内蒙古西乌旗草地地上生物量价值研究

草地作为我国的重要自然资源,开展针对草地地上生物量及价值核算的研究,在当前具有非常紧迫又现实的意义。基于遥感监测和气象数据,采用CASA模型、市场价值法、类比法,结合内蒙古西乌旗草地生态系统实际情况,研究草地地上生物量及价值核算方法,评估了西乌旗草地地上生物量及价值。2000年、2005年、2010年全旗草地地上生物量价值分别是1.69×105万元、2.15×105万元、1.84×105万元。2000~2005年,西乌旗草原地上生物量总价值提高26.69%,2005~2010年,总价值降低14.46%。说明西乌旗草地地上生物量的价值巨大以及保护草地生态系统的重要意义。     

广东省森林碳储量与动态变化

以广东省1979—2012年森林资源连续清查数据为基础,结合广东省当地分树种生物量扩展因子方程,对广东省近30 a的森林碳储量和碳密度进行估算。结果表明:广东省森林碳储量从1979年的2.766 47×10~7t增加到2012年的1.673 778×10~8t,年均增加4.366×10~6t,年变化率5.45%;平均碳密度从7.57 t/hm~2增加到23.01 t/hm~2。乔木林对森林碳储量的贡献占据主导地位,其中阔叶林贡献比较突出,且增长较快;在林龄结构上,幼龄林和中龄林面积和碳储量都占有较大比例。     

常熟市食物链系统氮素生产-消费平衡及环境负荷特征

为了解常熟市食物链系统氮素流动特征,通过构建食物链氮素流动模型,应用模型计算该市2000—2013年农田生产、畜禽养殖、家庭消费三个子系统氮素流动通量,对食品氮的生产消费平衡和氮素环境损失及负荷特征进行了分析。结果表明:2000—2013年常熟市植物性食品氮每年盈余,年均盈余量2 171.54 t;动物性食品氮在2000—2002年盈余47.71~56.92 t,2003—2013年动物性食品氮生产少于需求,年均亏缺210.03 t;该市食物链系统年均损失氮素2.34万t,三子系统氮素年均环境损失率分别为65.39%、69.03%、68.16%;氮素损失平均每年给当地环境造成1.81万t氮负荷,分别有40.33%、29.65%、30.02%进入水体、大气、土壤环境。可见,常熟市食物链氮素流动系统中存在氮素环境损失率高、环境负荷量大的问题。对此,可采取提高废弃物氮的循环利用率,减少农畜食品生产中氮素投入量的措施进行调控管理。     

河南省杨树人工林生物量估算

利用1989—2008年间共4次森林资源清查资料,依据生物量转换因子法(BEF)建立的杨树生物量与蓄积量相关方程,对河南省杨树人工林的生物量进行了估算。结果表明:河南省4次森林清查杨树人工林的生物量分别为92.44×10⁴ t、191.88×10⁴ t、1 256.79×10⁴ t和3 454.59×10⁴ t,呈明显增长的趋势; 20 a间,杨树生物量共增加3 362.15×10⁴ t,年均增长224.14×10⁴ t; 而同期生物量密度呈逐年下降的趋势,生物量密度由48.14 t·hm^-2下降到37.50 t·hm^-2,远低于全国杨树平均水平,表明河南省杨树人工林森林质量较差; 模型的选用对估算区域生物量的大小影响较大,BEF法与生物量转换因子连续函数法估算结果相差33.95%。     

辽宁省沿海区域生态系统质量及其变化研究——以2000—2015年为例

沿海区域是海陆之间相互作用的地带,在资源环境可持续发展方面具有重要作用。以辽宁省沿海区域为研究对象,系统分析2000—2015年生态系统质量变化。结果表明:2000—2015年,森林生态系统年生物量为上升趋势,但相对生物量密度总体处于退化状态,年均植被覆盖度状况总体呈好转趋势;草地生态系统年生物量呈先下降后上升趋势,相对生物量密度总体呈现逐步转好的状态,年均植被覆盖度状况总体呈好转趋势;湿地生态系统年生物量呈先上升后下降的趋势,湿地生态系统相对生物量密度总体呈现逐步转好的状态,年均植被覆盖度状况总体呈好转趋势。     

