基于InVEST模型的晋北土地利用变化与碳储量研究

区域土地利用变化和碳储量的空间分布特征研究可为区域生态系统碳库管理和减排增汇政策制定提供重要科学依据。采用GIS和遥感技术分析了晋北地区1990年、2000年、2013年和2019年的土地利用变化特征,在此基础上,运用InVEST模型计算出晋北地区1990—2019年间生态系统碳储量和碳密度。结果表明,各土地利用类型之间的转换主要发生在2000—2013年间,转出面积最多的为耕地,转入面积最多的为建设用地和林地。这与该时段退耕还林政策的实施和粗放型经济快速增长有关。研究区1990年、2000年、2013年和2019年生态系统碳储量分别为53.50×107 t、53.53×107 t、54.25×107 t和54.00×107 t,碳平均密度分别为147.89 t/hm2、147.97 t/hm2、149.95 t/hm2和149.27 t/hm2。在总体碳储量中,土壤碳储量占比最大,超过80%,而林地对研究区生态系统碳储量的贡献值最大（约55%）。晋北地区应继续坚持退耕还林、水土保持等措施,以期能够用高效固碳来代偿建设用地扩张导致的碳损失。     

近30年西北内陆荒漠资源大区土地利用驱动下生态系统碳储量时空变化

依据1990—2020年遥感影像、高程模型、植被、气象等数据,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析,获取西北内陆荒漠资源大区的自然资源综合区划。根据西北内陆荒漠资源大区气候因子对全国水平下不同土地类型的碳密度进行修正,获取西部干旱区碳密度数据,利用InVEST模型,分析1990—2020年土地利用变化对碳储量的影响。结果表明：(1)近30 a来该研究区以草地退化为主,耕地和荒漠是草地主要转出的类型,其中2010—2020年土地利用类型变化显著;(2)研究区碳储量呈现西多东少的空间分布,其中西部阿尔泰山与塔城盆地温带草原亚区和伊犁盆地温带草原亚区由于草地面积较丰富而碳储量较高;(3)1990—2020年西北内陆荒漠资源大区的碳储量总体呈波动下降趋势,土地利用类型的转化引起碳储量净减少1.86×108 t,其中2000年和2020年研究区大量草地转化为荒漠,使土壤碳储量明显下降,固碳潜力有所下降。本次对西北内陆荒漠资源大区土地利用对生态系统碳储量时空变化的评估,有助于判断生态系统功能的转化趋势,为生态系统调控和促进该地区低碳可持续发展提供参考。     

近30年西北内陆荒漠资源大区土地利用驱动下生态系统碳储量时空变化

依据1990—2020年遥感影像、高程模型、植被、气象等数据,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析,获取西北内陆荒漠资源大区的自然资源综合区划。根据西北内陆荒漠资源大区气候因子对全国水平下不同土地类型的碳密度进行修正,获取西部干旱区碳密度数据,利用InVEST模型,分析1990—2020年土地利用变化对碳储量的影响。结果表明：①近30 a来该研究区以草地退化为主,耕地和荒漠是草地主要转出的类型,其中2010—2020年土地利用类型变化显著;②研究区碳储量呈现西多东少的空间分布,其中西部阿尔泰山与塔城盆地温带草原亚区和伊犁盆地温带草原亚区由于草地面积较丰富而碳储量较高;③1990—2020年西北内陆荒漠资源大区的碳储量总体呈波动下降趋势,土地利用类型的转化引起碳储量净减少1.86×108 t,其中2000年和2020年研究区大量草地转化为荒漠,使土壤碳储量明显下降,固碳潜力有所下降。本次对西北内陆荒漠资源大区土地利用对生态系统碳储量时空变化的评估,有助于判断生态系统功能的转化趋势,为生态系统调控和促进该地区低碳可持续发展提供参考。     

吉林中西部地区土壤有机碳储量及其时空变化特征

利用多目标区域地球化学调查的实测数据,估算了吉林中西部地区表层土壤的有机碳密度和储量.结果表明,在不同深度的分布层次上,表层(0～0.2m)土壤对有机碳的积累较弱,SOC储量占到全层(0～1.8m)储量的23.8%,中上层(0～1.Om)储量则占到全层储量的95.7%.从上壤类型看,表层SOC密度较高的有暗棕壤(636...     

