土地利用生态服务价值与经济发展的协调及空间分异——以西洞庭湖区为例

土地利用生态服务价值体现了土地通过集约利用与空间优化所发挥生态效益的大小,可在一定程度上反映土地利用与与经济发展的协调关系。以西洞庭湖区为研究对象,在ArcGIS软件支持下,通过评价与分析生态服务价值变化,分析生态经济协调发展水平及其空间差异,探讨土地利用生态服务价值与区域经济发展的互动响应与耦合协调关系。研究表明：① 2000年以来西洞庭湖区土地利用生态服务价值呈下降趋势,2000年西洞庭湖区生态服务价值为1292.13×10⁶元·a^-1,2011年为953.03×10⁶元·a^-1,损失339.10×10⁶元。② 从整个研究区来看,整个研究阶段处于低度冲突的县有6个,分别为常德市辖区、安乡县、汉寿县、澧县、临澧县、津市市,只有桃源县处于潜在危机状态。从数量上看,整个区域内大多为冲突状态,区域在经济发展中存在的潜在危机较大。③ 从空间分异来看,2008年与2011年土地利用生态经济协调度基本上为低度冲突状态,需采取生态服务供给恢复与重建措施,控制生态服务消费需求的过快增长。整个区域只有桃源县与汉寿县由不协调转换为协调状态,主要原因是森林覆盖率相对较高,林地类型面积大,水土保持与水源涵养生态服务功能较强,提高了生态服务价值。     

围垦的社会经济价值及其对海洋环境影响的评估

从围垦滩涂与保护湿地的关系着手,针对浙江省的滩涂围垦现状,讨论了沿海滩涂实施围垦工程所创造的社会经济价值,分析了湿地生态的环境特征及其对自然界的贡献,指出并探讨了海岸带资源开发与海岸工程建设所带来的问题,从湿地保护和经济可持续发展的角度提出了相关的建议。     

基于参与式制图方法的景观服务评估与空间结构研究

景观服务评估核心是人与环境之间复杂的动态关系,基于利益相关者的参与式制图方法是建立景观服务分类体系和量化指标的有效途径。本文采用参与式制图方法,以九寨沟自然保护区为例,根据景观服务分类研究成果,并结合九寨沟自然资源特点和景观服务使用者半结构式访谈数据,提出了适用于九寨沟的景观服务指标体系。本研究方法以管理局工作人员、居民和游客等服务使用者作为参与式调研对象,分别就其需求和景观服务感知程度进行半结构式访谈,并利用GIS技术将数据空间位置和功能属性结合,得到九寨沟有3大类景观服务和17个相关指标,以及737个景观服务点。通过研究结果可知,当地村落建筑与众多景观服务指标（包括观鸟场所、野营旅游、民俗与节庆等13个指标）具有极强的空间关联性。同时,景观服务使用者感知的景观价值在空间上属于聚集分布形式,主要围绕着开放生态旅游的3条沟谷分布,并向外围扩散。其中景观服务的“高—高”空间聚集区主要分布在沟口等与人类需求密切联系的区域,而景观服务的“低—低”空间聚集区则主要分布在原始森林等与人类居住、活动相距较远的区域。综上,基于参与式制图方法建立的景观服务分类和空间分析,发现九寨沟景观服务的空间位置与使用者紧密相关,其景观价值的空间结构特征是服务使用者与环境长期互动的结果,该结果可以用来引导并进一步优化九寨沟的功能分区规划。     

潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应研究进展

潮汐湿地是一种重要的湿地类型,受周期性变化的潮汐水位和盐分等特殊因子的影响,其土壤碳矿化过程亦具独特性,综述了潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应的最新研究进展。结果表明,潮汐湿地土壤碳矿化除有氧碳矿化外,三价铁和硫酸盐还原过程主导的厌氧碳矿化也是土壤碳矿化的重要途径;潮汐湿地类型中的红树林土壤碳矿化速率高于盐沼土壤碳矿化速率,并均以二氧化碳为土壤碳矿化的主要产物;生境的差异使不同电子受体在土壤碳矿化中的作用有所不同,并受到电子受体和电子供体数量的调节;潮汐、盐分、生物干扰等是影响潮汐湿地土壤碳矿化过程的主要因子。     

侵蚀红壤植被恢复后土壤呼吸日动态及日呼吸速率测定方法比较

采用密闭室红外气体分析仪法(IRGA法)观测了中亚热带红壤侵蚀裸地植被恢复后不同季节土壤呼吸速率的日动态变化,并比较了IRGA法与碱吸收法(AA法)测定的土壤呼吸速率.结果表明:侵蚀裸地植被恢复后土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,与土壤温度的昼夜变化基本一致,最高值一般出现在午后13∶00~17∶00,最低值出现在凌晨3∶00~7∶00;植被恢复显著提高了土壤日呼吸速率,但明显降低了土壤呼吸速率日变化幅度;马尾松林对土壤呼吸速率日变化幅度降低程度高于板栗园和百喜草地,且对夏季的降低程度影响最大.而IRGA法和AA法测定的土壤呼吸速率具有显著的幂函数关系,AA法测定的土壤呼吸速率为IRGA法的27.5%~218%,平均为76.2%.当土壤呼吸速率较低时,AA法比IRGA法高估了土壤呼吸速率;反之,AA法则低估了土壤呼吸速率.     

