Influence of Human Activity Intensity on Habitat Quality in Hainan Tropical Rainforest National Park,China

Due to long-term human activity interference,the Hainan Tropical Rainforest National Park(HTRNP)of China has experienced ecological problems such as habitat fragmentation and biodiversity loss,and with the expanding scope and intensity of human activity impact,the regional ecological security is facing serious challenges.A scientific assessment of the interrelationship between human activity intensity and habitat quality in the HTRNP is a prerequisite for achieving effective management of ecological disturbances caused by human activities and can also provide scientific strategies for the sustainable development of the region.Based on the land use change data in 2000,2010,and 2020,the spatial and temporal variations and the relationship between habitat quality(HQ)and human activity intensity(HAI)in the HTRNP were explored using the integrated valuation of ecosystem services and trade-offs(InVEST)model.System dynamics and land use simulation models were also combined to conduct multi-scenario simulations of their relationships.The results showed that during 2000–2020,the habitat quality of the HTRNP improved,the intensity of human activities decreased each year,and there was a negative correlation between the two.Second,the system dynamic model could be well coupled with the land use simulation model by combining socio-economic and natural factors.The simulation scenarios of the coupling model showed that the harmonious development(HD)scenario is effective in curbing the increasing trend of human activity intensity and decreasing trend of habitat quality,with a weaker trade-off between the two compared with the baseline development(BD)and investment priority oriented(IPO)scenarios.To maintain the authenticity and integrity of the HTRNP,effective measures such as ecological corridor construction,ecological restoration,and the implementation of ecological compensation policies need to be strengthened.

海南热带雨林国家公园重要地质遗迹特征及综合评价

海南热带雨林国家公园内地质遗迹资源是热带雨林内自然资源和自然环境极其重要的组成部分,地质遗迹所赋存的地质环境,是热带雨林生物多样性的基础条件。推进地质遗迹资源的科学保护和合理利用是建设海南热带雨林国家公园的重要内容之一。基于对海南热带雨林国家公园全面系统的地质遗迹调查评价工作,依据《地质遗迹调查规范》(DZ/T 0303-2017),笔者等系统的总结了海南热带雨林国家公园内重要地质遗迹资源的特征和分布,对其科学价值和美学价值进行了定性和定量综合分级评价。研究结果表明:海南热带雨林国家公园内地质遗迹类型多样,以基础地质和地貌景观大类为主,包括重要化石产地类、岩土体地貌类、水体地貌类以及火山地貌类4类,古生物群化石产地、岩溶地貌、侵入岩地貌、碎屑岩地貌、瀑布、火山岩地貌6个亚类,共计21处重要地质遗迹点。其中,世界级地质遗迹点的有1处,省级地质遗迹点17处,省级以下地质遗迹点3处。通过对海南热带雨林国家地质公园地质遗迹评价,为国家公园内地质遗迹资源保护和利用提供基础资料和思路。

基于游憩机会谱的海南热带雨林国家公园特许经营发展路径探究

建立国家公园体制是党的十八届三中全会提出的重点改革任务,是我国生态文明制度建设的重要内容。探索国家公园特许经营高质量发展路径,对促进国家公园游憩的转型升级和提质增效、推动我国生态文明建设具有重要意义。以海南热带雨林国家公园为研究对象,基于游憩机会谱理论,厘清游憩机会利用与特许经营的关系,运用因子分析法和群决策层次分析法,构建游憩机会评价指标体系,评价海南热带雨林国家公园7个片区的游憩机会等级,形成海南热带雨林国家公园游憩机会谱。在此基础上,提出重构特许经营模式、提升管理服务效能、优化资金管理体系、建立共建共享机制、完善多元监督体制的海南热带雨林国家公园特许经营高质量发展路径,旨在为国家公园的特许经营、实现国家公园品牌增值提供科学的指导和有益的参考。

基于生态敏感性评价的公路交通优化策略研究——以海南热带雨林国家公园为例

公路交通严重威胁沿线野生动物迁徙安全。我国公路生态学理论研究和相关规范尚处于起步阶段,对公路工程设计指导性不高。海南热带雨林国家公园在何处采用何种交通措施,从而满足民生发展和生态保护需求,是其当下面临的难题。在公路选线既定的前提下,依托ArcGIS空间分析技术,论述选取合适的生态敏感性因子指标,分析海南热带雨林国家公园生态敏感性,阐述各等级公路穿越不同生态敏感区的六类应对策略。面向生态保护的公路交通策略包含立体和平面,线型和点状,硬件和软件多维度,建议海南热带雨林国家公园内设置隧道3座,桥梁7座,沿线修建横跨生态桥涵通道的路段不低于27 km,沿线修建围挡设施的路段不低于29 km。突破微观点状建设横跨动物通道的传统工程做法,以面带线宏观系统考虑动物迁徙生态廊道。探索在生态保护和公路交通之间的空缺领域架起桥梁,降低高速公路穿越国家公园的生态风险。

