额济纳绿洲不同植被覆盖下土壤特性的时空变化

额济纳绿洲地处干旱内陆河地区。在分析额济纳绿洲土壤特性的基础上,以不同植被类型下的土壤作为分析对象,根据观测的土壤含水量数据及环境因子的观测数据,研究了额济纳绿洲土壤水分的时空变化规律,分析了土壤水分变化与环境因子之间的关系,建立了土壤含水量与环境因子之间的回归模型。研究结果表明,土壤剖面土壤类型及结构差异较大,土壤类型的差异主要受成土条件的制约和外部自然环境的影响,戈壁地区与其他几种植被类型下的土壤差异最为显著;土壤类型及结构的差异,土壤容重变化的特性及土壤水势、土壤含水量的变化,直接影响着植被的生长和分布;额济纳绿洲不同植被类型下的土壤含水量变化差异显著;土壤含水量的季节变化分析表明,土壤剖面中不同层的土壤含水量变化也存在着一定的差异,可以分成不同的稳定变化层,急剧变化层和相对稳定层;土壤含水量的日变化受环境因子的影响较为明显,空气温湿度、土壤温度及地下水水位埋深是影响土壤含水量最为显著的因素。     

人工绿洲生态系统中土壤和植被对土地利用变化的响应——以北屯绿洲为例

在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下,对干旱区典型人工绿洲-北屯绿洲1989和2005年两期遥感影像进行了处理,分析了绿洲16年来的土地利用/覆盖变化.通过野外调查、实验室分析及"时-空替代法"等方法,对人工绿洲生态系统中的土壤和植被对LUCC的响应机制进行了分析.结果表明:(1)北屯绿洲耕地和盐碱沼泽地面积不断增加,垦荒和撂荒成为土地利用变化的两个主要过程.(2)绿洲土地利用变化对土壤养分和pH值的影响显著.(3)耕地的土壤盐分含量低于弃耕地和荒地.(4)随着土地利用类型的变化,群落组成发生较大变化,优势种更替明显.     

Assessing linkages between ecosystem services,land-use and well-being in an agroforestry landscape using public participation GIS

While a number of studies have applied public participation GIS (PPGIS) approaches to the spatial assessment of ecosystem services, few have considered the associations between the spatial distribution of ecosystem services and the context-specific nature of self-reported well-being. In this study, we engage the general public to identify and map a range of ecosystem services that originate in place-based, local knowledge and explore the context-dependent nature of subjective well-being. We conducted a PPGIS survey with 219 local residents in a Spanish agroforestry (dehesa) landscapes and analysed the spatial patterns of mapped ecosystem services, their relation to land cover, protected area and common land patterns. In addition, we explored the landscape values contributing to people’s well-being; and the relationships between ecosystem services in different land covers, landscape values and socio-demographic characteristics. A mosaic of landscape types (i.e., the landscape) provided more ecosystem services (especially cultural and provisioning) to people compared with the individual land system of agroforestry. However, land tenure and public access significantly guided the spatial practices and values of the people beyond the preferred landscape types. The contribution of the landscape to well-being is largely related to values based on interactions among people and the landscape, as tranquillity/relaxation and people-people interactions such as being with family and friends. We discuss the specific contribution of agroforestry landscapes to the provision of ecosystem services and human well-being. We conclude that the integration of the applied methods of social-cultural assessment on the one hand links to ecosystem services frameworks but on the other hand represents a more holistic conceptualisation of people’s benefits from landscapes.     

景观生态风险研究进展及基于生态系统服务的评价框架: ESRISK

在快速城市化过程中,高强度人为活动对生态系统结构和服务功能造成极大扰动,进而产生一定生态风险。近年来,景观生态风险评价的兴起为景观格局—生态过程互馈研究提供了新的视角,可有效支持生态系统管理。本文在探讨生态风险、区域生态风险与景观生态风险联系与区别的基础上,重点评述了景观指数法和风险“源—汇”法等主要景观生态风险评价方法,归纳了基于生态系统服务的景观生态风险研究进展。进一步地,以生态系统服务退化为损失表征,从地形、人为胁迫、生态恢复力、景观脆弱性等维度构建概率表征指标体系,提出了基于生态系统服务的景观生态风险评价（ESRISK）框架,以期为景观生态风险研究提供一个更为完善、综合的评价方法参考,并辅助支持风险减缓策略制定和有限资源的高效分配。最后,从生态系统服务权衡与协同关系、评价结果不确定性分析、景观生态风险与景观格局多尺度关联关系、脆弱性研究深化等方面做出展望。     

