The feasibility of agroforestry interventions for traditionally nomadic pastoral people

Historically, the nomadic traditions of pastoralists have been alternately attacked and romanticized. In fact, pastoral groups represent a range of production systems with wide variations in pastoral and cultivation activities. Given this range and the ecological and sociopolitical constraints facing pastoralists today, agroforestry interventions appear not only feasible, but perhaps imperative for some pastoral groups. However, their design and implementation must be carried out with keen awareness and respect for the unique ecological and cultural position traditionally nomadic pastoral people hold. A review of the sociopolitical and natural resource management literature on existing sylvopastoral and agrosylvopastoral technologies points to the importance of social issues such as gender, land and tree tenure, equity, and cultural context. These provide the basis for discussing the feasibility of agroforestry interventions in terms of their aims, potentials, and risks for pastoral groups.     

Energy use in rural India

An old saying has it, "slavery will persist until the loom weaves itself." All ancient civilizations, no matter how enlightened or creative, rested on slavery and on grinding human labor, because human and animal muscle power were the principal forms of energy available for mechanical work. The discovery of ways to use less expensive sources of energy than human muscles made it possible for men to be free. The men and women of rural India are tied to poverty and misery because they use too little energy and use it inefficiently, and nearly all they use is secured by their own physical efforts. A transformation of rural Indian society could be brought about by increasing the quantity and improving the technology of energy use.     

高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值变化研究

为分析高速公路沿线土地利用及生态系统服务价值的变化规律,确定高速公路对沿线土地的影响范围,以京承高速北京段沿线10km范围的1995、2004、2009年3期TM遥感影像提取的土地利用数据为基础,基于GIS分析各种土地利用类型面积变化的特点、规律和原因,并分析了与高速公路不同距离范围内土地利用程度与生态服务价值的变化规律。结果表明:1)从1995—2009年,京承高速沿线土地用地结构发生了较大的变化,各种用地类型之间的转换较为频繁,说明高速公路的修建对于沿线土地利用类型的影响剧烈,尤其沿线农业结构调整变化明显;2)高速公路沿线土地利用程度与高速公路的距离有较大关系,土地利用程度变化最剧烈的区域为3~8km,8km外,土地利用程度变化开始减小;3)1995—2009年,京承高速沿线生态服务价值先增加后减少,由于园地面积显著增加,京承高速沿线土地生态系统服务价值的总量变化相对平稳,距离高速公路1~3km的生态系统服务价值变化最剧烈,8km外,生态系统服务价值的变化逐渐平稳。     

黄土高原沟壑区农户果业生态系统的能值分析

【目的】揭示黄土高原沟壑区果业生态系统的自然资源特征和投入产出结构特征。【方法】于2007年一个完整的生产年,采用能值分析方法对黄土高原沟壑区延安市洛川县南安善村和咸阳市淳化县西坡村农户果业生态系统的能值投入产出进行了比较研究。【结果】南安善村和西坡村农户果业生产的能值投入结构相似,均以消耗无偿的自然资源为主;辅助能值投入中不可更新工业能值的投入比重最高,且以化肥投入为主,有机肥投入不足;南安善村和西坡村农户果业生态系统的太阳能值转化率较低,净能值产出率和投入率均较高,环境承载力较低。【结论】黄土高原沟壑区果业生态系统的自然资源利用效率不高,进一步开发的潜力很大,应适当控制化肥的投入,增加有机能值的投入,以提高系统的生态经济效益。     

基于通量源区模型的雷竹林生态系统碳通量信息提取

基于浙江省临安市太湖源雷竹Phyllostachys violascens林涡度相关通量观测塔2013年全年数据,应用通量源区模型（flux source area model,FSAM）,分析不同大气稳定度条件、不同风向和不同时间段该观测点通量信息的贡献区的分布,并基于贡献区分析结果,从通量观测值中分解出来自雷竹林生态系统的碳通量信息。结果表明:90%贡献水平的通量贡献区在观测塔为中心的2.0 km 2.0 km范围内,大气稳定度相同时,4个不同方向的通量贡献区范围差别不大。通量贡献区长度在稳定的大气条件下要显著大于在不稳定大气条件下,前者为96.19～941.63 m,后者为28.62～313.54 m。通过雷竹林和非雷竹林在通量贡献区所占面积和各自的贡献率,从涡度相关所测通量数据中分解出雷竹林和非雷竹林的月平均碳通量。通量分解后的雷竹林生态系统年总净固碳量为4.25 thm－2a－1,当下垫面全部为非雷竹林时年总净固碳量为6.65 thm－2a－1。如果不进行碳通量的分解,把涡度相关所测通量值作为雷竹林的通量值,则年总净固碳量为5.46 thm－2a－1。该研究对于正确评价雷竹林生态系统的固碳能力可提供一定理论依据。图4表4参29     