乌江流域贵州段2000-2010年土地利用变化对碳储量的影响

【目的】探究流域尺度土地利用变化对碳储量影响。【方法】利用InVEST模型,根据2000和2010年贵州省乌江流域土地利用数据,分析了2000-2010年乌江流域碳储量时空变化特征。【结果】结果表明:1水田和旱地大幅减少,常绿阔叶林、落叶阔叶林、草地、建设用地大幅增加,水田转化为建设用地以及旱地转化为常绿阔叶林、落叶阔叶林、草地和建设用地突出;2整个流域碳储量由2000年的1 302.72×10~6t增加到2010年的1 356.31×10~6 t,增加了4.11%。10年间,常绿阔叶林、落叶阔叶林、灌木林和旱地的碳储量所占比例一直较大。常绿阔叶林、落叶阔叶林、灌木林和草地碳储量增加,针阔混交林、水田、旱地和未利用地的碳储量降低。流域碳储量空间结构呈北部、东南部较高,中南部、东北部较低的特点。南部和中部碳储量降低,其他地区碳储量增加。【结论】退耕还林工程及快速城镇化是影响该流域碳储量变化的主要因素。     

祁连山森林植被净生产量、碳储量和碳汇功能估算

用材积源生物量(volume-derived biomass)法对祁连山森林植被进行了研究。结果表明,11种森林植被的总生物量4.06×10~7 t,总碳储量1.90×10~7 t,总生长量1.49×10~6 t·a~(-1),年凋落量9.3×10~5 t·a~(-1),净生产量2.4×10~6 t·a~(-1),总生物量、总碳储量较大的是青海云杉林、祁连圆柏林,较小的是杨树林、华北落叶松林,山杨林、桦树林、油松林和混交林居中,主要分配在中龄林和近熟林中;平均碳密度为201.07t·hm~(-2),依次为:白桦林针阔混交林红桦林油松林山杨林针叶混交林杨树林阔叶混交林祁连圆柏林青海云杉林华北落叶松林;总生长量、年凋落量、净生产量较高的是青海云杉林、祁连圆柏林,较低的是油松林、华北落叶松林,在龄组中的分配依次为:中龄林近熟林成熟林幼龄林过熟林;碳交易的潜在价值为1.11×10~9美元(JI)或1.68×10~9美元(CDM),青海云杉林碳交易的潜在价值达到7.01×10~8美元(JI)或1.06×10~9美元(CDM),占总碳交易的潜在价值的62.98%。     

2021年5期目录

  目的  建立全国单木材积生物量模型非常重要且必要。研究中国的森林碳储量变化及其碳汇能力对于估算区域碳收支和制定应对气候变化的森林管理政策具有重要意义。  方法  本文结合森林资源清查抽样总体和气候区差异的实际,利用全国森林资源清查22种主要树种的生物量建模实测数据,分别建立区域性单木生物量与材积回归模型,利用1949—2018年间11个时间段的森林资源清查和统计数据,系统测算出了近70年全国及各个区域森林碳储量和碳源汇能力,以期揭示出70年来我国森林碳储量的变化规律和原因以及对碳汇的相关贡献。  结果  研究结果表明:在1949—2018年间,林分、疏林等森林资源碳储总量由4.509 × 1012 kg增加到8.601 × 1012 kg,增加了90.74%,其中2014—2018年期间年均增长3.09%;林分碳储量由4.38 × 1012 kg增加到7.97 × 1012 kg,增加了81.97%;林分碳密度在1973—1976年时段最低为31.64 t/hm2,2014—2018年时段增加到44.30 t/hm2,但是仍然没有达到1949年的46.48 t/hm2;各区域的森林资源碳储总量都有不同程度的增加,尤其是华北区和东南沿海区增长较快,分别增加了145.91%和116.63%;全国及各个区域的森林碳储量和碳密度的变化规律基本呈现出先下降后增加的趋势。全国碳源汇的变化规律也与此基本相同,1981年之前,年均碳积累是负值,以碳源为主,1981年之后碳积累是正值,年均生物量碳汇0.122 × 1012 kg/a,且积累能力不断提高。林分生物量碳库在森林总碳库中占据主要地位,各期的全国林分碳储量占碳储总量的比例均在80%以上;由于我国人工林面积大量增加,碳累积增长速度很快,自20世纪70年代以来年均生物量碳汇为0.04 × 1012 kg/a;天然林在1989年前虽然碳累积为负值,但自我国实行天然林保护工程以来,天然林碳汇能力持续增强,是我国森林碳逐年累积的主要贡献者。  结论  随着我国全面实施天然林保护、生态修复和保护政策持续加强,同时中国现阶段以中幼龄林为主的森林已进入快速增长期,因此未来中国的森林碳汇潜力巨大。      