山东省土壤有机碳库及其时空变化特征

土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在全球碳循环变化中意义重大。利用山东省多目标区域地球化学调查(2003年)获得的双层网格化大密度、高精度土壤有机碳(SOC)含量数据,估算了全省0～20 cm、0～100 cm及0～160 cm的土壤碳密度和储量,并对SOC密度和储量的时空变化规律及土壤固碳潜力进行研究。结果表明：(1)山东省0～20 cm、0～100 cm和0～160 cm土层SOC密度分别为222 kg/m2、764 kg/m2、1009 kg/m2,各土层SOC密度均明显低于全国平均水平(319 kg/m2、1164 kg/m2和1534 kg/m2);(2)0～20 cm表层SOC密度分布总体呈现为沿海地区低,鲁西北平原、鲁东丘陵中等,鲁中南山区偏高的分布格局;(3)与18年前第二次土壤普查(1985年)数据对比,表层SOC密度从143 kg/m2升高到222 kg/m2,全省陆域(1570万km2)0～20 cm表层SOC储量则由22641 Mt增加至35065 Mt,净增了12424 Mt,SOC密度以0044 kg/(m2·a)的平均速率在土壤中积累,整体表现为“碳汇”效应;据估算,尚有50523 Mt的固碳潜力。     

雷州半岛土壤碳储量及其有机碳时空变化规律

区域土壤有机碳调查在全球土壤碳循环的研究中具有重要作用.通过开展土地质量地球化学调查,获得了雷州半岛土壤全碳和有机碳数据.土壤碳储量计算结果显示雷州半岛土壤有机碳总体分布特征如下:表层(0~0.2 m)土壤有机碳储量为4.41×107 t,碳密度为3.39 kg/m2;中层(0~1.0 m)土壤有机碳储量为1.57×108 t,碳密度为12.08 kg/m2;深层(0~1.8 m)土壤有机碳储量为2.31×108 t,碳密度为17.74 kg/m2.雷州半岛土壤碳密度略高于全国平均水平,与第二次土壤普查比较,33年间雷州半岛表层土壤有机碳密度和有机碳储量有所增加,增加幅度为26.81%,其增加趋势及强度在空间上具有较大差异,其中农用地和林地这两种利用类型土壤有机碳的改变是影响区域土壤有机碳储量的主要因素.     

吉林省通榆县土壤有机碳储量及时空分布研究

利用土地利用类型法,在解译通榆县1989年、2000年和2004年TM遥感影像获得土地利用数据的基础上,结合第二次土壤普查数据与1998年、2006年和2007年的实地采样测试数据,估算了3个年份土壤有机碳储量,并分析了其时空分布.人类活动导致了耕地、草地的退化以及盐碱地、沙地面积的增加,成为土壤有机碳储量变化的主要驱动因素.研究结果表明,3个年份 0～100cm的土壤有机碳储量分别为 4931.91±86.90×104t,4708.51±86.86×104t和 4874.33±88.73×104t,15年间减少了约57.58×104t; 0～20cm的有机碳储量分别为 1390.36±9.16×104t,1342.32±12.54×104t和 1378.97±13.26×104,约减少了11.39×104t.研究区土壤有机碳储量在1989年到2000年间显著减少,在2000年到2004年间有所增加.有机碳密度较高的区域集中在西北部的湿地附近,较低的地区分布在中西部.有机碳密度较高区域的面积呈整体减少趋势,有机碳密度较低区域的面积则呈增加趋势.     

桂林典型岩溶峰丛洼地碳储量功能研究

为了揭示不同发展模式下土地利用变化对碳储量的影响,以桂林市阳朔县兴坪镇西塘村的岩溶峰丛洼地为对象,采用InVEST模型对岩溶峰丛洼地的碳储量进行评估,并模拟2种情境（生态保护模式、经济发展模式）下植被类型对碳储量的影响。结果表明：研究区碳储量总量是16 641.68 t,碳密度是221.30 t·hm⁻²,经济总价值是1 997.00 万元,单位面积价值是26.56 万元·hm⁻²;人工林、自然林、经济林生态系统碳储量分别是339.38 t·hm⁻²、261.79 t·hm⁻²、150.34 t·hm⁻²,经济价值分别是40.72 万元·hm⁻²、31.42万元·hm⁻²、18.04万元·hm⁻²,且土壤碳储量是生态系统中最大碳库;自然林和经济林中土壤是最大的碳汇,而人工林中土壤和地上植被的碳汇较大;生态保护模式下研究区碳储量经济价值是2 252.14 万元,相比于现状增加了254.89 万元;经济发展模式下研究区碳储量经济价值是1 595.30 万元,相比于现状损失了401.95 万元。该研究成果为桂林漓江风景名胜区核心景区和桂林喀斯特世界自然遗产地确定未来发展模式和石漠化治理提供参考。     

