升金湖和菜子湖越冬白头鹤栖息地适宜性分析

白头鹤(Grus monacha)是国家一级重点保护鸟类,其在国内的主要越冬地为安徽省升金湖和菜子湖,评估白头鹤越冬栖息地的质量对于其种群保护具有重要意义。通过实地调查,获得了越冬白头鹤的分布和数量数据;运用遥感和地理信息系统技术,利用2018年11月至2019年3月的遥感影像,提取出越冬白头鹤在升金湖和菜子湖的空间分布信息;选取影响越冬白头鹤空间分布的栖息地因子,采用熵权法,确定影响因子的权重;采用模糊赋值求积法,构建栖息地适宜性指数(habitat suitability index,HSI)模型,评价白头鹤越冬栖息地的适宜性。研究结果表明,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量为445只,越冬中期白头鹤的平均个体数量多于越冬前期和后期,2019年2月,在升金湖和菜子湖越冬的白头鹤个体数量分别为(271±17)只和(174±20)只,3月,其个体数量分别为(185±14)只和(96±11)只;在升金湖,越冬白头鹤主要分布在杨峨头的草滩、新胜圩的稻田和联合的泥滩中;在菜子湖,其主要分布在梅花大圩的稻田中。越冬白头鹤栖息地具有归一化植被指数居中、距离水源较近、尽可能远离道路和居民区等干扰较多的区域等特征。升金湖作为越冬白头鹤栖息地的适宜性优于菜子湖,升金湖和菜子湖越冬白头鹤的最适宜栖息地面积分别为209.76 hm2(占0.63%)和68.36 hm2(占0.28%)。由于大量沉水植物消失,造成越冬白头鹤食物资源减少。建议对苦草(Vallisneria natans)等沉水植物进行恢复,以扩大越冬白头鹤的适宜栖息地面积。     

珠峰农牧社区山地景观下的雪豹栖息地利用特征（英文）

雪豹(Panthera uncia)是青藏高原南缘喜马拉雅山地的顶级捕食者,其中段的珠峰国家级自然保护区是雪豹的重要栖息地之一。随着保护区内外几十年来快速的经济发展和人口增长,雪豹面临许多人为干扰和栖息环境改变所带来的压力。为了更好地了解该区域雪豹的栖息地利用情况,以及人类活动对雪豹栖息地利用的影响,我们采用景观生态学动态视角,基于多尺度和占域模型开展了本研究。首先,我们在面积 825 km²的样地系统布设 118 台红外相机开展野外调查。进而依据雪豹生态学特性和当地环境特征,选取若干自然环境与人为干扰因子,并利用各因子间的组合构建栖息地利用模型,基于红外相机数据,分别对雪豹栖息地利用进行了冬夏两个不同季节(共计 180 天)的比较研究。结果表明,冬夏两季的最佳模型分别是栖息地(HABITAT)模型和人为影响(ANTHROPOGENIC INFLUENCE)模型(AICc_w≤2)。就模型总体表现而言,冬季优于夏季,表明夏季雪豹栖息地利用存在有未被探测到的变量的可能性;单变量模型表明雪豹在冬季倾向于利用较高崎岖度和更大尺度的栖息地(多尺度焦点...     

基于最大熵模型的鸳鸯潜在越冬分布区预测

为了明确鸳鸯(Aix galericulata)越冬的主要分布区域和河流,研究气候因素等对鸳鸯越冬分布区的影响,收集了鸳鸯越冬分布的95条地理数据,经筛选后,选择74条用于建立模型;利用最大熵模型,预测越冬鸳鸯的潜在分布区;采用刀切法,评价各种环境变量对模型的重要性;采用受试者工作特征曲线与横坐标围成的面积值(AUC值),对预测结果进行准确度检验。研究结果表明,10次重复建立模型的AUC平均值为0.971,即所建立的最大熵模型的预测结果优秀;鸳鸯越冬的高适宜区面积为6.83×10⁴km²,中适宜区的面积为33.41×10⁴km²,低适宜区的面积为67.34×10⁴km²;鸳鸯越冬的高适宜河流的总长度为32 727.27 km,鸳鸯越冬的高适宜区和河流都主要分布在湖南省、江西省、浙江省、湖北省和安徽省;最干月的降水量、与水源的距离和最冷月的最低气温是影响鸳鸯越冬区分布的主要因素;鸳鸯对水环境和隐蔽度(安全)有较高的要求。根据鸳鸯越冬区分散分布的特点,建议采取...     

