基于生物资源的万山海洋牧场生境适宜性评估

万山群岛海域生态环境日益恶化、渔业资源持续衰退,因此建设万山群岛海洋牧场,修复海域生态环境、实现渔业资源可持续利用迫在眉睫。针对现阶段基于海洋生物资源的海洋牧场适宜性评估的研究较少,本研究利用渔业资源调查和全球物种数据库记录数据及13个环境因素数据,采用物种分布模型MaxEnt对选择的白姑鱼、日本金线鱼、红星梭子蟹和浅缝骨螺潜在分布区进行预测,探讨海洋生物地理分布与海洋环境因素之间的关系进而进行万山海洋牧场生境适宜性评估,结果表明:(1)各模型AUC值均大于0.9,说明构建的模型对这些物种潜在分布的模拟效果较好,后续可采用MaxEnt模型对4种生物的栖息地分布区进行预测;(2)海底浮游植物密度、海底温度以及海底硅酸盐浓度是影响这4种海洋生物栖息地分布的关键环境因子;(3)基于该4种海洋物种MaxEnt模型的HSI分布区所存在重叠区域来看,海洋牧场拟建设区域应为纬度21.85°N~22.15°N,经度113.6°E~114.2°E。研究结果可为万山海洋牧场规划和建设提供科学依据。

海洋牧场海域使用管理问题初探

在分析我国海洋牧场发展趋势和海域使用管理需求的基础上,从海洋牧场用海类型判定与用海方式界定、用海选址、用海规模与结构控制、海域使用论证与用海审批、海域使用金征收与监管等方面,对当前我国海洋牧场用海管理存在的主要问题进行了分析和探讨,以期明晰海洋牧场用海管理思路,为我国海洋牧场海域使用管理制度体系建立与健全提供参考。

海岸线分类体系探讨

对海岸线分类体系进行探讨,依据海岸线自然属性改变与否,将海岸线划分为自然海岸线和人工海岸线;依据海岸底质特征和空间形态,将海岸线划分为基岩海岸线、砂质海岸线、淤泥质海岸线、生物海岸线和河口海岸线;依据海岸线功能用途,将海岸线划分为渔业岸线、港口码头岸线、临海工业岸线、旅游娱乐岸线、城镇岸线、矿产能源岸线、保护岸线、特殊用途岸线和未利用岸线;依据海岸线时间尺度,将海岸线划分为历史海岸线、现状海岸线和未来海岸线;依据海岸线管理实践,将海岸线划分为管理岸线和实际岸线,并就海岸线分类的几点问题进行探讨。

黄土高原景观格局与水土流失关系研究

采用DCCA排序法对黄土高原腹地泾河流域12个子流域的景观格局与流域水土流失关系进行了定量分析.结果表明,DCCA排序的前4轴分别与农业用地比率、景观多样性指数、森林比率显著相关.各子流域的水土流失特征具有明显的梯度变异.在森林比率占65%的三水河子流域,景观相对简单、多样性低,流域年径流量大、输沙小、含沙量低,径流相对稳定;随着森林比率减小,农业用地比率增大,景观多样性升高,产流系数增高,径流深度、输沙量和含沙量增大;在森林比率很低、农业用地53.41%的洪河子流域,景观格局复杂、多样性较高,河流含沙量高、输沙率大,月输沙和径流变异极大;在农业用地比率减小,其他景观类型比率增大,景观相对简单的环江上、下游子流域,输沙量和含沙量减小,但输沙和径流的年际变化极大.排序分析结果较清晰地解释了黄土高原典型地区水土流失特征沿景观梯度的变化规律.

基于格局-过程理论的非点源污染实证研究:以黄土丘陵沟壑区水土流失为例

非点源污染是影响地表环境的主要污染方式之一.针对黄土高原丘陵沟壑区水土流失这一典型的非点源污染问题,应用非点源污染的空间识别方法———景观空间负荷对比指数和景观坡度指数,对黄土高原泾河流域12个子流域进行了实证研究.结果表明,耕地、低覆盖度草地和各种林地的景观坡度指数和景观空间负荷对比指数对流域土壤侵蚀模数有显著的响应关系,对径流深度存在着一定的响应关系,而对径流变异系数和侵蚀变异系数没有明显的响应.说明景观空间负荷对比指数和景观坡度指数对流域水土流失具有一定的指示作用,可作为水土流失等非点源污染空间风险评价的1个有用方法.

