城市蔓延对生态系统服务流的影响研究进展及对长江流域的启示

全面梳理城市蔓延对生态系统服务流的影响研究现状,有利于促进区域社会经济可持续发展。综述了城市蔓延对生态系统服务流的影响研究,结果表明:城市蔓延对生态系统服务流的影响研究仍处于起步阶段。城市蔓延通过载体传递和流动路径两方面改变了生态系统服务流的流量、流速和流向,导致生态系统服务流总量的减少和空间异质性的增加;城市蔓延的单项指标变化、城市蔓延的尺度以及城市蔓延的多情景模拟是探索城市蔓延对生态系统服务流影响过程的主要切入点;城市蔓延过程中引起的生态系统服务流扩散效应主要源于土地利用类型的变化和人类居住模式的改变。已有研究在一定程度上解释了城市蔓延对生态系统服务流的影响,但在揭示影响机理、剖析影响过程、评估影响效应以及探索生态系统服务流合理分配以促进城市可持续发展等方面的研究还存在较大空白。在此前提下,未来应基于“机理揭示-影响模拟-效应评估”的研究思路,建立长江流域城市蔓延对生态系统服务流影响研究框架,探索长江流域城市可持续发展与生态系统服务流的合理分配方案,实现长江流域生态保护与社会发展的协同共进。

新疆伊犁地区草地土壤容重空间格局分析

以新疆伊犁地区146个草地样地表层土壤容重调查测定数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间的相关及回归分析,构建土壤容重综合评价模型,借助ArcGIS平台加权叠加计算出伊犁地区草地土壤容重的空间分布格局。结果表明,伊犁地区草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间显著相关(P<0.01);综合评价结果与实测值之间的复相关系数R2=0.6025,均方根误差(RMSE)为0.1479g/cm3,总体偏差为14.39%,平均预测精度达85.61%。空间格局上,土壤容重在河谷地带较高,随着海拔递增呈现出逐渐减小的趋势;伊犁河谷两侧的温带荒漠类草地土壤容重最大,约为1.3340g/cm3,南部天山北坡的高寒草甸类草地最小,约为0.7310g/cm3。综合评价结果较好地反映了新疆伊犁地区的土壤容重空间分布情况,与土壤类型和草地类型的分布基本吻合,可以为草地退化安全评估提供参考。

精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合关联分析

在生态文明建设和精准扶贫背景下,处理好贫困区生态系统保护和扶贫开发间的关系,是如期实现2020年全面建成小康社会的基础。以全国717个贫困市、区、县为研究对象,构建了精准扶贫视角下生态系统服务与贫困人口生计耦合的评价指标体系和灰色关联耦合模型,分析中国贫困区生态系统服务和贫困人口生计耦合的主要影响因素以及耦合度的时空演变规律,结果表明:(1) 2015年中国贫困区生态系统服务和人口生计两个系统各指标间的关联度在0.363—0.964。其中,生态系统服务对贫困人口生计的综合关联度为0.793,贫困人口生计对生态系统服务的综合关联度为0.740。(2) 2000—2015年生态系统服务和人口生计耦合度长时间序列呈"W"型变化,年际间波动变化明显,但整体维持在0.770—0.801之间。(3) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度最高的区域主要集中分布在西部区域,主要包括西藏省、四川省西北藏区及青海省南部,东中部区域的耦合度相对较低,中国贫困区生态系统服务与贫困人口生计间耦合的空间分异显著。(4) 2000—2015年生态系统服务与贫困人口生计耦合度呈上升趋势的区县有92个,占中国全部贫困区县数量的12.83%;呈下降趋势的区县有163个区县,占中国全部贫困区县数量的22.73%;保持稳定不变的区县有462个,占中国全部贫困区县数量的64.44%。这些结论可为区域精准扶贫制定针对性政策,如期实现脱贫,提供参考和借鉴。

