中国北方农牧交错带生态—生产范式区划研究

通过生态—生产范式区划,可以了解区域自然资源的特点、潜力及农牧业潜在的发展方向,了解目前农牧林业生产特点,从而为确定一致而长期的治理方针和措施、确定进行生态重建和持续发展生产的宏观地域格局提供前提和基础。在借鉴相关区划的基础上,探讨了生态—生产范式区划的原则,构建了区划的等级系统和指标体系,通过自上而下与自下而上相结合的方法,对北方农牧交错带进行生态—生产范式区划研究,将其划分为3个范式区、7个范式小区和21个单元区。

生态脆弱性及其研究进展

生态脆弱性已成为当前全球变化与可持续发展研究中的热点问题。有关生态脆弱性的研究,正逐渐从重点考察某单一生态要素发展到关注区域人地系统的整体性响应。当前生态脆弱性研究的内容主要包括系统变化分析、系统自身的敏感性与外部扰动的潜在影响,人地系统的适应性等。主要的研究方法有情景分析法、生态模拟法和指标评价法。目前生态脆弱性研究中存在的问题主要是情景分析与模拟的不确定性、适应性能力与社会经济发展的关系不明晰、自然因素与社会经济因素脆弱性研究相对不足等。生态脆弱性未来研究的重点是推进脆弱性研究多学科、跨尺度的融合,加强脆弱性中自然与人文因素的厘定和耦合研究,并开展基于历史变化史实的生态脆弱性实证分析。而作为脆弱性研究归宿,适应性研究不仅需要探讨能力建设和策略优化,还应深入研究适应性能力阈值与社会经济发展的关系以及国家、区域和群体之间适应性能力的总体协调与管理。最后,需要加强人地系统对极端自然灾害事件的脆弱性的研究。

阜康市生态敏感性评价研究

以新疆阜康市域的生态敏感性问题为研究对象,选取土壤侵蚀、土地沙漠化以及土壤盐渍化等作为关键因子,运用ArcGIS软件分别采取单因子评价和多因子综合评价的分析方法,对研究区进行生态敏感性评价.结果表明,评价区内约99.7%的面积存在生态敏感性问题.从单因子角度看,以土地沙漠化的生态敏感性最为突出,有96.49%的区域对土地沙漠化存在着敏感性,其中高度和中度敏感性分别占46.34%和37.80%.在评价的基础上,辨别出不同生态敏感区域存在的潜在生态问题,并提出加强生态保育和生态建设的具体对策.

退耕还林(草)的生态补偿机制完善研究——以西部黄土高原地区为例

生态补偿措施是退耕还林(草)工程顺利进行的重要保障。以退耕还林(草)在黄土高原地区的实施情况为例,通过问卷调查,应用生态经济学的相关理论进行分析,认为应从以下几个方面完善退耕还林(草)工程的生态补偿机制:首先,建立退耕还林(草)的补偿组织体系;其次,以退耕还林(草)所造成的农民机会成本的损失来确定补偿标准,根据工程的进程和资金的投入情况,可将生态补偿划分为基本补偿、产业结构调整补偿和生态效益外溢补偿三个阶段;第三,根据产业结构调整取得显著成效所需的时间来确定补偿年限;最后提出退耕还林(草)的补偿方式及可能的资金渠道来源。生态补偿计量方法的研究将是今后研究的重点和难点。

生态示范区可持续发展度的研究及其应用

在分析、评价当前关于生态示范区可持续发展评价研究的基础上,从生态示范区可持续发展的内涵和要求出发,利用复合生态系统理论,分析县域生态示范区复合生态系统的构成,并对各层次的相互作用与功能进行阐述。构造了可持续发展度来评价可持续发展的水平和能力,并对其构成部分和计算方法进行论述;最后,以生态示范区建设试点县——陕西省米脂县为例,应用所构造的可持续发展度指数对其可持续发展能力及其变化进行了分析。

