生态⁃经济发展情景下内蒙古宏观生态系统模拟与分析

内蒙古自治区是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区,是我国北方的重要生态屏障,其宏观生态系统状况不仅关系民众生存和生计,而且关系华北、东北、西北乃至全国的生态安全。构建了1990、2000及2015年3期宏观生态系统格局与影响因子数据集;融合区域生态系统发展规划,设置了基准、生态⁃经济协同发展和生态⁃经济权衡发展三种情景;应用土地利用均衡分析模型,模拟了3种情景下2025年及2035年内蒙古六大类生态系统结构与空间格局变化。结果表明:在延续历史发展趋势的基准情景和注重经济发展的生态⁃经济权衡发展情景下,草地和农田生态系统在2035年均无法恢复至2000年的水平,宏观生态系统结构难以达到规划目标;在注重生态保育的生态⁃经济协同发展情景下,草地、森林与湿地生态系统面积增长较大,符合内蒙古构建中国北方生态屏障的战略定位。从空间上看,农田生态系统面积的减少主要集中在农牧交错带地区,该区域的退耕还草构成了草地生态系统增加的主要来源;草地生态系统面积扩张还分布在近十年来发生草地退化的区域,这与近年来通过实施“京津风沙源治理”、“草原奖补政策”等生态工程建设后内蒙古自治区原有退化的草地生态系统在逐渐恢复的趋势相吻合;森林生态系统面积增加主要集中分布在大兴安岭等几个植被恢复地;城市生态系统主要以原有城镇居民点为中心,在其周边区域呈扩散式增长,特别是在采矿场、工业用地、交通沿线附近城镇面积增加较为显著;荒漠生态系统的缩减主要发生在与其它生态系统的交界处,这与开发利用的便利性、原有生态系统的可开发潜力等密切相关。研究表明,生态⁃经济发展情景下的宏观生态系统的空间显性模拟是区域国土空间规划和可持续发展的重要科学依据。

宏观生态系统科学整合研究的多学科知识融合及其技术途径

综合认识大尺度的宏观生态系统结构功能、空间变异和动态演变的过程机理和模式机制,实现对生态系统变化及其对人类福祉影响的定量模拟、科学评估和预测预警,服务生态系统的利用保护及调控管理,是当代宏观生态系统科学的重要发展方向,正在孕育并形成大尺度的宏观生态系统科学整合生态学(IEMES)研究新领域。本研究通过对宏观生态系统科学整合生态学研究的基础理论、多学科知识融合途径及其关键技术问题的系统分析,形成以下几个基本认识:1)宏观生态系统科学整合生态学研究是以区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统为研究对象,采用多学科知识融合方法和技术,致力于解决人类社会发展的食物安全、资源安全、生态安全、环境安全等重大资源环境问题。2)宏观生态系统科学整合生态学研究的基本科技任务是:理解宏观生态系统的结构功能基本属性,监测生态系统状态变化,解释生态系统时空演变规律,认知生态系统运维过程机理,定量评估生态系统功能状态及服务能力,预测生态系统动态演变及地理格局,预警生态系统变化及生态环境灾害。3)宏观生态系统科学整合生态学研究需要重新构造"多源数据分析-多模型模拟-多学科知识融合"的理论和方法学体系,发展"多尺度观测、多方法印证、多过程融合、跨尺度模拟"的多学科知识融合关键技术。4)大陆尺度的地基-空基-天基多时空尺度生态系统观测试验网络是承载多学科知识深度融合研究的基础科技设施,需要围绕区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统科学问题,发展多要素-多过程-多界面-多介质-多尺度-多方法的多学科维度生态学知识融合关键技术。

