Research Advances of Coastal Ecological Carrying Capacity Evaluation Based on Sustainable Projects Plan

Coastal area is the region with the highest degree of economic and social development and the largest ecological stress in current China, where the proportions and the spatial patterns of developed coastal resource and environment are determined by projects planning. Ecological carrying capacity evaluation is the necessary prerequisite for sustainable utilization of natural resources and protecting ecological environment to ensure healthy and sustainable economic and social development to project planning. Based on the pressure types of projects planning on resources and environment, the concept and contents of coastal ecological carrying capacity were redefined for enhancing the practical value of ecological carrying capacity evaluation. The domestic and foreign research progress and advances related with coastal ecological carrying capacity evaluation were reviewed, which included habitat suitability evaluation, suitability assessment of construction land development, reclamation suitability evaluation and assessment of sea water environmental capacity. The conclusion noted that domestic research of coastal ecological carrying capacity needs to build a complete system of ecological carrying capacity evaluation methodology based on extensive reference to foreign research results, and quantitative evaluation and spatial visualization research related with coastal ecological carrying capacity should be carried out to provide strong support for ecological civilization process of economy and society in coustal areas.     

浙江省城市化和城市土地集约利用的时空耦合关系

基于城市化与城市土地集约利用的综合评价指标体系,对浙江省城市化水平和城市土地集约利用进行测度,然后构建城市化水平和城市土地集约利用度的耦合协调发展度模型,采用ArcGIS10.2进行时空差异分析。结果表明:各个城市的城市化和城市土地集约利用耦合协调度都在逐年优化,协调水平较好,城市发展呈现上升态势;两者耦合协调发展水平空间差异显著,呈现出片状分区集聚的特征。北部耦合协调度高,处于协调期,南部呈东西分化状态,其中西部衢州、丽水两市处于拮抗期,东部城市大都处于磨合期。     

基于PSR模型的区域土地利用可持续性分析——以山东省济南市为例

山东省济南市是我国中部地区最为重要的城市之一。近年来,随着经济的不断发展,济南市土地可持续性利用问题成为了学术界研究的热点之一。该文主要运用了PSR模型,从压力-状态-响应3个方面选取了9个指标,构建了土地利用可持续性评价指标体系及模型,对山东省济南市进行了评价。研究结果表明,济南市土地利用可持续性整体上有了一定的提高,在未来发展中,济南市要始终注重耕地保护,用养结合,提高土地的可持续利用程度。     

基于LUR的二氧化氮浓度空间分布模拟及其下垫面影响因素分析

随着经济的快速发展,空气污染已经成为当今重要的环境问题,引起公众的广泛关注,二氧化氮（NO₂）作为主要的空气污染物之一,成为相关研究的重点。通过监测数据发现,二氧化氮质量浓度值的空间分布具有区域性差异,所以对其空间分布模拟,以及形成区域差异的下垫面影响因素分析,具有重要的研究价值。土地利用回归模型（Land-use Regression,LUR）是将统计方法中的回归模型与空间上的土地利用数据、监测数据和其他相关的地理数据结合分析并在地图上显示的方法。本文结合缓冲区分析、叠加分析、Spearman相关性分析、多元回归分析等方法构建土地利用回归模型（Land Use Regression,LUR）,用于识别与NO₂浓度相关的下垫面影响因素,并模拟NO₂质量浓度的空间分布。LUR模型可以模拟出NO₂质量浓度空间分布特征,并针对下垫面影响因素得到以下结论：城乡居住地及工业用地面积增加、污染源的距离减少和道路长度增加会导致NO₂浓度升高;耕地面积、绿地面积和水域面积的增加会导致NO₂浓度减少;NO₂浓度最高的区域主要集中在工业园区;NO₂浓度值从城区到郊区递减,需要通过改变工业区结构和增加绿地面积来减少城区的NO₂浓度。     

南水北调中线核心区土地利用变化及其生态环境响应研究

本文以南水北调中线工程核心水源区淅川县为例,选取2004年TM、2014年GF1号影像等数据,解译获取了淅川县土地利用数据,对2004-2014年淅川县土地利用变化进行定量分析。通过选用区域生态环境质量模型,对研究期内淅川县土地利用变化的生态环境效应进行评估,并采用灰色关联法对导致淅川县生态环境质量变化的驱动因素进行分析。研究结果表明：① 2004-2014年,林地、建设用地和水域面积增加,耕地面积减少。在林地资源演化趋势上,有林地、疏林地、灌木林地和苗圃地与林地资源的整体演化格局一致,而宜林地和无立木林地、未成林造林地呈减少的趋势;② 在空间分布上,林地主要分布在海拔高、坡度较陡的北部山区,耕地和建设用地密集分布于海拔低、相对平缓的东南部地区;③ 2004年和2014年2期生态环境质量均在县域内表现出明显的空间差异,呈现出北高南低的分布趋势。研究期内淅川县区域生态环境质量指数从0.5443上升至0.6039,生态环境质量提高,其中宜林地和无立木林地转化为有林地、退耕还林对区域生态环境改善贡献最大;④ 局部地区生态环境呈负向发展,其中对森林资源采取掠夺式开采和粗放型管理、毁林开地对县域生态环境产生的负面影响最为深刻。⑤ 2004-2014年县域生态环境质量变化主要由政策和居民追求利益最大化的行为所驱动。     