曹妃甸围填海工程的海洋生态服务功能损失估算

以曹妃甸围填海工程为例,采用直接市场法、影子工程法和替代花费法等构建了围填海工程的海洋生态系统服务功能损失的货币化评估模型与方法,并采用对比分析法,建立并探讨了曹妃甸围填海工程对周边海域生态服务功能影响的损失估算方法。结果表明:曹妃甸围填海一期工程占用海域滩涂面积10 500 hm2,由此每年造成海洋生态服务功能价值损失4 735.67万元,其中生物多样性维持功能损失占46.52%,气候调节功能损失占20.92%,空气质量调节功能损失占9.62%,食品生产功能损失占8.98%。曹妃甸围填海工程导致其东部海域生态系统服务功能价值损失每年为421.10万元,其中生物多样性维持功能每年损失1 242.04万元、食品生产功能每年损失452.99万元,而气候调节功能和空气质量调节功能因海洋浮游植物群落初级生产增加而出现功能增大,每年服务功能价值分别增加998.12万元和459.03万元。表明曹妃甸大规模围填海工程不仅对围填所在海域海洋生态系统服务功能造成彻底毁灭,也对围填周边海域海洋生态系统服务功能产生重要影响。

基于高空间分辨率卫星遥感影像的围填海存量资源监测与评估研究——以营口市南部海岸为例

为详细掌握围填海存量资源状态,提高海域空间资源监管精细化水平,本文提出围填海存量资源概念,并将围填海存量资源划分为围而未填区域、填而未建区域、低密度建设区域、低洼坑塘、低效盐田和低效养殖池塘等6种类型,以及工业区、城镇区等围填海存量资源的消耗类型。在此基础上,采用高空间分辨率卫星遥感影像,建立了面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法与技术流程,构建了围填海存量资源指数,并以营口市南部海岸区域为例进行了实证研究。结果表明:(1)面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法能够精细地提取围填海存量资源信息,准确率达到90%以上;(2)填而未建区域、低效盐田、低效养殖池塘占研究区围填海存量资源总面积的62.51%,研究区围填海存量资源指数为0.49,但内部差异明显,北部区域为0.66,中部区域为0.44,南部区域为0.37。

近50年来黄土高原中部水土流失的时空演化特征

黄土高原是我国水土流失最严重的区域之一．近50年来，随着全球气候变化和人类活动对地表的影响，水土流失发生了巨大变化．为了揭示黄土高原水土流失的时空演化特征，该文选择了黄土高原中部4种典型地貌区域，以年径流深度和年侵蚀模数为水土流失过程参数，采用波谱分析方法和多元回归分析方法对该地区水土流失的周期和演化趋势进行了探讨，分析了不同地貌区域的水土流失特征及近50年来各地貌区域水土流失的演化过程．结果表明，近50年来，黄土丘陵沟壑区水土流失无明显变化，黄土残塬沟壑区和水土流失较轻的土石山区水土流失总体上都存在着不同程度的持续减弱，而水土流失较轻的黄土山区则表现出总体递增的趋势．黄土高原各地貌区都存在20～21a、6～7a和2～4a的变化周期．周期外延和多元回归的混合模型，可以很好地模拟预报黄土高原水土流失的周期波动与总体递变相叠加的演化趋势，可作为黄土高原水土流失监测与预测的有效方法．

曹妃甸围填海工程的环境影响回顾性评价

围填海回顾性评价是一项涉及面广、内容复杂的分析评价工作。要做出准确、科学的评价,就必须有一套科学的后评价方法和指标体系,评价出项目实际目标与可行性研究阶段预测情况的偏离度,从而比较客观地做出评判。文章建立了围填海工程的海洋生态环境影响回顾性评价指标体系、评价标准与评价方法,并综合运用层次分析法对曹妃甸围填海工程的海洋生态、水动力环境、水质环境和底质环境影响进行回顾性综合评价。该方法克服了传统定性评价的主观性缺点,从而得出比较客观、科学的评价结果,为衡量和分析曹妃甸围填海工程对海洋环境的累积影响及后期围填海工程的环境管理与决策提供了依据。

