气候变化对北方农牧交错带界线变迁影响的定量探测方法研究

气候对北方农牧交错带界线变迁的定量影响是目前生态脆弱敏感区对气候变化响应领域的研究热点问题。前人已在气候变化对农牧交错带界线的定性影响方面有较为深刻的认识,但仍缺乏在时间和空间上对气候贡献率进行有针对性的定量辨识。本文利用1970年以来长时间序列的国家气象站点数据和土地利用遥感解译数据,分别提取了基于气候要素和土地利用的20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪前10年4个时期的北方农牧交错带界线,通过垂直和水平方向变动探测方法（FishNet）和界线变迁方向变动探测方法（DSAS）对气候界线与土地利用界线的时空变化进行探测,定量分析了不同时期气候对农牧交错带界线变迁影响的贡献率。结果表明,气候与土地利用界线空间分布格局及气候贡献率在不同时期、不同区域差异较大,在西北地区变幅最小,东北地区变幅最大。在大兴安岭东南缘农田控制水源涵养生态功能区西北段以及内蒙古高原东南缘农、林、牧业生态—生产功能区西北段,气候与土地利用界线空间耦合关系最为密切,在该地区基于FishNet方法下水平方向上气候贡献率达10.7%~44.4%,垂直方向上达4.7%~55.9%;基于DSAS方法下气候贡献率为1.1%~16.8%。两种方法探测结果大部分趋于一致,但DSAS方法精度高,适用于小范围精确探测;FishNet方法更简单,适用于精度要求不高、快速直观的统计分析。本研究可为北方农牧交错带内农牧业生产适应气候变化、合理开发土地生产潜力、保护农牧交错带区内生态环境提供科学依据和指导。     

北方农牧交错带生态系统服务价值测算及变化

基于1986年和2000年北方农牧交错带生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学方法,测算了北方农牧交错带生态系统服务功能的经济价值及动态变化.结果表明:(1)在生态系统服务价值的构成中,草地、农田和森林的贡献率最大;(2)从单位面积价值看,森林和灌丛服务功能的单位面积价值最高;(3)在水平分布上,生态系统服务价值的区域差异明显,其分布受气候和人类活动影响较大;在垂直分布上,地形因子对生态系统服务价值的影响较大,人类活动影响微弱;(4)1986-2000年间,各个生态系统服务功能的价值及其总价值都在下降,单位面积价值的最大值由东北向西南方向移动到交错带的中部.     

应用遥感数据研究中国植被生态系统与气候的关系

应用1982-1994年NOAA/AVHRR的归一化植被指数（NDVI）资料和587个气象台站的数据对我国不同类型植被生态系统和气候的关系进行研究，首先将我国的植被类型划分为21类，在此基础上分别研究了不同时间尺度下我国不同区域，不同植被类型和气候的关系。结果表明：在多年平均状态下，植被生态系统NDVI水平主要受水分条件的影响；年内变化上，温度对植被生态系统季相变化化起着比降水略大的作用，年降水量造成了植被季相响应的差异，在年际变化上，分别研究了4个季节和整个生长期尺度上的关系，一般情形为温度和降水对植被的年际波动起着大致相反的作用，不同植被类型在不同的生长时期（季节）对气候的变化响应方式也不同，发现在植被的生长期，我国南方和北方的植被生态系统对温度和降水的响应方式相反；同时存在2个植被-气候敏感区，分别为我国北方的典型草原到森林的过渡区和云南中部部分区域。     

西气东输管道沿线河西走廊地区生态系统评价与生态安全保障体系建设

西气东输管道沿线河西走廊地区是典型的荒漠-绿洲-戈壁区．具有干湿交错带、农牧交错带、森林边缘带以及沙漠边缘带等多种环境脆弱带，管道施工造成地表土壤，植被的破坏，加剧荒漠化过程，还会诱发沙尘暴，使地区生态环境进一步恶化，直接影响到管道的安全运行，从区域生态安全和管道安全双重角度提出区域的生态安全保障体系具有重要意义。以西气东输管道沿线河西走廊地区为例，对管道沿线两侧各10km内进行了生态系统制图分析，识别出该区的主要生态系统类型，并对其中主要的3种生态系统进行了评价。在此基础上，针对几种典型生态系统区如裸地生态系统、绿洲生态系统、戈壁半灌木矮半灌木荒漠生态系统地区提出来了生态安全保障体系，具有保障区域生态安全和管道安全运行双重意义。     

