1973-2003年中国森林生态系统服务功能变化研究

利用1973-2003年间中国6次森林资源清查资料,以及中国生态系统研究网络长期定位观测资料,建立中国森林生态系统评估指标体系及其定量化方法,并对中国森林生态系统服务功能价值及其动态变化进行评价与分析。结果表明：1973-2003年,中国森林生态系统服务功能总价值变动范围为1.940～2.870万亿元·a^-1,单位面积价值变动范围为1.936～2.028万元·hm^-2·a^-1。20世纪70年代末期以前,中国的森林经营以木材利用为主,森林生态系统服务功能总价值减少,之后随着国家开始重视生态建设而呈逐步增加的趋势;而20世纪70年代末期中国森林生态系统服务功能单位面积价值最大,之后开始下降,直到90年代末期才开始恢复增长。     

白洋淀湿地生态现状评价及保护对策

依据实地调查资料,对白洋淀湿地生态现状进行评价,为湿地生态系统的修复和利用提供基础。评价内容包括水质水量、浮游植物、水生植物、浮游动物、鱼类及鸟类。结果表明:白洋淀水量是影响其水质和生物种群的重要因素;与历史资料比较,白洋淀湿地水量减少、水体污染严重、生物多样性下降;由于近年来的生态补水,白洋淀生态系统得到一定程度的恢复。提出白洋淀湿地生态保护对策:建立稳定的生态补水机制,加大污染源治理力度,建设湿地生态系统恢复工程。     

桂平市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

了解桂平市近10年来土地利用变化特征,为桂平市土地利用的结构调整和环境保护提供参考,利用桂平市2005年、2010年和2015年的土地利用数据,采用ArcGIS空间分析方法,研究桂平市的土地利用变化,采用生态系统服务价值系数分析2005—2015年桂平市土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,通过敏感性指数模型验证结果的准确性。结果表明:2005—2015年桂平市耕地、林地、园地、草地和未利用地面积均减少,建设用地、水域面积增加;建设用地动态度最大,其次是耕地,林地、园地、草地、未利用地和水域动态变化较小;2005—2015年,桂平市生态系统服务价值减少2.03亿元。桂平市各地类的敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对生态价值系数缺乏弹性,结果可信。     

跨越式发展下的乌鲁木齐土地利用变化及生态风险分析

研究采用乌鲁木齐市2005─2010年的土地利用数据,分析了5年来城市土地利用变化及其生态风险。结果表明:在2005─2010年间,乌鲁木齐市的土地利用类型未发生较大的变化,但各个类型的土地利用面积发生了显著变化,耕地与草地的面积有了明显的下降,居民点与工矿用地及交通用地的面积增长显著。从生态系统服务功能价值的总体变化看,乌鲁木齐市的生态服务价值呈下降趋势,耕地及草地生态服务功能价值明显降低。在各单项生态服务功能中,食物生产和原材料的服务价值下降明显,而娱乐文化功能有了显著增加。     

滹沱河上游地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以滹沱河上游地区2005、2010、2015、2018年4期遥感影像为数据源,采用土地利用动态度、价值当量因子法、敏感性指数等指标评估生态系统服务价值,分析土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明:(1)2005—2018年研究区土地利用变化最大的为建设用地,动态度为5.80％,面积增加了25337.52hm2;其次为草地和未利用地,动态度分别为-0.27％和-0.20％,处于减少状态.(2)土地利用面积转移中,耕地转为建设用地最多,达12506.01hm2;其次为草地转为建设用地,为9734.03hm2.(3)单项生态系统服务价值以林地最大,贡献率在48％以上;其次为草地,达26％以上,两者占比合计超过75％,说明林地和草地是维持研究区生态服务功能的主体.生态系统服务功能以土壤形成与保护、废物处理、水源涵养和生物多样性功能为主,占比高达62％,食物生产和娱乐文化功能的价值最低.(4)2005—2018年研究区综合生态系统服务价值呈轻微减少趋势,变化率为-1.37％,减少了236.16×106元.其中草地减少最多,变化率为-3.55％,减少了166.12×106元.因此,必须重视滹沱河上游地区林草保护,确保生态功能价值的主体作用,同时合理规划建设用地,优化土地利用结构,减少耕地的占用,促进生态文明建设.     