中国飞蝗(Locusta migratoria)灾害地理分布模拟及其生物气候因子分析

飞蝗Locusta migratoria (Linnaeus)系斑翅蝗科Oedipodidae飞蝗属Locusta Linnaeus洲际性农业重大害虫,在我国主要包括东亚飞蝗L.migratoria manilensis (Meyen)、亚洲飞蝗[WTBX]L.migratoria[WTBZ] (Linnaeus)和西藏飞蝗L.migratoria tibetensis Chen。掌控飞蝗灾害的地理空间分布并预测起潜在的适宜分布区,对于我国飞蝗灾害的综合防控具有重要意义。结合三种中国飞蝗灾害记录地理信息和生物环境环境因子参数,应用最大熵模型(MaxEnt) 和地理信息技术(GIS) ,在3 km×3 km尺度上对三种飞蝗灾害在中国的地理分布空间格局梯度、灾害风险概率和风险等级进行了模拟预测与分析,并对影响分布的关键生物气候环境因子进行了分析。结果显示,蝗灾害风险区的地理分布模拟结果与历史记录完全符合,ROC检验表明MaxEnt 模型预测可靠性极高。三种飞蝗东亚飞蝗、亚洲飞蝗和西藏飞蝗在中国的灾害风险区总面积依次分别为315.87×10⁴ km²、395.80×10⁴ km²和125.00×10⁴ km²,分别占国土面积的33.43%、41.96% 和13.25%。东亚飞蝗和亚洲飞蝗的灾害风险区存在75.8×10⁴ km²的空间重叠,主要分布于我国农牧交错区及以南区域。三种飞蝗灾害风险区的地理梯度与分布格局与中国三大自然地理区高度吻合,其地理分布格局表现出显著的经度和纬度空间梯度异质性。刀切法检测（Jackknife test）表明,三种飞蝗灾害的主导生物—气候影响因子的不同导致了其地理分布格局的显著差异,表明蝗灾爆发概率同时受到各自不同飞蝗物种对气候环境的适应性与地理空间隔离作用的共同制约。研究结果可为我国飞蝗灾害的跨界联合全程防控、区域联网监测联控和综合治理提供参考依据。     

东非国家小城镇形成与发展的潜力——基于最大熵模型分析

21世纪以来,小城镇已成为东非快速城市化的重点区域。论文对坦桑尼亚、乌干达2个东非典型国家的城市进行了等级划分与数量统计,确定以10万人以下的城镇、小城市为研究对象。选取7个自然环境变量与6个社会经济变量,结合城市数据,构建最大熵模型。利用模型得到的平均生境适宜性指数(HSI)判别小城镇形成适宜度、划分潜力区,并与人口密度进行对比分析。研究发现：(1)距区域性主要交通干线距离、距全国性主要交通干线距离、归一化植被指数(NDVI)与距大城市距离对两国城镇、小城市的贡献率均较高;不同国家不同规模城市有其特有的高贡献率变量。(2)随城市规模增大,交通干线贡献率下降,自然环境变量贡献率上升。(3)坦桑尼亚北部HSI值整体高于南部,HSI高值区城镇呈团块状,小城市呈条带状。乌干达全境HSI较低,HSI高值区城镇以坎帕拉为起点呈放射网状,小城市为碎片状。两国HSI高值区基本位于路网、河流湖泊附近。(4)坦桑尼亚人口密度普遍小于乌干达,潜力区总面积则大于乌干达。潜力区与人口密度关系主要分为3种：比周边人口密度大,为历史悠久、经济实力强、靠近大中城市地区;与周边人口密度相近,为快速发展中的地区;比周边...     

