2000—2019年秦岭南北实际蒸散发时空变化特征

基于遥感数据全面认识复杂地形单元实际蒸散发时空规律,对区域可持续水资源管理具有重要的意义。论文基于MODIS实际蒸散发(ET)数据,对2000—2019年秦岭南北ET时空变化特征进行分析,探究不同分区ET对植被变化的响应关系,进而识别ET趋势和年代变化的高相关海气环流因素。结果表明：① 在变化趋势上,以1000 m等高线为界,即秦岭地区北亚热带和山地暖温带的分界线,低海拔河谷地带为ET显著增加区,山地高海拔地区为ET下降区;② 除城市、乡镇周边地区,研究期间秦岭南北下垫面相对稳定,转为生态用地的活跃区主要分布在山地1000 m过渡带,其是ET与NDVI变化显著相关区,而1000 m以上高海拔地区两者相关性较低;③ ENSO、青藏高原北部气压异常,与秦岭山地、汉江谷地ET的趋势变化和年代波动显著相关,而西太平洋副热带高压与ET的趋势显著相关,与年代波动特征相关较弱。即发生中部型厄尔尼诺事件时,西太平洋副热带高压偏强,对流层低层形成异常反气旋,导致中国东部雨带北移,秦岭山地和汉江谷地降水偏少,气温偏高,ET往往偏大。研究结果启示：秦岭南北科学适应气候变化时,应关注秦岭山地、汉江谷地ET变化显著相关的环流信号;应深刻理解秦岭高海拔地区蒸散发下降趋势对区域水资源管理的影响。     

湿地生态工程范例分析及一般模式

湿地是处于水陆之间的过渡类型的生态系统,具有特殊的生态结构和功能,但也是一类较为脆弱的生态系统,高强度的人类活动,导致湿地资源损失严重。针对湿地恢复与重建的生态工程是当前国际众多湿地生态学家共同关注的领域,我国的湿地生态工程也已经兴起。在综述国内外湿地生态工程在水体、底质、生物三方面关键技术的基础上,对当前湿地生态工程的关键问题进行了探讨和分析,最后总结和归纳了湿地生态工程的一般模式。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

国际重大研究计划与中国生态系统研究展望——中国生态大讲堂百期学术演讲暨2014年春季研讨会评述

以“传播新知识、交流新思想、展示新成果”为宗旨的中国生态大讲堂百期学术演讲暨2014年春季研讨会于2014年4月25日在北京举行。本次研讨会以“国际重大研究计划与中国生态系统研究展望”为主题,邀请秦大河、姚檀栋、傅伯杰、崔鹏4位中国科学院院士和马克平、于贵瑞、张佳宝、秦伯强4位知名专家作了主题报告。8位报告人分别介绍了政府间气候变化专门委员会(IPCC)、未来地球(Future Earth)、第三极环境(Third Pole Environment)、国际长期生态监测研究网络(ILTER)、生物多样性和生态系统服务政府间科学—政策平台(IPBES)、生物多样性计划(DIVERSITAS)、通量观测研究计划(FluxNet)等国际重大研究计划的进展和趋势,并就山洪泥石流风险分析与管理、碳通量空间格局及生物地理生态学机制、农田地力提升和湖泊富营养化治理等领域的前沿科学问题和研究进展作了系统阐释。基于8位报告人的演讲,本文评述了8个报告的主要内容和亮点工作,分析了国际生态环境领域重大国际研究计划的发展趋势及其对中国生态系统研究的启示,讨论了中国相关领域的科学研究方向和主要问题。     

基于生态系统的适应(EBA)——概念、工具和案例

生物多样性公约将基于生态系统的适应(Ecosystem-Based Adaptation)(简称EBA)定义为:在总体适应战略中,利用生物多样性和生态系统服务,帮助人类适应气候变化的不利影响。随着气候变化对当今社会可持续性的影响不断增加,EBA正在成为国际社会适应气候变化的政策和行动支柱之一。介绍国际上EBA概念的历史由来、相关定义与特点进行,阐述了EBA的应用原则和相关分析工具,简要分析总结了国际上实施EBA项目取得的经验教训。     

