天山北坡生态资产的动态评估及人类活动响应

在国内外有关生态资产评估研究的基础上,应用遥感技术、全球定位系统、地理信息系统技术对天山北坡的生态资产进行了评估,通过模型计算出1990、1995、2003、2008年研究区的生态资产量,分析了天山北坡生态资产的时空分布特征及其变化。结果表明:1990-2003年期间生态资产总量上升了20.7%;2008年生态资产总量比1990年上升了24%,生态资产分布的区域性差异较大,西部的发展速度大于东部,由南向北递减,与植被的地带性分布梯度基本一致;影响天山北坡生态资产发展的因素是气候因子和人类的干预,气候的变暖更促进了植被的生长,提高了生态资产单位面积的价值,国家推行的退耕还林、还草政策虽保护和发展了生态资产,但经济的快速发展增大了对自然资源的需求,在一定程度上加大了对生态环境的利益索取。     

左江上游流域景观生态风险评价

以1990年和2008年左江上游流域的土地利用数据和数字高程模型为基础,以景观干扰度、景观脆弱度为主要评价指标,构建景观生态风险评价模型,对研究区景观生态风险的时空变化特征进行评估分析。研究表明:(1)伴随着流域开发活动的加强,1990―2008年18年间,左江上游流域景观格局变化的主要特征为耕地景观显著增加,其面积比例由1990年的20.54%增加至2008年的27.59%;草地景观显著减少,其面积比例由1990的12.66%减少至2008年的3.29%;(2)受地质?地貌格局控制,流域景观生态风险的空间格局存在较大差异,峰丛洼地区?河谷平原和台地区农业景观生态风险较高,而丘陵山区的森林景观生态风险较低;(3)流域内景观生态风险水平正在逐渐增高,中、高和极高等级风险区面积分别增加9.15%、2.08%和2.15%,生态安全格局呈现显著的破碎化趋势,区域人类活动是影响景观生态风险加重和扩散的主要原因。     

泛长三角城市土地利用效益测度及时空格局演化

以泛长三角地区为研究区域,从经济、社会、生态3维度构建城市土地利用效益指标体系,运用改进熵值法测度1995-2013年城市土地利用效益值;并通过ESDA分析技术、耦合度及多元回归模型等方法对泛长三角城市土地利用效益时空格局演化及机理进行了初步探讨。结果表明:1)1995-2013年泛长三角城市土地利用效益整体上呈提升趋势,且效益"南高北低、东高西低"差异显著;2)相邻城市单元表现出较弱的空间集聚特征,效益热点区主要分布在苏锡沪和宁杭地区,向皖江、绍甬地区演化,而效益冷点区主要集中在皖北地区;城市土地利用效益系统的耦合度不高,处于拮抗阶段向磨合阶段演化,仅个别城市效益系统耦合较好,呈"点"状形态分布;3)泛长三角城市土地利用效益时空格局演化主要受城市化水平、经济发展程度及土地市场化3个主要驱动力综合作用及影响。     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。     

中国县域生态资产损益的影响机制及优化提升路径

生态资源资产化、生态资产资本化是实现“两山”转化的一个重要途径,开展生态资产及其损益核算有助于生态系统的有效保护、科学管理和可持续利用。本文在借鉴国内外生态资产相关研究的基础上,构建了县域尺度生态资产及其损益核算技术体系,分析了1990—2018年中国县域生态资产的时空变化特征,明晰了造成生态资产损益的影响因素及作用机制,并针对具有不同生态资源类型、损益状况、驱动要素特征的县域提出了差异化的优化提升路径。结果表明：① 以农田、森林生态资源为主的县域数分别约占县域总数的45%和37%;1990—2018年中国县域生态存量资产的质量整体呈波动中上升趋势,而生态流量资产的变化趋势差异显著,近70%县域水源涵养量减少。② 生态流量资产价值呈现损与益态势的县域数分别约占44%和37%,空间分布呈现与“胡焕庸线”一致的分割特征,即西北广大地区县域明显增益,而东部和南部县域有所减损。③ 1990—2018年中国超过70%县域生态资产变化受气候变化与人类活动共同驱动,人类活动对生态资产增益县域的平均作用率约80%,而气候变化对生态资产减损县域的平均作用率约为60%。④ 综合分析,可将全国县域分为适应、减缓气候变化和生态资源修复、保护、管理5种类型,采用差异化的生态资产优化提升路径。     

