中国极地大地测量学十年回顾:1996-2006年

[STBZ][ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. *基金项目：[HT6SS][ZK(]国家自然科学基金项目“利用多源遥感数据监测南极冰貌地形及其动态变化研究”（编号：40606002）;国家测绘局项目“南极考察地区基础测绘”（编号：1469990324229）资助[ZK）] [HT6H]〓作者简介：[HT6SS]（1939 ）,男,江西广丰人,教授,博士生导师,主要从事极地测绘遥感信息学的研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ] [ZW）] [HT4F] [HT5K](摘〓要：[HT5K]回顾了近10年来我国南北两极大地测量学在GPS、重力、验潮及合成孔径雷达干涉测量等方面的研究进展。具体介绍了以长城站、中山站和黄河站3个GPS观测站为依托,开展的板块运动、卫星定轨及极区大气环境监测方面的研究;GPS在埃默里冰架、格罗夫山及Dome A考察中的应用研究;长城站的高精度绝对重力及相对重力测量;中山站自动验潮站的建立;及合成孔径雷达干涉测量在南极内陆冰盖的应用研究等。     

太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策

[ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. 〓作者简介：[HT6SS]（1963 ）,男,江苏苏州人,研究员,主要从事水环境研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]qinbq@niglas.ac.cn[ZW)] [HT4F][HT5K]()[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]2007年5月份发生在无锡太湖蓝藻水华引起的自来水危机事件进一步凸现我国湖泊富营养化的严峻局面和蓝藻水华频发的现状。从分析太湖富营养化发生、发展,蓝藻水华爆发的原因和机制入手,提出湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制的途径和措施。研究表明,太湖富营养化之所以如此严重而且治理起来异常艰难,主要是由于太湖发育于长江中下游洪泛平原,营养本底高;由于水浅和沉水植被的退化使得频繁的风浪扰动造成内源营养盐负荷维持在一个非常高的水平;而流域内社会经济的高速发展,进一步加剧了太湖富营养化进程。蓝藻水华爆发一方面与蓝藻本身的生理特征有关,如固碳、伪空泡、光吸收及营养盐利用的能力;另一方面则与系统内物理、化学、生物环境有关,如独特的浅水湖泊水下光场结构和低的捕食压力。太湖的富营养化治理需遵循控源截污、湖泊生态修复和流域管理的原则,具体措施包括前置库和人工湿地的面源污染物控制技术;物理机械和生物去除内源营养盐削减技术;沉水植被恢复的湖泊生态修复技术。而蓝藻水华的控制技术则包括围隔拦截和导流的物理工程方法、絮凝沉降和抑藻物添加的化学工程方法以及生态浮床和生物操纵的生态工程方法。具体使用时,需要先诊断、后治理。       

用转换函数研究珠峰站地壳结构

[STBZ][ZW（*][HT6H]〓收稿日期：;修回日期：. *基金项目：[HT6SS][ZK（]国家重点基础研究发展计划项目“青藏高原形成对全球变化的响应与适应对策”（编号：2005CB422001）;中国科学院知识创新工程重要方向项目“青藏高原内陆俯冲与造山作用”（编号：KZCX3 SW 143）资助.[ZK）] [HT6H]〓作者简介：[HT6SS]（1983 ）,男,海南儋州人,硕士研究生,主要从事地震波传播理论研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]youliangsu@yahoo.com.cn[ZW）] [HT4F][HT5K]（）[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]为开展高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究,中国科学院青藏高原研究所于2004年开始在珠峰地区建立了综合观测研究站,并于2004年下半年开始相继开展了大气边界层（含辐射和土壤观测）、大气湍流和辐射系统、风温廓线、无线电探空系统、沙尘暴观测、冰川变化等大气科学观测研究、地表过程的环境研究和地球动力学研究。为了解珠峰站下方的地质构造,于2005年8月在综合观测研究站布设了宽频带地震仪（记录器为Reftek130,摆为STS2）,并于2006年5月取得首批数据。利用宽频带地震仪提供的三分量地震波形记录,应用转换函数及快速模拟退火算法对珠峰站下的地壳横波速度结构进行了反演。反演结果表明,珠峰站的莫霍（Moho）面深度在70 km,地壳结构复杂,尤其在中上地壳,明显呈高低速互层结构,反映了板块边界处构造活动、物质交换活跃,表明这些地区还未达到均衡。为高喜马拉雅地区地质构造—气候反馈作用的研究提供地球物理依据。     

