京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与植被恢复关系

沙尘暴是长期以来影响京津地区社会经济可持续发展的主要环境灾害之一。该文以京津风沙源治理工程区26个气象站1957-2007年观测资料为基础,结合GIMMS-NDVI、SPOTVGT等遥感植被数据,研究了近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与气象因子、植被恢复的关系。研究表明:近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴发生频次呈显著下降趋势,虽自1999年有所上升,但仍远低于20世纪50-60年代。风速和相对湿度是影响沙尘暴变化的最重要气象因子。近30a,治理工程区沙尘暴变化很大程度上受到植被覆盖与相对湿度的影响,贡献率分别为32.7%和44.5%。京津风沙源治理工程区植被覆盖对沙尘暴影响具有一年的滞后效应,夏季植被覆盖会显著影响到下年沙尘暴发生。自2000年京津风沙源治理工程实施以来,沙尘暴频发的荒漠草原区植被覆盖显著提高,对缓解京津沙尘暴起到了重要作用。     

川西高原土地利用碳储量估算及多情景预测

[目的]区域碳储量与土地利用密切相关。在“双碳”目标下,从碳储量视角开展重点区域土地利用变化预测研究,对协调与优化区域土地利用格局、提高区域生态系统未来固碳潜力具有重要参考价值。[方法]以川西高原为研究区,以2000年、2010年和2020年土地利用为数据源,预测不同情景下2030年土地利用,结合修正的土地利用碳密度数据和InVEST模型估算区域碳储量变化。[结果](1)从各地类相对研究区的面积占比变化看,2000—2020年草地从65.20%逐步缩减到63.65%,林地从31.73%不断扩张到32.92%,未利用地先减后增且净增0.57%,水域和耕地先增后减均净减0.11%,湿地持续增加,共净增0.07%;研究区2000年、2010年、2020年碳储量分别为24.26×10⁸,24.29×10⁸,24.27×10⁸ t,呈先增后减趋势。(2)与2020年相比,2030年自然发展情景下碳储量减少3.19×10⁵ t,在耕地保护情景、生态保护情景、耕地生态联合保护情景下将分别固碳4.29×10     

2000-2020年锡林郭勒草原土地利用/土地覆被时空演变特征及驱动力分析

科学揭示土地利用/土地覆被的时空演变特征及其驱动机制,对推进草原生态文明建设和高质量发展具有重要意义。以位于中国北疆的锡林郭勒草原为研究区,基于2000-2020年遥感、气象等多源数据资料,运用土地利用变化指数、频次统计、桑基图可视化模型、网格单元等方法探讨了近20年锡林郭勒草原土地利用/土地覆被的时空变化特征,并利用地理探测器分析自然地理条件和社会经济发展对草原土地利用/土地覆被变化的影响机制。结果表明：1）2000-2020年间锡林郭勒草原的土地利用/土地覆被类型以草地和沙地为主（面积占比约98%）,区域土地覆被变化主要发生在中东部的沙-草交错区。2）2005年后区域沙地面积持续减少,而沙地转入率在近10年间仍接近5%,说明草原生态环境总体向好,但生态脆弱性水平仍较高。3）社会经济的快速发展是驱动锡林郭勒草原土地利用/土地覆被变化的主要因素,气候因素的驱动作用次之,地形因素影响相对较小。研究结果可为锡林郭勒草原的生态保护和可持续发展提供科学依据。     

陕西卤泊滩盐碱地综合治理措施及效益分析

盐碱地作为一种重要的土地资源,对其进行治理和改良的意义重大.陕西省卤泊滩盐碱地综合治理工程,主要应用农业工程技术、生物技术等措施对盐碱地进行综合治理,通过合理规划布置工程体系,平整土地、种植耐盐碱作物、修建方田、逐步恢复区域生态,实现系统自我调节,水地资源动态平衡.实践结果表明,卤泊滩盐碱地综合治理措施效果显著,土壤质量提高,生态环境改善,农作物产量提高,取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益.     

