蒙古高原草原火灾风险评价研究

草原火灾是牧区主要自然灾害之一,严重影响社会经济和生命安全。针对蒙古高原草原的特点及成灾机理,以蒙古高原的草原区作为研究区,获取了2000—2016年各盟市的指标层数据,依据自然灾害风险分析原理,从危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4个方面选取23个评价指标,建立了蒙古高原草原火灾风险评价指标体系,并采用主成分分析方法确定指标权重,结合地理信息系统空间分析功能制作了蒙古高原草原火灾风险分布图。结果表明:(1)通过主成分分析得到7个主成分,缩减了指标个数,准确指出草原火灾风险要素来源。(2)蒙古高原草原火灾的高危险区分布在蒙古国中部,呈向四周递减的趋势;高暴露区分布在内蒙古东北部地区;高脆弱区分布在内蒙古北部以及蒙古国肯特省;高防灾减灾区主要分布在内蒙古呼伦贝尔市、兴安盟和鄂尔多斯市。(3)蒙古高原草原火灾风险从整体来看,内蒙古东北部风险高于西部地区,呈现自东向西递减趋势;蒙古国呈现由中间向四周递减趋势。低风险、次低风险、中风险、次高风险和高风险区面积占蒙古高原草原区面积比例分别为4.88%、36.20%、28.37%、11.56%和18.99%。根据中蒙各盟市地理环境特征和经济发展水平来制定防火策略,可以降低草原火灾风险性,为草原畜牧业可持续发展规划提供参考。     

华北土地利用十年动态特征分析

以遥感与GIS为技术支撑,分析华北地区十年的土地利用动态特征。华北地区耕地增加,以旱地为主,主要分布于河北、河南;林草地减少,尤其是草地的减少集中于内蒙古,表现为耕地大量占用草地;城镇增加迅速,主要表现在城镇用地占用耕地,以农村居民点发展快;华北土地利用转换以耕地变城镇、农村居民点与工矿用地为主。按土地利用变化分区,华北处于两个区:黄淮海耕地-城镇转换区,主要表现在河北旱地变为农村居民点,河南、北京、天津旱地变城镇。华北、黄土高原农牧交错带草地-耕地转换区,集中在内蒙古草地变耕地。从两个时间段看,华北土地利用20世纪80年代末到90年代中期耕地增加速度明显大于华北土地利用90年代中期到90年代末。华北土地利用90年代中期到90年代末城乡、居民工矿用地面积的增加幅度比华北土地利用80年代末到90年代中快。     

1982-2006年蒙古高原植被覆盖时空变化分析

在利用HANTS方法对GIMMS NDVI数据进行时间序列平滑处理的基础上,对蒙古高原1982-2006年植被覆盖时空动态变化进行了分析.结果表明:蒙古高原植被覆盖年平均上升趋势为0.0004·a-1,其中蒙古国的上升趋势(0.0005·a-1)比中国内蒙古(0.0003·a-1)更加显著,而内蒙古多年平均NDVI比蒙古国高0.0433;从不同类型植被NDVI变化趋势看,除森林和戈壁荒漠的NDVI变化趋势较平稳外,草地、农田和灌丛均呈显著的上升趋势;从空间分布趋势看,在过去的25年内植被覆盖呈增加趋势的地区主要分布在高原南部——内蒙古农牧交错区和蒙古国中、西和北部的山脉及其环抱的大湖盆地地区,而植被覆盖呈下降趋势的地区主要集中在高原中部的干旱地带和东部呼伦贝尔地区;从时间推移规律看,蒙古高原植被覆盖在4个不同研究时间段内(20世纪80年代、90年代、21世纪初和过去25年间)呈增加(包括显著增加)趋势的面积均大于呈下降趋势的面积,且其面积按20世纪80年代＜90年代＜21世纪初的顺序依次增加.     

中国制造业全要素生产率时空演变及影响因素

提高制造业全要素生产率是实现中国制造业高质量发展的重要途径。运用超效率SBM模型、标准差椭圆、空间自相关、地理加权回归等方法实证分析了2002—2016年中国制造业全要素生产率的时空演变特征及影响因素。结果显示：① 2002—2016年中国制造业全要素生产率总体呈波动上升趋势,由2002年的0.58上升至2016年的0.80;② 中国制造业全要素生产率的重心整体呈“西南—东北—西北”的变化格局,移动距离和速度逐渐缩小。标准差椭圆主要位于中国中东部地区,转角呈“缩小—增大—再缩小”的趋势,由偏东北—偏西南方向向正北—正南方向不断偏移,在偏东北—偏西南方向的空间分布趋于分散,在偏东南—偏西北方向的空间分布趋于极化;③ 中国制造业全要素生产率的正向空间相关关系逐渐减弱,高—高集聚区主要集中于江苏、上海等华东地区,低—低集聚区主要集中于陕西、甘肃、四川等地区;④ 中国制造业全要素生产率影响因素存在显著的空间异质性特征,金融发展是制造业全要素生产率提高的主要因素,对外开放、产业集聚和交通基础设施是制造业全要素生产率提高的重要正向影响因素,信息化水平阻碍了制造业全要素生产率的提高。     