基于RS和GIS的白洋淀“引岳济淀”景观格局分析

利用1989年、1999年、2003年与2004年白洋淀地区TM遥感影像,选取白洋淀水体最为集中的安新县与沧州之间的区域进行景观分类,用Fragstats3.3计算的景观水平上的各种指数对白洋淀补水前后的景观格局变化进行分析,结果表明：补水后,从景观单元指数分析,白洋淀大部分生态系统类型的分维数都有所减少;从景观多样性指标分析,白洋淀研究区多样性指数有所减少,反映了生态系统类型多样性减少,表明土地覆盖正朝单一方向发展,研究区均匀度减少,反映了研究区生态系统类型不均匀化的发展方向。补水为白洋淀的生态环境带来良好的生态变化,从而优化白洋淀生态系统的健康状况。     

宁夏草地生态系统服务功能的价值评估

根据草地生态系统单位面积生态服务价值表,对各草地类型生物量订正的基础上,对宁夏天然草地生态系统的服务价值进行了评估,同时也对宁夏人工草地生态系统的服务价值进行了评估。结果表明,①1980年宁夏天然草地生态系统的服务价值为80.67×108元,1997年为43.96×108元,2004和2005年分别为21.22×108和16.28×108元。②宁夏天然草地主要草地类型生态系统服务的总价值从1980~2005年逐年降低,温性草甸草原的生态系统服务价值在2004年有所增加,其余草地类型的生态系统服务价值逐年降低。③宁夏人工草地的生态系统服务价值逐年增加。④宁夏天然草地生态系统服务价值中的经济服务价值所占比例非常小,生态服务价值占的比例较大。⑤1980~1997年草地生态系统服务价值明显下降,2004~2005年没有明显变化,宁夏草地的生态系统服务价值一直在下降,但都比当年的牧业总产值高。     

基于土地利用变化的兴县生态系统服务价值评估

生态系统服务与人类的福祉关系密切,生态系统服务价值评估是生态保护与管理的基础。本文在分析兴县生态系统类型及2005—2015年10a间各类型的面积变化的基础上,采用当量因子表,对10a来兴县生态系统服务价值进行了计算,结果表明:兴县10a间草地和水域面积有所减少; 2015年兴县生态系统服务价值为26.35×108元,与2005年相比呈降低的态势,其中林地的生态系统服务价值最大;从单项生态系统服务价值来看,除食物生产的价值增加外,其余生态系统服务价值均呈现不断减少态势。本文可在现实生态系统资产管理方面,为决策者提供参考和依据。     

基于土地利用—生态系统耦合模型的生态系统服务价值评估——以中国北方农牧交错带为例

土地利用是人地系统的重要组成部分,能够提供巨大的生态服务功能,它的变化也会导致生态服务价值的改变。考虑初级生产、维持CO2和O2平衡、养分循环、涵养水源、土壤侵蚀等主要服务功能,以我国北方农牧交错带为研究对象,提出了一个基于土地利用生态系统耦合模型的土地利用生态系统服务价值估算方法。估算结果表明,20世纪70年代—2000年我国北方农牧交错带生态系统总服务价值呈先下降后回升趋势,由1 434亿元降低到1 296亿元。土地利用数量结构和空间格局对生态服务价值也有较大影响,其中耕地和草地的贡献率最大,2000年分别达31%和44%;林地虽然所占面积小,但其生态服务价值比重也不断上升。总体来看,研究区还需进一步加强生态环境的可持续性保护。     

