基于RS和GIS的内蒙古多伦县土地利用变化对生态服务价值的影响

采用内蒙古多伦县1987年、1995年、2000年和2005年的TM影像,运用GIS方法提取了各年的多伦县土地利用动态变化数据。采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对多伦县土地利用数据进行分析处理,测算了多伦县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1987~2005年间多伦县土地利用变化十分剧烈,耕地、林地、城镇用地、水域面积呈增加趋势,草地、未利用地面积呈减少趋势。土地利用类型主要由未利用地和草地向林地、耕地变更,并且草地和未利用地面积持续减少,林地和城镇用地面积呈持续增加趋势;多伦县生态系统服务价值1987~1995年间呈下降趋势,而1995~2005年间呈增加趋势,其生态系统服务价值处于可持续发展状态;耕地、林地和草地生态系统服务价值占多伦县总生态系统服务价值的比例较大,耕地、林地和水域的生态系统服务价值均呈增加趋势,而草地和未利用地生态系统服务价值呈减少趋势;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明多伦县生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性,研究结果可信。     

亚热带马尼拉草坪生态系统呼吸昼夜变化研究初报

采用Li-8100对亚热带马尼拉草坪生态系统呼吸及其分室昼夜动态进行研究,结果表明,草坪生态系统呼吸、土壤呼吸和植物地上部分呼吸速率的昼夜变化均表现为单峰曲线,呼吸速率日最高值出现在中午13：00～14：00;草坪生态系统的呼吸速率最低值只出现在6月的7：00左右,其他月份的最低值出现在23：00～2：00;土壤呼吸速率的最低值出现在4月和6月的7：00左右,8月则在2：00达最低值,11月土壤呼吸速率波动不大,极值不太明显．生态系统呼吸速率始终表现为白天高于夜间．4月、6月、8月和11月生态系统呼吸的日排放C量分别为27．30、43．94、44．79和25．18g m^2d^-1．6月、8月和11月土壤日呼吸量占整个生态系统日呼吸总量的比例大约为50％,远小于4月的74％．除11月外,生态系统、土壤总呼吸速率的昼夜变化均与5cm土温呈显著的指数相关．草坪生态系统呼吸的Q10值大小顺序为4月〉11月〉6月〉8月,土壤总呼吸的Q10值大小顺序为6月〉4月〉8月〉11月;除11月外,土壤呼吸的Q10值大于生态系统呼吸．     

北屯绿洲生态系统耗散特性分析

 利用耗散结构理论,对新疆北屯绿洲生态系统的结构和功能进行了分析。在绿洲发展演化过程中,绿洲与荒漠形成既相互矛盾又协调共生的非线性变幻局势,人为活动已成为绿洲涨落的主要原因。利用能值分析方法探讨了北屯绿洲农业生态系统的能量耗散过程,结果显示:北屯绿洲农业生态系统投入的太阳能值总值为9.70×1019 sej,而输出的太阳能值总值为6.56×1020 sej,输出高于投入,是一个能值输出型的生态系统。需要人为输入能量,引入物质、知识、技术等负熵,增加系统信息量。最后,提出积极引入负熵流的负反馈策略,使人的主观行为与环境质量、生物生产力水平相统一,构建合理的绿洲生态农业结构,达到生物与环境相协调,发挥生物共生互利优势原则,最终实现绿洲生态、环境、经济的可持续发展。     

对生态补偿概念及两个研究层面的反思

对生态补偿的基本语义进行解析,提出了一种以损失性境遇与补偿关系域为基本元素的分析模式。强调生态补偿的研究与实践必须物质与价值层面并举,且以前者为指归。生态补偿在自然科学方面的深层机理与准则还有待深入研究,才能指导生态补偿在经济、法律等其他层面的正确认识与实践。指出生态效益价值计量与生态补偿没有实质性的联系;“生态效益补偿”是一个容易引起误解的观念或概念。补偿标准基本的考量在成本、包括机会成本一面,不在效益一面;既实现生产者剩余又实现消费者剩余,是合珲补偿的基本前撂。     

亚热带马尼拉草坪生态系统CO_2净交换量测定方法比较

利用IRGA法和GC法,同步观测了3种天气(晴天、多云、阴天)条件下福州市江滨公园马尼拉草坪生态系统CO2净交换量(NEE)的白昼动态变化,比较IRGA法和GC法透明通量箱对观测样点环境的影响程度,并探讨其对NEE观测结果的影响.结果表明:在单次观测结束时,IRGA法通量箱对样点环境的扰动小于GC法,晴天白天二者箱内的平均升温分别为1.79℃和2.33℃,箱内平均光合有效辐射(PAR)降低幅度分别为11.00%和21.00%.3种天气情况下,IRGA法与GC法观测的NEE白天变化趋势较一致,但3种天气相同时段内GC法测定的NEE平均值比IRGA法高3.17μmol·m-2·s-1,二者的差异在中午最大,在清晨和傍晚较小.IRGA法比GC法可以更为准确地测量草坪NEE.     

