环京津地区土地生态服务价值时空分异特征

为促进京津冀一体化协同发展及生态环境建设,利用遥感解译获得的环京津地区73个县(市)的土地利用变化数据,计算1996~2011年该区域的土地生态服务价值,并运用敏感性指数验证了所计算的土地生态服务价值可信度。引入生态系统服务价值动态度及相对变化率指数模型,分别对环京津地区土地生态服务价值的时间、空间变化进行了分析。结果显示:在空间分布上,环京津地区土地生态服务价值表现出由西北向东南逐渐减少的特征;在时间变化上,环京津地区不同的土地利用类型生态系统服务价值量变化规律略有不同,其中园地、水域的生态服务价值量变化最为剧烈;耕地、草地的生态系统服务价值量变化最为缓和,但环京津地区土地生态服务总价值随时间的推移呈缓慢减少的趋势;在空间变化上,西部高山丘陵区的土地生态服务价值变化较剧烈,东南部平原区变化较缓,1996~2011年间,生态服务价值变化最剧烈的地区集中在保定西部山区及张家口局部地区。     

长沙-株洲-湘潭市主城区土地利用变化的生态环境效应

根据长株潭(长沙—株洲—湘潭市)主城区1996-2008年土地利用变更调查数据,采用Costanza生态系统服务价值的计算方法,参照谢高地的生态服务价值系数,结合敏感性(CS)分析,评估了研究区域土地利用类型的生态系统服务价值,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析.结果表明,研究期内,研究区生态系统服务价值从1996年的1.69×109元减少至2008年的1.48×109元.根据灰色模型的预测结果,得到2035年研究区域生态系统服务价值将减少至1.08×109元.区域价值受损的主要原因是土地利用转化导致生态服务价值的流向变化,耕地、林地、水域向建设用地的转移导致生态服务价值的负流向.研究区域快速城市化和以追求GDP高速增长的发展模式已给生态安全带来了巨大压力.     

铜川市土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

土地利用类型及其结构的变化引起各类生态系统服务功能价值发生相应变化,应用Constanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,分析了2006—2011年铜川市土地利用的时空变化以及由此导致的生态系统服务价值的时空变化,并运用灰色系统分析方法对各土地利用类型与生态系统服务价值量变化的相关性进行了定量研究。结果表明:研究期内,研究区耕地、林地和建设用地增加,林地增加最多,而草地和未利用地急剧减少;研究区内土地利用程度存在明显的空间差异,其中王益区土地利用程度最大,宜君县最小;生态系统服务价值总量以及各类生态系统服务类型的价值量均呈上升趋势;关联度计算表明,研究区建设用地和林地的生态系统服务价值对生态系统服务价值总量的影响最大。     

怀来县土地利用/覆被变化及生态系统服务价值时空演变

为了揭示土地利用与生态环境之间的关系,指导区域土地合理利用,以怀来县为研究区,通过对1992年、2002年、2012年的Landsat TM遥感影像数据进行处理,利用土地利用变化强度指数分析怀来县近20年的土地利用类型间的变化强度,构建了生态系统服务价值的动态测算模型,引入动态度与相对变化率指数,对县域内近20年各地类以及各乡镇的生态系统服务价值的变化进行时空分异特征进行分析。结果表明:近20年怀来县土地利用整体呈现"三增两减"的趋势,即园地、林地、建设用地面积增长,分别增长了19.98%,5.66%,90.76%;水域、耕地面积减少,分别减少68.90%,23.27%。建设用地、耕地在近20年生态系统服务价值变化最大,即变化最剧烈,林地、园地变化相对较小;北部山地丘陵区与南部低山丘陵区的生态系统服务价值变化率较高,中部平原区变化率较小。     

长株潭地区生态系统服务价值分析及趋势预测

为促进区域土地资源的可持续利用和生态环境建设,该文以长株潭地区为研究对象,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照修正后的长株潭地区生态系统单位面积生态服务价值系数,结合敏感性分析,探讨研究区域1996-2008年土地利用变化对生态系统服务价值的影响,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析。结果表明:研究期内,研究区域生态系统服务价值从1996年的405.03×108元减少到2008年的399.83×108元。同时根据预测出的研究区域2011-2020年各类土地利用数量情况,得到2020年区域生态系统服务价值将减少到392.61×108元,区域价值受损的主要原因是生态系统服务价值系数较高的农用地转为无生态价值的建设用地,研究区域快速城市化的进程已给生态安全带来了巨大压力。区域生态环境持续退化的趋势应当引起当地政府部门高度关注并采取有效对策,以科学推进资源节约型和环境友好型社会的建设。     

