基于生态系统格局变化的东西部结合区生态服务价值评价——以珠江—西江经济带为例

[目的]以珠江—西江经济带为例,分析典型东西部结合区生态系统格局变化特征以及对其生态系统服务价值进行评价,为积极构建区域生态安全格局和开展生态补偿研究提供科学依据。[方法]基于珠江—西江经济带2000—2015年生态系统类型数据,采用生态系统类型年均变化率、生态系统类型转移矩阵研究其生态系统格局变化特点;参考生态系统服务价值估算方法,对研究区近15 a来的生态服务价值进行评价与分析。[结果]①2000—2015年珠江—西江经济带以森林和农田生态系统为主,生态系统空间分布格局较稳定,变化的部分主要体现在东部人工表面生态系统的扩张上。②近15 a间农田和草地生态系统面积下降最多,湿地下降较少,其余生态系统类型面积均有不同程度地增加。生态系统类型转换主要发生在森林、农田和人工表面生态系统三者之间。③2000—2015年珠江—西江经济带生态服务价值减少了14.55亿元,其中草地生态系统服务价值下降最多,森林生态系统服务价值增加最多。④珠江—西江经济带各县区生态服务价值空间分布格局稳定,但东部地区单位面积生态服务价值有持续下降的趋势。[结论] 2000—2015年珠江—西江经济带东部生态系统格局变化对其生态服务价值下降产生了较大影响。今后在生态建设方面需重点合理控制东部人工表面生态系统面积的扩张速度,预防其生态服务价值持续下降。     

快速城市化背景下生态系统服务价值时空演变——以南京市为例

[目的] 分析南京市土地生态服务价值的驱动力影响,为科学地开展生态系统服务价值研究、生态保护与建设、城乡空间布局优化以及土地可持续发展提供重要依据。[方法] 基于江苏省南京市1990—2018年的土地利用数据,估算了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了南京市生态系统服务价值的时空动态及其对土地利用变化和景观格局变化的响应。[结果] 1990—2018年,南京市建设用地面积变化最大,耕地次之,草地、林地和水域的变化较小,其中建设用地面积增加了105.67%,耕地面积减少了19.93%;南京市斑块密度由0.589 0下降至0.512 5,表明总体景观破碎度指数在持续降低;南京市总的生态系统服务价值总体呈下降的趋势,降低了8.13%,其中水域的生态系统服务价值的变化对总的生态系统服务价值影响最为显著。[结论] 随着南京市社会经济发展,人口对于生态系统服务价值时空变化的影响高于经济因素,人口因素日益成为影响南京市生态系统服务价值的主要驱动因素。     

基于GEE的昆明市生态系统服务价值与生态风险变化

[目的] 研究区域生态系统服务价值和生态风险变化及影响,为土地资源合理利用及国土空间生态修复提供决策支持。[方法] 以Landsat遥感影像为数据源,使用GEE(Google Earth Engine)平台随机森林分类方法对云南省昆明市1990-2020年的土地利用变化信息进行提取,基于解译结果进行空间动态变化分析,采用当量因子法估算生态系统服务价值,运用生态风险模型揭示生态风险变化趋势,并借助双变量空间自相关模型计算二者的相关性。[结果] ①1990-2020年,昆明市土地利用类型中林地和草地占地面积最大,建设用地面积明显增加,耕地、草地和林地面积减少。②昆明市生态系统服务价值总体呈逐年上升趋势,共上升3.08×10⁸元,生态保护政策的有效实施对生态系统服务价值的提升有积极作用;研究期间生态风险以中、低风险为主,占总面积的79 %,生态风险总体均值下降了0.12,城市经济发展与环境保护向良性态势发展。③生态风险对生态系统服务价值变化具有一定的影响。随着时间的推移,高价值-高风险区面积逐渐减少,低价值-低风险区面积逐渐增加,无明显极值。[结论] 将区域生态系统服务价值和生态风险结合,能够较好地刻画昆明市人类活动所引起的生态环境状况的改变,为环境保护和高质量的可持续发展提供决策管理参考,有效防范生态风险,使昆明市经济发展与环境保护向良性态势发展。     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以安徽省淮南市为例

