流域生态环境分析中几种常见空间插值分析法的概述与浅析

在生态环境领域,流域通常指由分水岭为界,由汇水区为单元组成的一种独立区域,是水环境治理、水生态修复、水资源调配、水安全保障的最优科学管控单位。通过运用各种空间插值方法,开展流域区域内水质、土壤质量、气候、水文水资源等生态环境因子的时空分布与变化研究,具有巨大的应用需求和良好的发展前景。本文基于已有的文献,对空间插值中的反距离权重法、样条函数法、自然邻域法、克里金法和趋势面法等5种常见空间插值方法进行概述和对比分析,并总结了各空间插值法对流域中不同生态环境因子的适应性。结果表明,各种插值方法都有一定的优点和缺点,不存在适用于任何流域状态的空间插值方法。但对于不同的应用对象、不同的数据分布情况、不同的地形地貌和不同时空尺度,各插值法的精度、稳定性等结果存在相对优劣。

粤北山区县土地利用变化及其对生态系统服务功能的影响研究——以广东省怀集县为例

经济和生态环境的可持续发展已经上升为国家现代化建设进程的一项重要内容。本文通过对粤北山区县怀集县2009-2018年间土地利用及其生态系统服务价值的变化进行分析,对当地可持续发展具有重要意义。研究表明,(1)怀集县的土地利用结构不平衡分布特征明显,土地利用类型结构总体表现为“多保一”的特点。(2)怀集县各地类都有向建设用地转移,而林地、耕地、草地和水域用地为主要土地类型大量转出流入到建设用地。(3)在研究期间,怀集县各项生态功能的生态价值均发生不同程度的变化,其中食物生产的生态价值经历了先增加后减少的过程,土壤形成与保护、水源涵养、气体调节、生物多样性保护、气候调节、原材料、废物处理以及娱乐文化的生态价值均在不断减少,主要是相对应的生态土地类型面积流入到建设用地,造成生态系统服务价值的下降。

云南省城市土地利用效率与土地生态安全耦合协调研究

为深入探究城市土地利用效率与土地生态安全之间的关系,探索出一条既能实现土地高效合理利用又能保护土地生态安全的可持续发展之路。以云南省为例,在构建城市土地利用效率及土地生态安全相应指标体系的基础上,综合运用SBM-Undesirable模型、综合指数法及耦合协调度模型测算云南省城市土地利用效率与土地生态安全水平及两者的耦合协调度及其时空变化特征。结果表明,(1)2006-2021年云南省城市土地利用效率呈现波动上升的变化趋势,研究期间均值为0.92,总体状况较好。(2)2006-2021年云南省城市土地生态安全水平总体呈现上升趋势,经历了“不安全-较不安全-临界安全-较安全”四个阶段,由2006年的0.18提升至2021年的0.77,土地生态安全水平显著提升。(3)2006-2021年,云南省城市土地利用效率与土地生态安全耦合协调度呈现波动上升的趋势,经历“轻度失调-初步协调-中级协调-良好协调-优质协调”5个阶段,空间格局上呈现西北、中部高,西南、东部地区较低的特征。总体来看,研究期间云南省大部分地区城市土地利用效率与土地生态安全处于协调阶段。

“三生空间”视角下贵溪市土地利用转型的生态系统服务价值效应

本文基于贵溪市2010-2018年土地利用现状数据为基础,在“三生空间”视角下,使用土地利用转移矩阵表达了贵溪市土地利用转型过程,并通过生态系统服务贡献值从正负两方面量化土地类型转变造成的生态系统服务价值效应。结果表明,2010-2018年,贵溪市生态用地面积减少,生产和生活用地不断增加,其中林地生态用地减少最多,共计2 330.73 hm^(2),农业生产用地增加最多,面积为1 183.35 hm^(2)。贵溪市生态系统服务价值存在明显差异,整体上是“南北高,中部低”的空间分布。2010-2018年,从生态系统服务价值总体层面,贵溪市呈下降趋势。由于城市化和工业化的快速推进,生活用地和生产用地正在侵占大量生态用地,对生态系统服务价值产生负效应影响。对生态系统服务有正效应影响的主要土地利用转换类型是农业生产用地向各种生态用地的转换,“退耕还林还草”的实施是主要原因。贵溪市生态系统服务价值从2014年开始下降幅度得到缓解,但总体上生态系统服务价值负效应大于正效应。分析2010-2018年贵溪市土地利用转型及其生态系统服务价值效应对贵溪市国土空间规划和“生态文明建设”具有指导意义。

