中国东北地区林地面积变化的动态模拟

There is plenty of forests in Northeast China which contributes a lot to the conservation of water and land resources, produces timber products, and provides habitats for a huge number of wild animals and plants. With changes of socio-economic factors as well as the geophysical conditions, there are dramatic changes on the spatial patterns of forest area. In this sense, it is of great significance to shed light on the dynamics of forest area changes to find the underlining reasons for shaping the changing patterns of forest area in Northeast China. To explore the dynamics of forest area change in Northeast China, an econometric model is developed which is composed of three equations identifying forestry production, conversion from open forest to closed forest and conversion from other land uses to closed forest so as to explore the impacts on the forest area changes from demographic, social, economic, location and geophysical factors. On this basis, we employ the Dynamics of Land System (DLS) model to simulate land-use conversions between forest area and non-forest cover and the land-use conversions within the sub-classes of forest area for the period 2000–2020 under business as usual scenario, environmental protection scenario and economic growth scenario. The simulation results show that forest area will expand continuously and there exist various kinds of changing patterns for the sub-classes of forest area, for example, closed forest will expand continuously and open forest and shrub will decrease a little bit, while area of other forest will keep intact. The research results provide meaningful decision-making information for conserving and exploiting the forest resources and making out the planning for forestry production in the Northeast China region.     

中国东北地区森林覆被变化的原因与趋势

以中国东北地区森林覆被变化为研究对象,构建了涵盖林业生产、疏林地向有林地转换和其他用地向有林地转换三个方程组成的计量经济模型,研究了自然环境条件和社会经济因素对森林覆被变化的驱动作用。在此基础上,应用土地系统动态(DLS)模拟系统预测了2000-2020年在环境保育情景、基准情景和发展优先情景下中国东北地区森林覆被变化的趋势。研究结果表明,自然环境条件是森林覆被变化的重要控制因素,对林业生产和林地面积转移有显著的制约作用;区位条件、退耕还林政策和天然林保护工程等社会经济因素也均在不同程度影响了东北地区森林覆被的变化。在2000-2020年间,东北地区林地面积整体将呈现增长态势。其中,有林地面积逐年增长,而疏林地和灌木林地均有所下降,其他林地变化幅度较小。本研究结论将为东北地区森林资源开发利用与保护、林业发展规划提供决策参考信息。     

东北林区生态系统服务与健康协同分析

明晰森林生态系统服务与生态系统健康之间的协同关系,是识别生态系统与人类福祉之间内在综合关联的有效途径。本文基于森林物质合成、土壤保持、水源涵养、净化空气、生物多样性维持等五项服务指标和林分结构活力、组织力、恢复力三项综合指标的估算与评价,对吉林省汪清林业局国有天然林生态系统服务与生态系统健康进行评估和进行相关性分析与热点识别。结果表明:随着植被群落的分异,各植被类型在空间上体现出差异化的优势生态服务类型和生态系统健康指标分布规律,而两者的热点分布均呈现"南多北少/东西部多中部少"的空间格局;相关分析显示,协同作用是各样本类型之间的主导关系,大部分生态系统服务与生态系统健康指标的增长并不会导致另一些指标的下降,不考虑木材供给的森林景观多功能性可以实现。研究结果可以为国有天然林停伐后林区社会—生态系统的管理模式优选和空间差异化管理提供决策支持。     

An approach to spatially explicit reconstruction of historical forest in Northeast China

The spatially explicit reconstruction of historical land-cover datasets plays an important role in studying the climatic and ecological effects of land-use and land-cover change（LUCC）. Using potential natural vegetation（PNV） and satellite-based land use data, we determined the possible maximum distribution extent of forest cover in the absence of human disturbance. Subsequently, topography and climate factors were selected to assess the suitability of land for cultivation. Finally, a historical forest area allocation model was devised on the basis of the suitability of land for cultivation. As a case study, we used the historical forest area allocation model to reconstruct forest cover for 1780 and 1940 in Northeast China with a 10-km resolution. To validate the model, we compared satellite-based forest cover data with our reconstruction for 2000. A one-sample t-test of absolute bias showed that the two-tailed significance was 0.12, larger than the significant level 0.05, suggesting that the model has strong ability to capture the spatial distribution of forests. In addition, we calculated the relative difference of our reconstruction at the county scale for 1780 in Northeast China. The number of counties whose relative difference ranged from-30% to 30% is 99, accounting for 74.44% of all counties. These findings demonstrated that the provincial forest area could be transformed into forest cover maps well using the model.     