Assessing spatial and temporal variability in water consumption and the maintainability oasis maximum area in an oasis region of Northwestern China

Water consumption is a key role in improving the efficiency and sustainability of water management in arid environments.In this study, we explored an approach based on meta-analysis, MODIS NDVI products, land-use spatial distribution, and soil water physical parameters to gain insight into long-term and large scale distribution of land use and water consumption, maintain maximum Zhangye Oasis area according to Heihe River runoff, and suitable water resource management in Zhangye Oasis. This approach was initiated in order to improve the efficiency of irrigation and water resource management in arid regions. Results showed that Heihe River runoff can maintain a maximum Zhangye Oasis area of 22.49×10~4 hm~2.During the 2000-2016 growing seasons, actual oasis water consumption ranged from 11.35×10~8 m~3 to 13.73×10~8 m~3, with a mean of(12.89 ± 0.60)×10~8 m~3; if maintaining agricultural production and oasis stability was chosen, oasis water consumption ranged from 10.24×10~8 m~3 to 12.37×10~8 m~3, with a mean of(11.62 ± 0.53)×10~8 m~3. From the perspective of water resources management and ecosystem stability, it is necessary to reduce the area of Zhangye Oasis or choose the minimum water consumption method to manage the oasis, to ease the pressure of water shortage and maintain stable and sustainable development of the Zhangye Oasis. These results can provide future practical guidance for water resource management of coordinated development of the economy and the environment in an arid area.     

生态系统服务价值评估理论框架与生态补偿实践

生态系统服务价值评估是生态系统保护和管理的基础。近年来很多研究对不同尺度和类型的生态系统服务价值进行了评估, 有效地增强了人类对生态系统服务及其与人类福祉关系的认识。但其中一些研究的生态系统服务价值评估结果偏离实际较多, 对生态补偿等生态系统管理实践作用有限。因此需要继续深入探讨生态系统服务价值评估的理论框架, 为客观认识生态系统服务价值提供科学的理论依据。基于上述考虑, 本文在已有研究基础上, 综合考虑了各框架的优点, 总结出完整的生态系统服务价值评估理论框架, 并强调了评估的经济学基础、研究尺度及利益相关者问题。该理论框架要求以人类的支付意愿(Wish To Pay, WTP)为基本原则对生态系统服务进行合理估价, 并将各项服务的具体价值分配到不同尺度的利益相关者。这可以增强价值评估结果的应用价值和可操作性, 为生态补偿标准及对象的确定提供指导性帮助。     

生态系统服务消耗：概念框架与中国西部案例

由于人为因素和自然因素的共同作用,全球生态系统正经历着巨大的变化。而这些驱动因素中,只有人为因素可进行调控。本文以人类对生态系统服务的消耗为着眼点,分析人类在获取舒适生活的过程中与生态系统形成的相互作用。研究从回顾生态系统服务消耗研究入手,建立了将生态系统服务、生态系统服务消耗和生态系统管理三者相联系的概念框架,并构建了生态系统服务消耗研究模型。同时,进一步以中国泾河流域为案例,对模型在生态系统服务直接消耗模式研究中的应用进行了实证研究和探讨。     

Ecological compensation for desertification control: A review

Desertification control is a crucial way to enhancing the ecological conditions of arid and semi-arid regions, and maintaining sustainable development globally. Designing and improving an ecological compensation mechanism for desertification control has great significance related to achieving balance amongst the needs of different economic subjects and the assurance of a sustained and stable supply of desert ecosystem services. In this paper, (1) the theoretical bases of ecological compensation for desertification control were re-analyzed; (2) the research status and challenges of three important topics related to ecological compensation for desertification control were systemically discussed, including compensation standards, ecosystem service supply-consumption process and multi-scale effects, and resource- environment basis and policy orientation; (3) a research framework of ecological compensation for desertification control based on the process of desert ecosystem service supply–flow–consumption was proposed; (4) and finally, seven priority research issues were discussed, which aimed to support ecological compensation policy-making and ecological engineering implementation for desertification control.     

