基于RUSLE模型的塔里木河流域上游土壤保持时空变化研究

新疆塔里木河流域是中国重点生态保护区,流域土壤保持量的研究有利于水土保持功能区划和水土保持治理措施布局,对于区域生态修复与维护有重要作用。以塔里木河流域上游区为研究对象,基于该区域2000—2020年的降雨、土壤、地形等数据,采用修正通用土壤流失方程(RUSLE模型),估算2000—2020年流域土壤在水力侵蚀下的土壤侵蚀量和土壤保持量,分析其时空变化规律,并就土壤保持对其影响因子的敏感性展开分析。结果表明:流域以微度和轻度土壤侵蚀为主,在2000—2020年的土壤侵蚀面积总体呈减少趋势;土壤保持空间分布呈现中间高、四周低格局,且2000—2020年的土壤保持强度在一定程度上得到增强;降雨、地形和土地利用是土壤保持变化的主要驱动因子,且土壤保持能力随着降水量和植被覆盖总体呈现梯度增长趋势。评价结果揭示了研究区土壤保持时空分布特征,以及土壤保持对驱动因子的敏感性,可为流域水土侵蚀防治和生态修护提供指导依据。

全国自然资源系统观测研究体系构建关键问题及思考

自然资源是人类生产、生活的物质基础,合理开发利用和保护自然资源是人类长久以来的任务。自然资源的不合理开发利用会导致生态环境的恶化,阻碍经济的发展。本文在梳理全国自然资源系统观测研究体系构建对自然资源系统研究和自然资源统一管理重要意义的基础上,详细分析业界对自然资源系统与生态系统的观测研究关系、调查监测与观测研究关系、体系构建野外观测站选址、运行机制等高度关注问题;总结了观测体系构建框架体系和试点观测研究成果,最后就体系构建面临挑战提出建议,以期为全国自然资源观测研究体系构建提供启发与思考。

近30年西北内陆荒漠资源大区土地利用驱动下生态系统碳储量时空变化

依据1990—2020年遥感影像、高程模型、植被、气象等数据,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析,获取西北内陆荒漠资源大区的自然资源综合区划。根据西北内陆荒漠资源大区气候因子对全国水平下不同土地类型的碳密度进行修正,获取西部干旱区碳密度数据,利用InVEST模型,分析1990—2020年土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:①近30 a来该研究区以草地退化为主,耕地和荒漠是草地主要转出的类型,其中2010—2020年土地利用类型变化显著;②研究区碳储量呈现西多东少的空间分布,其中西部阿尔泰山与塔城盆地温带草原亚区和伊犁盆地温带草原亚区由于草地面积较丰富而碳储量较高;③1990—2020年西北内陆荒漠资源大区的碳储量总体呈波动下降趋势,土地利用类型的转化引起碳储量净减少1.86×10^(8) t,其中2000年和2020年研究区大量草地转化为荒漠,使土壤碳储量明显下降,固碳潜力有所下降。本次对西北内陆荒漠资源大区土地利用对生态系统碳储量时空变化的评估,有助于判断生态系统功能的转化趋势,为生态系统调控和促进该地区低碳可持续发展提供参考。

1990-2018年新疆“三生”用地时空变化特征及其碳排放效应

基于新疆地区1990、2000、2010和2018年四期土地利用遥感监测数据和能源消耗数据,通过土地利用变化动态指数分析近30年来新疆地区“三生”用地类型的变化强度,研究其格局转变;利用碳排放计算模型,对研究区土地利用的碳排放量和碳排放强度进行核算,定量分析土地利用转移类型引起的碳效应变化。以期为新疆地区土地利用结构与空间配置进行科学规划与管理、为低碳优化提供参考。结果表明:(1)研究区生活生产用地和生产生态用地面积增长率较快,动态度较大,生态生产用地和生态用地面积整体呈减少态势。用地的动态变化主要发生在2000-2010年。(2)生活生产用地作为碳排放最主要碳源,碳排放量增长14231.66万t,其在2000-2010年间年增长率最大;碳汇方面主要为生态生产用地碳吸收量下降99.80万t。(3)生活生产用地碳排放强度由期初的4207.90 t·km^(−2)上升到期末的18423.55 t·km^(−2),其余3类用地碳排放/碳吸收强度变动较小。(4)生态用地主要转入生产生态用地和生活生产用地,引起的碳排放增加量为4960.79万t;生产生态用地主要转入生活生产用地,引起碳排放量增加2428.72万t;生态逆向演变:生态生产用地主要转入生态用地,引起碳汇量损失84.91万t。本研究为科学认知新疆“三生”用地转型的时空规律及其碳排放效应,对优化配置“三生”用地,构建可持续国土空间利用和保护格局具有重要的理论和现实意义。

