京津风沙源区NPP时空变化及其对治理工程实施的响应

利用遥感大数据对生态治理工程区域的净初级生产力和固碳能力进行长期动态监测可以实现对治理工程的实施效果的评价,同时为区域“碳中和”目标的实现及可持续发展提供有力支撑。利用Google Earth Engine(GEE)云计算平台,基于改进的CASA模型对京津风沙源治理工程区域的NPP进行计算。运用Sen斜率分析和MK趋势分析方法对2001—2020年间的NPP进行时空变化分析,并分析NPP对京津风沙源治理工程实施的响应。结果表明:1)在京津风沙源工程治理期间,京津风沙源区NPP总体呈波动上升趋势,平均增速为2.21 gC m^(-2)a^(-1),其中极显著增加区域占38.03%,说明京津风沙源治理工程对我国“碳中和”任务起到了积极作用,增加了区域的固碳能力;2)空间尺度上,京津风沙源区NPP和固碳量空间异质性较大,空间分布上主要呈现东部高,西部低的特点,其中,暖温带落叶阔叶林区域最高,温带荒漠区域最低;3)治理工程的实施所带来的NPP增长的速度在不同的区域并不一致,2001—2020年的NPP增速京津冀地区(4.74 gC m^(-2)a^(-1))>山西地区(4.52 gC m^(-2)a^(-1))>陕西地区(3.53 gC m^(-2)a^(-1))>内蒙古地区(1.55 gC m^(-2)a^(-1));4)生态工程实施所带来的生态环境的改善总体呈现先慢后快的特点,绝大部分区域后十年间的变化速率都显著大于前十年,而在生态环境较为恶劣、荒漠区域广布的内蒙古地区,生态环境的改善则具有一定的滞后性,2001—2010年NPP增速仅为0.04 gC m^(-2)a^(-1),直到2011年,NPP才开始有较为明显的增长,2011—2020年NPP增速为1.67 gC m^(-2)a^(-1)。风沙源治理工程需要长期坚持,才能取得更明显的成效。

京津风沙源治理工程区植被恢复效果调查

"京津风沙源治理工程"区植被恢复效果是研究该区生态环境建设的重点。利用传统生态学方法对整个"京津风沙源治理工程"区的植物多样性进行调查研究,并利用像元二分法对工程第1阶段实施前后的植被盖度进行对比。结果显示:整个京津风沙源区植被平均覆盖度上升,植被盖度低的土地面积逐渐减少,盖度高的土地面积逐渐增加,区内土地具有良好的植被恢复潜力与趋势。证明经过5年的努力,京津风沙源治理工程植被恢复已取得一定治理效果。调查结果可为"京津风沙源治理工程"第2阶段提供基础数据及有益参考。

京津风沙源治理工程对农户收入影响实证研究——以“退耕还林”项目为例

在内蒙古、山西省和河北省330户6年期面板数据的基础上，实证分析了京津风沙源治理工程“退耕还林”项目对农户收入的影响。通过对农户总收入进行分解，分析显示“退耕还林”项目对农户的农业收入具有负向影响，对工资和经营性收入具有正向影响。但是，前者的影响作用强于后者，并且农业收入仍然是样本农户收入的主要组成部分。因此，从现阶段看，“退耕还林”项目对农户总收入表现为负向影响作用。这一结论说明，当前“退耕还林”项目在实现环境效益目标的同时，并没有有效弥补当地农户的收入损失。

