全国自然资源系统观测研究体系构建关键问题及思考

自然资源是人类生产、生活的物质基础,合理开发利用和保护自然资源是人类长久以来的任务。自然资源的不合理开发利用会导致生态环境的恶化,阻碍经济的发展。本文在梳理全国自然资源系统观测研究体系构建对自然资源系统研究和自然资源统一管理重要意义的基础上,详细分析业界对自然资源系统与生态系统的观测研究关系、调查监测与观测研究关系、体系构建野外观测站选址、运行机制等高度关注问题;总结了观测体系构建框架体系和试点观测研究成果,最后就体系构建面临挑战提出建议,以期为全国自然资源观测研究体系构建提供启发与思考。

青藏高原自然资源要素综合观测实施进展与展望

青藏高原不仅是中国重要的生态安全屏障,在全球自然地理环境中也扮演着重要的角色。然而,受限于严酷的自然环境,青藏高原的自然资源要素观测数据较为缺乏。在青藏高原组建自然资源要素综合观测网络,建立一支长期稳定的综合观测专业队伍,开展全要素、多尺度、持续性的系统观测,是一项十分必要且紧迫的工作。从站网布设思路、观测指标体系、重点观测内容、站网布设进展等方面介绍了青藏高原自然资源要素综合观测实施进展情况和取得的相关成果,并从完善观测要素和观测方法、科学部署观测体系建设工作、加强观测队伍体系建设、创新融合共建机制和开展重大课题研究5个方面对未来工作进行了展望,以期为青藏高原自然资源要素综合观测体系的建设提供建议和参考。

基于自然资源统一管理的地表基质模型、分类及调查研究

基于自然资源统一管理的需要,自然资源部提出了“地表基质”的概念,并组织开展典型地区地表基质试点调查工作。目前,地表基质三级分类体系仍未形成统一认识和标准,严重制约着地表基质数据调查、野外填图、成果应用等工作。鉴于此,通过辨析地表基质内涵,明确了地表基质的理论意义和应用价值,综合考虑国土城镇空间、生态空间和农业空间规划的数据利用需求,建立了基于调查-分类-应用的地表基质垂向空间层次模型,可实现与岩石、砾质、土质、泥质4类地表基质数据的有机结合,进而提出三级分类体系方案。该方案以《地表基质分类方案(试行)》二级类型为基础,与现有分类体系充分衔接,并以现有的研究基础和现行技术标准为依据,在命名上遵守自然科学术语从先的惯例,通过科学编号,形成具有科学性、统一性、操作性、应用性和规范性的三级体系,具有应用的可行性,可为开展地表基质理论研究和调查应用提供借鉴和参考。

生态文明视角下自然资源监测工作现状与思考

通过监测获取自然资源现状及变化情况,是生态文明建设的重要基础保障。我国在生态文明建设中提出对山水林田湖生命共同体进行整体保护、系统修复和综合治理,自然资源部应运而生,从此自然资源管理由林、草、水等单要素管理进入统一管理新时代。生态文明视角下的自然资源管理要求全面、定量、精准掌握自然资源现状及变化情况,自然资源监测是获取自然资源家底现状、跟踪自然资源动态变化的重要手段,是自然资源部自然资源统一调查监测评价体系的重要组成,是实现生态文明建设的基础性、先行性工作。本文归纳提出了生态文明视角下自然资源监测的内涵与重要意义;利用综述法梳理了国家及自然资源部出台的一系列关于自然资源监测的政策文件,以及部系统内外已有监测站网;划分了自然资源监测的类型及工作手段;立足统筹建设、统一标准、数据管理、支撑服务等角度,深入剖析了我国自然资源监测存在的问题及解决途径,并展望未来发展方向。

