双台子河口“红海滩”退化初探

采用海水监测、翅碱蓬野外调查和盆栽试验方法,研究了双台子河口“红海滩”翅碱蓬群落退化原因,特别是翅碱蓬退化死亡与土壤盐分的关系。结果表明:翅碱蓬生长适宜的土壤盐分含量在10g kg-1~16g kg-1之间,初步认为由于滩涂土壤盐分升高产生盐害是引起双台子河口“红海滩”翅碱蓬群落退化死亡的主要原因。     

基于生态系统服务价值和生态安全格局的土地利用格局模拟

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用格局快速转变,威胁土地生态安全。针对性核算区域生态系统服务价值,探寻生态安全格局进而优化土地利用格局可为土地利用规划与整治提供决策支持,是保障区域生态安全的必然选择。该文以河北省黄骅市为研究区,利用遥感、气象数据和外业调查数据,采用植被净第一生产力核算生态系统服务价值,借助该价值构建生态安全格局,以生态安全格局为影响因素利用元胞自动机和马尔科夫模型进行不同情境土地利用格局模拟。结果表明:2011年单位面积生态系统服务价值湿地最大,为14.95元/(m2·a),建设用地最小,为2.44元/(m2·a);养分循环功能贡献率最大,为26.89%,净化环境功能贡献率最小,为0.22%;研究区分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区,生态核心保护区面积最小,为168.58 km2,生态缓冲区面积最大,为1 400.33 km2;无生态保护情景与生态安全格局保护情景相比较,生态系统服务价值由94.11亿元上升到95.70亿元,生态核心保护区在生态安全格局保护情景下得到完全保护,新增建设用地为0。该研究方法和结果可为区域土地利用总体规划、城市规划和生态环境保护提供技术支撑和决策参考。     

河南黄河湿地国家级自然保护区人类干扰对生境质量的影响及空间优化策略

[目的] 探究自然保护区内人类活动强度对生境质量的影响,为提升自然保护区生境质量和空间优化提供依据。[方法] 基于2021年土地利用数据和其他空间数据,利用InVEST模型、人类影响指数模型和双变量空间自相关模型等方法,分析河南黄河湿地国家级自然保护区(以下简称黄河保护区)内出现的主要用地冲突问题,生境质量与人类活动影响的空间分布特征及其空间上的相关性。[结果] ①研究区主要用地冲突类型为农村建设用地、农田和鱼塘,共占总面积的28.85%。②人类影响指数中等以上面积占总面积的37.97%,人类影响指数呈现“东西两侧高,中间区域低”的空间分布特征。③生境质量指数均值0.65,中级生境质量以下面积比例达52.46%,总体呈中级以下水平。④人类影响指数与生境质量之间呈现空间负相关(Moran’s I为-0.519)。[结论] 今后整合优化过程中黄河保护区需清退农田与鱼塘,将东部平原区河道湿地作为保护重点,优化保护范围,结合人类活动特点制定管控和优化策略,提升生境质量。     

基于模糊伽马模型的河南省生态空间辨识与格局优化

生态空间的辨识与格局优化是保障区域内土地生态安全的有效途径。为明晰研究区内生态空间整体格局,清查研究区整体资源清单,了解土地自然生态系统现状,通过综合生态系统服务重要性评价模型和生态系统敏感性评价模型,以河南省为研究区域,依托ArcGIS 10.5平台,根据研究区生态本底状况选择评价指标,基于模糊逻辑理论利用模糊伽马模型辨识生态空间,并提出了生态空间优化格局方案。研究表明:研究区域生态空间分为生态保护空间、限制约束空间、控制缓冲空间、优化开发空间4种类型,生态保护空间面积为13 668.73 km~2,占研究区总面积的8.3%,限制约束空间面积为19 161.78 km~2,占研究区总面积的11.63%,控制缓冲空间面积9 434.67 km~2,占研究区总面积的5.72%,优化开发空间面积为122 480.73 km~2,占研究区总面积的74.34%。根据生态空间辨识结果提出研究区生态空间格局优化方案,将研究区域划定为"三区、两带、3块",分别为太行山生态红线保护区、大别山生态红线保护区、伏牛山生态红线保护区;沿黄河生态保护带、沿淮河生态保护带;豫东平原生态保护块、豫西丘陵生态保护块和豫北丘陵生态保护块。     