内蒙古伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草生态效益评价

以生态可持续发展原理为基础,采用层次分析法,建立了伊金霍洛旗风沙区退耕还林还草综合生态效益评价指标体系和数学模型,指标体系包括3个层次10项指标;采用AHP法和德尔菲法确定了各指标权重。对研究区3种典型的退耕模式进行综合生态效益评价,并与未退耕荒地进行对比研究。评价结果表明:3种退耕还林模式的综合生态效益指数均达到未退耕荒地的4倍以上,退耕还林工程生物效益、水土效益、改善小气候效益、防风固沙效益显著;各退耕模式其综合效益指数排列顺序为沙柳+沙打旺模式 > 柠条+沙打旺模式 > 杨树+沙打旺模式 > 未退耕荒地,沙柳+沙打旺模式综合生态效益数值最高,在适宜的立地条件下,可以在伊金霍洛风沙区或其它风沙区生态建设中推广应用。     

青海省耕地利用变化区域差异及管理对策研究

基于青海省土地利用变更调查序列数据,选取耕地增减情况和建设用地占用耕地情况分析青海省耕地的数量变化特点,并从耕地变化区位差异和耕地增减情况差异出发,分析了全省耕地变化的区域差异特征。结合青海省耕地变化的特点和区域差异特征,提出了针对性的耕地管理对策。研究结果表明:（1）耕地资源主要集中在西宁市和海东地区,土地开发整理是青海省耕地增加的主要来源,而耕地减少主要源于生态退耕和建设占用;（2）耕地占用审批以后,耕地占用存在一定的滞后性,这在一定程度上影响了当年耕地占用计划的制定;（3）对于耕地保护工作而言,要始终坚持最严格的耕地保护制度,坚持差异化的耕地利用政策。     

干旱半干旱区不稳定耕地分析及退耕可行性评估

受不利的自然条件等因素影响,西北干旱半干旱地区耕地稳定生产和可持续生产能力较弱。基于全国不稳定耕地调查评价成果,系统分析了地区不稳定耕地现状、成因,并进一步以新疆尉犁县为典型案例,建立基于生态约束强度的多情景模拟方法,设置生态安全情景、综合协调情景和耕地保护情景三种不稳定耕地退耕情景,模拟地区不稳定耕地退耕前后土地用途调整及退耕规模,在此基础上评估不同情景下不稳定耕地退耕影响及退耕可行性。研究发现,①西北干旱半干旱地区存在510021.53 hm2不稳定耕地,集中分布于新疆北部、甘肃中东部和宁夏中南部,以旱地、水浇地为主的地类结构及较低的耕地质量导致不稳定耕地利用状况普遍不佳;②土地荒漠化、沙化是地区不稳定耕地形成的主要原因,草原、林区和内陆河道过度开垦也是造成地区耕地不稳定的因素;③三种退耕情景下,尉犁县棉花产量将分别下降28.64%、20.34%和10.43%,农民短期棉花种植收入虽受到严重影响,但考虑到退耕后土地用途调整带来的林果业等长期收入,农民总收入将分别增长10.41%、12.01%和15.25%,退耕也有利于改善地区生态环境,地区生态系统服务总价值分别增长26743.05万元、19559.81万元和15147.52万元,综合权衡下尉犁县不稳定耕地退耕具有可行性。西北地区需要制定严格的法律法规限制土地的无序开垦,尽快出台区域生态红线等管制制度,促进土地利用与生态保护达到协调一致。     

基于资金盈亏平衡的江苏省耕地保护区域补偿研究

[目的]基于资金盈亏平衡视角对江苏省进行耕地保护区域补偿的系统性研究,为耕地保护制度的完善提供理论支撑与实证借鉴。[方法]尝试将耕地资源非市场价值纳入耕地保护补偿分区的影响因素,运用补偿标准调整耕地需求量进而倒推补偿分区,测算资金在区域内封闭运行时各地区耕地保护补偿或受偿金额。[结果](1)2010年江苏省耕地保护区域补偿价值标准为5.685元/(m2·a)(包括耕地经济、社会和生态价值补偿标准),江苏省各省辖市可划分为5个耕地赤字区与8个耕地盈余区,省内资金盈亏平衡时耕地赤字区5市应向耕地盈余区8市支付补偿金额3.78×1010元;(2)一般而言,经济相对发达地区多为耕地赤字区,经济相对欠发达地区多为耕地盈余区。[结论]中国应建立耕地保护区域补偿制度,完善激励机制,同时应提高规划的科学性与合理性。     