西安市农业生态系统服务间关系及空间分异

农业生态系统是一种人工-自然复合生态系统,人类行为和管理决策干扰生态系统服务的供给和需求,生态系统服务之间的关系也随之发生变化.以西安市农业生态系统为研究对象,测算了农产品供给、固碳、水源涵养、净化环境及文化娱乐5项生态系统服务价值,分析农业生态系统服务总价值的空间差异,并根据景观特点和农业生态系统服务价值将研究区划分为3个区,探索不同分区生态系统服务功能之间的相互关系,并提出了西安市的生态系统管理对策.结果表明：研究区提供的农业生态系统服务总价值为590×10⁸元.从生态系统服务大分类来看,调节服务 > 供给服务 > 文化服务.各区县农业生态系统服务功能价值差别较大.1999-2013年,西安市供给服务上升,调节服务和支持服务下降.西安市农业生态系统服务功能价值大致呈现由市中心向边缘区逐渐加强的趋势.在不同的农业区域生态系统中,生态系统服务内部各功能之间的相关性差异较大.在耕区、园区、林区生态系统中,农产品提供与固碳、水源涵养、净化环境、文化休闲服务之间的相关性差异大,而调节服务与文化服务以及调节服务各功能之间的相关关系均呈现显著正相关.为了维护城市生态系统的稳定,应该调整城市绿地景观格局,构建“绿色斑块、绿色廊道、湿地、农田”镶嵌共存的绿地生态系统;在发展农区、园区生态产业过程中,应当调整农业产业结构,选择经济效益与生态效益兼顾的作物品种和植被类型.     

全球生态系统服务的状况与趋势

简要介绍了千年生态系统评估（MA）状况与趋势工作组的报告《生态系统与人类福祉：现状与趋势》中的第2部分，即“对生态系统服务的评估”。该部分主要对全球生态系统服务在20世纪末的总体状况，以及它们在20世纪后半叶的主要变化趋势进行了评估。评估结果表明，在MA明确评估的24项服务中，15项处于下降趋势，约占60%；4项处于上升趋势，约占18%；其余5项（约占22%）存在显著的空间或时间差异，即在有些地区（时段）处于上升趋势，而在另外一些地区（时段）处于下降趋势。这些变化主要表现在：①全球谷类作物和牲畜等方面的生态系统服务已经取得了显著的提高，但同时却对淡水资源和调控害虫等方面的服务造成了巨大的损害；② 按照当前的捕捞速度，野生鱼类资源已经无法承受人类的持续捕捞；③ 许多地区的淡水资源已经不能满足人类和生态系统的需求，如果延续当前的水资源利用模式，供需之间的差距将会继续扩大；④ 在对污染物质进行无害化处理、保持养分平衡、调控自然灾害，以及控制害虫、疾病与入侵生物的爆发等方面，许多生态系统的调节服务已经呈现出明显的下降趋势；⑤作为生态系统提供供给服务、调节服务和文化服务的基础条件，全球生态系统的支持服务出现了复杂的变化趋势。     