自然资源要素综合观测站网建设模式探讨

遵循“山水林田湖草沙生命共同体”理念,建设自然资源要素综合观测站网,系统获取长期、连续、多尺度、多要素的自然资源观测数据,为自然资源“两统一”管理、国土空间规划和生态保护修复提供科学支撑。本文概述了国内外典型观测站网建设现状;简述了自然资源要素综合观测站网基本定位、建设原则、架构设计、建设目标及重要进展;探讨了“空白添建,自建为主”“高位嫁接,融合共建”“需求牵引,政府支持”“成果转化,企业参与”和“调查-监测-观测一体化”5种建站模式,重点介绍了在青藏高原、黄河流域、黑河流域、塔里木河流域等重要生态功能区的示范成果,并针对如何贯彻“绿色”和“共享”新发展理念提出了新时期观测站建设的思考及建议。

工业化背景下30年来中国东北地区自然资源时空变化及其生态环境效应

【研究目的】基于1990—2018年间的土地利用空间分布数据、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、植被、气象等数据,对位于东北地区自然资源时空变化及其区域生态环境效应进行定量分析。【研究方法】按照东北地区自然−地理−资源分布规律,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析手段,将研究区划分为7个二级自然资源亚区和14个三级自然资源地区,分析其近30年来(1990—2018年)自然资源时空动态特征及生态环境效应。【研究结果】结果表明:(1)近30年,研究区最主要的变化是森林、草地转变为耕地、水体与湿地,同时大量耕地被开发为建设用地,以及草地的荒漠化现象较突出。这与当地的老工业基地振兴政策、强农惠农政策等关系紧密。(2)研究区整体生态环境质量呈下降趋势,尤其是I1、I5、I6、I7二级亚区(I1三江平原温带耕地亚区、I5小兴安岭山地温带森林亚区、I6山前平原温带耕地亚区和I7松辽平原温带草耕亚区)。(3)森林、草地转变为耕地,大量面积的草地荒漠化等变化类型,对研究区生态环境质量恶化的生态贡献率较大。【结论】近30年,研究区大量森林、草地转变为耕地和水体与湿地,大量耕地被开发为建设用地以及草地荒漠化加剧,其I1、I5、I6、I7二级亚区生态环境质量下降趋势较显著,森林、草地转变为耕地以及草地荒漠化等变化类型对此现象的生态贡献率较大。

基于空天地一体化的黑河流域自然资源要素综合观测网络构建

立足自然资源管理的新要求,全国自然资源要素综合观测网络工程已于2020年全面启动和建设。黑河流域作为西北地区第二大内陆河流域,且处于丝绸之路经济带的核心地段,迫切需要在黑河流域开展试点研究。依托黑河流域现有观测研究基础,采用融合共建、改建升级和空白添建3种方式,分流域、分级别布设观测台站13个,基本覆盖了黑河流域草原、森林、河流、湖泊、荒漠、湿地、农田等主要地表资源类型。结合遥感观测和人工样地调查,初步构建起黑河流域自然资源要素综合观测网络。通过建立统一的运行维护和质量管理体系,确保观测数据的真实性和可靠性。从应用效果来看,黑河流域自然资源要素综合观测网络已基本形成了局部控制的立体化观测能力,可有效获取资源间耦合作用过程、变化趋势和速度等关键数据,对提高黑河流域自然资源认知能力、科学管理和战略决策具有十分重要的意义,对其他流域开展自然资源观测研究也具有重要的借鉴和示范意义。

黄河流域自然资源要素综合观测体系构建

自然资源要素综合观测是摸清我国自然资源家底的重要手段,通过综合观测可掌握真实准确的自然资源基础数据。黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的意义,为提高人民的安全感、获得感和幸福感,支撑流域经济社会高质量发展,迫切需要从整体上构建自然资源要素综合观测体系。自然资源要素综合观测是推进自然资源统一管理的重要抓手,为自然资源体系的治理提供现代化的科学支撑。本文从平台体系、指标体系、数据中心、人才队伍和科普基地等5个方面构建了黄河流域自然资源要素综合观测体系,对加快天空地海一体化观测体系建设具有重要指导意义,同时可全面提升黄河流域观测研究水平,为整个黄河流域可持续性发展提供解决方案。