2007—2019年中国城市土地价格的空间分化

土地价格是城市综合发展水平的反映,厘清中国城市土地价格的时空演变特征及其成因,有助于从宏观上把握地区间的发展差异。本文以地级行政区为研究对象,系统分析2007—2019年中国332个城市综合土地价格和住宅、商服、工矿仓储用地价格的演变特征及驱动因素,主要结论如下：① 2007—2019年间中国城市综合地价呈现显著的上涨趋势,由2007年的392.34元/m²上升至2019年的1357.31元/m²,年均增长80.73元/m²;地价水平在空间上呈现“东南高,西北低”的格局。② 三种主要地类的价格及增速高低依次为：住宅用地>商服用地>工矿仓储用地,发展逐渐分化,差距不断扩大。③ 不同等级城市的土地价格逐渐分化为三类：高速增长型（一线城市）、平稳增长型（新一线城市和二线城市）和缓慢增长型（三线城市、四线城市和五线城市）,呈现出明显的“马太效应”。④ 人均地区生产总值、人口密度和普通中小学学校数越高的城市,各类土地价格越高;本地人均地区生产总值、第二产业占比和第三产业占比越高的城市,其相邻城市的住宅和商服地价越高,工矿仓储地价越低。     

基于“功能节点—关键廊道”的城市生态安全格局构建——以深圳市为例

城市生态安全格局构建是综合协调生态保护与经济发展的重要举措,对于合理配置有限的生态资源并最大限度发挥其生态作用具有重要意义。本文以深圳市为例,在生态功能节点识别的基础上,结合景观的生态系统服务价值,根据耗费距离模型,生成生态功能耗费表面,并进行最短路径网络分析,在此基础上提取核心斑块、关键生态廊道。结果表明：各景观类型的生态阻力值,林地阻力最小,且远小于其他景观类型生态阻力值;生态功能耗费梯度表面的分布呈现围绕生态功能节点向周围辐散递减的趋势,东部地区较西部西南部建成区低;核心斑块的大小和形状均存在不同程度的差异,较大的斑块集中分布在东部地区,且对应的节点级别较高;所识别的关键廊道共有4条,空间位置大体上落在基本生态控制线内,羊台山向塘朗山的廊道外缘与基本生态控制线存在冲突,需要对该区域加以管控。建议一方面适时调整生态控制线范围并将冲突部分纳入生态控制线之内,另一方面对该地区进行必要的监管和保护,防止受到进一步破坏。     

近年来生态学研究热点透视——基于“中国生态大讲堂”100期主题演讲的总结

“中国生态大讲堂”(China Ecological Forum, CEF)是一个中国生态学领域的综合学术论坛;它以“传播新知识,交流新思想,展示新成果”为宗旨,举办系列学术讲座、春冬季专题研讨会、高级研讨班以及焦点论坛等学术交流活动。自2005年创办以来,“中国生态大讲堂”已经组织了100期主题演讲和12次大型学术研讨会、6次专题研讨会、2次高级研讨班,成为广大科研人员进行学术交流的重要平台。迄今,已有300人次的知名科学家、中青年学者在大讲堂作了学术讲演,其中150人次是来自国外研究机构的知名学者。从近年来演讲的主题来看,“气候变化与生态系统适应性”、“生态系统评估和管理”和“生态系统服务”等是生态学研究的热点问题。自2009年以来,根据“中国生态大讲堂”研讨会整理出版的《中国生态大讲堂系列丛书》已经出版了5本,涵盖了当前生态学研究的主要领域及其关键科学问题,反映了当代生态学研究的科学前沿。本文通过对“中国生态大讲堂”讲座和研讨会主题的梳理,探讨了近年来生态学研究前沿领域和热点问题,希望能为中国生态系统研究者提供参考。     

