新疆喀纳斯保护区森林碳储量及碳密度研究

基于森林资源二类清查数据资料,利用材积源生物量法和平均生物量法,计算新疆喀纳斯国家自然保护区内森林植被的碳储量及其空间分布。结果表明:保护区内森林植被碳储量为3.004 7 Tg,平均碳密度为49.58Mg/hm2。不同植被类型碳储量从大到小排序为:乔木林地、灌木林地、疏林地、散生木,其中乔木林地碳储量占到森林植被总碳储量的90.18%,各乔木林地的平均碳密度为68.87 Mg/hm2。区域分布上,林分碳储量、碳密度的空间分布呈现出西南高东北低的趋势;而保护区内成、过熟林分的碳储量共占乔木林地碳储量的79.89%,若对现有森林采取合理的经营管理,可增加其碳汇能力。

喀纳斯保护区森林生态系统服务价值动态评估

基于生态经济理论,从维护生物多样性、水土保持、净化大气、森林游憩、科研价值、有机物生产、固碳释氧、营养物质循环和涵养水源等服务功能构建了森林生态系统服务价值评估指标体系,对喀纳斯自然保护区森林生态系统服务价值进行动态评估。结果表明:保护区森林生态系统服务总价值从1975年不断下降,但提供的服务质量却不断提高,单项服务价值中维护生物多样价值最大,维护生物多样性价值、森林游憩服务价值和科研价值占比不断提高。为了保护区的可持续发展和森林生态系统为人类提供持续稳定的服务,从发挥监管的机构作用、建立生态定位观测站和加大生态补偿等角度提出对策建议。

论加强喀纳斯保护区设施建设的必要性

喀纳斯自然保护区自建立以来，已有近20年的历史，其先后完成保护区“一期”和“二期”工程建设。经过两期建设，保护区在局站址建设、保护工程、科研监测、宣传教育及基础设施设备等方面已经具有一定基础，基本能满足管理工作的需要，由于保护区资源本底不清，加之缺乏有效投资，喀纳斯国家级自然保护区科研监测体系建设处于初级阶段。

喀纳斯保护区西伯利亚云杉树干液流动态变化

基于树干液流与树木蒸腾作用之间的关系,在新疆喀纳斯国家自然保护区内,采用TDP热扩散探针法连续监测了不同径级的西伯利亚云杉阳生面和阴生面的树干液流,明确不同大小的树体在参与森林水分循环中的的作用及其差异。结果表明:6—9月,西伯利亚云杉树干液流季节变化呈多峰曲线型,同一径级西伯利亚云杉树干阳生面与阴生面的液流启动时间、达到峰值时间一致;8月份的树干液流量比其他月份的大,其大、小径级树干阳生面的最大液流速率分别是阴生面的1.45倍和1.19倍;生长季内大径级西伯利亚云杉的总液流通量为5 97490 kg,小径级的为1 62871 kg;晴天时树干液流的日变化呈多峰型,阴天时为单峰型;夜晚时段小径级西伯利亚云杉的液流持续存在的时间较大径级的长,不同天气条件下的夜间液流主要用于树体自身夜间补水;大径级和小径级西伯利亚云杉阳生面、阴生面的夜间液流速率分别是晴天的1.49、1.23倍和1.13、1.20倍。研究表明,影响西伯利亚云杉树干液流昼夜变化的主要因素为气温、水汽压、光合有效辐射、土壤温湿度和风速。

基于地形因子的喀纳斯自然保护区土地利用/覆被现状格局分析

在遥感和地理信息系统技术的支持下,以遥感数据和数字高程模型(DEM)为基础,运用GIS的空间叠加分析功能,将解译的遥感矢量数据与高程、坡度和坡向3个地形因子进行空间叠加分析,对喀纳斯自然保护区的土地利用/覆被分布现状格局进行了研究。结果表明:本区域土地利用/覆被格局主要以林地和草地为主,水域和建设用地占有很小比例,区域内未利用地(荒草地、沙地、裸土地、裸岩石砾地)比例较高,说明喀纳斯自然保护区受人类活动影响很小,但也在一定程度上说明其存在生态脆弱性;有林地主要分布在海拔2 500～3 400 m5、～15°及大于25°的阳坡;灌木林地主要分布在海拔2 900 m以下5、～15°的阴坡;草地主要分布在海拔3 400 m以下,高覆盖度草地主要分布在阳坡,而中、低覆盖度草地阴坡的比例大于阳坡;水域和建设用地主要分布在海拔2 500 m以下的阳坡;冰川和永久积雪主要分布在海拔3 400～3 800 m的阳坡;未利用地(荒草地、沙地、裸土地、裸岩石砾地)无明显分布规律。