土地利用变化对生态系统服务功能的影响——以密云水库流域为例

生态系统服务功能与人类福利息息相关,土地利用变化是生态系统服务功能退化的主要驱动力之一,以人地关系紧张,生态系统服务功能变化剧烈的密云水库流域为对象,分析流域1990-2009年土地利用的变化,采用空间显式的生态系统服务功能评估软件InVEST中的“产水量”、“土壤保持”、“水质净化”模型,研究流域土地利用变化对生态系统服务功能的影响.结果表明1990-2009年密云水库流域土地利用变化剧烈,农田、草地和水体的面积分别减少了30％、48％、61％,林地、建筑用地和裸地的面积增加,增幅分别为30％、230％、282％.随着土地利用变化,生态系统服务功能相应产生着显著变化,研究期内,土壤保持功能和固碳服务分别增加46％和19％,但水资源供给服务和水质净化功能分别减少了3％和25％.农田面积的减少和森林的扩张改善了土壤保持服务,森林面积的增加同时也改善了固碳服务,但会削弱水资源供给服务,建筑用地的扩张会大幅度削弱水质净化功能,为维持和改善流域整体的生态系统服务功能,应加强对森林和建筑用地的控制.其研究为密云水库流域土地利用科学管理决策提供参考.     

黄土高原土地利用及生态系统服务时空变化特征研究

全球变化背景下,研究土地利用变化过程对生态系统的影响及相互作用机理,是全面、科学认识生态系统对人类活动和全球气候变化响应的重要支撑。本文选择我国土地利用变化典型区黄土高原为研究区域,在收集相关遥感数据基础上,采用了降水贮存量法、通用土壤流失方程和修正土壤风蚀方程等估算方法,估算了2000—2015年黄土高原水源涵养、土壤保持和防风固沙等主要生态系统服务,分析了2000—2015年黄土高原土地利用和生态系统服务时空变化特征,得出以下结论:2000—2010年黄土高原土地利用变化强度和范围较大,主要以退耕还林还草为主,2010—2015年土地利用变化整体放缓,主要以城市化为主,退耕还林还草为辅;与2000—2010年相比,2011—2015年黄土高原的水源涵养量和土壤保持量有所增加,防风固沙量有所下降,水蚀模数和风蚀模数均有所下降;黄土高原土地利用变化驱动因素主要是国家政策等人类活动因素,生态系统服务年际变化主要是由于气温和降水等气候因子的波动变化,10年或者更长尺度的变化则是由于全球气候变化和土地利用变化双重影响。本文研究可为全球变化下黄土高原生态系统的健康发展提供科技支撑和相关政策建议。     

陕西省土地利用与生态系统服务价值动态研究

为研究陕西省土地利用及生态系统服务价值时空演化,从而为陕西省土地和生态可持续发展提供重要决策依据。基于1980、1990、2000、2010和2018年卫星遥感土地利用解译数据,借助生态系统服务价值动态评估模型,运用土地利用变化动态度、敏感性指数、生态经济协调度等方法,分析了1980—2018年陕西省土地利用和生态系统服务价值的时空演化特征,以及生态系统服务价值与社会经济发展之间的相关性和协调度。结果表明:1)陕西省1980—2018年,林地、草地、建设用地面积增加,而耕地、水域、未利用地面积呈减少趋势。各地类的变化速度和幅度差异明显,且不同地类之间转移频繁;2)近40年陕西省生态系统服务价值总量增加了590.94亿元,呈现波动上升的变化趋势,林地产生的生态系统服务价值最大,支持功能和调节功能的生态系统服务价值远大于供给功能和文化功能的生态系统服务价值;3)1980—2018年陕西省生态环境和经济发展整体处于低度协调状态,须加强生态环境保护力度,从而提高生态经济协调度。     

土地利用变化对嘉兴市生态系统服务价值损益的影响

基于RS和GIS技术,选择浙江省嘉兴市为研究对象,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,分析了2005年和2010年嘉兴市的土地利用/土地覆盖变化及其所引起的生态系统服务价值的变化;并通过生态系统功能偏离累积模型和不同土地利用类型间的生态服务价值流向阐述了这5年间生态服务价值变化的原因。结果表明,由于嘉兴市城市化和工业化发展迅速,2005—2010年嘉兴市居民点及工业用地面积增加最多,其次是水域,而耕地面积大量减少。由于生态价值系数的差异,增加的生态服务价值并不能弥补损失的价值,致使嘉兴市生态系统服务价值有所下降,从2005年的3283亿元减少到2010年的3131亿元,降低了464％。     