[目的]以安徽省淮南市为例,探讨资源型城市土地利用变化对生态系统服务价值的影响,为该市生态、经济、生态环境保护以及今后进行城市开发建设和农业发展提供科学参考。[方法]基于土地利用变化和生态系统服务价值评估的相关理论和方法,运用GIS软件,分析淮南市2000和2010年土地利用变化,并计算淮南市生态系统服务价值,研究土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果]2000—2010年淮南市土地利用变化较大,主要土地类型以耕地、居民地及工矿用地和水域为主。土地利用结构发生变化,出现耕地、林地减少,水域、居民地及工矿用地、草地增加的现象。研究区生态系统服务价值总量呈减少的趋势,从2000年的11.72亿元减少到2010年的11.33亿元,减幅达3.33%。单位面积生态系统服务价值的分布变化也与研究区土地利用变化紧密相关,居民地及工矿用地的增加是造成生态系统服务价值减少的最主要原因。生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。[结论]淮南市应高度重视土地利用变化对生态系统服务价值的影响,优化调整土地利用结构,注重增加生态用地,稳步提升区域生态系统服务价值。     

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。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用及其生态效应评估

[目的]分析南四湖流域土地利用变化的生态效应并探讨其动态演变特征,为流域土地资源的合理开发利用和生态系统的保护提供参考。[方法]基于南四湖流域2000至2015年土地利用数据,利用生态系统服务价值核算模型及CLUE-S模型对南四湖流域的生态服务价值及其动态演变特征进行计算和分析。[结果]2000—2015年南四湖流域耕地、草地和未利用地面积减少,林地、水域/湿地和城乡建设用地面积增加,南四湖流域整体生态系统服务价值增加了9.10亿元,但粮食生产、气体调节和保持土壤等生态功能分别下降了0.85%,0.85%和1.29%,生态问题依旧存在,生态系统服务价值分布不均匀,生态减值区的分布范围大于生态增值区。2030年流域内生态系统服务价值略微增加,而粮食生产、气体调节和保持土壤等单项生态系统服务功能继续下降,生态价值极低区以城市为中心向四周扩张,生态增值区范围缩小。[结论]虽然研究区内生态系统服务价值呈上升趋势,但生态价值分布不平衡,生态服务功能有升有降,因此有必要制定相应的措施,来控制土地利用类型的转换,平衡流域内的生态环境。     

基于土地利用变化的安徽省生态服务价值研究

[目的]揭示安徽省生态系统服务价值变化规律,为区域可持续发展提供依据。[方法]以安徽省3期的土地利用数据为基础,根据研究区不同土地利用类型的单位面积生态服务价值和各土地利用类型面积分别分析了研究区内2000—2010年不同时段的生态系统服务价值、不同土地利用类型生态服务价值变化的贡献率以及不同年份各单项功能生态服务价值。[结果]研究区林地和耕地是主要的土地利用类型,其次是建设用地和未利用土地;2000,2005,2010年生态服务总价值量分别为:532.31,537.59和531.35亿元;土地利用类型的贡献度从大到小依次为:林地耕地水域草地未利用地建设用地;林地和建设用地是生态系统服务价值变化贡献率最大的土地利用类型;9个单项生态服务价值从大到小依次为:维持生物多样性保持土壤气候调节气体调节原材料生产提供美学景观食物生产废物处理水文调节。[结论]研究区内的生态服务价值呈现相对稳定态势,其中林地对生态服务总价值的贡献最大,建设用地是生态服务总价值增长的主要牵制力。     