生态系统服务研究动态及地理学研究范式

生态系统服务是目前国际上相关研究热点之一.本文综述了国内外生态系统服务研究的进展、存在问题和发展趋势.在此基础上,针对目前生态系统服务研究生态学范式存在的问题,提出了地理学在此领域的研究范式和优先主题.研究认为,从地理学视角研究生态系统服务,应当以空间异质性和区域差异作为切入点,紧紧围绕生态系统结构与功能-生态系统服务-人类社会福祉这一主线,始终将"自然系统提供生态服务与社会经济系统内化消费"之间的耦合联系作为研究核心,综合集成分析社会经济系统对自然资本内化的响应.通过建构生态系统服务的地理学研究范式,不仅可以拓展生态系统服务研究的深度和广度,而且有助于提升自然和社会经济系统的集成分析水平,进而推动地理学综合研究进程.同时,也为地理学的核心命题--人地关系研究提供重要的实践领域.     

三江源区草地生态系统综合评估指标体系

基于联合国新千年全球生态系统评估 (MA)概念框架,提出了系统完整的三江源区草地生态系统评估指标体系,包括生态系统结构、支持功能、调节功能和供给功能的4大类15个一级指标、75个二级指标。针对位于青藏高原东部江河源区的草地生态系统的区域特点和人类对其功能的需求分析 ,设计了以土地覆盖结构和草地退化结构为核心的生态系统结构指标群;以初级生产力为核心的支持功能指标群;以水、碳调节为核心的调节功能指标群,以及以水供给和草地承载力为核心的供给功能指标群。在该指标体系中,设计了草地退化遥感分类系统,以实现年代际时间尺度草地生态系统退化过程的动态分析评估;提出了退化草地态势遥感分类系统,以实现大型生态工程实施后年际时间尺度草地生态系统退化态势的分析和评估。     

新疆且末绿洲土地利用变化机制与驱动力分析

土地利用与覆盖变化是全球变化研究的重要组成部分,干旱区土地利用与覆盖变化的机制与驱动力又是干旱地区相关问题研究的核心。新疆且末绿洲特殊的MODS背景,制约着LUCC的一系列过程及其规律。LUCC是各种自然、社会、政治、经济和文化因素相互作用的结果。驱动力类型与特征受绿洲时空特征的制约而表现出不同的特征。在区域尺度上,且末绿洲LUCC的自然驱动力,包括了相关区域地壳运动、冰川变化、风沙活动等自然作用过程,热量、降水、温度变化等的气候过程以及地表径流、冰川进退等引起的水文过程的作用。在特定生产力发展水平下,人类的社会经济活动直接影响了LUCC的演变过程及演变趋势。     

Integrating landscape connectivity into the evaluation of ecosystem services for biodiversity conservation and its implications for landscape planning

This paper examines the integration of landscape connectivity and ecosystem services. It is based on the assumption that if a habitat within a landscape has a more significant role in connecting with other habitats, it would have a higher ecosystem services value for biodiversity conservation. The Shenzhen River watershed, a cross-border region shared by the city of Shenzhen and the Hong Kong Special Administrative Region in China, was used as a case study. An area-based functional connectivity index, known as the possibility of connectivity (PC), was implemented to examine the temporal and spatial dynamics of the value of ecosystem services for biodiversity conservation over the period from 1988 to 2008. To evaluate the effectiveness of the PC index, a comparison was made between the conventional assessment method for ecosystem services and the proposed method. Results suggest that our proposed method can identify significant reduction of ecosystem services that was not only due to the decrease of habitat size, but also caused by the damage of connectivity among habitat patches. Also, it can identify sites which should have a high priority in restoring the ecosystem services for biodiversity conservation. In conclusion, this study provides a way to consider landscape connectivity in the evaluation of ecosystem services which is essential for landscape planning and nature conservation.     