全国自然资源要素综合观测体系建设需求及发展动态

自然资源要素综合观测工程围绕国家重大战略需求和自然资源部“两统一”职责展开,是一项具有战略性、基础性、紧迫性的系统工程,合理分析自然资源要素综合观测体系构建的各项需求,进一步明确建设思路,厘清目前发展动态,有利于自然资源要素综合观测工程下一步工作的开展。通过需求分析,明确了全国自然资源要素综合观测体系建设的各项需求,并进一步提出了建设思路,针对各项需求介绍了当前的发展动态,构建了基于自然资源管理的分类体系,划分了自然资源综合区划,形成了自然资源要素综合观测指标体系和标准体系,并梳理出3个标准规范讨论稿,提出了基于自然资源综合区划的野外观测台站布设方案,并在此基础上构建了空天地一体化观测技术体系,搭建了自然资源要素综合观测一体化平台,为跟踪研究各类自然资源动态变化规律并预测其发展趋势提供了数据支撑,最后,对自然资源要素综合观测体系的构建提出了针对性的建议。研究成果有力推进了我国自然资源要素综合观测体系建设,支撑服务了新形势下自然资源管理需求。

浅谈自然资源要素综合观测工作对生态保护和修复的作用

生态文明建设对于人类文明的发展是一种必然结果,同时对于人类文明进一步发展也是一种必然要求。生态环境的可持续发展与经济社会发展息息相关,因此开展生态环境保护和修复工作是我国生态文明建设的重要环节。自然资源要素综合观测工作涉及土地资源、水资源、气候资源和生物资源等众多要素类型,是地表系统的核心构成,从整体上可以深入研究生态环境各要素之间的相互作用关系,支撑生态系统保护与修复的地球系统科学解决方案。本文在已有的自然资源要素综合观测工作基础上,分析了观测工作在生态环境保护和修复工作上的应用,提出了观测工作服务于生态环境保护和修复工作的合理化建议。

方寸之中 尽览万象--探究全国自然资源要素综合观测体系

恩格斯曾发出警示:“我们不要过分陶醉于人类对自然的胜利,对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行了报复。”近年来,人口急剧增加、经济高速发展,自然资源过度开发、消耗加剧,导致气候变暖、环境污染问题突出、生物多样性退化、生态系统服务功能降低、人类生存空间被大幅压缩,资源-生态-环境协调问题,已经严重影响到人类可持续发展。

自然资源要素综合观测体系运维模式及保障体系构建

为实现自然资源要素综合观测体系的长期稳定运行并确保观测数据的科学性和准确性,建立一套适合综合观测体系的运维模式和保障体系意义重大。在分析国内外观测站网运维模式和保障经验的基础上,结合自然资源要素综合观测试点站网的建设、运营情况,提出了领导层+业务执行层+咨询层的运维模式,以及由经费保障、通信网络保障、基建装备保障、数据质量控制保障、野外观测台站日常管理与制度及人才队伍保障构成的自然资源要素综合观测保障体系框架。构建的运维模式层级清晰、职责明确,保障体系框架涵盖面广、重点突出,基本能满足自然资源要素综合观测体系长期、稳定、连续运行和定位观测的运维保障需求。

生态文明视野下的自然资源调查监测工作思考

自然资源调查监测工作是国家制定国土空间规划、环境保护政策、优化资源配置的基础。我国自然资源调查监测工作主要经历了大规模考察阶段、蓬勃发展的专项调查监测阶段和进入21世纪以来的新发展阶段等3个阶段。当前我国自然资源调查监测工作存在对象不清、概念差异、标准规范和技术方法不一致等问题,同时由于作业队伍整合不够、内外业衔接不紧密等问题,最终导致成果集成困难。生态文明视野下,自然资源调查监测工作应坚持总体设计上系统全面,工作实施上分层、分类、分级组织,成果集成上多源融合统一的“总—分—总”思路,未来调查监测工作应着重向调查技术科技化、监测技术动态化、信息处理自动化、综合研究体系化等方面发展。