生态课堂视角下的初中英语口语质性评价运用思考

随着全球化进程的加速和教育理念的转变,英语口 语教学在初中英语教学中越来越受到重视。生态课堂作 为一种新兴的教学理念,强调以学生为中心,构建和谐 的师生互动与生生互动环境,以促进学生的全面发展。

基于机器视觉的生态林场园林植物种植密度监控研究

科学合理的种植密度有助于维持生态林场的生物多样性,使土地利用率和植物产出效率得到显著提升,对园林经济效益和生态环境效益产生重要影响。基于此,通过遥感技术采集生态林场园林植物信息,利用机器视觉技术将原始生态林场园林帧图像转换为灰度图像,准确提取出生态林场园林植物轮廓;再引入决策树算法对园林植物进行分类并计算种植密度,结合不同植物种类的生长特性、园林设计要求以及生态功能需求,完成对植物密度的分析预警。结合实际林业试验环境对植物种植密度的设计、管理以及调控措施提出了建议,促进了生态林场的可持续发展。

绿色建筑植物生态补偿与设计实践

随着当前社会发展,环境保护越发受到重视,在建筑产业的发展过程中,绿色建筑也成了备受行业内人员关注的领域。绿色建筑除了要通过绿色材料、绿色施工技术减少对环境的污染外,还需要意识到绿色建筑的可持续发展需求,如利用绿色建筑植物生态补偿理念,将植物引入绿色建筑的设计当中,便能更好满足生态环境优化需求。为此,分析了绿色建筑植物生态补偿的概念、作用和指标,并且提出了绿色建筑植物生态补偿的设计要点与实践分析以供参考。

数字经济赋能乡村生态农产品价值实现的典型模式与形成机制分析

【目的】生态农产品价值实现是多元化推进乡村振兴的关键举措,探索数字经济赋能乡村生态农产品价值实现的典型模式和形成机制有利于培育壮大乡村绿色发展新动能,促进和美乡村建设和农民增收。【方法】通过对全国数字化先进县的典型案例进行梳理,从其关键做法,主要成效和价值体现,以及何以实现等方面系统分析数字经济赋能乡村生态农产品价值实现的典型模式和形成机制。【结果】“互联网+现代农业”融合发展、产学研合作,以及物联网与大数据技术应用是案例中数字经济赋能乡村生态农产品价值实现的3种典型模式。在此基础上,得出数字经济赋能乡村生态农产品价值实现的3条形成路径,即数字经济通过推动产业升级,为乡村生态农产品价值实现提供驱动力;数字经济通过提高乡村农产品流通效率,为乡村生态农产品价值实现创造良好的条件;数字经济通过创新商业模式,为乡村生态农产品价值实现建立有效路径。【结论】目前乡村数字经济发展仍处于较低水平,相应的政策措施和管理机制应该联合政府、企业和社会多方力量,聚焦在数字基础设施建设和人才培养等方面,推动乡村数字技术渗透的广度和深度,促进乡村生态农产品价值实现。

