石羊河流域生态系统服务功能经济价值评估

分析和评估石羊河流域生态系统服务功能经济价值,培育和提升核心生态系统服务功能,为石羊河流域综合治理、确保生态安全提供理论依据。根据石羊河流域1999年和2006年土地利用情况,运用中国生态系统服务价值当量因子表,对该区域生态系统服务功能经济价值进行评估。1999年和2006年石羊河流域生态系统服务功能经济价值分别为1.1531×1010元和1.5650×1010元。2006年草地和森林生态系统对总价值的贡献率较高,分别为39.82%和25.96%;各项服务功能中土壤形成与保护功能经济价值最高。流域上游山区的水源涵养、气候调节和生物多样性保护等功能受到不同程度的破坏。     

石羊河流域生态系统服务价值的空间异质性及其计量

生态系统服务价值评估是当前生态学和生态经济学研究的一个热点,生态服务功能的空间异质性是影响生态系统服务价值的重要因素,也是国家制定生态补偿政策的基础,但不易对其进行定量计算。本文以石羊河流域为例,遵循资源稀缺性原理,依生态区位（自然和社会）差异条件对石羊河各流域生态服务功能空间异质性进行测算。在此基础上,利用2009年石羊河流域各地区基础数据建立计量模型,对其流域内植被系统生态系统服务价值进行测算;并利用ArcGIS9.3对石羊河流域单位面积生态系统服务价值进行可视化处理。结果表明:（1）石羊河流域同一生态系统在不同流域存在巨大差异,其中以耕地最为明显,其下游是上游单位生态系统服务价值的13.99倍;（2）上游地区为典型的生态“输出”型地区,而中游与下游为典型的“输入”型地区;（3）耕地已经成为石羊河流域中游与下游重要的生态系统,其生态系统服务价值分别为334 343.516万元和125 179.201万元;（4）石羊河流域植被系统生态系统服务价值为1 277 691.282万元,占石羊河流域国内生产总值的32.53%。     

基于生态系统服务价值变化的生态经济协调发展研究——以石羊河流域为例

以1987年、2000年和2010年石羊河流域遥感影像数据为基础,对生态系统单位面积服务价值当量因子进行修正,结合生态经济协调度(EEH)评估模型对石羊河流域生态服务价值和经济发展与生态环境的协调发展水平进行了评估。结果表明:(1)研究区生态系统服务价值呈下降趋势,其损失主要集中在2000—2010年间;(2)生态系统服务价值增长的县(区)分布在流域中上游,降低的县(区)中,民勤县的损失量和下降幅度最大;(3)研究区的EEH值为-0.0174,生态经济发展总体上已处于低度冲突水平,在空间上,低度协调的县(区)主要分布在流域的上游和中游,而低度冲突的县(区)主要分布在流域的中下游;(4)各县(区)在协调发展水平上呈现出低度冲突—低度冲突、低度协调—低度协调、低度冲突—低度协调、低度协调—低度冲突、低度协调—中度冲突5种形式。     

石羊河流域近50 a来日照时数的时空变化特征分析

 基于石羊河流域5个气象站点1959—2008年的日照时数资料,采用气候倾向率分析、Kriging空间插值、Mann-Kendall检验、小波分析等方法对石羊河流域日照时数的变化特征进行了分析。结果表明,近50 a来,石羊河流域年日照时数呈显著增加趋势,其变化倾向率为33.9 h/10a;四季日照时数均呈增加趋势,春季增加最显著,对年日照时数的贡献率最大,冬季次之。石羊河流域日照时数空间差异显著,表现为年日照时数自南向北递增。突变分析表明,1987年为日照时数的突变年。Morlet小波分析表明,石羊河流域年日照时数存在8 a的显著周期。     

京津冀地区生态系统服务权衡的多尺度特征与影响因素解析

对2000年和2015年京津冀地区四类生态系统服务(净初级生产力、粮食生产、水源涵养、土壤保持)进行估算,采用多层次空间统计法、相关分析法和玫瑰图法对生态系统服务权衡关系进行多尺度分析,利用多元回归模型定量揭示土地利用因素、社会因素、经济因素对生态系统服务权衡与协同关系的影响。结果表明:(1)净初级生产力(NPP)、水源涵养、土壤保持高值区集中分布于京津冀北部和西北部山区,低值区分布于东南部平原区,粮食生产呈东南高西北低的空间格局。2000—2015年仅粮食生产服务上升,净初级生产力、水源涵养、土壤保持服务均下降。(2)粮食生产与水源涵养、粮食生产与土壤保持表现出权衡关系,水源涵养与土壤保持表现为协同关系,这3对生态系统服务的权衡与协同关系均呈增强趋势。(3)耕地的粮食生产服务上升,土壤保持服务下降,各地类的净初级生产力均呈下降趋势。(4)生态系统服务权衡与协同关系的增强主要归因于土地利用因子,耕地减少、建设用地大幅增加、林地和草地增加是最直接的影响因素。     