渤海生态系统健康评价及对策研究

根据2014~2016年渤海各航次监测数据,选择22项因子构建表征研究区水环境、沉积环境、生态系统健康状态的评价指标体系,利用AHP层次分析方法对渤海生态系统的健康状况进行了评价。结果表明,渤海综合生态指数CEI为0.643,健康等级为中级,表明渤海生态系统整体处于亚健康的状态。生态健康较差和差的区域主要集中在莱州湾-渤海湾及其毗连地带的黄河三角洲地区;唐山-秦皇岛-葫芦岛近海及其纵深海域大体处于中级健康水准;渤海中部海区及其毗连的渤海海峡区域,海洋生态健康水平较高。根据评价结果,认为陆源输入、围填海工程是莱州湾和渤海湾的主要胁迫因子,并探讨了相应对策,以期为渤海的综合管理提供决策支持。     

基于贝叶斯机器学习的生态模型参数优化方法研究

参数优化方法是准确估计生态模型参数、降低其不确定性的有效手段。本文提出一种基于贝叶斯机器学习的No-U-Turn Sampler（NUTS）生态模型参数优化方法。NUTS是一种高效的参数优化方法,每次取样中利用递归算法生成候选参数集（二叉树）推断参数的后验信息,如果满足约束条件“非U型回转”,不断构建子树更新参数;否则,记录本次抽样的“最优”参数集,并开始下一次取样,直到获取足够样本。该算法在每次取样中充分优化参数,避免因随机游走行为产生冗余抽样,提高了参数优化效率。本文以千烟洲亚热带人工针叶林碳通量模拟为例,基于Pymc3框架利用NUTS参数优化方法实现了碳通量（Net Ecosystem Exchange,NEE）模型参数反演,并与Metropolis-Hastings（MH）方法进行对比。结果表明,本文算法的参数值达到稳定波动时的抽样次数减少了85%左右,参数优化效率提升3倍左右。参数优化后,2种NEE模型中7个参数不确定性降低10%~53%。此外,NEE模拟效果明显提升,模拟值与实测值的R²分别提高23%和17%,RMSE分别降低3%和4%。综上所述,本文提出的参数优化方法对生态领域的参数估计或数据同化工作具有一定的借鉴意义。     

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.     

三江平原土地利用变化对水体中铁环境行为的影响

三江平原湿地农田化对铁的赋存形态、迁移转化特征及输出量产生影响。以湿地沼泽水体和稻田水体为研究对象,利用切向超滤技术分离铁的形态,研究土地利用变化前后铁的形态、迁移转化特征的差异。结果表明：湿地农田化后水体中可溶态总铁质量浓度下降16.9%;由于水体pH值的升高,Fe²⁺质量浓度下降56.3%,非溶解态酸性不稳定铁含量显著升高。沼泽水和稻田水在迁移过程中,铁均以络合态铁和酸性不稳定态铁2种形态迁移。沼泽水在迁移过程中Fe2+和络合态铁含量下降,酸性不稳定态铁含量升高,胶体态铁含量变化不大;稻田水在迁移过程中,络合态铁和酸性不稳定态铁含量下降,Fe²⁺和胶体态铁含量较稳定。2种水体铁形态的转化有较大差异：日间沼泽水中非溶解态的酸性不稳定态铁向可溶态铁转化;稻田水体可溶态铁向酸性不稳定态铁转化。     

我国生态系统研究的发展趋势与优先领域

进入21世纪以来,生态系统研究取得了重要进展,在国际上形成了一系列的研究热点,包括生物多样性与生态系统功能、生态系统管理、生态风险与生态安全、全球变化的生态响应与效应等,表现出向着机理深化、多尺度系统监测与模拟、社会经济自然综合评价与管理对策等多维方向发展的总体趋势。中国的资源环境问题已经成为经济社会发展所面临的重要挑战。为应对挑战,我国已经开展了大规模生态保护、生态恢复重建等方面的生态工程,从而对生态系统研究提出了一系列亟待解决的科学问题。在综合分析中国国情和国际学术研究前沿领域与发展趋势的基础上,本文提出了我国未来生态系统研究的优先领域和重点方向。