灵丘县土地利用变化对生态系统服务价值的影响

为评价灵丘县土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,采用当量因子法分析2010—2016年该县土地利用及其生态价值的时空变化。结果表明:1)灵丘县土地利用变化幅度较小,总面积不变的情况下,建设用地增加163.91 hm~2,增加最多;草地减少137.92 hm~2,减少量最大; 2)灵丘县生态系统服务价值达30亿元以上,7年间生态价值总体有稍微下降趋势,共减少667.02万元,水域生态价值减少幅度最大,减少384.24万元;3)耕地、建设用地和其他用地与生态系统服务价值呈负相关,水域、林地、园地、草地及未利用地呈正相关。总体上,灵丘县土地利用未对生态环境造成明显破坏,但也不能忽视在经济发展过程中人类的生活方式对环境造成的影响,应该进一步控制建设用地面积增长,保护生态用地,积极探索基于生态保护的生态资产运营模式和机制,实现社会-经济-生态效益可持续发展。     

平原造林对土地利用格局及生态系统服务价值的影响

【目的】分析平原造林工程实施对区域土地利用格局及生态系统服务价值的影响。 【方法】文章选择京承高速公路北京段沿线 10 km 范围为研究样带,基于 TM 遥感影像提取 的土地利用数据和平原造林图斑数据,运用 GIS 和景观格局分析软件分析平原造林工程实施 对土地利用格局及生态系统服务价值的影响。【结果】（1）平原造林工程占用的主要是自然 质量较低的耕地,其次为林地和建设用地。平原造林工程实施前后,研究区土地用地结构 发生变化,主要表现为林地面积增加、其他用地面积减少。（2）平原造林对研究区景观格局 有一定影响。景观尺度上,景观分布变得破碎和分散,形状变得不规则,景观分布变得不均 匀;斑块类型尺度上,耕地、园地、草地、水域和水利设施用地、建设用地和未利用地的面 积减少,林地面积增加,各类斑块变得分散和破碎,形状规则度降低。（3）研究区土地利用 生态系统服务价值由造林前的 31.39 亿元提高到造林后的 31.86 亿元。【结论】平原造林工程 实施增加了研究区林地面积,提高了生态系统服务价值,但也加剧了区域景观的破碎性,降 低了区域景观多样性水平。研究结果可为后期新增林地的规划选址提供技术支持。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

甘肃温室葡萄生产的能量利用与碳足迹研究

【目的】探明甘肃温室葡萄生产的能量投入和碳足迹构成,识别主要的碳排放贡献因子,为温室葡萄清洁生产提供依据。【方法】以甘肃温室葡萄为研究对象,将温室葡萄栽培区分为兰州市永登县及武威市凉州区、古浪县、天祝县华藏寺镇和天祝县哈溪镇5个不同海拔区域,通过农户调查获得2019年葡萄生产数据,核算温室葡萄生产各环节的能量输入、能量输出和碳排放,对比分析不同海拔区域温室葡萄生产的能量利用效率、能量生产率、净能量、比能和碳足迹。【结果】甘肃温室葡萄生产的能量输入为273 862～434 421 MJ/hm²,能量输出为170 723～327 962 MJ/hm²,葡萄产量为14 460～27 793 kg/hm²,属于高投入高产出型。甘肃温室葡萄生产的能量利用效率为0.45～1.13,能量生产率为0.038～0.096 kg/MJ,净能量为-263 798～2 496 MJ/hm²,比能为13.51～44.85 MJ/kg;直接能量投入和可再生能量投入占比低,间接能量投入和不可再生能量投入占比高。单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为32 959～55 075 kg/hm²和1.59～5.70 kg/kg,碳足迹很大程度上来源于氮肥的投入,其占比达45.5%～62.4%。不同区域相比,天祝县哈溪镇温室葡萄生产的能量输入低,能量输出和产量较高,能量利用效率和能量生产率也较高,净能量最大且为正值,比能最小,单位面积碳足迹和单位产量碳足迹均最小;天祝县华藏寺镇能量利用指标最差,碳足迹最大。【结论】甘肃温室葡萄生产的能量利用效率较低,碳足迹较高,能量利用效率的提高和碳足迹的降低空间均较大。因此应采取降低氮肥使用量、优化氮肥与有机肥配比等科学合理的管理措施,提高甘肃温室葡萄生产的能量利用效率,降低碳足迹,改善其环境效应。     