试论宏观生态系统科学研究的多学科维度基本问题及其方法体系

人类社会对解决区域及全球重大资源环境问题的迫切需求,快速地推进了自然科学与人文科学的多学科交叉融合,推动了宏观生态系统科学(MES)的兴起及科学理论创新,以及大陆和全球尺度的科学研究方法与技术体系发展。本研究以服务大陆及全球尺度的生态系统状态变化及其资源环境效应研究的多学科知识体系及方法论体系的融合发展为应用目标,系统论述了大陆尺度宏观生态系统科学研究的多学科维度基本问题、逻辑关系及前沿性领域,讨论了构建大陆及全球尺度宏观生态系统科学研究方法学体系的理念和内容,并提出了开展大陆尺度的联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合技术系统的设想,期望为中国及全球生态系统观测试验研究网络的理论设计提供参考。

会计舞弊的宏观会计信息生态系统视阈解释及技术治理

频发的会计舞弊使会计信息质量广受关注。基于信息生态理论诠释会计信息生态系统的形成及其运作机理,通过分析会计信息参与主体间互动关系,揭示了会计信息生态系统内由于参与主体目标不一致产生矛盾导致会计舞弊,从而破坏会计信息生态系统,而会计信息供给方基于自身利益,信息供给方与信息需求方信息不对称是会计信息生态系统失衡的根源。提出将区块链等相关技术应用于宏观会计信息生态系统,实现技术治理会计舞弊的设想。

中国区域生态恢复和环境治理的生态系统原理及若干学术问题

当代生态学是解决全球可持续发展面临的重大资源、环境和生态问题的分析手段和哲学理念。生态学在其长期发展过程中,不断汲取、融合相关学科营养,形成了与气候系统、生物系统和社会经济系统紧密联系的当代生态学及生态系统科学体系,提出的诸多生态系统原理可直接服务于区域生态恢复和环境治理等社会实践。新阶段的国家需求赋予了生态学新使命,亟需总结凝练宏观生态系统原理,应用于区域生态恢复和环境治理,促进社会经济高质量发展。本文以全球可持续发展面临的多重严峻挑战为背景,系统阐述了生态系统科学的逻辑思维和科学使命,梳理了生态恢复和环境治理的生态系统科学原理体系,讨论了中国区域生态恢复和环境治理的若干学术问题。最后强调指出,中国区域拥有多个具有全球意义的区域性宏生态系统,开展宏生态系统理论和实践研究,不仅是我国生态文明建设的迫切需要,更是生态系统科学研究的前沿阵地,有望为生态学理论发展及全球生态环境治理做出新贡献。

宏观信息生态系统的概念、构成与功能研究

在对信息生态系统研究现状分析的基础上,提出宏观信息生态系统的概念,指出宏观信息生态系统是一个是相对于微观层面的企业内部信息生态系统而言的信息生态系统,其范畴与研究意义更为广泛。本文研究了宏观信息生态系统的构成要素及各要素间的相互作用,指出宏观信息生态系统的构建有利于实现信息资源在不同区域与行业内的优化配置,对于促进信息生态平衡、维护整个信息生态系统的稳定具有重要意义。

大尺度陆地生态系统动态变化与空间变异的过程模型及模拟系统

当代生态系统科学研究更加关注区域生态环境及生态系统状态变化的监测、评估、预测、预警及生态环境可持续管理。在深入理解陆地生态系统的要素、过程、功能、格局及其相互作用机理基础上,发展生态系统定量化描述方法和数值模拟技术,集成构建大陆尺度的"多过程耦合-多技术集成-多目标应用"的陆地生态系统数值模拟器已成为生态系统与全球变化及其资源、环境和灾害效应科学研究的重要科技任务。本研究围绕宏观生态系统模拟分析方法问题,在回顾陆地生态系统模型研究现状和发展趋势的基础上,深入讨论开发大尺度陆地生态系统动态变化和空间变异及其资源环境效应模拟系统的理念,以及模拟系统的功能定位、结构设计等基本问题,为构造中国陆地生态系统数值模拟器提供参考。