西部农户耕地保护生态外部性价值分析与启示

研究西部农户耕地保护生态外部性价值对科学合理地制定耕地保护经济补偿政策具有重要的参考意义。基于耕地面积建构耕地保护生态外部性价值计量模型,利用西部省区2005—2012年的相关数据,对西部农户耕地保护生态外部性价值进行实证研究。结果表明:西部农户在保护耕地过程中向社会无偿提供的生态外部性价值量平均为8 174元/（hm²·a）,各省区农户贡献的耕地生态外部性年价值量具有不确定性、区域差异性,整体上呈增长变化。因此,从西部区域角度建立西部农户耕地生态外部性价值的补偿标准与机制具有必要性、可行性。     

年际尺度上土地覆盖类型时空分异及其对气候和地形的响应

为了更加深刻地理解气候和地形条件对土地覆盖的作用机理,该研究以2001年-2009年逐年的MODIS Land Cover(MCD12Q1)为主要数据源,参考中国土地覆盖分类体系整合国际上通用的5种(IGBP、UMD、LAI-fPAR、NPP和PFT)土地覆盖分类体系,分析年际尺度上中国西北干旱半干旱地区的土地覆盖时空分异及其对气候和地形的响应。研究结果表明:IGBP较其他4种更适合年际尺度上干旱半干旱地区土地覆盖的时空分异研究。2001年-2009年,5种分类体系中农田和草地增加,水体湿地和荒漠减少,聚落保持不变,森林有增有减,并且土地覆盖类型间相互发生转换,其在空间上的转移与干旱半干旱地区的自然条件变化和人类活动相适应。6种土地覆盖类型对自然条件的响应与光、热、水在时空格局上的分配以及人类活动作用的强弱相一致。研究结果可为区域或全球土地利用和土地覆盖研究提供参考。     

基于PLUS与InVEST模型的内蒙古自治区土地利用变化及碳储量评估

为实现内蒙古自治区的“双碳”目标。根据内蒙古自治区2000年、2010年和2020年土地利用数据(LULC),按照内蒙古自治区“十四五”政策规划，建立自然发展、耕地保护与生态保护3种情景，利用PLUS模型对内蒙古自治区2030年土地利用空间分布进行预测分析，并用InVEST模型对内蒙古自治区不同开发情景下碳储量的变化进行分析。结果表明：(1)2000—2020年间内蒙古地区林地与建设用地面积均有增加，耕地、水域、草地与未利用地面积均呈减少态势，且转移方向上主要表现为耕地转为建设用地。(2)自然发展状态下，草地、耕地、水域及未利用地呈下降趋势，林地及建设用地呈上升趋势；在生态保护状态下，林地、草地和水域面积均比自然开发情景有所增加；耕地保护情景下，耕地面积相较于自然发展情景呈扩张趋势，扩张面积达4.69×10⁴ hm²。(3)2000年、2010年、2020年内蒙古地区碳储量分别达到1.371 7×10¹⁰,1.370 9×10¹⁰,1.370 6×10¹⁰ t,呈逐年减少趋势。...     

三区三线统筹划定中永久基本农田布局优化方法与实证

科学统筹划定"三区三线"，是落实主体功能区战略、构建国土空间开发保护新格局的重要举措。针对"三区三线"底版不统一、边界不一致、存在交叉冲突等问题，提出了基于"三区三线"统筹和第三次全国国土调查成果的永久基本农田布局优化技术路线及布局优化原则，构建了永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系，并在吉林省梅河口市进行了验证。结果表明：1）梅河口市永久基本农田优化后面积为91 680.82 hm2，增加1 290.69 hm2；质量等别为10级的耕地面积增加3 523.99 hm2、12级耕地面积减少2 324.85 hm2；耕地连片度提高，平均图斑面积由1.91 hm2增至2.61 hm2。优化后永久基本农田面积增加、质量提升、布局相对稳定。2）生态保护红线内的20.74 hm2永久基本农田以"开天窗"形式保留，城镇开发边界内的永久基本农田划出1 388.47 hm2（主要为零星破碎、生态质量较差、不稳定的永久基本农田图斑），对仍在城镇开发边界内的优质永久基本农田，以"开天窗"的形式保留，使三条控制线无交叉无重叠。3） 构建的永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系，将水环境风险指标作为生态功能评价二级指标，考虑了农业面源对水环境的污染风险，兼顾农田生态系统的生态调节和保护功能。该方法充分体现了保障粮食安全、保护生态环境、兼顾城市发展思路，农业、生态、城镇空间布局得到统筹优化，可为新形势下科学开展"三区三线"统筹及国土空间规划编制提供方法借鉴。     