辽河口翅碱蓬湿地退化区土壤理化性质及生态阈值分析

为了研究不同退化程度下辽河口翅碱蓬湿地土壤理化性质的变化趋势及特征,找到翅碱蓬生长最适土壤环境指标的生态阈值,为辽河口区翅碱蓬湿地土壤生境保护和植被恢复提供参考,本研究以辽河口区翅碱蓬湿地为研究对象,在翅碱蓬湿地退化分区基础上,采用土壤理化性质实验法分析不同类型退化区土壤理化指标的变化趋势及特征,运用高斯模型测算翅碱蓬适宜环境的土壤因素生态阈值。结果表明:随着退化程度的增加,土壤含水量和有机质含量大致呈降低趋势。土壤砂粒含量逐渐增加,黏粒含量逐渐降低,土壤机械组成向粗大颗粒转化;土壤全盐含量呈大致增加的趋势;地表植被覆被逐渐减少,表层土壤受风和河水的侵蚀而流失,土壤中的碱解氮、有效磷、速效钾等营养元素也随之流失,土壤性状逐渐趋于恶化。在不同类型退化区内,土壤可溶性盐基阳离子含量特征均表现为Na+ > Ca2+ > K+ > Mg2+,土壤可溶性盐基阳离子以Na+为主;研究区土壤pH介于8.26 ~ 8.76之间,呈碱性。通过高斯模型测算出翅碱蓬生长最适土壤全盐含量的生态阈值为11.56 g kg?1,最适生态阈值区间为8.734 ~ 14.386 g kg?1,一般生态阈值区间为5.908 ~ 17.662 g kg?1;翅碱蓬生长最适土壤含水量生态阈值为47.5%,最适生态阈值区间为31.8% ~ 63.2%,一般生态阈值区间为16.1% ~ 78.9%。不同类型退化区由于水盐条件的差异对翅碱蓬生长的适宜程度不同,但可以通过灌溉水源、建立良好的灌排水系统等水盐调控方式,因地制宜,为湿地翅碱蓬生长提供理论和方法指导。     

基于RS与GIS的近代黄河三角洲丹顶鹤生境分析

以近代黄河三角洲3期TM遥感影像(1986年,1996年,2001年)及研究区1980年的地形图为基础数据,应用RS与GIS技术,结合野外调查,采用空间多样性指数(S_d)对1986-2001年近代黄河三角洲丹顶鹤生境适宜性的时空变化进行了分析.依据S_d值的高低与丹顶鹤生境的相关性我们将S_d分为4类:低值区(0,0.25]、中低值区(0.25,0.50]、中高值区(0.50,0.65]、高值区(0.65,1.00],值越高,生境质量愈高,适宜程度亦愈高.结果表明:从1986-2001年近代黄河三角洲丹顶鹤生境的破碎化程度加深,生境连通性降低,适宜性下降.不适宜生境(S_d≤0.5)的区域面积比重呈现出增加的趋势:从1986年的65.11%增加到1996年的70.79%,又增加到2001年的77.06%;S_d>0.5的区域面积比重呈现出明显的下降趋势:1986年,1996年和2001年的面积比重分别为34.9%,28.2%,22.93%.     

基于生态敏感性分析的江川区土地利用空间格局优化配置

为优化江川区土地利用空间格局,促进土地可持续发展,该文以云南省玉溪市江川区为研究区,将CLUE-S（conversion of land use and its effects at small region extent）模型和生态敏感性分析应用于江川区土地利用空间格局优化配置。以高度敏感区为CLUE-S模型中区域约束文件,突出研究区生态保护重点区域,并以综合生态敏感性分区为影响研究区土地利用变化的驱动力因子,提出一种将生态敏感性融入土地利用空间格局优化配置的过程和结果中的土地利用情景模拟方法,并借助2006年和2016年土地利用数据对江川区自然发展情景和土地生态优化情景2种模式下2025年的土地利用空间格局进行优化配置,并基于生态敏感性分区对优化配置模拟结果进行对比分析。结果表明：2种情景下2025年江川区土地利用格局既有共同特征也存在差异。在2种情景下均有效的保护了原有林地、耕地、未利用地和建设用地格局,但新增林地、草地等空间分布格局不同。根据2025年2种情景与2016年土地利用现状在不同敏感性区内主要土地利用类型分布情况表明,情景二土地利用空间格局优于自然发展情景和2016年土地利用现状。研究结果认为土地生态优化情景更为合理,该结果可为江川区生态保护和城镇发展提供参考。     

基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析

土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明：1）CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2）在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3）法库县2013-2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。     