2001-2010年石羊河流域上游TRMM降水资料的降尺度研究

在地形比较复杂的石羊河流域上游,基于2001-2010年TRMM3B43降水数据和1 km空间分辨率DEM数据,采用回归方程+残差法的插值方法,对石羊河流域上游10年平均TRMM3B43和2001、2007年两个典型干、湿年份的TRMM3B43数据分别进行降尺度操作,将空间分辨率由原来的0.25°×0.25°提高为1 km×1 km。利用研究区34个雨量站的观测数据作为"真实值",对2001-2010年的TRMM3B43和降尺度结果进行精度检验,结果表明:TRMM3B43降水数据整体上具有一定的可信度,但比地面站点观测的降水量偏小;TRMM3B43经过降尺度之后,数据在空间分辨率和精度方面都有一定程度的提高,其中10年平均TRMM3B43降尺度结果的精度要高于2001年(干旱),而2001年的降尺度结果精度又高于2007年(湿润);就单个雨量站而言,位于西部高海拔区域的站点的降尺度结果精度较高,而位于东部低海拔区域的站点的降尺度结果精度较低。     

基于多目标分析的石羊河流域水资源优化配置研究

 在论述区域水资源可持续利用与水资源承载能力关系的前提下,运用多目标多阶段分析法,建立了石羊河流域水资源优化配置模型,并计算了2010年、2020年的水资源最佳分配量。结果表明,水资源配置常遇到许多不确定性或模糊性问题,需要不确定型或模糊模型予以解决。开发建立多层次、多用户的面向对象的交互式模拟与优化耦合模型,可以解决水资源配置的许多实际问题。     

石羊河流域极端干旱事件的时空变化特征

本文借助ArcGIS 9.2和Matlab 7.0数据软件平台,运用复值Morlet小波分析和数理统计方法对石羊河流域极端干旱事件在时空上的变化特征进行分析,结果表明:①石羊河流域的平均湿润指数自北向南逐渐增大,其湿润指数与年均降水和海拔高度具有显著正相关性(在0.01置信水平),而与年均蒸发具有显著负相关性(在0.05置信水平)。②在时间尺度上来说,极端干旱事件的频数具有19a、9a、6a、4a、15a的周期,可能是受南亚高压的准3年周期的影响;在空间尺度上来说,极端干旱事件频数与湿润指数的空间分布大体相似,略有不同是两者的最小值不同:即地表湿润指数最小值在民勤,而极端干旱事件发生频数最小值在武威。7-9月份发生极端干旱频数占年极端干旱总频数的60.62%。③年极端干旱总频数和7-9月份极端干旱总频数都呈略微上升趋势,且年极端干旱频数的线性倾向率较大,即将达到0.3/10a。通过Pettitt突变检验法对年极端干旱总频数和7-9月份极端干旱总频数进行检测,结果检验到突变点分别为2000年和1983年(在0.01置信水平)。     

石羊河流域近50年最高最低气温变化分析

选取石羊河流域具有代表性的气象站近50 a的年、月最高最低气温观测数据,对春季、夏季、秋季、冬季及年最高最低气温序列进行直线拟合,分析了年和季节的变化规律,并对最高最低气温时间序列进行了小波分析和突变分析,分析了时间序列变化的周期性和突变性。结果表明:近50 a来石羊河流域最高气温和最低气温在所有的季节都是增高的,最低气温的增温趋势明显高于最高气温,且冬季最高最低气温增温最强,年的最低气温和最高气温的增温趋势和变化幅度明显,升温率分别为0.53℃/10 a和0.199℃/10 a;最高气温以25 a,20 a周期为主周期,最低气温具有一致性,年和季节都以25 a周期为显著,春季和冬季的最高最低气温主周期都是25 a,夏季的最高最低气温主周期都是20 a;年最高气温没有检测到显著的突变性,而年最低气温在1984年发生了突变,春季和冬季的最高气温分别在2003年和1986年发生突变,春季和夏季的最低气温都在2001年发生突变,秋季最高气温、最低气温和冬季最低气温的突变都发生在20世纪90年代初。     