基于土地利用的北方农牧交错区碳固定和土壤保持时空变化

为探讨农牧交错区土地利用变化及其对生态系统服务的影响,以内蒙古达茂旗为研究区,通过土地利用转移矩阵和变化动态度的计量,采用模型模拟生态系统服务碳固定、土壤保持功能的方法,分析2000—2015年该旗碳固定和土壤保持演变特征。结果表明：草地、未利用地和耕地是主要的土地利用类型,16年间,草地、建设用地、未利用地、林地面积明显增加,耕地面积显著减少。土地利用类型变化主要是从耕地向草地、从草地向建设用地转移。2000—2015年,全旗碳固定量从183.25万t减少到181.65万t,土壤保持量从170.58万t减少到107.32万t,这一变化主要是由于研究区草地质量的降低使得单位面积提供的生态系统服务减少。各土地利用类型提供的碳固定和土壤保持均表现为草地 > 耕地 > 未利用地 > 建设用地 > 灌木林 > 林地 > 盐碱地 > 水域 > 沙漠。综上,在今后的生态治理中,应考虑在扩大草地面积、保护农田的基础上,适度利用草地、农田等生产生活用地,提高草地质量,科学优化土地利用结构,保障生态系统良性演化,提高生态系统服务功能。     

基于多层全连接神经网络的白洋淀水质预测

白洋淀是华北平原最大的天然湖泊湿地,也是雄安新区的重要生态依托,对其水质进行预测,可为其水质保护与管理提供重要依据。利用1996—2015年白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)4项水质数据,通过率定与校验,构建了全连接神经网络水质预测模型,对未来3 a白洋淀水质进行了预测。结果表明,白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的各项水质指标都有所改善,但部分点位TN和TP仍然超标。未来应加强入淀河流与淀内污染控制,强化生态补水与水系连通。     

西部绿洲城市土地利用转型的生态环境效应——以乌鲁木齐市为例

为探讨土地利用转型对生态环境变化的影响,基于乌鲁木齐市2005年和2012年TM影像数据、土地利用现状矢量数据、中国高空间分辨率网格数据（CHRED）,运用土地利用转型、生态系统单位面积生态服务价值评估和碳排放核算等方法,分析城市化过程中乌鲁木齐市土地利用转型前后生态环境变化效应。结果表明,研究区土地利用转型幅度较大,其中园林地、草地、城镇村及工矿用地和未利用地之间的转换较明显,未利用地转出面积最大（10.33万hm²）,说明研究区土地开发程度较高。研究区生态服务价值均呈增加趋势,研究期间生态服务价值增加了89 227.32万元,其中,园林地、草地和水域土地利用转型对生态系统服务价值增加的贡献高。研究区土地利用碳排放量呈上升趋势,碳排放量较高的是城镇村及工矿用地。研究区内土地利用转型后净生态系统服务价值呈现增加趋势,但土地碳排放量变化速度远超生态系统服务价值增加速度,因此在乌鲁木齐市低碳城市建设中,要充分考虑土地利用结构调整与生态环境保护的平衡关系。     

