西北地区生态建设及需水量研究

随着西北地区经济社会的快速发展,生态环境受到严重破坏,并成为当地可持续发展的最大限制因子。根据西北地区地形地貌、水文气象条件和生态系统结构特点在空间上的差异,将研究区划分为5个一级分区、16个二级分区;在分区的基础上,综合考虑当地的自然条件和所面临的生态环境问题,提出各生态分区的生态建设措施和方案;叙述了生态需水量计算方法,并以维持现有植被状况为建设目标,计算出各分区的生态需水量,结果显示西北地区总的生态需水量为2.88×1010m3,其中塔里木盆地亚区是生态需水量最大的地区。最后结论为,生态环境退化是目前西北地区普遍存在的问题,实施生态建设是十分必要和迫切的,水资源合理配置是生态建设中关键的环节,要针对各分区的实际情况来选取树种、并尽可能保障生态需水量的供给。     

中国伊犁河流域生态建设战略与互动模式

运用流域生态学和生态恢复学理论与方法,分析伊犁河流域生态环境背景和利弊因素,划分伊犁河流域为河谷次生林封育治理区、伊犁河谷平原农业和农林牧综合生态建设区、沙漠防风固沙林建设区、逆温带生态经济林建设区、山地水源涵养林建设区、高山冰雪及高寒荒漠生态区等生态建设区,以及乌孙山北部山前平原生态建设重点区;通过对各建设区的分析评价以及流域生态环境特点、资源配置结构、生态服务建设功能耦合关系的研究,提出流域垂直立体的生态建设格局、方向、重点等战略措施,以及流域生态与大农业"双赢"互动模式。为实现流域生态良性循环与大农业可持续发展提供依据。     

耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例

辨析区域主要生态环境问题及其空间异质性,划定生态功能区,对保障区域生态安全和国土开发优化具有重要指导意义。以往自下而上的分区研究多基于行政区或流域开展,难以体现行政区或流域内部的生态功能分异。以鄂尔多斯市为例,基于生态系统服务与生态敏感性构建区域生态功能分区指标体系,耦合自组织特征映射（SOFM）网络与支持向量机（SVM）划定鄂尔多斯市生态功能分区。结果表明,区域内各生态功能分区指标呈现明显的空间分异特征,通过SOFM网络基于栅格进行指标聚类,构建分类效果指数筛选最佳聚类方案,将区域分为7种不同的生态功能类型。最终,利用SVM识别最优分区界线,将鄂尔多斯市分为11个生态功能区。本文构建分类效果指数实现多分类方案优选,使用机器学习算法解决自下而上的自然分区容易弱化要素空间位置属性的问题,完成了从分类到分区的定量转换,有助于提升分区的空间精度与客观性,为生态功能分区与分区边界划定提供了新的方法途径。     

浏阳河流域空间异质性对生态系统服务价值影响研究（英文）

从GIS空间关系角度分析,区别于前人通过生态学中土壤质地、生物量、碳存储、氧释放量和水体质量等微观层面评估生态系统服务价值,以地理空间数据为基础,空间分析为核心技术,对浏阳河流域生态系统服务价值的空间异质性进行了研究。首先以1×1 KM格网形式将流域划分,然后将地形、地质灾害点、道路、景点、关心点等人类活动热点分布以及植被覆盖度、植物净初级生产力作为影响因子,然后结合熵值法和层次分析法计算这些因子对生态系统每个服务价值的权重,权重可以反映对生态系统服务价值的影响的程度。受空间异质性影响每个格网都具有不同的空间特征,格网中土地利用类型种类数量不一,存在多种土地类型的格网就构成了微型景观,其复杂的物种组成,稳定的内部结构,提高自身调节,生态系统稳定性也就增强,因此这种景观格局方式使格网内生态服务总价值应该大于各生态系统服务价值代数累加之和。研究发现:9个指标因子中植被覆盖度、植物净初级生产力和道路分布情况对生态服务价值影响最显著,植被覆盖度高、植物净初级生产能力强,道路网密集会提高生态系统服务价值;不同土地类型主要的生态系统服务也不一样:耕地、草地和水体的供给服务、调节服务突出,林地的调节和支持服务突出;在各地类中,耕地和水体生态服务价值受空间异质性影响较大,因为耕地和水体与人类活动密切相关,受自然和人类双重因素影响,而林地和草地由于多位于远离人类的山地和丘陵区,主要受生物和地理环境影响,受空间异质性影响相对较弱。本研究针对生态系统服务价值评估,定量分析每个格网的自然和社会特征因素对生态服务价值估算影响,为精确科学评估生态服务价值提供参考。     