石羊河流域农户对气候变化的感知及其影响因素

农户对气候变化的感知是影响其选择有效适应策略的关键因素。基于农户调查数据,构建了农户对气候变化的感知度指数,分析了石羊河流域农户对气候变化的感知特征,并采用多元线性回归法分析了影响农户气候变化感知的关键因素。结果表明：（1）石羊河流域农户对气温的感知比较准确,但对降水的感知出现偏差,农户对干旱、沙尘暴的感知强度明显高于其他气象灾害;（2）农户对气候变化的严重性感知较强,大部分农户认为气候变化对其生计产生了严重影响;（3）农户感知到的气候变化适应功效及适应成本均较高,但感知到的自我效能较弱;（4）影响气候变化敏感性感知的关键因素为户主受教育水平、务农年限、气候变化信息获取渠道;影响气候变化严重性感知与适应成本感知的关键因素均为户主性别、受教育水平及与村民的交流频率;影响适应功效感知的关键因素为与村民的交流频率;影响自我效能感知的关键因素为户主受教育水平。     

1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异

利用1975-2015年7期遥感数据重建甘肃省白龙江流域8个野生动物自然保护区的生态系统时空变化特征,并在对该研究区各类生态系统服务价值当量修订的基础上,采用生态系统服务价值评估模型和敏感性指数,对不同时期的生态系统服务价值进行评估。结果表明:(1)白龙江流域自然保护区以森林生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,农田和裸地生态系统面积减少,而森林、草地、水域和人工表面生态系统呈增加趋势,且在2000年后变化最活跃。(2)研究区生态系统服务价值由1975年的239.68×10^8元上升到2015年的243.58×10^8元,净增加3.90×10^8元,农田和裸地生态系统服务价值持续减少,而森林、草地和水域生态系统服务价值则呈增加趋势。(3)整体上,研究区南部生态系统服务价值呈增长趋势,而中北部地区则处于阶段性变化状态,文县大鲵自然保护区单位面积生态系统服务价值密度最高,多儿自然保护区价值密度最低,且为唯一衰退型保护区。(4)在不同生态系统服务类型中,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。白龙江流域自然保护区生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统服务价值的变化具有放大作用。     

基于生态系统服务价值变化的生态经济协调发展研究

以1987年、2000年和2010年石羊河流域遥感影像数据为基础,对生态系统单位面积服务价值当量因子进行修正,结合生态经济协调度（EEH）评估模型对石羊河流域生态服务价值和经济发展与生态环境的协调发展水平进行了评估。结果表明：（1）研究区生态系统服务价值呈下降趋势,其损失主要集中在2000-2010年间;（2）生态系统服务价值增长的县（区）分布在流域中上游,降低的县（区）中,民勤县的损失量和下降幅度最大;（3）研究区的EEH值为-0.0174,生态经济发展总体上已处于低度冲突水平,在空间上,低度协调的县（区）主要分布在流域的上游和中游,而低度冲突的县（区）主要分布在流域的中下游;（4）各县（区）在协调发展水平上呈现出低度冲突-低度冲突、低度协调-低度协调、低度冲突-低度协调、低度协调-低度冲突、低度协调-中度冲突5种形式。     

石羊河流域≥10℃积温时空变化特征

利用1960—2017年石羊河流域5个气象站逐日平均气温资料,采用滑动平均方法,确定了≥10℃积温的界限;通过运用多元线性回归、均方差(σ)、线性趋势系数、累计距平和信噪比等方法,分析了石羊河流域≥10℃积温的时空变化特征。结果表明:石羊河流域≥10℃积温具有明显地域特征,≥10℃积温的均值和极值均为荒漠区高于绿洲平原区,绿洲平原区高于山区,≥10℃积温的空间分布与所受天气系统以及经、纬度和海拔高度的关系非常密切。≥10℃积温正常年份最多,概率超过65%,依次向两端迅速递减。年、年代≥10℃积温呈显著升高趋势。≥10℃积温主要在5～9月,7月为高峰值。≥10℃积温气候突变全流域、民勤和天祝在1996年,永昌、凉州和古浪在1997年。石羊河流域≥10℃积温升高使喜凉作物种植面积缩小,生育期缩短,不利于高产的形成;而使喜温作物种植面积扩大,生育期延长,有利于高产和高品质的形成。本研究将对现代农业结构规划、农作物品种调整以及农业的定量化评估具有重要意义。     

大兴安岭天保工程区生态系统服务变化研究

利用Landsat和MODIS遥感数据和InVEST模型,评估了1990-2015年大兴安岭天保工程区实施前后生态系统土壤风蚀量、生境质量和碳储量的时空变化,并通过地理探测器方法对生态系统服务时空变化分布与趋势进行驱动因子探测和交互作用探测分析.结果 表明:①从空间分布来看,额尔古纳市南部、鄂温克族自治旗西北部、科尔沁...     

