Major Problems and Countermeasures for the Establishment of Ecological Compensation Systems for National Key Ecological Function Areas

At the end of the 1990s China started to construct an ecological compensation system for national key ecological function areas. An eco-compensation system focusing on the “Transfer Payment of National Key Ecological Function Areas” has been established. The current eco-compensation system has played a positive role in improving the ecological environment of national key ecological function areas; but the ecological effect is weakening due to existing problems in the eco-compensation system such as unreasonable calculation of compensation standards, poor expression of rights and interests of stakeholders, simple sources of capital and modes of compensation. For better development, the eco-compensation system should be improved by (i) adhering to the combination of vertical compensation (oriented) and horizontal compensation (auxiliary) on the whole and establishing a transfer payment system of eco-compensation at national scale; (ii) defining the compensation standard according to ecological protection costs, development opportunity costs and ecological service values and adding indicators that reflect economic green transformation to evaluate compensation effects; (iii) gradually building a utilization system of eco-compensation funds in which multi-stakeholders participate and establishing a green development-oriented system to evaluate the performance of local governments; and (iv) cultivating a new business pattern where ecological services are the product, to grow the ecological service industry.     

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。     

Ecological Characteristics of China's Key Ecological Function Areas

<正>1 Introduction National Key Ecological Function Areas(NKEFA),which refer to regions undertaking water conservation,soil and water conservation,windbreak and sand-fixation,and biodiversity maintenance,are associated with national or regional ecological security and need to restrict extensive industrialization or urbanization.In 2010,the China's State Council issued the National Major Function Zone Planning,which drew out 25NKEFA in restricted development zone according to two aspects including the ecological vulnerability and the ecological importance.     

干旱半干旱地区草地碳循环关键过程对降雨变化的响应

未来全球气候变化背景下,全球或局部地区的降雨量及降雨时间分布将发生一定的变化.草地生态系统在全球碳收支中作用显著,对气候变化的反馈起着重要的作用.但由于草地多处于干旱半干旱地区,受到水分条件的限制,对降雨变化响应敏感,其碳源汇功能表现出很大的不确定性.为了更好地预测未来全球气候变化背景下草地的碳源汇功能及其对气候变化的进一步反馈,有必要深入研究决定草地碳源汇功能的两大碳循环关键过程--净初级生产力和土壤呼吸对降雨变化的响应特征及机制.本文对国内外有关草地生产力和土壤呼吸如何对降雨量、降雨强度、降雨频率和间隔时间进行响应的相关研究成果进行了综述,在此基础上指出了目前研究存在的不足,并对未来相关的重点研究方向进行了探讨和展望.     

黄土高原区不同降水相态的时空变化

以1960~2013年黄土高原区及周边58个气象站的地面逐日降水数据为基础,对黄土高原区不同降水相态的时空分布特征进行了分析,研究表明：黄土高原区雨、雪分界线在35°N附近,以北区域以降雪为主,以南且110°E以西的区域以降雨形态为主。该分界线附近是雨夹雪的多发区。黄土高原区降雨有明显的年际波动,而降雪的波动不是很明显,雨夹雪和雾（露、霜）这几种降水相态年际波动较小且趋势一致。液态降水、降雪呈减少趋势,雪、雨夹雪、雾（露、霜）呈增加趋势。雪、雨夹雪、雾（露、霜）均存在显著的准30 a的振荡周期,此外,这4种降水相态还存在15 a、10~12 a、5 a中小尺度的周期。     

洪河国家级自然保护区湿地功能区保育与湿地补偿研究

黑龙江洪河国家级自然保护区位于三江平原腹地,保护区内有众多国家重点保护的野生动植物物种。由于保护区的功能区划和周边地区农田用地的开发,保护区已经面临着水资源匮乏、湿地退化等问题。本文从保护区的湿地功能区保育现状和保护区各功能区生态补偿等方面研究了洪河自然保护区湿地生态补偿问题,确保洪河湿地生物多样性的完整性,达到湿地生物多样性保护与可持续利用的目的。     