我国设施生态农业主要模式及配套技术的研究与实践

设施生态农业是指在设施种植和设施养殖中采用清洁、绿色、健康生产方式,以提高资源利用效率、农产品产量与质量、环境效益为目标的生态农业模式。2002年农业部重点推广的设施生态农业模式主要有两大类:一类是种养沼三结合的“四位一体”生态模式,从最初以农户为单位的单体日光温室到以村庄为单位的种养结合生态温室群模式,拓展到在一个大区域内将大型猪场的粪污进行工业化沼气并网发电,沼液通过管道输送到农田来减少化肥施用和改良土壤的宏观生态农业模式,相关的结构配置、配套的种养殖技术和装备也在不断研发和提升中。另一类是采用综合性生态农业技术的设施生态农业模式,包括:采用各类立体/垂直栽培技术提高土地资源利用率;通过各种轮作栽培技术减少设施蔬菜土壤连作障碍和降低农药使用量;采用土壤健康栽培技术,通过有机肥的合理施用改善土壤性状;采用有机基质栽培技术,用农林废弃物发酵后的物料作为栽培基质为作物提供养分;采用覆盖防虫网、色板诱杀、灯光诱杀、高温封棚、蒸气消毒、有色膜覆盖土壤、天敌昆虫生物防治等病虫草害生态防治技术来减少有害生物发生。期望通过相关配套装备技术的进一步研发提高设施生态农业的信息化、自动化水平,实现设施农业的可持续发展。

天然沙冬青器官生态化学计量特征对异质生境的响应

以我国重点保护的珍稀濒危植物且是西北荒漠地区唯一常绿阔叶灌木沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为研究对象,分析异质性荒漠生境(固定沙地、半固定沙地、石质沙地、洪积砾石坡地和盐碱滩地)对沙冬青叶、茎、根、花和种子生态化学计量学特征的影响,了解其生长的适应机制和生存策略。结果表明:沙冬青各器官碳(C)含量表现为叶>茎>根>种子>花,而氮(N)、磷(P)、钾(K)营养元素含量均表现为种子>花>叶>根>茎,N、P、K三大营养元素在繁殖器官中的富集,可以促进沙冬青由营养生长向生殖生长的转变,反映了资源分配模式和植物生长策略。沙冬青各器官的碳氮磷钾含量和各元素化学计量比在不同生境条件下变化较复杂,其中在沙质土壤(固定和半固定沙地)具有更高的C、N、P储存能力,而K在砾质土壤(石质沙地和洪积砾石坡地)含量较高,且砾质荒漠沙冬青的C∶N、C∶P及N∶P均显著高于沙质土壤,表明沙冬青在石质沙地和洪积砾石坡地有更高的养分利用效率。各器官元素含量相关分析表明器官间的养分协同性远高于器官内部。化学计量比C∶N、C∶P、C∶K均表现为:茎>根>叶>花>种子,N∶P为根>叶>茎>花>种子,N∶K为茎>根>叶>种子>花,K∶P为叶>根>种子>茎>花,各器官中的C∶N和N∶P比在各生境间相对较稳定,而K∶P比变化巨大,N∶P与P含量呈显著的负相关(P<0.05),与N含量的相关性不显著(P>0.05),说明P作为敏感性元素决定了沙冬青体内N∶P比值的变化,且不同生境叶片N∶P比值均大于16,说明沙冬青生长主要受P限制。器官与生境对沙冬青化学计量特征都有影响,生境对C含量和N∶K、K∶P的影响较大,器官对N、P、K含量及C∶N、C∶P、C∶K、N∶P的影响较大。除P元素外,各元素含量及其化学计量比均受器官和生境交互作用影响。了解植物根-茎-叶-花-种子的整体资源权衡和协变策略,为沙冬青物种资源的保护和开发提供理论依据。

鱼类产卵敏感期河流生态流速的分区分类阈值研究

敏感生态流量目标的合理制定是生态流量管理的重难点问题。针对目前敏感生态流量目标制定中存在的计算方法繁杂、关键参数缺乏等问题,本文以鱼类产卵期为重点,提出了分区分类河流敏感期生态流速和生态流量核算方法,制定了不同区域(东北、黄淮海、西南、长江中下游和东南沿海)、不同类型(按集水面积、山区河段和平原河段等划分)河流敏感期生态流速阈值。结果显示,全部分区分类推荐流速平均值为0.66 m/s,其中山区大站平均值为0.94 m/s、山区小站平均值为0.62 m/s、平原大站平均值为0.63 m/s、平原小站平均值为0.46 m/s。基于阈值核算了全国217个鱼类产卵生境保护河段的敏感期生态流量目标,并结合部分断面湿周法结果对阈值合理性与适应性进行了验证,验证结果表明相关阈值和方法适应于不同类型、不同规模河流,可为我国现阶段河流敏感生态流量管控提供参考。