典型断陷盆地流域生态系统服务价值时空差异研究

以典型断陷盆地——小江流域为研究对象,以1982年的TM影像、2003年的Landsat ETM+影像和2016年的Landsat OLI影像为数据源,结合云南省测绘局所提供的150 000的土地利用状况图,采用 Costanza 公式对生态系统服务价值进行评估,精细刻画出云南小江流域“盆—山”共存的地质分异结构下生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:（1）小江流域以农田生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,耕地、建设用地、林地和园地都有不同程度的增加,而未利用地面积减少,水域面积基本不变;（2）1982-2016年,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,1982、2003和2016年生态系统服务总价值分别为90.11×108元、105.65×108元和136.81×108元,耕地、林地、园地和水域的生态系统服务价值整体上升,而未利用地的生态系统服务价值减少;（3）整体上,小江流域南部和东部生态系统服务价值增加明显,而中部和西部地区生态系统服务价值呈阶段性变化或持续下降趋势,小江岩溶河谷区的生态系统服务价值最高,而沉积平坝区的生态系统服务价值密度最低,且为唯一一个衰退型生态系统服务功能区;（4）研究期内小江流域各项生态系统服务价值均呈上升趋势,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。小江流域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价值的变化具有放大作用。实施封山育林、退耕还林、小流域治理工程等石漠化综合治理工程可增加生态系统服务价值。      

宁夏沿黄生态经济区生态系统服务价值及其提升对策

宁夏沿黄生态经济区是自治区各种生产要素最为集中的地区,其生态系统服务价值显得尤为重要。笔者采用修正当量因子法估算了5大生态系统11种生态系统服务价值,明确生态系统服务价值内部结构、时空分布特征及变化趋势,提出价值提升的对策建议,服务黄河流域宁夏段生态保护与高质量发展先行区建设。结果表明：经济区生态系统服务价值呈现出“中间高,四周低;盆地和山区高,荒漠和丘陵低”的空间分布特征;生态系统服务功能以水文调节、气候调节、水资源供给和气体调节服务为主,所占比重分别为59.07%、8.97%、5.02%、4.91%;生态系统服务价值呈增长趋势,与经济发展速度相比仍处于低协调度状态,下一步应在保护生态功能,兼顾美学价值的前提下,加强荒漠和丘陵地带的光伏、风能等清洁能源发展,提升生态系统服务价值。     

生态系统变化：工商业面临的机遇和挑战

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目编写的《生态系统与人类福祉：工商业面临的机遇和挑战》的核心内容。报告表明：① 工商业与生态系统之间存在着复杂的相互作用,一方面,工商业需要依赖生态系统服务的可持续供给才能得以长期运营,另一方面,工商业的各种活动也会导致生态系统及其服务发生变化;② 在1950—2000年的50年里,全球生态系统已经发生了许多不利于工商业长期持续发展的巨大变化,而且在未来50年内仍会发生一些与工商业密切相关的重要变化;③ 生态系统及其服务的巨大变化已经引起了管理部门的高度重视,今后工商业的发展必然会受到生态系统管理方面的重要影响;④ 工商业的发展要想长期立于不败之地,必须正确、全面地认识生态系统及其服务发生的重大变化,以及它们对业界带来的机遇和挑战,同时对自身的发展战略相应地做出调整。
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区域土地利用变化驱动力研究前景展望

区域土地利用变化驱动力研究旨在从典型区域角度揭示土地利用变化背后的真正动因及其作用机理,进而动态模拟、预测区域土地利用变化过程。土地利用系统的自组织性及其内驱动因子作用的复杂性,决定了其研究必须与某一特定区域相联系,以便确定合适的可定量指标来体现外生驱动因子的驱动效果。系统地识别土地利用系统在不同控制状态下的驱动因子及其多种时空尺度效应,建立具有综合模拟的区域土地利用变化动态模型,能减少土地利用系统通常受临界值域和突变所左右的局面。区域土地利用变化驱动因子识别、区域土地利用变化驱动机制分析、区域土地利用变化驱动过程模拟等的研究现状表明,为更好地理解区域土地利用变化的机制和原因,测度现有及未来土地利用变化的速率、过程和地点,支持政府相关决策的制定与实施,促使区域土地利用变化向有利于人类的方向发展,区域土地利用变化驱动力分析应优先考虑以下研究领域：①驱动力因子识别及其作用效应的尺度依赖性;②驱动力因子的贡献量化及其在具体区域的非均一分布;③驱动力因子作用过程的自然反馈机制模型化。 [HT5H]关〓键〓词：[HT5K]     