美丽中国建设的理论基础与评估方案探索

美丽中国建设是关系中华民族永续发展的根本大计,也是落实到2030年联合国可持续发展议程的中国实践。党和国家针对“五位一体”的总体布局对建设美丽中国做出了战略部署,国家主席习近平在全国生态环境保护大会上进一步提出了美丽中国建设的“时间表”和“路线图”。但目前对美丽中国建设的理论基础、评估指标体系、评估标准及建设成效等问题并不清晰。本文从广义和狭义视角提出了美丽中国建设的基本内涵,将人地和谐共生论、五维一体美丽论作为美丽中国建设的核心理论基础,进一步构建了包括生态环境、绿色发展、社会和谐、体制完善、文化传承等5个维度的美丽中国建设评估指标体系,运用联合国人类发展指数（HDI）测评方法,对2016年中国341个地级市（州）的美丽中国建设成效进行了科学评估。结果显示,美丽中国建设的综合美丽指数（中科美丽指数）平均值为0.28,总体处于偏低水平,生态环境美丽指数、绿色发展美丽指数、社会和谐美丽指数、体制完善美丽指数和文化传承美丽指数分别为0.6、0.22、0.29、0.22和0.07,分项指数值均较低,且地域发展差异较大,说明美丽中国建设进程总体缓慢且不平衡。为了高质量、高标准地贯彻落实美丽中国建设的“时间表”和“路线图”,建议构建并发布通用的美丽中国建设进程评估体系,对美丽中国建设进程开展动态监测与阶段性综合评估,编制并发布美丽中国建设评估技术标准,做好美丽中国建设综合区划,分区域因地制宜地开展美丽中国样板区建设试点,并把美丽中国建设成效纳入各级政府考核指标。     

太湖流域水生态功能三级分区

水生态功能分区是进行流域现代水生态管理的必然要求,是面向水质目标管理控制单元划分的基础。针对太湖流域特征,提出了太湖流域水生态功能三级分区的目的和划分原则,在其指导下构建了太湖流域非太湖湖体区和太湖湖体区水生态功能三级分区指标体系;在GIS技术支撑下,分别以太湖流域非太湖湖体区1100多个和太湖湖体区3500多个水生态功能单元为基本空间统计单位,结合分区指标数据,制作了基于水生态功能单元的各项指标的空间分布图,采用二阶聚类法并结合人工辅助的方法将太湖流域划分为21个水生态功能三级区;分区水生态特征分析结果表明全流域各分区水生生物特征均具有较大的变异性,反映出流域内水生态的空间差异和不均匀性,体现了分区结果的合理性、科学性和可靠性。     

基于主体功能区规划的中国城市化地区生态功能评估

从县域尺度对中国主要城市化地区生态功能开展后评估研究,分析城市化地区生态功能指数与第三级指标的相关性,对生态功能明显衰退地区提出政策建议。结果表明：2009?2015年,“两横三纵”城市化战略格局生态功能中高水平区县占比从78.68%降低至68.13%;优化开发区域生态功能中高水平区县占比由53.85%减少至37.28%,明显降低区域主要分布于京津冀东南部、环渤海地区;重点开发区域生态功能中高水平区县占比由73.78%降低至69.21%,明显降低区域分布在中原城市群和东北地区。生态退化的城市化地区均伴随不同程度的生境质量指数降低、生态空间减少、开发强度以及人口密度增加现象。生态功能与第三级指标的相关性由大到小依次为生态空间占比＞生境质量指数＞开发强度＞人口密度。建议强调发展控制,加强生态保护,实施分区分类管控,健全不同主体功能区差异化协同发展长效机制。     