白洋淀水资源问题及保护对策

探讨了白洋淀水资源开发利用面临的主要问题,对白洋淀水量减少和水质恶化进行了“源”分析。     

中国天然草地氮磷流动空间特征

【目的】定量研究天然草地的氮磷流动空间特征,为优化牧草施肥和提高牧草产量提供科学依据。【方法】建立中国天然草地氮磷养分输入(输出)数据库,利用NUFER模型定量中国天然草地氮磷平衡账户、利用率和环境排放特征。【结果】(1)2013年,全国天然草地氮和磷的输入(输出)总量分别为5 034 Gg N和318 Gg P,单位面积的输入(输出)量分别为19 kg N·hm^-2和1.2 kg P·hm^-2。氮沉降和畜禽粪尿磷分别占氮和磷输入总量的49%和89%。各区域天然草地氮和磷输入(输出)量变化范围分别为7.0-70 kg N·hm^-2和0.12-8.0 kg P·hm^-2;(2)2013年,天然草地氮和磷养分利用率分别为105%和191%,各区域间差异很大。中国各地区天然草地的氮利用率变化范围为67%-141%,磷利用率的变化范围为75%-538%;(3)2013年,天然草地氮和磷的环境损失量分别为1.7 kg N·hm^-2和0.059 kg P·hm^-2,氨挥发和侵蚀分别是氮和磷的主要损失途径。西南和东北地区天然草地氮损失量较多,部分区域的损失量超过8.0 kg N·hm^-2;西北地区氮损失量较少,平均不足3.0 kg N·hm^-2;青藏高原区氮损失量最少,不足1.0 kg N·hm^-2。磷的环境排放空间规律与氮排放相似;(4)2013年,全国天然草地土壤氮和磷的亏缺总量分别为706 Gg N和315 Gg P,单位面积亏缺量分别为2.7 kg N·hm^-2和1.2 kg P·hm^-2。北方和西南部分地区天然草地的氮土壤累积量为负值,重庆、吉林和辽宁的土壤氮亏损量超过20 kg N·hm^-2;西部和西南部分省份天然草地的氮土壤累积量为正值,其中广西和云南的土壤氮累积量超过5.0 kg N·hm^-2。除广西和贵州外,其他区域天然草地磷养分均有不同程度的亏缺,重庆天然草地磷的亏缺量最大,为3.7 kg P·hm^-2。【结论】2013年,全国天然草地的氮和磷输入量较小,约50%的氮素通过氮沉降输入系统,约90%的磷素通过畜禽粪尿磷输入系统;全国天然草地土壤的氮和磷呈亏缺状态,养分利用率高于100%,当前草地系统不可持续,应注意补施氮磷养分;全国天然草地单位面积氮和磷的环境损失量较小,西南地区天然草地的氮和磷环境损失量大于其他区域。各区域天然草地氮磷流动空间特征差异较大。     

空心菜对入星云湖河水的净化及其生物产出分析

为充分开发利用入星云湖河水的N、P等营养资源,降低其富营养化水平,改善和保护星云湖生态系统,于2010—2013年采用微区试验与大区试验相结合、静态试验与动态试验相结合的方法,研究了漂浮空心菜(Ipomoea aquatica)对入星云湖河水净化及其生物产出的规律。结果表明:漂浮空心菜对入湖河水具有较好的水质净化效应,静态条件下空心菜对入湖河水全N、水溶性P的去除率高达90%以上,动态条件下则达50%左右,空心菜吸收入湖河水N、P、K的量分别平均为348.4、50.9、530.4 kg·hm-2·a-1,且其绝大部分被空心菜的茎叶吸收(占93.0%,为864.5 kg·hm-2·a-1)。空心菜对入湖河水的净化量,以水溶性N计平均为27 321 m3·hm-2·a-1,以水溶性P计平均为67 569 m3·hm-2·a-1;空心菜的生长主要依赖入湖河水中N、P等营养物质(两者呈正相关),通过茎叶大量吸收并同化入湖河水中的N、P等养分后,空心菜获得了较高的茎叶生物产出量(占90.9%,鲜重量平均为112 032.0 kg·hm-2·a-1)。利用入星云湖河水漂浮种植空心菜,产生了明显的生态效益和经济效益。     