大尺度陆地生态系统状态变化及其资源环境效应的立体化协同联网观测

环境变化和人类活动的双重驱动正在快速地改变地球生态系统状态,呈现出了众多级联的资源环境问题,生态系统的状态变化和时空演变驱动因素以及相应的资源环境效应是大尺度陆地生态系统科学研究的永恒主题。观测和评估生态系统状态变化,发现和理解生态系统响应机制,认知和描述生态系统演变规律,预测和预警生态系统演变趋势,都依赖于大陆及全球尺度的分布式协同观测研究网络。本研究以服务大陆尺度生态系统科学研究、支撑区域生态环境治理为目标,围绕生态系统状态变化及资源环境效应科学问题,综合分析了现有生态环境观测研究网络现状,明确提出了生态系统观测研究站及其网络的发展方向,进而提出了发展"多要素-多界面-多介质-多过程-多尺度-多方法"的联网协同观测体系,构建"高新技术集成化-区域分布网络化-网络管理智能化-观测实验长期化-模型模拟多功能化-数据集成和资源共享远程化"的新一代大陆尺度生态系统观测实验研究网络的设想,并进一步阐述了该研究网络的功能定位、设计理念、设计方案、建设目标和技术体系,以期为我国陆地生态系统观测研究网络的发展提供借鉴与参考。

大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了:1)基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的"生态系统科学概念网络体系";2)基于生态系统整体性和涌现性理论,发展"生态系统状态变化分析理论体系";3)基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的"整合研究方法学理论体系"的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善"联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合"四位一体的科学研究技术体系的必要性。

景观水生态治理中存在的问题及优化方案

景观水由于设计条件的限制等诸多因素,简单的套用宏观生态法维持水质,结果适得其反。导致亲水区域减少、蚊蝇滋生。建议采用生态法处理景观水体时,通过造流复氧强化微观生态系统功能,有利于环境保护。

大尺度区域生态环境治理及国家生态安全格局构建的技术途径和战略布局

陆地生态系统是地球生物圈系统的核心组分,是人类生活、生产及社会经济活动的场所。然而,人类文明发展和科学技术进步在不断地扩大对资源的利用规模和强度,也导致了严重威胁社会可持续发展的全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染、资源枯竭、生态系统退化等环境问题。社会公众期望生态学研究能够为区域、大陆及全球尺度的生态系统的利用和保护、维持人类社会可持续发展提供科学理论及系统性的解决方案。本研究以服务中国生态文明建设、生态安全格局构建、区域生态环境治理,以及宏观生态系统科学发展为目标,回顾了中国的区域生态环境治理成效及经验;分析了我国生态文明建设对大尺度生态系统科学研究的科技需求与时代特征,提出了利用基于自然的宏生态系统途径的新思路提升区域生态环境治理及安全格局构建的设想。在此基础上,讨论了中国的大尺度区域安全格局构建及生态环境治理的新思路、战略布局、技术途径与科技支撑体系,为中国安全、健康和美丽的国土空间利用及生态文明建设进步提供理论参考。

区域资源环境承载力科学概念及其生态学基础的讨论

资源环境承载力是生态学领域的一个重要概念,其理论和实践研究已成为衡量区域可持续发展的重要依据。但是有关生态学基础与资源环境承载力的科学联系仍未明确,其中有哪些生态学理论对资源环境承载力的发展起到了支撑作用还没被厘清,这使得资源环境承载力的科学概念十分模糊。本文在讨论资源环境、生态系统承载力科学概念及其发展的基础上,系统讨论了生物可占用的空间生态位容积,生态系统可承受环境胁迫压力的生态阈值,气候、水和营养等可持续供给的潜在资源容量(供给能力),以及缓冲和净化污染物质的环境容量等基本概念。进而从地基压强承载能力、空间容量承载力及生态阈值承载力的生物物理学角度,定义了自然资源供给承载力(NRSCC)、自然环境承载力(NECC)、生物种群发展承载力(CCBPD)、社会经济发展承载力(CCSED)和生态系统环境胁迫承载力(CCESE)的科学概念。并深入讨论了生态系统的生物种群增长及生态容量理论、生态系统多功能性及资源环境效应理论、生态系统多稳态及自适应自组织理论等3个核心生态学基础问题。期望能够通过探讨区域资源环境承载力评估的理论和方法,为区域资源环境利用、保护及社会经济可持续发展提供理论依据。