内蒙古草原自然资源大区植被净初级生产力时空变化及其影响因子分析

内蒙古地区是我国草原生态系统比较重要的区域,植被净初级生产力(NPP)是生态系统碳源、碳汇的主要参数,研究NPP变化及其影响因子,对生态系统固碳能力的监测和预测有重要意义。本研究基于2000-2019年逐年MOD17A3–NPP产品数据以及降水、气温、相对湿度、光照时长、地表蒸散、高程、NDVI值等因子数据,研究内蒙古草原自然资源大区NPP的时空变化及其影响因子。通过Theil-Sen Median方法、Mann-Kendall显著性检验方法和Hurst指数分析方法,对2000-2019年内蒙古草原自然资源大区NPP值的时空变化和变化的可持续性进行分析,利用时空地理加权回归模型进行NPP变化的影响因子分析。结果表明:(1)在2000-2019年,区域NPP的平均值为208.96 g·(m^(2)·a)^(−1),呈上升趋势,平均每年上升约4.06 g·(m^(2)·a)^(−1)。在空间分布上,显著上升(|Z|>1.96)的区域占79.88%,包括极显著上升(|Z|>2.576)的区域占60.31%,显著区域占19.57%;显著减少的区域仅占0.15%,呈零星分布。(2)尽管大部分区域NPP值呈增加趋势,但未来呈持续增加的区域(呈上升趋势,H>0.5)约占19.45%,而潜在减少的区域约占74.15%(呈上升趋势,H<0.5)。(3)研究区NPP值变化与降水、相对湿度、NDVI值与NPP的关系主要呈正向相关关系,在2000年的回归系数平均值分别为0.368、0.218和0.402,在2019年的回归系数平均值分别为0.257、0.081和0.559;其中相对湿度和NDVI值对NPP值的影响从西南到东北有明显的线性变化趋势,降水对NPP的影响在该研究区西南和东北部分有些呈负相关,存在较强的空间聚集性和异质性。(4)NPP的变化与温度、光照时长和蒸散发呈现负相关关系,在2000年回归系数平均值分别为−0.027、−0.061和−0.020,在2019年回归系数分别为−0.145、−0.201和−0.001,光照时长和蒸散发对NPP值的影响由西南向东北有明显的线性变化趋势。

加强自然资源观测站网构建,全力支撑系统治理能力提升

自然资源要素综合观测站网建设紧密围绕国家重大战略需求和自然资源部"两统一"职责,是一项具有战略性、基础性、紧迫性的系统工程,对提升自然资源综合管理科技支撑服务能力意义重大.当前观测研究成果有效服务了青藏高原、黑河流域、塔里木河流域和黄河流域等地区的自然资源管理,科技成果转化成效显著.为进一步加强自然资源观测站网建设、更好地支撑国家自然资源统一管理和重大资源战略决策,文章提出加强观测站网建设的意见建议,以期统筹构建空天地一体化同步观测技术体系,并以观测站网为纽带提升自然资源领域科研与管理力量.

天空地一体化自然资源要素监测体系及其应用

遵循山水林田湖草是生命共同体的发展理念,建设自然资源要素综合观测体系,系统获取长期、连续、多尺度、多要素的自然资源观测数据,为自然资源“两统一”管理和生态保护修复提供科学支撑,是新时代生态文明建设的重要举措。本文在阐明自然资源监测体系现状及存在问题的基础上,依据地球系统科学的理论基础,针对调查、监测、观测等不同探测方法的功能和技术路径,以系统化的视角论述了现代自然资源监测特点,对天空地一体化监测体系技术路径进行说明,并从宏观管理层面分析天空地一体化监测体系在自然资源统一管理中的具体应用,以期为自然资源统一管理工作提供必要支撑。