国家级自然保护区土地覆盖类型转换趋势

国家为了防止生态系统恶化、保护自然栖息地及其生物多样性,到2010年底已建立2588个自然保护区,总面积达149.44×106hm2,超过中国陆地总面积的15%。土地覆盖变化作为导致生物多样性变化的首要因素,直接影响生态系统的结构和功能。本文选取180个国家级自然保护区,总面积44.71×106hm2,占自然保护区总面积的29.9%,全国陆地面积的4.7%,根据各保护区的生态系统特征和主要保护对象,将其划分为森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、珍稀动物、珍稀植物、地质和古生物遗址、以及荒漠生态系统7类自然保护区类型,并在此基础上按东北、华北、华东、中南、西北及西南6个大区对其进行空间分析。论文构建土地覆盖类型转换方向判别指数模型,运用生态多样性模型和斑块连通性模型,对各大区内各类国家级自然保护区及其核心区、缓冲区和实验区的土地覆盖转换趋势进行计算。结果显示,在20世纪80年代后期-2005年时段内,180个国家级自然保护区的土地覆盖转换强度整体呈减缓趋势,西南地区的平均转换强度最大,而华东地区的平均转换强度最小。在各类国家级自然保护区中,除了森林生态系统保护区外,其他各类型保护区的土地覆盖都存在逆向转换,但逆向转换速率总体呈减缓趋势。国家级自然保护区的核心区土地覆盖逆向转换的速度平均为0.16%/10a减少,其土地覆盖景观格局相对于缓冲区的和实验区更为稳定。生态多样性指数和斑块连通性指数模型计算显示,国家级自然保护区土地覆盖景观格局的生态多样性和斑块连通性在1995-2005年总体呈上升趋势。另外,各大区国家级自然保护区与非保护区的土地覆盖转换强度对比显示,保护区土地覆盖转换强度整体上小于非保护区的土地覆盖转换强度。总之,分析结果表明,国家级自然保护区的土地覆盖转换处于良性变化趋势,尤其是在1995-2005年期间,保护区内的土地覆盖类型及分布逐渐趋于正向转换和稳定态势。

长三角地区PM_(2.5)浓度对土地利用/覆盖转换的空间异质性响应

长三角地区PM_(2.5)污染受区域空间效应的影响,其可持续治理方向仍不清晰.结合随机森林、空间计量模型和多尺度地理加权回归模型(MGWR),探讨PM_(2.5)浓度对土地利用/覆盖转换的多尺度空间响应过程.结果表明:(1)2000~2018年长三角地区PM_(2.5)浓度呈现出4类空间连续聚集的时空变化模式,区域性同步变化强烈;(2)土地转换对PM_(2.5)浓度的相对影响表现复杂,耕地与林地的源-汇效应显著.邻域分析表示周围聚集性土地利用/覆盖转换普遍比单一像元时作用更显著,空间效应明显;(3)PM_(2.5)浓度变化与林地、草地转换类型大多呈显著负相关,与耕地、建设用地和水体之间的转换类型呈显著正相关.随机森林模型重要性排序及相关系数强度表明:耕地-耕地(29.65%及0.650)、林地-林地(26.98%及0.726)、建设用地-耕地(22.57%及0.519)、耕地-林地(17.84%及0.602)和耕地-建设用地(16.34%及0.424)之间转换对PM_(2.5)浓度变化贡献度较高.空间杜宾模型显示PM_(2.5)浓度变化存在显著的空间依赖性和空间溢出效应;(4)MGWR模型揭示了不同土地利用/覆盖转换方式作用于PM_(2.5)浓度变化的尺度效应及空间关系的非平稳性特征,其空间关系表现出强烈的转移类型差异.而多模型结果显示不同土地转换对PM_(2.5)浓度变化的驱动方式不同,因此需分类别分层制定针对性联合管理策略.

黄土高原生态系统过渡带土地覆盖的时空变化分析

在全球气候变化及其生态环境效应研究中,生态系统过渡带作为气候变化和人类活动的敏感区域,其土地覆盖的时空变化分析逐渐成为土地利用科学研究的热点问题。基于GIS的时空分析方法,在对Holdridge生命地带模型的判别标准进行改进的基础上,构建了生态系统过渡带的时空分析模型。在建立土地覆盖正向和逆向转换规则的基础上,构建了土地覆盖正向和逆向转换指数模型。并以黄土高原为案例区,在定量识别生态系统过渡带类型及其空间格局的基础上,定量评价了各种生态系统过渡带类型土地覆盖的转换情况。模拟分析结果表明,黄土高原地区共有14种生态系统过渡带类型,其总面积占整个黄土高原的25.21%。在1985—2005年期间,黄土高原生态系统过渡带内的耕地面积平均每10 a减少0.93%,而湿地和水体、林地、草地的面积则平均每10 a分别增加3.47%、0.24%、0.06%。整个过渡带区域土地覆盖的转换率从28.53%降低到21.91%,且其正向转换和逆向转换面积总体上均呈减少的趋势。另外,黄土高原生态系统过渡带区域和非过渡带区域的土地覆盖转换率对比分析显示,过渡带区域土地覆盖的转换率高于非过渡带区域。