基于功能性状和系统发育的防城季节性雨林群落构建机制研究

为揭示环境筛选和生态位分化在群落构建和演化中的关键作用,本研究对广西防城金花茶国家级自然保护区内季节性雨林群落的植物种类、株高(H)、胸径(DBH)等功能性状及系统发育进行分析,结果表明:大石坪和那山子季节性雨林群落的净亲缘关系指数(NRI)和最近亲缘关系指数(NTI)均小于0,表明这两个群落的发育结构呈发散格局;而妹仔田季节性雨林群落的NRI和NTI均大于0,表明该群落的发育结构呈聚集格局。3个季节性雨林群落物种的株高和胸径功能性状指标的系统发育信号K值均小于1,说明物种功能性状受系统进化影响较小,物种功能性状未表现出较强的系统发育保守性。通过应用零模型分析可知,尽管不同群落类型的物种在DBH上差异不显著,但在H上部分群落间存在显著差异,暗示了不同环境和演化压力的作用。功能性状分析表明DBH和H呈现趋同进化,而群落系统发育结构分析揭示了群落内物种的亲缘关系和演化历程,表明生境过滤和种间竞争对群落构建具有显著影响。通过系统发育多样性、功能性状和系统发育信号等分析,可为揭示季节性雨林群落构建的生态过程和演化机制提供重要依据。

全球典型热带雨林的微波散射特征建模与验证

使用大面积且均匀的自然目标进行微波散射计的定标检验,有助于客观评价微波遥感的观测精度。热带雨林具有相对稳定的植被覆盖条件,可减小地表异质性对仪器测量的影响,是微波仪器定标评价的常用目标。利用2019年1月1日—2021年12月31日Met Op-B(the second meteorological operational satellite)卫星ASCAT(advanced scatterometer)散射计的观测数据,提出平均值、标准差与相对标准差联合的雨林目标稳定区优选算法,确定亚马逊雨林、刚果雨林和东南亚雨林的稳定区域,对稳定区内目标的自身特性开展包括季节、入射角和方位角影响建模。建模时综合考虑模型误差和时序变化,将目标特性与仪器波动导致的后向散射系数变化分离。结果表明:亚马逊雨林和刚果雨林稳定区的白天数据具有较低的模型误差和波动较小的变化趋势,适用于多星散射计的定标稳定性检验。基于亚马逊雨林和刚果雨林稳定区的白天数据模型,对Met Op-C卫星的ASCAT观测数据进行定标稳定性检验和分析,检验结果表明:Met Op-C卫星ASCAT散射计的观测数据略有波动,但变化幅度小于0.05 d B,定标稳定性较好。

海南热带雨林国家公园游憩资源普查层次构建

中国国家公园建设迅速推进,游憩资源普查成为保育与利用的关键。基于相关研究成果以及调查与评价游憩资源的实践经验,考虑资源分布特征及整体价值,划分“单体-集合-片区”三重资源调查维度;并将初步分区结果载入MCR模型进行边界验证调整,以科学识别核心资源,实施有效保护与资源整合;最后基于资源认定层次体系,对海南热带雨林国家公园全域进行游憩资源普查,确定了113处集合和44处片区。选取霸王岭-大广坝流域作为典型案例研究,通过建立游憩单元层级体系,认定26处集合和11处片区,划分人文地理、自然地理、游憩带状单元3类片区,并着重分析俄贤岭小桂林片区内集合的功能及游憩项目的优势。

耦合PLUS-InVEST模型的海南热带雨林国家公园碳储量时空演变与预测

[目的]研究海南热带雨林国家公园在不同情景下的土地利用和碳储量变化,为优化该区土地利用格局,制定保护政策提供科学依据。[方法]以2001,2011,2021海南热带雨林国家公园土地利用数据为基础,利用PLUS模型和InVEST模型相结合的方法,分析研究区在2001-2021年及2030年不同情景下的土地利用及碳储量变化。[结果]①2001-2021年海南热带雨林国家公园土地利用变化的特征为耕地、草地、水域面积逐年减少,林地、人造地表面积不断扩张,20 a间林地面积增加561.19 km^(2);到2030年,自然发展与耕地保护情景下土地利用变化模拟结果有些相似,而在生态保护情景下,土地利用变化与其他两种情景截然相反。②2001,2011,2021年海南热带雨林国家公园碳储量分别为8.72×10^(7)t,9.22×10^(7)t,9.13×10^(7)t,到2030年自然发展情景下碳储量为9.04×10^(7)t,耕地保护情景下碳储量为9.12×10^(7)t,生态保护情景下碳储量为9.13×10^(7)t,说明实施生态保护措施可以进一步提升海南热带雨林国家公园固碳能力。[结论]海南热带雨林国家公园碳储量变化与土地利用变化呈高度一致性,土地利用变化很大程度上决定了碳储总量及空间分布。