1976—2015年辽河口土地利用格局变化及驱动机制研究

利用1976、2000及2015年3期遥感影像解译数据,从土地利用格局、土地利用类型变化速率及土地利用类型转移矩阵等方面,分析了辽河口地区1976—2015年土地利用格局、变化趋势及转移特征,结果表明:辽河口地区总面积6327 km 2,区域生态以农田-湿地-城镇复合景观为主,耕地所占面积比例最大,其次为沼泽湿地,再次为建设用地,水域、滩涂、河滩地、林地、草地、盐碱地、裸土、裸岩等零星分布;1976—2015年辽河口地区土地利用变化主要体现为沼泽地、林地及滩涂面积不断减少,建设用地及虾蟹养殖地面积不断增加。分析表明,辽河口地区土地利用格局变化的驱动力主要来自人为活动,区域气候变化对区域土地利用格局变化影响很小,主要对区域沼泽湿地景观产生一定影响。     

城镇-农业-生态协调的高原湖泊流域土地利用优化

为了解高原湖泊流域土地利用布局现状,探究在"城镇-农业-生态"协调下的高原湖泊流域土地利用空间优化配置方案,该文以抚仙湖流域为例,基于3S技术,运用MCR-CLUE-S模型,研究流域城镇建设情景、农业开发情景、生态保护情景和综合优化情景4种模式下2030年国土空间的结构和布局,最终提出抚仙湖流域"城镇-农业-生态空间"协调下的土地利用空间优化分区。结果表明:1)2005、2010和2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,农业空间呈下降趋势,生态空间先升后降,10 a间空间分布格局基本一致;2)以重要水源地、湖滨湿地和大面积自然林地为保护源,选取高程和坡度等8个阻力因子,采用最小累积阻力模型和累积耗费距离模型构建抚仙湖流域生态安全格局,以及有利于生态保护的"源"核心区、生态保护区、生态边缘区、农业开发区、农业边缘区和城镇建设区;3)以生态功能分区面积为约束条件,通过Markov模型结合CLUE-S模型模拟抚仙湖流域2030年城镇建设、农业开发和生态保护情景下"城镇-农业-生态空间"的优化布局。城镇建设情景综合考虑生活需要以及政策指导下以开发城镇空间为主导的"城镇-农业-生态空间"数量及空间结构的发展方向;农业开发情景控制城镇空间规模,开发部分生态空间潜力;生态保护情景下农业空间面积有所减少,城镇空间面积少量增加;4)抚仙湖流域2030年综合优化情景模式下,根据土地功能的不同,划为城镇空间、农业空间、生态空间、城镇-农业空间、城镇-生态空间、农业-生态空间和城镇-农业-生态空间,其中农业-生态空间最小,生态空间最大;5)通过分析4种情景下区域发展的特点,结合抚仙湖流域耕地保护、生态保护和经济社会发展等多种因素,认为综合情景方案更合理并更适合当地的发展,其他3种单要素情景方案可为综合情景方案的实施进行相关的补充和调整。研究结果可为抚仙湖流域国土空间规划和生态保护战略决策提供参考依据。     

海涂土地资源适宜性空间分析与优化开发模式研究

海涂是沿海地区重要的后备土地资源,适宜性评价与优化利用结构是科学开发海涂的前提.选取典型海涂围垦区,把GIS空间分析与数学规划模型结合起来,首先基于GIS空间分析技术,对海涂土地资源适宜性进行评价;然后针对研究区内的新围海涂,运用数学规划模型对其土地利用数量结构进行优化,优化结果中总土地开发利用系数为0.629,在开发投资效益最大化的基础上兼顾了海涂生态环境保护.结合海涂开发用地规划,提出土地利用结构的优化配置模式,实现海涂土地资源开发中定性分析、定位配置与定量优化的结合.     

Migration routes and important resting areas of Siberian cranes (Grus leucogeranus) between northeastern Siberia and China as revealed by satellite tracking

In 1995 and 1996 thirteen Siberian cranes (Grus leucogeranus) were fitted with satellite transmitters on the breeding grounds in northeastern Siberia. Eleven of these 13 birds were successfully satellite tracked, and five of these 11 provided complete migratory information from their breeding grounds in Yakutia, Siberia, to their wintering area at Poyang Lake, in China. Several stopover sites were identified, the most important being in Qiqihar-Baicheng (China), Shuangtaizi River delta (China), and Yellow River delta (China). Birds rested more frequently in Russia than in China, suggesting availability of suitable wetland habitat in Russia and absence of adequate, suitable wetland habitat in China. Wintering habitat in China also faces numerous threats. Habitats utilized by Siberian cranes are also important to other threatened wetland birds that have been satellite-tracked recently. If Siberian crane habitat needs fail to be addressed, this critically endangered species will be further endangered.     