天然林资源保护一期工程生态成效评估——以甘肃小陇山地区为例

天然林资源保护工程是在中国广泛开展的一项重要生态建设工程。本文在构建生态多元评估指标体系的基础上,评估工程实施的生态成效,对于其进一步决策与管理具有重要的科学意义。通过遥感、生态系统质量等多源数据融合,采用生态系统宏观格局、生态系统质量、生态系统服务等方面指标的现状和时空变化特征,评估小陇山地区天然林保护一期工程(2000-2010年)实施成效。结果表明:(1)工程实施后,小陇山地区落叶阔叶林、落叶阔叶灌木林、草地等生态系统类型的面积大幅度增加,生态系统宏观状况转好,其中黄河流域生态系统宏观状况转好趋势明显好于长江流域。(2)研究区叶面积指数(LAI)和最大植被覆盖度(FC)在2000-2010年期间的多年变化斜率分别为0.022和0.510,生态系统质量上升趋势明显。其中黄河流域改善程度高于长江流域。(3)2010年研究区固碳量为700.20 t/hm2,相比工程初期的2000年增加了4.69%;工程实施之后的10年间,研究区水源涵养量呈增长趋势,土壤保持量亦呈增长趋势;就流域而言,黄河流域的生态系统服务的提升程度均更为明显。

“一带一路”区域可持续发展生态环境遥感监测

2013年9月和10月,习近平主席在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出了共建"丝绸之路经济带"和"21世纪海上丝绸之路"(简称"一带一路")的重大倡议。要全面保护"一带一路"区域生态环境,实现2030年可持续发展目标,是一个具有挑战性的问题。遥感技术对生态环境监测与评价发挥着十分重要的作用。本研究利用多尺度、多源遥感数据,对2015年"一带一路"区域的生态环境状况进行监测和分析,旨在提供可持续发展目标生态环境遥感监测的本底。本文选取了几个重要的生态环境方面开展监测与分析,主要包括宏观生态系统结构和植被状况、太阳能资源分布、水资源平衡、主要生态环境限制因素对经济走廊建设的影响、主要城市生态环境质量等。监测区域覆盖亚洲、非洲、欧洲和大洋洲的陆上区域。研究结果为生态环境评价与保护提供了有效的决策依据,有助于"一带一路"建设积极推进。

区域资源环境承载力的评价理论及方法讨论

人类对资源环境承载力的认知不断深化,并且受到人类需求和外界胁迫的综合影响。当人类的生存发展主要依靠本地资源供给、受本地环境条件限制时,资源环境承载力主要由主导限制因子决定。随着可持续发展和环境保护理念的引入,资源环境承载力逐渐由供给限制转为以需求支撑为主,并出现了以容量、阈值、强度和能力等来表征资源环境承载力的表达形式。气候变化和人类活动对资源环境系统的影响日益显现,导致了资源环境承载力的变化。但是,资源环境承载力、生态系统脆弱性和气候变化风险之间的相互联系和内在机制仍不清晰,制约了资源环境承载力理论和方法的发展。本文初步梳理和探讨了区域资源环境承载力研究的基础理论和方法体系,讨论了生物种群发展承载力、生态系统环境胁迫承载力、自然资源供给承载力、自然环境承载力、社会经济发展承载力及其级联关系,提出了多维度的资源环境承载力的计算方法或概念模式,为资源环境承载力的方法研究提供了新思路。