京津风沙源治理工程区水源涵养功能时空变化分析

水分是干旱、半干旱地区植物生长的主要限制因子,也是权衡生态修复工程措施的重要依据。基于区域水量平衡方程与GIS空间分析技术,评估了京津风沙源治理工程区水源涵养功能的时空变化,并分析了气象、地形、植被等因素对水源涵养功能的影响。结果表明:2000—2015年工程区的水源涵养量与涵养能力均有所增加,多年平均值分别为16.79亿m^(3)和3.66mm。工程区水源涵养能力由西向东递增,高值区与较高区的面积占到工程区的32.45%;相比2000年,2015年有41.65%的地区水源涵养能力增大,其中22.01%的地区显著升高。但2000—2015年荒漠草原亚区水源涵养能力明显下降,农牧交错带草原亚区相对稳定,整体来看,典型草原亚区的水源涵养量最大,燕山丘陵山地水源保护亚区的涵养能力最高。主要原因在于工程区水源涵养能力易受降雨、气温以及植被覆盖度等因子影响,浑善达克沙地亚区与科尔沁沙地亚区的植被覆盖状况改善显著提升了其水源涵养能力,农牧交错带草原亚区和晋北山地丘陵亚区的水源涵养能力下降主要归因于降雨量减少,而荒漠草原亚区的涵养能力明显受到气候与植被的双重制约。

京津风沙源治理工程生态影响及评估研究进展和展望

控制水土流失、防止沙漠化、改善生态环境是我国京津风沙源治理工程的核心目标,因此,工程的生态影响和治理效果备受关注,对工程进行全面、客观的生态影响评估尤为重要。讨论了京津风沙源治理工程的生态影响及识别问题,总结了已有研究中评估工程生态影响的角度、定性与定量方法,并在评述国外相关研究进展的基础上,对未来的研究方向进行了展望。

内蒙古牧区草地生态补偿实践评析

内蒙古草原位居我国五大牧区之首,是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。受气候变化和人为因素的影响,草原生态系统破坏严重。为恢复和改善草原生态环境,国家对内蒙古草原实施了生态补偿项目。本文以内蒙古牧区33个旗县实施的京津风沙源和退牧还草工程为研究对象,通过内蒙古统计年鉴数据及相关资料分析,发现工程实施后生态效益和经济社会效益有了明显改善,但是工程在实施过程中存在补偿标准偏低、补偿范围偏小、投入力度偏弱、补偿主体过于单一、监督管理不完善等诸多问题。为解决这些问题,本文提出七方面的对策和建议,旨为后期草原生态工程顺利实施提供有力保障。

《京津风沙源治理工程二期规划》战略调整

在回顾京津风沙源治理工程一期建设的基础上,根据京津地区生态环境现状和国际、国内对生态建设的要求,运用科学发展、综合治理和系统工程学理论,对京津风沙源治理工程二期规划建设范围西扩、布局优化、建设内容增加和农业、林业、水利、异地搬迁等工程措施的协同与系统治理战略调整进行了阐述。

北京市京津风沙源治理工程生态与经济效益研究与评价

北京市京津风沙源治理工程自2000年开始试点启动,截止2012年已经实施12年,总投入接近40亿元。为明确工程实施后的生态和经济效益,依据北京市园林绿化局防沙治沙办公室截止到2008年的工程跟踪监测本底数据,利用森林生态系统服务价值评估指标体系尝试从生态和经济两个方面对工程实施效果进行研究与评价。

京津风沙源治理工程对农村劳动力转移的影响

选取2005—2015年京津风沙源治理工程区73户连续样本户的面板数据,在屏蔽社会经济发展和城镇化进程的影响下,探索了京津风沙源治理工程在农村劳动力转移方面的净效应。首先,建立面板数据模型,筛选工程监测指标中对农村劳动力转移有显著影响的变量,并分析工程对农村劳动力转移的影响。其次,在回归模型所得结果的基础上,选取模型中显著的解释变量,并引入地区经济变量作为协变量,进一步采用倾向得分匹配法得到了工程在农村劳动力转移方面的净效应,并对比工程两期差异。分析发现,京津工程对农村劳动力转移确实存在正向作用,且工程从一期到二期净效应增加了0.9%,说明随着京津工程的逐步深入,工程区的社会经济效益会愈加明显。最后,提出了相应的政策建议。

