基于InVEST模型的祁连山国家公园碳储量时空分布研究

[目的] 研究祁连山国家公园碳储量及其时空分布,分析土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响,为提升国家公园生态价值、调整生态工程及土地管理政策提供科学依据。[方法] 结合土地利用变化动态指数和土地转移矩阵分析国家公园生态破坏和生态恢复前后的土地利用变化,然后基于InVEST模型Carbon模块,以土地利用遥感影像和碳密度为模型运行数据,计算土地利用变化导致的碳储量变化。[结果] ①祁连山国家公园1980,1990,2000,2010,2018年的碳储量分别为9.07×10⁸,9.07×10⁸,9.07×10⁸,9.16×10⁸,9.17×10⁸ t,呈现“先减后增”的趋势,累计增加9.86×10⁶ t。②碳储量空间分布与土地利用类型有一定联系。碳储量较高的地区主要集中在公园东段和中段东侧,以林地为主;碳储量较低的地区主要集中公园西段和中段西侧,以未利用地为主。③1980—2018年生态正向演变下的土地利用变化（耕地、草地和未利用地转为林地,耕地和未利用地转为草地,未利用地转为水域）是国家公园碳储量增加的主要原因。[结论] 巩固实施生态工程,着重保护草地资源、调整土地管理政策等方式能够有效促进生态系统正向演变,优化土地利用结构,有利于祁连山国家公园陆地生态碳储量的增加。     

河南省南太行地区土地利用及生态服务价值变化

[目的] 研究典型区域内土地利用变化及其对区域生态系统的影响，旨在为区域国土空间布局优化和山水林田湖草系统治理提供理论依据。[方法] 基于多时间节点遥感数据，综合“3S”技术等方法模型，对南太行地区1990—2016年土地利用及生态服务价值变化规律进行研究。[结果] 研究区2000—2010年土地利用格局较其他两时间段发生了剧烈变化，其中，旱地减少211.77 km²，建设用地增加319.78 km²，各地类动态变化度达到最大值。1990—2016年，南太行土地利用转移类型方面以旱地转为建设用地为主，建设用地复垦为旱地在研究后期逐渐成为耕地补充的重要途径，大量的未利用地得到开发利用，可供开发利用的后备资源越来越少。研究区生态服务价值总量从1990年的2.12×10¹⁰元减少到2016年的1.78×10¹⁰元，减少了3.33×10⁹元，建设用地、耕地、林地、草地和水域对生态服务价值总量变化的贡献率分别为-90.19%，-25.75%，-17.51%，-10.93%和44.46%，水温调节与废物处理等生态功能在研究期间受到较大破坏。[结论] 河南省南太行地区土地利用及生态系统特征变化明显，进一步平衡建设用地与耕地保护之间的关系，调整土地利用结构，维护生态系统服务功能是研究区国土空间布局优化和生态修复过程中应当重点关注的地方。     

滇中城市群2000-2020年土地利用变化对生态系统服务价值的影响

[目的] 以高原喀斯特地貌区滇中城市群为例,引入地形梯度,探究快速城镇化过程中滇中城市群的土地利用/覆被变化（LUCC）对生态系统服务价值（ESV）的影响,为其他相似地区的生态系统服务价值提升和土地利用规划提供理论指导。[方法] 基于2000,2010和2020年3期土地利用数据,结合地形位指数、修正的ESV当量和热点分析等技术手段定量探讨滇中城市群2000—2020年的土地利用和ESV在地形梯度上的时空变化特征,并通过ESV损益流向表分析滇中城市群LUCC对ESV的影响。[结果] ①2000—2020年,滇中城市群耕地和林地分别减少了1.21×10⁵ hm²,1.19×10⁵ hm²,而建设用地面积增加了2.16×10⁵ hm²。耕地、水域和建设用地主要集中分布在低地形梯度上,林地主要集中分布在高地形梯度上。②ESV总体呈下降趋势,价值量从2000年的1 196.41亿元减少到2020年的1 137.50亿元,共减少58.91亿元。ESV在地形梯度上的空间分异特征显著,ESV高值区主要分布在海拔高且坡度大的西部和北部区域,ESV低值区则与之相反。③林地和水域的流失以及建设用地对耕地的侵占导致ESV损失惨重,损失区主要分布于昆明市中部和红河州北部的城镇区。2010—2020年,由于退耕还林、还草、还湖等政策的实施使红河州北部和曲靖市北部区域的林地和水域面积增加并出现ESV增值区。[结论] 研究期内LUCC对ESV产生了较大影响,并在地形梯度上表现出了较明显的空间差异。可以通过对现有林草地和湖滨湿地进行改善和保护,并严格控制ESV损失冷点区等措施来提升滇中城市群生态系统服务价值和促进区域土地可持续利用。     