国家重点生态功能区生态状况变化与保护成效评估——以海南岛中部山区国家重点生态功能区为例

自2000年提出生态功能保护区的概念以来,历时17年不断探索和发展完善,中国已经形成了一批国家重点生态功能区和相关配套政策,成为生态保护红线划定的重要依据和主体功能区战略实施的主要组成,对保障国家生态安全和优化国土空间格局具有十分重要的意义。海南岛中部山区在2001年成为国家生态功能保护区试点,2010年被确定为国家重点生态功能区,是较早实施生态功能保护的重点管控区域之一。本文以海南岛中部山区热带雨林重点生态功能区为研究区域,综合利用多源卫星遥感数据和地面观测统计数据,集成地统计学和生态评估模型模拟方法,以生态系统格局、植被长势、服务功能为主要评估内容,通过时空尺度拓展和多维时空对比分析,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效。结果发现：① 2013年功能区森林面积占比为84.5%,显著高于海南岛平均水平。1990-2013年功能区内建设用地逐渐增加。2010年功能区实施后,人类活动强度仍然呈现持续增加态势,面积比例从0.5%增加到0.8%,主要表现为城镇建设和耕地开垦。② 功能区水源涵养服务功能明显优于功能区外部,1990-2013年水源涵养服务功能总体上略有增加,但是不同时间段的波动变化明显,特别是1990-2000年和2000-2013年两个时间段内均表现为先减少后增加的变化特征。功能区单位面积的水源涵养量为51.78万m²/km²,明显高于功能区外部。③ 功能区土壤保持服务功能明显要优于功能区外部,1990-2013年表现出剧烈波动、稳定性较差。功能区单位面积的土壤保持量为1.95万t/km²,明显高于功能区外部。④ 功能区人类扰动指数明显小于功能区外部,生物多样性威胁程度明显偏小,有利于生物多样性的保护。功能区平均人类扰动指数为0.3664,比功能区外部低0.1152。1990-2013年功能区外部人类扰动指数变化幅度为0.0152,约为功能区内部变化幅度的5.31倍。特别是2010-2013年,功能区内部人类扰动指数增加幅度要明显小于功能区外部。     

东南亚红树林时空变化趋势及驱动因素分析

为揭示东南亚红树林的时空变化特征及其变化驱动因素,基于Google Earth Engine (GEE)云计算平台,利用Landsat系列卫星数据及红树林分布数据集,采用趋势分析法分析了1990—2020年东南亚红树林的时空变化趋势,并利用地理探测器分析其时空变化的驱动因子。结果表明：1) 1990—2020年东南亚红树林面积整体呈下降趋势,面积减少1 467 883.1 hm²,年平均流失速率达1.1%;2)红树林面积增加的区域主要分布在菲律宾、印度尼西亚西部和东部以及越南北部等区域;3) 1990—2020年东南亚红树林退化的区域远远多于改善的区域,退化的区域占红树林总分布面积的79.25%,改善的区域占20.32%,仅0.43%的区域稳定不变;4)红树林变化受驱动因素的影响程度排序主要为养殖池面积>人口>红树林距道路的最短距离>年均温>年均降雨>地形,且各因子之间呈现交互增强作用,增强效果较为明显的主要有：养殖池面积-人口、养殖池面积-红树林距道路最短距离、人口-红树林距道路最短距离。     