海南热带雨林国家公园公路交通可达性

海南热带雨林国家公园是我国首批设立的国家公园之一,科学合理的交通规划是国家公园生态旅游、环境教育及社区发展的有力保障。以海口和三亚到海南热带雨林国家公园各乡镇或区域的公路交通线路为研究对象,采用ArcGIS 10.8对其公路交通可达性进行量化。主要结果如下:三亚与海南热带雨林国家公园各主要乡镇及各区域的公路交通平均旅行时间均显著低于海口;国家公园内公路交通可达性系数较高的乡镇主要分布在高速公路两侧,交通平均旅游时间及可达性系数较低,交通便利性较好;国家公园内不同区域公路交通可达性系数上,鹦哥岭区域、五指山区域、毛瑞区域、黎母山区域可达性系数小于1,表明这些区域较尖峰岭区域、吊罗山区域和霸王岭区域具有更好的交通可达性。研究结果可以为海南热带雨林国家公园公路道路规划提供参考和本底资料。

海南热带雨林国家公园外来入侵植物的燃烧特性

【目的】了解海南热带雨林国家公园霸王岭片区内外来入侵植物的燃烧特性,综合评价入侵植物的燃烧特性,以期为海南热带雨林国家公园防火带的构建提供理论依据,为我国外来入侵植物着火特性数据库提供基础数据。【方法】以海南热带雨林国家公园霸王岭片区内外来入侵植物为研究对象,测定其1年内可燃性指标(含水率、平衡含水率、燃点和热值)的变化特性,分析可燃性指标间的差异及关系,初步阐明海南热带雨林国家公园外来入侵植物的可燃性。【结果】1)外来入侵植物的含水率为70.00%~90.00%;2)豆科植物平衡含水率的变化表现基本一致,外来入侵植物的平衡含水率在3月中表现出较大值;3)短柄吊球草(255.75±4.98)℃和飞机草(263.92±4.41)℃的燃点较大,多数外来入侵植物的燃点在3月份和12月份表现出较小值,6月和9月表现出较大值;4)野甘草(17.96±0.76)k J/g的热值在全年中表现出较大值,外来入侵植物的热值较大时期出现在3月,较小的时期出现在6月;5)红毛草的易燃性极高,其次是金腰箭和含羞草,易燃性较低的是银合欢和飞机草。【结论】在海南的干旱季节是防火的重点,其中要注意红毛草、金腰箭和含羞草等外来入侵植物,燃点、热值均表现出较小值,易燃性较高。

海南热带雨林国家公园重要传粉昆虫无刺蜂资源保护意识调查

2020年7月—2021年6月,采用参与式人物访谈、随机拦截式抽样等方法对海南热带雨林国家公园工作人员及周边社区群众的无刺蜂资源保护意识进行了问卷调查,共获得有效问卷291份。结果表明:国家公园周边社区群众主要是黎、苗等世居民族,其生产和生活方式仍主要依赖传统的自然资源,对无刺蜂的保护意识非常薄弱。其中,养蜂经验、对无刺蜂蜂产品的了解、对养蜂技术的需求是社区群众是否愿意并能够保护无刺蜂的3个主要因素。调查结果显示,64.04%的社区居民对无刺蜂及其产品的价值缺乏基本了解,91.67%的人没有无刺蜂饲养经验,39.06%的人不愿学习无刺蜂养殖技术。这些结果也侧面反映了海南热带雨林国家公园社区在无刺蜂的保护上存在相关保护法律规范不完善、知识普及工作不全面、养殖技术存在壁垒等问题,严重阻碍了无刺蜂资源的健康和可持续发展。为了有效保护和利用无刺蜂资源,需重视和加强无刺蜂保护科普和宣传教育,培育公众积极的保护态度,鼓励和引导无刺蜂原地保护和居民自主保护,从而促进无刺蜂人工养殖与野生保护的平衡以及无刺蜂资源的可持续发展。