Soil Conservation of National Key Ecological Function Areas

Soil erosion is a significant factor in the deterioration of the ecological environment and soil conservation is an important ecological service of National Key Ecological Function Areas in China. Here, climate, terrain, soil and vegetation cover, soil erosion and soil conservation spatial data in 25 National Key Ecological Function Areas in 2010 were analyzed using the Universal Soil Loss Equation by ArcGIS tool. We found that soil conservation effects due to vegetation cover and soil conservation measures are obvious and that micro and slight erosion areas in National Key Ecological Function Areas have increased by 26.2%. The area of intensive erosion decreased by 25.1%, and the soil conservation amount in southern National Key Ecological Function Areas is high. The conservation amount of soil nutrients within National Key Ecological Function Areas is related to amount of soil conservation and content of each nutrient element in soil. The sequence of nutrient conservation amounts from high to low is soil organic carbon, total K, total N and total P in soil. The conservation amount of various soil nutrient elements in the Alkin Grassland function area and Yunnan and Sichuan function area was highest. Based on our findings, we recommend the strengthening of vegetation protection and management in the areas with high per unit area soil erosion, enhancement of vegetation cover and improvement of soil conservation measures in order to improve soil conservation functions and reduce soil nutrient losses. Vegetation protection and soil conservation measures should be consolidated in the areas with high potential erosion to prevent further deterioration.     

黄土高原旱作区马铃薯叶片和土壤水势对垄沟微集雨的响应特征

于2011年在黄土高原半干旱地区以平地不覆膜为对照,研究了不同沟垄和覆膜方式对马铃薯叶片和土壤水势水势的影响。结果表明：不同沟垄和覆膜方式在不同土层和不同生育期对土壤和叶片水势的影响差异显著。（1）土壤水势日变化趋势：0～20 cm土层,土垄处理在开花期为先下降后上升型,土垄和覆膜垄处理在块茎膨大期为先下降后上升型,覆膜垄和全膜双垄沟播处理在成熟期为先下降后上升型,其余为逐渐下降型;20～40 cm土层,各处理土壤水势呈逐渐下降趋势。（2）叶片水势日变化趋势：开花期和块茎膨大期表现为双低谷型,双低谷分别在13：00和17：00,成熟期为“V”型,即单低谷型,低谷出现在17：00。各处理变化趋势相同,但水势存在差异。土垄处理在水分关键期（开花期和块茎膨大期）叶片水势显著高于其他处理,而全膜双垄沟播处理在成熟期最高。（3）生育期土壤水势和叶片水势均表现为先减小后增大的趋势。20～40 cm土层对叶片水势影响较大,土垄处理在该土层具有较好的水分状态,蒸腾作用较强加速了水分运移速率,是导致覆膜垄和全膜双垄沟播处理水势低于土垄的主要原因。在前期降雨较少的年份,由于较小的蒸腾作用,土垄处理可以保证马铃薯承受较小的水分胁迫;在前期降雨量较多的年份,覆膜垄和全膜双垄沟播处理则可以凭借其较大的蒸腾作用发挥较大的增产效果。     

黄土高原丘陵沟壑区单元流域次暴雨输沙模型

黄土高原尤其是黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀异常严重,在该区开展单元流域产沙模拟对于流域侵蚀产沙及沟道系统泥沙输移比研究有着重要的意义。本文选取陕北岔巴沟单元流域团山沟为研究对象,利用1961-1969年间水文泥沙资料,构建了流域产沙模型:以流域输沙关系表达式Ms=CsH为理论框架,经分析发现洪峰流量、最大含沙量、平均流量与次洪含沙量相关性显著,近而以洪峰流量、平均流量、最大含沙量及径流深为模型变量,通过模拟误差分析,构建并选取了以径流深和洪峰流量、径流深和最大含沙量为变量的经验模型:Ms=H(109.2ln(Qz)+546.1);Ms=H(Cz-141.2)。与目前已有模型相比,以上模型具有很好的模拟效果,尤其是在模拟小产沙事件时模拟效果较好,模型在临近流域水旺沟上的应用效果也较好。另据研究发现,高含沙水流的存在,使得在不同产沙模数水平下产沙模拟响应机制不同,对产沙模数小于300 t/km2次暴雨事件,流量的对数函数拟合效果明显优于幂函数拟合;对产沙模数大于1000 t/km2次暴雨事件,流量的幂函数拟合效果好于对数函数拟合,但差异不大。     

