退耕还林地生态环境损害评估案例分析及应用

近年来,随着我国经济的高速发展,林地生态环境损害事件日益增加。不同类型的生态系统或同一生态系统在不同区域所提供的生态服务功能侧重均不同,鉴定评估林地生态系统的环境损害价值时应选用不同的测算方法。通过阐述理论公式法和实际监测法的原理和适用范围及其在生态环境损害评估中的应用,并对量化过程中参数的选取原则与方法进行说明。结合案例分析非法占用退耕还林地导致的生态环境损害范围和程度,计算出2012年~2019年的生态环境损害价值量为205万元。研究退耕还林地生态环境损害典型案例,并将其推广应用于小规模普通林地,对林地生态环境损害案件的鉴定评估环节具有重要引领作用。

农户分化对农户林地承包经营不履责行为的影响

依据2021年南方集体林区4个省400个样本农户的调查数据,分别采用Logit模型及中介效应模型研究农户分化对农户林地承包经营不履责行为的现实影响。研究表明:农户分化对农户林地承包不履责行为的发生及规模具有显著正向影响;高分化程度农户与较低分化程度农户相比,农户林地承包不履责行为受户主特征及林地特征因素影响更为显著;农户分化能够通过提高村内林业生产资本投资对农户林地承包经营不履责行为产生抑制性影响。故此,应在建立农户林地承包经营履责约束机制以及差异化激励机制以促进农户林地承包责任制落实的同时,通过强化引导和扩大林业资本投资的林业财政金融支持政策来抑制和克服农户分化对农户林地承包经营不履责行为的影响。

基于一种土地利用变化新指标的土地利用变化影响因素分析——以大兴安岭林牧交错区为例

研究土地利用变化机制,是保障生态脆弱区生态环境良性发展的必然要求。基于土地利用信息图谱构建新指标——土地利用转换度,借助土地利用转移矩阵和土地利用转换度刻画1990—2021年研究区土地利用转移的宏观特征,构建渔网提取土地利用转换度,分析其空间自相关性,并用地理加权回归(GWR)分析研究区土地利用变化的影响因素,为林牧交错区社会经济发展服务。研究发现:(1)1990—2021年,研究区土地利用类型的宏观格局变化不大,林地和草地是该区域的主要用地类型,林地主要分布在东部和北部的山区,草地主要分布在西南部,耕地主要分布于山地和草原交接的地区及河谷地带。(2)1990—2021年林地呈现增加趋势,草地逐年减少,耕地和建设用地缓慢增加。(3)草地、耕地和林地是该地区土地利用变动的主要类型,以草地转出最多,主要转换为林地和耕地。(4)土地利用转换度有显著空间自相关,存在明显的高高聚集和低低聚集。转换频繁区呈倒“C”字形,分布在大兴安岭西部山区与草地过渡带,即海拔700~900 m的地带。(5)GWR分析发现坡度、气温变化、人均GDP变化是影响该区土地利用的主要因素,人均GDP增加会降低土地利用转换度,而其他因素增加会导致土地利用转换加速。(6)土地利用转换度是一种可靠的土地利用变化度量指标,能够将空间和时间融合反映土地利用状态的变化强度。

不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性及肥力因子的影响

为揭示不同土地利用类型对土壤纤维素酶活性(soil cellulase activity,SCA)和土壤肥力因子的影响,阐明土壤肥力因子与SCA之间的关系及影响,在黑龙江省海伦市,选择土地利用类型为旱地和有林地的土壤为研究对象,运用通径分析方法,阐明土壤肥力因子对SCA的正负效应。结果表明,有林地土壤的有机碳、全氮、全磷、含水率、SCA极显著高于旱地;旱地土壤的pH极显著高于有林地。相关性分析表明,旱地土壤SCA与有机碳、全氮含量呈显著负相关;有林地土壤SCA与有机碳含量和土壤含水率呈极显著正相关性,与全氮含量呈显著正相关。通径分析表明,土壤pH、全氮和含水率是直接显著影响旱地土壤SCA的重要因子,有机碳和全氮对SCA产生间接负效应;有机碳、全氮是决定有林地土壤SCA的主控因子。土壤肥力因子与SCA在旱地与有林地间存在极显著差异,旱地土壤肥力水平与SCA劣于有林地,说明该区域旱地存在长期高强度人为利用,导致旱地的养分状况发生退化,水分减少。