基于作物空间分配模型的东北三省春玉米时空分布特征

利用1980-2010 年东北三省分县玉米播种面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物适宜性分布等多源数据,结合基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型（Spatial Production Allocation Model,SPAM）,在5'×5'的像元尺度模拟了春玉米种植面积与产量的时空分布,并重点分析了两者在纬向、经向,以及高程上的时空变化规律。结果显示：（1）玉米种植面积在2000 年前向北扩展至北纬44°~48°间,2000 年后在中南部出现大规模发展（北纬42°~44°）,并进一步向东扩展至东经123°~127°间,同时还表现为向低海拔（高程100 m以下）和较高海拔（高程200~350 m）扩展的态势;（2）单产在纬向上的增加区主要集中在北纬42°~48°,经向上的单产增加则相对均匀,高程上单产提升区主要集中在海拔350 m以下。（3）像元内玉米种植比例整体上由中低种植比例为主逐步演变为中高比例占据主体,并且中高种植比例像元对应的玉米单产水平整体上较高,反映了市场经济驱动下的玉米种植集聚化和规模化的发展趋势。     

东北地区乡村性评价及时空分异

以县域为基本空间单元,构建了刻画乡村性的指标体系,定量测度了2000年、2004年、2008年、2012年东北地区149个县域乡村性指数,并采用ESDA空间统计方法,探索东北地区县域乡村性的时空演变特征。结果表明：① 东北地区县域乡村性指数普遍较高,均值呈现波动下降的态势。② 县域乡村性指数呈现南低北高,逐步极化的空间格局,且与其到区域性中心城市的距离成正比,呈现环状递增的空间分布格局。③ 县域乡村性趋于空间集聚,且随时间推移,低值和低值、高值和高值县域的空间集聚增强;冷点、次冷点、热点、次热点区域在空间上均呈现“北上”发展态势,温和区域在空间上呈现“南下”的发展态势。从国家政策、产业结构、农业投入和资本投入等视角,分析了乡村性时空演变的原因。     

近30年中国东北地区玉米种植体系的时空动态分析(英文)

Understanding crop patterns and their changes on regional scale is a critical requirement for projecting agro-ecosystem dynamics. However, tools and methods for mapping the distribution of crop area and yield are still lacking. Based on the cross-entropy theory, a spatial production allocation model(SPAM) has been developed for presenting spatio-temporal dynamics of maize cropping system in Northeast China during 1980–2010. The simulated results indicated that(1) maize sown area expanded northwards to 48°N before 2000, after that the increased sown area mainly occurred in the central and southern parts of Northeast China. Meanwhile, maize also expanded eastwards to 127°E and lower elevation(less than 100 m) as well as higher elevation(mainly distributed between 200 m and 350 m);(2) maize yield has been greatly promoted for most planted area of Northeast China, especially in the planted zone between 42°N and 48°N, while the yield increase was relatively homogeneous without obvious longitudinal variations for whole region;(3) maize planting density increased gradually to a moderately high level over the investigated period, which reflected the trend of aggregation of maize cultivation driven by market demand.     

