基于生态用水的地下水系统模拟与优化管理模型

通过对地下水系统与生态用水相互作用过程的研究，把生态用水作为重要的用水项目纳入到地下水系统模型考虑范畴，兼顾地下水的经济、环境和生态功能三者统一，在吉林省大安试验区建立了基于生态用水的地下水系统三维模拟与优化管理模型，采用该模型，分别模拟出试验区1998年和1999年地下水系统水资源各项均衡量，并确定了2000年地下水最佳开采利用方案，实现了地下水资源持续讥效利用，取得了良好的经济、生态和社会效益     

辽宁双台子河口湿地生态水文模拟与调控

在全球气候变化和人类活动影响下,辽宁省双台子河口湿地出现生态用水不足,水环境恶化,土壤盐渍化和海水倒灌等问题,导致湿地明显退化.为解决湿地生态用水供需矛盾,从流域生态水文学角度出发,运用所构建的生态水文耦合模型,对1981～2005年双台予河口湿地集水区生态水文演变规律进行模拟,结果表明:25年间湿地集水区各生态水文要...     

生态阻力面模型构建及其在城市扩展模拟中的应用

本文将城市扩展视为城市用地克服生态阻力向外扩散的过程,基于最小累积阻力模型(MCR)进行方法创新,在模型中引入不同等级源的相对阻力因子,并考虑生态障碍对于城市扩展的刚性约束,构建适合于城市扩展模拟的生态阻力面模型(UEER)。在此基础上,利用广州市土地利用第二次调查数据、遥感影像数据、DEM数据以及其他生态要素相关数据,通过源的确定与分级、基面阻力综合评价、UEER模型运算等步骤,构建了广州市城市扩展的生态阻力面,并用于模拟城市用地扩展至不同规模情景时的空间分布及边界。结果表明:①通过UEER模型生成的生态阻力面能够综合反映城市扩展水平过程所需克服的生态阻力,因此能够反映生态约束下城市扩展的空间运动趋势,可以用于城市扩展模拟。②与基于MCR模型的模拟结果相比,基于UEER模型的模拟结果更加符合实际并体现生态保护的要求。从城市扩展的规模与强度控制看,模拟结果更加符合实际需求,并体现政策调控方向。从城市形态以及与生态要素的关系看,一些重要的生态要素在快速城市化进程中能够得以保留,同时生态障碍作为生态隔离,能够有效地防止城市的蔓延式扩展,从而使城市扩展表现出明显的组团式特征。     

半干旱区流域水文的景观生态研究与设计:地理信息系统辅助的过程模拟

人类正在面临严重的社会危机和环境危机,而这些危机均与人口的无节制增长及人类过分消耗能量有关。为了缓解或扭转这种危机,除了减缓人口的增长外,必须提高能量使用和土地空间使用的有效性。实现这个目标的根本在于掌握好经济的可计量价值与生态的不可计量价值的平衡。掌握这个平衡的有效手段便是景观生态规划。景观生态规划的关键在于:各类相互冲突的土地利用要在空间上做合理的安排,以致于各利用单元之间的负作用得以避免,生态系统的基本功能得以保存。景观生态规划的目的是寻求最佳土地管理措施。流域土地管理的核心是:保护生态景观,保护生物食物链的健康有序,增加土壤的储水和渗水能力,增加地表水的分散性分布和地下水的有效补给。为了达到这些目标,流域土地的管理和生态价值的恢复必须对人文与自然因子进行细致的调查和统筹地考虑。为了具体地实现这些目标,我们计划对兰州市及其潜在的生态依赖——马衔山/兴隆山进行整体的景观生态调查。建立一个适合于半干旱区的景观生态模式。     

自然降雨条件下不同生态措施坡地的径流数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。     

基于生态水文学的地下水资源管理研究——以延庆盆地为例

传统的地下水资源管理往往只关注地下水位的变化,而很少考虑变化的水位会对区域生态系统产生什么样的影响。本文在生态水文模拟的基础上提出了一种基于生态水文学的地下水资源管理新方法。该方法耦合土壤水分与地下水位,考虑植物在水分胁迫下的蒸腾抑制机理,通过土壤水分亏缺与植物水分胁迫耦合水文过程与植物响应,进行基于过程的分布式生态水...     

自然降雨条件下不同生态措施坡地的径流数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。     

南通市建设用地扩张情景模拟与景观生态效应

选择城镇化进程快速、区位条件特殊的南通市作为案例,集成CLUE-S模型与Auto-logistic回归模型构建适合不同情景的建设用地扩张的动态分布模型。通过1987年以来遥感影像获取的4个时段的南通市建设用地增长时空特征分析提取先验知识规则,模拟在基准、经济发展、生态保护等情景下建设用地增长与空间布局,通过景观学知识分析其空间扩张的生态效应。结果表明,1987年以来,南通市建设用地扩张剧烈,空间上围绕城区和乡镇中心快速蔓延,呈现“轴线增长-内部填充”交替的周期性波动规律。Kappa系数与模拟正确率（PCM）显示,构建的复合集成模型具有较高的可靠性,能够应用于对未来建设用地空间分布的模拟。模拟结果显示未来建设用地扩张集中在城镇周边,其中在经济发展情景下还有向东部沿海滩涂扩展的趋势。由于扩张剧烈,在建设用地集中区呈现出融合成更大面积分布区的现象。建设用地空间扩张的斑块密度和景观形状指数均较高,景观格局趋于不稳定,破碎化相对严重。     