新疆喀纳斯国家自然保护区植被叶面积指数观测与遥感估算

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是重要的植被结构参数,调控着植被与大气之间的物质与能量交换,在生态环境脆弱的我国西北部开展植被LAI的研究对阐明该地区植被对气候变化和人类活动的响应特征具有重要的科学意义。利用LAI-2200和TRAC仪器观测了新疆喀纳斯国家级自然保护区森林和草地的有效叶面积指数(LAIe)和真实LAI,构建了其遥感估算模型,生成了研究区LAIe和LAI的空间分布图。在此基础上,分析了LAI随地形因子(海拔、坡度、坡向)的变化特征,探讨了将其应用于估算研究区森林生物量密度的可行性,并评估了研究区MODIS LAI产品的精度。结果表明:研究区阔叶林、针阔混交林、针叶林、草地LAIe的平均值分别为4.40、3.18、2.57、1.76,LAI的平均值分别为4.76、3.93、3.27、2.30。LAIe和LAI的高值主要集中分布在湖泊和河流附近;植被LAI随海拔、坡度和坡向的变化表现出明显的垂直地带性的特点。LAI随海拔和坡度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,坡向对针叶林和草地LAI的影响明显,但对阔叶林和针阔混交林LAI的影响较弱;森林生物量密度(BD)随LAI增加而线性增加(BD=44.396LAI-25.946,R2=0.83),研究区森林生物量密度平均值为120.3 t/hm2,估算的总生物量为5.0×106t;MODIS LAI产品与利用TM数据生成的LAI之间具有一定的相似性(森林R2=0.42,草地R2=0.53),但森林和草地的MODIS LAI产品分别比利用TM数据生成的LAI偏低16.5%和24.4%。

旅游干扰对喀纳斯自然保护区植物群落的影响

研究不同强度旅游干扰对喀纳斯自然保护区西伯利亚云杉(Picea obovata)林、草甸群落和金露梅(Poten-tilla fruticosa)灌丛的群落物种组成、物种多样性以及土壤理化性质的影响。结果表明:(1)在不同强度干扰下,云杉林中灌木层与草本层物种组成存在较大差别,随着干扰强度的增大,群落物种多样性呈先上升后下降的变化;(2)草甸群落Shannon-Wiener多样性指数随干扰强度的增大有下降趋势,土壤理化性质也受到了影响;(3)围栏内外两个金露梅灌丛群落在不同的干扰强度下,群落优势度和均匀度具有显著差异(P<0.05),土壤理化性质也存在显著差异。土壤理化性质的改变在一定程度上也改变了群落的物种多样性。

土地利用变化对喀纳斯自然保护区生态系统服务价值的影响

应用喀纳斯自然保护区1980,2005年两个时期的LandsatTM影像解译数据,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照中国单位面积生态服务价值系统,确定了喀纳斯自然保护区生态系统单位面积生态服务价值系数,分析了保护区土地利用变化对其生态系统服务价值的影响。结果表明,保护区林地面积在减少,草地,水域、建设用地面积有所增加;研究期内生态系统服务价值从26.79亿元减少到26.02亿元,天然有林地和高覆盖度草地的减少是生态服务价值降低的主要原因;保持土壤、维持生物多样性、气候调节等各单项功能服务价值均呈现不同程度的减少,说明保护区生态环境不断趋向恶化。

喀纳斯自然保护区3种天然林分土壤呼吸速率的动态变化

采用LI-8100土壤呼吸测定仪测定3种林分(西伯利亚落叶松、西伯利亚红松和西伯利亚云杉)的土壤呼吸速率及其环境因子,分析并探讨这3种林分土壤呼吸速率的时空变异特点。结果表明:在时间上,3种林分的土壤呼吸速率的日变化均呈单峰型,最高值出现在14:00—16:00;不同月份的变化也为单峰曲线,其最大值出现在7月份。在空间上,3种林分的土壤呼吸速率随海拔高度增加呈线性减少的关系。在6—9月份,3种林分的土壤呼吸速率的由大到小的排序为:西伯利亚红松林、西伯利亚落叶松林、西伯利亚云杉林。林分土壤呼吸速率的变化与土壤温度具有显著的正相关性,与土壤湿度具有极显著的相关性。