黄土高原沟壑区苹果基地退果还耕的生态水分效应

近年来,黄土高原沟壑区许多果园已经退化,需要重新退果还耕,但其生态水分效应尚不明了。以陕西长武县王东沟小流域典型果园为对象,选取了盛果期果园、退化果园和退果还耕等3种土地利用方式,分析1986、2002和2009年三期土壤水分数据,研究退化果园还耕的生态水分效应。结果表明:退化果园和退果还耕地的平均含水量和土壤储水量显著高于同期的盛果期果园。果园退化后废弃和退果还耕,土壤水分会得到部分恢复。当土地利用从盛果期果园变化为耕地后,在200~600cm土层,其土壤平均含水量(10.62%)显著高于盛果期果园(8.53%)。生物利用型土壤干层仍然是盛果期果园、退化果园和退果还耕地尚待急需解决的严重的生态问题。     

黄土高原水土流失区生态退耕对粮食安全的影响

退耕还林是黄土高原水土流失区改善生态环境的一种有效途径,但在一定程度上必然会影响到区域的粮食安全,其中最直接最主要的影响便是退耕带来耕地面积减少,引发粮食总产量的降低。根据黄土高原水土流失区的生态退耕规划,对退耕还林还草可能对当地造成的粮食生产影响进行分析。利用具有显著科学性和可操作性的最小人均耕地面积和耕地压力指数模型,对该区各亚区进行了粮食安全评价,并以此为基础提出了黄土高原水土流失区各亚区退耕还林还草与粮食安全的协调途径。     

陕北黄土高原生态安全动态变化定量分析

利用生态足迹的理论与方法,结合GIS技术,对陕北黄土高原1986-2002年的生态安全变化进行定量分析,并提出生态足迹压力指数的概念与模型,研究结果表明,陕北黄土高原生态压力指数,在近16年内持续上升,不安全性持续增长,2002年已接近临界状态。研究结果对生态安全动态变化定量分析有重要推动作用,并为区域生态安全调控决策提供重要依据。     

基于城市绿色生产性面积的生态补偿机制研究（英文）

我国城市扩张、粮食保障和能源转型形势严峻,如何挖掘城市建成环境的绿色生产潜力、探索一条通过粮食生产和太阳能利用节约土地空间并缓解生态压力的新途径？本文不同于以往生态补偿研究大多以重点生态功能区为对象或以财税补偿机制为手段,而是创新性地建立了一种城市空间内部的生态补偿机制。本文提出城市“绿色生产性面积”作为一种从城市生态学角度来衡量城市生态承载力提升潜力的方法,它基于将城市绿色资源收入换算成相同条件下它们所能节约的生态足迹面积。首先,通过类型学方法建立绿色生产补偿策略;其次,进行城市建成环境的全要素空间清查及其绿色生产潜力分析;最后,建立不同绿色生产的生态节地效益统一核算标准,并转换为绿色生产性土地面积指标。以天津市南开区学府街道为例,通过可利用的屋顶及闲置用地进行绿色生产,补充了该区12%的建筑所占用的自然土地所能提供的生态承载力。     

黄土高原春季降水对青藏高原感热异常的响应

利用1961—2000年黄土高原56站的春季降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用SVD方法分析了黄土高原春季降水与青藏高原地面感热的关系。结果表明,黄土高原春季降水量与青藏高原地面感热的前两个模态代表了两场间的主要耦合特征,具有高度的时空相关。青藏高原感热对黄土高原降水影响最显著的区域在西部和南部、北部。前期高原感热场的第一、二模态对黄土高原春季干旱的预测具有指示意义。     

黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀的临界坡度

坡度是重要的地貌因子.采用岔巴沟径流场和王家沟径流场资料,首先研究坡度与最大30 min雨强(I30)对土壤侵蚀影响,然后确定了主导侵蚀为溅蚀片蚀与主导侵蚀为细沟侵蚀之间的临界雨强,最后探讨了不同侵蚀类型下的临界坡度.结果表明:1.坡度与降雨强度存在明显的交互作用,随着坡度的增大,雨强对土壤侵蚀的影响增大;2.团山沟的溅蚀片蚀与细沟之间的临界I30为0.31 mm/min,同时,该临界雨强不是一定值,受下垫面因素等影响而具有一定的波动范围;3.以溅蚀片蚀为主时,土壤侵蚀存在一个＜31°的临界坡度,侵蚀模数随坡度的变化趋势与径流模数随坡度变化的趋势相同,从9°～31°土壤侵蚀模数随坡度增加是先增加后减小;以细沟侵蚀为主时,在9°～31°间土壤侵蚀不存在临界坡度,土壤侵蚀模数随坡度的变化趋势与径流含沙量随坡度变化的趋势相同,从9°～31°土壤侵蚀模数随坡度增加先逐渐增加后缓慢增加,临界坡度＞31°.     

黄土高原北部神府东胜矿区暴雨过程动态设计

应用水文学雨型动态设计原理,根据黄土高原北部神府东胜矿区暴雨特征,分析计算出该地区不同雨强不同重现期的暴雨量,并按照矿区最大1 h、6 h、12 h和24 h暴雨记录,采用不同历时曲线的主雨峰对齐、算术平均、滑动挑选的方法,分析概化出矿区不同时段每年一遇的暴雨历时控制雨型,绝大部分高强度暴雨均属于超前型。应用暴雨动态过程设计方法,可以计算分析无气象、水文测站的每一个小流域的暴雨过程。从而为流域产流汇流、侵蚀量的计算奠定了基础,并使所计算出的流量和侵蚀量更有可用性。     

黄土高原植被物候对季节性干旱的敏感性响应

在全球变暖的背景下,干旱事件发生频率和强度的增加导致陆地生态系统中植被多样性发生重大变化,研究植被物候对季节性干旱的响应对保护黄土高原的生态系统具有重要意义.基于MODIS遥感归一化植被指数(MODIS NDVI:MOD13Q1)数据及降水和气温逐月格点数据,采用岭回归分析方法,探讨黄土高原植被物候对季节性干旱的敏感性...     

末次冰期-间冰期蒙古高原与黄土高原对全球变化的重要贡献

地球环境-气候系统的长周期变化是随日-地相对位置的周期性变化而变化的。但是仍有15%~20%的长周期变化没有得到解释。至于中短周期变化的机制,目前的解释仍然是众说纷纭。与北美冰盖动力相关的北大西洋洋面温度一直被认为是这些中短周期变化的调控仪。然而,赤道太平洋的长周期厄尔尼诺波动被表明是更为有效的调控仪。由于海洋研究的优势地位,陆地的相关研究近20~30 a来没有得到足够的重视。实际上,陆地下垫面控制的反射率的变化可能更有效地改变地球表面的能量平衡,从而导致全球性的变化。中亚的干旱、半干旱区范围的时空变化及其对大气粉尘的贡献很可能在中短周期的全球变化中起着举足轻重的作用,因为该区的南界和北界的变幅可达300~500 km。更为重要的是,作为地球上最有效的向大气输送粉尘的源区,蒙古高原和黄土高原可能很大程度地调控着大气中的CO₂含量,因此全球的温度也受到了调控。这个思路的逻辑是:干旱、半干旱区向大气输送含铁粉尘,此粉尘沉积于海洋;这些含铁粉尘控制着浅海的铁化肥供给。铁化肥的供给又控制着浅水中的固氮过程。固氮过程又控制着浅海的植物生产量。植物生产量通过储存碳和沉积碳(碳酸钙)来控制大气中的CO₂。     

六安市生态安全关键地段的识别与分析

生态安全关键地段的识别与分析是区域生态安全格局设计中的重要环节。应用生态因子评分方法和GIS技术对区域生态系统进行敏感性区划,并对区域生态系统服务功能进行评价,得出六安市3个生态安全关键地段：大别山北坡水源涵养地、沿淮行蓄洪湖泊湿地和江淮分水岭易旱区。对这3个关键地段存在的主要生态问题及成因进行分析,从生态安全建设的角度提出对策：建立和实施科学合理的生态补偿机制;尽快建立区域生态安全预警系统;加大科技投入,实行科学规划,综合治理生态环境;转变经济发展方式,倡导各产业生态安全下的生产经营运行模式。