干旱区植物水分生态位适宜度的数学模型及其过程数值模拟试验研究

在干旱地区水分是影响植物生长的限制因子。文章分析了沙地植物的水分利用状况,通过扩展经典生态位理论的内涵,用数学抽象方法定义植物水分生态位适宜度为其水分最适生态位点与现实生态位点的贴近度,建立了响应数学模型及数值模拟方法,依据试验观测结果进行了植物水分生态位适宜度过程的计算分析,所获结果具有较高的精度。文中有关数值模拟试验研究结果为干旱区无灌溉条件下人工植被的营建提供了新的理论模式和定量依据。     

中国生态过渡带分布的空间识别及情景模拟

在全球变化及其生态环境效应研究中,如何对生态过渡带的空间分布格局及变化情景进行空间定量识别和模拟分析,对揭示气候变化和人类活动对全球变化的响应及反馈具有指示性意义.在对HLZ模型进行修正和拓展的基础上,建立了生态过渡带类型的空间识别方法.并基于1981-2010年的全国782个气候观测站点数据,在实现全国生态过渡带类型...     

黄河大柳树水利枢纽工程区生态修复绿水资源消耗量定量模拟

绿水的确定和有效利用对于干旱半干旱地区水资源配置和生态建设有重要的意义。在绿水概念界定基础上,构建基于生态水文理论的绿水资源消耗量定量模型,并以大柳树水利工程区为研究对象,对工程区20世纪50年代以来绿水资源消耗量进行定量模拟,得到研究区绿水资源消耗量现状时空结构特征,进而得到不同水分供应条件下不同植被类型绿水资源消耗定额,确定生态修复措施下工程区的绿水资源消耗量。结果表明:(1)大柳树水利枢纽工程区绿水资源消耗量受降水影响明显,50年代以来整体上表现出增加到降低的变化趋势;(2)不同植被类型绿水资源消耗量差异明显:林地最大,其次为农用地;(3)大柳树水利枢纽工程区不同水平年绿水资源定额,其中枯水年:林地341.2 mm,灌丛241.1 mm,草地200.8 mm,农用地291.5 mm;丰水年:林地444.4 mm,灌丛306.1 mm,草地271.2 mm,农用地399.9 mm;平水年:林地370.3 mm,灌丛295.3 mm,草地250.6 mm,农用地360.6 mm;(4)根据各水平年不同植被类型绿水资源定额以及工程区生态修复方案,利用面积定额法得到工程区各生态修复措施需水总量及工程区各分区生态...     

塔里木河下游长期输水条件下河流剖面地下水埋深估算

准确估计输水条件下河岸地下水埋深的动态变化,可以量化生态输水量与地下水埋深的响应关系,并由此估计自然河道所需输水量及持续时间,这对于干旱区水资源管理的可持续发展具有重要的科学意义。结合塔里木河下游20 a生态输水监测数据,用发展的包含地下水和土壤水的拟二维地下水模型,对输水条件下塔里木河下游上、中、下段3个断面(英苏、阿拉干和依干不及麻)的地下水埋深变化进行20 a长期模拟。通过率定期和后11 a(2010—2020年)的地下水埋深模拟结果与站点数据比较,发现两者较一致,证明该模型在塔里木河下游河岸断面地下水长期模拟上的合理性和适用性。然后根据3个断面20 a的模拟结果分析输水条件下地下水埋深和土壤水的长期变化及其对生态输水的响应。结果表明:经过20 a的生态输水,英苏、阿拉干和依干不及麻3个断面上的地下水位和土壤湿度都有明显的上升,地下水位埋深从输水前的8 m左右抬升到输水后的4 m左右,土壤湿度从最初的0.20上升到0.35以上,特别是自2009年以来,随年输水量增加,地下水位和土壤湿度增加幅度明显。生态输水与地下水的年际变化有一定的滞后性,由于土壤湿度和地下水位表现为正相关关系,这使得土壤湿度对输水量也有滞后性的特点。相比于河水流量,地下水水平传导率的取值对断面地下水埋深变化起着更重要的作用。另外,输水量与地下水的年际变化表明塔里木河下游河岸要想获得持续的生态效益,需要对河道提供间歇性的生态输水。     

中国生态水文学发展趋势与重点方向

生态水文学是一门新兴的交叉学科,发展和完善其理论体系和技术方法等对促进中国山水林田湖草系统保护与修复,推进生态文明建设和绿色发展具有重要理论和实践意义。本文阐述了生态水文学发展历程和挑战性问题;结合学科前沿和国家需求,提出了生态水文学在中国的发展战略,主要包括:生态水文综合观测的新技术新方法、生态水文学机理和基础理论、以陆地和水生生态水文过程为核心的多尺度多要素综合模拟与集成、以及生态水文与社会科学的融合等;在此基础上,也提出了中国生态水文学具体发展方向,如多源信息融合与综合观测网络、关键要素的时空格局及其演变特征、综合模型与不确定性、多学科交融研究等;最后提出了中国生态水文学在山水林田湖草及城市等共同体修复和保护中的应用前景。     