新疆伊犁地区草地土壤全碳含量空间格局分析

为了研究伊犁地区草地土壤碳库的空间分布规律,本研究基于146个草地样地的土壤全碳含量实测数据,结合遥感及气象数据,并利用地理学相关分析方法,构建土壤全碳含量空间化模型,分析了伊犁地区草地不同土壤深度全碳含量空间格局特征,并对影响土壤全碳含量分布的主要因素进行探讨。结果表明,1)伊犁地区草地不同土壤深度(0-10、10-20、20-30、30-40cm和4个土层均值)的全碳含量与海拔、年均气温、≥10℃年积温和8月份NDVI极显著相关(P<0.01),与年均降水和湿润度显著相关(P<0.05),以这6个生态要素建立土壤全碳含量空间化模型,反演得到空间分辨率1km的不同草地深度土壤全碳含量空间格局分布数据,检验结果表明空间化结果精度较高。2)伊犁地区草地0-40cm土层土壤全碳平均含量为4.251 9%,并随着土层深度的增加,草地土壤全碳含量呈下降趋势。3)伊犁地区空间化结果反映不同深度土壤全碳含量空间格局存在差异,土壤全碳含量最小值出现在伊犁河沿岸两侧及特克斯河与伊犁河交汇处人类活动密集的区域,最大值均出现在南、北天山两侧,并沿着伊犁河向两侧高海拔区域逐渐增加。4)伊犁地区草地不同深度土壤全碳含量空间分布规律与草地类型分布规律一致;人为活动干扰(过度放牧、盲目开垦)对草地土壤全碳含量影响较大。

游客视角下的城市森林公园生态系统服务评估——以铁山坪森林公园为例

森林公园是城市生态系统服务的主要源地,评估森林公园生态系统服务对公园管理具有重要意义。以铁山坪森林公园为研究对象,选取生态系统服务林副产品供给、气候调节、净化大气环境、固碳释氧、涵养水源、森林康养、森林美学、精神与宗教、科研教育、维持生物多样性10项指标进行游客视角的评估。结果表明:铁山坪森林公园生态系统服务的林副产品供给和需求最高,归一化值分别为:0.86、0.96。生态系统服务总供给的高供给区域主要分布在爱心庄园、松岭抱月和峡江观景台等中心景点区域;总需求的高需求区域主要分布在竹海景区、铁山广场、松影江月等边缘景点区域。流的热点主要集中在爱心庄园、松岭抱月和峡江观景台等景点区域,流的冷点主要集中在竹海景区、梅园和财信运动球馆等景点区域。综合来看,对生态系统服务进行量化评估,有助于森林公园的生态管理,提升人类福祉。

基于主成分分析的重庆市县域经济综合评价

县域经济的发展能够有效增强地方经济竞争力和综合实力。为了全面评价重庆市县域经济的综合水平,以重庆市38个区县为研究对象,从区域基础经济、区域综合经济、区域财政金融、人民生活水平等6个方面选取18个指标,基于2011年统计数据,采用主成分分析方法对重庆市县域经济进行综合评价,并在此基础上进行等级区划分;结果表明:重庆市各区县经济发展差异较大,渝北区、江北区、九龙坡区、渝中区和南岸区等主城区县经济实力雄厚,巫山县、巫溪县、城口县等边远区县经济发展较滞后,经济综合评价的结果较好地反映了现实情况;研究成果可为区县精确定位,制定相应区域发展政策及实现重庆市整体均衡发展的目标提供相应的参考。

三峡库区(重庆段)植被时空变化与生态屏障建设研究

根据1990年、2000年和2010年3期三峡库区(重庆段)植被解译数据,分析了三峡库区(重庆段)植被的时空分布变化规律及地形分异规律,结果表明:(1)1990-2010年,三峡库区(重庆段)植被变化明显,常绿阔叶灌木林、落叶阔叶林和落叶阔叶灌木林分别减少了321.61 km^2、74.81 km^2和625.47 km^2,常绿针叶林、常绿阔叶林和草丛分别增加了642.57 km^2、260.5 km^2和258.86 km^2;(2)三峡库区(重庆段)植被以常绿植被为主,分布在库区腹心东部(巫溪县、巫山县、奉节、云阳县、开州区和万州区)和库区腹心西部(武隆区、石柱县、丰都县和忠县);(3)三峡库区(重庆段)植被分布的海拔梯度规律显著。研究结果可以为三峡库区生态屏障建设提供参考。

重庆市生态系统服务与人类福祉耦合关系模拟

以重庆市为研究对象,利用生态系统服务价值修正模型和人类综合发展指数法分别测度生态系统服务价值和人类福祉,构建了生态系统服务与人类福祉耦合关系系统动力学模型.结果表明:(1)2010~2020年,重庆市各区县生态系统服务价值整体上不断提高,空间分布差异性显著;人类福祉指数呈上升趋势,从2010年的0.31翻倍增长至2020年的0.62.(2)2010~2020年,构建的耦合关系系统动力学模型拟合精度高,其历史检验绝对误差均在10%以下,预测未来多情景具有可靠性.(3)2020-2050年,重庆市生态系统服务价值、人类福祉指数和人均GDP在设定的4种情景下均呈上升的趋势;能源消耗总量在维持现状和经济优先情景下呈上升趋势;在生态优先和平衡协调情景下呈下降趋势.(4)平衡协调情景既能满足重庆市经济发展需求,又能统筹兼顾环境保护,是最优发展情景.