商洛市土地利用结构优化的情景分析

以陕西省商洛市为例,借助灰色线性规划模型,对宏观的土地利用结构优化进行了情景设定与分析。研究结果表明,在未来10 a内,商洛市土地利用结构仍以农用地为主,适宜发展以林为主,林农结合的复合经营方式,建立立体复合生态系统,保护湿地,防止水土流失;在土地利用结构优化过程中,要充分考虑区域发展的整体效益和长远利益,注重经济效益、社会效益和生态效益的协调统一。研究表明,情景分析在土地利用结构优化中具有可行性,在宏观市域尺度上的土地利用结构优化配置中具有有效性。     

Flock size and human disturbance affect vigilance of endangered red-crowned cranes (Grus japonensis)

Vigilance is used to detect predators and monitor rivals. We studied red-crowned cranes (Grus japonensis) in Yancheng Biosphere Reserve, China, to examine changes in the allocation of time to vigilance as a function of flock size in areas with different levels of human disturbance. There was low level of human activity in the core area of the reserve whereas more human activity occurred in the buffer zone. Vigilance decreased linearly with flock size but to significantly different extent in the two areas, with a more pronounced decrease in the more disturbed area. In smaller crane flocks, vigilance was higher in the more disturbed area. Vigilance also varied in a non-linear fashion with flock size first decreasing and then increasing in larger flocks. Increase in vigilance in larger flocks was accompanied by an increase in fighting suggesting that vigilance in large flocks was aimed partly at monitoring rivals. The effect of human disturbance on vigilance suggests that less time is available for foraging in more disturbed areas. Nevertheless, moving to less disturbed areas may not be an option for the cranes given the increase in vigilance that would probably occur in areas with more cranes.     

沼泽湿地生物碳汇扩增与碳汇型生态农业利用模式

为了探索沼泽湿地生物碳汇扩增技术与碳汇型生态农业利用模式,该文选取吉林省大安市牛心套堡苇场的苏打型盐碱化芦苇沼泽湿地为研究对象,通过田间工程、放流增殖鱼、虾、蟹、退化芦苇植被恢复等措施,构建高碳汇型水生生物群落,于2006-2011年进行了沼泽湿地生物碳汇扩增技术与碳汇型生态农业利用模式的试验。结果表明,试验地主要碳汇生物的年平均生物量达到3364.38kg/hm2,比试验前增加了158.20%,年均递增20.89%;试验地年均碳汇能力达到176.42kg/hm2,比试验前增加了256.98%,年均递增35.01%;试验地年均经济效益达到744元/hm2,比试验前增加了215.25%,年均递增25.81%。鱼、虾、蟹的放流增殖对沼泽湿地生态系统结构和功能无明显损害,所构建的"苇-鱼-虾-蟹"复合生态结构可作为退化芦苇沼泽湿地的生物碳汇扩增模式和碳汇型生态农业利用模式,也可为其他类型湿地实施生物碳汇扩增与碳汇型利用提供借鉴。     

Reserve selection with minimum contiguous area restrictions: An application to open space protection planning in suburban Chicago

Conservation efforts often require site or parcel selection strategies that lead to spatially cohesive reserves. Although habitat contiguity is thought to be conducive to the persistence of many sensitive species, availability of funding and suitable land may restrict the extent to which this spatial attribute can be pursued in land management or conservation. Using optimization modeling, we explore the economic and spatial tradeoffs of retaining or restoring grassland habitat in contiguous patches of various sizes near the Chicago metropolitan area. The underlying mathematical construct is the first exact, generalized formulation that directly models spatial contiguity in optimal reserve selection. The construct allows conservation planners to analyze and weigh different minimum contiguous habitat size requirements that are to be used in specific land acquisition or retention projects.     