Land use and topography as predictors of nutrient levels in a tropical catchment

The influence of landscape on nutrient concentration and yield was analyzed in a tropical catchment, the Guare River in northern Venezuela. Spatial and temporal variation in nitrate, SRP and total P were determined in 15 sites located along the river mainstem and tributaries. Higher nitrate concentrations and yields were reported from upper sites and both decreased in the downstream direction along the river mainstem. These trends appear to be related to more pronounced slopes and larger proportions of agricultural and forest lands in subcatchments located in the upper part of the basin, and dense algal mats in the lower reaches. Nitrate values were higher during periods of high discharge, suggesting that nitrate is primarily transported by shallow subsurface flow. SRP represented between 60 and 80% of total P. Phosphorus concentrations were homogeneous along the river mainstem and showed little seasonal variation, while yields were higher in the upper basin. Multiple regression identified slope, runoff and agriculture as primary predictors of nitrate and phosphorus across the watershed, which suggests that both natural and anthropogenic landscape characteristics have a strong influence on nutrient levels in the Guare catchment.     

多智能体区域土地利用优化配置模型及其应用

土地利用优化配置对促进区域可持续土地利用具有重要意义,然而现有的土地利用优化配置模型引导可持续土地利用的能力有待提高。本文从整体考量区域土地利用优化配置数量、空间、时间三维特征的角度,定义了区域土地利用优化配置多智能体系统及其决策行为规则,构建了基于多智能体系统的区域土地利用优化配置RLUOA (Regional Land Use OptimizationAllocation) 模型,并以中部地区典型城市--长沙市为例开展了实证应用研究。研究结果表明：该模型能够将规划时间段内多目标约束的区域土地利用规模的数量结构合理配置到不同的空间单元,实现土地利用数量结构、空间布局、效益的协同优化,构建整体上经济可行、社会可接受、生态环境友好的土地利用格局,并明显提高区域整体土地利用经济、生态和社会效益,从而能够为促进区域土地资源可持续利用和制定土地利用总体规划提供参考借鉴。     

兰州市南北两山生态建设效应的遥感监测

利用1999年Landsat ETM+、2005年Landsat TM卫星影像和2009年“环境与灾害监测预报小卫星”影像提取兰州南北两山地区三期土地利用数据,将景观生态学的理论与兰州南北两山环境绿化工程的实际相结合,运用GIS分析、景观指数计算及数理统计等多种方法,对兰州南北两山地区1999—2009年的土地利用与景观格局动态变化进行分析。结果表明,10 a来兰州南北两山的土地利用变化主要表现为林地和建设用地的增加,草地和农田的减少;景观格局趋于破碎化,多样性增大,景观结构趋于多样化和均匀化。驱动力分析表明,人类活动和政策因素是导致该区土地利用和景观格局变化的主要原因。     

复杂系统理论与Agent模型在土地变化科学中的研究进展

基于复杂系统理论与Agent 模型,分别从理论与方法的角度梳理并总结了当前土地变化科学的研究进展。复杂系统理论为研究土地变化所处的“耦合的人类-自然系统”及其复杂性问题提供理论支撑;而基于Agent 的模拟作为研究复杂系统的重要工具,为传统土地变化模拟提供新的方法支持。当前,ABMs与土地变化模型相结合(ABM/LUCC),无论是模型构建还是模型应用均取得了显著进展。然而,其也存在诸多问题,尤其是理论与应用脱节,使很多建模者容易陷入“为建模而建模”的误区。此外,现有的ABM模型设计较为随意,模型间差异太大,不利于跨区域比较研究的开展。因此,虽然ABM是认识复杂系统的有效方法,但是建模之前离不开对系统复杂性的深入研究;基于Agent 的土地变化模拟的意义在于充分表达“人类-自然”系统的综合复杂关系,从而合理的预测土地变化(结构与功能) 的动态过程,解释并评价土地变化的可能影响。     

人类活动对土壤有机碳库的影响研究进展

土壤有机碳库动态变化直接影响全球的碳平衡, 土壤有机碳库研究是全球碳循环研究中的关键。研究人类活动影响下的土壤有机碳库的动态特征及其过程机制,不仅可降低对未来气候预测的不确定性,也可为土壤固碳技术的选择和政策制定提供理论依据。从土地利用方式变化、耕作方式与管理两方面详尽阐述了国内外关于人类活动影响下土壤有机碳库动态的研究进展,提出应加强土地管理、采取适当的农业耕作措施来减少土壤有机碳的流失,以提高土壤对碳的固定。