南方双季稻区生物质炭还田模式生态效益评价

应用生态经济系统能值分析理论与方法,引入环境污染指数和能值反馈率2个新的指标,分析了无秸秆还田(CK,即常规施肥处理)、低量秸秆还田(LS)、高量秸秆还田(HS)、低量秸秆源生物质炭施用(LC)和高量秸秆源生物质炭施用(HC)5种秸秆还田模式的能值效益,从农业可持续发展水平来评价南方双季稻区最佳管理模式。结果表明:秸秆还田显著增加了农田温室气体能值产出,LS、HS处理分别是CK处理的1.94倍和2.92倍,分别减少了8.13%和10.80%的水稻生物量能值产出。秸秆源生物质炭还田温室气体能值产出与常规施肥处理(CK)差别不大,但明显低于秸秆直接还田,减少了49.10%~59.36%。秸秆源生物质炭还田增加了水稻生物量能值产出,比常规施肥处理(CK)增加了4.32%~10.49%,比秸秆直接还田增加了16.96%~20.27%。5种秸秆还田模式,能值产投比早稻季依次为:LC> HC> CK> HS> LS,晚稻季依次为:HC> LC> CK> LS> HS。综合评价双季稻生态系统可持续发展水平,早稻和晚稻季节HC均高于其他模式。因此,从能值效益角度,高量秸秆源生物质炭还田是该区域双季稻生产中最优的秸秆还田模式,可以大力推广。     

环鄱阳湖地区土地利用与生态系统服务价值分析

生态系统服务价值是生态经济研究的热点问题.通过对环鄱阳湖地区1996年、2000年、2005年土地利用变化的分析,探讨了该区域内生态系统的服务功能价值的变化.结果表明:该地区生态系统服务价值呈增加趋势,2000～2005年的增加量为1996～2000年问增加量的6.6倍;间接服务价值大于直接服务价值:其单位面积生态系统服务价值2005年为11359元/hm2,高于全国平均水平.     

水稻生产目标产量确定的理论与方法探讨

【目的】分析探讨水稻生产目标产量确定的理论与方法。【方法】根据2012-2013年在海南澄迈、广东怀集、广西宾阳、湖南长沙和贵州兴义5个地点进行的不同施氮量（不施氮;中氮：161-176 kg·hm^-2;高氮：225 kg·hm^-2）、不同品种（杂交稻品种两优培九、Y两优1号和常规稻品种黄华占、玉香油占）大田试验的结果,结合国内外相关文献报道进行分析探讨。【结果】大田试验表明,即使同一基因型水稻品种的产量也存在显著或极显著地点间差异。在施氮条件下（中氮和高氮）,各试验地点的平均产量以兴义点最高（两优培九：13.20-13.54 t·hm^-2,Y两优1号：13.50-13.78 t·hm^-2,黄华占：11.26-11.42 t·hm^-2,玉香油占：11.32-11.45 t·hm^-2）,其次为长沙、澄迈、宾阳,而怀集点最低（两优培九：6.66-6.71 t·hm^-2,Y两优1号：6.96-7.20 t·hm^-2,黄华占：6.96-7.11 t·hm^-2,玉香油占：7.35-6.86 t·hm^-2）。同样,各试验地点的平均基础地力产量（不施氮处理）也是以兴义点最高（10.52 t·hm^-2）,其次为长沙、澄迈、宾阳,怀集点最低（4.53 t·hm^-2）。水稻施肥产量（Y_F）极显著地依赖于基础地力产量（Y_S）,中氮和高氮条件下的回归方程分别为Y_F﹦0.814Y_S＋3.337（R²﹦0.824）和Y_F﹦0.864Y_S＋3.094（R²﹦0.839）,5个地点和4个品种基础地力产量贡献率（基础地力产量占施肥产量的百分率）平均为64.8%-85.5%和72.7%-79.3%。对国内外相关文献中数据（n= 315）进行分析也显示,水稻施肥产量与基础地力产量呈显著正相关关系（Y_F﹦1.031Y_S+2.421,R²＝0.523）,基础地力产量贡献率平均达到67.7%。此外,研究结果还显示,施肥增产量与基础地力产量贡献率呈极显著的负相关关系;水稻产量与植株氮素吸收量和施氮量呈显著或极显著的二次曲线关系。【结论】水稻目标产量的制定应因地而异,即“因地定产”。基础地力产量是土壤肥力和气候生产力的综合反映,可作为水稻生产目标产量确定的依据,通过基于基础地力产量的回归方程来确定水稻高产栽培的目标产量。培肥土壤地力是实现水稻目标产量栽培的重要举措。