阿尔金山国家级自然保护区基于GIS-生态位模型的野牦牛栖息地辨识研究

阿尔金山国家级自然保护区是青藏高原的特有种—野牦牛的三大保护区之一,客观地划分保护区内不同适宜度的栖息地及其功能分区,是保护野牦牛种群数量持续发展的有效途径。以生态位理论为指导,综合应用GIS技术和层次分析法,构建基于GIS的生态位模型,厘定野牦牛的适宜栖息地并划定相应的功能分区。结果表明:面积最大的高适宜性栖息地位于卡尔墩检查站周围区域,保护区北部沿阿尔金山存在着一条高适宜性廊道,面积较小的高适宜性栖息地零星分布在保护区西南部;高适宜性栖息地与中适宜性栖息地的面积总和为1.81×104km2,占保护区总面积的38.8%。在保护区功能区划上,应将所有的高适宜性栖息作为核心区;应将中适宜性栖息地及以高适宜性栖息地为中心周围5 km的缓冲地带作为缓冲区;保护区内的其他区域应作为实验区。     

基于Cubist模型的天山北坡草地鼠群密度时空分布特征

鼠害是影响草原生态健康的重要因素,了解小型啮齿动物种群密度时空分布特征,对精准的鼠害综合防治具有重要意义。以往对小型啮齿动物时空分布的研究多局限于静态的站点分布或小范围的种群密度时间变化分析,缺乏对较大时空尺度小型啮齿动物种群密度变化的分析。从已发表的文献中收集了天山北坡草地1982—2015年小尺度的有效洞口密度实地调查信息,同时结合环境因子数据,再根据海拔将研究区划分为≤900 m和>900 m 2类,运用Cubist模型和随机森林模型,分析有效洞口密度时空分布。结果表明：（1） 1982—2015年天山北坡海拔≤900 m地区的有效洞口密度总体呈增加趋势,而海拔>900 m的地区总体呈减少趋势。基于Cubist模型构建有效洞口密度与环境因子的模型拟合精度明显优于随机森林模型。（2） 植被状况、气象因子和放牧强度是天山北坡有效洞口密度时空分布主要的环境驱动因素。在天山北坡内海拔≤900 m和>900 m的地区中,有效洞口密度的驱动机制存在着显著差异。（3） 在海拔≤900 m地区,影响有效洞口密度时空分布主要是叶面积指数,而对于海拔>900 m地区为归一化植被指数。这可能是受到大沙鼠（Rhombomys opimus）和黄兔尾鼠（Eolagurus luteus）消耗不同类型植被的影响。     

基于生态位适宜度的西北干旱荒漠区东部露天煤矿排土场复垦适宜性评价(英文)

土地复垦适宜性评价是确定矿区受损土地再利用的重要前提,为充分利用矿区土地资源、修复受损土地,本研究以西北干旱荒漠区东部4个排土场为研究对象,以排土场平台和边坡为评价单元,以生态用地为复垦利用方向,从地形、土壤条件、区位条件、灌排设施、环境风险5个方面选取影响排土场再利用的指标,构建基于生态位适宜度的土地复垦适宜性评价指标体系,引入障碍度进行排土场障碍因子诊断。结果表明：（1）研究区各单元生态位适宜度指数在0.339-0.751之间,复垦为生态用地的适宜性等级整体偏低。同一排土场平台的适宜度指数（0.511-0.751）普遍比边坡（0.339-0.628）高。（2）各因子对不同单元的障碍度反应不尽相同。影响边坡的主要障碍因子为坡度、砾石含量和排水条件;影响平台的主要障碍因子为土壤条件、排水条件,土壤条件中主要以砾石含量和土壤容重为限制因素。上述方法能够有效用于矿区土地复垦适宜性评价,研究结果可为西北干旱荒漠区露天煤矿排土场复垦和生态重建提供科学决策依据。     

中国假木贼属(Anabasis)的地理分布及潜在分布区预测

基于最大熵模型（MaxEnt）和地理信息系统,结合中国假木贼属（Anabasis）7个种的地理分布记录及19个环境因子,预测这7个种的潜在分布区及该属的分布中心,并分析其主导环境因子。采用受试者工作特征曲线下面积作为模型预测准确度的衡量指标,刀切法用于评估各环境因子在决定潜在分布区时的贡献量。结果显示：（1）白垩假木贼（A.cretacea）、高枝假木贼（A.elatior）、毛足假木贼（A.eriopoda）、无叶假木贼（A.aphylla）、盐生假木贼（A.salsa）和展枝假木贼（A.truncata）的潜在适生区集中在新疆北部、天山南麓及塔里木盆地西侧,短叶假木贼（A.brevifolia）的潜在适生区在新疆、甘肃、宁夏和内蒙古的部分地区。（2）中国假木贼属的分布中心在新疆准噶尔盆地、天山南麓、塔里木盆地西侧及甘肃西北部的河西走廊。（3）在19个环境因子中,对中国假木贼属这7个种分布区预测贡献量较大的生态因子是年平均气温、最湿月降水量、最干季度平均温度、平均降水量、最冷季度降水量、年均温变化范围和最湿季度降水量。     