基于MODIS NDVI的京津风沙源工程治理区荒漠化动态监测

以MODIS植被指数产品为数据源,利用归一化植被指数(NDVI)进行京津风沙源工程治理区荒漠化程度划分,得出2000年、2004年、2008年荒漠化等级分布图,在此基础上对研究区不同等级荒漠化进行对比分析。结果表明:京津风沙源工程治理区荒漠化程度总体上呈现减少趋势;荒漠化转移方向主要为严重荒漠化→重度荒漠化→中度荒漠化→轻度荒漠化→非荒漠化。

新一轮退耕还林工程对农户收入的影响实证研究

以京津风沙源治理工程区为例,采用OLS回归和随机效应模型实证分析了京津风沙源治理二期工程中新一轮退耕还林工程对工程区农户收入的影响。结果表明:新一轮退耕还林工程有利于提高农户家庭收入水平,并且有利于稳定农户收入结构;工程实施成果的维护对农户家庭收入带来了积极作用,林果业的经济效益已显现。为了进一步维护退耕还林工程的治理成果,实现生态效益和经济效益双赢,当地政府应在国家政策指导下引导农户因地制宜发展林果业,为农户创造更多的非农就业机会,提高农户参与工程治理的积极性。

基于3S的京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化分析

为分析评估京津风沙源治理工程区植被覆盖和气候要素变化,收集工程实施前、后各时期工程区域土地利用类型数据、MODIS产品植被覆盖(NDVI)数据和气象站点月值数据,利用最小二乘法拟合分析工程区NDVI和蒸散时空变化规律;利用MK非参数检验分析区域气候要素时空变化格局。结果表明(1)近25年来工程区土地利用类型变化不大,植被面积未有显著增加;(2)近20年,工程区81.5%的区域生长季平均NDVI呈上升趋势,其中37.6%的区域呈显著上升趋势(P<0.05),平均变率0.005 a^(-1);同时,99.8%的工程区域植被蒸散呈上升趋势,其中95.3%的区域呈显著上升趋势(P<0.05),平均变率109.11 kg·m^(-2)·a^(-1);(3)工程实施前、后对比,气候要素变化趋势发生明显变化,工程实施前工程区平均气温呈上升趋势,其中78%以上气象站点平均气温距平呈显著上升趋势,上升幅度为0.01℃·a^(-1);降雨量和平均相对湿度呈减少趋势,其中16%的气象站点降水距平百分率呈显著减少趋势,减少幅度在0.33%a^(-1)以上。工程实施后,工程区内气温呈降低趋势,其中24%的气象站点平均气温距平呈显著下降趋势,降幅在0.008℃·a^(-1)以上;降雨量和平均相对湿度呈增加趋势,其中22%的站点降水距平百分率呈显著增加趋势,幅度约为0.22%a^(-1)。总体上,京津风沙源治理工程实施近20年来风沙天气得到明显改善,植被恢复及原有植被质量的提升是环境改善的主要原因。

承德市京津风沙源治理水利项目的管理

2000年以来，承德市京津风沙源治理工程取得了显著生态效益、经济效益和社会效益，按照基建项目管理要求，分析了项目管理、工程设计、工程实施、工程验收和后评估阶段等方面的一些亟待解决的管理和技术问题，对此进行了分析总结，提出了改进建议和要求。使京津风沙源治理工程按照基建的标准执行，为促进治沙二期工程的顺利实施提供指导意见。

京津风沙源治理水利建设项目区土壤侵蚀敏感性评价

以平泉市2018年京津风沙源治理二期工程水利建设项目小流域综合治理工程为背景,在水土流失日益严重情势的基础上,采用Arc GIS软件及《生态功能区划技术暂行规程》中所规定的土壤侵蚀敏感性指数计算方法,采用降雨侵蚀力、地形变化度、土壤类型、植被类型等指标构建起项目区土壤侵蚀敏感性评价指标体系,并对项目区土壤侵蚀敏感性进行定量分析和评价,深入分析项目区土壤侵蚀敏感性空间分布及原因,并提出切实可行的水土保持优化对策。