呼伦贝尔沙地2000-2020年土地利用变化及生态服务价值

[目的] 研究呼伦贝尔沙地土地利用动态以及生态系统服务功能演变情况,为该区优化土地利用结构以及改善生态服务功能提供理论支撑。[方法] 以呼伦贝尔沙地2000,2005,2010,2015和2020年5期遥感影像为数据源,在ENVI 5.3和ArcGIS 10.2的支持下,运用土地动态度空间分析模型、变化强度分析土地利用变化特征,采用中国沙地生态服务价值表的计算方法对呼伦贝尔沙地土地利用数据进行分析,计算呼伦贝尔沙地的生态服务价值以及敏感性指数。[结果] ①研究区沙漠化呈逆转趋势,各沙漠化土地面积均减少,极重度沙漠化土地面积共减少627.3 km²,林草地面积不断增加,生态环境得到了有效的改善;从土地利用类型变化来看,主要以沙漠化逐级转移为主,其他转换类型的转化比重相对较小;②从变化速率来看,林草地的变化幅度最大,以年变化率9.3%的速度增加;从变化强度的绝对值来看,轻度沙漠化的变化强度最大,20 a间面积减少70%;③呼伦贝尔沙地的生态服务价值总体呈现增长趋势,其中林草地生态服务价值最高,极重度沙漠化的生态服务价值最低;生态服务价值的敏感性指数均<1,说明沙地的生态服务价值相对较稳定。[结论] 研究区应扩大林草地面积,合理治理沙漠区域,提升区域生态系统服务价值。     

江苏省沿海地区土地利用变化及其生态效应

[目的]分析江苏沿海地区的土地利用类型和空间变化,探讨江苏沿海地区土地利用变化产生的生态效应,为土地利用规划提供理论支持。[方法]以江苏沿海地区1990,2000和2010年3期土地利用类型数据为基础,借助GIS技术和Costanza等的生态服务价值计算模型,求取土地利用动态度、综合程度指数、质心变化和生态服务价值量等,并进行剖析。[结果]1990—2010年,研究区内耕地、林地和草地的面积减少,水域、城乡建设用地和未利用地的面积增加。城乡建设用地的扩张占用了耕地,对耕地的补充主要是草地,草地、未利用地和城乡建设用地在空间位置上变化较大。耕地、林地和草地面积的减少使得研究区生态服务价值降低,而水域的面积的增加带来的生态效益弥补了因上述用地类型面积减少造成的损失。[结论]1990—2010年研究区生态服务价值增加了24.34亿元,但从空间上来看,生态增值区分布范围小,主要集中在盐城的东部沿海,而生态减值区分布范围较广且有扩大的趋势,有待通过规划等措施强化土地利用变化的综合调控。     

2000—2020年华北平原耕地综合价值及其时空变化

[目的] 测算华北平原耕地的综合价值,分析价值差异和变化趋势,为中国耕地保护提供科学依据,促进形成耕地“多位一体”的保护新格局。[方法] 基于耕地的现实功能与人为耕作的影响,将耕地的价值分为正向价值(经济价值、社会价值、生态价值)和负向价值(农药、化肥),利用收益还原法、价值替代法和当量因子法对华北平原2000,2010,2020年耕地的综合价值进行核算。[结果] 2000,2010,2020年华北平原耕地价值分别为5.01×10¹²,8.45×10¹²,6.43×10¹²元;耕地的经济价值比例呈下降趋势,且正向价值在研究时段均大于负向价值。此外,各省间耕地价值分布不均衡,受耕地面积、耕作方式和农产品价格影响较大;其中,山东省耕地价值一直较为突出,河南省变化幅度较大;各省单位面积耕地的负向价值均呈上升趋势。[结论] 2000,2010,2020年,华北平原的正向价值中,经济价值比例呈下降趋势,耕地的社会价值和生态价值的重要性逐渐凸显。各省单位耕地负向价值的区域差异较大,且负向价值均呈上升趋势,河南省最为明显,农膜、化肥等对耕地的负向影响一直没有得到有效治理,且呈逐年加重的趋势。     

不同坡度黄土微地形条件下SCS-CN模型参数研究

基于自然降雨数据研究径流曲线数（SCS-CN）模型参数难以排除坡度的干扰,从而影响模型计算径流量的精度。为了准确探究黄土微地形条件下不同坡度（5°,15°,25°）对模型的初损率（λ）和径流曲线系数（CN）的影响及其变化规律,从而为后续SCS-CN模型参数研究提供科学依据和优化径流预测模型。通过开展人工降雨试验（90 mm/h雨强、人工掏挖耕作）,探究黄土微地形不同坡度下SCS-CN模型的λ值和CN值。结果表明5°坡度下,λ=0.2,CN=75.58时模拟效果最佳;15°坡度下,λ=0.15,CN=77.28时模拟效果最佳;25°坡度下,λ=0.1,CN=72.91时模型的模拟效果最佳。λ=0.2这一标准参数值不能满足不同坡度条件下的径流模拟,且随着坡度增加呈现显著的递减趋势。     