重庆市武陵山区土地利用转型的生态系统服务价值效应

[目的] 分析重庆市武隆区土地利用转型的生态系统服务价值（ESV）效应,为武陵山区土地合理利用,资源优化配置,实现保护中开发和生态服务价值最大化提供决策依据。[方法] 以武隆区2010,2015,2020年3期的土地利用数据为数据源,测算武隆区生态服务价值效应,运用土地利用转移矩阵、变化贡献率模型及交叉敏感性系数,分析武隆区土地利用转型对生态系统服务价值损益的时空演变。[结果] ①2020年武隆区ESV空间上呈现高值区集中分布在武隆区中部的仙女山街道和白马镇,低值区集中分布在武隆区东西两侧和中部的土坎镇;②2010—2020年武隆区ESV总量呈增加趋势;③2010—2020年武隆区各用地类型ESV变化和变化贡献率排序一致,即：林地>水域>耕地>草地>荒漠;④草地转换为林地的敏感性系数最高,其他土地利用类型转换为草地时都缺乏敏感性。[结论] 林地和水域面积的增加可大幅提高ESV总量,建议农业结构调整时,增加园地和林地面积,严格控制耕地撂荒。     

山东省土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

[目的]对山东省土地利用变化及其对生态系统服务价值产生的影响进行分析,为区域环境保护和粮食安全提供保障。[方法]运用GIS技术获取山东省1995,2005,2015年土地利用类型数据,结合相关评价模型,对研究区生态服务价值的时空动态演变及其特征进行剖析。[结果](1)山东省土地利用类型主要以耕地为主,1995—2015年,耕地、林地、草地以及未利用地面积减少,建设用地和水域面积持续增加,建设用地的扩张主要由耕地转变而来;(2)1995—2015年,研究区内生态系统服务总价值共减少6.62×109元,变化率为-2.07%。20a间,水文调节的生态服务价值增加迅速,其他单项生态服务价值均呈现为减少的态势;从空间上来看,生态系统服务价值差异较大,表现为鲁东、鲁南地区高,鲁中和鲁西北地区低的空间分布格局,生态增值区范围较小,生态减值区广泛分布且面积增大。(3)山东省生态系统服务价值缺乏弹性,所采用的生态价值系数是可靠的。[结论]今后应着力优化土地利用结构和布局,通过规划等措施综合调控土地利用变化,从而促进山东省生态环境的稳定发展。     

额尔齐斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值损益时空演变的影响

[目的] 评估土地利用变化与生态系统服务价值损益之间的关联效应,为制定适宜的土地干预政策提供科学依据。[方法] 基于5期额尔齐斯河流域土地利用数据以及CLUE-S模型,量化土地利用变化下流域生态系统服务价值损益时空演变规律。[结果] ①2000—2018年额尔齐斯河流域草地和林地持续地转化为其他土地,耕地面积大幅度增长;到2030年,流域耕地面积的比例将上升4.92%(1 502.48 km²上升到4 070 km²),而林地呈现快速下降趋势,所占比例将下降7.18%(由7 547.26 km²减少到5 424.36 km²)。②额尔齐斯河流域生态系统服务价值由2000年的518.16亿元增长到2018年的1 832.44亿元,到2030年,生态系统服务价值处于波动下降趋势(2030年为1 777.86亿元); ③林地和草地被耕地所占用,导致额尔齐斯河流域生态系统服务价值损失预计达到108.80亿元,依次为：草地转换损失(34.39亿元)>林地转换损失(28.49亿元)>水域转换损失(18.31亿元)。④额尔齐斯河流域生态系统服务价值损益空间分布呈现“北高南低”的发展格局,价值损益在全局和局部上均呈现显著的正向空间自相关。[结论] 人为因素导致大量生态用地被占用,生态系统服务价值下降且损益空间异质性显著,需要进一步采取有效的生态保护与补偿政策推动农牧户生计转型,减小对自然环境的依赖性。     

