Research on Land Resource Carrying Capacity: Progress and Prospects

As an important part of resource and environment carrying capacity (RECC), land resource carrying capacity (LRCC) has focused on the limiting factors on regional development from the scale of land resources for more than two hundred years. After a brief review of the origin and early development of LRCC, the progress of LRCC is summarized as a progression from land resource population carrying capacity (LPCC) to land resource comprehensive carrying capacity (LCCC), and the hot issues of LRCC have changed from the simple human-grain relationship to more complex social and economic activities-land resources relationships. The corresponding research methods also evolved, from static research to dynamic research, and the assessment factor have evolved from a single factor to a comprehensive index system. Agro-ecological zoning (AEZ), system dynamics (SD), ecological footprint (EF), and comprehensive evaluation methods have come to be viewed as the most representative methods of LRCC in recent years. As a focus of conventional LRCC research, the human-grain relationship still plays a significant role in LRCC evaluation because grain remains the top limiting factor of land resources and is the most significant criterion in the balance between regional population and land resources, especially for very populous countries. More attention should be paid to the accurate calculation of arable land and average food consumption levels to improve the scientific basis of LRCC evaluation. The development of science and technology and the variation of lifestyle are also important factors that influence regional LRCC. As a new topic of LRCC, LCCC has expanded the research field of LRCC in an attempt to reveal the limiting effects of land resource under open systems, but some issues such as carrying mechanism research and the combination of theoretical and applied research are needed in future studies to promote the further development of LCCC.     

基于3S技术的锡林郭勒盟风沙灾害综合评价

本文从孕灾环境、致灾因子和承载体3个方面建立风沙灾害综合评价体系,利用内蒙古自然地理环境要素基础图件、锡林郭勒盟以及周边地区29个气象观测站点的多年气象资料和内蒙古统计年鉴等数据,应用协调模型对锡林郭勒盟风沙灾害进行综合评价研究。结果表明:锡林郭勒盟风沙灾害系统的协调性总体上由东北向西南呈越来越差之势,说明风沙灾害综合风险程度由东北向西南越来越大;锡林郭勒盟风沙灾害系统中属协调型和较协调型地区面积占全研究区的55.5%;属不协调型和极不协调型地区占全研究区的44.5%。可见,锡林郭勒盟风沙灾害子系统关系中,不协调型近占一半,政府和有关部门应提高防范意识,采取防治措施。     

Comparison of ecosystem services provided by grasslands with different utilization patterns in China’s Inner Mongolia Autonomous Region

Although several previous studies in Inner Mongolia examined the effects of ecological conservation on the delivery of ecosystem services, they were often limited in scope (few ecosystem services were assessed) and often suffered from confounding by spatial variation. In this study, we examined the impact of conservation measures (changes in grassland utilization patterns) on the provision of selected ecosystem services in three types of grasslands (meadow steppe in Hulun Buir, typical steppe in Xilin Gol, and semi-desert steppe in Ordos) in Inner Mongolia. We examined five utilization patterns: no use (natural grasslands), light use, moderate use, intensive use, and recovery sites (degraded sites protected from further use). Through household surveys and vegetation and soil surveys, we measured the differences in ecosystem services among the different grassland utilization patterns. We also identified spatial factors that confounded the quantification of ecosystem services in different types of grasslands. We found that light use generally provided high levels of ecosystem services in meadow steppe and typical steppe, with the main differences in the supporting ecosystem services. Surprisingly, we found no consistently positive impacts of strict conservation activities across the sites, since the results varied spatially and with respect to differences in the land-use patterns. Our study suggests that appropriate grassland utilization patterns can enhance the supply of ecosystem services and reduce negative effects on both household livelihoods and the environment.     