青藏高原自然资源综合观测体系构建探讨

青藏高原是我国的国家安全屏障、生态安全屏障、亚洲水塔、水土和生态资源储备基地。高原的“山水林田湖草沙冰”等自然资源和生态环境在我国具有特殊重要的地位。开展该区域的自然资源调查监测与评价是国家制定高原生态脆弱区环境保护政策以及优化资源配置的基础和关键。综合观测体系是开展野外综合观测研究的前提,是实现野外台站目标的保证。基于“两统”“两分”的总体设计,从青藏高原的重要性和特殊性出发,结合当前观测的复杂性和稀缺性特征,明确主要自然资源观测对象,构建综合观测体系,确保野外观测站点观测对象清楚、观测指标清晰、站点层级明确、台站管理顺畅、观测数据规范、准确、连续,更好服务自然资源统一管理。同时,可为今后自然资源野外观测研究示范推广奠定基础。

1990—2018年东北地区综合区划下自然资源动态变化特征分析

基于自然环境、地理以及自然资源研究进行自然资源综合区划,有利于充分认识和分析区域内自然资源环境状况以及动态演变规律,为自然资源调查监管、区域经济的可持续发展和规划提供决策依据。把环境地理要素和自然资源作为划分不同区域的基础和依据,进行自然资源综合区划,可以强化对区域自然资源的地域差异和动态变化特征的科学认识,对合理开发利用自然资源具有重要的指导意义。通过确定区划单元的主导划分要素和辅助决策要素,利用主成分分析法和聚类分析法,初步将研究区自然资源综合区划等级体系划分为3级,二级区划包括7个自然资源亚区,三级区划包括14个自然资源地区。对1990—2018年期间各级分区的自然资源时空动态特征开展定量分析后认为,在此期间,研究区主导资源总体变化趋势是森林资源减少、耕地资源大幅度增加,具体表现为森林转变为耕地、草原转变为耕地。

基于综合区划的中国西南地区自然资源动态变化特征分析

为研究中国西南地区自然资源的动态变化特征,基于中国自然资源综合区划一级分区成果,以西南林耕自然资源大区为研究对象,通过选取符合区域特征的要素指标,确定指标权重,按照区划方案对西南林耕自然资源大区进行二级、三级区划,将其划分为6个自然资源亚区(二级区划)和11个自然资源地区(三级区划),并对区划单元内的自然资源动态变化进行了特征分析。研究区内自然资源以森林、耕地和草原为主,1990—2018年,自然资源变化主要表现为森林、耕地和草原三者间的相互转变,森林和耕地之间的相互转变主要分布于贵州和重庆的地区,森林和草原、耕地和草原之间的相互转变主要分布于云南和陕西的地区。建设用地明显增加,集中分布于各省会城市和直辖市。各类资源相互之间有明显转变,但面积在总体上基本保持动态平衡,表明自然资源的转变在合理范围内,其中四川盆地内的耕地和广西西部的森林受保护较好。各区划内优势资源明显,区划间变化特征彼此相异,可为全国或西南地区的自然资源配置、国土空间规划等自然资源统一管理提供决策支撑。

长时间尺度下自然资源动态综合区划理论与实践研究——以青藏高原为例

自然资源综合区划是自然资源统一管理与利用的基础,其动态变化是自然资源合理可持续利用的重要科学依据。由于青藏高原海拔高、气候寒冷,分布着除极地以外的最大冰川遗迹,极端的环境和气候对自然资源分布影响较大。选取含冰川积雪在内的14个指标,基于遥感和地理信息系统技术,采用K-means聚类算法对自然资源综合指数进行空间聚类,采用“自上而下”演绎法和“自下而上”归纳法相结合确定研究区自然资源综合区划的等级和范围;探讨了1990—2018年青藏高原综合区划的变化,分析了自然资源动态变化特征以及空间差异。研究成果清晰地认识了青藏高原的自然资源关系和演化趋势,为区划的多学科交叉应用提供案例。

