基于RS和GIS的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其经济价值评估——以生长季为例

根据生态系统服务功能理论,利用RS和G IS技术,以土壤含水量为基础因子,对青藏高原区草地生态系统的土壤水分保持功能及其价值的动态变化过程进行有效评价,以直接的货币形式反映出青藏高原主要草地类型的土壤水分保持功能的大小。通过计算和分析发现:(1)由于草地类型分布面积、单位面积保持量的影响,各种类型草地提供的土壤水分保持功能及其价值贡献率有较大差异,按照大小依次为:高寒草原类、高寒草甸类,高寒荒漠类、高寒草甸草原类和温性山地草甸类;(2)草地对土壤水分保持量及其价值呈现出较强的阶段性变化过程;(3)由于各种草地类型所处地理区域不同、草地本身各种自然特点和整体生态功能的不同,青藏高原草地生态系统提供的土壤水分保持功能及其经济价值呈现出明显的地域分布规律:自西北至东南逐渐降低。应该说,由于青藏高原地域、地理和独特气候等原因所致,本文计算得出的青藏高原草地生态系统土壤水分保持功能及其价值的具体数值不一定十分准确,但是能在一定程度上反映出土壤水分保持功能的强大及其在生长季中随时间变化的动态过程和基本规律(这种规律性结论与前人研究结论一致),这是一种在区域尺度上揭示草地生态系统土壤水分保持功能及其价值动态变化过程的方法尝试,这也是对动态评估生态服务功能的一种有益尝试。     

青藏高原的水塔功能

青藏高原是维持我国乃至东亚地区生态系统的重要水塔。高原平均海拔在4000m以上,与周边地区形成了巨大的地势差。高原东南部不仅具有丰富的降水,而且在3500m以上以冰川雪被形态储存了巨大的水资源,因此,高原具有重要的水塔功能。基于高原潜在输出总水量和不同海拔区域水体所具有的势能两个方面,建立了高原水塔功能的模型,从而利用GIS方法,通过对我国1∶400万系列图和相关资料的统计分析,计算出高原不同高度带贮存的大气降水、冰川储水量、湖泊水量以及工农业用水量。计算结果表明,青藏高原冰川湖泊的淡水储量达39921×108m3,其中冰川储水量为39228×108m3,可利用湖泊储水量为693×108m3,平均每年由降水获得的水资源量为8495×108m3,高原工农业用水量为129×108m3。因此,高原的输出水量即出境河川径流量为6870×108m3。高原储水主要分布在海拔3000～5000m间,与高原周围相比,平均势差在2000～4000m间,最大的势差达5500m。水体具有巨大的势能,在势能的作用下,自然向周边区域输送汇集,维持着周边地区的生态过程和社会经济活动,因此,青藏高原的水塔功能对于周边地区的生态系统和社会经济系统是极其重要的。     

张家口市水资源安全风险空间分异研究

张家口市地处生态脆弱的农牧交错地带,地表水资源匮乏,地下水超采严重,可利用的地表水资源有限。同时,张家口市又处于京津冀协同发展中的水源涵养区,其水资源安全对于整个京津冀至关重要。根据水资源安全风险大小进行水资源分区管理和决策工作意义重大。本文在遵循科学性、可比性、可操作性和数据可获取性原则指导下,构建水资源安全风险评价指标体系,利用层次分析法求取指标权重,采用数理统计和3S技术空间分析获取张家口市基于水资源分区的以县域为单位的多源数据,进行数据归一化处理和加权水资源安全风险评价,结果表明:张家口市水资源安全风险在地貌单元与县域行政尺度上和在流域尺度上分异明显。坝上高风险区面积较大,但高风险极端值在坝下市辖区;流域尺度上水资源安全高风险区分布在内陆河流域和永定河流域,所辖的滦河流域、潮白河流域、大青河流域水资源安全风险值呈现由北向南降低的趋势。坝上偏西偏北区域,"孕灾环境脆弱性"对水资源安全风险的贡献率最大,坝下农区农业用水虽然会挤占其它产业发展和生态用水空间,在水资源禀赋不足的条件下,市辖区城市人口的集聚和工业经济的发展造成的水资源数量短缺和水环境污染所引发的水资源安全风险更大。张家口市水资源安全风险的空间分异研究,可为农牧交错带水资源安全风险分区管理和决策工作提供重要科学参考。     

羌塘草原野生动物保护的生态补偿成本研究(英文)