快速城镇化地区生态环境质量时空格局演变及对土地利用变化响应——以廊坊市北三县为例

对生态环境质量时空格局及其对土地利用变化的响应进行研究可为区域制定生态保护修复政策提供参考。通过构建遥感生态指数,对廊坊市北三县2000-2020年生态环境质量分布格局分析评价,利用地理加权回归模型探索生态环境质量变化对土地利用变化的响应。结果表明,北三县2000-2020年生态环境质量等级以“良”和“一般”为主,整体呈下降趋势,等级“较差”面积呈快速增长趋势。建设用地变化、土地利用强度变化和生态环境质量变化呈负相关关系,回归系数在空间上呈现较大的异质性;生态用地变化与生态环境质量变化呈正相关关系,回归系数在空间上异质性不强。城镇快速扩张的区域生态环境质量变化对建设用地变化和土地利用强度变化响应最显著。大量耕地向建设用地转变是区域生态环境变化的最主要影响因素,在国土空间规划中应划定城市边界,严格控制建设用地规模,提高集约节约利用水平,确保区域可持续发展。

长江下游干流沉积物重金属特征及生态风险评价

【研究目的】长江下游干流沿岸分布众多取水口,为保障用水安全和生态环境健康,亟需了解近岸沉积物中重金属相关现状。【研究方法】调查过程中自上而下分左右岸共采集沉积物样品85组,利用描述统计分析重金属含量特征,综合相关性分析和主成分分析探讨重金属来源,采用地累积指数法、污染负荷法分析重金属污染程度,并评估其潜在生态风险。【研究结果】平均含量由高至低为Zn>Cr>Cu>Ni>Pb>As>Cd;上游至下游,Cu、Zn、Cr、Ni呈小幅波动增加趋势,As、Pb呈小幅波动下降趋势,Cd呈较大波动下降趋势;Cd的污染程度最重,主要来源于农业生产等人类活动,1~4级污染分别占比1.18%、1.18%、18.82%和34.12%,Cr和Ni为无污染,主要是工业生产源和地球化学自然源;中等污染程度(1≤PLI_(point)<2)的样点占比34.18%,潜在生态风险指数(RI)为19.48~388.62,轻微潜在生态风险、中等潜在生态风险、强潜在生态风险和极强潜在生态风险占比分别为38.82%、42.35%、17.65%和1.18%。【结论】长江下游干流沉积物中重金属含量较低,流域整体处于轻微—中等风险的无污染状态(PLI_(area)<1),右岸重金属平均含量、污染程度和潜在生态风险均普遍高于左岸。

我国生态文明教育的演进逻辑与未来图景

生态文明教育是关系中华民族永续发展的长远大计,是促使生态文明建设不断迈上新台阶的重要保障。新中国成立以来,我国生态文明教育大致经历了萌芽、探索、调整和深化等发展阶段,在演进逻辑上彰显出推动生态文明发展的历史选择、践行生态文明思想的重要体现、建设生态文明社会的现实需要和构筑人类命运共同体的价值诉求等特点。站在新的历史起点,要坚持习近平生态文明思想引领,砥砺生态文明教育新征程;强化生态文明建设时代使命,赓续生态文明教育新篇章;凸显人与自然和谐共生理念,构筑生态文明教育新格局;助力美丽中国建设发展方向,提升生态文明教育新境界。并通过健全生态文明教育法律法规、完善生态文明教育体系建设、加快生态文明教育数字建设、参与生态文明教育全球治理等路径推动我国生态文明教育现代化发展,为实现人与自然和谐共生的现代化提供重要支撑。