基于GeoSOS-FLUS的涪江流域生态系统服务价值评估及多情景模拟

为了探究涪江流域的土地利用结构及其生态服务价值的时空变化,通过预测情景支持未来土地规划,研究基于1980—2018年5期遥感影像,构建生态系统服务价值评估模型并分析时空动态变化,采用GeoSOS-FLUS模拟自然发展情景、耕地安全情景、生态保护情景和快速发展4种情景下未来的土地利用变化及生态系统服务价值的演变趋势。结果表明:(1)1980—2018年,耕地面积减少542.25 km²,减幅为2.57%; 建设用地扩张面积525.66 km²,增幅达255.50%。(2)对应其生态系统服务价值呈增加趋势,由1980年的776.48亿元增加到2018年的783.67亿元,不同土地利用类型对生态系统服务价值的贡献顺序为林地>耕地>水域>草地>未利用土地。(3)在空间上呈现上游高中下游低,下游地区大致呈现由中部向东西两侧递减趋势,流域西南部是低价值区。(4)4种发展情景下,2030年的生态服务价值分别是784.80亿元、740.31亿元、811.09亿元和751.40亿元,相较于2015年变化了1.44亿元(增加)、-43.05亿元(减少)、27.74亿元(增加)和-31.96亿元(减少)。综上,38年来流域生态价值提高,同时模拟结果显示为维持该流域生态安全,需要加强生态用地的抚育。     

长白山地区土地利用及生态系统服务价值变化研究

在遥感和GIS技术的支持下,以2000年和2010年两期Landsat TM/ETM+影像解译数据为基础,分析长白山地区近10a土地利用变化情况。应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,并对其作适当修订后进行该区生态系统服务价值变化的计算。结果表明:10a间,长白山地区土地利用发生了较大变化,旱田、建筑用地面积呈增加趋势,水田、林地、水域和湿地面积呈减少趋势;生态系统服务价值由2000年的1 507.37亿元减少到2010年的1 505.57亿元,减少幅度为0.12%;生态系统各单项服务功能价值呈减少趋势,水源涵养、气体调节功能的价值减少剧烈;敏感性指数小于1,研究结果可信。     

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。     

基于土地利用变化下的县域生态敏感性及灰色预测——以河北省平山县为例

平山县作为石家庄地区的重要水源涵养及红色旅游基地,是生态环境保护与建设的重要区域。在分析平山县基于1997—2013年土地利用变化下的土地利用强度与生态系统服务价值变化的基础之上,引入了生态敏感性指数模型,研究分析了平山县1997—2013年土地利用变化对其生态敏感性的影响。结果表明:土地利用强度与生态系统服务价值在1997—2013年的变化趋势大体一致,均呈现先减小后增大的趋势;土地利用变化对于生态系统的敏感性作用较为强烈,其指数由2001年的3.23下降到2013年的1.36,降幅为237.5%;分析计算结果可以看出,位于平山县城区及人口和商业密集的乡镇,其生态敏感性指数普遍高于其他地区,位于东部平原的乡镇生态敏感性普遍高于中西部山地丘陵区的乡镇。通过预测2017年平山县土地利用结构,测算出2017年平山县生态系统敏感性指数为1.68,虽属低生态敏感性,但较2013年是增加的,需要引起关注。     

滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

甲基硫茵灵及其代谢物在不同种植模式黄瓜和土壤中的残留

采用液质联用仪比较分析了3个不同种植区域（江苏南京、广西南宁和湖南长沙）露地和大棚两种种植条件下黄瓜和土壤中甲基硫菌灵及其代谢物多菌灵的残留动态,同时对黄瓜中的最终残留量进行了比较分析。施药后,甲基硫菌灵在黄瓜和土壤中均能很快转化为多菌灵[施药后1 d甲基硫菌灵未检出（〈0.01 mg·kg-1）],多菌灵在露地黄瓜和土壤中的原始沉积量均低于大棚。3个试验点露地黄瓜中的半衰期分别为2.3、1.4 d和1.4 d,在大棚黄瓜中的半衰期分别为2.6、1.7 d和2.0 d。在3个试验点露地土壤中的半衰期分别为1.6、1.7 d和2.3 d,在大棚土壤中的半衰期分别为2.3、2.0 d和2.3 d。最终残留试验在最后一次施药后1 d采样时,大棚、露地黄瓜中的甲基硫菌灵均未检出（〈0.01 mg·kg-1）,多菌灵在3个试验点露地黄瓜中的最终残留量为0.014~0.162 mg·kg-1,而在3个试验点大棚黄瓜中的最终残留量为0.121~0.561 mg·kg-1。参照我国所制定的黄瓜中多菌灵的MRL（0.5 mg·kg-1）,露地种植方式下所有处理黄瓜中甲基硫菌灵代谢物多菌灵的最终残留量均符合国家标准的规定,但大棚种植方式下其残留量有超标的风险。     

建设类与建设生产类开发建设项目水土保持方案的异同分析

20世纪末,开发建设项目水土保持方案的编报工作已经实现了规范化和制度化,但有不少的编制者在编制建设类和建设生产类项目的水土保持方案时往往出现失误.建设类和建设生产类项目的水土保持方案在很多方面都存在很大区别.根据多年编制两类水土保持方案的实践经验,总结出了这两类项目水土保持方案的编报工作在水土保持要求、服务年限、预测时段划分、防治目标等方面的异同,以防止在编报过程中出现水土流失量预测、水土保持措施体系以及水土保持监测等方面产生较大的偏差.     