珠江三角洲经济区土壤碳储量及有机碳时空变化规律研究

土壤碳库是陆地碳库生态系统的主体,在全球碳平衡中具有重要的作用。通过开展珠江三角洲经济区多目标区域地球化学调查,获得了土壤全碳及有机碳数据,采用"单位土壤碳量"方法计算土壤碳储量,显示珠江三角洲经济区土壤有机碳总体分布:表层(0～0.2 m)土壤有机碳为9.71×107 t,碳密度为2271.34 t/km2;中层(0～1.0 m)土壤有机碳为3.71×108 t,碳密度为8666.05 t/km2;深层(0～1.8m)土壤有机碳为5.87×108 t,碳密度为13722.73 t/km2。对比其他地区,珠江三角洲土壤碳密度处于较低水平。分析了土壤、土地利用、地貌类型与成土母质对区域土壤碳库的影响程度,不同土壤单元有机碳储量分布特征。与第二次土壤普查比较,20年期间珠江三角洲表层土壤有机碳总体减少0.22×108 t,损失幅度达19.20%,仅惠州等地区有所增加。不同生态系统土壤有机碳减少程度不同。     

基于InVEST模型的张承地区水源涵养功能时空变化特征

水源涵养作为重要的生态系统服务功能之一,对张家口和承德地区的生态系统及用水安全有着重要的意义。为了改进以往研究中对地形及土壤渗透性等考虑不足、对数据空间异质性分析不充分等问题,文章基于生态系统服务和权衡的综合评估模型（integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InVEST）,使用多种高精度的遥感、再分析数据等产品,对2001—2020年张承地区的水源涵养功能进行定量化评价及驱动因素分析。研究发现,2001—2020年张承地区水源涵养功能空间分布上呈现坝下高坝上低的特点,各年水源涵养功能的空间分布存在差异性的同时也具有一定的相似性。时间变化上,20年间水源涵养深度以−0.08 mm/a的平均速率呈下降波动趋势。结合Sen+Mann-Kendall分析发现区内水源涵养功能变化趋势以“基本不变”、“轻微增长”、“轻微降低”三者为主,总占比近98%。区内降水量对水源涵养功能具有很强的显著正相关关系,气温对水源涵养功能在部分地区具有显著负相关关系,植被与水源涵养功能的关系相对复杂。张承地区2020年林地的水源涵养功能最强,水源涵养深度达28.64 mm,总量而言,草地水源涵养功能的贡献最大,水源涵养量达1.12×109 m3。20年间变化中,耕地水源涵养量的降低最为明显,变化速率达−6.49×106 m3/a。上述结果说明张承地区20年间水源涵养功能的时空特征主要受到降水量与植被型土地利用的控制。研究为张承地区生态建设及水资源管理提供重要的决策依据。     

The Coastal Zone Loess of the Liaodong Peninsula, Liaoning Province

This Paper discusses the origin of the Coastal Zone Loess on the Liaodong Peninsula, Liaoning Province.The loess is composed mainly of proximal materials transported by low-altitude air flow and less commonly ofinland distal materials carried by high-altitude air flow. The main provenance is the Liaodong Bay. When thesea level declined during glacial period, the bottoms of the Liaodong Bay and Bohai Sea emerged, wheredesertization occurred. As a result, submarine sediments were transported by strong northwesterly winds to theeastern coastal zone of the peninsula and deposited there. These materials mixed with the windblown dust car-ried by atmospheric circulation from the interior of the continent, forming the loess.     

一种面向LUCC的时空数据存储管理模型

为满足土地利用和地表覆盖变化(land-use and land-cover change,LUCC)动态监测中时空数据统计分析、时空过程模拟、时空演变分析预测、时空数据挖掘的应用需求,需将LUCC数据存储管理方式由单一空间数据推进至时空数据存储管理。本文提出一种基于快照和面向对象的混合时空数据模型,支持矢量和栅格时空数据存储管理、LUCC时空过程模拟、LUCC时空过程建模参数提取和成果数据管理与发布。基于该模型研发了LUCC时空信息系统原型,以LUCC时空信息统计、地表覆盖斑块时空过程模拟、地表覆盖时空转移矩阵计算为例,验证了模型的可行性。     