新疆喀纳斯自然保护区盘星藻属植物新疆新记录

2012年8月,对于新疆喀纳斯国家级自然保护区,包括河流、湖泊和沼泽等地藻类植物进行了首次调查,共采集到50份藻类标本,并对其中的盘星藻属植物的形态特征进行了鉴定.结果发现,新疆盘星藻属植物新记录有2种6变种,它们分别为:短刺盘星藻短角变种(Pediastrum boryanumvar.brevicorne A.Braun),短刺盘星藻穿孔变种(Pediastrum boryanum var.perforatum Racib.),短刺盘星藻波缘变种(Pediastrum boryanumvar.undulatum Wille),具孔盘星藻[Pediastrum clathratum(Schroeter)Lemmermann],具孔盘星藻点纹变种(Pediastrum clathratum var.punctatumLemmermann),单角盘星藻[Pediastrum simplex(Meyen)Lemmermann],单角盘星藻具孔变种[Pediastrum simplexvar.duodenarium(Bailey)Rabenhorst],二角盘星藻网状变种(Pediastrum duplexvar.reticulatumLag.).这些新记录的发现,丰富了新疆盘星藻属植物的研究资料.

喀纳斯自然保护区生态系统服务价值变化研究

生态系统可持续发展是随着全球范围内可持续发展研究的深入和人们对环境破坏和资源利用认识的不断加深而逐渐形成的。人类社会的可持续发展从根本上取决于生态系统及其服务的可持续性,本文应用喀纳斯自然保护区1980、2005年两期Landsat TM影像解译数据,参照谢高地等制定的中国生态系统单位面积生态服务当量因子和新疆布尔津县单位面积农田生态系统提供的食物生产服务的经济价值,确定喀纳斯自然保护区生态系统单位面积生态服务价值系数,对保护区生态系统服务价值及其变化进行了估算和比较。结果表明,林地和草地是喀纳斯自然保护区主要的土地利用类型,25年间土地利用总体上发生了明显变化,林地面积在减少,草地、水域、建设用地面积略有增加;保护区生态系统服务价值由1980年的37.289亿元减少至2005年的36.351亿元,有林地和高覆盖度草地的减少是服务价值降低的主要原因;主要由林地、草地和水域提供的维持生物多样性、水文调节、气候调节、保持土壤等单项功能服务价值均呈现不同程度地减少,说明保护区生态系统结构和功能已受到影响,保护区生态环境质量不断趋向退化。

基于社区参与的喀纳斯自然保护区生态旅游能力建设研究

引入生态旅游能力建设概念,通过分析喀纳斯自然保护区社区参与生态旅游的开发现状和对社区居民参与生态旅游开发的态度与行为的调研,提出应加强教育培训和引导、倡导社区共管机制,提高保护区的生态旅游能力建设。

喀纳斯自然保护区林地和草地土壤呼吸速率差异及影响因素

为了研究新疆喀纳斯国家自然保护区森林生态和草地生态系统与大气的相互作用,分析土壤呼吸速率的时空变异特征及与影响因子的关系,2012年及2013年5月上旬至9月上旬利用土壤碳通量测量系统LI-8150对林地和草地两种植被类型土壤的呼吸速率日动态进行了全天连续自动监测,研究了两类土壤呼吸速率在生长季各月日的变化规律。结果表明:林地和草地生态系统土壤呼吸速率在植被生长季内均呈现较明显的单峰曲线型日变化,其月最大值均出现在7月,林地土壤呼吸速率的最大值(2.43μmol/(m^2·s))显著高于草地土壤呼吸速率最大值(1.55μmol/(m^2·s)),且各月林地生态系统的土壤呼吸速率均明显高于草地,波峰出现在北京时间17:00—18:00,波谷出现在北京时间9:00—10:00,草地最小值出现在6月(0.35μmol/(m^2·s)),而林地最小值出现在5月,其呼吸速率仅0.71μmol/(m^2·s),且整个生长季白天大于晚上,全天以呼出CO_2为主。植被生长季内林地和草地土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势相似,具有显著的正相关性,但与土壤含水量的变化没有这样的趋势。

喀纳斯自然保护区旅游开发的生态风险及对策

喀纳斯自然保护区已成为新疆旅游热点之一,旅游开发已探讨诸多。在实际工作中保护处理与开发的矛盾时,却更看重了开发而忽略了保护这一前提。不恰当的开发已不同程度地破坏了当地的生态系统。文章通过分析喀纳斯自然保护区旅游开发的优势条件及现状,着重探讨了盲目开发所带来的生态风险,并提出了相应的发展对策。强调喀纳斯自然保护区应在保护的前提下合理、适度地开发;明确功能区范围及功能;严禁在核心区进行任何旅游开发活动:倡导生态旅游;以确保自然保护区可持续发展。