气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。利用气候变量实现对遥感植被指数所表示的植被绿度信息的模拟 ,可以尝试作为表达生物圈过去和未来状态的一种途径。利用 196 1— 2 0 0 0年的气温、降水和 1983— 1999年的NOAA/AVHRR资料 ,分析了中国北方地带性植被类型荒漠草原植被分布区的短尺度气候的年际和季节变化 ,及其对植被的影响。结果表明 ,过去 4 0年中该区域年际气候变化表现为增温和降水波动。年NDVI的最大值 (NDVImax)可以较好地反映气候的变化 ,过去 17年中NDVImax出现的时间略有提前。综合分析NDVI、植被盖度、NPP、区域蒸散量、土壤含水量及其气候的年际变化 ,表明增温加剧了土壤干旱化 。

基于Landsat-TM数据的农牧交错带景观结构研究——以内蒙古自治区兴和县为例

根据1989年和 2000年的两期 Landsat-TM数据,应用景观类型斑块等级结构和景观空间格局指数等景观生态学指标,对地处典型农牧交错带地区的兴和县景观结构进行研究.结果表明,该地区农田和草地是平原和丘陵区的主体景观类型;不同景观类型斑块大小等级结构变化各异,耕地和草地斑块明显增大,乔木林地和水体斑块趋于减小;景观破碎化明显增强.

河北省怀来县可持续发展状况的生态足迹分析

生态足迹模型是一组基于土地面积的量化指标,通过测定现今人类为了维持自身生存而利用的生物生产性土地面积的量来评估人类对地球生态系统的影响,是一种用来衡量可持续发展程度的方法。论文基于对河北省怀来县生态足迹的测算,从供需平衡状况、供需结构和资源利用效率三方面定量分析了怀来县生态系统可持续发展的状况。结果表明:①2001年怀来县人均生态赤字0.7245hm2/人,人类活动对区域生态经济系统的影响已超出了其生态承载力的阈值,区域生态经济系统的结构和功能亟需调整;②怀来县人均生态足迹的供需结构具有明显的不对称性,其供给以耕地为主,需求以化石燃料用地为主,可用于人类消费的可供生态空间类型结构较为单一;③人均生态赤字的存在,进一步揭示了当前人地关系紧张的现状;④万元GDP生态足迹需求的区域对比表明,当前怀来县资源利用效率还较低。

森林旅游资源价值核算研究进展

森林旅游热潮的兴起 ,促使各国学者对森林旅游资源价值展开深入的研究和探索。目前 ,对森林旅游资源价值的研究主要集中在 3个方面 :森林旅游是否有价值、森林旅游资源价值质的规定性和量的规定性。对于森林旅游是否有价值这个问题的看法已趋于一致 ,各国的学者都认为森林旅游具有价值 ,因而争论大都集中在后 2个问题上。当前认识森林旅游资源价值核算的理论主要包括效用价值论、劳动价值论、生产要素价值论 (或财富论 )和其它价值论。该文通过对这几种理论中有关价值质的规定性和量的规定性的分析论述 ,认为 : ①生产要素价值论或财富论与李金昌提出的价值论可以较好地说明森林旅游资源为什么有价值、价值的源泉和价值的决定因素等问题 ; ②消耗再生产与费用法 ,可在计量中把森林的自然状况、游憩对森林的利用状况及生产者的经营管理状况综合考虑进计算公式 。

北方农牧交错带农林牧业生产结构类型空间分异特征研究

利用1996—2000年统计资料的11项指标,采用典型相关分析(CCA)方法,以中国北方农牧交错带为例,对其农林牧业生产结构类型的空间分异特征进行了分析。首先,确定了以种植业比重、林业比重、牧业比重为自变量组,其余指标为因变量组;其次,利用CANOCO4.5和CANODRAW4.1软件,将研究区划分为偏农、偏林、偏牧、农牧、牧农等5种农林牧业生产结构类型;最后,结合GIS技术,分析研究区农林牧业生产结构的空间分异特征。研究结果表明,由东南向西北,5种类型分布大体为偏农型、农牧型、牧农型、偏林型和偏牧型。