华北地区自然资源综合区划的动态变化特征

通过华北自然资源综合区划及动态变化的研究,能够详细掌握该区自然资源分布规律和演变趋势,为自然资源统一管理和决策提供技术支撑。在前人划分出的华北草耕自然资源大区基础上,遴选森林、草原、湿地和水资源等陆表自然资源分类以及与之密切相关的地形地貌、气候等要素指标,利用网格赋值法,开展1990—2018年综合区划工作,划分出11个二级自然资源亚区和18个三级自然资源地区,并在此基础上分析了华北草耕自然资源大区的自然资源分布和动态变化特征,得出1990—2018年南部自然资源亚区自然资源主要变化情况是耕地转换为建设用地;北部一些亚区自然资源主要的变化情况是草地转换为森林、耕地和荒漠等。华北草耕自然资源大区的进一步区划对自然资源精细化管理和华北地区典型区域自然资源动态变化特征的掌握具有重要意义。

自然资源定义、分类,观测监测及其在国土规划治理中的应用

【研究目的】为摸清中国资源家底、认清资源变化规律、管好国土用途,解决现有自然资源内涵不一、分类上存在差异、在数据获取上不统一、资源管理分属不同部门导致的资源在空间管理上交叉重叠等问题。【研究方法】本文采用文献综述法对自然资源的定义、分类及有关资源观测监测指标的相关文献进行梳理。【研究结果】(1)明确了观测监测体系下的自然资源是自然状态或未被加工的状态下通过生产能够产生价值的资源,可将其分为气候资源、地表覆盖资源及地下水资源3类开展研究;(2)总结得到自然资源综合观测与监测的对象、内容及观测方法;(3)分析自然资源观测监测在资源间及资源与环境间、资源资产管理、生态环境修复上的具体作用。【结论】文章最后指出自然资源观测监测是研究资源间、资源与环境间作用,资源资产管理以及生态环境修复中不可缺少的技术手段。

内蒙古草原自然资源大区植被净初级生产力时空变化及其影响因子分析

内蒙古地区是我国草原生态系统比较重要的区域,植被净初级生产力(NPP)是生态系统碳源、碳汇的主要参数,研究NPP变化及其影响因子,对生态系统固碳能力的监测和预测有重要意义。本研究基于2000-2019年逐年MOD17A3–NPP产品数据以及降水、气温、相对湿度、光照时长、地表蒸散、高程、NDVI值等因子数据,研究内蒙古草原自然资源大区NPP的时空变化及其影响因子。通过Theil-Sen Median方法、Mann-Kendall显著性检验方法和Hurst指数分析方法,对2000-2019年内蒙古草原自然资源大区NPP值的时空变化和变化的可持续性进行分析,利用时空地理加权回归模型进行NPP变化的影响因子分析。结果表明:(1)在2000-2019年,区域NPP的平均值为208.96 g·(m^(2)·a)^(−1),呈上升趋势,平均每年上升约4.06 g·(m^(2)·a)^(−1)。在空间分布上,显著上升(|Z|>1.96)的区域占79.88%,包括极显著上升(|Z|>2.576)的区域占60.31%,显著区域占19.57%;显著减少的区域仅占0.15%,呈零星分布。(2)尽管大部分区域NPP值呈增加趋势,但未来呈持续增加的区域(呈上升趋势,H>0.5)约占19.45%,而潜在减少的区域约占74.15%(呈上升趋势,H<0.5)。(3)研究区NPP值变化与降水、相对湿度、NDVI值与NPP的关系主要呈正向相关关系,在2000年的回归系数平均值分别为0.368、0.218和0.402,在2019年的回归系数平均值分别为0.257、0.081和0.559;其中相对湿度和NDVI值对NPP值的影响从西南到东北有明显的线性变化趋势,降水对NPP的影响在该研究区西南和东北部分有些呈负相关,存在较强的空间聚集性和异质性。(4)NPP的变化与温度、光照时长和蒸散发呈现负相关关系,在2000年回归系数平均值分别为−0.027、−0.061和−0.020,在2019年回归系数分别为−0.145、−0.201和−0.001,光照时长和蒸散发对NPP值的影响由西南向东北有明显的线性变化趋势。