~(60)Co-γ辐照对红烧鸡块货架期及其感官品质的影响

为探讨辐照保鲜技术应用于红烧鸡块的最适条件,利用60Co-γ射线对红烧鸡块进行辐照灭菌,分析辐照剂量与红烧鸡块感官品质、微生物生长、过氧化值、酸价、TVB-N值及货架期之间的关系。结果表明,使用辐照剂量为8k Gy的60Co-γ射线对红烧鸡块进行处理,在贮藏120d后,红烧鸡块中的微生物数量可以得到有效控制,过氧化值、酸价、TVB-N值均在合理标准内,最大限度地保持产品新鲜度和感官品质,有效延长了产品的货架期。本研究为我国传统地方菜系的工业化生产提供了技术支持。     

黄土丘陵沟壑脆弱生态区耕地资源价值动态变化研究--以上黄试区为例

深化对耕地资源价值的认识,有助于实现耕地资源价值重建和耕地保护。本文以黄土丘陵沟壑区为研究对象,以宁夏回族自治区固原市原州区上黄试区为例,分析了耕地资源的价值体系,提出耕地资源经济产出价值、社会保障功能价值以及生态服务功能价值的估算方法,并对上黄试区1982年、2000年和2010年耕地资源价值进行了测算。结果表明:治理前(1982年),上黄试区耕地资源的价值较低,仅为4.37万元·hm-2 ,治理期(1982—2000年)和退耕期间(2001—2010年),上黄试区耕地资源价值有较快增长,两时期末的2000年和2010年分别达到24.13万元·hm-2 和56.47万元·hm-2 。其中耕地资源的经济产出价值增长最快,1982年仅为0.87万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到10.96万元·hm-2 和21.86万元·hm-2 ,耕地资源经济产出价值占耕地资源价值比重也由1982年的19.91%提升到2000年和2010年的45.41%和38.71%;其次是耕地资源社会保障价值,1982年耕地资源社会保障价值为2.11万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到8.37万元·hm-2 和25.00万元·hm-2 ;整个研究期间,耕地资源生态服务功能价值不断提升,1982年为1.39万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到4.81万元·hm-2 和9.62万元·hm-2 。不同时期耕地资源价值变化的影响因素不同,上黄试区综合生态经济治理期间(1982―2000年),科技因素对耕地资源价值提升起主导作用;而退耕期间(2001―2010年),政策因素对耕地资源价值提升起主导作用。为促进上黄试区耕地资源价值进一步提升,需要进一步对现有部分坡耕地实施退耕,提高耕地质量和集约化水平,实施农业节水工程建设等措施,提高耕地资源化配置水平。     

条件极值的充分条件和必要条件

在国内已出版发行的高等数学各类论著、教材中，对条件极值问题只给出必要条件而未见讨论充分条件。本文对这一问题进行了一般性的讨论。     

重庆市农田生态服务价值时空变化特征及其驱动因素分析

农田对保障区域物质供给、生态系统服务供给有着不可替代的作用,为探究区域农田生态服务价值的时空变化和驱动因素,本文基于重庆市2007—2016年统计年鉴及相关年份区县年鉴数据信息,构建农田生态服务价值指标体系,引入物价指数,通过列表清单法对重庆市农田生态服务价值进行评估,利用STIRPAT模型分析各区县间人均农田生态服务价值差异的社会驱动因素。研究表明:(1)2007年、2012年和2016年重庆市农田生态服务价值分别为898.06亿元、938.97亿元和1 038.45亿元,呈明显上升趋势,增幅为15.63%;年均农田正向服务价值(1 024.49亿元)远高于其负向价值(59.02亿元)。(2)就农田生态服务价值空间变化而言,渝西片区的总量和人均变化幅度最大,为30.32%和16.80%,其中农业较为发达的永川区、江津区农田负向价值相对突出;人均年农田生态服务价值排序为:渝东南片区(5 855元·人-1)渝东北片区(4 027元·人-1)渝西片区(3 846元·人-1)主城片区(840元·人-1)。(3)农业人口、城市化率、万元GDP能耗是重庆市各区县人均农田生态服务价值空间差异的社会驱动因素,主城片区的发展对其农田生态系统造成较大的压力,该区域应合理调整产业结构,以提升农田生态服务价值。研究结果为重庆市农田生态环境保护、恢复以及耕地补偿等提供科学依据。     