中国草畜平衡状态时空演变指示的草地生态保护格局

中国草原牧区作为重要生态安全屏障和草地畜牧业生产基地,其草畜平衡状态直接影响草地退化与恢复,进而影响草地生态系统服务能力的强弱。本文分析了2000—2015年主要草原牧区草地植被覆盖、牧草供给、草畜平衡状态的时空变化特征,深入探讨草地退化与恢复及载畜压力下草地生态系统保护与恢复空间格局。结果表明：过去16年主要草原牧区草地面积净减少约163万hm²,6.7%的草地出现植被覆盖退化,而5.4%的草地呈现植被覆盖明显恢复。天然草地牧草供给量以增加为主,年增率约0.3 kg/hm²,然而其载畜压力亦持续增加,不考虑补饲的载畜压力指数高达3.8,除内蒙古东北部、青藏高原中部仍有载畜潜力,其余多处于超载状态;考虑实际冷季补饲的载畜压力指数约3.1,内蒙古中东部有所缓解;假设冷季全额补饲则载畜压力指数减至1.9,内蒙古、青藏高原等区域明显缓解。叠加上述数据,本文针对自然保护地、牧区、半农半牧区和农区等不同区域的草地生态保护格局,提出了平衡草地生态保护与畜牧生产利用的不同发展策略。     

面向重建规划的灾后资源环境承载能力应急评价范式

从国家重建规划对资源环境承载能力应急评价的应用需求出发,解析重大灾害事件发生后承载能力应急评价难点,初步构建在灾后资源赋存、环境容量、生态安全以及灾害风险多重约束下,资源环境承载能力应急评价的基本范式与技术流程,并提出未来灾后承载能力评价及研究重点。研究表明：针对评价周期短、涉及内容广、决策风险高、不确定性强、数据基础不足等特点与难点,需从地域功能预估与指标体系、单项要素评价与技术准则、综合集成评价与重建分区、人口容量测算与重建模式4个方面实施灾后应急评价。未来,建议从灾后资源环境承载能力评价关键阈值与参数研究,应急评价辅助支撑体系与规划衔接技术研究,灾后承载能力演化特征与弹性机理研究,青藏高原边缘地带及近邻山区等灾害高风险区的重点研究与超前应对,以及灾后应急评价及重建规划的工作协调与应用推广等方面,进一步深化灾后资源环境承载能力研究,提升未来应急评价快速化、规范化、精准化水平,为增强国家和地方政府灾后系统应对能力提供借鉴。     

新疆沙产业状况与水资源承载力研究

采用 2000、2005、2010、2015 年 4 期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报 和统计年鉴资料,旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、 林地、草地的数量,分析 16 a 来新疆沙产业发展状况,结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指 标,计算新疆 2000—2015 年水足迹,对区域水资源承载力进行评价。结果表明：（1）2000—2015 年 间,随着新疆人口增长和经济的发展,新疆沙产业发展迅速,部分沙地、戈壁等未利用土地和草地 被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。（2）新疆水足迹整体呈上升趋势,水足迹以消费 农产品水足迹占主体,且消费农产品水足迹量快速增加,主要原因是新疆地区大力发展沙产业,利 用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。（3）新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益 指标呈现增加趋势,但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好,但水资源 利用方式仍然比较粗放,水资源未得到合理开发。因此,新疆应采取优化产业结构、调整农作物种 植比例和用水结构,以增大水资源所支撑的沙产业发展规模,研究可为区域产业结构及消费模式 调整提供依据。     

锡林郭勒草原生态恢复工程效果的评价

针对锡林郭勒草原的严重退化, 近年来启动了草原生态恢复工程, 但工程实施的效果由于范围广、时间短而很难予评价。利用锡林郭勒草原地区1999~2004 年的SPOT-VGT 10 天最大值合成NDVI 时间序列数据, 在求得各年NDVI 年最大值(NDVImax) 的基础上, 通过搜寻各像元邻域内NDVImax 的最大值以及与之相应的气候因子, 建立起了像元尺度上的气候-植被生长基准响应模型, 并以此为依据运用相对残差趋势法识别出了处于恢复阶段的草原区域。 最后, 将遥感监测结果与羊单位统计资料进行对比分析, 结果发现, 在县级行政区域尺度上的平均恢复趋势与基于羊单位和NPP 构建的放牧压力趋势具有较好的反比例关系, 初步证明了该方法在时间序列较短情况下的有效性。     