长江源区土地利用/覆盖现状及成因分析

以地形图、TM影像为主要信息源,利用遥感和GIS的空间分析技术对长江源区的土地利用/覆盖现状进行研究。在此基础上分析土地利用现状特征的形成原因。研究结果表明,长江源区草地面积为8 377 079.3 hm2,占研究区面积的58.9%,其中高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地分别占研究区面积的10.28%、21.36%、27.23%;未利用土地面积为4 595 112.1 hm2,占研究区面积的32.3%,其中沙地、戈壁、盐碱地、沼泽地、裸土地、裸岩石砾地、高寒荒漠分别占研究区面积的3.66%、5.80%、0.25%、4.19%、2.24%、6.28%、9.88%;其次为水域、林地、耕地、城乡工矿居民用地,分别占研究区面积的7.2%、1.6%、0.01%、0.004%。     

基于PLUS和InVEST模型的渭河流域土地利用与生境质量时空变化及预测

生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟（Patch-generating land use simulation,PLUS）模型、生态系统服务和权衡的综合评估（Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST）模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明：（1） 2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。（2） 2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。     

基于POI数据的建设用地多功能混合利用空间分异研究

建设用地多功能混合利用对提升区域用地效率、增进国土空间效能具有重要意义。论文构建基于生产—生活—生态空间(即三生空间)的建设用地多功能混合利用分析框架,以济南市为研究区,采用POI数据,利用熵模型、景观格局分析和关联规则挖掘方法,探究土地混合利用的空间分异特征。结果显示,研究区建设用地混合利用以生产空间、生产—生活空间和生活空间为主;核心城区的建设用地混合利用度较高,而生产、生活空间集中连片,生态空间嵌入不足;乡村地区景观的破碎化特征明显,以生产—生活空间引领的建设用地混合利用度较低;产业园区的生活—生态空间在网络中处于边缘位置,加强园区内部规划与周边区域形成互补的生活、生态空间,是实现园区土地可持续利用的关键。关联规则的分析结果表明,科学的生产空间规划是优化混合利用的重要抓手,而合理的生态空间布局对带动区域建设用地混合利用起着关键作用。研究基于POI数据,从行为空间互动理论视角探究建设用地多功能混合规律,丰富了现有土地混合利用理论与方法体系,也为土地利用政策制定及城市空间格局优化提供了科学依据。     

2000—2018年内蒙古长爪沙鼠疫源地地表景观特征及变化

鼠疫疫源地的环境变化对鼠疫的传播扩散具有重要影响。本文基于2000年、2005年、2010年、2015年及2018年五期土地利用和年最大化合成NDVI数据,选取斑块面积占比、景观形状指数、最大斑块比例和斑块破碎度、周长面积分维数、蔓延度指数、多样性指数、均匀指数及聚集指数,定量分析了内蒙古长爪沙鼠疫源地土地利用格局和植被格局的结构特征及演变规律。结果表明：① 2000—2015年,内蒙古长爪沙鼠疫源地内土地利用整体稳定,变化较小,2015年后变化较大,主要表现为不同草地之间的转换。② 2000年、2005年、2010年、2015年NDVI介于（0.056,0.37]的草地在疫源地内占据主体地位,面积占比分别为77.45%、83.61%、83.03%和82.47%。到2018年,该类草地面积显著减少,面积占比下降到48.44%。与之对应,2000—2015年,NDVI介于（0.37,0.83]的草地面积占比为22.54%、16.39%、16.96%和17.4%,而2018年,该类草地的面积显著增加到51.34%。③ 2000—2015年,各草地类别表现出类内高聚集分布,类间分界明显的特征。到2018年,各类别草地向多个方向扩散,并在整个疫源地内趋于均衡分布,植被类内连通性增加,类间分界逐渐平滑。该变化使得内蒙古鼠疫流行风险呈增加态势。本研究对厘清长爪沙鼠疫源地地表景观和生态环境的变化、预测鼠疫潜在风险、预防人间鼠疫暴发具有科学参考价值。     