试论西部大开发中化肥农药对生态环境和食品安全的影响

化肥、农药的使用在提高农产品产量的同时,对全球环境变异和食品安全产生了不利影响,日益威胁到了人类的生存,成为关乎人类生命和健康的大问题,已引起国际社会的广泛关注。在西部大开发中,我们建议立足本地,开展国内和国际的合作,调整化肥农药的品种结构,发展高效、低毒、低残留产品,不断开发复合高效、环保型新品种;改进使用技术,在推广平衡和深施,并与有机肥配施的同时,开发生物肥料和生物防治技术,保护和改善农业生态环境,发展生态农业,生产绿色食品,从源头解决有害生物所致疾病及食源性疾病对我们的危害。

基于MODIS/NDVI的陕北地区植被动态监测与评价

陕北地区从1999年退耕还林试点工程实施以来,区域植被发生很大变化,退耕前后植被动态变化监测成为退耕还林工程评价任务之一,而当前植被恢复监测评价的难点在于如何确定哪些是由于退耕而引起的植被变化。针对此问题,选取适合陕北地区植被变化监测的MOD IS/NDVI数据,利用均值变化及趋势分析方法,从不同土地利用/覆被类型和不同坡度植被指数动态变化两方面分析退耕还林对植被动态变化的影响。结论如下:(1)陕北地区平均NDVI从2000—2008年呈现较明显的增长趋势,坡耕地和草地NDVI增长速度相对较快;(2)趋势分析结果显示,陕北绝大部分地区植被恢复良好,植被指数呈明显改善的面积占整个地区面积的64.96%,中度改善占18.58%,其中又以坡耕地、草地植被明显改善面积分别占陕北地区明显改善面积的45.43%和17.10%,坡耕地对陕北地区植被明显改善面积贡献最大;(3)7-15°、15-25°及25-35°坡度植被明显改善面积分别占总改善面积的39.91%、25.81%、2.28%,其中7-25°坡度植被明显改善面积占总面积的65.72%;(4)基于陕北地区近年气候呈暖干化发展趋势,同期降雨并未呈现显著变化,说明非气候因子中退耕还林等人为因素是引起NDVI增长的主要因素,退耕还林对于陕北地区植被恢复有明显促进作用。

贺兰山木本植物群落物种多样性的海拔格局

贺兰山位于中国温带草原和温带荒漠的过渡带,是研究干旱区山地物种多样性海拔格局的理想区域。该文通过样方法调查研究区的森林和灌丛群落,并运用广义可加模型分析物种多样性的海拔分布格局。结果表明：1）海拔是物种丰富度的重要影响因子,一般能解释原始数据30%-40%的变差。2）对于森林和灌丛群落,草本植物都是群落中比例最高的物种,而且决定了群落总物种丰富度的海拔分布格局。3）森林群落的乔木层物种丰富度在中海拔区域最高,反映了中海拔区域相对优越的水热条件。灌木层和草本层的物种丰富度明显受到乔木层郁闭度的影响,有随海拔升高而降低的趋势。4）灌丛群落的灌木层和草本层物种丰富度均呈单峰格局,皆因低海拔的干旱和高海拔的寒冷抑制了多数物种的生存,仅气候条件适宜的中海拔区域能够生存丰富的物种。

行政单元数据向网格单元转化的技术方法

数据网格化是图形绘制、科学计算和空间模型实现的基础工作。文章提出了空间数据从行政单元向网格单元转化的技术方法 ,在ARC/INFO软件的支持下 ,以人口数据为例 ,实现了这一方法。结果表明 :利用网格单元表达社会、经济数据的空间分布 ,比用行政单元本身更接近于实际。如果提高网格单元的分辨率和行政单元数据的空间尺度 ,网格化的结果就会达到更加令人满意的效果。而且这种方法也可以用于其它统计单元数据(包括遥感数据 )向网格单元的转化。