三工河流域新老绿洲发育度的比较

绿洲是干旱区最重要的景观单元之一。人工绿洲是在干旱条件下经长期人类活动改造而形成的特殊景观。随着人类对绿洲水土资源开发利用程度的不断加强,绿洲呈现出不同的发展阶段。从天然绿洲到人工绿洲,是人类适应和改造干旱区自然环境的历程。在这一人地相互作用的过程中,绿洲显示出明显的发育演化特征。从多学科综合的角度,提出绿洲发育度的概念,并从灌溉体系的建设状况、水资源的利用水平、植被与生态建设、农业发展程度、社会经济水平和绿洲景观结构等7个方面提出了绿洲发育度的评价指标体系,以天山北坡2个人工绿洲为例,从空间上定量比较2个绿洲的发育程度,其中阜康市绿洲发育度高于222团绿洲(阜北农场)。     

景观连通性理论在城市土地适宜性评价与优化方法中的应用

针对传统的土地适宜性分析方法忽略景观水平生态过程的问题,本文将景观连通性理论应用于土地适宜性评价方法的不同阶段,以达到优化城市生态系统的目标。首先选择影响生物水平流动的主要要素作为评价因子,应用于长沙市望城区滨江片区,确定案例区的土地适宜性评价结果,建构城市土地景观过程阻力评价体系。通过水文连通性分析方法及分布式水文模型确定案例区的潜在雨水生态廊道,将之与土地适宜性评价结果进行加权叠加,根据评估结果,提出案例城市土地适宜性评价的优化方案。结果表明:景观连通性方法适用于传统城市土地适宜性评价方法的改进以及评价结果的优化。     

额济纳旗生态系统恢复的总经济价值评估

条件估值方法是当前国际上流行的衡量环境物品非利用经济价值的唯一方法。通过调查 居民针对不同环境状况变化的支付意愿，从而定量确定环境状况变化带来的经济效益和损失。 针对额济纳旗生态系统恶化的现状，以投标支付卡的方法设计了７００份调查问卷，调查了黑河 流域居民恢复额济纳旗生态系统的支付意愿。分析结果表明，用２０年时问将额济纳旗生态系 统恢复到２０世纪８０年代初水平，黑河流域共有９２．３％的居民家庭存在支付意愿，有支付意 愿家庭的平均支付意愿为每年每户３７．９６元，但随居仲区域不同存在一定差异，其中黑河干流 区域居比平均支付意愿为每年每户４０．１５元，要高于周边地区居民平均每年每户３２．１０元的支 付意愿。在综合考虑不同区域居民支付意愿的差异，生态系统经济效益折旧率的基础上将支付 意愿弃时空尺度上加总，得到恢复额济纳生态系统总经济价值为 １６．３７×１０８元。     

河西走廊绿洲面积动态及其驱动因素

绿洲是干旱区脆弱生态体系中由人类活动与自然因素综合作用形成的、能够为人类生存与发展提供物源基础和生态服务功能的重要地理单元,其动态变化能够反映区域内生态、经济以及社会的演替方向。以第四次和第五次全国荒漠化和沙化监测数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用转移矩阵与灰色关联度分析法,分析了河西走廊绿洲土地利用类型的转移规律和环境因素对绿洲动态变化的影响程度。结果表明:(1)研究时段内,河西走廊绿洲内部土地利用类型动态转移明显,相互间转化剧烈的地类包括耕地、居民工矿交通用地、有林地、灌木林地和草地;(2)河西走廊5个地级行政区绿洲面积均呈增加趋势,增加幅度最大的为嘉峪关市(51.97%),最小的为武威市(3.68%);(3)驱动河西走廊5个地级行政区绿洲面积动态变化的主导因子与农耕产业关系密切,预示河西走廊水资源利用与农业生产效率仍需提高。     

Mechanisms for Realizing the Economic Values of Ecosystem Services

The fact that ecosystem services have values that can be quantified has been widely accepted in recent years. Part of the economic values of ecosystem services have been realized partly by ecological compensation of fiscal transfer payments at different levels, trade and consumption of leisure tourism and ecological products, and carbon sequestration forest funds sponsored by non-governmental capital. However, it remains difficult to realize the economic value of ecosystem services as industrial products and support the coordinated and sustainable development of nature, economy and society. To reveal the role of ecological compensation, consumption of biological products, leisure tourism and ecosystem services trading in realizing the economic values of ecosystem services, we analyzed the composition, transfer and consumption pattern of ecosystem services. In order to provide theoretical and technological support for inter-regional ecological compensation, ecosystem service industry development and ecosystem services trade, the concept of ecosystem services credit and key problems with ecosystem services trading are proposed.     