The importance of spatial scale for the conservation of tidal flat macrobenthos: An example from New South Wales, Australia

Planners of Marine Protected Areas (MPAs) commonly use maps of habitat types when choosing areas to conserve. This assumes that habitats are homogeneous, and therefore, that any area of habitat will represent the full spectrum of ecological diversity within that habitat. Here, we report that macrobenthic assemblages in tidal flat habitats were spatially heterogeneous in terms of beta diversity (taxonomic turnover), abundance, taxonomic richness and Shannon-Wiener H′ Diversity. Importantly, the patterns of heterogeneity were scale dependent for the three spatial scales we examined; plots (20 m), sites (100s of m) and estuaries (<30 km). The three estuaries in the study were compositionally similar as they shared the same dominant taxa, although one estuary had significantly more taxa and a higher abundance of macrobenthos. Assemblages within tidal flats differed at scales of 100s of m for all ecological measures. Most notably, beta diversity was highest at this scale. Assemblages were relatively more homogeneous at the 20-m scale. These findings highlight the value of examining more than one ecological measure and estimating magnitude of effects across a variety of scales. This work presents two important considerations for MPAs. First, although tidal flats in different estuaries are compositionally similar for dominant taxa, rarer taxa and high heterogeneity in abundance should influence the choice and number of tidal flats in MPAs. Second, strong compositional heterogeneity within individual tidal flats implies that conservation of whole habitat, rather than sections of a tidal flat, is essential if this habitat type is to be used to represent taxonomic diversity.     

畜禽粪污土地承载力系统动力学模型及情景仿真

为实现畜禽粪污土地承载力系统评估、预判其发展态势及考察不同减排政策的实施效果,本文进行畜禽粪污土地承载力系统模型的设计、仿真与情景调控。在社会经济、畜禽养殖和种植业各子系统及其要素分析的基础上,以中国北方畜牧大市——石家庄市为例,建立畜禽粪污土地承载力系统动力学模型并进行有效性检验。系统运行结果显示,模型具有具有较好的稳定性,而且模拟值与实际值误差普遍小于10%,因此模型有效。在确定模型有效之后,应用系统动力学模拟仿真不同方案下的石家庄市2007—2025年畜禽养殖土地承载力变化情况。本文设置了4种与系统惯性发展相比较的方案——调整养殖业经济结构、调整环境保护治理投资、调整粪肥占施和协同发展模式,并针对上述5种情景进行仿真。仿真结果显示:1)惯性趋势发展条件下,畜禽养殖业和种植业的产出规模都有增长,但种植业产量增长不及畜禽养殖业的增长,致使种植业难以消纳畜禽养殖产生的氮磷排放,土地承载压力加大;2)调整养殖业经济结构情景下,氮、磷平衡承载均呈现出下降的趋势,但磷平衡承载仍存在压力;3)调整环境保护治理投资情景下,氮平衡承载处于可载状态,磷平衡承载压力下降明显,但只有后8个年度可载;4)调整粪肥占施情景下,氮平衡承载处于可载状态,磷平衡承载情况虽好于初始情景,但仍超载;5)协同发展模式下,氮、磷平衡承载压力均呈下降趋势,且氮、磷承载均处于可载的水平,通过比较分析发现,协同发展模式的效果最好。本研究一方面为开展畜禽养殖污染监测评估工作、建立畜禽养殖污染评估机制提供支撑,另一方面为畜牧大市(县)和其他资源环境超载区养殖业发展的调控提供科学依据。     

多情景退耕还林对林地生物多样性保护价值的潜在影响

退耕还林对生物多样性保护具有显著的正向影响,评估其生物多样性保护生态服务价值意义重大。现有研究多采用当量法计算生物多样性保护的生态服务价值,但该方法未考虑不同林地类型的差异化生物多样性价值,因而难以实现空间精细化评估。该研究从生态连通视角切入,以云南省保山市施甸县为例,根据坡度和相关政策设定1种现状情景（情景I）与3种退耕情景（情景II、情景III与情景IV）,采用形态空间模式识别生态源地、指数法分析生态连通性和斑块重要性,进而计算各情景下的生物多样性保护的生态服务价值。在此框架中,该研究通过空间精细化手段修正各类林地的当量因子系数。结果表明：随着物种扩散距离的增加,生态连通性增加,情景II、III和IV的森林的生物多样性保护的生态服务价值均呈现增加趋势,依次增加了3.02×107、4.7×106和1.57×107元,更有助于增加生物多样性保护生态服务价值的退耕方式是情景II;从修正当量角度看,情景II、III和IV的修正当量系数分别为1.51、1.46和1.47,最有利的退耕情景为退耕程度最小的情景II,而退耕程度最大的情景III却没有取得相应的成效。研究表明,除退耕程度外,栖息地空间结构和分布也是影响生物多样性保护价值的因素,三者共同构成确定退耕还林形式和建立生态补偿机制的关键依据。同时,该研究通过实地调研和回归模型验证了结果的准确性,为探究其他区域提供理论依据。