广东长湖水库浮游植物功能群特征及其生态状态评价

为丰富广东水库浮游植物功能群和水库管理的研究数据,基于2010—2011年期间采集的浮游植物样品,分析了长湖水库浮游植物功能群特征,并对水库的生态状态进行了评价。结果表明,在2010—2011年长湖水库丰水期(7月)及枯水期(12月)采集的样品中,初步检出浮游植物77种(含变型和变种),分属18个功能群。2010年和2011年浮游植物的平均丰度分别为2.44×10~7cell/L、2.39×10~6cell/L;丰、枯水期分别为6.76×10~6cell/L和2.01×10~7cell/L。平均生物量为7.38mm~3/L;其中,2010年和2011年分别为13.87mm~3/L、0.88mm~3/L;丰、枯水期分别为1.87mm~3/L和12.88mm3/L。丰水期优势功能群为J、L0、S1,枯水期优势功能群为P。2010—2011年期间的长湖水库生态状态指数值(Q)均在2～3,长湖水库的生态状态为中等水平。     

基于InVEST模型近10年太湖流域土地利用变化下碳储量功能

应用"全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查与评估"项目中2000、2010年2期土地覆盖类型数据和生物量数据,并根据《基于1∶100万世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集》计算太湖流域地区土壤碳密度、植被(地上、地下)碳密度,并分别计算2000、2010年太湖流域地区碳储量,结合土地利用变化转移情况,分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明:太湖流域地区近10年碳储量总体呈下降趋势,碳储量净减少了914.80万t,其中土壤碳储量下降了1 375.66万t,主要是由于林草湿地等土地类型转换为建设用地所致;植被碳储量上升了460.86万t,主要由于林草地近10年生物量上升所致,虽然农田和建设用地向林草地转换使得植被碳储量有所上升,但土地利用转换不是植被碳储量上升的主要驱动因素。     

满归林区森林碳储量及其变化研究

基于森林资源统计数据,利用生物量转换因子法估算内蒙古大兴安岭满归林区森林碳储量、碳密度,并分析其动态变化特征。结果表明,该林区森林地上总碳储量从2010年的974万t增加到2012年的1 005万 t,年均增长率为1.57%,碳储量主要集中在林区的北部和西部。从树种的角度看,林区总碳储量中落叶松和白桦贡献最大,占据主导地位;从龄组的角度分析,中龄林、近熟林和成熟林占总碳储量的比例很大;乔木林碳密度与林龄紧密相关,先随林龄快速增加而后又缓慢减小。研究时段内,尽管林区整体森林碳密度较小,但不同龄组以及不同森林类型的碳密度总体呈上升趋势。     

重金属污染土壤的植物修复技术研究进展

土壤重金属污染在世界范围内广泛存在且日趋严重,全世界平均每年排放汞约1.5万t、铜约340万t、铅约500万t、锰约1500万t、镍约100万t。中国受汞、铬、镉、铅、镍等重金属污染的耕地面积已达2000多万hm^2,约占总耕地面积的1/5,每年受重金属污染的粮食约1200万t。中国城市土壤也存在重金属污染问题。重金属污染土壤的修复已迫在眉睫。     

