)目的地依恋正向显著影响行为态度、主观规范、知觉行为控制、购买意愿、购买行为;(3)行为态度、知觉行为控制和目的地依恋均能够正向显著影响生态产品的购买意愿;(4)知觉行为控制和购买意愿均对购买行为有直接的正向显著影响,意愿是能够最大程度预测行为的变量;(5)较高环境关心群体与一般环境关心群体在部分影响路径中分别呈现负向和正向的显著差异。

世界国家公园:起源、演变和发展趋势

国家公园的诞生源于人与自然关系的动态演变,其理念是在美国西进运动和第二次工业革命的特定历史背景下出现的。环境危机的加剧等因素促生了人们环境观念的转变,并最终形成了国家公园的原初理念,其精髓在于能够兼容“保护”与“利用”,即自然保护运动所倡导的“保育”理念,既保护国家公园范围内珍贵的自然资源,也同时兼顾当地原住居民所保留下来的文化遗产。国家公园理念之所以为全世界所接受,是由于其背后持续性的推动力量。以梭罗为代表的一批美国学者及政治家凝练出了自然保护思想的核心内涵,此后国际上以世界自然保护联盟为首的各类环境保护组织通过不断倡议和推动建立了保护地体系,世界各国在体系引导下根据实践建立了适合自身国情的国家公园模式。国家公园理念源流自北美,发展于世界,至今百余年的探索历史为国家公园体系的发展奠定了基石,未来将在各国不断生发出更具特色的模式体系。

国家公园建设离不开众人捧柴

国家公园作为自然保护地的类型之一,承担着生物多样性保护及其游憩功能发挥的双重任务,是系统管理自然资源的重要方式和工具。在国家公园建设中,公众参与是不可或缺的重要力量,应该引起高度重视。破解困境的唯一途径公众参与在20世纪60年代兴起于西方,最初比较多地运用于新公共行政改革及环境行政管理领域,是针对政府决策及规划制定过程中的社会运动。

全民共享:国家公园开展自然教育的真谛

国家公园是开展自然教育的最佳场所众所周知,国家公园的重要功能是保护与利用,而自然教育是实现国家公园重要功能和全民共享的有效途径。2017年出台的《建立国家公园体制总体方案》,构建了建立国家公园的总体制度框架,明确将坚持全民公益性作为国家公园的理念之一。

乡村生态景观生物多样性维护与预警技术研究

针对乡村生态景观中生物多样性维护的保护管理需求,本研究以物种、基因和生态系统为基础,采用分子遗传标记、无人机航拍等现代高新技术与传统地面调查相结合的研究方法,构建了乡土景观生物多样性检测、筛选、分类和空间制图的方法,解析了生物多样性变化规律和驱动因素,研发出面向乡村三生空间的基因、物种和生态系统3个层次生物多样性维护技术,建立了基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”的生物多样性监控预警机制和可视化平台,形成了乡村生态景观生物多样性多尺度全链条“识别-维护-预警”技术体系。研究成果突破了单一学科研究手段的局限性,为乡土植物的遴选、配置和景观营造提供了“师法自然”的成套技术方案,解决了乡村生态景观营造中生物多样性的维护技术缺失问题,为动态管理乡村生物资源和美丽中国建设提供了关键技术支撑。

集成学习结合波长选取的有机物红外光谱定量回归方法研究

研究集成学习方法在有机物红外光谱定量分析中的应用及特征波长选取方法对红外光谱集成学习建模效率和预测精度的影响。以柴油红外光谱的十六烷和总芳香烃含量为研究对象,首先采用极端随机森林(ERT)、线性核支持向量机(LinearSVM)、径向基核支持向量机(RBFSVM)和多项式核支持向量机(polySVM)作为基学习器,LinearSVM作为元学习器建立两层Stacking集成学习框架,分析比较单个基学习器与集成学习对柴油红外光谱的定量回归预测精度,与偏最小二乘(PLS)定量回归模型相比,Stacking集成学习模型对柴油光谱的两种有机物含量的预测精度均有提升,其中十六烷含量的ERT模型预测结果最优(r=0.848,RMSEP=1.603,RDP=2.627),总芳香烃含量的Stacking模型预测结果最优(r=0.991,RMSEP=0.526,RDP=9.243);进一步利用组合偏最小二乘(SiPLS)和连续投影算法(SPA)对红外光谱进行特征波长选取,利用优选出的红外光谱特征波长建立集成学习定量回归模型,其中十六烷含量的SiPLS-ERT模型预测结果最优(r=0.893,RMSEP=1.013,RDP=3.051),芳香烃含量的SiPLS-Stacking模型预测结果最优(r=0.998,RMSEP=0.354,RDP=11.475),且模型平均训练时间较全光谱训练时间减少50%以上,建模速度明显提高。研究结果表明,特征波长结合集成学习定量回归建模能够用于有机物红外光谱的定量分析中,与传统定量回归方法相比,该方法的建模效率和预测精度均有较大提高,为进一步研究机器学习在光谱定量分析中的应用提供相关方法支持。