近20年北方草原生态价值核算及其时空差异特征

草原是我国重要的陆地生态系统和自然资源,具有多元生态服务,探索草原生态价值核算方法对于草原保护修复与可持续管理具有重要意义,但当前草原生态价值尚未形成公认的评估框架和准确的核算方法。定位于北方草原,以内蒙古天然草原为典型案例区,提出了“支持-供给-调节-文化”服务价值四类共计19项的草原生态价值评估体系,基于地面采样、野外观测、遥感解译、模型模拟和统计等多源数据,在像元尺度上核算了2000—2020年草原生态价值并分析其空间分异特征和动态演变规律。结果表明:近20年来内蒙古草原生态价值多年均值为17640.60亿元/a,约为自治区同期国内生产总值(GDP)(8607.23亿元/a)的2.05倍,每公顷草原提供的生态价值为2.34万元/hm^(2),总体呈现“东北高—西南低”的空间分布格局特征。其中,草原调节服务价值最高,多年均值6676.44亿元/a,占比53.68%;其次为草原支持服务价值,多年均值为6293.96亿元/a,占比35.13%;草原供给和文化服务价值多年均值分别为3796.27亿元/a(6.24%)和873.93亿元/a(4.95%)。从具体指标来看,防风固沙价值量最高(5858.86亿元/a和33.21%);从各地区来看,锡林郭勒盟草原生态价值最高(4701.81亿元/a和26.65%)。20年间,草原生态价值呈显著增加趋势(439.45亿元/a,P<0.05),其中以草原文化服务价值增加最为明显。本方法和案例可为量化草原生态价值提供参考范式,并有助于生态产品价值实现机制的建立,推动草原侵占用等生态补偿方案的优化。

从“媒体出圈”到“价值共创”:非传统旅游城市目的地品牌生态圈塑造研究

社交媒体平台的兴起催生了“网红打卡”式新兴旅游方式,带火了一批“网红城市”。对于知名度低、传统旅游吸引物匮乏的非传统旅游城市来说,媒体“出圈”容易,却难以形成持续稳定的目的地品牌形象。基于品牌生态圈理论,通过梳理“淄博烧烤”现象的关键事件,探索从单一网红要素到目的地品牌生态圈塑造的经验模式。研究发现,非传统旅游城市品牌生态圈塑造分四个阶段:聚焦“有效治理”的品牌生态圈前期阶段、聚焦“核心IP打造”的品牌核心圈塑造阶段、聚焦“价值共创”的品牌生态圈初步形成阶段和聚焦“适应性演化能力”的城市品牌生态圈可持续发展阶段,不同阶段分别受市场契合性、感官真实性、互动参与性、多主体联动性和情感体验性因素驱动。本研究为非传统旅游城市打造从媒体出圈到目的地品牌可持续发展模式提供了有益借鉴及参考。

基于MSPA和MCR模型的庐山市生态网络构建

【目的】在生态环境形势严峻的背景下,构建生态网络是连接破碎化斑块间的重要纽带,是保障物种迁徙交流的有效途径。【方法】以庐山市为研究对象,以GIS技术为核心,利用MSPA法对庐山市进行景观格局分析,再运用景观连通性评价法选取重要生态源地;其次采用AHP分析法结合专家打分法建立阻力因子评价体系构建阻力面,再基于MCR模型完成庐山市生态网络的构建,运用重力模型选取重要潜在生态廊道,给出生态网络的优化对策,最后应用生态网络分析法,对出生态网络的可行性进行分析。【结果】1)庐山市10处重要生态源地的面积为37 946.52 hm^(2),庐山和鄱阳湖为两处大型生态源地;2)遴选出19条重要生态廊道长为297.05 km,主要分布于中部地区;3)构成生态廊道的景观三要素分别为林地、水系和耕地,廊道宽度设置为300 m;4)构建形成“两区两带三轴”的生态安全格局。【结论】研究区内中心城区及中南部地区斑块分布零碎,景观连通性差,缺少生物栖息活动的绿色空间,应大力改善两地的生态环境,生态绿廊由两地内部向外部空间延伸构建,最终绿廊绿道交织成网覆盖全域,新增3个生态核心节点和9条重要生态廊道后的网络连接指数明显提高,表明构建的庐山市生态网络可行性较强。研究结果对于庐山市的城市绿地系统规划、生态园林城市的建设和生物多样性保护具有一定的指导意义。