三峡水库消落带景观基塘系统对地表径流氮磷拦截效益——以重庆开州区汉丰湖为例

生态工程是解决消落带生态环境问题行之有效的手段,景观基塘系统是消落带生态工程的有益探索,科学评估该系统对地表径流氮磷拦截效益是当前研究的重要内容。选择开州区汉丰湖南岸石龙船大桥段串联型景观基塘系统,开展为期2年,23场自然降雨期间地表径流氮、磷营养盐含量的监测。结果表明,开州区城市地表径流氮污染较重,磷污染略轻;景观基塘系统对城市地表径流氮磷削减效果较好,其对TN、NO_3^--N、NH_4^+-N、TON及TIN等削减率分别为44%、44%、38%、62%和30%,对TP、DTP、PO_4^(3-)-P及颗粒态磷的削减率为37%、34%、32%和70%;景观基塘系统主要通过沉积、过滤、拦截颗粒态和非溶解性污染物实现对氮、磷等污染物的削减,受到初始污染浓度和降雨强度影响显著;2015年系统污染拦截效率显著高于2014年,随时间推移,系统稳定性提高。本研究认为景观基塘系统在城市与河湖水体间构建了一道有效的纳污屏障,对汉丰湖水环境保护具有重要意义,可作为三峡库区面源污染防控的重要技术手段。

基于乡村水塘的生态网络构建及优化调控

鉴于乡村水塘长期得不到重视与保护而导致水塘景观逐渐丧失的现状,通过构建水塘景观生态网络并优化调控途径,对区域水塘景观规划和生态保护具有重要意义。以重庆市梁平区仁贤镇为例,基于2019年遥感影像和高程数据,运用空间统计分析、景观格局指数、水文分析及最小累积阻力模型等方法,探讨水塘空间分布规律并构建水塘景观生态网络。结果表明:(1)水塘空间分布受海拔、坡度和聚落等因素影响,集中分布于低海拔(420.00~447.74m)、低坡度(0~6°)、邻近聚落(0~40m)区域;(2)构建水生态网络和生境网络以提供水塘连通性,水塘斑块、汇水节点、自然水系及雨水径流共同构成水生态网络体系,其中雨水径流282条,汇水节点199个,目前仅有40个水塘位于汇水节点处;生境网络体系中,潜在生态廊道351条,主要由农田与林地构成;(3)水塘景观生态优化调控途径可从空间配置、生态网络、生境质量及景观构成4个方面进行。研究结果可为水塘景观保护、小微湿地建设及乡村环境改善提供参考。

三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率测算及影响分析

为了实现农户生计可持续发展,量化生态系统服务对农户生计贡献率,以三峡库区为例,采用当量因子法评估该区域生态系统服务价值;把脆弱性生计资本纳入农户生计资本考察范围,从人力、自然、物质、金融、社会、脆弱性6个方面构建三峡库区农户生计评价体系,测算农户生计资本总量。对二者关系进行多项式线性拟合,剖析了生态系统服务价值的变化对农户生计的影响及农户生计资本量的变化对生态系统服务的影响,再对比分析国内外有关生态系统服务对农户生计影响结果研究。结果表明:(1)三峡库区2019年生态系统服务总价值为2 093.65亿元,其中调节服务提供的经济价值最高,文化服务价值最低,且各区县中巴东县生态系统服务价值最高;(2)三峡库区农户生计资本总量为13.117,其中农户金融资本量最多,自然资本量最少,且江津区的农户生计资本总量最多;(3)三峡库区农户资本与生态系统服务具有显著相关性,随着生态系统提供的经济价值越高,农户人力资本、自然资本和金融资本呈现先上升再下降的变化趋势,农户社会资本具有先下降后上升的变化趋势。不断引领农户关注和参与库区生态建设,实行农业生态循环发展,有助于提高三峡库区生态系统服务对农户生计贡献。