半导体激光器驱动电路设计及实验研究

可调谐半导体激光器是可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统的重要器件之一,激光器输出波长的稳定性直接决定系统测量的准确性和稳定性,而注入电流和工作温度是激光器输出波长的主要控制因素。设计了激光器驱动控制电路,并利用PID控制实现激光器工作温度的恒温控制,不仅能提供高精度低噪声的注入电流,而且对激光器有完备的安全保护功能。首先对注入电流和温度控制进行了短期测试分析,随后将设计的电路应用于中心波长为1512 nm的激光器,开展了测试分析,对激光器的温度、电流调谐特性进行研究,并对激光器输出波长的稳定性进行了短期和长期测试。结果发现激光器输出波长的标准偏差为0.0002,满足TDLAS系统对激光器恒流恒温控制的要求,表明该驱动控制电路实现了对半导体激光器的高精度驱动控制。

国家公园游憩适应性管理的国际研究趋势

【目的】游憩适应性管理是缓解国家公园资源保护和游憩利用矛盾的重要方法,可以提升管理成效,是国家公园管理研究和实践关注的重点。【方法】基于CiteSpace可视化知识图谱分析和文献分析方法,梳理国外国家公园游憩适应性管理研究历程,总结其研究内容,分析研究热点和研究趋势。【结果】国外国家公园游憩适应性管理研究经历了2005年以前的实践探索及理论萌芽期、2006—2015年的理论建构与提升期、2016—2022年的可持续发展期3个阶段,体现出研究技术创新和理论水平的提升。研究内容主要集中在游憩资源、游憩环境、游客、游憩服务4个方面,涵盖资源监测与评估、承载力水平判定、游客时空行为监测等内容。国家公园游憩适应性管理的国际研究热点主要集中在人类干扰、气候变化、游憩生态系统等方面,多方主体共同参与的游憩适应性管理可能成为未来的研究趋势。【结论】中国国家公园游憩适应性管理要在借鉴国外国家公园游憩适应性管理实践和理论基础上,结合中国国家公园的具体地域系统,选取适合的技术指标,构建相应的技术体系,实施游憩适应性管理措施。

国家公园社区居民可持续生计研究——以海南热带雨林国家公园霸王岭片区为例

在国家公园新型保护地政策下,社区居民生计面临着转型挑战。本文在英国国际发展署(Department for International Development,DFID)提出的可持续生计方法(Sustainable Livelihood Approach,SLA)框架基础上,引入社区居民生计资本,构建了国家公园社区居民可持续生计分析框架,并选取我国海南热带雨林国家公园霸王岭片区作为案例地,对周边社区居民生计资本情况、生计策略和影响生计策略等因素进行了调研。研究结果表明,霸王岭社区居民生计资本总体水平较低;目前形成了农林业主导、务工主导、半工半农林、公职收入、自营工商和多种兼业型等6种生计策略类型;影响霸王岭周边社区居民家庭生计策略选择的因素有自然、人力以及社会资本。

生态美学视角下宁夏贺兰山国家级自然保护区视觉景观特征评估

景观美学的理论维度已从风景美学延伸至生态美学,为促进生态美学理论在客观法和空间水平上向“数字化+可视化”发展,以宁夏贺兰山国家级自然保护区为例,创新性地提出了利用地理要素构建分类的数字景观模型并借用基于景观生态学的景观格局指数进行视觉景观特征评估的研究框架。在筛选地貌(自然和垂直要素)和土地利用(文化和水平要素)景观要素的基础上,构建了一套景观分类指标体系;通过GIS进行空间叠加分析,识别了研究区域中的440种景观斑块和类型,以此作为视觉景观特征评估的基本单元;基于生态美学理论,构建了视觉景观多样性、自然性和独特性3个视觉景观特征评估指标,借用景观格局指数进行度量并通过FRAGSTATs与GIS可视化;通过SPCA分析得到权重后绘制了视觉景观特征综合评估的空间分布。结果显示,诸多相互作用的景观要素“聚集”在一起产生了不同水平的视觉景观特征,与低水平视觉景观特征有关的景观类型在要素组成上较为复杂,而与高水平视觉景观特征有关的景观类型主要与坡度适中的东南向山谷地貌与荒草地、未成林封育地和乔木林等土地利用的共同作用有关。研究认为,可视化的视觉景观特征评估结果有助于识别需得到保护修复、规划利用及管理协调的景观斑块或类型,有利于增加保护地整体的生态美学价值。