生态脆弱区土地利用格局演变及其生态响应——以榆林市为例

运用土地利用变化强度、土地利用程度变化率、生态系统服务价值以及G IS软件对榆林市土地利用时空格局演变及其生态响应进行了分析。结果表明,1990—2005年榆林市土地利用类型转换较快,耕地、林地、园地、城镇用地的土地利用变化强度分别达-0.46%,0.39%,0.09%,0.03%。1990—2005年榆林市生态系统服务价值呈现逐年增长态势,16年间增加了19.26亿元,同期耕地生态价值减少了8.19亿元,林地、草地生态价值分别增加了27.25和0.27亿元。县域生态系统服务价值结果显示,16年间靖边县生态系统服务价值下降了0.27亿元,其他各县均呈现增长态势。     

城市化背景下农业景观变化对生态服务影响——以西安都市圈为例

快速城市化推动了农业类型转变和农业景观格局的变化对农业生态服务产生了重要影响。应用景观生态学和生态服务理论与方法,以西安都市圈为例,研究了快速城市化背景下农业景观变化过程及对生态服务的影响。结果表明:(1)1988-2013年西安都市圈农业景观逐渐破碎化、景观格局多样化和景观斑块形状不规则化,斑块密度指数、多样性指数和景观形状指数分别提高了32%、35%和30%,以耕地为主导的景观类型优势逐渐降低。(2)区域城镇和工矿扩张、道路及旅游景区(点)建设、大田农业向都市农业转变等是导致本区景农业观破碎化的主要因素。(3)1988-2013年生态服务总值下降了1.3%,以生产性和文化休闲服务上升和生态与生命支撑性服务下降为特征。城镇及居民点扩展区域是生态服务大幅度下降区域;果业基地、退耕区和城市内部遗址公园等是生态服务较大幅度提高区域。(4)在中心城市扩张与农业转型时期,以耕地景观的破碎化为主导,生态服务增加;在区域整体(网状)城镇化时期,以建设用地扩张导致的景观整体破碎化,使生态服务会减少。     

中国北方农牧交错区生态脆弱性时空演变格局与驱动因素 ——以盐池县为例

生态脆弱性是当前全球环境变化与区域可持续发展研究的重点,也是生态文明建设和绿色发展研究的热点。以中国北方农牧交错区盐池县为例,基于2000—2017年3期遥感数据,运用景观格局指数法、空间自相关以及地理探测器等模型对研究区生态脆弱性时空演变格局及其驱动因素进行综合评价。结果显示:(1)研究区草地分布广泛,且面积逐年增加,耕地和未利用地面积分别减少44673.7 hm~2和73033.1 hm~2,林地、水域和建设用地面积增加迅速,年均变化率分别为2.86%、2.15%和4.80%;(2)景观斑块数量减少,破碎度趋于缓和,不同类型景观彼此之间具有良好的连接性,景观格局趋向规则、连续的整体演变;研究区景观生态脆弱性逐年下降,高脆弱分布区主要分布在北部的高沙窝镇、花马池镇以及西部的惠安堡镇,低脆弱区主要分布在东南部的麻黄山镇、大水坑镇以及青山乡等地区,且低脆弱区范围由东南向西北延伸;空间自相关Moran’s I大于0.52,表明存在正相关,空间具有显著的集聚性和异质性,且呈现出"东南低,西北高"的分布格局;地理探测器结果显示景观斑块数、破碎度、优势度以及香浓多样性指数是影响研究区生态脆弱性空间异质性的主要因素。     