景观生态学在海岸带地区的研究进展

海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。

基于遥感的黄土高原典型区植被退化分析--以泾河流域为例

以黄土高原泾河流域为例,首先利用遥感植被指数和气候干燥度指数之间的回归模型,模拟出了潜在植被指数,在此基础上通过遥感监督分类方法得出泾河流域现生植被分布格局和潜在植被的分布格局,并利用转换矩阵方法得出了植被退化的空间态势。结果表明:泾河流域最主要的潜在植被类型是针阔叶疏林(32.44%)、阔叶落叶林(31.28%)和中生灌丛(23.71%)。与现生植被相比较,有25.08%的阔叶落叶林潜在分布区被开垦为农作物,13.32%退化为针阔叶疏林,13.04%退化为中生灌丛,14.22%变化为旱生灌丛,仅有25.90%的面积保持了阔叶落叶林植被;针阔叶疏林分布区主要退化为农作物(26.01%)、旱生灌丛(20.99%)、草甸(17.12%);中生灌丛主要退化为草甸(30.29%)和温带草原(43.21%)。植被的退化以流域中部、南部的黄土残塬沟壑区退化最为严重,其次为流域北部的黄土丘陵区,而流域东部的子午岭山区和流域西部的六盘山区植被退化相对较轻。

甘肃小陇山锐齿栎群落生物多样性特征分析

生物多样性是当前群落生态学研究的一个重要方面。为此,选择了地处我国南北交界的秦岭西段北坡——甘肃小陇山的锐齿栎群落作为研究对象,经过大量野外实地调查和室内数据分析,认为:(1)研究区锐齿栎群落乔木层物种多样性测度结果为:平均物种多样性指数H=1.483,平均均匀度指数Jsw=0.67,平均丰富度指数R=9。这与亚热带常绿阔叶林和暖温带阔叶落叶林相比较,具有明显的过渡性特征;(2)乔木层物种多样性沿海拔梯度在阴、阳坡存在两种不同的分布模式。在阳坡,物种多样性沿海拔梯度呈直线上升分布模式;在阴坡,物种多样性对海拔梯度呈不很敏感的分布模式,对阴、阳坡进行对比,阴坡多样性、均匀度和丰富度均大于阳坡,优势度相反;(3)经过采伐干扰,恢复20年后,与保护区相比,乔木层物种丰富度有所增大,多样性和优势度有所降低,均匀度没有产生明显变化。

黄土高原流域土地利用变化的水土流失效应

本文以黄土高原中部的河流域为例,利用3个不同时期的遥感影像分析了1977年以来的河流域的土地利用变化特征,在此基础上,选择年径流深度、年侵蚀模数、汛期径流深度、汛期侵蚀模数和枯季径流深度为水土流失过程参数,通过基于流域降水与水土流失过程各参数的统计回归模拟分析,区分出了降水和土地利用等地表属性变化分别导致的流域水土流失变化过程。研究结果认为:1980年以来,流域水土流失明显趋缓,以10年为尺度得出的平均值,径流深度减少了32.75mm,侵蚀模数减少了778t/km2。水土流失的变化主要是由地表属性变化引起的,降水量变化的贡献很小。耕地面积变化和地表属性变化引起的水土流失变化具有显著的相关性,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水土流失变化的主要原因。

甘肃小陇山锐齿栎群落生物量动态研究

对甘肃小陇山天然锐齿栎群落乔木层生物量进行了测定和研究。结果表明,天然锐齿栎群落乔木层生物量为183 6 6t·hm2 ,其中以锐齿栎为主的慢生树种占6 4 89% ,中速生树种占33 4 0 % ,针叶树种占1 38%。乔木层生物量随着锐齿栎群落发育年龄的增长,积累增多,各器官具有不同的增长速度,到群落发育成熟时群落总生物量的和各器官生物量都达到最大值,群落进一步发育,总生物量趋于稳定,部分器官生物量有所衰减。群落发育过程中,慢生树种生物量比例趋于增大,中速生树种生物量比例逐渐减少,直到发育末期,随着优势种—锐齿栎的衰败,其生物量比例有所减少,中速生树种生物量的比例相应又有所增大。

泾河流域植被景观格局对流域径流的调节作用

对黄土高原腹地泾河流域12个子流域植被景观格局和流域径流动态的关系进行了探讨.结果表明景观层次上植被的整体空间格局对流域径流动态有着如下调节作用:(1)泾河流域4种植被景观类型中,森林灌丛植被景观流域年径流量最大,径流年内分配比较均匀,但年际变化很大;其次为复合植被景观,农业植被景观流域径流量较小,且主要集中在汛期;草地植被景观流域径流极小,主要发生在汛期的7～8月份,年际变化比较小.(2)在主要植被景观指数中,景观破碎度、景观多样性与流域径流正相关,景观聚集度、景观优势度与流域径流负相关,景观形状与流域径流相关不显著.(3)结构复杂的植被景观对流域径流具有较好的调洪补枯作用.随着景观破碎度和景观多样性的增大,流域径流年内分配趋于均衡;而随景观聚集度的增大,流域径流年内分配则趋向集中,景观形状对流域径流调节作用不明显.(4)多样性高的植被景观可降低极端径流出现,维持流域生态系统的稳定性.