2015—2020年间海南热带雨林国家公园景观格局变化

海南热带雨林国家公园森林资源富集,探究该地区景观格局时空演变特征,对维护海南岛生态安全屏障具有重要意义。该研究依托2015年和2020年海南热带雨林国家公园地表覆盖数据,建立景观分布格局体系,采用景观格局指数、单一景观动态度和景观转移矩阵的方法,分析海南热带雨林国家公园10类土地覆盖类型的景观格局变化特征,探究其变化的影响因素。结果表明:(1)2015—2020年,海南热带雨林国家公园整体景观破碎度呈现降低趋势,空间集聚性增加,综合动态度较小,景观类型整体较稳定。(2)雨林优势种常绿阔叶林面积不断增加,破碎度减小,呈正向增长态势;针叶林与灌木林面积减少;部分水体转化为湿地等,面积减小;其余景观类型面积占比较小,按自然演替方向发展变化。(3)景观格局演变主要以雨林自然演替为主,其次受政策、气候等因素综合影响。综上所述,自开展海南热带雨林国家公园体制试点以来,其景观格局趋于稳定。政策引导发挥着重要的正向作用,有针对性地开展热带雨林景观保护及修复工作,有助于海南热带雨林国家公园可持续发展。

海南热带雨林国家公园森林生态系统碳储量及变化特征

【目的】为热带森林固碳增汇措施和精准评估海南生态碳汇对实现“碳中和”目标的贡献提供基础数据和科学依据。【方法】本研究利用最新的森林资源二类调查分布数据和野外监测样地调查资料,采用空间统计分析等方法,研究了海南热带雨林国家公园森林生态系统碳储量及其变化特征。【结果】结果表明:国家公园森林生态系统总碳储量为89.67 Tg,其中植被、土壤和凋落物的碳储量分别为39.38,49.65和0.64 Tg,所占比重依次为43.92%,55.37%和0.71%。森林生态系统平均碳密度为158.62 Mg/hm^(2),其中植被层、凋落物和土壤碳密度分别为95.91,1.55和120.91 Mg/hm^(2)。天然林和人工林生态系统碳储量分别为77.41和12.26 Tg,分别占总储量的86.33%和13.67%。不同植被类型中,热带雨林低地雨林和山地雨林的碳储量最高(73.94 Tg),占总碳储量的82.45%;热带山地雨林的碳密度最高(289.52 Mg/hm^(2)),最低为灌木林(81.95 Mg/hm^(2))。海南热带雨林国家公园森林生态系统碳汇平均强度为1.84 Tg/a。【结论】海南热带雨林国家公园森林生态系统具有较高的碳储量和碳密度,固碳能力较强。未来应加强天然林保护和低效林生态修复,进一步提升森林生态系统固碳增汇能力。

基于卷积神经网络的雄性海南长臂猿声纹识别

【目的】利用鸣叫声对雄性海南长臂猿个体进行识别,为海南长臂猿种群智能感知和监测及海南热带雨林国家公园智慧保护地建设提供支撑。【方法】许多研究证明某些物种鸣叫的声音具有个体差异,这种差异可以作为一种声音指纹来对物种个体进行识别。本研究基于雄性海南长臂猿鸣叫声谱的特征以及声纹识别的基本原理,提出基于卷积神经网络的声纹识别的方法,通过采用主动声学监测和被动声学监测2种方法收集海南长臂猿鸣叫的原始数据,对原始数据进行预处理,将7只雄性海南长臂猿鸣叫短语中的调频音符组合的声谱图作为输入。通过搭建卷积神经网络和残差卷积神经网络2种模型,7只雄性海南长臂猿鸣叫声谱中提取声纹特征并进行分类,实现个体识别。【结果】通过五折交叉验证得出卷积神经网络模型识别正确率为91.2%,识别效果标准差为4.24%。残差卷积神经网络模型识别正确率为95.04%,识别效果标准差为2.97%。相比卷积神经网络,残差卷积神经网络识别准确率更高,且分类效果更加稳定,但是计算耗时更长。【结论】利用卷积神经网络模型和残差卷积神经网络模型对雄性海南长臂猿鸣叫声谱图进行分类并实现个体识别是可靠的,本方法可以应用于对海南长臂猿的声纹识别。相比卷积神经网络,残差卷积神经网络模型识别的稳定性更好,且分类效果提高3.84%,达到95.04%。但从应用性上而言,对比残差卷积神经网络,卷积神经网络模型训练成本更低,推理计算速度更快,且准确率和预测稳定性达到应用要求。基于卷积神经网络的声纹识别方法克服了许多现有方法中存在的计算和数据集的限制,为将来其他物种的声纹识别研究提供了更好的解决方案。

