草地改良对陆地生态系统养分的影响--以福建省建瓯市牛坑龙草地生态系统试验站为例

Both land use/land cover change (LUCC) and the effects of nutrients cycles on terrestrial ecosystems and biodiversity are key environmental problems in the 21st century (Yang etal., 2002; Li, 1996; Bai and Bai, 1998). Land cover change is the accumulated result of land use, which includes three types, i.e., deterioration, transition and amelioration of land cover (Cai, 2001). The nutrient cycle is the main functional process to maintain stability and production of an ecosystem. Land cover …     

土地利用与生态文明:实证研究

生态文明建设的目标是实现人与自然的和谐共生。国土是生态文明建设的空间载体。土地利用的方式或行为反映土地资源集约节约利用水平,导致不同的生态环境效应,从而影响区域生态文明建设水平。本专辑"土地利用与生态文明"通过优选14篇代表性论文,从土地利用效率、土地生态演化、土地多功能权衡、土地生态系统服务和土地生态风险等方面,探讨了生态文明视域下的土地利用管理理论和方法,为形成生态文明的土地利用方式、行为和制度体系提供了实践参考。本专辑研究层次多样,文献覆盖村庄、县域、省域等多级研究尺度,山地、平原和丘陵等多种地貌类型,以及华东、华中、西北、长江经济带和日本等国内外土地利用典型地区;研究方法前沿实用,包括文献研究法、分形理论、定性比较分析、VAR模型、计量经济学方法等多学科研究方法;研究主题鲜明,聚焦当前土地利用过程中的热点话题与突出问题,对土地生态效率、空间行为特征、土地利用结构优化、生态风险评价等土地利用热点问题进行了深入探讨,其中既有对耕地撂荒、土地利用风险等当前迫切的土地利用问题的文献梳理与述评,也尝试对农村景观和生态系统的多功能进行权衡与协同分析,为破解生态文明视域下的土地利用问题提供了理论与实证依据。本专辑从现实与理念等全方面、多层次地反映了以生态文明理念指导土地利用的现实迫切性,并从方法和研究框架等方面提供了理论指导与技术支撑。最后,提出了未来生态文明视域下土地利用研究领域需重点关注的五大热点方向:土地利用结构的生态化管理、土地利用过程的生态演化机理、土地生态利用模式、土地生态安全格局预警与调控、土地利用行为的生态化管控。     

雄安新区生态系统服务簇权衡与协同

河北雄安新区建设是千年大计、国家大事。在生态优先、绿色发展理念引领下,深入理解生态系统服务间关系对于优化国土空间开发保护、实现自然资源可持续管理具有重要意义。本文基于多源数据评估了雄安新区四种生态系统服务,分析了生态系统服务间关系,并利用自组织映射特征网络划分了生态系统服务簇,以期为新区统筹权衡规划建设提供科学依据。研究结果表明：雄安新区生物多样性维持服务供给总体呈从东北向西南递增;食物供给服务在安新县与容城县供给较高,在雄县供给较低;产水服务供给以西南部地区较高,东北部地区较低;娱乐服务供给则以中北部地区较高,西南部地区较低。不同类型生态系统服务间多为协同关系,少为权衡关系。识别出四种生态系统服务簇,不同服务簇的主要土地利用类型及服务供给特点均存在差异,食物供给簇以旱地为主,主要提供食物供给服务;文化娱乐簇也以旱地为主,主要提供娱乐服务;生态保育簇以水域、旱地和林地为主,主要提供生物多样性维持服务;城镇生活簇则以建设用地为主,也包括少部分水田,主要以产水服务较高。根据不同生态系统服务供给间关系特征,为新区合理确定土地利用变更时序与位置以及促进多重生态系统服务可持续供给提出了建议。     

农业干旱风险研究进展

农业干旱风险分析是近年来兴起的一个新的研究领域,这一研究不仅是农业旱灾风险管理的基础和前提,也是农业干旱风险区划和灾前损失预评估的理论基础。本文系统阐述了农业旱灾风险的内涵及构成要素、风险分析体系及研究现状,在此基础上指出,依据自然灾害风险分析基本原理,从农业旱灾危害性以及承灾体脆弱性角度系统地建立农业旱灾综合风险分析程序框架和指标体系,尤其是开发针对每一风险要素的、动态的数学模型和指标体系是当前干旱灾害风险时空格局研究的当务之急。     

淮海经济区生态系统服务价值演变与安全格局优化（英文）

土地利用变化引起的生态环境效应受到全球关注。作为淮河生态经济带核心组成的淮海经济区,其土地利用、生态安全与区域经济发展发生着互馈演变。基于Google Earth Engine (GEE)提取多期土地利用数据,借助生态系统服务价值（ESV）评估以及最小累计阻力模型（MCR）,探讨了1998–2018年淮海经济区的ESV演变的时空分异特征,优化了区域生态安全格局（ESP）。研究表明：ESV强度存在明显的空间分异,呈东北高、西南低的特征。中值ESV区面积比重最大,高、低值ESV区的占比较小。ESV呈现等级下降与升高并存的时空分异特征。从发展时段看,ESV等级变化呈现向好趋势。生态安全格局优化中,优化识别重要生态源地26个,主要景观生态廊道22条、生态战略节点65个,中水平生态安全区占比最大。ESV和ESP发生变化的主要原因与当地自然资源的变化和政府保护政策的改变与调整密切相关。研究结果可为跨省区的国土空间保护、制定可持续发展战略提供参考。     