内蒙古呼伦贝尔林区动态融雪过程及其影响因子

春季融雪过程不仅能反映地域的物候特征,也是陆面过程与水文研究领域的关注重点。林地冠层及枝干遮盖是否影响到地表积雪的维持与消融,是一个值得关注的方面。近年来,小时级野外雪深自动观测站网的陆续组建与运行,为日尺度融雪动态过程及其空间差异性认识提供了条件。本文利用布设于内蒙古呼伦贝尔森林地带的5个野外雪深自动观测站,基于2021—2022年逐小时雪深与同步气温、地温等气象观测数据,分析了呼伦贝尔林区地表积雪的动态融雪规律及其主导因子。结果表明,呼伦贝尔林区冬季积雪可稳定维持约102~155天,大致在每年3月上旬进入融雪期。融雪过程一般约持续5~18天,并可区分为持续融雪与快速融雪两个阶段。当积雪深度<3 cm时,地面积雪覆盖进入迅速融化阶段,若当日10:00—20:00平均气温>0℃,林地积雪将在36小时内完全消融。融雪日变化呈现先平后急又缓的特征,最大融雪量出现在10:00—15:00,与草地相比出现时段明显推迟。热量条件是呼伦贝尔林区积雪消融的主要影响因素,以积雪为因变量研究时发现,14:00时0 cm地温是影响积雪消融过程与速率的主导因子。

紫茎泽兰覆盖度对次生林林下植物群落结构及物种多样性影响

为了探讨紫茎泽兰种群扩散蔓延对次生林林下的植物群落结构和物种多样性的影响,以高黎贡山自然保护区边缘紫茎泽兰入侵的次生林为研究对象,采用野外生态学调查和数据统计分析相结合的方法,开展不同紫茎泽兰盖度对次生林林下植物群落结构特征及物种多样性影响。结果显示:(1)随着紫茎泽兰盖度的增大,次生林林下优势物种由地毯草、荩草、头花蓼逐渐演变成紫茎泽兰、荩草、狗尾草;(2)同时林下层植物植株密度、物种丰富度指数、物种多样性指数、物种均匀度指数显著下降,而紫茎泽兰的株高、分蘖数和地上生物量显著增加。结果表明:紫茎泽兰凭借其生长迅速、分蘖性强、繁殖力强、传播距离广等生物学特性,其一旦定植,能迅速生长,在生态位抢占先机,然后通过其自身分泌的化感物质进一步排挤其他草本和灌木,形成大面积的单优群落,导致林下物种多样性显著降低,对森林生态系统造成危害。

有机和常规管理对茶园土壤固碳的影响——以林地为对照

为探究有机和常规管理方式对茶园土壤有机碳的影响,选择云南省普洱市思茅区常规管理茶园、有机管理茶园和附近自然林地3种典型土地利用类型,通过测定0~20 cm和20~40 cm土层的土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、非活性有机碳(NLOC)、颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)含量,计算土壤各组分有机碳的分配比例以及土壤碳库管理指数(CPMI),研究3种土地利用方式下土壤有机碳各组分含量和质量的变化特征。结果显示:1)常规管理茶园的SOC含量和储量分别比自然林地低48.67%~51.94%和27.25%~35.71%(P<0.05),而有机管理茶园的SOC含量和储量比常规管理茶园分别高52.09%~62.86%、15.54%~20.26%(P<0.05)。2)常规管理茶园的EOC、NLOC、POC和MOC含量均低于自然林地(P<0.05),而有机管理茶园的EOC、NLOC、POC和MOC含量比常规管理茶园分别高出46.39%~57.89%、54.24%~66.15%、80.87%~121.01%和40.07%~46.28%(P<0.05)。3)与自然林地相比,常规管理茶园的POC/SOC、NLOC/SOC较低,有机管理茶园的POC/SOC、NLOC/SOC则高于常规管理茶园。4)常规管理茶园具有较高的CPAI和较低的CPMI,常规管理茶园的CPMI比自然林地低24.53%~46.12%,有机管理茶园的CPMI比常规管理茶园高67.88%~100.33%,其差异均显著(P<0.05)。以上研究结果表明,与自然林地相比,常规管理的茶园土壤有机碳含量和土壤碳库质量下降,存在一定程度的土地退化,而有机管理是提高茶园土壤碳库质量的有效措施。