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。

海南热带雨林国家公园开展生态体验特许经营的现实依据与可行性研究

海南热带雨林国家公园是展现热带雨林自然之美和浓郁民族文化的重要窗口。生态体验是国家公园实现生态系统和生物多样性保护、民族文化普及教育等多重功能的有效途径。特许经营是践行国家公园理念与可持续管理的有效工具。本文以资料收集、实地观察与调研作为关键研究方法,依次对海南热带雨林国家公园内总体的核心资源价值表现、具体的生态体验资源类型划分进行了梳理与总结,分析了公园开展特许经营的必要性和面临的挑战,明确了将生态体验活动融入特许经营项目设计中的优势与解决方案,得出了海南热带雨林国家公园开展生态体验特许经营应重点关注热带雨林科普教育价值、民族文化共生教育价值和国家公园自然教育价值的研究结论与具体建议,并以公园内现有的鹦哥岭动植物博物馆为例,进行了生态体验特许经营项目的设计与可行性分析。

海南霸王岭热带山地雨林6 hm^(2)森林动态监测样地物种组成与群落特征

【目的】分析海南霸王岭热带山地雨林6 hm^(2)森林动态监测样地物种组成与群落特征,为深入理解热带天然林生物多样性维持机制提供基础依据。【方法】基于森林动态监测样地的群落调查数据,对样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物进行了调查和统计,从物种组成特征、数量特征、科属地理成分、主要优势树种的径级结构和空间分布格局等方面入手,分析群落物种组成和特征。【结果】1)样地中物种丰富,组成复杂多样。6 hm^(2)样地内DBH≥1 cm的植物共有407种40783株个体,分属79科215属;平均植株密度为0.68株/m^(2),平均物种数为67.83种/hm^(2)。2)植物区系具有典型的热带植物区系特点。热带分布的科、属分别占样地总科、属的68.35%和88.83%。3)群落更新良好。样地内所有物种全部个体的径级分布呈典型的倒“J”型。4)优势树种的种群空间分布格局以聚集分布为主,不同物种表现为不同的空间格局类型且具有明显的空间尺度依赖性。【结论】本研究提供了海南霸王岭热带山地雨林6 hm^(2)森林动态监测样地内的物种组成和群落结构等基本信息,可为热带天然林物种共存机制、生物多样性与生态系统功能关系等方面的研究提供基础依据,也可为海南旗舰物种海南长臂猿的有效保护和海南热带雨林国家公园建设等奠定研究基础。

加强海南热带雨林国家公园有效管理与绿色发展的建议

海南热带雨林国家公园是我国第一批正式设立的5个国家公园之一,具有极重要的保护价值,关乎整个海南岛的民生福祉,平衡好保护与发展的关系是海南热带雨林国家公园面临的重大挑战。系统梳理了海南热带雨林国家公园体制试点和正式设立以来的政策文件、规划制度、工作台账等资料,通过实地勘察、座谈交流等方式,调研了海南热带雨林国家公园建设进展,分析了现阶段国家公园保护与发展存在的问题与挑战,探讨了针对性建议。研究发现,海南热带雨林国家公园在体制机制方面还受到管理机构不健全、事权划分不明确、监管执法不顺畅等制约,在绿色发展方面存在绿色产业顶层设计不足、旅游业态单一化、基础配套不完善等短板,在支撑保障方面存在法律制度体系不完备、资金保障不充分、科研监测体系不完善等瓶颈。为加强海南热带雨林国家公园有效保护与绿色发展,建议:加快完善国家公园管理机构与运行机制、细化“园”“地”事权划分、健全执法监管体系、完善生态保护补偿机制,化解体制机制制约;完善绿色产业顶层设计、推动旅游业态升级、强化基础配套体系建设,补足绿色发展短板;健全法律制度体系、加强资金保障、提升监测监管和科研能力,突破保障体系发展瓶颈。

广椭牛齿兰,中国兰科一新记录种

报道了在海南热带雨林国家公园内发现的兰科牛齿兰属中国一新记录种:广椭牛齿兰[Appendicula ovalis(Schltr.)J.J.Sm.ex Mansf.]。该种原分布于马来半岛、苏门答腊岛、爪哇岛、婆罗洲、苏拉威西岛,在形态上与国内记录的4种牛齿兰属植物均有较大差别,如茎中部具分枝、叶广椭圆形、单个花序仅着生1朵花、且唇瓣扭转具粉紫色斑块等特征。对产自海南的该种形态和生境进行了详细描述,并提供高清解剖照片。凭证标本保存于海南大学林学院教学标本馆(HUFB)。