“十二五”期间重庆市土地利用变化及生态效应

[目的]揭示"十二五"期间重庆市土地利用及生态效应变化规律,为该市用地结构调整和生态可持续发展提供理论支持。[方法]基于重庆市2011—2015年5期TM遥感影像,采用土地利用动态度、土地利用程度指数、生态系统服务价值评价法、敏感性分析等方法开展研究。[结果]"十二五"期间,重庆市耕地、林地、草地、水域湿地、建设用地和未利用地年变化率分别为-0.37%,-0.01%,-1.98%,0.67%,6.77%,-2.54%;土地利用程度综合指数由248.89提高至250.11;生态系统服务价值共减少了2.73亿元。[结论]"十二五"期间,重庆市各土地利用类型动态变化存在差异性,呈现出耕地、林地、草地、未利用地面积减少,水域湿地和建设用地面积增加的趋势,土地利用在这阶段总体处于发展期;生态系统服务总价值整体减少,生态环境轻微朝着不健康的方向发展。     

西北干旱区不同土地利用情景下的碳储量及碳源/汇变化模拟与预估

[目的] 研究中国西北干旱区2000—2020年以及未来2100年不同发展情景下的土地利用变化,分析土地利用变化引起的碳储量、碳源/汇变化,以期为区域土地优化管理及碳汇增加和环境保护提供参考。[方法] 基于2000—2020年土地利用数据,采用FLUS模型模拟未来2100年土地利用情景;采用修正后的碳密度、土地利用数据,运用InVEST模型carbon子模块估算并分析2000—2020年及未来2100年不同土地利用情景下的区域生态系统碳储量、碳源/汇及变化。[结果] ①2000—2020年西北干旱区耕地、草地和建设用地面积持续增加,林地、水域和未利用地面积减少,21 a间全区域碳储量增长了1.60×10⁸ t,其中植被碳储总量增加2.89×10⁵ t,土壤碳储总量增加1.60×10⁸ t。②与2020年相比,2100年自然发展情景、耕地保护情景和生态保护情景下碳储量分别增加了6.37×10⁸,7.78×10⁸,8.49×10⁸ t,耕地、生态保护情景下碳储能力有明显的提升,是增加区域碳汇的重要途径。③西北干旱区碳储量值空间分布存在明显异质性,碳储量高值区（9 800～14 568 t）主要集中连片分布于山林区,而广大沙漠、戈壁区碳储量值较低（1 600～5 800 t）,这与区域土地利用类型的分布密切相关。④2000—2100年碳源/汇区呈嵌套、交错分布,碳源区主要分布于天山北坡、塔里木盆地绿洲边缘及昆仑山西部,碳汇区与碳储量中、高值区分布基本一致,集中在林地、草地广布的山区。[结论] 西北干旱区2000—2020年碳储量呈持续上升趋势,未来3种情景下碳储量也均有明显增加,特别是生态保护情景下碳储能力显著提升,有利于生态环境持续良性发展。     

吉林省自然保护区土地利用/覆被变化及生态系统服务价值动态

运用3S技术,对吉林省境内的14个国家级自然保护区2000年和2010年的遥感影像进行了处理,分析了该地区2000-2010年期间土地利用/覆盖变化特征和生态系统服务价值的动态。结果表明,2000-2010年期间,研究区建设用地、草地和农田的面积有所增加,林地、湿地、水域和未利用地的面积均有所减少;该区域综合土地利用变化动态度为0.15%,空间动态度为0.43%;林地变化最缓慢,变化幅度低于区域平均变化水平。自然保护区生态系统服务价值降低9.95×10⁸ 元/a,降低率为1.73%。林地、湿地、水域和未利用地价值量有所降低,分别减少0.31%,6.78%,5.15%和8.96%,草地、农田价值量有所增加,分别增加了15.67%和5.13%。自然保护区的多种地类和多项生态系统服务价值均有下降趋势。     

土地利用变化对乌江源区生态系统服务价值的影响

基于2000年和2015年乌江源区土地利用数据,利用CLUE-S模型,预测了2030年乌江源区土地利用数据。并利用生态系统服务价值系数法,分析了2000—2030年乌江源区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:2000—2015年和2015—2030年,乌江源区生态系统服务总价值均呈增加趋势。耕地面积减少导致耕地生态系统服务价值和食物生产服务价值下降,林地面积大幅增加使得大部分生态系统服务功能价值增加。生态系统服务价值变化空间破碎化严重与土地利用变化空间破碎有关。生态修复工程驱动下大量耕地转为林地是乌江源区生态系统服务价值增加的主要因素。     