黔东南稳定林地地表反照率时空变化与影响因子分析

地表反照率直接影响地-气系统辐射平衡和地表能量收支。稳定林地植被生态完整,区域小气候相对稳定,且与地表反照率之间关系复杂。该文以黔东南稳定林地为例,基于MODIS地表反照率(MCD43A3)、增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)(MOD13Q1)、土地利用(MOD12Q1)与土壤水分、气温、降水数据,使用Theil-Sen(T-S)和Mann-Kendall(M-K)趋势分析、相关分析和多元回归分析,探究黔东南稳定林地地表反照率时空变化、与各因子相关性以及驱动因子。结果表明:①稳定林地地表反照率在年际、生长季和休眠季分别在0.102~0.112,0.110~0.113和0.099~0.102间波动上升,整体趋势较平稳,呈中部低、四周高的空间分布格局。②在年际和生长季期,地表反照率与土壤水分呈显著负相关,相关系数分别为-0.951和-0.943;在休眠季地表反照率与EVI呈显著正相关,相关系数为0.933。③地表反照率在年际、生长季、休眠季分别受EVI、气温负向驱动和土壤水分正向驱动,其标准化系数分别为-9.168,-11.332和1.319。该文研究结论有利于正确认识黔东南稳定林地地表反照率的驱动机制,从而为低纬度小区域林地气候变化提供参考依据。

滇中坡林地土壤养分与酶活性对等高反坡阶整地的响应

【目的】通过分析等高反坡阶整地对退化坡林地恢复过程中土壤养分与酶活性的影响,揭示该措施生态修复的作用机制。【方法】以昆明市松华坝水源区迤者小流域的退化云南松Pinus yunnanensis坡林地为对象,设置等高反坡阶整地1 a样地(1 a)和10 a样地(10 a),以原状坡面(ck)为对照,比较土壤养分质量分数和酶活性在反坡阶的阶上和阶下及不同土层深度(0~10、10~20、20~30和30~40 cm)的分布差异。【结果】(1)等高反坡阶整地显著提高土壤养分质量分数(P<0.05),碳、氮、磷等养分提升达15.3%~236.2%,阶下高于阶上,表层土壤(0~10 cm)增加最明显。(2)土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性均表现为10 a样地显著高于ck(P<0.05),4种酶活性提升范围在3.7%~587.5%,阶下仍高于阶上,表层土壤酶活性提升显著(P<0.05)。(3)冗余分析显示:等高反坡阶整地后土壤养分对酶活性的累积解释贡献率升高,ck、1和10 a样地分别为68.0%、88.0%和92.7%;反坡阶整地后土壤养分与酶活性的正相关关系提高,相关系数范围和达极显著性组数(P<0.01)由ck的0.26~0.99和1组,增至10 a样地的0.78~1.00和15组。【结论】退化坡林地实施等高反坡阶整地后,可促进土壤养分蓄积,激发土壤酶活性,增加两者在土壤生理生化反应过程中的配合度,最终改善土壤质量。

海南岛土地覆盖变化对海风锋结构演变影响的数值模拟

本文利用WRF-Noah陆气耦合中尺度模式,针对海南岛一次典型的海风锋事件进行了高分辨率的数值模拟,研究了海南岛土地覆盖(下垫面)变化对海风锋结构演变的影响及其机制。结果表明,海南岛土地覆盖变化对海风锋的作用是通过多种地表和植被属性的综合影响决定的。森林化试验中动力和热力作用分别抑制和促进海风锋的发展,对海风锋的影响是两者共同作用的结果;反照率的减小引起净辐射的增大,从而使感热通量小幅增加,使低层大气增温而增加海陆温度梯度,这在一定程度上增强了海风驱动力,但地表粗糙度的增大减弱了海风风速,进一步减弱了海风锋传播距离和上升速度。然而,由于海南岛森林覆盖面积较大,导致森林化试验与控制试验中海风锋的整体差异较小。相比之下,荒漠化试验中热力和动力作用均有利于海风锋的发展;反照率的增大和叶面积指数的降低,改变了地表能量分配,造成潜热通量显著减小,感热通量先减少后增大,对低层大气的增温效应非常明显,从而加大了海陆温度梯度。另一方面,地表粗糙度显著减小,下垫面对海风的阻挡作用减弱,海风风速增大。因此,荒漠化试验海风锋传播距离、上升速度以及海风厚度都显著增大。

集体林地合作经营背景下动态博弈的稳定协调Solidarity值

针对集体林地动态参与水平联盟合作中难以同时平衡稳定与公平的问题,建立一种概率犹豫模糊环境下的稳定协调分配策略。通过引入动态参与水平下概率犹豫模糊联盟的定义,构造具有调和概率犹豫模糊联盟的合作博弈及其广义Solidarity值,探讨其满足的平均零元性、有效性等重要性质。通过计算与广义Solidarity值距离最近的核心解,提出合作博弈的稳定协调分配策略,并将其应用于集体林地合作经营的收益分配。