面向对象方法的时间序列MODIS数据湿地信息提取——以洞庭湖流域为例

以洞庭湖流域为研究区,对大范围湿地信息遥感提取方法进行了研究。先基于时间序列MODIS EVI及物候特征参数,通过J-M(Jeffries-Matusita distance)距离分析,构建了MODIS(250 m)最佳时序组合分类数据;其次,通过Johnson指数确定了最佳分割尺度,采用面向对象的遥感分类方法(Random tree分类器)提取了洞庭湖流域的湿地信息,并验证该方法的适用性。研究结果表明,基于时序数据与面向对象的Random tree分类的总体精度和Kappa系数分别为78.84%和0.71,较之基于像元的相同算法的总体分类精度和Kappa系数分别提高了5.79%和0.04。同时,基于面向对象方法的湿地整体的用户精度与生产者精度较基于像元方法分别提高了4.56%和6.21%,可有效提高大区域湿地信息提取的精度。     

Application of Structure‐from‐Motion photogrammetry to river restoration

Structure‐from‐Motion (SfM) photogrammetry is now used widely to study a range of earth surface processes and landforms, and is fast becoming a core tool in fluvial geomorphology. SfM photogrammetry allows extraction of topographic information and orthophotos from aerial imagery. However, one field where it is not yet widely used is that of river restoration. The characterisation of physical habitat conditions pre‐ and post‐restoration is critical for assessing project success, and SfM can be used easily and effectively for this purpose. In this paper we outline a workflow model for the application of SfM photogrammetry to collect topographic data, develop surface models and assess geomorphic change resulting from river restoration actions. We illustrate the application of the model to a river restoration project in the NW of England, to show how SfM techniques have been used to assess whether the project is achieving its geomorphic objectives. We outline the details of each stage of the workflow, which extend from preliminary decision‐making related to the establishment of a ground control network, through fish‐eye lens camera testing and calibration, to final image analysis for the creation of facies maps, the extraction of point clouds, and the development of digital elevation models (DEMs) and channel roughness maps. The workflow enabled us to confidently identify geomorphic changes occurring in the river channel over time, as well as assess spatial variation in erosion and aggradation. Critical to the assessment of change was the high number of ground control points and the application of a minimum level of detection threshold used to assess uncertainties in the topographic models. We suggest that these two things are especially important for river restoration applications. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Spatiotemporal Dynamics of a Páramo Ecosystem in the Northern Ecuadorian Andes 1988-2007

Páramo is a term used to describe tropical alpine vegetation between the continuous timberline and the snow line in the Northern Andes. Páramo environments provide important species habitat and ecosystem services. Changes in spatial extent of the páramo ecosystem at Pambamarca in the Central Cordillera of the northern Ecuadorian Andes were analysed using multi-temporal Landsat TM/ETM+ satellite data. The region suffered a loss of 1826.6 ha or 20% of the total area at a rate of 100 ha/annum during 1988-2007 period. It is found that permanent páramo cover decreased from 8350 ha in 1988 to 5864 ha in 2007 at a fairly constant rate(R2=0.94). This loss is attributed to expansion of commercial agriculture and floriculture in the valleys coupled with increased population pressure. Land at higher elevations has been cleared for small scale agriculture. Loss of the páramo ecosystem will exert a number of negative impacts on ecosystem services and livelihoods of the local population at Pambamarca.     

河岸带生态系统管理研究概念框架及其关键问题

河岸带生态系统作为河流-陆地生态系统的生态过渡区,具有一系列的环境、社会和经济功能加以考虑。加强河岸带生态系统的资源、生态、环境管理,已成为流域生态学、生态系统生态学等学科研究的重要问题之一。在对国内外河岸带生态系统管理研究进展进行综述的基础上,从生态系统管理的角度出发,结合河岸带生态系统特征,界定了河岸带生态系统管理的概念及其要素。提出了河岸带生态系统管理的概念框架,主要从范围界定、问题诊断、目标设定、综合评价、管理策略、监测评估和反馈调整7个方面展开具体研究。识别出河岸带生态系统管理中的4个关键问题:①研究尺度问题;②河岸带管理宽度问题;③协调生态价值冲突问题;④国内河岸带生态系统管理问题,并对其进行了详细阐述,以期为国内开展相关研究提供参考。     

衡水湖湿地底泥重金属污染及潜在生态风险评价

测定了衡水湖湿地20个采样点底泥中的7种重金属含量,并与环境背景值进行了比较。结果显示,衡水湖湿地底泥中的Hg含量普遍高于环境背景值,为衡水湖湿地底泥中主要富集的重金属元素,而Cr和Cd基本无富集。用地积累指数、某种重金属的潜在生态危害系数和多种重金属的潜在生态风险指数评价了各个采样点的污染程度和潜在生态风险。结果表明,Hg为高风险元素,底泥中重金属污染主要以Hg为主;衡水湖湖内大部分地区的潜在生态风险相对较低,综合潜在生态风险最高处为魏屯闸,然后依次为南关闸、106国道、大赵闸和湖内岛,核心区的综合潜在生态风险最小。另外,还对魏屯闸处的3个采样点的多种重金属的潜在生态风险指数值进行了讨论。