2000—2019年新疆大型湖泊湖冰物候时空变化特征

湖冰物候变化特征是全球气候变化过程的重要指示器。通过长时间序列MODIS数据、Landsat数据提取的湖泊数据集,综合分析了2000—2019年新疆大型湖泊湖冰物候的变化特征。结果表明：（1） 近20 a新疆大型湖泊的开始冻结日呈现提前和推迟2种变化趋势,开始冻结日呈现推迟趋势的湖泊分别为博斯腾湖、赛里木湖、艾比湖、吉力湖、乌伦古湖、萨利吉勒干南库勒湖和鲸鱼湖,且大部分湖泊的开始冻结日推迟趋势在0.51~1.53 d·a^-1之间;开始冻结日呈现提前趋势的湖泊有3个,分别为阿牙克库木湖（变化趋势为-1.04 d·a^-1）、阿克赛钦湖（变化趋势为-0.41 d·a^-1）、阿其克库勒湖（-0.31 d·a^-1）。（2） 湖冰完全覆盖期是重要的湖冰参数,湖冰覆盖期的延长或者缩短能够直接表示区域气候变化过程,新疆大部分湖泊湖冰覆盖期表现为缩短趋势,其中分布在新疆中北部的艾比湖、吉力湖和博斯腾湖等湖泊的湖冰覆盖期缩短较为明显,变化趋势分别为-1.76 d·a^-1、-2.13 d·a^-1和-0.81 d·a^-1;冰完全覆盖期延长的湖泊有3个,分别为阿牙克库木湖、阿其克库勒湖和鲸鱼湖,变化趋势分别为3.51 d·a^-1、1.54 d·a^-1和1.37 d·a^-1,这些湖泊均匀分布在昆仑山高原北翼。（3） 新疆大型湖泊湖冰物候变化特征是受其自身条件（湖泊形态因子、湖泊面积等）及气候变化（气温、降水量等）等多种因素共同作用的结果。本研究探讨了气候变化环境下的新疆大型湖泊湖冰物候的冻融趋势及其变化模式,同时应用不同遥感数据和研究方法识别了湖冰,证实了MODIS数据反演湖冰物候的可行性。     

“第三极环境(TPE)”国际计划——应对区域未来环境生态重大挑战问题的国际计划①

以青藏高原为核心的世界第三极地区,是全球最独特的地质—地理—资源—生态耦合系统之一,对中国、北半球乃至全球环境变化具有重要的影响。同时,第三极地区对全球环境变化及周边人类活动的影响亦有敏感响应,同南极和北极一样受到科技界的高度重视。2009年,“第三极环境(Third Pole Environment,TPE)”国际计划正式启动。该计划以“水—冰—气—生—人类活动”之间的相互作用为主题,旨在解决第三极地区过去环境变化的时空特征、冰圈与水圈相互作用及其灾害过程、生态系统对环境变化的影响和响应、人类活动对该地区环境变化的影响及该地区环境变化的适应对策等科学问题,以揭示第三极地区环境变化过程与机制及其对全球环境变化的影响和响应规律,从而为提高这一地区人类对自然的适应能力和实现人与自然和谐相处服务。该计划自启动以来,以TPE科学委员会及TPE项目办公室为依托,,有效执行各种实施方案,已经在第三极冰川变化、季风与西风相互作用、台站建设、数据共享及人才培养等方面取得了很大的进展。今后,将进一步扩展研究领域和研究地区,与未来地球计划(Future Earth)相对接,为第三极地区生态环境改善和社会经济发展作出更大贡献。     

Soil erosion in China based on the 2000 national remote sensing survey

This paper discussed the spatial distribution of soil erosion in China at the end of the 20th century based on the second national soil erosion survey. The result indicated soil erosion is still the prime environmental problem in China. Soil erosion mainly occurs in the western regions of China, and the slight erosion type, ion the whole, exerts the greatest impact on soil erosion pattern. The distribution of water erosion shows the impact of landforms: slight water erosion mainly in mountainous and hilly areas, and half of violent water erosion on the loess landforms. Farmland, forestland and grassland are the major land use types of slight hydraulic erosion distribution, while the serious hydraulic erosion and slight wind erosion mainly occur on grassland. Thus, the conservation of the grassland is the key to either hydraulic and wind erosion control. The huangmian soil (a major type of cultivated soil developed from loess mother material) is the one facing the most serious threat from soil erosion in Chinas soil resources. Further discussion on the soil erosion distribution still needs more research on the method and relevant data analysis.     