红层盆地岩性差异对丹霞地貌发育的控制

陆相红层盆地的岩性在横向上和纵向上都有比较明显的变化,导致发育的丹霞地貌形态迥异。本文以赣东北信江盆地、粤北丹霞盆地、陕北地区为例,采用对比分析、数值模拟等研究手段,总结了红层盆地中常见的岩石及地貌类型,提出岩性在丹霞地貌坡面演化过程中的关键作用。在信江盆地中,龙虎山、龟峰等挺拔高耸的山峰主要发育在盆地南缘的河口组厚层砾岩中,而盆地中部贵溪、弋阳地区的近圆形山丘则产在塘边组大型交错层理风成砂岩中;与其类似,丹霞山的赤壁陡崖主要发育在丹霞组厚层砾岩夹风成砂岩中;相反,陕北地区波浪状地貌主要发育在洛河组风成砂岩中。利用河道-山坡综合地形演化(CHILD)地貌模拟软件,假设在同样的构造抬升和河流侵蚀作用下,分别模拟了细砂岩、细砾岩、中砾岩构成的山体坡面的演化过程。模拟结果显示,细砂岩山体易形成较为平缓的坡面,中砾岩易形成陡峻崖壁和巷谷,而介于二者之间的细砾岩则形成较为明显的沟壑系统。CHILD模拟结果与实地观测一致。因此,红层岩性差异在丹霞地貌演化过程中扮演了重要的角色,也是未来地貌定量模拟研究中需要考虑的关键因素。     

卧龙自然保护区内海拔梯度上林窗如何影响植物多样性?（英文）

Understanding the underlying ecological processes that control plant diversity within(α-diversity) and among(β-diversity) forest gaps is important for managing natural forest ecosystems, and it is also a prerequisite for identifying the formation and maintenance mechanisms of forest plant communities. In this study, we focused on the interrelationships among habitat type(gap/non-gap plots), gap size, elevation and environmental factors, and we explored their effects on plant diversity(α-diversity and β-diversity). To do this, a total of 21 non-gap(i.e., closed canopy) plots(100 m2) and 63 gap plots, including 21 with large gaps(200–410 m2), 21 with medium gaps(100–200 m2) and 21 with small gaps(38.5– 100 m2),were selected along an elevational gradient in a subalpine coniferous forest of southwestern China. Using structural equation models(SEMs), we analyzed how forest gaps affected plant diversity(α-diversity and β-diversity) along an elevational gradient. The results showed that(1) as elevation increased, unimodal patterns of α-diversity were found in different-sized gaps, and β-diversity showed a consistent sinusoidal function pattern in different-sized gaps. The gap size was positively related to α-diversity, but this effect disappeared above 3500 masl. Moreover, the patterns of α-diversity and β-diversity in non-gap plots were irregular along the elevational gradient.(2) SEMs demonstrated that many environmental factors, such as the annual mean air temperature(AMAT), ultraviolet-A radiation(365 nm, UV-A365), ultraviolet-B1 radiation(297 nm, UV-B297), moss thickness(MT), soil carbon/nitrogen ratio(C/N ratio), NH4-N and NO3-N, were significantly affected by elevation, which then affected α-diversity and β-diversity. The photosynthetic photon flux density(PPFD), UV-A365 and UV-B297 were significantly higher in plots with forest gaps than in the non-gap plots. Moreover, the PPFD and UV-A365 were positively and directly affected by gap size. Surprisingly, except for the NH4-N and the C/N ratios, the below-ground environmental factors showed little or no relationships with forest gaps. All of these effects contributed to plant diversity. Overall, the above-ground environmental factors were more sensitive to gap-forming disturbances than the below-ground environmental factors, which affected α-diversity and β-diversity. The predicted pathway in the SEMs of the elevational effects on α-diversity andβ-diversity was relatively complicated compared with the effects of forest gaps. These results can provide valuable insights into the underlying mechanisms driving the diversity-habitat relationship in the subalpine coniferous forests of southwestern China.     