中国省际粮食贸易及其虚拟耕地流动模拟

模拟核算中国省际2010-2012年平均粮食贸易隐含的虚拟耕地资源流动量,并从资源利用角度分析粮食交易的合理性,为粮食贸易的优化提供理论依据。在各省粮食供需数据的基础上,利用线性优化,模拟省际粮食贸易。中国省际粮食贸易的虚拟耕地资源流动量达1747.4×10⁴ hm²,东北、华北及长江中下游地区为主要的虚拟耕地资源调出区,华南及西南地区是主要的调入区。分别从生产者及消费者的角度核算虚拟耕地资源流动量,前者比后者多出近250×10⁴ hm²。研究表明,中国省际粮食贸易隐含的虚拟耕地资源流动在一定程度上缓解了区域耕地资源不平衡,然而对于某些种植效率高的地区来说,粮食输入贸易流却带来了总体耕地资源消耗的增加。     

内蒙古水土资源平衡及其水资源承载能力

从资源平衡关系入手,定量计算了天然状态下内蒙古的水土资源平衡,揭示了内蒙古自然降水与作物水分需求的平衡关系;采用负载指数与承载力模型,计算了内蒙古的水资源利用潜力与承载能力,揭示了调控下内蒙古水资源支撑能力和保证程度.结果表明:内蒙古高原气候干旱,水分亏缺是自然降水条件下水土资源平衡的主要特征;内蒙古水资源承载力有限,当人均综合用水量达到较高水平时,平水年全区承载力接近超载临界值,偏枯水年全区水资源超载严重;内蒙古水资源承载能力盟市差异显著,水资源普遍短缺是区域人口发展的限制性特征.     

锡林郭勒草原地表反照率对气候变化的响应

在对锡林郭勒草原地区MODIS的地表反照率产品(MCD43C3)的可靠性进行评估的基础上,利用该产品分析了2002～2009年锡林郭勒草原地表反照率的变化及其与温度和降水的关系。结果表明:(1)MODIS的反演结果能够很好地反映地表反照率的季节变化和年际变化特征;(2)锡林郭勒草原可见光波段反照率的季节变化呈V字形,低谷出现在8月上旬,近红外波段的则呈U字形,低值时段为6～9月;(3)可见光和近红外波段反照率的年际变化特征基本一致,其与温度和降水的年际波动有显著相关关系,其中,温度与地表反照率仅在生长季初期和末期显著相关,分别是负相关(相关系数为-0.67)和正相关(0.63),降水量与地表反照率在整个生长季都显著负相关(-0.54～-0.76),并且其影响效果有2～3个月的滞后期。     

Effects of grazing intensity on soil organic carbon of rangelands in Xilin Gol League,Inner Mongolia,China

Changes in soil organic carbon (SOC) in rangelands has been extensively investigated. Grazing in outlying rangeland areas has caused severe impacts on ecosystem functions. To reveal the effects of grazing on SOC, we evaluated the grassland in Xilin Gol League, Inner Mongolia, China. Grazing intensity was determined by using two image sets of vegetation index with normalized differences in grazing periods (July 12th and 28th). The range of variation in vegetation index was then used to measure the grazing intensity. The SOC storage and density were obtained by conducting experiments on field soil samples. Results showed that 1) the grazing intensity in Xilin Gol League declined gradually from west to east; by contrast, the spatial distribution of SOC density increased gradually. 2) As grazing intensity increased, the carbon storage of rangeland decreased evidently. Minimum carbon storage was observed in grasslands classified under extreme overgrazing; by comparison, maximum values were found in areas classified under light overgrazing to moderate grazing. 3) The estimated soil carbon storage was 8.48 × 10¹¹ kg, and the average carbon density was 4.08 kg/m². Our research demonstrated that grazing intensity likely affects soil carbon. Moderate grazing is an optimum strategy to maintain carbon storage and ensure sustainable grassland utilization.     

