中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析

利用中国第四次(1989~1993年)森林资源清查资料,指出中国森林植被的总碳贮量和碳密度分别为 3 778.1Tg(1Tg = 10¹² g)和41.321 Mg/hm²(1 Mg= 10⁶ g),其分布很不均衡,东北和西南各省的碳贮量和碳密度较大。中国森林碳贮量约占世界的1.1%,森林碳密度低于世界平均水平,但中国森林以中、幼龄林为主,占80%以上,表明中国森林植被具有巨大的固碳潜力,对全球碳循环具有重要作用。同时,采用多元线性回归模型、标准系数法定量分析了气候因子对森林植被碳贮量的影响程度,指出气温对森林植被碳贮量的贡献大于降水。     

2005-2013年中国新增造林植被生物量碳库固碳潜力分析

本文利用2005-2013年林业统计年鉴中每个省市新造林面积和遥感分类提取得到的2010年土地覆被类型,结合公开发表的各类森林生长方程和各个时期的森林存活率,估算了中国新造林在2005-2100年生物量碳库变化及其固碳潜力。结果表明：2005-2013年中国新造林面积达到4394×10⁴ hm²,在自然生长状况下,到2020年新造林蓄积量增加16.8亿m³,生物量增加1.6 Pg,生物量碳库0.76 Pg C;新造林生物量碳库在2005-2100年中将增加2.11 Pg C,相当于目前现有森林生物量碳库的25%,约是过去20年森林总碳汇的1.5倍;新造林生物量碳密度逐年增加,最高达到48.1 Mg/hm²。整合林业统计年鉴以及遥感解译的森林类型对新造林生物量固碳潜力分析,研究表明新造林具有较大的碳汇潜力,对中国现有森林碳汇平衡有重要贡献。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

城市森林主要植被类型碳储量研究——以崇明岛为例

以崇明岛为研究区域,采用野外样方调查和实验室模拟相结合方法,研究崇明岛主要植被类型碳储量。结果表明:(1) 崇明岛不同森林植被类型其碳储量是不同,从大到小的排序为水杉、柳杉,黑松等针叶树为主的植被,其次是阔叶树林,最后香樟林;(2) 崇明岛的植被碳储量的分布有很大的空间差异性,主要分布在河流两岸、道路两侧以及居民区等;(3) 崇明岛主要植被类型的碳储量为491 212.16 Mg,平均碳密度为18.70 Mg/hm²,低于中国和世界的平均水平;(4) 根据本研究结果和存在的问题,就未来的发展方向进行讨论。     

基于道路网络的商业网点市场域分析

社会经济活动中人们的空间行为往往是基于道路网络来实现的。但是,目前多数研究都假设地理空间是一个均质空间,采用基于平面欧氏距离的空间分析方法,这是有局限的。本文阐述了基于网络距离的网络Voronoi图基本概念和实现方法,以武汉市商业零售连锁企业为例,分别采用基于欧氏距离的普通Voronoi图方法和基于网络距离的网络Voronoi图方法来确定商业零售网点的市场域,结果表明武汉市主城区商业网点市场域较小、主城区外围市场域较大。市场域大小与城市路网密度呈现一定相关关系,路网密度高、市场域小,路网密度低、市场域大。两种方法的计算结果存在一定差异,差异大小与路网密度有关,路网密度大、差异小,路网密度小、差异大。这表明在路网密度大的情况下,可以采用普通Voronoi图粗略地模拟商业网点的市场域。     

伊洛河流域典型地区森林景观格局动态

以野外调查资料和1983~1999年森林资源分布图为主要信息源,用ARC/INFO作为空间信息处理工具,采用斑块数、平均斑块面积、破碎化指数、斑块伸长指数、分数维、稳定度等指标分析了近20年来伊洛河流域中部典型地区的森林景观格局动态。结果表明,(1) 研究区内森林总面积在增加,斑块数量迅速增大,由556块增至1 494块。其中以刺槐林、经济林和杨树林斑块数量增加最多。景观破碎化程度明显加大。(2) 森林景观要素中灌木林、刺槐林、经济林、杨树林、栎林等斑块的面积有所增加,而非林地、荒草地、疏林、油松林等斑块的面积有所减小;除杨树林外,各森林类型斑块的平均面积都在减小。 (3) 研究区内沟谷植被覆盖面积共减少了220 827.9 hm²;丘陵森林覆被面积由1983年的161 870.4 hm²增加到1999年的312 599.7 hm²,增加了93.1%;斑块数目由79块增加到758块,增加了860%。而丘陵地区斑块平均面积却大大减小;山地森林覆被面积有所减少,由1983年的375 348.6 hm²减小到1999年的338 733.9 hm²,而斑块数却大幅度增加,由1983年的432块增加到1999年的1 127块,增加了695块。(4) 研究区南北山坡森林景观格局变化明显不同,这与南北坡土地类型不同、人类活动方式不同和地形地势的差别有关。     