海南岛尖峰岭次生热带山地雨林的边缘效应

对海南岛尖峰岭热带山地雨林采伐迹地次生林及周围的保留林进行了群落调查,组建了一个基于分割线段模型的边缘效应测度公式:Y=a+e0[1-(D Dmax)](式中Y为与边缘垂直距离D处的测定指标值,e0为边缘效应强度的最大值,Dmax为边缘效应作用的最大距离,a为常数),研究了热带山地雨林群落的边缘效应,结果表明:(1)用组建的测度公式来分析热带山地雨林采伐迹地边缘的次生林及保留林的边缘效应强度及其作用距离,结果是有效和可靠的;(2)热带山地雨林采伐后形成的边缘,其效应的作用距离一般都不超过15m;(3)边缘对保留林和次生林的效应没有显著差异。

基于大科学设施的创新生态系统建设——“雨林模型”与演化交易成本视角

多种类型大科学设施在特定区域集聚,有助于实现基础科学研究、工程技术应用、工业企业制造等多领域前沿人才和创新资本要素集聚。具备多样性生物集聚、创新要素快速流动及互利共生等特征的“雨林模型”,常被用于描述极具活力的创新生态系统和解释创新生态系统运行机制。在“雨林模型”和演化交易成本视角下,分析基于大科学设施的创新生态系统历史演进和发展现状,发现创新中国大科学设施投资模式有利于构建大科学设施集群演化为“热带雨林”的组织基础和个体行动选择基础。

基于GIS的热带雨林地区滑坡敏感性分析——马来西亚金马伦高原个案研究

滑坡敏感性分析对灾害评价和预测具有重要的作用。以马来西亚金马伦高原为研究区,选择坡度、坡向、地表曲率、岩性、构造、土地覆盖、地貌类型、道路和排水系统等9个要素作为评价因子,探讨运用G IS和RS技术获取、管理滑坡灾害信息,和热带雨林地区湿热环境下滑坡灾害敏感性的分析方法。条件概率模型和逻辑回归模型分别应用于滑坡灾害敏感性分析与制图,通过比较滑坡敏感性的计算结果与历史滑坡信息,验证了两种方法的有效性,结果显示,条件概率模型和逻辑回归模型的预测精度分别为77.3%和83.6%,逻辑回归法具有较好的描述精度;滑坡敏感性分析中土地利用和土地覆盖、道路设施等因素具有较高权重,人类对雨林的垦殖和开发提升了该地区滑坡发生的敏感度。

热带山地雨林生态系统水文化学循环规律的研究

根据５ａ定位观测，对尖峰岭热带山地雨林更新林生态系统的水文化学循环规律的数据分析表明，年均降雨量为２６６８．３ｍｍ，其中总径流量占４６．７％，蒸散量５３．３％，冠层截留量１４．０％。Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ的年均降雨输入量为７８．４ｋｇ／（ｈｍ２·ａ），总径流输出５６．７ｋｇ／（ｈｍ２·ａ），净积累２１．６ｋｇ／（ｈｍ２·ａ）；Ｓｉ、有机Ｃ、Ａｌ、Ｍｎ的年均降雨输入量为２５．０ｋｇ／（ｈｍ２·ａ），总径流输出为１１２．３ｋｇ／（ｈｍ２·ａ），净损失８７．３ｋｇ／（ｈｍ２·ａ），更新林系统仅处于更新进展过程中，同时证实了冠层对降水化学的淋溶效应，净淋溶系数达４．１１；提出了降雨、林内净降雨。