基于GIS的中国可持续人居功能分区评价(英文)

在中国1km×1km栅格尺度人居环境自然适宜性分类评价和分县尺度人口空间集聚程度分级评价的基础上,结合中国分县资源环境承载力和区域经济发展水平和发展潜力,确立了中国可持续的人居功能分区评价模型,提出了中国可持续发展的人居功能分区方案。研究表明:中国可持续的人居功能分区空间分布呈现东南半壁优于西北半壁的格局;人居功能强可持续地区面积约139.75×104km2,占国土面积的14.66%,相应人口4.3亿,接近总人口的1/3,主要分布在东南沿海、长江中下游地区、四川盆地、黄淮海平原以及东北平原的部分地区;人居功能较强可持续地区面积约193.61×104km2,占国土面积的1/5,相应人口3.2亿,接近总人口的1/4,主要分布在三江平原、辽河平原、山东半岛等地;可持续地区面积210.19×104km2,约占国土面积的22%,相应人口3.7亿,占总人口的28.24%,主要分布在呼伦贝尔高原、黄土高原和云贵高原等地,零星见于藏东南谷地和柴达木盆地等地区;较弱可持续地区,面积约145.85×104km2,占国土面积的15.30%,人口1.4亿,约占总人口的11%,零散分布于黄土高原、川滇高原和云贵高原的部分地区;弱可持续地区面积约263.86×104km2,约占国土面积的27.68%,相应人口0.4亿,接近总人口的3%,主要分布在青藏高原、西北荒漠以及川滇高原北部地区。     

基于DEA模型的中国城市资源环境效率评价(英文)

本研究以全国地级以上城市为实证数据,试图刻画我国城市资源-环境效率的空间差异并分析影响这一空间格局的主要因素。研究中采用数据包络分析法(DEA),对全国285个城市的资源-环境效率进行了评价。结果表明,城市平均资源-环境效率指数为0.6381,该指数的分解结果表明城市的纯技术效率指数为0.6964,低于规模效率指数0.9225。对城市资源-环境效率影响因素的回归分析结果表明,城市资源-环境效率与城市收入水平呈U形关系。经济增长可以通过三个渠道影响城市的资源-环境效率:规模效应(包括人口规模和城市化水平)、经济结构效应以及空间效应。城市资源-环境效率的提高并不是自然发生的,而需依赖于技术创新和有效管治等手段。因此各级政府、企业和组织必须实施一系列应对措施才能确保城市的高效发展。     

基于最大熵模型的深圳市内涝影响因素分析及内涝风险评估

城市内涝是最常见的自然灾害之一,深入剖析其影响因素并进行风险评估对内涝防治具有重要意义。以往研究表明,城市内涝是由自然因素(如地形)和人为因素(如土地利用)共同引起的。在土地利用方面,相关学者主要关注二维空间因素对内涝的影响,较少顾及土地利用的三维建筑格局。此外,在研究方法的选取上,尽管已有学者利用随机森林、神经网络等模型对内涝影响因素进行研究,然而传统方法在负样本(不发生内涝的地点)的选取上存在不确定性。为解决这2点不足,论文引入最大熵(MAXENT)模型,以深圳市为研究案例,通过MAXENT剖析各潜在影响因子与内涝风险的关系。结果表明,影响内涝风险的主导环境因子为不透水面比例、绿地比例、人口密度、暴雨峰值雨量、地表起伏度。而对内涝发生有重要影响的三维因子为容积率、建筑形状系数、平均高度。通过MAXENT评估的内涝风险结果可知,深圳潜在高风险区的面积约为491 km²,占市域面积的24.58%,主要位于龙华区、南山区、龙岗区北部、光明区、福田区。进一步对潜在高风险区进行空间自相关分析,结果发现过往并不存在内涝点的南山区北部、福田区西部、罗湖区中部等部分区域风险概...     