长三角地区乡村景观空间形态对植物多样性的影响

景观空间形态影响下的乡村植物多样性分析,对于高质量提升乡村人居环境、稳定维持乡村生态系统及其生物多样性具有重要意义。选取江苏省南京市江宁区14个村落作为试验样区,采用逐步回归、NMDS-Envfit等模型,探讨了长三角乡村地区多维度景观空间形态指标对植物α多样性、β多样性的影响。结果表明:1)乡村景观空间形态指标对植物α多样性产生了影响,乡村半自然斑块面积比例、凝聚度、地表粗糙度、土地利用动态度等是影响长三角地区乡村植物α多样性最主要的景观空间因素。其中斑块欧式最邻近距离、斑块面积显著负向影响乔木层α多样性,斑块破碎化和高密度道路建设对灌木层植物多样性有负作用,土地利用动态度的增加导致了灌木层植物多样性降低,道路距离与草本层植物多样性的负向关系突出。2)在乔木层,地表粗糙度、半自然斑块面积比例等是β多样性的最主要影响因素;在灌木层,地表粗糙度、香农多样性指数为最主要的影响因素;在草本层,斑块面积、道路密度为最主要的影响因素。3)基于景观生态学的二维指标、三维地表度量指标对植物多样性影响最为显著,四维景观历史动态度量指标对植物多样性影响微弱,基于城市形态学的二维指标对植物多样性影响相对最弱。根据以上结果,提出有效增加半自然生境面积比例和景观异质性、全面提升乡村景观凝聚度、科学维护乡村高价值林地景观、充分重视乡村历史土地利用等景观响应策略,为乡村景观营建过程中的生物多样性维持提供参考,并对长三角地区乡村空间规划提供了有益的量化引导。

国家公园视觉景观评估实证研究趋势、进展和应用

保护与共享背景下,开展视觉景观评估有助于理解国家公园中复杂动态的人地关系,对于区域可持续发展至关重要。为了解国内外视觉景观评估研究现状,利用系统性综述法提取63篇高质量文献关键信息,通过初步统计、信息分类和皮尔逊相关分析,提供关于国家公园视觉景观评估实证研究的最佳证据,并对景观关系、评估体系和支持决策提出建议。结果表明:(1)该领域整体发展较慢但呈上升趋势,中国建立国家公园体制对该领域研究贡献突出;(2)研究动机来自人地矛盾问题、人地和谐需求和人地协调战略;(3)主题概念多元化但在美学维度上存在风景与生态的区别,并依托美学延伸至整个景观领域;(4)方法学趋于智能化和数字化,但有待突破技术限制;(5)国家公园保护、规划和管理应分别重视公众感知、专家知识和综合方法的应用。

武夷山国家公园社区类型识别与社区产业发展路径研究

推动国家公园社区可持续发展,是我国构建以国家公园为主体的自然保护地体系、贯彻生态文明思想的重要内容。产业发展在社区可持续生计中发挥着重要作用,也影响着国家公园生态保护成效。以武夷山国家公园作为研究区域,对其范围内的10个社区进行实地调研,采用AHP–模糊综合评价法,选取产业基础支撑能力和产业发展支持力度2个维度下的18个指标,构建国家公园社区产业发展评价体系。基于二维象限法,将武夷山国家公园社区类型划分为综合发展型、选择发展型、乏力发展型和控制发展型4种,对不同类型社区产业发展的优势和问题进行比较分析,并结合武夷山国家公园社区相关规划以及社区实际发展情况,提出差异化的社区产业发展路径和生态旅游发展建议。

景观干扰对乡村半自然生境植物多样性的影响分析

乡村半自然生境植物多样性的影响分析,有助于推动乡村生态景观高质量发展。村以下尺度乡村植物多样性研究存在生境类型分析不全面、景观影响因子单一化、定量干扰机制不深入等问题。在南京江宁西南部乡村地区,采用逐步回归模型和广义加性模型,探讨了多种景观干扰对6类乡村半自然生境植物多样性的影响,并提出了基于乡村植物多样性维持的景观响应策略。结果表明:1)乡村景观格局、景观管理强度和类型等对不同半自然生境植物多样性产生了显著影响,其综合解释度约为10%~50%,小规模林斑、连接度高的半自然生境、小面积池塘(<0.8hm2)、茶田景观粗放管理方式、乡土树种混交林等对植物多样性的正向促进作用显著;2)在所有显著性指标中,斑块面积、斑块隔离度对各类半自然生境植物多样性的影响最为突出,是驱动乡村植物多样性变化的重要景观因素。

国家公园生态旅游利益相关者协作关系研究——以仙居国家公园公盂园区为例

国家公园是能够在资源保护和利用方面实现双赢的先进管理体制。生态旅游有助于实现国家公园的管理目标,而将利益相关者纳入规划和决策过程是保证生态旅游得以健康发展的关键。本文基于文献研究、访谈和问卷调查,确定仙居国家公园公盂园区生态旅游利益相关者包括普通游客、驴友、原住民、民宿经营者、法国开发署、仙居国家公园管委会和专家学者团体,在此基础上将他们的利益诉求按马斯洛需求层次进行划分,并绘制利益相关者关系图。最后,我们提出了仙居国家公园公盂园区的生态旅游发展最优路径:宏观层面包括形成利益共享与协调机制和分时分层满足利益相关者诉求,具体措施包括改善并共享基础设施、建设索道以提高可进入性等方面。

国家公园开展生态旅游和游憩活动的适宜性探讨

伴随着时代的变化,人们对自然的认识也在发生着变化。有时人们把自然看作是一种可利用的资源,因而称自然为自然资源;有时又通过生物多？样性来表现自然界多样性的程度,它包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。生态系统是由植物、动物和微生物群落以及无机环境相互作用形成的一个动态、复杂的功能单元。