基于耕地质量综合评价的县域基本农田空间布局

当前耕地质量综合评价已具有较丰富的研究成果,但其对耕地生态安全因素方面考虑稍显不足。全面系统评价耕地质量是基本农田划定与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提,该文在深入剖析耕地质量评价理论与方法的基础上,针对基本农田划定内在要求,从耕地自然质量、利用条件、空间形态与生态安全4个方面选取相关指标,构建耕地质量综合评价体系,基于GIS平台实现各指标定量化分析与耕地质量综合指数测算。在此基础上,依据最大相似性原理将北京平谷区现有5 916块耕地地块划分为优先划定、适宜调入、重点调控和缩减退出4大类型,通过分析各类型耕地综合质量特征,整理得到平谷区基本农田划定时空配置方案。该研究结果客观反映了区域耕地资源综合质量状况,为县域范围耕地资源功能分区与差别化管控、基本农田保护区划定及高标准基本农田建设提供参考。     

土地利用变化对区域生态服务价值的影响研究

本文利用三峡库区1996年、2000年和2005年土地利用数据,采用动态度模型和生态服务价值模型,分析了耕地、林地、草地和水域这四种土地利用系统结构和生态服务价值的变化规律。研究结果表明:（1）1996—2005年林地、水域面积在增加,耕地和草地面积在减少;林地、水域增长的速度较快,而耕地、草地减少的速度较慢。（2）三峡库区1996年、2000年及2005年土地生态服务价值分别为485.96亿元、726.32亿元和902.29亿元,林地的生态服务价值占主导。（3）经济发展会影响区域生态服务价值的提升,尤其是城市化对生态服务价值的负面影响最为明显。（4）生态服务价值的分区变化比较明显,但是高价值区和低价值区变化比较小。（5）从生态服务价值的内部结构来看,水源涵养的功能占主导。     

粮食安全视角下的环京津地区耕地生态补偿量化研究

本文基于生态系统服务价值,从粮食安全角度出发,通过计算粮食耕地盈亏量、粮食耕地超载指数和补偿系数,建立了耕地生态补偿模型,通过量化县域耕地生态补偿,对河北省环京津地区耕地生态补偿问题进行了研究。研究结果表明:1)环京津耕地"生态供给"与"生态消费"存在典型的"空间异位"现象,其中耕地"生态消费"主要集中于环京津南部地区,而耕地"生态供给"则主要集中在环京津西部地区。2)2014年环京津耕地生态系统服务价值为4.480 5×10~(10)元,整体呈现不能自足的态势,总赤字金额为7.834×10~9元。3)环京津地区中,河北省张北县、兴隆县、蔚县、尚义县和涞源县等17个县市表现为盈余,其余各县市均呈现为赤字状态。其中滦南县需支付的耕地生态补偿量最高,为5.173×10~7元,其次为玉田县和东光县,分别为4.864×10~7元和4.849×10~7元。虽然遵化市、滦平县、曲阳县可获得补偿,但其耕地生态条件也仅仅表现为"紧平衡",仍需受到广泛关注。4)以粮食安全角度为出发点,2014年环京津区急需获得耕地生态补偿的县为张北县、蔚县、尚义县、阳原县、涞源县和曲阳县,需支付耕地生态补偿的县为滦南县、玉田县、献县、吴桥县和定州市,唐县、涞水县和丰宁满族自治县既不需获得也不需支付耕地生态补偿。与前人的研究相比,本研究以生态补偿为切入点对河北省环京津地区耕地补偿问题进行了研究,研究结果对于促进环京津地区经济发展、耕地生态环境保护与耕地资源持续高效利用发挥着重要作用。同时,此方法的运用可为类似地区生态补偿的量化研究提供参考,为其他地区以生态价值量确定耕地保护指标提供依据,对耕地生态补偿价值机制的研究有指导意义。     

生态修复措施对干旱半干旱地区生态系统服务影响研究——以河北坝上地区为例

为了揭示生态修复措施对干旱半干旱地区生态系统服务的影响,以对生态可持续发展提供决策参考,基于典型的干旱半干旱地区——河北坝上地区2000年、2018年土地利用数据以及4种与生态修复措施对应的情景,结合InVEST模型分析了生态修复措施对该区3个重要的生态系统服务(水源涵养、生境质量、碳储量)的影响。结果显示:(1)2000—2018年坝上地区土地利用变化以草地大量缩减以及林地显著扩张为主(>500 km²),期间,水源涵养量下降7.03%,碳储量、生境质量分别增长2.82%,1.29%;(2)相比林地缓冲带、植树造林情景,开垦荒地和综合发展情景对上述3个生态系统服务的提高更为显著;(3)水源涵养、碳储量均与生境质量呈较强协同作用(r>0.42),碳储量与水源涵养呈较弱协同作用(r<0.24)。综上分析,生态修复措施能够提高坝上地区生态系统服务的供给,但以造林为主的生态修复方式在干旱半干旱地区仍需谨慎实施。     