蒙古国植被物候特征及其对地理要素的响应

蒙古高原是中国重要的北方生态屏障。在全球气候变化的背景下,研究蒙古国植被物候变化特征对于认识蒙古国草地生态系统对气候变化的响应和促进区域畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究利用非对称高斯拟合法对蒙古国2001—2019年MOD13Q1产品中的归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index,NDVI）数据拟合,得到较为平滑的NDVI时间序列数据;基于TIMESAT平台,采用动态阈值法分析获得蒙古国连续19a植被物候数据。研究分析了蒙古国植被物候的空间分布及年际变化趋势,发现蒙古国植被返青期（Start of growing season,SOS）主要集中在110~150d,总体呈微弱推迟趋势,植被枯黄期（End of growing season,EOS）主要集中在270~310d,总体呈提前趋势,从而导致蒙古国生长季长度（Length of growing season,LOS）呈缩短趋势,且缩短时间最长可达2d以上。采用偏相关分析方法分析了植被物候对地形、降水、地表温度等地理要素的响应,表明蒙古国植被物候具有明显的空间异质性和海拔依赖性,不同植被物候对降水、地表温度（Land Surface Temperature,LST）的响应不同,SOS与日间LST呈显著正相关,EOS与夜间LST呈显著正相关,而LOS与年均降水呈显著负相关关系。     

新开河流域土地利用格局变化图谱分析

基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明：在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2 km²,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6 km²,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。     

Effects of grazing and climate change on sandy grassland ecosystems in Inner Mongolia

To understand the effects of grazing activities and climate change on sandy grassland ecosystems in northern China, a livestock field grazing and enclosure experiment was conducted from 1992 to 2006 in Horqin Sand Land, Inner Mongolia. The results showed that sustained heavy grazing resulted in serious degradation of the vegetation; moderate grazing can maintain vegetation stabilization; and light grazing can promote rapid restoration of degraded vegetation. The livestock productivity was the highest in the moderate grazing grassland, and sustained heavy grazing resulted in rapid decrease of the livestock productivity. Heavy grazing can cause a retrogressive succession of grassland vegetation, whereas moderate and light grazing may promote progressive succession of plant species. The effects of changing climate on succession processes were not significant in the short term; a warm-humid climate is favorable to restoration of degraded vegetation, whereas a sustained warm-drought climate may result in degradation of grassland vegetation. Heavy livestock grazing should be stopped for the sustainable use of grassland; the proper grazing intensity for sandy grassland is two to three sheep or sheep equivalents per hectare in Inner Mongolia.     

2000—2015年中国荒漠化土地识别和监测

荒漠化是生态退化的极端表现形式,包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。快速和准确地识别中国荒漠化地区,是防范和治理荒漠化的关键。针对2000-2015年我国陆地生态系统NPP的变化趋势、稳定性和荒漠化敏感性进行了综合分析,构建了识别荒漠化土地的技术方法。结果表明：（1）近16 a以来,我国内蒙古阴山以南、新疆天山以北、西藏阿里地区、长江以南大部地区,植被净初级生产力均出现了不同程度的下降趋势,且一半以上的区域处于植被生态系统不稳定状况;在全国56.2%的国土属于荒漠化敏感区内,上述区域容易受气候、自然条件、人为干扰等影响而发生荒漠化。（2）2000年以来,我国土地荒漠化退化区域面积约20.74×10⁴ km²,占国土总面积的2.16%。主要为五大分布区域,即内蒙古高原中部的典型草原和荒漠化草原区、新疆天山-阿尔泰山山地草原区、新疆塔里木河下游的温带荒漠和绿洲区、青藏高原的阿里-昆仑山高寒荒漠区、青海省的青南山高寒草原区。（3）荒漠化进程伴随有生产力下降、植被盖度降低和地表温度不断攀升的地表关键参数演变特征,荒漠化的形成受气候影响显著,降雨的减少是造成土地荒漠化进程突出的主要因素;人类活动、不合理的种植业、畜牧业等在一定程度上对土地荒漠化起到推动作用。     

The conservation patterns of grassland ecosystem in response to the forage-livestock balance in North China