黄土高原典型区植被冗亏

选择了黄土高原中部典型区——泾河流域为研究区域。采用Holdridge潜在蒸发方法计算出了泾河流域的气候干燥度指数,构建了遥感植被指数与气候干燥度指数之间的回归模型。通过该模型反衍出了泾河流域潜在植被指数,提出以该指数为基础的植被冗亏格局的评价新方法。通过该评价方法发现,在泾河流域西北部的大部分子流域的植被冗亏指数小于-0.2,植被亏缺较为严重;在自然环境较差的流域北部,植被冗亏指数介于-0.20到-0.10之间,植被亏缺较轻;而流域东南部山区的大部分子流域的植被冗亏指数介于-0.10到0.10之间,植被亏缺最轻。从植被冗亏的时间尺度上分析,植被亏缺主要发生在植被生长旺盛的6~9月份,其中农田植被亏缺最大,冗亏指数在7月份可达到-0.51;稀疏草原植被亏缺较小,其冗亏指数最小值在-0.18左右;森林植被的冗亏指数接近于0。

景观指标与滨海湿地生态系统健康评价

景观格局提供了一种直接度量人类活动导致土地覆盖改变的方法。这种方法可以监测人类活动改变土地覆盖的数量和空间格局,而土地覆盖及其格局变化与海岸带侵蚀、滨海湿地非点源污染和物种多样性变化等生态过程密切相关。本文首先综述了滨海湿地生态系统健康监测的理化、生物、水文和物理生境方法,在此基础上探讨了如何利用土地覆盖变化的景观指标来评价滨海湿地生态系统的健康状态,并对比分析了景观指标与其它常用评价指标的优劣,提出景观指标也是滨海湿地生态系统健康评价的重要指标。

基于GF-1卫星遥感影像的海岸线生态化监测与评价研究——以营口市为例

海岸线是海洋与陆地的分界线,也是重要的生态交错线。本文采用GF-1卫星遥感影像,通过监测大潮高潮时刻和小潮低潮时刻海岸水陆边界线,构建了潮间带完整性系数,以此为依据将海岸线划分为自然海岸线、具有基本生态功能的人工海岸线、具有部分生态功能的人工海岸线、具有有限生态功能的人工海岸线、具有少量生态功能的人工海岸线和无生态功能的人工海岸线。在此基础上,结合潮间带完整性系数及其毗邻海岸线长度,构建了海岸线生态化指数,用以评价区域海岸线的生态化程度。营口市海岸线以无生态功能的人工海岸线、自然海岸线和具有少量生态功能的人工海岸线为主,分别占到海岸线总长度的45.74%、18.31%和15.53%。营口市总体海岸线生态化指数为0.29,其中西城区、老边区、盖州北、鲅鱼圈区和盖州南分别为0.55、0.17、0.40、0.10和0.55。

DCCA在黄土高原流域径流环境解释中的应用

以黄土高原腹地泾河流域12个水文特征指标为“物种”,选取对流域径流有影响的9个环境因子,采用DCCA排序方法定量分析河流径流特征沿环境因子梯度的演变规律。结果表明:(1)DCCA排序的前3轴分别与退化草地比率、降水量、降水强度、植被指数、平均坡度显著相关;(2)河流径流特征沿环境梯度可明显分为输沙量极大的北部黄土丘陵区;平均含沙量极高的中北部黄土沟壑区;径流量大、输沙量小的山地-沟壑过渡区;侵蚀模数极高、径流年内变化极大的中部黄土残塬区;产流量大、年含沙量极低的南部山地区。

基于遥感的辽河三角洲湿地生态系统服务价值评估

利用中巴资源卫星对辽河三角洲盘锦湿地类型进行调查的基础上,综合应用环境经济学、资源经济学等方法对辽河三角洲湿地生态系统的服务功能价值进行了评估,得出该区域湿地生态系统的服务功能总价值为90.243×108元RMB。休闲娱乐、大气组分调节、物质生产和水文调节是该区域湿地生态系统服务功能价值的主要贡献者,分别占到系统总服务功能价值的25.93%、25.03%、22.35%和20.44%。