Gash模型在热带季节雨林林冠截留研究中的应用

为了验证Gash林冠截留解析模型在西双版纳热带季节雨林中的适用性,基于2003年的热带季节雨林气候及林冠特征观测数据、采用Gash模型对林冠截留进行了模拟。结果显示,西双版纳热带季节雨林样地年降雨量为1244.4mm,穿透降雨为867.3mm,树干径流为114.4mm,树冠截留量为262.7mm,林内穿透降雨量和林外降雨量之间存在显著的正相关关系;降雨过程中饱和林冠的蒸发强度为0.12mm/h,使林冠饱和的降雨为0.6mm,林冠枝叶部分持水能力为0.41mm,树干持水能力为0.18mm;模型模拟的年林冠截留量为274.9mm,干季为71.7 mm,雨季为203.1 mm;模拟的相对误差年值为4.3%,干季为0.1%,雨季为6.9%,模拟与实测有很好的一致性,显示了Gash模型适用于西双版纳地区热带季节雨林林冠截留计算。

基于环境变量的海南长臂猿适宜栖息地识别

【目的】海南长臂猿(Nomascus hainanus)是全球最濒危的灵长类动物,也是我国国家一级重点保护野生动物。研究其分布格局与环境之间的关系,识别适宜栖息地,对规划生态廊道和恢复栖息地环境以便促进海南长臂猿种群增长和扩散具有重要意义。【方法】基于2021年6—7月(雨季)、2022年2—3月(旱季)的野外跟踪调查数据,并以公开发表的文献记录作补充,剔除冗余的分布数据,最终筛选出111个分布位点用于构建模型。将物种分布数据与10个环境变量数据导入MaxEnt模型,获得当前气候条件下海南长臂猿适宜栖息地的分布,并分析其与环境因子的关系。【结果】模型检验结果AUC值达0.953,模型精度较高;刀切法检验结果显示海南长臂猿在海南热带雨林国家公园适宜栖息地的分布主要受最旱月平均降水量、年降水量、最暖月均温和冠层高度这4个环境因子影响。海南热带雨林国家公园海南长臂猿适宜栖息地的面积为272.76 km^(2),仅占公园规划面积的6.39%。适宜区主要在霸王岭片区,占总适宜栖息地面积的64.05%;鹦哥岭和尖峰岭也有较大面积的适宜区域,分别占总适宜区面积的23.82%和9.89%。模型结果显示,次适宜区面积达1309.02 km^(2),是未来构建生态廊道的重要缓冲区域。【结论】1)海南长臂猿偏向于分布在降雨丰富的区域,因干旱季节降雨量不足会限制海南长臂猿种群发展;2)海南长臂猿对林冠下层的利用率低,对高大粗壮植株的依赖性强。旱季可利用果实不足和高大食源植物匮乏,必然会限制海南长臂猿种群的恢复和扩散。因此,建议有针对性地恢复和管理连接适宜栖息地之间的次适宜区域,在恢复造林过程中,选择能在旱季提供丰富果实的树种,将其逐渐转化为适宜栖息地,从而提高栖息地的连通性。

供给侧改革视角下云南“林中茶”发展模式探究

该文从供给侧的视角分析了目前云南省茶叶市场情况,参考美国雨林联盟认证,借鉴其他茶产区发展经验,提出了"林中茶"栽培模式,并阐述了"林中茶"栽培模式的特点、可行性以及发展前景。

海南热带雨林国家公园生态廊道构建

以全球生物多样性保护热点地区与关键区域海南热带雨林国家公园为研究区域,基于研究区域内高程、土壤、林分、人口、经济、归一化植被指数以及国家珍稀濒危保护野生动物分布等数据,结合MCR模型与重力模型进行重要生态源地识别,并在此基础上构建并识别国家公园内重要生态廊道。结果表明:在研究区域内共识别出重要生态源地13处,总面积83 300.78 hm^(2),构建联结各生态源斑块的生态廊道6条,宽度600 m,总长度327.71 km,总面积19 294.05 hm^(2),其中包括3条重要廊道和3条一般廊道。研究构建的生态廊道具体工程包括天然林抚育和退化林修复、人工林近自然化改造、水源保护等,并将因高速公路隔离区域重新联通,有效减缓生境破碎化。本研究方法可为今后国家公园内生物多样性保护提供参考和落脚点,明确了保护、修复和管理工作的方向,对于提高生境连通性、构建结构完整的区域景观生态格局提供参考。