自然保护区林地水源污染修复及防治策略研究

林地水源污染关系到整个自然保护区内生物的生存与发展,为保护水源水质开展了水源污染修复及防治策略研究。以某自然保护区内的一处水源地为例,采集试验所需的原水,在选取试验试剂和设备的基础上,确定4项水质分析项目和对应的检测方法。通过壳聚糖微球+活性渗滤反应墙、原位投菌技术来修复水源,通过人工湿地和人工增氧来实现污染防治。结果表明,修复策略实施后,各项水质指标表现越来越好,林地水源中浮游生物数量和叶绿素a含量逐渐上升,重金属综合污染指数和高锰酸盐指数逐渐下降,修复策略起到了应有的净化效果;防治策略实施后,前1~3 d内4项水质指标的表现仍在继续提升,之后出现小幅度下降并最终维持在一个较为平稳的水平,说明防治策略基本维持住了修复策略的实施效果,起到了应有的防治作用。

城市森林公园土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以上海海湾国家森林公园为例,采用土地动态和景观格局分析,运用生态系统服务价值当量法,定量地分析2000—2018年土地利用变化特征,同时对景观格局的演变和生态系统服务价值进行评估研究,探讨土地利用变化、景观格局和生态系统服务价值三者之间的关联性。结果表明,研究区在2000—2018年土地利用类型发生快速变化,植被、道路、农田3种景观类型的面积波动较大,林地和道路快速增加,农田快速减少,呈现“两多一少”的变化趋势,占优势的景观基质由农田斑块类型转变为林地斑块类型;研究区的景观类型从开始的破碎化、不均匀的状态逐步向均衡化发展;总ESV从2000年的8659.51万元增加到2018年的13412.42万元,增加了54.89%,其中水体和植被是提供生态系统服务价值的主要地类,调节服务价值量相对于其他三项服务类型处于明显较高的水平;斑块数量的不断增加,林地和水体等优势景观类型面积的增加,景观类型形状多样化、均衡化使研究区的生态系统服务价值不断增加,生态系统服务价值变化强度和土地利用强度之间存在较强的正相关关系。

基于GEE的天山野果林分布区土地利用变化分析

基于谷歌地球引擎(Google earth engine,GEE)遥感大数据云平台,通过Landsat系列影像,运用随机森林算法,结合光谱指数、地形特征进行土地利用分类,通过地学信息图谱、土地利用动态度分析天山野果林分布区1997—2021年土地利用时空变化特征。结果表明,通过GEE平台,利用随机森林算法,可以快速实现土地利用分类,总体分类精度均大于90.00%,Kappa系数均高于0.85;1997—2021年天山野果林分布区主要为耕地、林地和草地,三者占总面积的90%以上;土地利用变化以草地向耕地的转变以及林地向草地的转变为主;建设用地、耕地、水域面积持续增加,变化呈聚集分布,林地先减后增,总体占地面积减少严重;建设用地增长速度最大,变化最为剧烈,未利用地、林地总体减少速度较大,变化较为剧烈。

基于遥感影像的土地利用监测及城市扩张分析

对Landsat遥感影像进行数据预处理,其次采用随机森林分类方法分析2001年、2011年和2021年3期的土地利用情况,对近年来哈尔滨市的土地利用进行时空监测,同时对建设用地扩张情况进行分析,研究结果表明:研究区建设用地面积在20年的时间里,城市规模迅速扩张,建设用地面积增加到约560.47 km^(2);从2001年到2011年,水体和其他用地面积变化不大,耕地变化较大,从2011年到2021年各土地利用类型变化均较大。哈尔滨市城市重心在不断发生着变化,表现出由北—西北—西南的变化过程。城市建设用地主体呈现在城市中心集聚,其他区域建设用地均匀分布的态势。

三江流域(云南区段)耕地非粮化空间格局及驱动因素

为厘清中国西南典型丘陵山区的耕地非粮化态势并提供针对性的管控策略,以三江流域(云南区段)为研究区,探究该地区非粮化的空间格局及驱动因素,从耕地资源禀赋、社会经济因素和农业投入因素3个角度来识别非粮化的驱动力,划分非粮化的驱动类型,得到如下结果表明。1)2019年三江流域(云南区段)非粮化总面积为100.41万hm^(2),非粮化率均值为34.69%,其中金沙江流域中各县级单元的非粮化程度明显高于怒江和澜沧江流域。2)粮食单位产出量、乡村人口占比、坡度和人均耕地面积是耕地非粮化的重要驱动因子。3)耕地非粮化的驱动类型可划分为资源驱动型、劳动力驱动型和经济驱动型,其中劳动力驱动型是区域内主要的驱动类型,经济驱动型均为县级市或市辖区,资源驱动型主要分布在经济驱动型的周围。根据不同驱动类型的县域,寻求耕地非粮化的不同管控途径,有助于为国家粮食安全和耕地保护政策调整提供科学依据。