山东省沿海岸带矿产资源分布特征

山东省沿海岸带矿产资源分布广泛,资源储量丰富。由于地壳演化历程的差异,决定其岩石建造和含矿建造的差异,从而导致了各大地构造单元内分布着各具特色的矿产;各个地质历史时期中形成的岩系都分布着一定的矿产。山东省沿海岸带属环太平洋Ⅰ级成矿带,分属于济阳（华北）成矿区、胶北（辽宁胶东半岛）成矿区和胶南威海成矿区3个Ⅱ级成矿区。由于山东省区域成矿作用的发生、发展和矿床的形成都受区域地质的发展演化控制,矿产在时间上的分布具有不均一性和规律性。     

中国海岸带环境地质图简介

中国海岸带环境地质图(1∶400万)在全面分析、系统总结我国海岸带环境地质调查研究成果基础上,综合反映了我国海岸带区域性地质环境基本特征、主要环境地质问题与地质灾害、近岸海域水文条件以及人类工程-经济活动强度.本文详细阐述了中国海岸带环境地质图编制的范围、主要内容及主要区域地质环境特征.     

考虑温度变化的地下水运动方程及其在储能模型中的应用

从建立一般条件下的多孔介质液相动量守恒方程出发,较严密地堆导了考虑温度变化的地下水运动方程,并在此基础上了一个新的含水层储能模型,该模型用于上海第二承压含水层群井储能试验,取得了令人满意的结果,从而证明了高温差条件下对地下水运动方程进行修正是必要的,具有重要的理论和现实意义。     

福建省沿海经济带多目标地球化学调查成果及应用前景

福建省沿海经济带多目标地球化学调查为全国多目标生态农业地球化学调查计划的一部分，将区域地球化学调查引入新的领域。介绍了该项目的土壤地球化学参数、异常分布特征及初步评价结果，对今后在农业、环境评价、矿产勘查等方面的应用前景进行了探讨。     

广西海岸带近百年来人类活动影响下环境演变的沉积记录

基于2007年在广西海岸带采集的6根短柱状样（64~97 cm）,在210Pb 年代框架构建的基础上对沉积物中的生源要素（C、N、P）、常量元素以及重金属（Hg、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和As）等指标进行了综合分析,并依此重建了广西海岸带近百年来人类活动影响下沉积环境的演变历程。研究发现,近二十年来重金属和总磷的表层富集和埋藏通量有明显的上升趋势,但整体污染程度依然较轻;总氮的年埋藏通量虽保持相对稳定,但总体高于引起最低级别生态风险效应的下限;而有机质年埋藏通量的逐年减少应与潮间带红树林生态系统的衰退有关。据此可将近百年来广西海岸带的环境演变大致分为两个阶段:即20世纪80年代初以前、80年代初至现在,分别经历了未污染期和轻度污染期。     

山东半岛蓝色经济区土壤有机碳储量及固碳潜力分析

土壤碳储量研究在碳循环和全球变化中具有重要意义,但以往碳储量计算结果受到数据来源的制约。山东省多目标区域地球化学调查采用双层网格化采样和分析,获取了大密度、高精度土壤有机碳数据,为土壤碳库的准确计算奠定了基础。笔者利用这些数据计算了山东半岛蓝色经济区表层（0～20 cm）、中上层（0～100 cm）及全层（0～160 cm）的土壤有机碳（SOC）密度和储量,并对其空间分布特征及固碳潜力进行了研究。结果显示,经济区内3种土壤层次的碳库组成不同,表层SOC储量占总碳（TC）储量的71.67%,随深度增加所占比例逐渐减小,而无机碳(SIC)储量所占比例逐渐增加,全层二者所占比率较为接近:表层SOC储量为132.64 Mt,碳密度为2.06 kg/m²;中上层为458.27 Mt,碳密度为7.11 kg/m²;全层为619.96 Mt,碳密度为9.61 kg/m²。各层SOC密度处于全国偏低水平,且在不同土壤类型、地貌类型、土地利用类型之间有一定差异:褐土土表层SOC密度最高（2.48 kg/m²）,风沙土最低（0.91 kg/m²）;灌溉水田表层SOC密度最高（3.45 kg/m²）,菜地最低（1.61 kg/m²）。表层SOC密度分布总体上呈现为沿海地区低、鲁北平原和胶莱盆地中等、山地丘陵和中低山区偏高的分布格局。从第二次土壤普查和本次多目标调查数据所建立的回归方程分析发现,在今后一定时期内,本区表层土壤总体表现为“碳汇”效应,未来可净增总有机碳（TOC）量60.94 Mt,其中“碳源”量5.07 Mt,“碳汇”量65.97 Mt。