Being a key ecological security barrier and production base for grassland animal husbandry in China,the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure in North China directly affects grassland degradation and restoration,thereby impacting grassland ecosystem services.This paper analyzes the spatiotemporal variation in grassland vegetation coverage,forage supply,and the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure from 2000 to 2015 in North China.We then discuss the spatial pattern of grassland ecological conservation under the impacts of grassland degradation and restoration,and livestock-carrying pressure.Over the last 16 years,the total grassland area in North China decreased by about 16,000 km2,with vegetation coverage degraded by 6.7％ of the grasslands but significantly restored by another 5.4％ of grasslands.The provisioning of forage by natural grassland mainly increased over time,with an annual growth rate of approximately 0.3 kg/ha,but livestock-carrying pressure also increased continuously.The livestock-carrying pressure index without any supplementary feeding reached as high as 3.8.Apart from the potential livestock-carrying capacity in northeastern Inner Mongolia and the central Tibetan Plateau,most regions in North China are currently overloaded.Considering the actual supplementary feeding during the cold season,the livestock-carrying pressure index is about 3.1,with the livestock-carrying pressure mitigated in central and eastern Inner Mongolia.Assuming full supplementary feeding in the cold season,livestock-carrying pressure index will fall to 1.9,with the livestock-carrying pressure alleviated significantly in Inner Mongolia and on the Tibetan Plateau.Finally,we propose different conservation and development strategies to balance grassland ecological conservation and animal husbandry production in different regions of protected areas,pastoral areas,farming-pastoral ecotone,and farming areas,according to the grassland ecological protection patterns.     

内蒙古草地资源的生态足迹及其可持续利用分析

可持续性可通过区域生态足迹水平进行衡量。采用净初级生产力构建了内蒙古各盟（市）草地资源的均衡因子和产量因子。以每5 a为一期,测算了内蒙古草地1990—2020年的生态足迹,并结合人口分布数据刻画了生态足迹的空间分布状况;在此基础上应用土地可持续模型评价了内蒙古草地资源的可持续性。结果表明：（1） 内蒙古各盟（市）草地的产量因子差异较大,整体呈东高西低的特点。（2） 生态承载力在空间上也呈东高西低特点,30 a人均生态承载力整体呈小幅度下降趋势。（3） 人均生态足迹逐期上升,2000—2005年由生态盈余转变为生态赤字。生态足迹较高的区域集中在通辽市、锡林浩特市、二连浩特市、乌兰察布市南部和鄂尔多斯市东部地区。（4） 内蒙古草地资源可持续性逐期下降,由1990年的中度可持续性退化为2020年的弱不可持续性。可持续性退化严重的区域集中在呼和浩特市、包头市和乌海市。研究结果旨在为内蒙古草地资源的可持续利用提供可靠的理论基础。     

羊啃食动力学模拟与内蒙古西部气候变化适应

将定性分析、民主参与式评估和定量数值模拟方法结合起来,对阿拉善气候变化适应问题进行了简要评估并重点分析了土地退化、放牧和草原管理策略之间的关系。阿拉善主要的适应政策是禁牧和生态移民。禁牧后荒漠草原植被得到恢复,但移民增加了绿洲压力,过度开垦又造成周边土地沙化;过度抽取地下水致使水位下降并伴随咸水入侵和地表盐碱化。禁牧的另一个副作用是造成草原鼠害加重及火灾风险增加,生物多样性也呈现先升后降趋势。一些灌木因缺乏啃食出现退化迹象等,说明一定程度的啃食有利于维持草原生态平衡。因此,动物是草原生态系统不可或缺的成员之一。我们用一个包含动物啃食等的森林生态动力模式模拟了啃食动力学,结果表明,有限的放牧有利于草场更新并能充分利用草原资源;过度放牧导致草场退化并伴随羊群死亡。因此,需要将圈养和限制性放牧结合起来,制定可持续性适应政策。     

中国草畜平衡状态时空演变指示的草地生态保护格局

中国草原牧区作为重要生态安全屏障和草地畜牧业生产基地,其草畜平衡状态直接影响草地退化与恢复,进而影响草地生态系统服务能力的强弱。本文分析了2000—2015年主要草原牧区草地植被覆盖、牧草供给、草畜平衡状态的时空变化特征,深入探讨草地退化与恢复及载畜压力下草地生态系统保护与恢复空间格局。结果表明：过去16年主要草原牧区草地面积净减少约163万hm²,6.7%的草地出现植被覆盖退化,而5.4%的草地呈现植被覆盖明显恢复。天然草地牧草供给量以增加为主,年增率约0.3 kg/hm²,然而其载畜压力亦持续增加,不考虑补饲的载畜压力指数高达3.8,除内蒙古东北部、青藏高原中部仍有载畜潜力,其余多处于超载状态;考虑实际冷季补饲的载畜压力指数约3.1,内蒙古中东部有所缓解;假设冷季全额补饲则载畜压力指数减至1.9,内蒙古、青藏高原等区域明显缓解。叠加上述数据,本文针对自然保护地、牧区、半农半牧区和农区等不同区域的草地生态保护格局,提出了平衡草地生态保护与畜牧生产利用的不同发展策略。     