县域尺度下生态系统服务供需匹配及生态建设 ——以陕西省为例

利用生态系统服务价值量、社会经济数据,并通过标准化及冷热点等方法分析了陕西省所有县级行政单位ES供需的数量匹配和空间匹配特征,并以匹配结果为依据,划分生态建设类型,提出针对性的建设措施。结果表明:陕西省各县市ES供给和需求均存在明显的空间分异特征,且各评价单元匹配关系较差,其中空间关系表现出明显的供需冷热点空间错位特征,数量匹配一致性也较差。基于评估结果,将陕西省划分五类生态建设区域,并针对各区域供需特征及匹配关系,从生态、产业、人口等方面针对性地提出建设与管理措施。     

青藏高原国家生态安全屏障保护与建设

青藏高原对我国乃至亚洲生态安全具有重要的屏障作用。在全球变化和人类活动的综合影响下,青藏高原呈现出生态系统稳定性降低、资源环境压力增大等问题,突出表现为:冰川退缩显著、土地退化形势严峻、水土流失加剧、生物多样性威胁加大与珍稀生物资源减少、自然灾害增多等。这些问题严重影响了青藏高原区域生态安全屏障功能的发挥。针对当前高原生态安全状况,在总结相关研究成果和生态建设实践经验的基础上,提出了加强青藏高原国家生态安全屏障保护与建设的对策建议：加强气候变化对青藏高原生态屏障作用影响及区域生态安全调控作用的基础研究;系统开展高原生态安全屏障保护和建设关键技术研究与示范推广;部署建设生态屏障功能动态监测体系,加强生态安全屏障保护与建设成效评估,构建评估体系和标准,并凝练经验,以系统提升国家生态安全屏障的总体功能,在应对全球变化中占据主动地位。     

基于玛纳斯河流域生态问题的生态安全评价

 玛纳斯河流域山地-绿洲-荒漠三大生态系统表现出区域生态、经济要素的空间状况有所分异,经过几十年大规模的水土资源开发,流域不同的生态经济功能分区在环境演变和经济发展过程中所存在的生态安全问题的表现形式也各不相同。根据流域土地利用和水资源数据库,并参考各地自然、经济、社会统计资料,在生态经济功能分区的基础上,针对流域不同分区存在的生态经济安全问题选取相应的生态安全评价指标,结合实地调研和专家赋值法确定不同指标的权重,并计算综合生态安全评价指数,对流域各个生态经济功能亚区进行生态安全评价。评估结果表明：（1）玛纳斯河流域分为3个一级区和9个二级分区,根据不同分区存在的生态安全问题选取了13个生态环境指标和4个社会经济指标;（2）Ⅱ4、Ⅲ1和Ⅲ2亚区的生态不安全指数呈上升趋势,Ⅲ3亚区逐渐下降,Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3亚区存在波动,而对于绿洲区的四个亚区而言,Ⅱ2亚区生态不安全指数最高,存在的生态安全问题最多,而Ⅱ3亚区虽地处沙漠边缘,生态不安全指数相对最低,因此生态不安全指数高的区域需要高度重视,不高的区域由于生态问题会带来诸多不利影响,也需要重视。     

美丽中国与国土空间规划关系的地理学思考

美丽中国是社会主义新时代生态文明建设的新目标愿景,满足人民群众对美好生活向往的现实需求。国土空间规划是国家统筹涉及空间各类规划的重大部署。美丽中国是国家第二个一百年发展新的引领目标,其内涵不仅是“生态美丽”,也是“经济—政治—文化—社会—生态”综合的大美丽,美丽中国建设要因地制宜构建差异化的评估指标体系。美丽中国和国土空间规划有着密切联系,美丽中国为国土空间规划指引了重要方向,国土空间规划则为美丽中国建设提供了重要途径和空间保障。国土空间规划编制需要加强人地关系地域系统、点—轴系统、主体功能区划、可持续发展与资源环境承载力、新型城镇化、乡村地域多体系统等深入探讨。本文提出了地理学视角下国土空间规划编制的思路框架,科学分析国土空间的自然地理条件、经济社会发展基础、国土空间相互联系,结合美丽中国目标,谋划国土空间的目标、愿景与路径,鼓励公众参与与开展动态评估,构建智能系统平台等,为国土空间规划编制实施提供思路借鉴。     