基于FORCCHN的未来东北森林生态系统碳储量模拟

以东北森林为研究对象,应用中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟该区森林生态系统碳储量未来可能的时空变化。结果表明: 2003~2049年东北森林生态系统可能仍将具有明显碳汇功能,但强度呈下降趋势;土壤碳储量的变化趋势是从增长到饱和然后逐渐降低的过程,植被碳储量则基本上随时间变化呈逐渐增长趋势。空间上,该区土壤碳储量都有不同程度增加或降低,但植被碳储量都在不同程度的增加;土壤碳储量可能在植被碳储量之前得到饱和,因而东北森林生态系统碳吸收能力的降低主要是由土壤碳储量的减少造成的,而植被碳的增加将会在一定时间内减缓这一过程。     

从城镇体系的演变看清代东北地区的土地开发

清代东北地区的土地开发与城镇体系演变是两个互相促进、互相作用的过程,东北地区州、道、府、县等各级民事行政管理机构是为了管理从事农业开发的汉民而设立的。从城镇体系演变及城镇密度空间变化过程来看清代东北的土地开发,得出结论:清代东北地区城镇体系的发展可区分出4次城镇设置的增长时期;清代城镇体系在空间上呈现出从南向北、从中间向东西两侧的阶段性扩张的特点。与此相对应,清代东北土地开发也经历了几次规模较大的浪潮并发生了垦殖界线的北移;重点开垦区域是沿今沈阳-吉林、长春-哈尔滨一线不断往北的,且自该线往东西两边扩展,体现出自然区位条件、地形因素及政策等对土地开发的限制和影响。     

东北区耕地利用系统安全格局模拟及其阈值的确定

耕地利用系统安全是保护耕地健康和保障粮食安全的基础。以东北区黑龙江省巴彦县为研究区,运用Matlab编程,应用改进的神经网络模式识别模型,模拟研究区2016年和2021年耕地利用系统安全格局。基于突变理论,采用蝴蝶突变模型确定耕地利用系统安全阈值范围。结果表明:1影响耕地利用系统安全的空间因子,在一定程度上对研究区耕地利用系统安全格局的演变产生极大的影响;各类土地利用类型的数量增减及空间分布均会对耕地利用系统安全格局的变化产生一定影响。2 1976-2011年,耕地利用系统安全格局发生了显著变化,按照当前发展状况,2011-2021年,耕地面积和建设用地面积的变化呈现互反性,建设用地及其他农用地的增加均以牺牲耕地为代价,未达到保护耕地的目的。3耕地利用系统安全状态划分为安全状态、临界状态和危险状态三种;安全状态阈值范围为[-1,-0.2),临界状态阈值范围为[-0.2,0.2),危险状态阈值范围为[0.2,1]。4按照当前的发展态势,若不采取适当措施,耕地利用系统安全将向危险状态突变,耕地利用系统安全问题日益严峻。     

东北地区地域组织创新研究

目前，尚无对地域组织及其创新内涵的统一认识。作者认为，地域组织创新是一个地域制度创新的必然产物，也是我国地方经济发展的客观要求。本文在对地域组织创新的基本认识基础上，总结与评述了建国后东北地区地域组织的发展历程与创新形式，分析了东北地区在地域组织创新中存在的关键性问题与障碍因素，最后对东北地区地域组织创新的宏观背景与基本依据进行了探讨，提出了东北地区未来地域组织的创新方向与形式。     

清代东北地区土地开发及其动因分析

论述了清代东北地区土地开发过程、特点和趋动因子。指出封禁时期土地开发主要集中于辽河流域及辽西地区,吉、黑两地只有零星开发,总的呈现一派大荒景象。开禁后,先后在奉天、吉林、黑龙江进行了大面积的放垦。大规模的移民和高速度的土地开发世所少见。最后分析了影响东北地区土地开发的主要趋动因子,指出巨大的人口压力、连年的大灾荒以及清朝政府的土地开发政策是造成清代晚期东北地区大规模移民和高速度土地开发的重要原因。     

根据MODIS数据推断的中国东北森林物候格局

1 IntroductionPhenology is the study ofthe recurring vegetation cycles and theirconnection to the surroundingenvironm ental factors such as clim ate, hydrology, soil, etc. (W an et al., 1987). Phenologicalrecords provide an integrative indication of the s…     