场地土壤环境承载力估算及其在土壤污染修复目标值确定中的应用

土壤环境承载力研究是“土十条”中加强土壤污染防治研究的重要内容,在场地土壤污染修复目标值确定方法中耦合土壤环境承载力的估算模型能够极大地提升修复目标值制定的科学性。以江苏省某市废弃化工场地为研究对象,针对场地土壤中的三种主要污染物汞、六氯苯和氯苯,通过场地土壤布点采样分析,进行了污染物浓度空间分布特征分析和健康风险评价,并基于土壤环境承载力计算公式进行了三类目标污染物的土壤环境承载力和修复目标值的估算。研究结果表明,目标场地土壤中汞和六氯苯浓度超过筛选值的样点占到总样点的50%以上,而氯苯浓度超过筛选值的样点占到了总样点的17%,其空间分布主要受生产过程中的污染源的分布及生产工艺影响;土壤汞和氯苯存在较为严重的非致癌风险,而六氯苯存在严重的致癌风险;以风险筛选值作为环境质量标准的一般情景下的三种污染物的土壤环境承载力均有样点出现了小于0,即超过承载力的现象;以风险管控值为环境质量标准的乐观情景下,该三种污染物的环境承载力均大于0,即该区域还具备继续吸纳污染物的能力;基于土壤环境承载力估算模型的修复目标值较对应的风险筛选值和管控值均高出1.8倍~1.9倍,这是由于在承载力估算模型中对风险产生过程以及土壤对污染物吸附固定过程进行了系数校正的原因。以上研究结果为污染物的土壤环境承载力研究的发展及应用提供了思路和技术方法。     

复杂景观区土壤有机质预测模型的尺度效应

为研究复杂景观区土壤有机质预测模型的尺度效应,探讨不同空间尺度数据综合利用的问题,本文运用回归Kriging方法对河南省登封市土壤有机质进行预测,分析了不同空间尺度数据在建模过程中的作用和影响.结果表明:土壤有机质关于高程因子的趋势属于宏观趋势,以大尺度数据拟合该趋势值效果最优;小尺度数据不适合用于拟合土壤有机质的趋势值,但揭示了小尺度残差值的空间变异细节,增强了大尺度残差值的空间结构性,能够有效提高土壤有机质预测精度.因此,景观复杂区土壤有机质预测中,应基于大尺度数据模拟趋势值,大尺度数据和小尺度数据相结合拟合残差值的空间变异函数以预测残差值,最后趋势值加上残差值得到土壤有机质预测值.     

现代化温室环境参数的模糊控制

该文在分析了传统控制算法不足的基础上,提出了将模糊控制算法应用于现代化温室环境参数的检测和控制。首先确定输入输出变量的模糊语言值及隶属度值,然后给出了实现该模拟算法的硬件和软件设计。通过模拟的模糊运算,得出总控制表,采用软件查询的方法进行控制。实验表明,模糊控制技术应用于现代温室环境参数的检测和控制具有优良的性能     

江苏省农地非农化过程中农地社会生态价值损失及区域差异研究

由于残缺的资源价值体系以及由此造成的农地资源价格扭曲,造成人们决策过程没有或极少考虑具有社会生态价值的农地资源在非农化过程中的隐性消耗。以江苏省为例,深入分析了农地非农化过程中农地社会生态价值的损失及其空间格局。研究表明,2000—2007年期间,江苏省因农地非农化导致的农地资源社会生态总价值的损失达到9.93×106万元。从单位农地社会生态价值来看,该价值较大的地区大部分集中在长江以北的江苏北部,而长江以南的苏南大多数地区的农地非市场价值较小。