农牧交错带适度人口规模与人口再分布初步研究——以阴山北部丘陵区武川县为例

农牧交错带即是国家一直重视的区域也是众多专家学者高度关注的区域,作为一个生态脆弱区,人口、环境与社会经济的协调发展一直是寻根问底的问题。在众多的研究成果中多从生态环境优化、土地利用、经济发展等角度进行了探讨。本文在众多学者研究基础上,测算了土地适度人口规模、经济适度人口规模,并进一步测算了武川县乡城人口转化的进程与规模,从理论与现实角度展示了控制人口,加快转化的必要性。     

内陆河湿地芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应

植物功能性状是连接植物与外界环境的重要桥梁，其在不同环境梯度下的变化表现出了对异质环境的适应机制。本文以敦煌西湖国家级自然保护区克隆植物芦苇（Phragmites australis）为研究对象，设置了未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4个梯度样地，研究环境异质条件下芦苇叶功能性状特征及其对土壤环境因子的响应。结果表明：① 各环境梯度下，芦苇叶功能性状特征变化显著（P<0.05），叶长、叶宽、叶面积、叶干重随环境梯度退化呈下降趋势，比叶面积随梯度退化呈上升趋势；② 芦苇各叶功能性状间呈协同变化的特征，叶长、叶宽、叶面积、叶干重之间呈极显著正相关（P<0.01），比叶面积与叶长、叶干重呈显著负相关（P<0.05）；③ 叶长、叶宽、叶面积、叶干重与土壤表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）水分呈显著正相关（P<0.05），而与土壤表层、中层含盐量呈显著负相关（P<0.05），说明土壤表层与中层的水分与盐分是芦苇叶功能性状最主要的驱动力。研究结果对干旱区内陆河湿地的保护、生态恢复及管理具有重要的指导意义。     

崇明东滩沉积物胞外酶活性与温室气体排放潜力及其影响因素

采用野外采样和室内实验的方法,对长江口崇明东滩沉积物胞外酶活性和温室气体排放潜力及其影响因素进行了研究。结果表明,崇明东滩沉积物脲酶活性为0.05~0.35μmol/g,蔗糖酶活性为0.47~1.34μmol/g,纤维素酶活性为0.02~0.03μmol/g,过氧化氢酶活性为477.9~659.8μmol/g,多酚氧化酶活性为86.7~457.8μmol/g,碱性磷酸酶活性为0.04~0.06μmol/g。酶活性在空间上存在较大的差异,其中低潮滩沉积物脲酶最高,中潮滩沉积物蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶及碱性磷酸酶最高,高潮滩沉积物过氧化氢酶最高。沉积物中脲酶活性与pH、含水量以及NO3-呈极显著正相关,过氧化氢酶活性与盐度和Eh呈显著正相关,蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性主要受NO2-、OC、TN和C/N比值的影响。沉积物中CO2排放潜力为(2.69×10-4)~(1.07×10-3)mg/g,CH4和N2O分别为(6.17×10-8)~(5.99×10-6)mg/g和(8.14×10-10)~(2.99×10-7)mg/g。从沉积物中温室气体排放潜力的影响因素来看,CH4排放潜力主要受pH、温度和NO3-的影响,CO2主要受C/N比值和砂粒影响,而NO3-和含水量影响着N2O的排放。CH4和N2O排放潜力与脲酶活性呈显著的正相关关系,而与其他酶活性相关性不显著。河口湿地沉积物温室气体排放主要受到环境因子的影响,而沉积物中胞外酶活性也是一个重要的影响因素。     