全球变化背景下新疆和田地区近半个世纪极端气温变化特征分析

对新疆和田地区1960—2013年的极端气温进行研究,以期为该区短期气候预测、生态环境安全以及灾害控制提供科学依据。通过累计距平法、滑动平均、一元线性回归趋势法、Mann-Kendall突变检验法及Morlet小波分析法,对该地区极端气温变化特征进行了分析,以探讨该地区气温变化的事实。结果表明:近54年来和田地区极端低温、极端高温分别以0.48℃/10a(p0.01)和0.19℃/10a(p0.01)的速率呈明显的上升趋势。极端低温自60年代以来呈现波动上升趋势;极端高温变化幅度较大,自60年代前期下降后波动上升,70年代后期至80年代初下降,之后波动上升,90年代末以来先下降后波动上升。极端低温、高温四季呈明显的上升趋势,均为秋季变化幅度最大,对年变化的贡献最大。年均极端高温在1997年发生突变,年均极端低温突变现象不明显。该区极端气温上升明显,向暖湿化方向发展。     

Changes in attitudes toward wolves in Croatia

Against a background of an evolving wolf policy process we carried out personal structured interviews with residents of three regions within Croatian wolf range in 1999 (n = 1209) and repeated the study, using the same methodology in 2003 (n = 1172). We documented a change in public support for wolf conservation and support for control of wolves. The change was a result of a real change in attitudes and not of a change in the age structure of the sampled population. The changes were documented in the two southern regions, Lika and Dalmatia, with attitudes shifting towards a more neutral viewpoint, as there was a decrease in support for wolf conservation and a decrease in support to control wolves. It seems that different birth cohorts react differently to conservation activities. In 1999, the younger cohort groups may have been influenced more by the legal protection campaign. The older cohorts reacted more sympathetically to livestock concerns and thus held stronger negative attitudes toward wolves. Using human dimensions research as an evaluative tool can help large carnivore managers be more adaptive and thus effective in their management solutions.     

美国农业工程教育课程的设置及实施

从农业工程教育课程的变化,论述了美国农业工程教育的现状、特点,以及为适应现代化农业,人材市场以及自身发展而进行的课程更新。对未来课程变化作出了粗略估计。     

洞庭湖区湿地景观变化分析

洞庭湖湿地是我国最重要湿地系统之一,具有多方面功能和价值,主要由河流、湖泊、水田、沼泽、滩地、库塘等几种类型组成。本文利用1980年、1990年、2000年3个时段的Landsat MSS和TM影像及GIS技术对洞庭湖区湿地景观变化进行研究。结果表明,洞庭湖区湿地总面积呈减少趋势,人工湿地面积有所增加,自然湿地面积减少,其中湖泊面积减少最多。这是人类和自然共同作用的结果,其中人类对湿地的改造是导致变化的主要原因,但洞庭湖的泥沙淤积是湖泊面积减少的根本原因。湿地景观的改变导致该区生态环境质量下降,生态功能退化。     

不同年限温室土壤磷素变化分析

温室大量施肥引起土壤磷素水平极高,为明确温室土壤磷素变化特点,以露地土壤为CK,选择种植模式相近、种植年限不同的温室土壤,通过相关分析和通径分析,阐明各形态磷素变化特点及其与有效磷的关系。结果表明:土壤各形态磷素均随种植年限的延长而增加,以Ca_8-P和Ca_(10)-P的含量最高。各年限温室土壤Ca_2-P、Ca_8-P和Al-P均显著高于露地CK,第10年和第14年无显著差异;温室土壤Ca_(10)-P和O-P只在第14年时与CK有显著差异。同年限温室间的极差随年限延长而逐渐加大。温室土壤有效磷、全磷和无机磷总量均显著高于CK,有效磷第10年最高达420.00 mg kg~(-1),无机磷占全磷的百分比保持相对稳定。相关分析和通径分析表明,Ca_2-P和Ca_8-P对土壤有效磷的直接影响和综合影响均呈正相关,而A1-P和Fe-P对有效磷综合影响呈正相关,但直接影响为负相关,这可能与温室土壤p H降低使Fe和Al大量溶解而和磷发生沉淀反应有关。     