基于耦合模型的中国能源生产与消费预测及其环境响应(英文)

The paper presents the prediction of total energy production and consumption in all provinces and autonomous regions as well as determination of the variation of gravity center of the energy production, consumption and total discharge of industrial waste water, gas and residue of China via the energy and environmental quality data from 1978 to 2009 in China by use of GM(1,1) model and gravity center model, based on which the paper also analyzes the dynamic variation in regional difference in energy production, consumption and environmental quality and their relationship. The results are shown as follows. 1) The gravity center of energy production is gradually moving southwestward and the entire movement track approxi-mates to linear variation, indicating that the difference of energy production between the east and west, south and north is narrowing to a certain extent, with the difference between the east and the west narrowing faster than that between the south and the north. 2) The gravity center of energy consumption is moving southwestward with perceptible fluctuation, of which the gravity center position from 2000 to 2005 was relatively stable, with slight annual position variation, indicating that the growth rates of all provinces and autonomous regions are basically the same. 3) The gravity center of the total discharge of industrial waste water, gas and residue is characterized by fluctuation in longitude and latitude to a certain degree. But, it shows a southwestward trend on the whole. 4) There are common ground and discrepancy in the variation track of the gravity center of the energy production & consumption of China, and the comparative analysis of the gravity center of them and that of total discharge of industrial waste water, gas and residue shows that the environmental quality level is closely associated with the energy production and consumption (especially the energy consumption), indicating that the environment cost in economy of energy is higher in China.     

基于扩展LMDI模型的安徽省建设用地变化的碳排放效应测度(英文)

"双轮驱动"发展模式背景下,我国建设用地扩展特征明显。建设用地变化的碳排放效应是导致大气中碳排放量增加的重要因素。运用安徽省统计年鉴数据,采用改进的Kaya恒等式及LMDI分解模型,对安徽省1997-2011年碳排放的驱动因素进行了定量测度。结果表明:经济增长、建设用地扩展、人口密度变化对碳排放具有增量效应,经济增长为第一驱动因素,年平均贡献率达266.32%,建设用地扩展为重要驱动因素,其碳效应年均值为640.57万t,年均贡献率为187.30%,人口密度变化对碳排放驱动影响较小。能源结构变化、能源强度下降对碳排放具有抑制作用,年均贡献率分别为-212.06%、-58.115%。基于碳排放因素分解结果,针对性提出了碳减排的政策途径,可为政府通过合理组织土地利用,实现碳减排提供科学依据,有利于安徽生态省建设及减排目标实现,也可为省域尺度建设用变化的碳排放效应研究提供借鉴。     

应用层次贝斯模型研究气候变化对威塔流域流量的影响(英文)

我们应用层次贝叶斯模型模拟大气二氧化碳浓度加倍可能对美国北卡罗来纳州西部威塔(Coweeta)流域水文的影响。这个模型整合了多重数据来源并且同时考虑了数据,参数和模型结构的不确定性。贝叶斯分析的预测分布显示流量和土壤含水量在秋季和夏季将明显下降,这将造成这两个季节更严重的干旱。同时我们用通用极值分布(Generalized Extreme Value distribution)和通用普拉托分布(Generalized Pareto distribution)分析预测流量,结果显示洪水频率也会增减。层次贝叶斯模型,和许多只能得到最佳参数估计的水文模型相比,能提供更丰富的信息,包括预测的不确定性。这将有助于可持续水资源管理的大前提下发展应对气候变化的措施。     

预测陕西关中地区需水量的改进GM(1,1)模型

需水量评价与预测是水资源规划与管理一项重要的研究内容。本文采用定额法计算需水量。通过对陕西关中地区需水量要素组成的分析,认为需水量要素属平稳时间序列,且一阶累加生成数据系列满足指数规律,符合灰色预测条件。为了提高GM(1,1)模型的精度,采用一种改变背景值的新方法,即:中心逼近方法。通过精度检验,中心逼近式GM(1,1)模型平均误差百分比、误差平方和分别比传统的GM(1,1)模型提高了0.147和1.579。用中心逼近式GM(1,1)模型预测需水量各要素近期和中长期值,经检验,其中非农业人口、农业人口、耕地面积、工业总产值预测模型满足一级模型,等级为良好。牲畜头数预测模型为不合格模型,分析其原因,主要是因为时间序列数据不完全符合指数规律。通过定额法计算,预计75%保证率时2005年和2010年关中地区工农业需水量分别占总需水量的92.21%和89.75%,生活需水量分别占7%和9.04%。     