基于多源空间数据的"三生"空间异质性评价与分区划定

为优化"三生"空间评价方法体系,探索海南岛"三生"空间聚集性与协调度特征并制定有效的空间分区方案,该研究从空间异质性角度出发,采用多源空间数据从栅格尺度上对同地类不同地块的"三生"空间功能进行评价,再通过空间自相关及三角坐标图分析乡镇尺度上"三生"空间的聚集性与协调度特征,并为国土空间优化提供相关分区方案。结果表明:1)海南岛生产空间高分值区域集中分布在沿海市县,呈"四周高、中间低,北部高、南部低"的分布特征,且城镇生产空间与农业生产空间有所差异;生活空间高分值区域多集中在各市县城镇范围内,整体呈"小集聚、大分散"的空间格局;生态空间高分值区域集中在中部地区,呈"中间高、四周低,南部高、北部低"的分布格局。2)乡镇尺度上海南岛生产、生活、生态空间功能值的Moran’sI指数分别为0.569,0.221和0.716,表现出空间自相关性特征,据此面向全岛提出基于空间聚集性的"三生"空间分区方案。3)海南岛各乡镇"三生"空间存在较大的协调度差异,高值区以生态主导和"三生"协调型为主,分别占乡镇总数的51.72%与43.97%;低值区则以生态主导型为主,占乡镇总数的72.41%,据此面向全岛提出基于空间协调度的"三生"空间分区方案。该研究有效识别了同地类不同地块"三生"空间的异质性,并从空间聚集性与协调度视角提出"三生"空间分区管制方案,能够为当前国土空间优化提供参考。     

基于碳收支核算的河南省碳排放峰值预测

[目的]对河南省碳排放及碳足迹峰值进行了预测,旨在了解河南省未来碳减排潜力,寻求低碳发展的对策。[方法]基于省域层面,以河南省为例,对历年的碳收支和碳足迹状况进行了核算和评估,并通过STIRPAT模型和情景分析方法对河南省碳排放峰值进行预测。[结果](1)河南省碳排放总量从2000年的6.83×107 t上升到2012年的1.77×108 t,涨幅为159.2%,其中碳排放的行业差异性大,工业占主导地位,不同途径碳排放的增幅具有明显差异,生态系统的碳汇能力呈明显下降趋势。(2)河南省2000—2012年能源消费的碳足迹呈逐年增加态势,从2000年的1.71×107 hm2上升到2012年的4.42×107 hm2。碳足迹的扩大造成了1.68×108 hm2的生态赤字。(3)在基准和低碳情景下,河南省碳排放峰值有望出现在2040和2035年,在考虑区域碳吸收补偿的前提下,碳排放峰值将分别提前到2035和2025年。[结论]河南省碳收支呈现明显的不匹配状态,但在考虑碳补偿的基础上,河南省具有较大的碳减排潜力空间。     

艾比湖流域绿洲稳定性研究

20世纪50年代以来,艾比湖流域绿洲荒漠化过程加剧,绿洲萎缩,稳定性严重失衡。由于绿洲是一个典型的灰色系统。因此,文章在探讨了基于水资源、土壤资源和植被资源表征下艾比湖流域绿洲稳定性变化机理的基础上,利用灰色系统理论的方法对绿洲稳定性的驱动机制进行了研究,诊断并分析了各影响因子在不同表征下对绿洲稳定性的贡献作用大小。结果表明:绿洲内外过度的人为活动是稳定性变化的主导驱动因素,为拓展绿洲学研究的新思路提供了有益的探索。     

中亚草地NPP时空动态及其驱动因素研究

基于CASA模型和Miami模型计算中亚五国（哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦）的草地净初级生产力（NPP）,旨在探究2001—2019年中亚草地NPP的时空动态及其驱动因素。结果表明：2001—2019年中亚地区草地的实际净初级生产力（ANPP）均值为118.9 g C·m-2·a-1;在空间尺度上,平原地区的草地ANPP随纬度增加而呈现由南到北逐渐增加的趋势,从平原到山地草地ANPP随海拔升高呈现明显的增加趋势;在时间尺度上,ANPP总体呈现不显著的增长趋势,近60%区域的草地ANPP未来的变化趋势将与过去相反,但不显著;在中亚草地ANPP增加的区域,人类活动占主导地位;在中亚草地ANPP降低的区域,气候变化是主要驱动力;中亚草地的ANPP与降水呈现显著正相关的区域达到67.8%,温度与中亚草地ANPP的变化关系不显著,降水是影响中亚草地ANPP变化的主要气候因子。     