中国县域国土空间集约利用计量测度与影响机理

土地利用问题日益成为中国经济发展的重要约束力之一。快速城镇化背景下城镇和乡村的快速扩张吞噬了宝贵的土地资源,粗放非集约的利用方式更加剧了土地资源的浪费。从国土空间集约利用的影响机理出发分析中国县域国土空间集约的影响机理对指导集约利用实践以及宏观集约利用政策瞄准和政策矫正都具有特殊意义。综合运用OLS模型、空间面板滞后模型和空间面板自相关模型以GIS和Matlab为技术平台,构建中国县域发展基础数据库 (1992-2010年),定量刻画中国2286个县级单元的空间集约利用度时空变化格局,计量分析社会经济发展、自然环境本底、区位交通地理、宏观战略政策和历史基础5大类变量17项具体因素的影响机理。研究结果表明,空间面板数据模型的整体显著性和可信度检验略高于一般面板数据OLS模型;在固定相关效应后对各因素的影响机制进行了检验,表明工业化、城镇化、经济发展水平、区位、交通和宏观战略政策等因素对县域国土空间集约利用的影响较为明显。自然环境因素弱于社会经济因素。被忽略的历史因素对县域国土空间集约利用具有极显著的影响。未来县域国土空间集约利用应因势利导,强化有利因素,减小不利因素影响。提高工业化和城镇化发展水平和质量。发挥市场的主导作用,完善土地市场和运行机制。优化国土空间集约利用调控政策和管治手段,制定差别化的空间集约利用政策。以资源环境承载力为基础和约束最大限度地提高投入和产出水平。     

丝绸之路经济带西段五省区旅游资源群开发潜力评价

陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆五省区构成了丝绸之路经济带西段区域,科学地评价该区域旅游资源,有利于合理开发旅游资源、挖掘旅游发展潜力,促进丝绸之路经济带西段的发展。本文以丝绸之路经济带西段即中国西北五省区为研究对象,构建旅游资源开发潜力综合评价指标体系,利用多层次灰色评价法对旅游资源群的开发潜力进行评价。研究结果表明:丝绸之路经济带西段五省区拥有丰富的旅游资源,同时高品位的旅游资源与丝路文化紧密相关,空间分布与丝绸之路经济带大体一致。在空间上,三类旅游资源群呈现与丝绸之路经济带走向的一致性,体现出各具特色的空间集聚优势,即自然风景旅游资源群主要以兰州和西宁为中心,呈现椭圆状分布;遗址遗迹旅游资源群主要以西安为中心,呈现放射状分布;综合风景旅游资源主要以乌鲁木齐为中心,呈现带状分布。旅游资源的数量、类型、级别和开发程度呈现"整体分散"与"局部集中"并存的特点,但许多高品位的旅游资源还处于原生态,尚未进行规模化开发,以此为丝绸之路沿线旅游资源利用及区域旅游合作提供理论依据。     

Quantitative measuring and influencing mechanism of urban and rural land intensive use in China

Land use issue is an important constraining force to limit economic sustainable development of China. Urban and rural rapid expansion depletes valued land resources under the background of rapid urbanization. An extensive use pattern might cause a serious waste of land resources. The study on influencing mechanism of land intensive use （LIU） in China at the county level is a key tool for effective LIU practice and policy-making. This paper uses OLS model, Spatial Panel Lagged model and Spatial Panel Error model to quantitatively analyze the influencing mechanisms of five class factors and 17 variables supported by GIS （Geographic Information System） and MATLAB. And a comprehensive data set was devel- oped including physical geography and socio-economic information of 2286 counties. Meanwhile, the spatiotemporal pattern of LIU has discussed by means of GIS. The results show that Spatial Panel Data models are slightly superior to OLS model in terms of signifi- cance and confidence level. Regression results of these models indicate that industrialization, urbanization, economic development level, location, transportation and policy have significant impact on LIU of counties. The variables of physical geography are less significant than socio-economic variables. An ignored variable of historical factor, however, became the best significant factor. In the future, the LIU at the county level should take advantage of the new situation by enhancing favorable factors and reducing disadvantageous ones, which can be acquired by improving the entire level and quality of industrialization and urbanization. We argued that an efficient and complete land market and operating system should be built to reflect market-oriented activities at the first place, then, differential LIU regulation policies and measurements should be optimized according to regional differences. In the meantime, we should pay close attention to the carrying capacity of local resources and environments when conducting LIU practices.     