云南省造林绿化空间适宜性调查评估研究--以大理州为例

结合GIS对下发的国家级、省级及县(市、区)自提补充图斑根据用地评估范围指标和调查评估指标进行调查评估分析是否适宜纳入造林绿化空间并提出大理州森林覆盖率和林地保有量目标,结果表明:(1)纳入造林绿化空间图斑有49887个,面积105485.29 hm^(2);(2)在2020年大理州林地面积1874676.52 hm^(2),森林覆盖率58.07%的基础上,大理州自然资源和规划局和大理州林业和草原草局共同研究提出大理州森林覆盖率和林地保有量目标是:2020-2025年底林地保有量124428.06 hm^(2),森林覆盖率58.75%,2025-2030年底林地保有量123935.7 hm^(2),森林覆盖率59.39%;2030-2035林地保有量123478.55 hm^(2),森林覆盖率60.02%。针对森林资源管理“一张图”与“国土三调”成果地类现状存在不一致、林草部门的退化林修复、自然灾害和人为破坏等需进行人工造林修复、地块细碎等问题,籍此,提出相应的建议,以期为造林绿化空间调查评估提供参考。

高节竹表型可塑性对沿海沙地生境的响应

探究高节竹(Phyllostachys prominens)对沿海沙地困难立地生境的适应性策略,为沿海沙地竹类植物的引种和培育提供理论依据。以原产地山地红壤和引种地沿海沙地2种生境条件下的高节竹为研究对象,对其分株、竹枝、叶片、竹鞭等构件形态特征指标进行测定,探讨高节竹表型可塑性对沿海沙地生境的响应。结果表明,与山地红壤生境相比,沿海沙地生境高节竹的株高、胸径、总节数和分枝节数分别显著降低26.15%、35.58%、26.68%和18.90%(P<0.05);Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级分枝角度分别显著增加17.48%、19.40%、27.69%,而分枝长度和分枝数量显著降低(P<0.05);叶长、叶面积、叶形指数和比叶面积分别显著降低20.21%、23.79%、23.52%和8.65%,叶片厚度显著增加14.41%(P<0.05);平均鞭径、平均鞭节长和生物量分别显著降低24.2%、33.54%、19.03%,总鞭长、鞭节密度和总芽数分别显著增加19.92%、37.34%、42.61%(P<0.05);土壤pH值、水解氮和全氮含量是影响沿海沙地高节竹表型可塑性的关键因素。高节竹通过分株构件形态、叶片功能性状和地下茎形态等多方面的形态可塑性变化以适应沿海沙地困难立地生境。

近20年来肥城市林地时空变化及其驱动因子

[目的]提取肥城市不同时期的林地信息,分析林地时空变化特征,挖掘林地面积变化的驱动因子,为区域林地资源监测、管理和可持续发展提供参考。[方法]以肥城市为研究区,基于2000-2020年21期Landsat遥感数据,首先对Landsat遥感数据进行辐射定标、大气校正等预处理,采用决策树分类法对遥感数据进行土地类型解译,提取林地相关信息;然后揭示近20年来林地时空变化特征;最后构建新的环境压力模型(IPAT),分析林地面积变化的驱动因子。[结果]基于决策树规则提取的肥城市林地信息用户精度达94.7%,具有较高的解译精度。解译结果表明,近20年来林地面积在波动性中呈增长趋势,净增加17463.54 hm^(2);增加的林地主要分布在肥城市中部和北部矿区,减少的林地则集中分布于中部林地的边缘部分,最终呈现中部和北部集中分布、其他地区零星分布的空间特征。改进的环境压力模型(IPAT)表明,林地禀赋价值是肥城市林地面积变化的主要驱动因子(贡献率超80.3%),富裕程度是次要驱动因素,二者贡献比例超过改进IPAT模型4个因子总贡献率的92%;林业产值对国内生产总值的贡献率和人口数量对林地面积变化的影响相对较小。[结论]基于决策树分类法对遥感数据解译能够准确提取肥城市林地信息并监测林地动态变化,林地禀赋价值对林地面积变化有显著影响。

基于灰色系统模型的县域使用林地影响因素分析及需求预测

为分析县域尺度上使用林地的影响因素,基于灰色系统模型选取宁洱县“十三五”期间林地管理及社会经济数据,研究林地资源供需关系及影响因素。结果表明,林地需求与县域GDP、人口密度、空闲地面积、建成区面积的关联度均大于0.6,说明这4个指标对林地需求产生了显著影响。通过预测和拟合计算得到后验差比值为0.2423,结果具有一定可信性,可为林地管理提供参考。