景观生态区划的理论研究

景观生态系统由多个层次水平的等级体系所组成, 在不同的时间和空间尺度中, 其结构与 功能具有不同的相互依存关系, 区划的概念有助于整合景观的等级性并厘清复杂性。本研究在景 观生态学格局、过程、功能研究的基础上, 结合综合自然地理区划、生态区划、生态经济区划、农业 区划等相关研究的成果,探讨了景观生态区划应依循的原则、内容及区划等级系统, 指出景观生 态区划不仅强调景观水平方向上的空间异质性, 还必须综合景观单元的过程关联和功能统一性。 同时以生态系统完整性原则为核心制定了开展景观生态区划需遵循的等级性、多尺度性、发生一 致性、格局与功能依存性、功能协调性以及界线完整性等原则。在其指导下, 重点讨论了景观生态 区划过程中涉及的方法论构建、景观生态分析与评价、景观生态区划体系构建等研究内容。最后, 通过比较了景观生态区划与自然区划、生态区划以及经济区划之间的异同,提出了不同尺度下景 观生态区划理论的应用方向。     

三江源国家公园生态系统服务时空变化及权衡-协同关系

本文基于“当量因子法”、空间自相关及相关系数等方法,定量分析了1990—2015年三江源国家公园生态系统服务的时空变化及生态系统服务间的权衡与协同关系。结果表明：① 1990—2015年,三江源国家公园生态系统服务价值呈不断上升趋势,从研究初期的542.37亿元增加至研究末期的834.70亿元,增长292.33亿元,增幅53.90%,每一阶段平均增长率为9.01%;长江源园区与黄河源园区生态系统服务价值占比情况与三江源国家公园整体情况一致,水域的生态系统服务价值最高,其次为草地、湿地,其中草地与水域提供了各园区90%以上的生态服务;澜沧江源园区的生态系统服务占比则为草地（70.58%）、湿地（23.58%）、水域（3.38%）。② 空间上,长江源园区及澜沧江源园区的生态系统服务价值呈东南高西北低的特征;黄河源园区则呈现西高东低特征。③ 相关分析表明,协同关系是三江源国家公园生态系统服务之间的主导关系,但各生态系统服务之间的相关程度各异。④ 数量方面,4类典型生态服务之间的权衡与协同关系的Moran′s I指数与相关性系数表现一致;空间分析方面,生态系统服务之间权衡与协同关系的异质性显著。     

美丽中国与国土空间规划关系的地理学思考

The concept of‘Beautiful China'is a new goal of ecological construction in the new era of socialism and aims to meet the needs of people as they strive for a better life.National land spatial planning is one major component of the Chinese state's overall planning for various spatial types.The concept of‘Beautiful China'is thus a leading goal of Chinese development in the second centenary.The background of this concept aims for‘ecological beauty'as well as the combined beauty of‘economy-politics-culture-society-ecology.'The construction of‘Beautiful China'therefore necessitates a differentiated evaluation index system that is built on the basis of local conditions.This concept is intimately related to land spatial planning and the idea of Beautiful China guides an important direction for this planning which itself provides an important mechanism and spatial guarantee for construction.The establishment of land spatial planning nevertheless needs to strengthen further discussion of the regional system of human-land relationship,point axis system,main functional division,sustainable development,resources and environmental carrying capacity as well as new urbanization,and the rural multi-system.The aim of this paper is to summarize current thinking in land spatial planning,scientifically analyze the natural geographical conditions,the socioeconomic development,the interrelationship of the land space,plan the goal,vision and path of land space,encourage the public to participate in and carry out dynamic evaluation,build an intelligent system platform for land and spatial planning to realize the goal of‘Beautiful China'from a geographical perspective.And they can also present key ideas relating to the compilation and implementation of land spatial planning.     