中国县域耕地与农业劳动力变化的时空耦合关系

利用1996 年、2000 年和2005 年中国县域耕地与农业劳动力数据,基于GIS 技术和模型方法,分析了县域耕地面积与农业劳动力变化态势及其时空耦合特征。研究表明：① 县域耕地面积和农业劳动力变化均呈先增后减态势。1996-2000 年,耕地总量、劳动力数量分别增长2.70%和1.40%;2000-2005 年,耕地总量、劳动力数量分别减少1.51%和8.18%。②“胡焕庸线”是刻画中国耕地和劳动力变化格局的重要分界线。沿此线带状区域内因退耕还林造成耕地快速减少,而农业劳动力转移滞后;其西北部区域耕地快速增加,农业劳动力也在增长;其东南部区域耕地明显减少,而农业劳动力减少速度更快,二者呈现协调态势。③ 耕地非农化进程中县域劳动力转移效率呈下降趋势。1996-2000 年和2000-2005 年,全国分别有447 个和505 个县域的耕地减少和劳动力转移呈良性变化,90%的县域劳耕弹性系数(LFEC) 的中位数分别为4.58 和2.97。④ 基于SOM自组织特征映射神经网络聚类方法,可将1996-2005 年中国县域耕地与劳动力变化的耦合特征划分为9大类型区。多情景模拟分析表明,2005-2015年的LFEC趋势值为2.55。     

江苏固城湖流域1951-2000年农业非点源氮、磷输移的数值模拟研究

选择位于长江下游的固城湖流域作为研究区域,基于分布式流域水文模型SWAT,采用数值模拟的手段,反演了1951～2000年流域农业非点源氮、磷的输移规律。模拟结果与实测值的一致性反映了模型的良好模拟能力。比较两个时段的模拟结果发现,1981～2000年,流域农业非点源氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.82mg/L和411.88×10³kg/a,总磷0.084mg/L和43.04×10³kg/a;远高于1951～1960年的氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.22mg/L和49.55×10³kg/a,总磷0.036mg/L和7.67×10³kg/a。模拟主要反映了流域下垫面条件和农作物耕作模式对农业非点源氮、磷浓度及输移量的影响。     

草原生态系统模式中参数不确定性导致的模拟结果不确定性研究

基于五变量草原生态系统理论模式,应用与参数有关的条件非线性最优扰动(CNOP-P)方法,探讨了由参数不确定性导致的草原生态系统模式模拟结果的不确定性问题。参数的不确定性可能来源于观测和（或）对物理过程描述等的不确定性。选取了五变量草原生态系统模式中具有物理意义的32个模式参数进行数值试验。试验结果表明,对所考察的32个模式参数,在一定的不确定性和给定的优化时刻范围内,单独优化每个参数所得CNOP-Ps的联合模态与同时优化32个参数所得CNOP-P的模态并不相同。比较了上述两类参数误差以及随机参数误差对草原生态系统模拟的差异。随机参数误差与上述优化方法所得参数误差的不确定性范围大小相同。数值结果表明,同时优化32个参数所得 CNOP-P 类型参数误差使得草原生态系统模拟的不确定性程度最大。这种影响表现在使得草原生态系统转变为沙漠生态系统,或者使得草原生态系统转变为具有更多生草量的草原生态系统。上述数值结果不依赖于优化时间和参数不确定性程度的大小。这些数值结果建议我们应当考虑多参数的非线性相互作用来研究草原生态系统模式模拟的不确定性问题,并且揭示出CNOP-P方法是讨论上述问题的一个有用的工具。     

我国历史农业灾害信息化资源开发与利用

农业灾害历史资源可用于灾荒历史、农业灾害风险评估、区域社会经济可持续发展等项目研究中,其开发和信息化利用是农业灾害研究和农业减灾实践领域极为重要的基础性工作。我国历史灾荒资料具有数量多、分布广、连续性强、记录信息全面等特点,据此可以建立3种自然灾害历史资源数据库,面对灾害研究和减灾实践工作者开放,实现自然灾害资源共享,彻底解决我国历史灾荒资源难以充分开发利用的问题。（1）通过对自然灾害史料的全面普查和评估,按照农业气象灾害、农业生物灾害、农业环境灾害和农业减灾防灾四项确立自然灾害历史文献数据库。（2）以此为基础对所能利用的灾害史料进行信息化处理,依据灾期、灾区、灾种、灾情四大要素分类编排,建立自然灾害历史信息数据库。（3）借鉴历史灾荒资料灾度等级量化方法,开展历史灾荒评估工作,对灾害信息数据库中的全部资料分等定级,建立历史自然灾害量化数据库。利用这三种数据库建立研究平台,开展历史农业灾害时空分布、农业灾害风险评价等研究工作。     

土地质量地球化学评估与绿色产能评价研究:以吉林大安市为例

做好土地资源数量管控,加强耕地质量管理和生态管护是当前的一项非常重要的工作。选择吉林省大安市东南区域为研究对象,进行土地质量地球化学评估,并融合污染元素进行农用地分等研究。结果表明研究区内评定为三等及以上的土壤占全区总面积的72.61%,研究区土地质量总体较好,优质和优良土地分布面积较大,主要为黑钙土,差等的土地主要为盐碱土或盐化草甸土。尝试性地将农用地分等成果中的产能评价和土地质量地球化学评估中的元素含量评价结合,开展了绿色产能评价。