Forest phenological patterns of Northeast China inferred from MODIS data

The role of remote sensing in phenological studies is increasingly regarded as a key to understand large area seasonal phenomena. This paper describes the application of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) time series data for forest phenological patterns. The forest phenological phase of Northeast China (NE China) and its spatial characteristics were inferred using 1-km 10-day MODIS normalized difference vegetation index (NDVI) datasets of 2002. The threshold-based method was used to estimate three key forest phenological variables, which are the start of growing season (SOS), the end of growing season (EOS) and growing season length (GSL). Then the spatial patterns of forest phenological variables of NE China were mapped and analyzed. The derived phenological variables were validated by the field observed data from published papers in the same study area. Results indicate that forest phenological phase from MODIS data is comparable with the observed data. As the derived forest phenological pattern is related to forest type distribution, it is helpful to discriminate between forest types.     

集约用地视角东北三省城市收缩效应诊断与作用机理研究

位处城镇化快速发展阶段的中国,在全球化与区域一体化浪潮中涌现了一批收缩城市、且这种趋势尚在不断加剧,引发了学术界对收缩城市发展效应的探索。本文从城市集约用地视角,结合城市土地集约度指标（城市收缩效应越显著、土地集约度越低,城市收缩效应越不显著、土地集约度越高）,以城市收缩最具代表性和典型性的东北三省为例、运用比较归纳分析法对2010—2019年间东北三省收缩城市的集约用地收缩效应及其阶段性、类型性和空间分布特征进行了诊断与揭示。结果表明：(1)东北三省15个收缩城市存在集约用地的收缩效应及其类型性和阶段性发展特征,对应的土地集约度平均得分呈现出：“非收缩城市>收缩城市、综合型收缩城市>资源依赖型收缩城市>虹吸型收缩城市>区位制约型收缩城市、收缩初期城市>收缩中期城市>收缩后期城市”的发展特征;(2)土地集约格局与城市收缩识别的空间分布具有高度一致性：集约度低等级城市全部属于收缩城市、集约度高等级城市属于非收缩城市,整体呈现出“核心-外围”+“南高北低”的空间特征;(3)城市收缩是发展要素流失→城市发展能力削弱、空间生产效率降低的结果,通过“投入-产出...     

东北地区土地利用多功能性演化的时空格局

土地利用多功能性是根据社会经济目标进行土地利用的过程,是确保社会经济与生态环境协调发展的关键。本文通过构建“社会—经济—生态”三维土地利用多功能性评价指标体系,对1990-2013年东北地区土地利用多功能性进行综合评价,旨在阐释其土地利用多功能性演化的时空格局。研究表明：1990-2013年东北地区土地利用功能值均呈现上升态势但增速有所差异,黑龙江、吉林、辽宁土地利用功能发展程度依次递增,其年均增长率分别为2.976%、2.725%、2.261%;黑龙江和吉林社会功能值呈现波动性增长,辽宁则表现为阶段性变化;黑龙江经济系统功能值逐渐增大,而吉林和辽宁经济功能值总体呈现上升趋势,但在2000-2005年有所波动;黑龙江与吉林生态系统功能值呈现由基本稳定转变为波动增长的趋势,而辽宁则始终具有较大波动性;经济功能中的土地的生产功能与交通功能对东北地区省域土地利用功能均有较大影响,经济和社会因素对黑龙江与吉林土地利用功能多样性影响较大,生态因素则对其影响较小,而经济、社会和生态因素对辽宁土地利用功能均有较大影响。     

中国东北东部边境地区旅游业发展研究

近年来,随着东北三省几大经济区(带)的战略地位上升,以及一批重大基础设施的相继开建,使得东北地区经济呈现出快速发展之势。同时东北区域一体化进程明显地加快,东北亚地区国际环境的改善以及合作需求的增强,为东北东部边境地区旅游业发展提供了巨大动力。在具体分析了东北东部边境地区旅游资源优势、旅游业发展现状及存在问题的基础上,对区域旅游业发展提出具体建议,特色旅游产品开发主要集中于对边境旅游、自然生态旅游、冰雪旅游、文化旅游等产品的开发,并在此基础上构建"五区-四轴"的旅游空间布局及区域战略合作关系。     

