气候变化情景下天宝岩国家级自然保护区森林景观演替长期动态模拟

气候变化将会对森林树种结构、空间结构以及林龄结构等产生重大影响,准确预测森林景观演替对未来气候变化的响应,不仅能够为科学管理森林生态系统提供理论依据,而且对制定生物多样性保护与珍稀物种保护策略也具有重要意义。本文运用LANDIS Pro 7.0与LINKAGES模型,模拟天宝岩国家级自然保护区8个树种在2种不同气候变化情景(RCP4.5和RCP8.5)下未来300年的森林植被演替动态,分析森林景观格局变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:毛竹、马尾松、猴头杜鹃、长苞铁杉以及杉木的潜在面积分布与景观格局指数对气候变化的响应较为显著。在气候变化情景下,各树种的景观分维度均介于1.03—1.08,保护区内各景观斑块相对简单规则。毛竹、猴头杜鹃和杉木聚集度下降趋势明显而斑块密度显著上升,长苞铁杉随演替进行面积逐渐减少而聚集度相对较高且斑块密度剧增,马尾松斑块密度缓慢增加而聚集度先降后升,随气候变化这些树种的景观完整度都遭到了不同程度的破坏,且在RCP8.5气候情景下景观破碎化更严重。而气候变化对阔叶林与柳杉的影响则较小,且阔叶林在演替期间斑块密度下降而聚集度稳中有增,潜在面积分布呈现出良好的发展势头。随气候变化,天宝岩自然保护区森林景观的演替最终将朝着“常绿阔叶林为主、针阔叶混交林为辅”的群落组成演变,保护区森林景观格局对气候变化的响应较为敏感。

基于LANDIS模型的福建天宝岩森林景观演替动态模拟

【目的】了解天宝岩国家级自然保护区森林演替发展趋势,可以更好地为保护区制定管理政策保护珍稀植物和生物多样性提供科学依据。【方法】借助空间直观景观模型LANDIS Pro 7.0对福建天宝岩国家级自然保护区未来300年(2016—2316年)的森林景观演变进行模拟,采用Fragstats 3.3景观格局分析软件对树种面积变化、景观聚集度、分维度、多样性指数进行分析,并对各个树种在模拟时间内的龄级组成进行分析。【结果】在演替时段内,除毛竹林外所有树种斑块分维度均在1.00~1.06之间,表明其景观斑块形状较规则且变化不大。多样性指数呈现先上升后下降趋势,均匀度指数呈现先下降后上升的趋势,且变化速度在逐渐变缓,表明树种逐渐趋于稳定。阔叶林聚集度先增加后保持稳定,其面积则始终保持增长,至演替结束,以成熟林和幼龄林为主;猴头杜鹃林、长苞铁杉林聚集度在整个演替时段内呈增加趋势,其面积在演替中后期有所增加,且以幼龄林的增加为主;杉木林面积在前150年增长,此期间幼龄林比重也在逐渐上升;后150年面积保持稳定,至演替结束,以中龄林和近熟林为主;聚集度虽保持稳定但略有增加;柳杉林聚集度在演替前100年保持稳定而后200年有所降低,至演替后期,整个柳杉林以过熟林为主,中龄林次之;马尾松林在整个演替过程中均以过熟林为主,幼龄林和中龄林比例很低;毛竹林在演替后期以过熟林占据主要地位,其次是成熟林;且马尾松林和毛竹林在演替期间聚集度均呈现降低的趋势。【结论】天宝岩森林景观的演替会依据一定的规律向顶级群落常绿阔叶林演替;马尾松林、柳杉林、毛竹林在群落中随时间的推移会逐渐被取代;杉木林、长苞铁杉林和猴头杜鹃林,在演替时段内表现出良好的发展趋势。

不同森林管理预案对松鼠生境的影响

应用空间直观的森林景观干扰演替模型(LANDIS)模拟了2000—2200年间小兴安岭友好林区4种森林管理预案(无采伐、皆伐、择伐Ⅰ和择伐Ⅱ)下的森林景观变化,并结合景观尺度的生境适宜度指数(HSI)模型评估了不同管理预案对研究区松鼠生境的影响.结果表明:研究期间,无采伐下松鼠适宜生境面积的增幅最快,而勉强适宜生境的降幅最快;皆伐下,松鼠适宜生境面积的增幅最慢,而勉强适宜生境的后期降幅最小;择伐Ⅰ下松鼠适宜生境面积的增幅高于择伐Ⅱ,而其勉强适宜生境面积的降幅低于择伐Ⅱ.整体而言,松鼠生境最优化的管理方案依次为无采伐、择伐Ⅰ、择伐Ⅱ和皆伐.

中国大陆省级尺度森林破碎化特征评价

【目的】评价中国大陆省级尺度森林破碎化模式,分离导致森林破碎化的人为干扰及自然干扰贡献份额并探究破碎化的社会经济驱动力。【方法】提取2006年中国遥感影像地图中的道路信息并整合进全球最新300m分辨率土地覆盖数据库Globcover;在3×3像元分析窗口下,采用森林破碎化分析模型,将中国各省(市、区)森林归并为内部、孔洞、边界、斑块、过渡及未确定6种破碎化成分,同时识别人为干扰空间位置及烈度,以此建立省级尺度的具有明确空间意义的森林破碎化及干扰模式地图。另外,计算景观类型间的空间关联指数,以刻画森林与其他土地利用类型的空间交互效应。【结果】福建、内蒙古、江西、浙江及西藏5省区森林的破碎化程度较低,而河北、北京、山东、江苏、上海及青海森林的破碎化程度较高;新疆、内蒙古、宁夏、青海、山东及江苏等省(区)森林的人为干扰广泛存在且干扰烈度较高;江苏、重庆、青海、山东、上海等省(市)的森林与农业土地利用的空间关联度较高,黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁等地的森林与自然干扰土地利用类型的关联度较高,各省份森林与城市类型连接的可能性均较低。【结论】(1)中国森林破碎化的主要驱动力在于巨大人口压力驱使下农业土地利用的无序扩展;(2)由森林破碎化模型所导出的具有明确空间含义的森林破碎化地图,是科学制定土地利用决策、生物多样性保护规划和林业可持续经营战略发展的基础,具有传统景观指数分析方法不可比拟的优势;(3)森林破碎化是一个长期的、复杂的社会问题,需要整个社会采取涉及政策、经济及教育等领域的综合措施,以实现对现存森林的最小化干扰,降低对森林生态系统的潜在威胁,保障国家的生态安全。

豫西山区森林群落邻体竞争效应的初步研究

运用邻体干扰指数模型,分析了豫西山区森林群落中主要种群的种内种间竞争强度,以及种群和个体在群落中的竞争干扰状态.结果表明,幼龄林群落中的种内、种间竞争指数因生境条件不同有所差异;中龄林群落基本稳定,其阔叶类种群的平均竞争指数小于针叶类种群的平均竞争指数,说明针叶类种群处于被压状态而阔叶类种群处于竞争状态,自然情况下的群落演替过程中阔叶类种群将占优势.