基于遥感与GIS的北方农牧交错带生态环境背景状况评价与分析

中国北方农牧交错带受自然条件和人为活动等多种因素的综合影响,生态环境退化问题比较突出,是生态环境退化研究的典型区和理想地带。以此作为研究对象,选择能反映生态环境特点的多种空间数据信息,利用数字网格模型,通过采用空间叠加的分析方法,评估北方农牧交错带的生态环境背景状况,并对其空间格局特征进行研究。结果表明:（1）北方农牧交错带生态环境背景状况从东南向西北逐渐变差;（2）在北方农牧交错带205个旗县中,绝大部分旗县的生态环境背景状况为一般;宁夏盐池县生态环境背景状况最差,河北兴隆县生态环境背景状况最好。     

土地利用空间格局的图形信息表达初步研究

土地利用表现为在自然要素和人类活动的综合作用下的一系列异质性的图形。不同的土地利用空间格局的地学形成机制、生态功能、演化方向和对环境的影响各不相同,其空间图形也千差万别。运用景观生态学原理、地理图形信息理论,以位于中国北方农牧交错带的吉林省前郭县作为研究区,在GIS的支持下,归纳、抽象了各主要土地利用类型斑块形状及其描述参数,探讨了土地利用空间格局和空间分布的表达方法(VCM曲线),实现了土地利用空间格局图形的数量化描述和分析。其结果为从图形信息机理的角度研究土地利用格局的地学形成机制及生态功能、时空演化等方面奠定了基础     

基于RWEQ和WEPS模型的中国北方农牧交错带潜在风蚀模拟

中国北方农牧交错带是一个典型的受气候和人类活动共同影响的敏感区域,存在严重的土壤风蚀和土地退化问题.风蚀模型是目前获得区域风蚀模数的最有效方法之一.利用修正风蚀方程(RWEQ模型)和风蚀预报系统(WEPS模型)对北方农牧交错带2000-2012年潜在风蚀进行评估.结果表明:两个模型模拟得到的多年平均潜在风蚀量不同,但空...     

晋西北地区土地荒漠化现状分析

晋西北地区是我国黄土高原及北方农牧交错带的重要组成部分。本文在进行土地荒漠化类型划分的基础上，对晋西北地区风水动力土地荒漠化现状及其分布规律进行了分析，进而结合两类不同性质荒漠化土地组合特征，对全区荒漠化现状进行了综合评述。土地荒漠化是困扰本区社会经济发展的核心问题。     

基于LUCC的新疆沙尘源空间格局及转化机理分析

我国北方地区春夏季节沙尘天气频发,精准识别沙尘源区对于沙尘天气预报及区域生态环境治理意义重大。以新疆为典型研究区,采用2000、2005年和2010年3期土地利用/土地覆被数据,分析了新疆沙尘源的空间分布格局,并基于土地类型转移矩阵分析了不同类型沙尘源的转化情况。结果显示：新疆沙尘源的正、逆向转化主要跟人类活动相关。（1）沙漠/沙地转化敏感区主要分布于塔克拉玛干沙漠的西北边缘地区;转化为裸土类型沙尘源最主要的土地类型为河流/湖泊和草地,其中河流/湖泊的转化主要受自然条件影响,而草地的转化则是由过度放牧所导致。（2）岳普湖、伽师和巴楚等县区存在过度放牧现象;塔里木盆地北部以及准噶尔盆地内部等绿洲-荒漠交错带及人口聚集区域,存在大面积的垦荒现象。（3）新疆地区绿洲-荒漠交错带面积广阔,但其生态系统脆弱,为潜在的沙尘源区,应科学划定生态保护区,禁止过度放牧和无序垦荒。本文研究结果有望为区域生态环境治理及农牧业发展提供科学依据。     