中国省域生态系统服务足迹流动及其影响因素

区域间由供给与消费不均衡所引起的生态系统服务流动,逐渐成为新的研究热点。选取具有代表性的食物供给服务、淡水供给服务和固碳服务,运用生态系统服务足迹算法和多区域间投入产出模型,核算中国省区典型生态系统服务足迹和省域间的动态流动以及影响因素。研究表明：中国省域人均食物供给服务足迹为1.16 hm²/人,人均淡水供给服务足迹为0.06 hm²/人,人均固碳服务足迹为2.92 hm²/人,但由于人口数量、地区发展和单位能耗等因素的影响而具有明显的区域差异性,因此供给与需求的不均衡导致了服务足迹在空间上的流动。同时,生态系统服务足迹与各影响因子呈正相关,表明生态环境与经济增长的可持续发展转好的拐点还未出现。     

广东省红树林土壤碳储量及固碳潜力研究

利用文献收集和数据整合的方法,对广东省不同红树林群落和地区的碳储量及碳埋藏速率进行了系统梳理。研究发现,广东省红树林的面积为9 106.21 hm²,土壤碳储量为1 542.02 GgC,土壤碳密度为0.23 GgC/hm²。广东省内红海榄(Rhizophora stylosa)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)群落的土壤碳密度最高,分别是0.27和0.23 GgC/hm²,而秋茄(Kandelia candel)群落土壤碳密度最低,仅为0.13 GgC/hm²。广东13个沿海地市的红树林土壤碳储量按大小顺序为湛江(894.5 GgC)>阳江(195.4 GgC)>江门(97.7 GgC)>珠海(91.0GgC)>茂名(59.6 GgC)>汕头(51.4 GgC)>中山(49.2 GgC)>惠州(36.1 GgC)>广州(35.1 GgC)>深圳(18.3 GgC)>汕尾(10.8 GgC)>东莞(2.8 GgC)&...     

红壤侵蚀区马尾松林碳储量估算的遥感植被指数选择——以长汀河田地区为例

以福建省长汀县河田地区为研究区,在野外样方生物量调查和典型植被光谱测定基础上,对比分析SPOT5影像8种植被指数与马尾松林（Pinus massoniana）碳储量关系,估算区域尺度马尾松林碳储量。结果表明,马尾松林冠层与林下植被芒萁（Dicranopteris dichotoma）在短波红外波段（SWIR）反射率区分明显。加入SWIR的修正的归一化植被指数（MNDVI）与森林碳储量回归决定系数最高,并有较小的均方根误差,同时可减少林下植被覆盖对马尾松林碳储量估算影响。生态恢复驱动下研究区平均碳储量增加到30.37 t/hm²。     

中亚干旱荒漠区植被碳储量估算

荒漠是陆地生态系统的重要组成部分,荒漠植被碳储量研究是陆地生态系统碳循环研究的重要内容之一。中亚五国及中国准噶尔荒漠是中亚干旱区的主体部分,目前关于该地区荒漠植被碳储量的研究尚属空白。在对准噶尔荒漠不同植被类型活生物量碳大规模调查的基础上,结合中亚干旱荒漠区植被图,利用平均生物量法初步估算了中亚区域荒漠植被碳储量。结果表明：中亚区域荒漠面积共310.37×104 km2,总生物量碳储量为57.03×10⁷ t,地上、地下生物量碳分别为28.87×10⁷ t和28.16×10⁷ t,各占50.63%和49.37%。各植被型中,温带半灌木、矮半灌木荒漠的生物量碳储量最大,达到14.17×10⁷ t （占24.84%）。中亚荒漠平均生物量碳密度为1.837 t/hm²,其中温带矮半乔木荒漠碳密度最大（2.367 t/hm²）。可以推测,在未来中亚地区降水持续增加的条件下下,中亚荒漠植被将会有更大的碳汇潜力。     

不同道路类型对澜沧江流域景观的生态影响

生境破碎化引发一系列潜在的生态效应,定量表达道路建设造成破碎化特征对于道路生态系统管理具有重要意义。针对澜沧江流域,利用GIS和FragStat软件,通过情景分析,分析了不同级别道路建设对景观的影响。结果表明:澜沧江流域一级路所影响面积最大,三级路最小,而影响的斑块数目则为一级路>二级路>三级路>高速路;生态系统影响面积为林地>草地>旱地>灌丛>水田>建设用地,斑块数目以旱地最高,其次为林地。情景分析表明,随着道路的建设和规划方案的实施,影响域内斑块平均面积减少,斑块数目、平均分维数增加,但总体上,高速路建设对生境破碎化的贡献率较小。土壤侵蚀分布结果表明,侵蚀面积为一级路>二级路>高速路>三级路。     