陕北地区GIMMS、SPOT--VGT和MODIS归一化植被指数的差异分析

为了选择适合监测陕北黄土高原地区植被的最佳遥感序列数据,精确监测陕北黄土高原退耕前后的植被变化,选取GIMMS、SPOT-VGT和MODIS3种常用的遥感数据,运用相关分析和均方根误差分析方法,比较3种遥感数据在陕北黄土高原植被空间分布、归一化差异植被指数(NDVI)季节变化和年际变化3个方面的异同。结果表明:1)在植被空间分布方面,GIMMS/NDVI、SPOT-VGT/NDVI和MODIS/NDVI在大范围上的空间分布格局基本一致,但通过分布图分析可以看出,MODIS遥感数据由于其地物分辨率高及NDVI动态范围大的优点,比SPOT-VGT和GIMMS数据更适合于反映植被类型多样的陕北黄土高原地区植被的空间分布。2)在季节变化方面,3种遥感数据NDVI季节变化之间存在极显著的相关关系。其中,均方根误差分析结果表明,MODIS/NDVI与GIMMS/NDVI之间的差异明显大于MODIS/NDVI与SPOT-VGT/NDVI之间的差异;不同季节3种遥感数据NDVI差异也不同,夏季由于云雨较多,3种遥感数据NDVI之间差异最大。3)在年际变化方面,MODIS和SPOT-VGT数据反映出陕北黄土高原地区NDVI在1999—2007年间呈显著增加趋势,而GIMMS/NDVI却未呈现显著变化,说明GIMMS/NDVI在反映陕北高原地区植被年际变化方面存在显著缺陷。通过相关分析可以看出,GIMMS/NDVI和MODIS/NDVI年际变化之间的相关系数随植被覆盖度的升高而降低,尤其在针阔混交林区,其NDVI相关系数甚至为负值,表明GIMMS传感器对高覆盖度植被变化的响应不太敏感,与其他两者相比更易受水气和云的干扰。因此,GIMMS/NDVI不能作为历史均值NDVI直接应用到MODIS应用模型中,尤其在反映高覆盖度植被年际变化方面。

皇甫川流域不同尺度景观分异下的土壤性状

皇甫川流域地处我国北方农牧交错带中段,是该地区正在进行的国家重点基础规划(“973”)项目设置的范式点之一。按照区域-小流域-中小地形这样的景观分类的等级体系,通过代表小流域的样带设置、实地调查和取样分析等,对该地区区域尺度、流域尺度和中小地形尺度景观分异下的土壤性状进行了分析。在此基础上,对研究区优化生态-生产范式的空间配置问题进行了探讨。结果表明:(1)总体上该研究区土壤养分含量低、发育程度差。(2)不同地质地貌类型区的土壤特性存在差异,黄土丘陵沟壑区的小流域比沙化黄土丘陵区和砒砂岩裸露丘陵沟壑区的小流域的土壤养分和质地好,相对更适于发展耕地。(3)中小地形尺度下,坡向、坡度和坡位及土地利用与土壤性状的关系为:1阴坡和阳坡的土壤有机质含量存在差异显著,且土壤养分还随着坡的向阳程度的减弱而增加。川地的土壤养分也较高,但土壤偏砂性。2坡度与土壤粒径存在显著相关,坡度不同侵蚀强度也不同。15°是侵蚀加剧的临界值,把它作为当地的退耕坡度标准是合理的。3土壤表层养分总体表现为随坡位的下降而减少的趋势。4综合考虑中小地形条件,景观立地类型可以划分为川台地养分富集区,坡中下部养分严重流失区(坡度>15°)和坡梁缓坡地养分涵养区(坡度<15°)。5中小地形尺度下,样带剖面上土地利用变化对土壤性状的影响较大:乔木林土壤养分积累高、团粒结构好,灌木林由于放牧和沙化的影响,土壤养分最低,砂粒含量最高而粘粒含量最低。撂荒地的土壤养分少而农田和果园的土壤养分较高。荒草地的土壤养分条件较差。但就耕地与非耕地而言,土壤养分和质地并无显著差异。说明耕地熟化作用很弱,广种薄收、靠天吃饭现象十分普遍;(4)不同尺度景观分异下的土壤性状研究是优化生态-生产范式的构建的重要理论基础。