生态保护的成本是生态补偿标准的核心组成部分,一般由直接成本、机会成本和发展成本构成。本文以羌塘自然保护区涉及的那曲地区为例,采用恢复成本法和机会成本法对牧民参与野生动物保护的直接成本和机会成本进行了核算。研究过程中,借用中国草地承载力评估中的标准羊单位,把草地生态系统、草食性野生动物和价值评估有机地联系起来,为草原地区野生动物保护的生态补偿提供了一个有效的评估工具。评估结果表明,那曲地区牧民参与野生动物保护的成本是每年5.69亿元,其中直接成本是1.19亿元,机会成本是4.5亿元,机会成本占总成本的79%。机会成本是由于草食性野生动物的啃食与踩踏导致草场必须禁牧致使牧民放弃的经济收入。显然,羌塘自然保护区草食性野生动物对草场的损害构成了生态补偿的主体。如果按照那曲地区中度以上退化草地的面积计算,则牧民保护野生动物的单位面积成本是每年57元,按照那曲地区人口计算,参与野生动物保护的人均成本是每年1482元。这一结果并不等于生态补偿标准,但可以作为补偿标准的低限。     

北京森林碳储量海拔梯度上的变化趋势(英文)

像北京这样的中国城市化地区的快速人口和GDP增长已经导致了来自化石燃料的大量CO2排放。森林被认为是最重要的碳汇,可以中和碳排放。本研究基于2009年森林清查数据和森林植被碳含量,采用生物量扩展因子(BEFs)方法评价了北京森林植被碳储量,利用森林凋落物与森林生物量的比例以及凋落物碳含量计算了凋落物碳储量,利用土壤厚度、容重和SOM含量计算了土壤碳储量。我们总结得出,阔叶林是北京森林主要碳库,森林碳储量主要分布在海拔60m的平原地区和60-600m的低山地区。北京森林碳密度几乎随着海拔增加而增加,但是在海拔200-400m地区略有下降,其中植被碳密度在60m的平原地区相对较高,这主要是由于碳密度较高的杨树和落叶松人工林的比例较高以及灌溉、施肥等促进植物碳累积的人工管理措施较多;森林土壤碳密度几乎随着海拔增加而增加,这主要是由于土壤碳输出随着海拔增加而逐渐下降,因为林下种植、灌溉和施肥加速了低海拔地区的土壤异氧呼吸但随着海拔增加而下降,同时海拔200-800m的低山地区常见的土壤侵蚀也会随着林下种植等干扰措施的减少而下降。本研究可以为区域森林生态系统管理者提供保护森林生态系统和改善森林碳储量提供科学知识。     

中国能源资源开发的时空格局与潜力评价(英文)

The issue of China's energy supply security is not only the key problem which affects China's rapid and sustainable development in the 21st century,but also the one which international attention focuses on.Based on the notable characteristic of spatial imbalance between energy production and consumption in China,this paper takes the evolution of China's primary energy resources development(excluding hydropower) from 1949 to 2007 as the study object,with the aim to sum up the evolutive characteristics and laws of China's energy resources development in the past nearly 60 years.Then,based on comprehensive considerations of coal's,oil's and natural gas's basic reserves,qualities,geological conditions,production status,and ecological service function of every province,this paper adopts development potential index(DP)to evaluate the development potential of every province's energy resources,and divide them into different ranks.Conclusions are drawn as follows:(1) Generally speaking,China's gross energy production was increasing in waves from 1949 to 2007.From the viewpoint of spatial patterns,China's energy resources development has shown a characteristic of "concentrating to the north and central areas,and evolving from linear-shaped to "T-shaped" pattern gradually since 1949.(2) The structure evolution of China's energy resources development in general has shown a trend of "coal proportion is dominant but decreasing,while oil and gas proportions are increasing" since 1949.(3) At the provincial scale,China's energy resources development potential could be divided into large,sub-large,general and small ranks,four in all.In the future,the spatial pattern of China's energy production will evolve from "T-shaped" to "∏-shaped pattern".These conclusions will help to clarify the temporal and spatial characteristics and laws of China's energy resources development,and will be beneficial for China to design scientific and rational energy development strategies and plans,coordinate spatial imbalance of energy production and consumption,ensure national energy supply,avoid energy resources waste and disorderly development,and promote regional sustainable development under the globalization background with changeful international energy market.     

粘土矿物在古环境研究中的指示作用

粘土矿物普遍存在于各种类型的沉积物和沉积岩中。作为次生矿物,粘土对环境的变化极为敏感,因而粘土矿物的沉积分异、组合特征、矿物成分及其含量和矿物结晶度都从不同的角度记录了粘土矿物形成过程中各种环境因素的变化。这些对恢复古环境,研究全球变化具有重要的指示意义。