道路网络生态干扰测度指数的改进及其空间分异特征——以闽江上游为例

以闽江上游地区为例,在传统指数的基础上,提出并采用改进后的道路网络线密度和道路网络影响域面密度指数,结合空间自相关分析方法,从线上和面上综合探索道路网络对生态干扰的空间分异格局;并分析指数间的相关性。结果表明：① 道路干扰程度具有明显的地区差异,在研究区中部、东部和南部存在空间集聚效应;② 考虑到坡度影响,同等级的道路缓冲带宽度并不是一个固定值;③ 所有指数均呈显著正相关,同类指数相关性大,不同类指数相关性小。若仅采用单一的线密度或面密度指数,则将导致信息不全;虽然同类指数间相关性很大,相互印证,但改进后的指数更加符合客观事实,建议采用。     

Using kernel density estimation to assess the spatial pattern of road density and its impact on landscape fragmentation

Road density (i.e., km/km²) is a useful broad index of the road network in a landscape and has been linked to several ecological effects of roads. However, previous studies have shown that road density, estimated by grid computing, has weak correlation with landscape fragmentation. In this article, we propose a new measure of road density, namely, kernel density estimation function (KDE) and quantify the relation between road density and landscape fragmentation. The results show that road density estimated by KDE (km/km²) elucidates the spatial pattern of the road network in the region. Areas with higher road density are dominated by a larger proportion of built-up landscape and less possession of forest and vice versa. Road networks segregated the landscape into smaller pieces and a greater number of patches. Furthermore, Spearman rank correlation model indicates that road density (km/km²) is positively related to landscape fragmentation. Our results suggest that road density, estimated by KDE, may be a better correlate with effects of the road on landscape fragmentation. Through KDE, the regional spatial pattern of road density and the prediction of the impact of the road on landscape fragmentation could be effectively acquired.     

山地林道网对林地环境的影响

山地林道网对林地环境影响的定量研究是一个重要的却一直未被重视的领域。采用定点观测与面上调查相结合的方法。定量研究山地林道网对林地土壤性质、土壤侵蚀量和植被的影响，分析其成因．揭示山地林道网对林地环境影响的机理。其研究结果可为定量评价森林作业系统对林地环境所产生的负面影响提供依据。     

珠三角公路通达性演化及其对城市潜力的影响

将空间句法模型与GIS结合,基于1990年、2009年公路网数据,定量分析1990年以来珠三角公路网通达性时空演变,进而探讨其对城市潜力变化的影响。结果表明：① 近20 a来,珠三角公路网拓扑连接等级差异趋于缩小、整体通达性显著提高,但核心区内部和外部路网发育差距趋于扩大;② 公路通达性总体上呈“核心-外围”结构,核心区范围不断扩大,至2009年以广-佛核心都市区、深-莞-惠都市区为最高,向外围逐渐递减,并形成了“∧”型高集成度轴线分布带及由此向外放射状延伸的态势;各等级公路轴线分布格局变化空间分异明显,公路网拓扑连接的区域不均衡性更加明显;三大地带公路通达性空间差异明显,中部最高且提高较快,东部次之但与中部差异趋于缩小,西部相对最低且与中、东部的差异进一步扩大;③ 公路网总体布局上智能性、可理解性有较大提高,但核心区外部公路智能度仍普遍较差;④ 公路通达性与城市潜力呈正相关性并得到增强,公路交通对城市潜力变化影响更加显著,但2009年仍属中度相关。     

Influences of forest roads on the spatial patterns of human- and lightning-caused wildfire ignitions

Understanding the spatial patterns of fire ignitions and fire sizes is essential for understanding fire regimes. Although previous studies have documented associations of human-caused fire ignitions with road corridors, less consideration has been given to understanding the multiple influences of roads on the fire regime at a broader landscape-scale. Therefore, we examined the difference between lightning- and human-caused fire ignitions in relation to forest road corridors and other anthropogenic and biophysical factors in the eastern Cascade Mountains of Washington State. We used geographical information systems and case-control logistic regression models to assess the relative importance of these explanatory variables that influence the locations of lightning versus human-caused ignitions.We found that human-caused ignitions were concentrated close to roads, in high road density areas, and near the wildland-urban interface (WUI). In contrast, lightning-caused ignitions were concentrated in low road density areas, away from WUI, and in low population density areas. Lightning-caused ignitions were also associated with fuels and climatic and topographic factors. A weak but significant relationship between lightning-caused fire and proximity to gravel roads may be related to fuels near roads or to bias in detection and reporting of lightning-caused fires near roads. Although most small fires occurred in roaded areas, they accounted for only a small proportion of the total burned area. In contrast, the large fires in roadless and wilderness areas accounted for most of the burned area. Thus, from the standpoint of the total area burned, the effect of forest roads on restricting fire size is likely greater than the impact of roads on increasing fire ignitions. The results of our study suggest that roads and their edge effect area should be more widely acknowledged as a unique type of landscape effect in fire research and management.     