基于“源地-阻力-廊道”的三江源区生态安全格局构建

三江源区是青藏高原生态屏障的重要组成部分,科学构建生态安全格局对筑牢三江源区生态安全屏障、维护可持续发展具有重要意义。耦合层次分析法(AHP)与熵权法,基于生态系统服务、形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通性等方法识别不同等级生态源地,利用土地利用类型并综合生态敏感性与地形位指数构建生态阻力面,基于Linkage Mapper工具识别不同类别生态廊道,构建三江源区生态安全格局。结果表明:(1)三江源区生态源地约52371.30km2,占研究区总面积13.70%,多为大尺度不规则斑块,呈现东多西少的空间分布格局;其中一级生态源地面积约为48290.06km2,占生态源地总面积的92.21%,集中分布在生态系统服务重要性较高的中部与东南部地区。(2)识别生态廊道共328条,廊道分布呈现中东部密集,西部稀疏的蜘蛛网状空间格局,整体呈东西向波状延伸态势。(3)识别生态夹点1796km2、生态障碍点2490km2,主要分布于研究区中南部的杂多县;提取生态断裂点61处,集中分布于治多县东南部。(4)构建“三区三带多点”生态安全格局,以生态维育发展区、中部修复关键区、西部生态保护区为“三区”,以绿水青山维护带、生物保护关键带、河源安全建设带为“三带”,识别核心修复点为“多点”,考虑不同小区域内的生态状况,因地制宜进行生态建设。研究结果可以为三江源区生态保护地优化提供科学建议。

中国生态环境质量现状及2016—2023年动态变化分析

以国家生态环境监测网数据为基础,分析2023年中国生态环境质量状况及2016年以来的变化特征。结果表明:2023年中国生态环境质量保持优良水平,其中,环境空气优良天数比例为85.5%,优良水质断面比例为89.4%,功能区声环境昼间和夜间达标率分别为96.1%和87.0%,生态质量指数为59.6;2016—2023年生态环境质量持续改善,其中,环境空气优良天数比例上升2.4个百分点,优良水质断面比例上升21.6个百分点,功能区声环境昼间和夜间达标率分别上升3.9个、13.0个百分点。但各生态环境要素质量在部分区域、特定时段不容乐观,京津冀及周边地区、汾渭平原空气质量总体水平仍低于全国平均水平,颗粒物和臭氧浓度偏高;个别流域仍为轻度污染,优良水质断面比例远低于全国水平,某些流域仍存在劣Ⅴ类水质断面,化学需氧量、总磷和高锰酸盐指数是地表水中的主要超标指标;声环境1类和4a类功能区夜间达标率仍相对较低;新疆中北部和甘肃西部地区仍有部分县域生态质量为四类或五类,生态脆弱的情况尚未得到根本改善。随着生态环境污染治理进入攻坚期,控制污染增量的边际成本增加,生态环境质量进一步改善的难度越来越大。

小流域生态-岩土协同减灾原理与方法初探

随着全球变暖,极端降雨事件增多,导致山区小流域灾害频发,严重威胁人民生命财产安全。小流域防灾减灾形式多样,其中生态工程措施与岩土工程措施相结合协同减灾的方式,不仅能够充分发挥两种措施在不同时间段的减灾作用,而且能够增加整体减灾功效。目前,受限于生态工程措施与岩土工程措施协同减灾原理不明,评估方法缺乏,导致二者无法有机结合并开展综合减灾效益评估。本文在基于自然解决方案的基础上,提出了山区小流域生态-岩土措施协同减灾的原理,即利用生态工程与岩土工程协作,通过坡面防护和沟道调控,形成稳定阶梯-深潭结构的生态工程-岩土工程措施协同减灾原理。在此基础上,结合地理信息系统和最优化原理,给出基于能量消减的小流域生态工程-岩土工程协同减灾功效的定量化评价方法,为规划、设计、物种选择以及生态工程与岩土工程对策的结合提供依据。