应用DNDC模型模拟沟垄集雨种植对陕西省玉米产量的影响

利用DNDC模型分析沟垄集雨种植模式下农田水分和玉米产量的时空变化特征,为确定沟垄集雨种植技术的适宜区域以及该技术在陕西省农业生产中的进一步应用推广提供科学依据。利用陕西省2001-2010年19个气象站点观测资料,采用DNDC模型模拟沟垄集雨(PF)和传统平作(CK)种植下陕西省玉米田土壤水分和玉米产量。2001-2010年陕西省年均降雨量为609.2mm,且南至北呈现出逐渐递减的趋势,陕西南部地区的降雨量最高,其次是关中地区,陕西北部地区的降雨量最低。沟垄集雨种植模式下,土壤蒸发量从北至南呈现逐渐增加的趋势,土壤蒸发量在170mm以下的地区分布在陕西省北部,土壤蒸发量在190mm以上的地区分布在陕西南部。和平作种植模式相比,沟垄集雨种植模式下,陕西北部富县、黄陵、洛川、黄龙和宜川5个县土壤储水量提高到145mm以上,陕西中部宝鸡、凤翔、岐山、扶风4个县(市)土壤储水量提高到126mm以上,陕西北部6个县和中部14个县玉米生长水分胁迫减弱;与平作相比,沟垄集雨模式下,陕西省大部分区域产量变异数降低,说明沟垄集雨技术能降低年际间降雨量变化对产量的影响,具有较强的稳产效应。沟垄集雨和平作种植模式下陕西10a玉米总产量分别为1 320万t和1 140万t,沟垄集雨较平作模式增产180万t,提高16%。沟垄集雨种植玉米的增产效应从北至南呈现出逐渐降低的趋势,与年均降雨量的空间分布规律相反,陕西北部年均降雨量低于500mm的地区增产效果最高,陕西南部年均降雨量高于800mm的地区,沟垄集雨种植模式对产量的提高具有负效应。     

兰州市和陇南市气候概况及温度降水变化趋势对比分析

本文通过对兰州市和陇南市1981—2019年温度降水资料变化趋势对比分析得出：两地各时段平均气温1981-1990年为相对偏冷期,1991-2000年为正常时期,2001-2019年为相对偏暖期；两地各时段平均降水量1981-1990年和2011-2019年均为明显的上升趋势,1991-2000年兰州为明显的上升趋势,武都为明显的下降趋势,2001-2010年均为明显的下降趋势；目前,两地年平均气温和年降水量均呈现出显著的上升趋势。研究结果对指导两地科学规划、周密部署防汛抗旱及农业生产、气象防灾减灾工作提供了科学依据。     

南疆环塔里木盆地林果种植区近50a气候变化特征及对果树生长的影响

根据南疆环塔里木盆地林果种植区1961-2010年以来资料完整的32个气象站点的气象资料,利用线性趋势函数分析了该地区近50年的光、温、水等主要气象要素的变化。结果表明:南疆环塔里木盆地林果种植区对全球气候变化的响应显著,年平均气温呈明显的上升趋势,冬季升温尤为显著;年平均降水量以5.873mm/10a的速度上升,增加最快的是夏季,其次是秋季,冬季最少;光照条件和湿度条件变化不明显。南疆环塔里木盆地年平均气温上升趋势对林果这一喜温作物整体有利,暖冬气候整体有利于果树的越冬;夏季降水量增加显著,可利用水资源略有增加,有利于果树的生长发育。但气候变暖同时导致极端气候事件频发,果树发生冻害风险增大。暖冬气候条件使越冬病虫卵蛹死亡率降低,病虫群数量上升,不利于果树病虫害防治。     

和林格尔县近40年气候变化浅析

对和林格尔县1971-2010年的气温、降水、蒸发量、大风日数、无霜期日数等资料进行统计分析,得出和林格尔县近40年的气候变化特征。结果表明:近40年来,和林格尔县年平均气温呈波动上升趋势,每10年平均上升0.43℃;年降水量1971-1990年为下降趋势,1991-2010年呈波动上升趋势;年蒸发量1971-2000年为下降趋势,2001-2010年呈波动上升趋势;大风日数在1～38d;无霜期107～212d。     