黑河上游山地土壤容重分布特征及影响因素

土壤容重不仅可用作计算土壤持水力和导水性,也是估算土壤养分和碳储量的重要变量。野外测定土壤容重一般费时费力,特别是在地形复杂的山区,因此山地土壤容重在国内外大多数清查数据库中缺失。本文以黑河上游山地为例,基于野外调查的124个土壤剖面,研究了山地土壤容重的空间分布特征及影响因素。结果表明:黑河上游山地0~10 cm和0~60 cm土壤容重分别为0.91±0.02 g·cm^-3 和1.04±0.01 g·cm^-3;不同植被类型下,高山寒漠容重最大,山地森林最小。随着土壤深度的增加,容重呈幂函数递增;随着土壤有机质含量的增加,容重呈指数递减。区域上,黑河上游从西北到东南,容重呈递减趋势,从高海拔到低海拔,容重呈先减小后增大趋势。主成分分析(PCA)和一般线性模型(GLM)表明,与土壤容重相关的环境因子中,海拔是影响土壤表层容重的第一主成分,土壤有机质含量是第二主成分,黏粒含量和大于2.0 mm砾石含量分别为第三、四主成分。第一、二、三、四主成分分别解释土壤容重空间变异的24.00%、29.40%、0.01%、6.20%。     

丘陵区典型小流域地下水化学特征与补给来源分析

川中紫色土丘陵区频发的季节性干旱严重制约区域农村经济和社会可持续发展。地下水是丘陵区农村居民饮用和灌溉的主要水源,但迄今该区域地下水补给循环过程的相关研究报道极少。本研究选取盐亭大兴小流域(480 hm 2)为典型小流域进行综合水文观测与取样,比较了小流域内浅层地下水(2口泉水、14口井水)在不同覆被条件下雨季和旱季的水化学特征(包括D、 18 O)及水岩作用过程,并通过氯离子平衡法和二元混合模型法对比分析区域降水补给地下水规律。结果表明:(1)研究区内浅层地下水水化学类型为HCO 3 ·SO 4-Ca,主要控制因素为岩石风化水解;(2)由地下水同位素峰值响应特征可知该区域浅层地下水对雨季降水补给响应时间约为50~ 85 d;雨季浅层地下水交换作用比旱季强烈;(3)氯离子平衡法受人为干扰较大,计算结果可能偏小,二元混合模型法未包含更多水源,计算结果可能偏大;(4)优化估算结果表明浅层地下水全年接受降水补给率在12%~38%间变化,雨季单次降水补给地下水比例在4.3%~58.0%间变化。本研究通过揭示丘陵区浅层地下水水化学性质变化规律,初步估算了浅层地下水补给来源及比例,可为区域地下水资源评估提供科学基础。     

近20a西喀喇昆仑地区吉尔吉特河流域冰川面积变化及其对气候变化的响应

冰川被誉为“固态水库”,对区域生态环境和发展至关重要。喀喇昆仑山地区的冰川出现了退缩停滞乃至前进的现象,被称为“喀喇昆仑异常”。为探明西喀喇昆仑地区吉尔吉特河(Gilgit River)流域的冰川面积变化及其影响因素,本文基于1993、2000、2016年三个时期的多景LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据,通过目视解译法提取三期冰川边界。结果表明:(1)1993—2016年,吉尔吉特河流域冰川面积共萎缩了45.82±9.07km^2,约占1993年冰川总面积的4.07±0.80%。其中,1993—2000年冰川面积的年均萎缩率为0.19±0.02%,2000—2016年冰川面积的年均萎缩率为0.17±0.03%,即近15a来研究区冰川面积萎缩呈微弱的减缓趋势。(2)1993—2016年研究区内共有12条冰川发生过前进现象,其中G073768E36822N(冰川编码)冰川发生了较为快速的前进,在1996—1999年末端前进了477m,前进速率为159m·a^-1。(3)近40a来,吉尔吉特河流域的气温呈持续上升趋势,降水呈先减少后增加趋势。气温升高是研究区冰川退缩的主要原因,降水的增加缓解了因升温而导致的冰川面积萎缩。