京津风沙源治理工程成效评估——基于经济效益与生态效益的视角

以京津风沙源治理工程为政策背景,基于2000—2018年环首都地区县域层面的面板数据,采用固定效应和双重差分模型实证检验了植树造林对人均GDP、农村居民人均可支配收入、PM_(2.5)浓度及二氧化硫排放强度的影响。研究发现:环首都地区的植树造林显著提高了人均GDP和农村居民人均可支配收入,降低了PM_(2.5)浓度和二氧化硫排放强度,表明京津风沙源治理中的经济发展与环境保护可以兼顾,这一结论在选择“京津风沙源治理工程”作为准自然实验进行稳健性检验后仍然成立。强环境政策冲击会推动地区经济与环境质量的短期提升,但作用的长期可持续性需要加强。此外,强环境政策冲击对农村居民人均可支配收入的带动效应存在明显的时间滞后性。

风沙治理工程综合效益分析——以敦煌黑山嘴风沙口为例

通过对敦煌黑山嘴风沙工程治理区和未治理区近地表风动力环境与土壤理化性质对比分析,研究了风沙治理工程下黑山嘴的防风固沙与土壤改良的综合效益,为今后该区域近地表风沙动力过程的深入研究和风沙灾害综合治理提供了借鉴。结果表明:相较于未治理区,敦煌黑山嘴工程治理区的平均风速、起沙风频率均明显降低,输沙强度减小,年输沙势降低85%,大风天气减少;工程治理区土壤各养分及水盐含量也在一定深度明显增加,全氮、全磷、全钾含量在5 cm土层深度增长率分别达到了322.5%、49.3%、15.1%,全氮、易溶盐对其他组分影响增大,土壤肥力显著提升;两区域土壤电导率与易溶盐含量变化趋势相同,但工程治理区两者含量在土壤表层明显增加,应警惕发生地表盐渍化。

京津风沙源治理工程区LUCC及土壤风蚀强度动态遥感监测研究

以遥感手段监测京津风沙源治理工程区土地利用/覆盖变化及土壤风蚀强度,分析了工程区LUCC及土壤风蚀时空格局特征及关系。结果表明:工程实施前后,LUCC及土壤风蚀强度差异明显。近30a,LUCC过程主要表现了由耕地开垦向生态退耕还林、草转变,伴随生态恢复和沙化有效抑制态势;耕地总体表现出先增加后减少态势,耕地面积1990～2000年增加面积是2000～2015年减少面积的1.9倍;林地总体呈增加态势;2000～2015年耕地转化为林地和草地面积分别为446.1km2和1 129.3km2,西部最为明显;建设用地面积扩张明显;未利用地呈减少趋势,转换类型以沙地向草地转化为主,面积为1 493.1km2。京津风沙源治理工程区土壤风蚀侵蚀模数整体呈下降趋势,生态工程实施后改善趋势明显(P<0.01);总体上,东部、南部地区以高覆盖、中覆盖草地类型为主的地区土壤风蚀量小;浑善达克沙地治理区土壤风蚀量较大,但总体呈减少趋势。不同土地利用/覆盖类型对土壤风蚀强度影响较大,土壤风蚀模数依次为沙地>低覆盖度草地>中覆盖度草地>旱地>灌木林>水田>高覆盖度草地>其他林地>疏林地>有林地;低覆盖度向高覆盖度草地类型转化有效抑制土壤风蚀量(减少66.12%),植被覆盖度的增加有效降低土壤风蚀模数;沙地周边区域,高/中覆盖度向低覆盖度草地类型转换过程中,土壤风蚀量呈增加(58.26%)态势,草地转化为沙地、旱地土壤风蚀量增加。