1975-2010年石羊河流域绿洲时空演变研究

应用RS和GIS技术,以石羊河流域绿洲为研究对象,对1975 2010年流域绿洲的时空动态变化进行了监测,并结合气候变化、地表径流量和人类活动等资料探讨了绿洲变化的原因.结果表明:近35年来,石羊河流域绿洲整体规模呈波动变化的趋势,1975、1990、2000年和2010年,流域绿洲总面积分别为7 563.06、7 730.62、7 131.56 km2和7 459.43 km2.通过分析绿洲与荒漠面积之间的转化发现绿洲主要经历了“绿洲化-荒漠化-再绿洲化”的过程,绿洲面积缩小了103.63 km2.绿洲内部耕地、城镇居民地和水域面积增加,而林地和草地面积缩小.绿洲的变化受自然因素和人类活动的共同作用,但人口数量的增加、经济的发展以及地表径流的变化对绿洲演变的影响更为显著.     

河西走廊沙尘暴及其影响因子的多尺度研究

沙尘暴活跃期具有周期性,这与影响因子的周期变化有关,尝试利用具有多时间尺度和多分辨率特性的小波分析技术对其进行研究。利用Morlet小波对甘肃河西走廊18个气象站多年平均的沙尘暴日数进行分析,发现沙尘暴变化的时间序列具有多尺度振荡的特点,存在7 a、13 a、以及23 a左右的特征时间尺度（周期变化）。通过对大风日数、干旱指数、降水、气温等沙尘暴的影响因子分析,表明沙尘暴的活跃度与大气环流的年际变化和突变有关,特别是与大风日数在时间尺度和主周期等方面具有明显的一致性,7 a左右的年际变化是它们的主周期;干旱指数、降水和气温具有同步的时间序列,13～25 a的年代际变化是它们的主周期,因此,它们对沙尘暴的影响主要体现在大时间尺度上。     

中国省域生态系统服务足迹流动及其影响因素

区域间由供给与消费不均衡所引起的生态系统服务流动,逐渐成为新的研究热点。选取具有代表性的食物供给服务、淡水供给服务和固碳服务,运用生态系统服务足迹算法和多区域间投入产出模型,核算中国省区典型生态系统服务足迹和省域间的动态流动以及影响因素。研究表明：中国省域人均食物供给服务足迹为1.16 hm²/人,人均淡水供给服务足迹为0.06 hm²/人,人均固碳服务足迹为2.92 hm²/人,但由于人口数量、地区发展和单位能耗等因素的影响而具有明显的区域差异性,因此供给与需求的不均衡导致了服务足迹在空间上的流动。同时,生态系统服务足迹与各影响因子呈正相关,表明生态环境与经济增长的可持续发展转好的拐点还未出现。     

基于多尺度的中国环境污染事件时空分布及其影响因素

环境污染事件已成为人类社会发展面临的严峻挑战,严重制约着人类社会的可持续发展,当前急需厘清环境污染事件的时空特征及影响因素,为制定有效的环保政策提供借鉴。利用Theil指数、变异系数、ESDA等方法,分析了2006~2016年中国环境污染事件的时空分布特征,并借助地理探测器识别了不同尺度环境污染事件的影响因素。结果表明：① 2006~2016年省级尺度环境污染事件发生总频次与不同等级环境污染事件发生频次均呈波动下降趋势,其发生频次和区域差异呈“东-中-西”洼地型格局;② 地级市尺度环境污染事件发生频次随城市规模减小有所降低,随经济发展水平降低呈倒U型,同时,环保重点城市污染事件发生频次高于普通城市的特征;而环境污染事件的差异性表现为随城市规模减小有所降低,随经济发展水平降低而递减,及环保重点城市高于普通城市的特征。③ “胡焕庸线”以东地区环境污染事件多发且类型多样,以西地区污染事件少发且类型单一,不同等级环境污染事件的空间分布差异较大;④ 环境污染事件的影响因素存在差异,且随尺度增大,影响因素与环境污染事件的关联性趋于增强。其中,经济发展和环境监管水平对不同尺度环境污染事件均有显著影响,环境监管水平与其他因素的交互作用对不同尺度环境污染事件的解释力较高。