多目标规划方法确定区域耕地保有指标及空间分布——以南京市江宁区为例

土地利用总体规划是保障区域可持续发展的重要手段,而耕地保有指标及其空间分布的确定是土地利用总体规划的核心内容之一.本文以南京市江宁区作为研究区域,运用多目标规划法,通过建立耕地生产力保护、耕地生态保育、经济发展 3 大目标函数以及区域发展平衡约束条件模型,以确定耕地保有指标及其空间分布.结果表明,多目标规划方法可以较好地统筹区域耕地保有指标,保护区域耕地生态和生产力,协调耕地保护与经济发展的关系,缓解区域发展效率与平衡的矛盾,为我国土地利用总体规划工作提供有益借鉴.     

搞好海河流域水土保持工作 维护京津及周边地区生态安全

自2000年以来,国家在海河流域相继启动实施了京津风沙源治理工程、21世纪初期首都水资源可持续利用项目、国债水土保持工程等一批国家重点工程,使全流域水土保持生态建设获得长足发展。一是建立了流域机构与地方有关部门之间职责明确、协调有序的工作机制;二是形成了符合不同区域实际的、科学的水土流失综合防治技术路线;三是适应新形势发展要求,丰富了水土保持生态建设内涵;四是水土流失综合防治取得了明显成效。对新时期海河流域的水土保持工作提出了五点要求。     

基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化

综合分析生态用地保护重要性与建设用地扩张的经济潜力、耕地保护的政策约束,协调社会经济发展与生态保护的矛盾。运用景观安全格局分析方法,结合最小累计阻力模型,从水资源安全、生物多样性保护、灾害防护和景观游憩4个层面,采用累计修正求和的方式构成高明区重要生态用地空间。其次,以核心型生态用地为生态保护的源,以生态系统服务功能和生态价值当量作为生态保护的阻力,以基本农田保护区作为来自农业生产的阻力,以建设用地开发经济适宜性作为来自建设用地扩张的阻力,综合考虑三者间的平衡。结果表明,综合3种过程的生态重要性分区结果从数量上和空间分布上均与实际情况和规划目标吻合度较高,生态核心区和控制区为实施生态空间保护提供重要依据。     

陕北黄土高原区生态服务价值对土地利用变化的响应

为了给陕北黄土高原区生态恢复工程的经济效益评估提供科学数据和参考依据,基于遥感图像解译的土地利用变化数据,运用单位面积价值当量法,剖析了区域的生态系统服务价值对土地利用变化的响应。结果表明:(1)1997—2018年,土地利用格局的变化主要表现为农田向林木和草地转化,未利用地向草地、林木和农田转化; 这些转化同时促使研究区生态系统服务价值增加357.56亿元,增幅33.28%,其中榆林市增量最大,铜川市最小; 除食物生产功能价值量有所减少外,其他服务价值均在增加; 调节服务价值增加量最大,文化服务价值增幅最大。(2)研究区32.93%的区域生态服务价值增加,主要集中退耕还林区和防风治沙区; 农田向林木和草地的转化是价值增加的主要驱动力,促使服务价值增加363.64亿元,占总增加量的95.68%; 未利用地的转化是服务价值增加的另一贡献因子,促使价值量增加16.42亿元,占比4.32%。研究区5.92%区域生态服务价值减少,集中在西部风沙区和南部残塬区; 大型集中农场的修建导致林木和草地向农田转换,促使服务价值损失70.17亿元,占总损失量的93.08%。(3)榆林市辖区43.24%的区域生态服务价值在增加,延安市23.37%增加,铜川市仅11.51%。(4)在不同地物类型中,林木的生态服务价值增加最大,草地次之; 农田生态系统服务价值减少最多。以上监测结果说明,研究区生态恢复工程的实施使其土地利用结构发生变化,随之促使生态服务价值显著增加,生态恢复工程取得了一定的经济效益。