河南省农业生物质资源能源利用潜力分析

为了挖掘农业生物质资源的能源利用潜力,根据河南省农业统计数据(农作物产量和畜禽养殖量),经计算可知,河南省每年可用农业生物质资源量折合标准煤约3 045万t;采用不同的生物质供热和发电技术,每年具有1.74×107 MJ供热潜力和542亿kW.h发电潜力,可节省2 455万t标准煤。河南省农业生物质资源具有巨大的能源利用潜力。     

近38年肃北县气温变化趋势分析

利用1973—2010年肃北县的气象资料,对肃北县年际、年代、不同季节、农作物播种期等不同时段的气温变化趋势进行了分析。结果表明,近38 a肃北县年平均气温总体呈逐年上升趋势,以1983—1990年、1994—1998年及2003—2006年3个时段的升温趋势最为明显,1991—2000年增幅最大。不同季节及播种期的平均气温随时间变化均呈一定的上升趋势,以秋季的增温趋势最缓,春、冬季及播种期的温度随时间变化的波动性均较大,增温趋势明显。     

陕北榆林市退耕还林前后土壤侵蚀及生态服务价值变化

利用RUSLE模型计算分析了陕北榆林市退耕还林前后土壤侵蚀状况与生态服务价值动态变化。结果表明:1）退耕还林前（2000年）榆林市平均土壤侵蚀模数和年侵蚀总量分别为3 002.75 t·km^-2·a^-1和1.41×10⁸t,退耕还林后（2010年）虽然林草地面积增加,土壤侵蚀强度等级向轻度和微度转变,水土流失状况显著改善,但由于2010年降雨侵蚀力比2000年增长了157.66%,人类经济社会活动对土壤侵蚀状况的影响依然存在,导致退耕还林后平均土壤侵蚀模数和年侵蚀总量分别增加了127.24%和128.37%。2）生态服务价值总量（13.23×10⁹元）较之前（56.31×10⁹元）增长了326%,其中,保持土壤和废物处理的价值增长幅度较大;生态服务功能得到显著提高,且林草地的贡献占比>50%。3）土壤侵蚀强度的低值区并非生态服务价值的高值区,不同坡度的生态服务价值组成并未发生显著变化,合理的土地利用是改善生态环境的关键。4）退耕还林后,榆林市整体呈现出土壤侵蚀强度降低、生态服务价值升高的趋势,表明退耕还林政策的实施取得了明显的水土保持生态效益。研究结果可为陕北榆林市及类似区域生态保护修复提供参考。     

甘南玛曲地区地表温度的变化特征

【目的】分析甘南玛曲地区地表温度的变化特征及其变化趋势,为该地区生态环境的可持续发展提供参考。【方法】利用甘南玛曲地区1971-2010年的地表温度观测数据,用线性趋势分析、小波分析及突变分析等方法,对玛曲地区40年的年际、年代际、突变年份及地表温度与气温的关系等气候变化特征进行分析。【结果】甘南玛曲地区平均地表温度以0.6 ℃/10a的速率升高,2000年之后升幅达到1.9 ℃/10a。各季节平均地表温度呈现出不同程度的升高趋势,最高、最低平均地表温度亦呈升高趋势,平均地表温度的升高主要以最低地表温度的上升为主。甘南玛曲地区年平均地表温度2000年之前为负距平,2000年之后为正距平变化;各季节平均地表温度在进入2000年后升幅加剧,且以冬季上升的趋势最为显著;1971-2010年最低地表温度的升幅明显大于最高地表温度,最高、最低地表温度均表现出以20世纪70年代最低、2001-2010年间最高的年代际变化特征。平均地表温度存在较为明显的准7年短周期和12～13年长周期;年及各季节平均地表温度均发生了增高突变,其中年及春、秋季增高突变均发生在20世纪80年代,夏、冬季发生在20世纪90年代;且以春季平均地表温度发生突变的时间最早,出现在1984年。年平均气温与地表温度在变化趋势上具有很强的一致性,两者的相关系数达到0.93,呈显著正相关。【结论】地表温度不断升高和超载过牧,均促进了甘南玛曲地区草地退化的进程和草地沙化的发生发展,降低对草地生态系统的依赖与干扰是该地区草地资源得以可持续发展的有效途径。