西藏高原生态功能区划研究

在分析西藏高原生态环境特征,明确生态系统类型的结构与过程及其空间分布特征的基础上,评价不同生态系统类型的生态服务功能及其在区域社会经济发展中的作用和重要性。运用生态系统科学的原理与方法,结合遥感、地理信息系统和综合分析等手段,对西藏高原在生态区、生态亚区和生态功能区3 个级别上进行生态分区,划分为7 个生态区、17 个生态亚区和76 个生态功能区,并用3 级命名法对这些分区进行命名,绘制了西藏高原生态功能分区图,为高原生态保护和区域社会经济发展提供了理论依据。     

中国北方农牧交错区土地荒漠化的环境脆弱性机制分析

在综合分析中国北方农牧交错区自然 、经济和社会环境的基础上,概括出导致该地带土地 荒漠化的生态环境脆弱性机制：①脆弱的自然条件奠定了特殊的地貌格局和脆弱的地表物质基础,受东亚季风影响的气候条件是土地荒漠化的自然驱动力。②人类不合理的经济活动是土地荒漠化的直接推动力。③不利的社会因素加快了土地荒漠化的进程。     

基于结构方程模型的农户生态补偿参与意愿影响因素研究——以宁夏盐池县为例

农户参与意愿是影响生态补偿的重要因素,为了探索农户生态补偿参与意愿的影响因素及其重要程度,寻找提高生态补偿实施绩效的对策措施,以宁夏盐池县为例进行研究。盐池县地处我国北方农牧交错生态脆弱带,承担着区域重要生态系统服务功能,在此背景下选取8个典型乡镇、26个行政村调研,基于279份农户调查数据,构建结构方程模型,分析盐池县农户生态补偿参与意愿的影响因素。结果表明:(1)农户家庭特征正向影响生态补偿参与意愿,它还通过自然资本拥有量、环境感知及政策认知,继而间接影响生态补偿参与意愿。(2)自然资本拥有量对生态补偿参与意愿产生直接显著的负向影响。(3)环境感知直接影响农户生态补偿参与意愿,且影响效应最小。(4)政策认知直接正向影响农户生态补偿参与意愿,且影响效应最大。最后,基于影响盐池县农户生态补偿参与意愿的关键因素,提出了完善生态补偿机制的对策建议。     

中国生态过渡带分布的空间识别及情景模拟

在全球变化及其生态环境效应研究中,如何对生态过渡带的空间分布格局及变化情景进行空间定量识别和模拟分析,对揭示气候变化和人类活动对全球变化的响应及反馈具有指示性意义.在对HLZ模型进行修正和拓展的基础上,建立了生态过渡带类型的空间识别方法.并基于1981-2010年的全国782个气候观测站点数据,在实现全国生态过渡带类型...     

Impact of Holocene environmental change on temporal-spatial distribution of Neolithic sites in Huaihe River Basin, Anhui Province

The Huaihe River basin of Anhui is not only a transitional zone of physical geography, but also a convergent area of many cultures in China. It is one of the sensitive ecotones to global changes and the birthplace of Chinese civilization. Using the field archaeological data and the sporo-pollens and the age data of the drilling cores, we analysed Neolithic cultural development and environmental evolution in the Huaihe River basin of Anhui. According to the combination of some research results in archaeology with environmental evolution research, this paper discusses the relationship between culture and environment in the Huaihe River basin of Anhui. The Neolithic cultural development was strongly impacted by the environmental change. The primitive culture (Shishanzi) was developed in the beginning of the Holocene Megathermal Period with distinct regional feature of the culture. From 6.5 kaBP to 5.5 kaBP, the climate changed warmer and wetter. The frequent occurrence of flood and waterlog due to such a climate regime and high sea level caused the earth’s surface environment deteriorated in the Huaihe River basin of Anhui and the interruption of the Neolithic cultural development, hence a lack of archaeological sites. From 5.5 kaBP to 4.0 kaBP, the climate changed from wet to dry, the natural environment was propitious to human survival. Dawenkou Culture and Longshan Culture flourished in this period. The Neolithic cultural development, the number of the sites and their distribution characteristics of the sites in the study area differed apparently from those in Central China and Shandong Province.     