长江经济带湿地空间格局变化及其保护修复对策研究

基于1980年、1995年、2005年和2015年4期土地利用/覆被解译数据,以长江经济带湿地为研究对象,分析了长江经济带湿地的空间格局变化,结果表明:(1)长江经济带湿地主要分布在长江中下游;(2)1980—2015年,长江经济带湿地消失和新生并存,长江经济带的河流湿地和沼泽湿地呈减少趋势,湖泊和库塘湿地呈增加趋势,整体上长江经济带湿地呈增加趋势;(3)将长江经济带湿地划分为7个重点区域,并针对不同区域的湿地提出相应的保护修复策略。以期为长江经济带湿地的保护和修复提供参考。

水位变动影响下三峡库区汉丰湖鸟类群落及多样性

受三峡水库夏落冬涨的水位调控方式影响,位于三峡库区腹心的重庆开州区汉丰湖形成22.5m水位落差。为了解汉丰湖鸟类群落结构与动态水位变化之间的响应关系,2015年3月—2016年2月对汉丰湖鸟类群落结构及多样性进行了调查。共记录鸟类97种,隶属12目32科,其中湿地鸟类49种,主要包括雁鸭类(18种)、鸻鹬类(13种)、鹭类(7种)及秧鸡类(5种)。研究表明:受水位变化影响,鸟类群落结构及其多样性变化显著。夏季(8月)低水位期(水位高程152.50m),鸟种数最高,为34种,Shannon-Wiener指数最高;肉食性鸟与食虫鸟是主要取食功能群;与夏季低水位期生境类型多样、消落带植物正处于生长旺盛期、食物资源丰富有关,是雀形目鸟类、鹭类、秧鸡类等适宜的栖息地。冬季(12月)高水位期(水位高程174.50m),鸟种数为30种,Shannon-Wiener指数、均匀度指数均最低,植食性鸟类是主要的取食功能群,鸟类数量最高;与冬季高水位期水面开阔、生境类型单一有关,高水位期的大水面有利于鸭类集群越冬。冬季在退水期(水位高程170.01m),水位下降导致汉丰湖生境结构变化,越冬鸟类数量和物种丰度降低,空间分布格局也随之变化。鸟类是三峡水库生物多样性的重要组成部分,为保护和提升三峡水库生物多样性,恢复和营造鸟类栖息地,应针对繁殖鸟和越冬水鸟的功能需求进行生态设计。

内蒙古地区草地表层土壤容重空间格局分析

本文以内蒙古地区草地表层土壤容重调查测定数据为基础,结合遥感和气候多重数据,进行草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃积温、湿润度和NDVI等6个生态要素之间的回归分析。根据回归拟合方程,借助ArcGIS平台进行单因素插值,并通过插值预测结果与实测数据的拟合程度进行各因素对土壤容重影响的权重分析,加权叠加并综合插值出内蒙古草地土壤容重1km×1km栅格的空间分布图。结果表明:内蒙古地区草地土壤容重平均值为1.45g·cm^(-3),其中温性荒漠类草地的土壤容重最大,为1.58g·cm^(-3),温性草甸草原类土壤容重最小,为1.27g·cm^(-3);空间格局上,草地表层土壤容重自东向西方向呈现由低到高逐渐递增的趋势。综合插值得到的内蒙古草地表层土壤容重空间格局图,通过预测值与实测值之间的复相关性检验,其复相关系数R2=0.6739,均方根误差(RMSE)为0.1424g·cm^(-3),总体偏差为9.77%,平均预测精度达90.23%。综合空间插值结果较好地反映了内蒙古地区土壤容重空间分布情况,与土壤类型和草地类型的分布基本吻合。

内蒙古草地地下生物量空间格局分析

本文以内蒙古地区198个草地样地地下生物量调查测定数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地地下生物量与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI等6个生态因子间的回归分析。根据回归拟合方程,借助ArcGIS平台进行单因素插值,并通过插值预测结果与实测数据的拟合程度赋予各因素不同的权重,加权叠加估算,并综合插值出内蒙古草地地下生物量1km×1km栅格的空间分布图。结果表明:内蒙古地区草地地下生物量平均值为1364.06g/m^2,其中温性草原类草地的地下生物量最大,为1916.64g/m^2,温性荒漠类最小,为80.39g/m^2;草地地下生物量与年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI均有着极显著的相关性;空间格局上,自东北向西南方向草地地下生物量呈现由高向低过渡的趋势,呼伦贝尔盟和锡林郭勒盟东部地区的地下生物量最高,阿拉善盟大部分地区地下生物量较低;内蒙古草地植被地下生物量空间插值数据通过了检验,预测精度为66.62%。