Soil erosion in China based on the 2000 national remote sensing survey

This paper discussed the spatial distribution of soil erosion in China at the end of the 20th century based on the second national soil erosion survey. The result indicated soil erosion is still the prime environmental problem in China. Soil erosion mainly occurs in the western regions of China, and the slight erosion type, ion the whole, exerts the greatest impact on soil erosion pattern. The distribution of water erosion shows the impact of landforms: slight water erosion mainly in mountainous and hilly areas, and half of violent water erosion on the loess landforms. Farmland, forestland and grassland are the major land use types of slight hydraulic erosion distribution, while the serious hydraulic erosion and slight wind erosion mainly occur on grassland. Thus, the conservation of the grassland is the key to either hydraulic and wind erosion control. The huangmian soil (a major type of cultivated soil developed from loess mother material) is the one facing the most serious threat from soil erosion in Chinas soil resources. Further discussion on the soil erosion distribution still needs more research on the method and relevant data analysis.     

生态退耕对中国农田生产力的影响(英文)

The changes in cropland quantity and quality due to land use are critical concerns to national food security, particularly for China. Despite the significant ecological effects, the ecological restoration program (ERP), started from 1999, has evidently altered the spatial patterns of China’s cropland and agricultural productivity. Based on cropland dynamic data from 2000 to 2008 primarily derived from satellite images with a 30-m resolution and satellite-based net primary productivity models, we identified the impacts on agricultural productivity caused by ERP, including "Grain for Green" Program (GFGP) and "Reclaimed Cropland to Lake" (RCTL) Program. Our results indicated that the agricultural productivity lost with a rate of 132.67×104 t/a due to ERP, which accounted for 44.01% of the total loss rate caused by land use changes during 2000-2005. During 2005-2008, the loss rate due to ERP decreased to 77.18×104 t/a, which was equivalent to 58.17% of that in the first five years and 30.22% of the total loss rate caused by land use changes. The agricultural productivity loss from 2000-2008 caused by ERP was more attributed to GFGP (about 70%) than RCTL. Although ERP had a certain influence on cropland productivity during 2000-2008, its effect was still much less than that of urbanization; moreover, ERP was already converted from the project implementation phase to the consolidation phase.     

国家重点生态功能区生态状况变化与保护成效评估——以海南岛中部山区国家重点生态功能区为例

自2000年提出生态功能保护区的概念以来,历时17年不断探索和发展完善,中国已经形成了一批国家重点生态功能区和相关配套政策,成为生态保护红线划定的重要依据和主体功能区战略实施的主要组成,对保障国家生态安全和优化国土空间格局具有十分重要的意义。海南岛中部山区在2001年成为国家生态功能保护区试点,2010年被确定为国家重点生态功能区,是较早实施生态功能保护的重点管控区域之一。本文以海南岛中部山区热带雨林重点生态功能区为研究区域,综合利用多源卫星遥感数据和地面观测统计数据,集成地统计学和生态评估模型模拟方法,以生态系统格局、植被长势、服务功能为主要评估内容,通过时空尺度拓展和多维时空对比分析,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效。结果发现：① 2013年功能区森林面积占比为84.5%,显著高于海南岛平均水平。1990-2013年功能区内建设用地逐渐增加。2010年功能区实施后,人类活动强度仍然呈现持续增加态势,面积比例从0.5%增加到0.8%,主要表现为城镇建设和耕地开垦。② 功能区水源涵养服务功能明显优于功能区外部,1990-2013年水源涵养服务功能总体上略有增加,但是不同时间段的波动变化明显,特别是1990-2000年和2000-2013年两个时间段内均表现为先减少后增加的变化特征。功能区单位面积的水源涵养量为51.78万m²/km²,明显高于功能区外部。③ 功能区土壤保持服务功能明显要优于功能区外部,1990-2013年表现出剧烈波动、稳定性较差。功能区单位面积的土壤保持量为1.95万t/km²,明显高于功能区外部。④ 功能区人类扰动指数明显小于功能区外部,生物多样性威胁程度明显偏小,有利于生物多样性的保护。功能区平均人类扰动指数为0.3664,比功能区外部低0.1152。1990-2013年功能区外部人类扰动指数变化幅度为0.0152,约为功能区内部变化幅度的5.31倍。特别是2010-2013年,功能区内部人类扰动指数增加幅度要明显小于功能区外部。     