Simulation of soil erosion dynamics in grassland ecosystem of semi-arid China using the CENTURY model

1 IntroductionAmong the natural disasters frequently occur in local and regional scales, soil erosion causes a serious impact on global natural resources and eco-environment. In China, the soil eroded area covers 38.26% of the total country's area, of which water erosion is 48.77%, wind erosion accounts for 51.22% and annual soil erosion amount totals five billion tons, accounting for 10 % of the whole world. Of the factors cause soil erosion and disasters such as floods, windstorms, landform,…     

基于流域的陕西省水资源承载力研究

以陕西省9个流域为评价单元,基于宏观指标和综合指标构建水资源承载力综合评价模型。通过分析经济压力、人口压力、承载压力及协调指数,进而对研究区水资源承载力进行评价并探讨其时空分布特征。结果表明：（1） 陕西各流域水资源承载力差异较为明显,其中陕南最大,陕北次之,汉中最小。陕南地区的汉江和嘉陵江两个流域水资源丰富且降水充足, WI<0.6处于承载适宜阶段,但该流域水资源利用效率较低HI<0.6,流域人均用水量、万元GDP用水量以及农田灌溉亩均用水量均超过全省平均水平。陕北地区的河口—龙门、内流区以及北洛河三个流域水资源紧缺且存在水质性缺水问题,处于轻度超载阶段;而关中地区的渭河、泾河、龙门三门峡及伊洛河四个流域水资源供需矛盾随着人口与经济的增长进一步加剧,水资源承载力综合评价指标值WI >1.5,处于严重超载阶段。（2） 从承载压力指数分析可以看出,流域调水对缺水地区或经济中心城市的发展起到决定性作用。从丰水流域跨流域调水能解决地区性缺水问题,进而解决水资源危机所带来的社会经济可持续发展问题。(3) 基于水资源的自然资源属性,以流域为评价单元,其研究结果更符合自然规律,有利于实现流域间水资源的合理均衡和分配。     

基于三维四面体模型的西藏资源环境承载力综合评价

资源环境承载力定量评价与综合计量是资源环境承载力研究由分类走向综合的关键技术环节。本文从系统角度出发,提出了“人居环境适宜性分区——资源承载力限制性分类——社会经济发展适应性分等——资源环境承载力警示性分级”的资源环境承载力综合评价的研究思路与技术路线,构建了具有平衡态意义的资源环境承载力综合评价的三维四面体模型,对区域资源环境承载力监测预警机制的建立具有清晰的政策指导意义。基于上述模型方法,以公里格网为基础,以分县为基本单元,开展了西藏自治区的资源环境承载力综合评价。研究表明,西藏3/4左右土地、4/5以上人口所在的县域资源环境综合承载力处于盈余或平衡状态,资源环境综合承载状态良好;人居环境以不适宜和临界适宜为主要特征,社会经济发展水平普遍滞后,人居环境自然适宜性和社会经济发展水平在较大程度上限制了西藏资源环境承载力的发挥及其提升。     

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明：① 研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。② 平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/（hm²·a）,2015年减少到32.09 t/（hm²·a）;强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。③ 水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值（1.79亿m³）。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。     

珠三角城市群制造业集疏与产业空间格局变动

有序推进不同类型制造业集疏与产业空间格局变动是优化区域空间组织、提升地区竞争力的重要过程。论文基于区县层面的制造业企业汇总数据,在刻画珠三角城市群制造业集疏及其产业空间格局变动的基础上,建立统计模型对其影响因素进行解析。结果表明,空间集聚程度最高的是技术密集型产业,其次是资本密集型产业,最低的是劳动密集型产业。不同类型制造业空间集疏差异促使城市群“核心—边缘”结构进一步强化,核心城市更加专业化发展技术密集型产业,而边缘城市则承接劳动密集型产业。资源环境承载力显著影响了制造业空间格局变动,核心城市土地资源紧缺促使制造业总体和劳动密集型产业向土地资源更加丰富的地区转移,环境压力促使劳动密集型和资本密集型产业向环境容量更大的地方扩散,但资源环境承载力对技术密集型产业影响不明显。另外,区位与交通条件、经济技术水平、制度与政策等对不同类型产业的作用强度和方向也存在显著差异,共同推动珠三角城市群产业转型与制造业空间重构。     