土地利用/覆被变化对产水服务功能的影响:以海南热带雨林国家公园为例

为揭示海南热带雨林国家公园土地利用/覆被变化(LUCC)对产水服务功能时空演变的影响,应用GIS和InVEST模型,分析产水服务功能对LUCC的响应及其成因。结果表明:(1)1990—2018年研究区土地利用发生较大变化,耕地、草地及天然林分别减少68.48%、18.74%及4.89%;水库坑塘、橡胶林和经济林分别增加810.74%、190.42%和38.09%。(2)产水服务功能对LUCC产生明显变化响应,1990—2018年产水总量和产水服务功能总体呈先下降后轻微上升趋势。四期平均产水深分别为1 251.74 mm、1 191.98 mm、1 086.48 mm和1 204.98 mm,并整体呈现出西部产水量低,东部高的空间差异。LUCC是影响产水服务功能变化的重要原因,其中耕地、天然林面积锐减,橡胶林等经济林和水库坑塘面积增加会削弱产水服务功能。因此,未来应合理控制橡胶林等经济林面积,优化配置用地格局。

海南热带雨林代表性种群空间分布特征研究

生态系统代表性种群在生态预警、生物多样性保护等方面具有不可忽视的作用,开展代表性种群评估是生物多样性优先保护的关键基础。以适宜生境分析为切入点,重点解析海南热带雨林代表性种群的分布格局。研究结果表明:1)海南热带雨林国家公园大部分区域潜在分布的热带雨林代表性种群数量在10~25种之间,分布面积占区域总面积的83.86%;2)代表性种群的分布主要受海拔和植被类型因素影响较大,种群分布数量整体由高海拔向低海拔、由原生林向次生和人工林递减辐射分布;3)海南热带雨林国家公园的建设,虽极大地促进了生态系统的连通性和生物多样性保护,但仍有较大面积的代表性种群高热点分布区域未纳入国家公园核心保护区,需加强对此类地区的关注和重视。代表性种群的生存状况很大程度上直接反映了热带雨林生态系统的现状特征,研究成果可为海南热带雨林国家公园生态规划、热带雨林修复、代表性种群保护等提供数据支撑和理论指导。

海南热带雨林国家公园森林健康评价及经营优化研究

该研究通过主成分分析法、SOM神经网络模型等方法对海南热带雨林国家公园开展了森林健康评价,并研究了其森林经营优化措施。研究结果表明:(1)热带雨林国家公园的森林健康状况理想,优质健康等级的森林面积最大,处于Ⅳ级(健康)以上(包括健康、优质健康)的森林占森林总面积的62.45%。(2)国家公园内的森林健康度呈现西高东低的趋势,而且海拔相对较高的区域,森林健康度较高,人类的经营活动是对森林健康度造成影响的重要因素。(3)国家公园内经营作业法面积为保育修复作业法,其目的是为了进一步修复退化林和受灾林,使其森林健康程度提升,从而增强海南热带雨林国家公园森林的生态服务功能。

桂西南北热带喀斯特季节性雨林土壤钾、钙、镁空间分布特征及其影响因素

矿质元素是土壤养分的重要组分,关系着森林生态系统的群落组成和生物地球化学循环。喀斯特局域尺度内地形异质性较高,目前尚缺乏地形等非生物因子和生物因子如何影响喀斯特地区土壤矿质元素空间分布方面的研究。本文在弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中沿海拔梯度设立的100个凋落物收集器所在位点进行土壤取样,对样品中的K、Ca、Mg 3种矿质元素含量进行测定,并基于空间回归模型和变差分解等方法对喀斯特季节性雨林中土壤K、Ca、Mg与生态因子之间的关联进行定量分析,探讨非生物因子和生物因子与其空间分布特征的内在关联,以期为北热带喀斯特生物地球化学循环研究和脆弱喀斯特生态系统保护提供科学依据。结果表明,研究区内土壤K、Ca、Mg均存在空间自相关性,Ca与海拔和凹凸度显著正相关,主要聚集在山脊区域;K与地形湿润度指数显著正相关,主要在洼地聚集;Mg在中坡位表现出聚集特征。变差分解显示生态因子对土壤K、Ca、Mg空间分布的驱动作用强于空间结构,单个生态因子中海拔的解释度最高,并且非生物因子的解释度总体上高于生物因子,生物因子中物种丰富度解释度最高,同时Mg的聚集伴随着较高的物种丰富度水平。