三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估

基于生态系统结构--服务动态过程趋势分析,针对生态保护与建设工程预期目标,构建了由生态系统结构,质量,服务及其变化因素构成的生态成效评估指标体系,研究发展野外观测,遥感监测和生态过程定量模拟一体化的监测评估技术体系,评估了三江源生态保护和建设一期工程的生态成效.结果表明:工程实施8年以来,三江源区宏观生态状况趋好但尚未达到1970s比较好的生态状况,草地持续退化趋势得到初步遏制但难以达到预期"草地植被盖度提高平均20%~40%"的目标,水体与湿地生态系统整体有所恢复,生态系统水源涵养和流域水供给能力提高,区域水源涵养量达到了增加13.20亿m³目标;重点工程区内生态恢复程度好于非工程区,除了气候影响以外,工程的实施对促进植被恢复具有明显而积极的作用;然而,草地退化局面没有获得根本性扭转,工程实施尚未遏制土壤水蚀增加趋势,一期工程局部性和初步性特点突显出三江源区生态保护任务的长期性和艰巨性.     

长白山自然保护区生态环境质量的遥感评价

人类的生存质量与生态环境密切相关,利用遥感技术可快速地进行生态环境质量评价,为区域生态环境的治理、改善以及发展规划提供重要参考。本文以长白山自然保护区为例,选取1995、2007年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度等指标,利用主成分分析法,依据新型遥感生态指数RSEI对长白山自然保护区1995-2015年的生态环境进行评价,结果表明：①绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区域生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大;②该区域1995、2007、2015年生态指数优良等级所占比例依次为49.520%、66.508%、76.189%,同时RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%。生态环境质量整体不断改善,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及一系列生态保育措施起到了一定作用;而天池周边生态环境质量有所下降可能与旅游活动的快速发展有关;③逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;而裸露、干化地表的治理则是改善生态环境质量的关键。     

Analysis of ecological quality in Lhasa Metropolitan Area during 1990–2017 based on remote sensing and Google Earth Engine platform

Based on a total of 519 images,the composite images with the lowest possible cloud cover were generated at pixel level with image synthesis method on Google Earth En-gine(GEE)platform.The Remote Sensing Ecological Index(RSEI)was adopted,and calcu-lated in an efficient way with the assistance of parallel cloud computing of the GEE platform.The RSEI was used in this paper to evaluate and monitor the eco-environmental quality of the Lhasa Metropolitan Area.Results show that:(1)The ecological quality is better in the west than in the east of Lhasa Metropolitan Area,with Lhasa as an approximate dividing point.The ecological quality improved and then deteriorated dramatically before 2000,with the mean RSEI value dropping from 0.51 to 0.46;the trend was followed by a gradual increase up until 2017,with the mean RSEI value increased from 0.46 to 0.55.(2)The RSEI is weakly and positively correlated with socioeconomic indicators.This indicates that the population growth and economic development did not negatively influence the ecological quality,but actually boosted it.(3)The GEE can serve as an efficient computing platform for the assessment and monitoring of eco-environmental quality in vast regions.     

Construction of ecological security patterns and ecological restoration zones in the city of Ningbo,China

Journal of Geographical Sciences - Studying an ecological restoration zoning process under the background of ecological security patterns is of great significance to the rapid adjustment and...     

2000-2018年克孜河流域生态系统脆弱性、服务功能价值及风险评价

在人类活动强度不断增加的情境下,掌握区域生态环境质量现状,可为区域生态风险防范提供科学支持.基于2000、2010、2018年遥感影像数据,采用主成分分析方法、生态系统服务功能价值及生态风险模型,探究克孜河流域生态脆弱性、服务功能价值及风险的时空分异特征.结果表明:(1)克孜河流域重度脆弱区面积明显增长,18年增长20...     

Assessment of biochemical concentrations of vegetation using remote sensing technology

The main biochemicals (such as lignin, protein, cellulose, sugar, starch, chlorophyll and water) of vegetation are directly or indirectly involved in major ecological processes, such as the functions of terrestrial ecosystems (i.e., nutrient-cycling processes, primary production, and decomposition). Remote sensing techniques provide a very convenient way of data acquisition capable of covering a large area several times during one season, so it can play a unique and essential role provided that we can relate remote sensing measurements to the biochemical characteristics of the Earth surface in a reliable and operational way. The application of remote sensing techniques for the estimation of canopy biochemicals was reviewed. Three methods of estimating biochemical concentrations of vegetation were included in this paper: index, stepwise multiple linear regression, and stepwise multiple linear regression based on a model of the forest crown. In addition, the vitality and potential applying value are stressed.