基于LUCC的喀纳斯自然保护区生态系统服务价值评估研究

采用喀纳斯自然保护区1980年和2005年土地利用/土地覆盖变化数据,在谢高地的中国生态系统单位面积生态服务价值当量因子的基础上通过生物量修正,确定了保护区生态系统类型单位面积生态服务价值,对保护区生态服务价值及其变化进行了评价。结果显示:喀纳斯自然保护区生态系统服务价值由1980年的37.289亿元减少至2005年的36.351亿元,维持生物多样性、气候调节、保持土壤等单项生态服务功能价值均呈现不同程度地降低,说明其生态环境趋向退化。为此应合理开发利用资源,维护保护区生态系统的健康、安全,实现保护区的持续发展。

喀纳斯国家自然保护区针叶林生物量分配特征

本试验分别采用相对生长法和全株收获法调查分析了新疆喀纳斯国家自然保护区内西伯利亚落叶松(Larix sibirica)、西伯利亚云杉(Picea obovata)和西伯利亚红松(Pinus sibirica)等3种主要针叶林生物量的分配特征。结果表明:3个树种不同器官生物量分配存在差异,西伯利亚云杉和西伯利亚红松均为树干>树根>树枝>树皮>树叶,西伯利亚落叶松为树干>树根>树皮>树枝>树叶;树干的生物量占总生物量的96%以上;3种优势针叶树种的生物量(W)与胸径(D)和树高(H)的函数表达式为W=a(D2 H)b,回归系数均在0.88以上;3种林分总生物量排序为西伯利亚落叶松-西伯利亚云杉针叶混交林>西伯利亚落叶松-西伯利亚云杉-西伯利亚红松针叶混交林>西伯利亚云杉针叶纯林;在垂直分布上,西伯利亚落叶松-西伯利亚云杉混交林和西伯利亚云杉纯林均为乔木层>凋落物层>草本层>苔藓层>灌木层;西伯利亚落叶松-西伯利亚云杉-西伯利亚红松混交林则为乔木层>凋落物层>苔藓层>草本层>灌木层;3种林分的乔木和灌木层生物量地上部分大于地下部分;草本层生物量表现为地下部分大于地上部分。

新疆喀纳斯自然保护区藓类植物物种多样性与区系调查

从1995～2009年,作者对新疆喀纳斯自然保护区藓类植物进行了全面的调查、采集、鉴定,分析研究。结果表明,该自然保护区藓类植物共有37科113属253种(含1变种),优势科主要体现寒、温带地区分布类型,该区藓类植物生境的多样性可以从物种多样性,如曲尾藓科、木灵藓科、泥炭藓科、紫萼藓科、丛藓科等的广泛分布反映出来。通过与该区相邻的6个地区的物种丰富度系数比较,该自然保护区综合系数S i排第三位,说明此区藓类植物物种多样性丰富,这与本区的水分条件有很大关系。藓类植物区系成分以北温带成分为绝对优势,占总种数的83.33%;东亚成分占总种数的5.10%;东亚-北美成分占总种数的4.17%,各区系成分交汇。主成分分析和聚类分析表明,喀纳斯自然保护区藓类植物区系与新疆东部天山、内蒙古大青山、吉林长白山、河北木兰围场藓类植物区系关系较接近,与贵州梵净山、云南鸡足山藓类植物区系关系疏远,体现了我国北方藓类植物分布特征。

喀纳斯自然保护区森林生态系统服务功能价值评估

为明确喀纳斯自然保护区森林生态系统具有的服务功能及其价值,采用《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)的方法,对2009、2014年喀纳斯自然保护区森林生态系统具有的生态服务功能及其价值进行评估。结果表明,2014年喀纳斯自然保护区森林生态系统总的服务功能价值比2009年增加了7.34%,且以涵养水源和生物多样性的价值量所占的比重为最大;灌木林地的功能价值增加率明显高于针叶林地和阔叶林地;不同森林类型所具有的服务功能及其价值主要差异明显。

喀纳斯自然保护区民族社区参与生态旅游研究

喀纳斯自然保护区自上世纪90年代中期规划开发以来就呈现出超常规跨越式发展的势头,现已初步实现"百万游客,世界级景区"的目标,成为新疆乃至全国发展最快的旅游目的地之一。本研究以核心景区喀纳斯村图瓦社区为对象,采用问卷调查、访谈和因子分析法对居民参与生态旅游开发的现状进行了调查研究,并针对存在的问题提出了相应的对策。