利用MAPGIS制作土地利用分类图

以遥感影像图基础，通过对影像处理，提出运用MapGIS软件编制土地利用现状图的方法和流程；详细介绍编图所需进行的一系列工作．包括影像校正、影像融合、要素符号化、图面整饰等内容。

重庆市湿地生态系统服务约束关系

以重庆市湿地资源为研究对象,利用In VEST模型分别计算了2000,2005,2010和2015年的水资源供给服务和水土保持服务,并利用分位数分割法,分别从景观水平和生态区水平这2个研究尺度上研究了水资源供给服务和水土保持服务间的约束关系.结果表明:(1)2000～2015年重庆市湿地的水资源供给服务呈现先下降后上升的趋势,2000年水资源供给为395.41×10~4mm,2010年下降到238.89×10~4mm,之后又上升到2015年的286.36×10~4mm;水土保持服务呈逐年上升的趋势,从2000年的85.74×10~6t上升到2015年的364.73×10~6t.(2)2000～2015年期间湖泊湿地和水田湿地的水源供给总量呈先下降后上升的趋势;河流湿地与水库湿地的水源供给量呈先上升后下降再上升的趋势;沼泽湿地的水资源供给一直处于下降趋势.(3)2000～2015年期间湖泊湿地、水库湿地及水田湿地的水土保持服务呈先上升后下降再上升的趋势;河流湿地的水土保持量呈一直上升趋势;沼泽湿地的水土保持服务呈先上升后下降的趋势.(4)在景观水平上,2000～2015年湿地水资源供给服务和水土保持服务间全部呈驼峰型约束关系.生态区水平上,2000～2015年水库湿地的水资源供给服务和水土保持服务间呈双驼峰约束、指数约束和驼峰型约束关系;河流湿地呈双驼峰约束和驼峰约束关系;水田湿地呈驼峰型约束关系.

基于C#的导线平差程序设计

为解决NET平台下导线数据处理问题,文中以C#为开发语言,使用近似平差模型,开发导线平差程序。使用文献[9]附合导线观测数据,将程序处理结果和文献处理结果对比表明:1程序计算结果中方位角闭合差、方位角闭合差限差、角度改正数、导线全长相对闭合差均与原表一致;2、3、4号点计算坐标或与原表一致或相差0.001 m。2程序中针对平差解算引入并拓展了四舍五入算法,将弧度保留八位有效数字,较好地解决了平差过程中由于数据迭代运算导致的数据丢失问题。3以.NET平台为基础开发的平差程序可以直接与.NET平台下GIS软件的二次开发交互;程序实现了数据录入、平差解算、详细计算过程及计算结果输出等功能。

山区公路沿线小流域划分及流域特征分析

以重庆市巴南区安澜、跳石两镇主要公路干线为研究对象,采用大比例尺地形图为基础数据建立公路沿线数字高程模型,基于ArcGIS水文分析模块通过DEM填洼、水流方向分析、汇流累积量计算、河网提取等对研究区公路沿线进行小流域划分,并分析其流域特征。研究表明:研究区集水栅格阈值为15 000时提取的水系与实际河网最接近,以此将研究区划分为87个小流域,其中公路通过31个小流域。在31个小流域中,有58.06%的小流域面积在1～5 km2之间;小流域形状系数在0.32～4.96之间;小流域起伏度在121～535 m之间;各小流域到达公路最大汇流累积量在46～759 348之间。

基于空间插值数据支持下新疆伊犁地区草地类型判别与分类研究

在遥感和地理信息系统技术支持下,我国草地类型学研究有新的进展。本研究在伊犁地区草地群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、草地表层土壤容重、土壤全碳、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷等空间分布数据的基础上,通过对不同草地类型不同指标的特征值分析,研究确定各草地类型不同指标的阀值范围,采用决策树分类法,实现新疆伊犁地区草地类型自动判别。研究结果表明,利用伊犁地区不同草地类型在群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、草地表层土壤容重、土壤全碳、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷9个指标的特征值作为草地类型划分的依据,可以简单直观地反映各类草地的空间分布面积和分布范围,与20世纪80年代草地调查数据比较,分布趋势一致,结果可靠。同时,本研究为伊犁地区草地资源利用管理提供基础,为伊犁地区草地资源监测和信息管理平台建设提供依据,对于指导新疆伊犁地区草地畜牧业生产具有现实意义。