小黑麦在高寒地区的适应性

对3个小黑麦品种在高寒牧区不同生育时期生理指标和生物量进行了测定,结果表明:品种83P–91的综合性状最优,具有丰产栽培推广价值。其最大生长速率为2.34 cm/d,茎叶比为1.2~8,分蘖数为3.3,单穗重量1.48 g,鲜草产量4 642 g/m2,抽穗期上、中下部叶片平均光合速率(Pn)为9.4CO2 mg/(dm2·h),蒸腾速率(Tr)158 H2O mg/(dm2·h),水分利用率67.3 mg/g,气孔阻抗(SR)为2.0 cm/s。     

山东省土地利用变化的生态系统服务交叉敏感性评价

为解决土地利用变化所引起的生态环境质量下降问题,基于山东省2009年、2015年和2020年3期土地利用变更调查数据,采用改进的交叉敏感性系数,系统分析土地利用变化的生态系统服务交叉敏感性。结果表明:1)2009—2020年,山东省土地利用变化明显,尤其是农田、森林和建设用地之间的转换;2)山东省生态服务价值先小幅下降,后大幅度升高,生态环境呈良好发展趋势,但生态服务价值的空间分布区域差异较大;3)山东省土地利用变化的生态系统服务交叉敏感性受城镇扩张和退耕还林、还湿等相关政策的影响较大,2009—2015年,水域、森林、农田向建设用地的转换均较为敏感;2015—2020年,农田向森林和水域转换较为敏感。山东省应统筹考虑城乡发展、生态保护和粮食安全,结合“碳达峰、碳中和”目标,制定符合实际的土地利用政策措施,构建生态安全格局,优化国土空间。     

土地利用变化对张掖市生态系统服务价值的影响

利用1987年、2000年和2009年三期土地利用数据,评估了土地利用变化对甘肃省张掖市生态系统服务价值的影响.结果表明:在整个研究期内,土地利用结构整体变化显著,在1987～2000年间,林地、草地、湿地和水域面积减少,年变化率分别为-4.16%、-3.73%、-4.29%和-2.24%;耕地和荒漠面积增加,年变化率分别为0.82%和0.79%;在2000～2009年间,林地、草地、湿地面积呈增加趋势,年变化率分别为5.79%、5.84%和3.66%;耕地、荒漠和水域的面积在减少,年变化率分别为-0.28%、-0.39%和-3.92%.生态系统服务的静态总价值在整个研究期呈现先减少后增加的趋势,在1987～2000年间,减少了116 570.8万元,在2000～2009年间,增加了39 393.5万元;林地、草地和湿地生态系统价值的增减是导致相应总价值增减的主要原因.基于发展阶段系数和资源紧缺度的生态价值动态估算方法,估算张掖市1987年、2000年和2009年的生态系统服务的动态总价值分别为136 734.8万元、190 341.7万元和171 348.9万元,动态生态价值的研究对指导干旱地区生态保护和水资源合理配置具有重要的实际应用价值.     

Trophic cascades in a formerly cod-dominated ecosystem

Removal of top predators from ecosystems can result in cascading effects through the trophic levels below, completely restructuring the food web. Cascades have been observed in small-scale or simple food webs, but not in large, complex, open-ocean ecosystems. Using data spanning many decades from a once cod-dominated northwest Atlantic ecosystem, we demonstrate a trophic cascade in a large marine ecosystem. Several cod stocks in other geographic areas have also collapsed without recovery, suggesting the existence of trophic cascades in these systems.     

岩溶环境下牧草光合速率日动态和水分利用效率研究

在晴天条件下,研究了菊苣、类玉米、木豆3种牧草在岩溶区和红壤区的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率,结果表明:菊苣在岩溶区和红壤区的日均净光合速率分别为12.40μmol/(m2.s)和11.60μmol/(m2.s),类玉米为27.98μmol/(m2.s)和18.99μmol/(m2.s),木豆为17.01μmol/(m2.s)和13.98μmol/(m2.s);岩溶区和红壤区,类玉米的日均蒸腾速率都小于菊苣和木豆,类玉米属于高光合、低蒸腾型,相比较而言,菊苣和木豆则属于低光合、高蒸腾型,就水分利用效率来说,岩溶区和红壤区的类玉米都显著高于菊苣、木豆;岩溶区3种牧草的日均光合速率为19.13μmol/(m2.s),红壤区为14.86μmol/(m2.s);岩溶区的日均蒸腾速率为7.45 mol/(m2.s),红壤区为5.65 mol/(m2.s);岩溶区日均水分利用效率低于红壤区。