科尔沁沙地樟子松水分来源贡献率的稳定同位素模型估计(英文)

利用稳定同位素技术测定降水、土壤水、植物茎干水的同位素组成,结合多元线性混合模型(IsoSource)确定科尔沁沙地东南部樟子松人工林内樟子松的根系吸水范围以及各水源的水分贡献率。通过连续观测强降水事件前后樟子松水分来源的变化,探究降水对樟子松水分利用的影响。结果表明樟子松茎干水与20cm以下土层的土壤水同位素组成最为接近,樟子松的水分吸收主要集中在这一层(最大取样深度80cm)。IsoSource模拟结果与观测结果一致,土壤水分条件较好时,大约60%以上的水分来自于20-80cm土层;当这一深度土壤含水量降低时,樟子松将会更多地依赖更深层的土壤水分。樟子松根系分布的最大深度远小于地下水位,因此很难利用到地下水。2009年7月13日14.4mm的降水前后,樟子松茎干水同位素组成的变化表明,降水结束后36小时樟子松可以感应到降水对表层20cm土壤水分的补充,这一土层的水分贡献率在接下来的24小时内迅速降低。不同水分条件下水分来源的多样性表明樟子松能较好地适应沙地生境。     

新安江模型在高寒无资料地区的水文过程模拟(英文)

由于冰雪的存在及缺乏地面观测站点资料,高寒地区的水文模拟研究一直面临很大的困难。遥感数据能够提供大范围时空尺度上的地面信息对无资料地区有很大帮助。MODIS数据具有较高的时空分辨率深受人们关注。本文以长江上游泥曲流域为例,探求将MODIS遥感数据与地面气温数据相结合对新安江模型径流模拟的帮助,方法步骤如下:(1)建立MODIS雪覆盖面积与流域周围站气温关系,获取气温阈值;(2)依据气温阈值判别降水形式并计算融雪水当量;(3)将雨雪分离后的降水信息输入新安江模型模拟径流,并与新安江模拟结果(未考虑雨雪分离)和实测径流进行比较。研究结果显示改进方案(考虑雨雪分离)模拟效果更好,将有助于提高新安江模型在高寒无资料地区的径流模拟精度,为高寒无资料地区水资源管理及生态需水研究提供帮助。     

基于变权组合预测模型探讨中国煤炭需求(英文)

变权组合预测是对各个单项预测模型在各时点上赋予适当权重进行组合,而权重是随预测时间变化的函数。该方法具有较高的预测精度和预测稳定性,能比较合理地描述系统的客观现实。本文依据1981-2008年的中国煤炭需求历史数据及对煤炭需求的影响因素,分别建立灰色系统、多元回归两个单项预测模型,构建了中国煤炭需求的变权组合预测模型,对中国未来12年煤炭需求进行了预测。     

基于VSD模型的区域生态系统脆弱性评价——以广西西江经济带为例(英文)

生态系统脆弱性受到自然与人文因素双重影响。以广西西江经济带为例,采用VSD模型,通过暴露度、敏感性和适应能力分解脆弱性,构建包含自然和人为因素的25指标的评价体系,开展脆弱性评价与分区。结果表明,不脆弱区、一般区、脆弱区、很脆弱区和极脆弱区分别占11.31%、22.63%、27.60%、24.39%和14.07%,东西部地区脆弱性较高,中部地区脆弱性较低;自然因素导致的脆弱区主要分布于东西部山区,人为因素主导的脆弱区分布于中部盆地的城镇及其周边;经济带约53%的建设用地分布于很脆弱区和脆弱区,未来新增建设用地需要重点向不脆弱区和一般区转移。根据分区结果和诱因差异,提出了不同类型区开发与保护的相关建议。