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标题：Temporally enhanced RSEI and nighttime lights reveal long-term ecological changes and effective protection in China’s inaugural national parks
期刊：《Ecological Indicators》(中科院2区Top, IF=7.0)
作者：Chunhui Wen, et al.
doi：10.1016/j.ecolind.2024.112981
保护区域，包括国家公园，对于保护生物多样性和确保生态系统服务至关重要。合理评估这些区域生态环境质量的长期变化对于制定有效的保护策略和政策决策至关重要。中国在2021年10月12日设立了首批五个国家公园，包括三江源、大熊猫、东北虎豹、海南热带雨林和武夷山国家公园，这标志着中国对大规模保护的承诺。这些国家公园覆盖了从青藏高原到西南山区、东北森林、南方热带雨林和东南丘陵的代表性自然生态系统，保护了近30%的中国陆地关键保护野生动植物物种。了解人类活动与这些广阔区域生态环境质量之间的复杂相互作用对于有效管理至关重要。然而，现有研究尚未充分探索人类活动压力与生态环境质量之间的关系，尤其是在夜间灯光数据等易于获取的代理指标方面。夜间灯光数据能够有效捕捉人类活动强度，但其在生态评估中的应用仍有限，通常仅关注光污染。因此，本研究旨在通过改进遥感生态指数（RSEI）和夜间灯光遥感数据，分析中国首批国家公园2000至2022年间的生态环境质量时空变化及其驱动因素，并评估不同国家公园生态保护措施的有效性，为中国的国家公园管理提供科学依据。本研究利用遥感数据和社会经济数据相结合的方法，分析中国首批国家公园的生态环境质量变化。研究区域为中国首批五个国家公园，包括三江源、大熊猫、东北虎豹、海南热带雨林和武夷山国家公园。数据来源包括国家公园的矢量边界数据、夜间灯光数据、MODIS数据产品（包括MOD09A1、MOD11A2和MOD13A1）以及社会经济和环境因素数据集，如GDP、人口密度、土地利用、DEM、降水和温度等。研究方法包括改进的遥感生态指数（tRSEI）计算、Sen + MK趋势分析、气候因子去除分析和地理探测器。tRSEI通过主成分分析整合了植被健康（NDVI）、湿度（WET）、干度（NDBSI）和温度（LST）四个指标，以更好地捕捉生态因素和气候变化对生态环境质量的影响。研究还使用了Theil-Sen中位数趋势分析和Mann-Kendall检验来分析tRSEI的长期趋势，并通过地理探测器分析生态环境质量变化的主要驱动因素，包括人类活动、气候变异性和地形条件等。研究结果表明，从2000年到2022年，中国首批国家公园的生态环境质量显著改善，特别是在实施试点保护项目后，改善更为明显。三江源国家公园的生态环境质量改善最为显著，年均增长率从0.31%提高到0.43%；大熊猫国家公园和海南热带雨林国家公园也表现出加速改善的趋势。东北虎豹国家公园的生态环境质量变化较为复杂，试点前略有改善，试点后略有下降，但总体趋势斜率增加。武夷山国家公园则表现出独特的趋势，试点前生态环境质量呈下降趋势，试点后下降趋势有所减缓。此外，研究还发现，尽管国家公园内外的夜间灯光强度整体上在2000至2022年间增加，特别是在试点项目实施后周边地区的增长加速，但国家公园内的夜间灯光水平相对较低。有趣的是，在大熊猫和海南热带雨林国家公园，tRSEI与夜间灯光变化之间观察到显著的正相关，表明夜间灯光的增加并未对这些保护区内的生态环境产生负面影响。研究还通过地理探测器分析发现，土地利用类型、气候因子和海拔是影响tRSEI变化的主要因素，且不同国家公园之间存在显著差异。例如，在三江源国家公园，降水是影响生态环境质量空间异质性的最重要因素，而在其他国家公园，土地利用类型的影响更为显著。此外，研究还发现，人类活动的增加并未导致国家公园内生态环境质量的显著下降，反而在适当管理和实施各种生态保护项目的情况下，国家公园内的生态环境质量总体上呈现出上升趋势。
本研究通过引入时间增强的遥感生态指数（tRSEI），结合夜间灯光数据、气候数据和社会经济因素，分析了中国首批国家公园生态环境质量的时空格局及其驱动因素。主要结论如下：首先，tRSEI相较于原始RSEI具有更好的时间稳定性，并表明从2000年到2022年，中国首批国家公园的生态环境质量显著改善。其次，国家公园的建立有效限制了公园边界内人类活动的加剧，这从国家公园内夜间灯光强度持续低于周边地区可以看出。第三，人类活动并不一定导致生态环境质量的下降。通过控制气候变化的影响，可以更准确地评估人类活动对生态环境质量的影响，从而更清晰地了解其直接影响。适当的管理可以减轻人类活动的负面影响。最后，生态环境质量受到自然和人为因素的影响，不同国家公园之间存在不同的主导因素和影响机制。这些因素对不同国家公园的影响程度不同，凸显了需要有针对性的管理策略。研究结果为中国及其他国家的保护区域生态环境保护和可持续发展提供了科学依据，并为制定更精确的保护策略提供了参考。未来的研究应关注为不同类型国家公园开发精细的RSEI评估系统，并结合多源数据全面评估人地相互作用。
文章来源 ：
Wen, C., Long, T., He, G., Jiao, W., & Jiang, W. (2025). Temporally enhanced RSEI and nighttime lights reveal long-term ecological changes and effective protection in China’s inaugural national parks. Ecological Indicators, 170, 112981.本公众号发布的内容仅供学习交流使用，内容版权归原作者所有。如有侵犯您的权益，请及时与我们联系。