海南潜在世界自然遗产地的突出普遍价值初探

世界自然遗产地是全球最具有保护价值的自然保护地,强调全球突出普遍价值的完整性和在全球的唯一性。世界自然遗产有助于更好地保护生态系统的完整性和原真性,促进人类与自然的可持续发展。该研究在大量文献资料的基础上,以海南潜在世界自然遗产地(海南热带雨林国家公园)原生动植物及植被群落(亚洲北缘热带雨林)为研究对象,从植被类型、物种多样性、区系组成、特有种等生物生态过程方面,评估海南潜在世界自然遗产地的全球突出普遍价值。结果表明:(1)海南潜在世界自然遗产地分布有3 653种野生维管植物,资源植物种类丰富。陆栖脊椎动物有540种,各类野生动物占全国的比例高达10%~30%,生物多样性极高。(2)植物区系独特,海南岛的热带雨林植被区划属于印度-马来雨林群系,属马来区的部分呈现出热带性和与中国华南大陆的共源性显示出明显的热带边缘性质,为中国华南植物区系与亚洲热带雨林的过渡类型。(3)植物区系中的植物物种特有性较低,特有属仅有7个,特有种仅约占岛内植物的1/10,较低的特有性表明了其大陆起源特征,是生物多样性不可替代的元素,具有鲜明的环境指示特色。该研究明确了海南潜在世界自然遗产地在全球背景下的突出普遍价值,为海南未来申遗提供科学依据和技术支撑。

基于LOGISTIC的海南热带雨林国家公园公路沿线地质灾害敏感性评价

海南热带雨林国家公园公路沿线地质灾害频发,开展地质灾害敏感性研究对该区防灾减灾工作具有重要意义。本文以尖峰岭公园公路沿线为例,选择断裂、坡度、坡向、水系、公路、降雨量作为敏感性评价指标,并对各指标因子进行定量研究,然后依托GIS平台采用确定系数和确定性系数逻辑回归两种模型对尖峰岭公园公路沿线进行了敏感性评价。研究结果表明:降雨、坡度、公路缓冲距离为尖峰岭公园公路沿线地质灾害发育的主控因素;高易发区主要位于公路沿线地质灾害较发育的地段,极低和低易发区位于人迹罕至的高海拔地区;通过模型敏感性检验,显示CF模型和CFLR模型的AUC值分别为0.785、0.808,表明两种评价模型具有较好的可靠性和客观性,确定性系数逻辑回归模型(CFLR)相比于单一的确定系数模型(CF)具有更高的准确率。本研究将为海南热带雨林国家公园地质灾害评价以及防灾减灾提供科学依据。

海南热带雨林国家公园旗舰种海南长臂猿保护的历史与未来

海南长臂猿(Nomascus hainanus)的保护是国家公园体系下,整合政府、非政府组织(NGO)、科研机构、社区与媒体等多方力量,拯救濒危物种的精彩案例。研究回顾了海南长臂猿分类地位的变动和该物种的保护与研究历史;综述了与海南长臂猿保护相关的生物学与生态学信息,包括种群历史与现状、种群结构与繁殖参数、家域与食性、栖息地选择及遗传多样性的研究结果;列举了海南热带雨林国家公园(HTRNP)成立后,实施的海南长臂猿保护措施;从种群动态、繁殖、健康监测及栖息地的识别、修复与管理等方面展望了海南长臂猿保护的未来。研究指出,国家公园调动了空前的资源投入到海南长臂猿的研究与保护中,目前的种群恢复状况也肯定了这一举措。然而,该物种仍面临遗传多样性下降、栖息地破碎化、人为干扰、极端天气气候事件等多方面的威胁,须加强研究的前瞻性和创新性,并重视科研成果对保护行动的转化。

海南热带雨林国家公园极小种群野生植物坡垒适生群落特征研究

坡垒为国家Ⅰ级重点保护植物,亦属于极小种群野生植物,野外大树稀少且幼树存在增补限制,亟待开展保护研究。为了解坡垒适生群落特征,通过在海南尖峰岭的原始林和次生林中分别设置7个20 m×20 m样地,分析两种生境类型下坡垒群落在物种组成、物种多样性、重要值和生态位宽度等方面的共性和差异。结果表明:1)坡垒适生群落共记录到木本植物294种,隶属75科168属,单种科、寡种科和单种属、寡种属比例大,樟科、壳斗科、茜草科和山矾科为坡垒适生群落的优势科;2)原始林和次生林坡垒适生群落均无明显优势种,但坡垒种群在次生林的功能地位和作用相对较强;3)坡垒在原始林和次生林均表现为较宽的生态位,表明坡垒对资源具有较强的竞争力。坡垒在原始林的生态位宽度较次生林大,其对原始林群落的环境适应能力相对较强,对资源的利用相对较充分。研究为揭示坡垒适生群落的结构及发展趋势提供了基础资料,对极小种群的恢复与保护具有一定指导意义。

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。