太白山高山林线植被的数量分析

通过对太白山南坡高山林线（ａｌｐｉｎｅｔｉｍｂｅｒｌｉｎｅ）及其附近的草本植物群落的聚类,排序,物种多样性以及生态种组等研究分析表明：１．太白山高山植物群落的物种多样性随着海拔高度的升高而增加;２群落交错带（ｅｃｏｔｏｎｅ）的物种多样性要比相邻群落内部高;３．在太白山高山带,随着海拔升高,种一面积相关值呈波动增加,但在群落交错带比相邻群落的内部小。     

Sigmoid wave transitions at alpine treeline

Ecotones that are controlled by a single environmental gradient or a set of correlated environmental factors are hypothesized to show a sigmoid wave form in percentage cover as the ecotone is crossed. This study investigates the sigmoid wave hypothesis at the alpine treeline in Glacier National Park, Montana, USA. We find that approximately half of the sampled locations exhibit a sigmoid wave form in percentage cover across the ecotone. These results indicate that in some cases treeline is controlled by a single environmental gradient or a set of correlated environmental factors. However, in other cases, additional factors that are not correlated with the primary controlling gradient act to change the form of the transition. We investigated surficial geology as a possible controlling factor that would not be correlated with the primary climatic gradients found along transects across the alpine treeline. In at least some of the cases, surficial geology type was shown to be significantly associated with differences between sigmoidal and non‐sigmoidal transitions. These results support previous evidence for sigmoid wave transitions at the boreal forest—tundra ecotone, but also show that the alpine treeline case is more complex. We argue that in cases where ecotones are used as sites for monitoring the effects of climate change on vegetation, care should be taken to utilize only sites that exhibit a sigmoidal transition so as to minimize the effects of non‐climate‐related controlling factors on the interpretations.     

安徽淮河流域全新世环境演变对新石器遗址时空分布的影响

Importance has been attached to the research of the impact of Holocene environmental change on the origins of human civilization and human survival at home and abroad by the academic circles (Bevan and Rooseveit, 2003; Binford, 1997; Xia et al., 2003; Zhu…     

塔里木盆地南缘2000-2013年人工绿洲扩张特点

利用2000、2005、2011、2013年4期MODIS13Q1、Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,基于RS、GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,探讨塔里木盆地南缘人工绿洲扩张特点。结果表明:塔里木盆地南缘人工绿洲在2000-2013年不断扩张,各时段扩增来源中,天然绿洲比重不断减小,绿洲-沙漠过渡带比重逐步上升,荒漠比重快速增加。各流域人工绿洲扩张的阶段性与区域性差异明显,且扩增来源结构由于扩张的相对区位不同而异。人口增长、政策引导使人工绿洲不断扩张,并具有阶段性与区域差异性特点。人工绿洲扩张过程中,天然绿洲和绿洲-沙漠过渡带有明显退化现象,使其生态屏障功能下降,威胁到绿洲安全和经济社会的可持续发展。     

Aquatic Biota and the Detection of Climate Change: Are there Consistent Aquatic Ecotones?

In this study, we analyse the cumulative rate of compositional change along an altitudinal gradient in the Swiss Alps for three different groups of aquatic organisms – Cladocera, chironomids, and diatoms. In particular, we are interested in the magnitude of unusually large changes in species composition that allows the detection of critical ecotones for each of these three organism groups. The estimated rate-of-change is the distance in ordination space using principal coordinate analysis based on chord distance and chi-square distance. These analyses highlight the cumulative rate-of-change and the cumulative relative rate-of-change, as the chi-square distance is relative to the total species composition. We found that the major changes in taxonomic composition for the three organism groups and therefore also the major ecotones are just below the modern tree-line (1900–2000 m a.s.l.), which may indirectly be an effect of the tree-line. For diatoms and Cladocera (only chi-square distance) there is also an ecotone at 2055 m a.s.l., which may be a direct or indirect response to climate. Further, the ecotone region below the modern tree-line is much wider for chironomids, with an extension downwards due to a shift in relative abundance patterns. For diatoms there is a stronger rate-of-change above 1650 m a.s.l. when chi-square distance is used. Coupled with the even distribution of diatom richness, this suggests that at higher altitudes the change is more strongly associated with a few species becoming dominant compared to lower elevations. Hence, there are considerable differences among the three organism groups, suggesting that different environmental factors may influence the rates of compositional change within and among groups. This supports the general usefulness of multi-proxy studies, namely the study of several independent groups of organisms to reconstruct past environmental conditions but also points to the importance of careful site selection in such studies.