基于等面积高度带划分的贺兰山维管植物物种丰富度的海拔分布格局

山地植物物种丰富度海拔分布格局是生物多样性研究的热点之一。以往研究中一般将山体划分为等海拔间距的高度带,以分析物种丰富度的垂直格局,其缺陷在于因各高度带面积不相等而可比性下降。为消除面积不相等的影响,作者利用数字高程数据(DEM,Digital Elevation Model)在地理信息系统(GIS)工具支持下,尝试将贺兰山(海拔范围1,300-3,500m)划分为等面积的数个高度带,从而分析其物种丰富度的海拔格局。结果表明:(1)贺兰山物种丰富度呈现为单峰式海拔格局,峰值出现在海拔2,000m附近。(2)逐步回归分析显示,坡度异质性是解释物种丰富度海拔分布格局的最优因子。高度带的坡度异质性越大,意味着地形的起伏变化越大,反映出生境类型越趋多样化,从而可维持多个物种的共存。(3)贺兰山植物物种丰富度在海拔2,000m附近达到峰值,可能与植被演变历史、气候条件、地形复杂度、生态过渡带和中间膨胀效应的共同影响有关。(4)对山体进行等面积划带,可直接消除面积不相等带来的影响,与等间距划带的方法相比,尤其在物种海拔分布信息准确度较高时更具优势。

延河流域土地利用格局时空变化与驱动因子分析

利用GIS技术和景观生态学的方法，对延河流域1985～2000年的土地利用格局特征及其动态变化的驱动因子进行了分析，得出以下结论：1）从1985年至2000年，耕地、草地仍占据明显的优势，二者始终占流域总面积的88％以上。中、低覆盖度草地之间转化比例较大，草场退化严重。2）延河流域15年间平均斑块面积在增加，斑块密度增大，景观趋于破碎化。景观多样性减小，优势度增加，景观异质性程度在降低。3）耕地面积有所增加，毁林（草）开荒与退耕还林（草）并存，人为开荒活动仍在加剧；建设用地面积大幅度增加，主要来自于农村住宅和开发油田等工矿建设用地的扩张。4）土地利用格局变化的驱动因子主要包括：水土流失、水资源短缺的自然因素及人口压力、宏观政策等人文因素。

水利水保措施对延河流域侵蚀、泥沙输移和沉积的影响

以黄土丘陵沟壑区的延河流域为例,研究水利水保措施对流域侵蚀、泥沙输移、沉积过程的影响。水利水保措施能改变流域的侵蚀、泥沙输移和沉积过程,影响流域的泥沙收支平衡。分析表明:(1)20世纪70年代以来开展的大规模水土保持建设工程,使得延河流域的泥沙输移比显著下降,最小值为0.26;到80年代末,泥沙输移比有所回升,介于0.50~0.71之间;(2)泥沙输移比变化的主要原因,系流域内淤地坝、水库等沟道工程措施的拦沙作用所致,其波动变化主要受库坝质量及拦蓄库容变化的影响;(3)沟道措施的拦沙作用远大于坡面措施的减蚀作用,前者约相当于后者的1.68~16.98倍,因而坡面治理及相应措施尚有待加强。

小五台亚高山草甸与生境关系分析

该文结合野外植被调查,在获取更为详细的景观尺度生境数据基础上,探讨了小五台亚高山草甸植物群落与直接环境因子之间的定量关系。典范对应分析(CCA)的结果表明:1)在小五台的亚高山草甸分布地段,热量、养分和水分条件构成了其生境特征差异的基本格局;2)用效应温度和太阳直接辐射量所表征的热量因子,指示出研究区植物群落最基本的分化,说明热量条件是制约研究区草甸群落分布的最重要的因子;3)养分状况的差异,除了说明生境条件本身的差异外,也在一定程度上指示了放牧干扰对群落分布的影响;4)由地形等因素控制的土壤表层水分状况,则反映了草甸植物群落分布所受到的水分条件影响。