东北西部粮食生产时空格局变化及优化布局研究

利用2003~2013年东北西部各县市粮食生产统计数据,运用聚类分析、粮食贡献度和PSR模型方法,分析东北西部粮食生产格局变化及其影响因素,根据国家“镰刀弯”地区规划提出的玉米种植面积调减目标,对各县市具体调减值进行核算,得出以下主要结论。从2003年以来,粮食播种面积和产量明显向玉米、水稻两种作物集中,而相对低产的大豆所占比例明显下降;粮食生产格局发生明显变化,多数地区被以玉米为主的类型区取代。2003~2013年东北西部粮食增产主要归因于种植面积扩大,其次是粮食单产提高,受粮食作物结构影响较小。东北西部耕地生态安全评价值均小于0.6,处于不安全级至临界安全级阈值范围内,其中不安全级和较不安全级所占比重为97.01%,集中呈片状分布,亟待调整区域种植结构以提高耕地生态安全。东北西部玉米播种面积调减总目标为145.20万hm²,其中农牧交错带调减113.23万hm²,冷凉区调减31.97万hm²,调减地区主要集中在赤峰市、通辽市、兴安盟、吉林西部和辽宁西部地区的部分县市等玉米为主的类型区。东北西部各县市在调减玉米种植面积的过程中,应充分考虑耕地生态安全、农民的生计替代和利益补偿等问题,做到科学、合理、有序地调减玉米种植面积。     

北京市森林生态安全情景模拟与优化调控研究

在界定森林生态安全内涵的基础上,构建森林生态安全综合评价指标体系,建立基于SD模型的森林生态安全情景分析和调控模型,设计了林业政策扶持型、社会经济中速发展型、环境管理强化型、森林-社会经济-环境协调发展型等4种发展情景,并对各情景下的森林生态安全状况进行了仿真和动态评价分析。研究表明：初始状态中（即情景0）,2000-2020年北京市森林生态安全综合评估值（FES）呈波动上升趋势,2013年达到最佳状态为0.527,但到2020年小幅下降到0.519,森林生态系统安全状况改善并不明显。与情景0相比,情景1~4均不同程度地提升了北京市森林生态安全水平,到2020年FES分别达到0.541,0.525,0.559和0.604,且森林资源的数量和质量也均有不同程度地改善。4种调控方案的模拟结果显示,北京市森林生态安全受林业政策实施、森林资源禀赋、社会经济发展和环境治理等因素的综合影响。只有保持森林资源的生产力和持续活力,注重维护森林生态环境的稳定健康,兼顾引导社会经济有序发展（即情景4）,北京市森林生态安全才会显著改善。     

基于陆面模式NCAR/CLM3.5的东北区域生长季地表干湿状况时空分布特征模拟研究

利用东北地区地面102站56 a(1951~2006年)逐日气象观测资料,驱动NCAR陆面模式CLM 3.5,模拟东北地区生长季地表水分盈余量(Surface Water Surplus,SWS),探讨和分析了东北地区生长季1951~2006年地表干湿状况的时空变化规律。结果表明:1971~2000年平均东北地区生长季SWS反映的地表干湿状况具有较大的地域差异,全区SWS为100~800 mm;中、西部为SWS低值区,属半干旱、半湿润区;东、南、北部为相对高值区,属湿润、半湿润区。生长季地表干湿状况存在显著的年际、年代际变化;56 a来,东北地区生长季SWS呈线性减少趋势,即地表变干,SWS空间分布的年代际变化,同样表现为变干趋势,尤其2000~2006年是地表变干最为显著的时期,表明在全球变暖背景下东北地区地表干旱化趋势增强。分析表明地表干湿状况是下垫面与气候变化共同作用的结果,研究地表干湿状况需要综合考虑水分收支项。