神府矿区生态系统健康水平评价

煤矿区生态系统健康对矿区可持续发展有着重要影响。在对神府矿区调查分析的基础上,利用模糊综合评价模型研究了2000-2006年神府矿区生态系统健康水平的变化轨迹。结果表明：神府矿区的生态系统健康整体状况基本呈现逐年改善趋势,健康状况从疾病上升到一般疾病。对5个要素变化过程分析得出,矿区生态系统对人类健康的影响、活力和恢复力3个因素均具有较大的提升空间,并呈现出较快的发展速度。     

生态系统可持续管理的对策

简要介绍了千年生态系统评估(MA)项目对策工作组的报告《生态系统与人类福祉:政策响应》的核心内容.MA的评估结果显示,在过去的50年里,60%的生态系统服务已经出现下降或不可持续利用的状况,而且许多生态系统服务在未来50年内仍会急剧下降,这将严重威胁联合国千年发展目标的实现.但是,MA认为通过对当前的政策、制度和行为习惯进行重大调整,仍然可望在满足对生态系统服务不断增长的需求的同时,减缓和扭转生态系统的退化趋势.基于这一认识,MA的对策工作组通过分析过去和当前用于生态系统管理的各种对策的优点与缺点,指出了生态系统可持续管理的障碍;确定了制度与管理对策、经济与激励对策、社会与行为对策、技术对策以及知识与认知对策方面可望改善生态系统管理状况的一系列干预措施;并提出了设计生态系统可持续管理的决策的基本原则以及有助于制定生态系统管理决策的有效手段.     

Identification of the core ecosystem services and their spatial heterogeneity in Poyang Lake area

According to the ecosystem assessment framework developed by the Millennium Ecosystem Assessment (MA), this paper designs an evaluation system of ecosystem services in Poyang Lake area. On the basis of relevant variables disaggregated to 1 km grid using the gridded 1 km, this paper employs factor analysis to extract a number of factors which characterize the ecosystem services of Poyang Lake area. The extracted principal component are then represented onto 1 km×1 km grids by spatial clustering analysis to recognize and identify the minimal but consistent mapping units for ecosystem services which can be used to delimit the boundaries of ecological service zones. The research identifies ten ecosystem service zones in Poyang Lake area according to the consistent principle of core ecosystem service unit. Four kinds of core ecosystem services including supporting function, provisioning function, regulating function and cultural function are identified and represented. The research results could provide both spatially and temporally valuable decision-making information for sustainable ecosystem management in the targeted area.     

生态系统与人类健康

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目针对生态系统与人类健康编写的《生态系统与人类福祉：健康综合报告》的核心内容。报告表明：① 生态系统及其服务是人类生存和维持健康的根基,但生态系统与人类健康之间的关系多是间接性的,可能出现时空移位,而且还会受到许多动态因素的影响,因而对其认知难度较大;② 在过去的50年中,主要由人类活动造成的生态系统变化,一方面显著改善了人类的健康状况,另一方面人类也为此付出了日益昂贵的代价,并对未来的人类健康构成了新的威胁;③ 对于未来50年(2000—2050年)的生态系统变化与人类健康状况,虽然MA的4种情景的模拟结果不尽相同,但是,它们一致认为人类对食物和水资源等生态系统服务的需求将大幅增长,人类活动对生态系统的快速转化将会持续,而且难以实现食物安全及消除儿童营养不良等目标;④ 长远来看,生态系统的可持续管理与人类健康状况的改善具有相互促进作用。但是,为了实现改善人类健康和保育生态系统的双赢目标,必需对现行的管理、制度、法规和政策等进行一系列的全面改革。     

全球湿地的状况、未来情景与可持续管理对策

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目针对湿地与水编写的《生态系统与人类福祉：湿地与水综合报告》的核心内容。报告表明：①据估算,2000年全球的湿地面积大约为1.28×10⁹hm²,但是这一数据显著偏低,尤其是对新热带区的湿地以及有些特殊类型湿地的估算因数据源问题可能远低于实际面积;②根据MA构建的4种情景的分析结果,未来50年（2000—2050年）内,在对生态系统实行被动式管理的全球协同和实力秩序2种情景中,预计全球的湿地面积将会减少,而在对生态系统实行主动式管理的技术家园和适应组合2种情景中,预计全球的湿地面积将保持相对稳定;③湿地的丧失和退化会对人类福祉和减轻贫困产生极为不利的影响,尤其是对低收入国家湿地附近居民的影响更为严重。为了实现湿地的可持续管理,必须从经济、制度和管理以及相关驱动力方面采取积极对策,减轻湿地生态系统承受的各种压力,保育各项生态特征,增强其自恢复能力,减缓和扭转湿地的丧失和退化趋势。     