2000—2019年中国重大生态工程生态效益遥感评估

本文提出了重大生态工程实施生态效益评估理论框架,在选取生态系统宏观结构、生态系统质量和生态系统服务3大类、6个一级指标和9个二级指标的基础上,利用地面和遥感数据,结合模型模拟,生成了2000—2019年长时间序列评估指标参数数据集,定量评估了中国重大生态工程实施20年后的生态效益。结果表明：生态恢复程度中等、较高和高的区域面积分别占全国国土面积的24.1%、11.9%和1.7%,生态工程实施数量越多的地区,生态恢复程度越高,生态恢复程度较高和高的区域主要集中在黄土高原、北方农牧交错带、东北平原、川滇黔渝湘结合部等地区;气候因素和生态工程对植被净初级生产力变化的贡献率分别为85.4%和14.6%,对水蚀模数变化的贡献率分别为69.5%和30.5%;中国植被覆盖度有20%的恢复潜力,森林植被覆盖度恢复潜力为6.4%,草地植被覆盖度恢复潜力为23%;气候条件是生态恢复的重要限制因素,生态恢复程度较高和高的区域主要分布在年均温大于0 ℃和年降水量大于300 mm的地区。因此,重大生态工程的部署,应充分考虑气候条件的限制性,避免实施单一生态工程或单一生态恢复措施,充分发挥生态工程组合措施的综合效应,提高生态投入资金的最大效益。     

2015年中国生态系统生态破坏损失核算研究

利用遥感影像数据,结合第八次全国森林资源清查和第二次全国湿地资源调查以及草地监测报告,对中国2015年森林、草地和湿地三大生态系统因人类不合理利用导致的生态破坏损失进行核算。核算结果显示：① 2015年中国生态破坏损失约为2.38万亿元,占GDP比重的3.3%。其中,森林生态破坏损失约为2 437.5亿元,占全部生态破坏损失的10.2%;草地生态破坏损失约为3 112.1亿元,占比为13.1%;湿地生态破坏损失约为18 269.6亿元,占比76.7%。② 中国生态破坏损失主要分布在西部地区,区域空间差异大,青海、湖南、四川、黑龙江、内蒙古、江苏等省份的生态破坏损失都大于1 000亿元。③ 中国生态破坏损失主要来自气候调节和水流动调节服务损失。2015年中国气候调节服务损失量为17 451.8亿元,占全部生态破坏损失的73.3%;水流动调节服务损失量为4 234.6亿元,占比为17.8%。     

冰冻圈服务综合区划理论与方法

冰冻圈是全球气候系统的主要圈层之一,既具有不可替代的气候效应,又维系着寒旱地区社会经济和自然生态系统良好运行,而中国是中低纬度地区冰川、积雪、冻土发育程度最高的国家。长期以来,针对冰冻圈“致害性”的研究众多,而聚焦冰冻圈服务的“致利性”研究则相对滞后,在此背景下着眼于人类福祉的冰冻圈服务识别与综合区划研究成为冰冻圈科学、人地系统可持续发展等的关键科学问题之一,也是目前迫切需要开展的研究方向。首先,确定以地域分异规律理论、人地关系地域系统理论、集合论和信息编码论等跨学科理论为研究基础;尔后,构建面向综合区划研究的冰冻圈服务分类体系,先以供需均衡模型为核心进行单项服务重要性空间识别,再以服务最大化模型为指导,通过区位熵算法判定冰冻圈主导服务的空间分布;最后,以三维魔方展开法为核心制定冰冻圈服务综合区划方案,将研究区划分多重空间层级、彼此独立完整、相互联系密切的冰冻圈服务单元。综上,形成综合自然供给和人文需求因素且适应地区特色的冰冻圈服务空间识别与综合区划技术体系和方法流程,为冰冻圈服务供给与社会经济发展需要架起一座桥梁,是满足国家重大战略需求和合理利用冰冻圈服务的必由之路。