依法防治水土流失 促进经济社会可持续发展

水土保持法颁布实施十年来 ,全国七大流域水土保持生态建设工程累计完成水土流失综合治理面积 38万km2 。全国有 10个城市、134个县、110 0条小流域成为水土保持生态建设的示范样板。在全国 110 0多个县开展了监督执法规范化建设 ,实施预防保护面积 2 0多万km2 ,累计查处违法案件 6万多件 ,全国各级水行政主管部门审批水土保持方案 17万多项     

水土保持与生态农业建设

分析了水土流失对农业生产持续发展的影响,阐述了水土保持对发展农业生产、改善生态环境的 重要作用。指出生态农业建设是我国农业发展的必由之路。     

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。     

反疏浚理论、反疏浚工程与抗旱

分析了防洪与抗旱之间的关系 ,认为用反疏浚理论与反疏浚工程增大地下水蓄积量是根治正在年年升级的旱情的重要举措 ,传统工程与反疏浚工程相结合 ,安全、科学地调控地下水在陆地空间场的时间分布可解除旱情对海河等流域工农业的瓶颈制约     

Chemical properties and reactivity of manganese chelates and complexes in solution and soils

Commercial fertilizers containing synthetic manganese (Mn) chelates and complexes are currently used to alleviate Mn deficiency in crops. However, studies conducted on Mn sources in order to evaluate their behavior maintaining Mn soluble in nutrient solution and soil have not been done. In this work, representative commercial Mn fertilizers based on chelates and complexes were characterized and their chemical stability in solution and interaction with soils has been evaluated. Fertilizers studied were two ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) Mn chelates, one N‐(1,2‐dicarboxyethyl)‐D,L‐aspartic acid (IDHA) Mn chelate, two lignosulfonates, one carboxylate, one fulvate, one gluconate, and one heptagluconate‐based Mn complex. Characterization consisted of the determination of the soluble and chelated or complexed Mn, and the ligand identification by nuclear‐magnetic resonance (NMR). Stability study included batch experiments in Ca solution at different pH and three batch experiments with soil comparing with MnSO₄. Results indicate that most of the Mn fertilizers comply with the declared “soluble and chelated or complexed” metal content. At a usual pH range of calcareous soils (7.5–8.5), both chelates and complexes maintain more Mn in solution than MnSO₄ in the presence of Ca. Several factors affect the Mn remaining in solution after the interaction with the soil, especially, the soil‐to‐solution ratio. All chelates and complexes are better alternatives to the use of MnSO₄ in agronomical practices such as fertigation and soil application. Mn‐IDHA as chelate and Mn‐HGl or Mn‐Carb as complexes can be efficient, economical, and environmental friendly fertilizers for foliar application and hydroponic cultures. In soil application, Mn‐EDTA or Mn‐LS would be the best options. In this case, lignosulfonic acid represents a sustainable and low‐cost solution.     

Forest soil respiration and its heterotrophic and autotrophic components: Global patterns and responses to temperature and precipitation

Quantifying global patterns of forest soil respiration (SR), its components of heterotrophic respiration (HR) and belowground autotrophic respiration (AR), and their responses to temperature and precipitation are vital to accurately evaluate responses of the terrestrial carbon balance to future climate change. There is great uncertainty associated with responses of SR to climate change, concerning the differences in climatic controls and apparent Q₁₀ (the factor by which respiration increases for a 10 °C increase in temperature) over HR and AR. Here, we examine available information on SR, HR, AR, the contribution of HR to SR (HR/SR), and Q₁₀ of SR and its components from a diverse global database of forest ecosystems. The goals were to test how SR and its two components (AR and HR) respond to temperature and precipitation changes, and to test the differences in apparent Q₁₀ between AR and HR. SR increased linearly with mean annual temperature (MAT), but responded non-linearly to mean annual precipitation (MAP) in naturally-regenerated forests. For every 1 °C increase in MAT, overall emissions from SR increased by 24.6 g C m⁻² yr⁻¹. When MAP was less than 813 mm, every 100 mm increase in MAP led to a release of 75.3 g C m⁻² yr⁻¹, but the increase rate declined to 20.3 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP was greater than 813 mm. MAT explained less variation in AR than that in HR. The overall emissions in AR and HR for every 1 °C increase in MAT, increased by 12.9 and 16.1 g C m⁻² yr⁻¹, respectively. The AR emissions for every 100 mm increase in MAP, increased by 44.5 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP less than 1000 mm. However, above the threshold, AR emissions stayed relatively constant. HR increased linearly by 15.0 g C m⁻² yr⁻¹ with every 100 mm increased in MAP. The Q₁₀ value of SR increased with increasing depth at which soil temperature was measured up to 10 cm and was negatively correlated with HR/SR. Our synthesis suggests AR and HR differ in their responses to temperature and precipitation change. We also emphasized the importance of information on soil temperature measurement depth when applying field estimation of Q₁₀ values into current terrestrial ecosystem models. Q₁₀ values derived from field SR measurements including AR, will likely overestimate the temperature response of HR on a future warmer earth.