生态系统与人类福祉——千年生态系统评估的成就、贡献和展望

千年生态系统评估（MA）是由联合国秘书长安南于2001年6月宣布启动的一项为期4年（2001—2005年）的国际合作项目,这是在全球范围内第一个针对生态系统及其服务与人类福祉之间的联系,通过整合各种资源,对各类生态系统进行全面、综合评估的重大项目。依据MA发布的最新成果,主要从3个方面介绍了它的重要成就与贡献：①首次在全球尺度上系统、全面、多尺度地揭示了各类生态系统的现状和变化趋势、未来变化的情景和应采取的对策,其评估结果为改善与生态系统有关的决策制定过程提供了充分的科学依据;②丰富了生态学的内涵,明确提出了生态系统的状况和变化与人类福祉之间的密切联系,将研究“生态系统与人类福祉”作为现阶段生态学研究的核心内容和引领21世纪生态学发展的新方向,从而将生态学的发展推进到了一个新的阶段;③ 阐述了评估生态系统与人类福祉之间相互关系的框架,并建立了多尺度、综合评估它们各个组分之间相互关系的方法。MA的实施虽然取得了巨大成就,但是它所提出的一系列理念、方法和数据仍需不断完善。这些问题的解决,尚需有关学者今后进行长期不懈的努力。     

全球荒漠化的现状、未来情景及防治对策

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目针对荒漠化问题编写的《生态系统与人类福祉：荒漠化综合报告》的核心内容。报告表明：① 除南极洲以外的其它各洲均存在荒漠化土地,荒漠化是旱区居民满足基本生存需求的主要障碍,它已被列为当今世界具有局地与全球效应的最为严重的环境问题;② 根据MA构建的4种情景的分析结果,预计荒漠化在未来50年（2000—2050年）内仍会不断加剧,但是在不同情景条件下其发展程度也不相同;③ 荒漠化已成为实现联合国千年发展目标的主要障碍,为了有效地防治荒漠化,必须在局地至全球的各级层次上对当前的生态系统管理方式、习惯行为和政策做出重大调整,同时最好是将工作重点放在预防上,因为试图修复荒漠化区域不仅成本昂贵,而且往往收效甚微;④ 为了更好地认识荒漠化的本质,当前亟待在全球尺度上建立准确一致的荒漠化本底数据库和评估指标体系,并对科学认知方面的一些不确定性进行深入研究。     

基于土地利用情景模拟的喀斯特关键带生态系统服务权衡与协同分析——以蒙自喀斯特断陷盆地为例

以蒙自喀斯特断陷盆地为例,利用CLUE-S模型设置自然演化、微度、适度、强力生态治理情景并探究2030年不同情景对生态系统服务的影响及权衡与协同特征。结果表明：（1）2018年蒙自喀斯特断陷盆地植被净初级生产力（NPP）、产水量、覆盖型喀斯特区土壤保持量、裸露型喀斯特区土壤保持量、食物供给量分别增加了13.98%、38.97%、23.04%、25%、105.43%,且各种服务变化存在一定的空间差异性;（2）随着生态治理力度加大,2030年NPP和土壤保持量不断增加,产水量不断减少,食物供给量在强力生态治理情景下减少,在其他三种情景下增加;（3）NPP与产水量、食物供给量为权衡关系,与土壤保持量为协同关系;产水量与土壤保持量为权衡关系,与食物供给量为协同关系;土壤保持量与食物供给量为权衡关系;（4）相较于2018年,适度生态治理情景下四种生态系统服务之间的协调性最好,是较为合理的生态治理模式。