清代陕蒙交界地区的土地开垦过程

研究清代陕蒙交界地区的土地利用问题,可以反映出该地区300多年以来人与环境之间的互动关系,具有重要意义。运用历史地理学的历史文献研究等方法,分析禁垦时期、限垦时期到放垦时期陕蒙交界区土地开垦的发展过程。结果表明：从动态的角度来看,清代陕蒙交界地区“南田北草”格局的分界线存在一个由“二边”—“大边”—康熙线—乾隆线—光绪线逐步北移的过程,但仍是“相对稳定”、“相对清晰”的。清代陕蒙交界地区“南田北草”格局分布及农业生产的发展,始终存在一个“理性垦殖”选择的过程,这是由特有的地理环境决定并受到当时政治经济形势的影响。     

蒙古高原中部气候变化及影响因素比较研究

利用蒙古国中部6个气象站1940~2004年和中国内蒙古自治区中部6个气象站1951~2004年的温度和降水资料,对两地的气候变化及其影响因素作了对比研究。结果表明:20世纪90年代与60年代相比,中国内蒙古6站平均升温1.35℃,蒙古国6站上升1.13℃,2000~2004年与60年代相比:中国内蒙古6站上升1.89℃,蒙古国则为1.37℃,中国内蒙古6站的升温速率高于蒙古国6站。对温度变化趋势作突变性检验,结果表明:温度发生突变时间是纬度较高地区早于纬度较低的地区,大城市早于中小城镇,城市化对温度变化影响比较明显。相对于温度变化,降水变化没有显著性的突变,但有周期变化,中国内蒙古降水变化有2.8年周期,蒙古国有4年、8年的周期,这可能因为中国内蒙古降水水汽主要来源于太平洋,而蒙古国降水的水汽主要来源于北冰洋。     

内蒙古沙区森林及其碳储量估算

根据内蒙古第6次森林资源连续清查资料,并结合森林固碳研究的相关成果,分析了内蒙古沙区森林资源的特点,并计算了碳储量的变化。结果表明,内蒙古沙区林地总面积1 097.06万hm2,森林总面积为323.82万hm2;沙区林木总蓄积量为3 633.15万m3,占内蒙古林木总蓄积量的2.67%;沙区林木总固碳储量为1 574.26万t,其中,乔木林总固碳储量为1 044.72万t,灌木林总固碳为205.35万t,根系（乔灌木）总固碳325.91万t。各沙地林木总固碳储量占沙区林木总固碳储量的96.19%,沙漠林木总固碳储量占沙区林木总固碳储量的3.81%。     

中国北方地区沙漠化造成经济损失的货币评价

沙漠化是我国北方地区土地退化的主要表现形式。对北方10省区沙漠化造成经济损失的货币评价结果表明:①2005年我国北方10省区沙漠化造成的经济损失高达487.92亿元,其中以内蒙古自治区最为严重, 占10省区总额的53.7％,内蒙古是我国北方沙漠化的重点治理地区。②北方10省区沙漠化造成的经济损失主要是土地废弃损失,土地废弃损失又以草地生态损失为主。沙漠化损失占10省区第一产业产值的9.6％,其中,内蒙古的沙漠化损失占第一产业产值的44.5％,青海占23.2％,可见部分地区的农业发展在相当程度上是以沙漠化和环境生态退化为代价换来的。③沙漠化导致土地生产力衰退,加剧了贫困。北方10省区沙漠化损失的人均负荷值为140元\5人^-1,其中,内蒙古的人均负荷值为812元\5人^-1,占农村人均纯收入的27.2％,青海的人均负荷值为222元\5人^-1,占农村人均纯收入10.3％。④沙漠化通过沙尘移动对下风向地区的环境质量带来了影响。沙尘暴源地对下风向地区带来的损失为50.66亿元,占沙尘暴损失的65.7％,占沙漠化经济损失总额约10％。按照谁受益谁负担的成本分摊原则,沙漠化治理投入应由当地和下风向地区共同承担,下风向地区可通过生态补偿的形式承担约10％的沙漠化治理投入。⑤沙漠化治理的投入产出存在较大区域差异,内蒙古、甘肃等重点地区的沙漠化治理投入不及沙漠化损失,亟需加大治理力度。