论文部分内容阅读
我国十四五规划提出要构建以国家公园为主体、自然保护区为基础、各类自然公园为补充的自然保护地体系,进一步提升生态系统质量和稳定性,这对于促进人与自然和谐共生、建设美丽中国具有重大意义。本文以海南岛热带森林为研究对象,从样地尺度研究了海南尖峰岭林区不同类型热带森林的基于结构、多样性和生态功能等指标的生态系统质量,从区域尺度研究了海南全岛和海南热带雨林国家公园基于生态功能指数、生态稳定性指数、生态胁迫指数的生态系统质量。根据评价指标选取原则,结合野外实际调查的相关数据以及相关文献遴选出反映森林生态系统生态质量的关键指标,通过层次分析法、相对标准法等方法建立了不同尺度（样地尺度与区域尺度）和监测手段（地面调查与卫星遥感）下的生态系统生态质量评价模型,并评价了生态系统生态质量,以揭示海南岛热带森林结构、功能与生态质量的现状及空间差异,探索其主要环境影响因素及结构和功能之间的耦合关系,以期为热带森林保护、可持续管理和森林质量精准提升等提供技术支撑,为海南热带雨林国家公园和海南国家生态文明试验区建设提供参考依据。主要研究结果如下:（1）采用层次分析法、相对标准法、权重加权法,利用样地调查获得的相关指标构建了尖峰岭林区森林生态系统生态质量综合评价模型。指标体系共设置结构和功能2个次目标层,4个准则层,11个具体指标,包括群落水平结构和垂直结构、郁闭度、物种多样性指数（Shannon指数、Pielou指数、Simpson指数）、物种数（丰富度）、林分年生长量、调节小气候、改善空气环境、有害生物防控等。尖峰岭热带森林生态系统整体结构与功能各监测指标在不同林分类型、不同林分起源中均存在显著差异（P＜0.05）。结构与功能指标的耦合关系较好,相关程度高。（2）尖峰岭热带森林整体生态质量综合评价分值为0.72,处于等级Ⅳ,生态质量良好,国家公园综合评价分值为0.66,处于等级Ⅳ,生态质量良好,海南岛综合评价分值为0.48,处于等级Ⅲ,生态质量中等。其中各林分类型评分值介于0.2-0.83之间,变异系数较大,天然林（0.75±0.06等级Ⅴ）生态质量显著高于人工林（0.43±0.15等级Ⅲ）（P＜0.01）,各林分类型生态质量评价得分差异显著（P＜0.01）。尖峰岭热带山地雨林原始林生态质量最好（综合得分0.83±0.03）,接着依次为热带山地雨林次生林、鸡毛松林、低地雨林、海南蕈树林、杉木林、加勒比松林、马占相思林、柚木林、红花天料木林、橡胶林、三华李林,槟榔林生态质量最差（综合得分0.20±0.03）。（3）尖峰岭热带森林生态系统结构综合评价分值平均为0.81,处于等级Ⅴ,生态系统结构水平为优等,其中各林分类型评分值介于0.15-0.90之间,不同林分类型结构指数评价得分差异显著（P＜0.01）,热带山地雨林原始林结构最好（0.90±0.01）,接着依次为低地雨林、热带山地雨林次生林、鸡毛松林、海南蕈树林、杉木林、马占相思林、加勒比松林、柚木林、红花天料木林、橡胶林、三华李林,槟榔林结构最差（0.15±0.01）。天然林生态系统结构评价值（0.87±0.03等级Ⅴ）显著高于人工林（0.42±0.21等级Ⅲ）（P＜0.01）。（4）尖峰岭热带森林生态系统功能综合评价分值平均为0.55,处于等级Ⅲ,生态系统功能水平中等,其中各林分类型评分值介于0.25-0.75之间,不同森林类型功能指数评价值间存在极显著差异（P＜0.01）,热带山地雨林原始林生态系统功能评价值最高（0.75±0.05）,接着依次为热带山地雨林次生林、鸡毛松林、加勒比松林、低地雨林、杉木林、橡胶林、海南蕈树林、柚木林、马占相思林、红花天料木林、三华李林,槟榔林最低仅为0.25±0.06。天然林生态系统功能评价值（0.63±0.11等级Ⅳ）显著高于人工林（0.44±0.12等级Ⅲ）（P＜0.01）。（5）区域尺度下,海南岛生态质量整体良好,2018年平均生态功能指数、生态稳定性指数（负向指数）、生态胁迫指数（负向指数）分别为1.5827、0.0040、0.3873,生态质量评价指数平均为75.38,处于优等水平,生态质量为优的区域占海南岛52.56%,主要分布在中南部山区;生态质量良好的区域占43.97%,主要分布在沿海周边,空间上差异逐渐减小。生态系统功能指数从2002年至2018年整体呈逐渐增加趋势,生态系统功能逐渐改善。空间上中南部的山区地带生态系统功能指数一直较高,呈轻微改善趋势,北部稀树草地和疏林草地区域早期生态功能指数较低,但后期呈现显著改善趋势。生态系统稳定性指数逐渐下降,生态系统稳定性整体提高。空间分布上,周边沿海地区生态系统稳定性较低,北部稀树草地和疏林草地区域稳定性较高。生态质量指数早期存在明显的空间差异,高值区域主要出现在中南部的山区地带,后期生态质量指数整体提升,海南岛北部的生态质量为良好的区域,生态质量显著改善,改善趋势大于南部生态质量为优的区域。海南热带雨林国家公园生态质量整体为优（综合得分83.65）,仅在小部分非林地和水体周边区域生态质量为良好,生态质量为优的区域占国家公园的89.01%。2018年平均生态功能指数、生态稳定性指数、生态胁迫指数分别为2.1437、0.0042、0.3677,各项生态系统评价指数均高于海南全岛平均水平。生态系统功能指数呈增加趋势,趋势斜率平均值（0.0079）高于全岛森林趋势斜率平均值（0.0052）。空间上仅在水体周围和非林地等地出现较低值（0-1.5）。生态功能指数值在1.5-2的中等区域零散出现在国家公园各片区,后期中等值域区域逐渐减小,生态功能指数在2-2.5的高值域区域逐渐增加。海南国家公园生态系统稳定指数,除在2005-2006年期间出现较高值外,其余年份均呈现缓慢的波动下降趋势。