基于动态视角的生态空间识别及其生态系统服务功能时空变化模拟：以四川省邛崃市为例（英文）

科学识别生态空间、合理预测主导生态系统服务功能时空变化趋势,是构建国土空间生态保护格局的基础,具有重要的理论意义和应用价值。目前,大多数生态空间识别、功能分区和格局重构以当前生态系统服务功能及其结构信息为参照,忽略了生态系统服务综合功能和主导生态系统服务功能的时空动态性,对未来生态空间主导生态系统服务功能变化模拟不重视,一定程度上影响了生态空间保护格局构建的合理性。本研究提出了一种基于生态系统服务功能动态变化特征的生态空间划定方法,实现了邛崃市生态空间范围识别,解决了当前研究忽略生态系统服务功能时空动态性的问题。在此基础上,研究还应用Markov-CA模型,集成主导生态系统服务功能时空变化特征,实现了2025年邛崃市生态空间主导生态系统服务功能时空变化模拟,为生态空间变化模拟寻找到了合适的方法,也为合理构建生态空间保护格局提供了基础支撑。研究发现邛崃市生态系统服务综合功能量及其年际变化率呈现出明显的动态性,这一发现证实我们在识别生态空间时考虑生态系统服务功能动态特性的必要性。应用本文提出的生态空间识别方法确定邛崃市生态空间面积为98307 ha,与地方生态文明建设规划中确定的相应生态空...     

生态脆弱区社会—生态景观恢复力时空演变及情景模拟

从最具操作性的景观尺度探究社会—生态系统恢复力的时空分异及其演变,对于揭示人类活动变化对生态环境及其景观服务的影响机制,促进区域可持续发展意义重大。以黄土丘陵沟壑区米脂县作为典型案例地,从生态、社会、生产3个系统维度构建社会—生态景观恢复力评价指标体系,分析研究区各子系统和整体社会—生态景观恢复力时空演变及其相互关系。结果显示：① 研究区2000-2015年社会—生态景观3子系统恢复力空间分异显著且都有增强。其中,“退耕还林”第1阶段（2000-2009年）增强突出,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.134、0.048、0.028;第2阶段（2009-2015年）增强相对减缓,生态、社会、生产三系统恢复力指数分别上升0.038、0.017、0.021。② 总体社会—生态景观恢复力空间分异同样显著,其恢复力指数上升11.60%,呈现中间高东西低的空间格局。③ 子系统与整体景观系统恢复力变化之间有主导性正向关系,且3个子系统恢复力变化协同关系显著,两个或三个系统协同率达到90%以上。最后,运用有序加权平均法,基于干扰指标与适应能力指标的不同权重设置情景偏好,绘制出“不可持续导向型”“维持现状型”和“可持续导向型”3种情景下的社会—生态景观恢复力模拟图,为区域景观适应性管理提供决策支持。     

湿地生态恢复

<正>湿地生态建设包括生态保育、生态修复和生态重建,后两者统称生态恢复。湿地生态恢复指对退化或丧失生态功能的湿地通过生态技术或生态工程进行修复或重建,使其发挥原有的或预设的生态服务功能。     

土壤水分动态随机模型研究进展

土壤水是地球表层系统的重要组成,是水文循环的核心,控制着最基本的陆地生态系统格局与过程,是陆地生态系统健康运行的关键。土壤水分动态是研究水文过程和陆地生态系统过程相互作用及反馈必不可少的一环,是一系列水文、气候和生态过程非线性动态作用的结果。因此,土壤水分动态表现为脉动、无规律和随机的过程,对其研究需要随机方法。本文综述了基于土壤水分平衡的土壤水分动态随机模拟的研究进展,主要关注土壤水分动态随机模型的分类比较和适用性。希望能为国内生态水文学的定量研究提供一些参考,促进对水文循环与陆地生态系统之间相互作用更好的理解,最终有助于水资源和生态系统的可持续管理。     

试论生态旅游的生态化道路--以自然生态旅游区为例

生态旅游已成为当今世界旅游发展的潮流。然而，在生态旅游开发过程中，存在着众多的。非生态化”现象，尤其是在自然生态旅游区。分析当前自然生态旅游区旅游开发和建设中的“非生态化”现象，主要包括盲目开发，自然景观破坏严重；游客严重超载，生态环境受破坏；人造景观和设施泛滥，景观污染和趋同现象严重；管理和文明建设落后，文化景观功能退化或受损等。运用景观生态学原理和生态安全理论等，从景观功能分区、旅游生态管理容量、景观结构生态设计、景观生态安全格局构建、生态教育等方面提出自然生态旅游区的生态化道路。     

贵州省长顺县农业生态经济分析

以生态经济学的理论为基础，分析长顺县农业生态经济系统的环境，结构功能，从调整土地利用结构，开展区域环境综合的治理和加强农田基本建设等方面提出了改善途径。