华北典型农田和畜禽场环境大气中活性氮化学组成和浓度变化特征

大气活性氮(N_r)是导致霾污染和过量氮沉降的主要前体物。随着近年来大气污染防治行动的深入,消减农业源N_r排放逐渐被提上议事日程。目前,针对农田和畜禽养殖场内外环境大气中N_r的实地测量资料较为缺乏,且以往研究多以氨气(NH_3)为主,很少关注其他N_r成分。为了阐明农业活动对大气N_r的潜在影响,本研究基于扩散管主动采样系统,对华北平原典型农田(河北香河和栾城农田)、养猪场和蛋鸡养殖场环境大气中的4种N_r成分,即NH_3、硝酸气体(HNO_3)、颗粒态铵盐(p-NH_4~+)和颗粒态硝酸盐(p-NO_3~-)开展了现场同步观测。结果显示:观测期间猪舍内NH_3和p-NH_4~+平均浓度(1 250.9μg·m~(-3)和76.6μg·m~(-3))显著高于舍外(378.5μg·m~(-3)和4.2μg·m~(-3));而猪舍内HNO_3和p-NO_3~-平均浓度(10.3μg·m~(-3)和20.8μg·m~(-3))与舍外接近(9.8μg·m~(-3)和22.1μg·m~(-3));鸡舍内仅NH_3平均浓度(197.7μg·m~(-3))显著高于舍外(77.3μg·m~(-3)),而p-NH_4~+、HNO_3和p-NO_3~-平均浓度(7.3μg·m~(-3)、9.0μg·m~(-3)和6.2μg·m~(-3))均与舍外接近(10.7μg·m~(-3)、9.9μg·m~(-3)和7.2μg·m~(-3))。总体上看,养猪场环境大气中N_r浓度显著高于养鸡场(P0.05)。香河和栾城农田大气NH_3、p-NH_4~+、HNO_3和p-NO_3~-的平均浓度分别为21.4μg·m~(-3)、1.9μg·m~(-3)、4.4μg·m~(-3)和5.5μg·m~(-3),显著低于养殖场外N_r浓度(P0.05)。从形态组成上看,养殖场和农田大气N_r主要以NH_3-N(占比80%)的形态存在,说明华北农业活动产生的N_r主要通过NH_3的形式向外扩散传输,并没有在当地快速转化为颗粒物。未来需要进一步研究N_r在大气中的传输路径和转化机制,为制定有效的减排措施提供科学支持。     

1961—2010年中国区域积温的演变趋势

选取全国715个常规气象站数据,分析了1961—2010年平均气温变化特征.结果表明,中国气候变暖始于20世纪80年代,90年代是中国近50年来气温变化最剧烈的时期.1961—1990年与1991—2010年多年平均气温差值显示,20世纪90年代之后,除了西南部局部地区气温有所下降之外,大部分地区是以增温为主;北部地区的增温幅度大于中部和南部地区,增温地区主要出现在秦岭—淮河一线以北.多年平均日均温≥10℃的累积积温为8000℃的等值线向北移动,4500℃的积温等值线向西北方向移动,3400℃与1600℃的积温等值线移动的方向可能与海拔高度有关,有向海拔较高的地方移动的趋势.     

基于群落结构及土壤理化性质对围封7年青藏高原东南缘高山草地的综合评价

过度放牧作为青藏高原长期存在的人为干扰方式,严重地破坏了高山草地生态系统的结构及其功能。简便有效的围栏封育方式广泛应用于退化草地的修复过程中,但其修复效果存在两面性,因此系统科学地评估草地围封后的质量状况至关重要。本研究针对围封7年的青藏高原东南缘退化高山草地,基于围栏与放牧处理之间的草地群落生物量、物种多样性及土壤理化性质的差异对比,对草地质量进行了综合评估。结果表明:1)通过围栏修复7年后,围栏内大部分土壤理化指标有所改善,但仅有硝态氮含量差异达到显著水平;2)围栏内地上生物量和凋落物量均显著高于放牧区,分别增加了35.73%和65.75%,而围栏内外的物种多样性无显著性变化;3)采用主成分分析法对土壤质量进行评估,发现围栏内土壤质量有所改善,其综合得分(0.1)高于放牧区(-0.02),同时利用草地各项指标的变化与其权重值之间的关系对草地进行综合质量评估,发现围封7年后草地综合质量得到一定程度的恢复(相对得分为0.209),更多归因于土壤理化性质的改善。研究表明,围栏7年后退化高山草地质量有所提高。针对其修复作用的时效性,需实际应用中定期评估草地的修复状况,以达到围栏的最优实施效果。