基于MODIS与AMSR-E数据的中国6大牧区草原积雪遥感监测研究

内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃和四川的草原区这6大牧区是中国重要的畜牧业生产基地,也是雪灾频发的区域,及时、准确地获取6大牧区雪情时空特征对于防灾减灾,指导畜牧业生产有着重要的现实意义。光学遥感与微波遥感各具优缺点,综合运用MODIS和AMSR-E数据构建草原积雪遥感监测模型,以日为监测单元,以旬为多日合成时段,对中国6大牧区在2008年10月上旬至2009年3月下旬间的草原积雪覆盖范围进行监测,并对监测结果进行检验,以此说明MODIS与AMSR-E数据在雪灾监测方面协同监测的可行性,为其他雪盖遥感监测研究提供参考。     

北方农牧交错带农村居民点分布特征及其对土地利用的影响——以科尔沁左翼中旗为例

选取农牧交错带的典型地区--科尔沁左翼中旗作为研究区,对不同海拔、坡度、坡向等要素上农村居民点的分布特征进行了研究,分析农村居民点对农牧交错带内土地利用格局的影响。结果表明:① 居民点主要分布在海拔200 m以下,坡度小于6°的地区以及阴坡上;② 农村居民点对土地利用格局有着直接影响,居民点密度越高的地区,耕地所占比重越大,草地越少;反之,则草地所占比重越大,耕地越少;③ 在牧业区,距离居民点越远,草地比例越小,耕地比例越大,农业区和农牧区则相反。     

城市群资源环境承载力研究进展及展望

城市群资源环境承载力研究具有重要的理论和实践指导意义。城市群资源环境承载力研究是一种特殊类 型的区域资源环境承载力研究, 关于区域资源和环境单要素的承载力研究, 国内学者进行了较多的评述, 本文主要 对国内外区域资源环境综合要素承载力及城市群地区资源环境承载力研究进行综述。研究认为, 目前国内外对城 市群资源环境承载力进行系统分析的研究成果十分有限, 相关研究中存在的不足表现在: ①承载力研究不够深入, 尚未形成完善的理论体系; ②资源环境承载力研究集中于单要素研究, 综合要素承载力研究欠缺; ③资源环境承载 力的概念及量化方法有待深入探讨; ④城市群资源环境承载力研究没有充分考虑区域系统的开放性特征。针对这 些不足, 城市群资源环境承载力研究的主要趋势和方向为: ①从综合多要素角度加强城市群开放系统承载力研究; ②充分重视城市群区域空间结构的整体性特征; ③注重科技进步、制度管理等人类社会文化因素的影响; ④加强城 市群资源环境承载力综合测度与定量测算方法研究; ⑤充分发挥复杂系统方法、GIS、RS 等先进技术的作用。     

草地理论载畜量调查数据空间化方法及应用

以20世纪80年代全国草地资源调查的理论载畜量数据和同时期的全国1：25 万土地覆被数据为基础,按省区构建理论载畜量与不同草地类型面积之间的关系模型。根据属性数据空间化思路,利用模型计算与残差修正相结合的技术方法,将80年代的全国草地理论载畜量调查数据从市县单元转换到公里网格尺度上,同时计算2005年全国公里网格尺度的草地理论载畜量。在此基础上,从公里网格和省级行政区划两个尺度上分析全国草地理论载畜量在近30年间（20世纪80年代-2005年）的变化。结果表明,近30年来中国草地生态系统正在退化、萎缩,草地总生产力下降。为实现中国社会经济的可持续发展,必须加强对草地生态系统的保护,保持草地生态系统的健康、良性发展和草地资源的合理开发利用。