Evaluation of Changes in CEC During Composting

Changes in cation exchange capacity (CEC) during composting were evaluated with respect to compost amending, and compost processing. CEC_dm (CEC on dry matter basis), CEC_om (CEC on organic matter basis), and CEC_C (CEC on carbon basis) are parameters used for describing properties of composts. In this study effective cation exchange capacity (ECEC) was determined during drum composting; sampling from the infeed (FM) and the outfeed (DC0), and during curing in experimental heaps; sampling when the compost was turned first time (DC1), second time (DC2), and third time (DC3). The ECEC_dm was 18.1 (cmol+/kg) in FM, 35.5 in DC0 and 70.5 in DC3; this rise in ECEC_dm being beneficial from compost amendment standpoint. The ECEC_om was 20.6 (cmol+/kg) in FM, 41.5 in DCO and 89.8 in DC3, whereas ECEC_C was 39.3 (cmol+/kg) in FM, 77.2 in DCO and 183.1 in DC3. When ECEC was expressed on carbon mole basis (ECEC_molC), it was c. 0.5 (cmol+/Cmol) in FM, c. 0.9 in DC0 and c. 2.2 in DC3. These changes in ECEC_om, ECEC_C and ECEC_molC are valuable from the compost quality standpoint. Because the basis of CECdm, as well as, of CEC_om and CEC_C, is affected by composting, they can not be used in determining the effects of composting on the actual number of CEC sites. The amount of ash is not affected by composting, and thus ash basis can be used for determining the effects of composting on the actual number of cation sites. It was shown in this study, that during composting of manure the actual number of effective cation exchange sites increased from DC1 to DC3 by 34 percent, whereas at the same time ECEC_dm, ECEC_om and ECEC_C increased by 99 percent, 116 percent, and 137 percent, respectively. Based on CEC data reported in this paper and in compost literature, it was concluded, that changes in the number of CEC sites due to composting is overemphasized, when unanchored CEC_dm, CEC_om or CEC_C is used.     

Physicochemical Changes in Nontraditional Pasta During Cooking

Physicochemical changes in the components of nontraditional spaghetti during cooking were reflected in the quality of the cooked product. Spaghetti formulations used were semolina (100%), whole wheat flour (100%), semolina/whole wheat flour (49:51), semolina/flaxseed flour (90:10), whole wheat flour/flaxseed flour (90:10), and semolina/whole wheat flour/flaxseed flour (39:51:10). Spaghetti quality was determined as cooking loss, cooked weight, and cooked firmness. Physicochemical analyses included total starch, starch damage, pasting properties, and protein quality and quantity of the flour mixes and spaghetti cooked for 0, 2, 4, 10, and 18 min. As cooking time progressed, total starch content decreased up to 5.7% units, starch damage increased up to 11.7% units, and both pasting parameters and protein solubility decreased significantly in all six formulations. Changes in the starch damage level, total starch content, and pasting properties of spaghetti correlated significantly (P < 0.05) with the cooking loss, cooked weight, and cooked firmness values recorded for the spaghetti. High levels of glutenin polymers and low levels of the albumin and globulin fractions were associated with low cooking losses and cooked weight and with high cooked firmness, indicating the involvement of these proteins in the cooked quality of nontraditional spaghetti.     

Linking Land Cover Changes in the Sub‐Alpine and Montane Belts to Changes in a Torrential River

Channel changes are the consequence of changes in sediment yield from the slopes and in the connectivity between slopes and channels because of distinct land use and climate impacts. In this study, we investigated the characteristics and evolution of a short reach in the headwater of the Ijuez River, central–southern Pyrenees. Assessment of a series of sedimentary and geomorphic structures confirmed major changes to the valley bottom, mainly related to changes in the intensity of human activity. The oldest sedimentary structure is a terrace level located 3 to 4 m above the current alluvial plain. General deforestation, overgrazing and recurring fires in the montane belt (1100–1600 m a.s.l.) have led to increased soil erosion and connectivity, and to the triggering of debris flows that have been deposited on the fluvial terrace. Woody fragments from within the debris flows were dated using accelerator mass spectrometry ¹⁴C radiocarbon techniques (AMS), yielding ages between 100 and 115 cal years bp , which coincides with the period of maximum deforestation and human density in the Pyrenees. Depopulation and farmland abandonment since the beginning of the 20th century has resulted in generalized natural and artificial reforestation, a shrinkage of the eroded areas and a decline in connectivity between slopes and the channel. The most important consequence has been channel incision and narrowing, and the development of a sediment armour layer. Active sediment transport is continuing, although there has been a decrease in sediment yield from the slopes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

乌兰布和沙区人工绿洲小气候的变化

以2个地面气象站观测数据为基础。分析了1988～1999年12年间荒漠区(即未开发区)与绿洲区(开发区)的气象要素变化。指出人工绿洲对灾害性天气具有抑制作用。结果表明：12年的林网建设与荒漠旷野相比，平均多年降水量增加28．9mm；年大风日数、年干热风发生日数分别减少65．6％、69．4％；年平均气温、年蒸发量、年最大风速分别降低0．4℃，28．3％、6．2m／s；防风效能达到47％。