地方政府土地出让干预对区域工业碳排放影响的对比分析——以中国8大经济区为例

探讨不同区域地方政府干预对碳排放的影响差异,对于中国推进碳减排战略、协调区域经济社会发展具有重要意义。鉴于此,论文基于地方政府土地出让的视阈,以中国8大经济区为研究对象,有机耦合STIRPAT模型与CKC模型,构建形成STIRPAT拓展模型,并使用2007—2016年中国28个省(市、自治区)的工业面板数据,对比考察8大经济区政府土地出让干预对区域碳排放的影响差异。结果表明:不同经济区的地方政府土地出让干预对区域碳排放的影响存在显著差异。其中,同为CKC“倒N”型的北部沿海、南部沿海、长江中游经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响呈现出北部沿海经济区为负、南部沿海经济区为正、长江中游经济区无显著影响的差异效果;同为CKC“倒U”型的东北、西南和西北经济区,其政府土地出让干预对区域碳排放的影响,东北和西南经济区都显著为负,西北经济区未表现出显著影响;同为CKC“U”型的东部沿海和黄河中游经济区,其政府土地出让干预对碳排放也呈现出前者为负、后者为正的相反影响。研究结果可为制定碳减排差别化政策、协调区域可持续发展提供参考。     

珠三角公路网络可达性空间格局及其演化

基于1990、2000和2009年公路网数据,选择空间距离、时间距离和经济潜能３个指标及在此基础上构建综合评价指标,在GIS支持下,探讨1990―2009年珠三角公路网可达性空间格局及其演化规律。研究显示：单一指标不能完整反映公路网综合可达性特征,存在一定局限性。综合评价结果表明：1）研究期内,公路可达性总体上呈现以广―佛核心都市区为最高向外围逐渐递减的圈层结构,可达性最优的核心区范围不断扩大,东西向的可达性递减态势明显快于南北向;2）区域内节点县域可达性等级差异趋于缩小、整体可达性显著提高,但第一阶段（1990―2000年）可达性提高较第二阶段（2000―2009年）更为显著;3）随着路网的逐步完善,东部和南部县市可达性提高明显,中部区域提高幅度低于东、南部县市,西部县市提高较慢。三大地带可达性空间差异明显,中部最高,东部次之,但与中部差异趋于缩小,西部相对最低且与中、东部的差异进一步扩大。     

Selective omission of road features based on mesh density for automatic map generalization

Selection of roads is an intractable generalization operation due to the difficulty in retaining the density difference and connectivity of a road network. This paper proposes a novel approach of selective omission for roads based on mesh density. The density of a road network and its local variations are calculated using meshes as units. Since maps at different scales usually reveal different densities, different density thresholds for road networks are determined on the basis of theoretical analysis and empirical study of mesh densities on maps at different scales. The selection process starts with the identification of the meshes that have a density beyond the threshold. The mesh with the largest density is first treated. Its bounding road segments are ordered according to their relative importance. The least important segment is eliminated. The remaining segments are then merged with the adjacent mesh, thus forming a new mesh. The selection procedure is repeated until none of the meshes has a density beyond the threshold. Such a process of eliminating road segments and merging meshes can ensure the road network connectivity. In this study, the meshes are classified depending on the types of road segment. For the different mesh types, their density thresholds are set to be different, which can be used as an indicator for the preservation of the density difference. This proposed approach considers topological, geometric and semantic properties of the road network. It was applied to two sets of road networks, and the results of selection are convincing. This methodology has now been adopted for the updating of 1:50,000 maps of China.     

道路影响域的界定及其空间分异规律 ——-以纵向岭谷区为例

以纵向岭谷区道路网络为研究对象,考虑地形等相关因子,利用GIS 图形叠加分析得到区域道路影响域的范围,进一步统计道路影响域面积与区域面积的比例,探寻道路对区域影响的空间分异规律,并分析其与道路密度、人口密度、村庄数目、生态承载力、平均海拔高度等因素的相关性。结果表明：纵向岭谷区道路不同等级具有不 同的影响域范围,区域道路影响的空间分布存在差异,由省会昆明逐渐向周边辐射减小,红河流域高于澜沧江流域和怒江流域。在纵向岭谷区东部、北部、西南部部分地区道路影响呈现显著的空间集聚效应。影响因子的相关性分析表明,道路影响域比例与平均海拔高度不相关,与道路密度、人口密度、村庄数目、生态承载力相关显著。