西安市城市景观的正负生态系统服务测算及空间格局

综合测评城市景观的复合（正负）生态系统服务功能和评价不同城市景观类型的生态系统服务贡献,对优化、调控在城市化影响下的景观转换和城市生态环境建设等具有重要的科学意义。运用景观生态学理论与生态系统服务理论,基于研究区的TM遥感影像和Erdas、ArcGIS 10.1软件对西安市建成区2013年城市景观的复合生态系统服务进行测算和空间分析。结果表明：① 西安城市景观产生的负向生态系统服务价值远高于正向生态系统服务价值,净生态系统服务达-12.71×10⁸元;在城市化过程中,随着自然景观向半人工景观、人工景观的转变,导致景观生态系统服务的价值急剧下降,负向生态系统服务占主导,87.81%的土地复合生态系统服务为负值,仅有12.19%的土地复合生态系统服务为正值,以建筑用地为主体的城市景观体系必然会导致生态系统服务的下降。② 西安市城市景观的总正向生态系统服务空间分布差异明显,整体呈现为研究区中心值低于四周,沿行道绿地、公园绿地等景观形成格网状、斑块状分布的高值区;总负向生态系统服务整体上呈现中心值高于四周,高值区较集聚,自然景观和半人工景观是维系城市正向生态系统服务的主要景观类型。③ 城市景观的空间分布基本上决定了复合生态系统服务的空间大格局,西安市各城市景观类型的空间组合与镶嵌状况,使得生态系统服务正负值呈斑块状、棋盘状交错分布的格局。愈向城市外围,复合生态系统服务价值越高;城中林地、绿地和水域分布的地方是复合生态系统服务价值网状高值区。     

黑河下游额济纳绿洲生态需水关键期及需水量

黑河流域中生态最为脆弱、植被退化最为严重而对全流域生态治理目标的实现极为关键的地区在下游额济纳绿洲。黑河分水方案主要控制年总量,由来水过程确定分水时机,采用“全线闭口、集中下泄” 的分水方式,这容易导致分水与下游绿洲需水的时间错位。要实现黑河分水对下游天然绿洲的作用和意义,不仅要充分保证分水量,更要选择适宜的分水时间,如果分水错过了下游绿洲生态需水的关键期,将会直接影响绿洲植被的正常生长。要维持黑河下游额济纳绿洲健康、稳定和持续发展,确定生态需水的关键期是首当其冲的问题。本文通过对黑河下游额济纳绿洲地下水位时空动态变化过程、天然植被耗水过程和绿洲生态过程及水文过程的关系研究,确定了黑河下游额济纳绿洲生态需水的关键期。建议在生态关键期保障输送必需的水量,合理调节水库出水量与河道径流量,保障4月和8月关键期的需水量,其中4月至少要保证0.80亿m3的输水量,8月至少要保证1.08亿m3的输水量,确保下游绿洲植被的生理需水,同时考虑到前期缺水和随后的月份水量消耗,尽可能增加关键月的配水量。     

基于生态系统空间异质性的美丽中国生态建设分区

落实“山水林田湖草生命共同体”理念,提出美丽中国生态建设优化途径已成为当前亟待解决的关键科学问题和国家生态文明建设的重大需求。因地制宜地做好美丽中国建设的生态区划,提出生态建设分区方案,是实现美丽中国愿景的重要路径。目前,生态区划对于新时期系统性生态建设内涵,以及全球气候和人类活动变化双重背景对生态系统空间异质性影响的考虑不足。本文通过构建“景观美、服务美、安全美”的三位一体美丽中国生态建设分区的理论框架,综合考虑生态系统结构、格局、质量、服务、胁迫等因素的空间异质性,建立美丽中国生态建设分区三级指标体系,以及对生态现状本底和退化程度进行评估的生态建设综合指数和生态退化综合指数。以全国第三级流域为基本单元,基于指标现状特征及生态综合评估结果,通过空间聚类分析将全国划分为5个一级生态建设区和13类22个二级生态建设区,并在二级分区的基础上选择典型区划分出三级生态建设区。分区结果为美丽中国生态建设提供应用支撑。此外,未来生态建设分区的指标构建应当更加注重指标之间的关联性和生态系统功能的多样性,并进一步耦合气候变化和人类活动对生态系统的双重干扰。