基于不同种类生态安全的土地利用情景模拟

为解决中国城市化进程中日益严峻的生态和环境问题,合理确定未来土地利用结构和布局是关键,开展不同约束条件下的土地利用情景模拟研究对于科学规划和辅助决策具有重要意义。该文首先采用景观安全格局理论构建了曹妃甸新区综合生态安全格局,然后基于GIS和CA-Markov模型,提出了一种基于生态安全格局的土地利用情景模拟方法,并借助于2005年和2013年2期土地利用遥感解译图对曹妃甸新区生态安全格局保护与无生态保护2种土地利用情景下2021年的土地利用结构和布局进行了预测和模拟,结果显示,曹妃甸新区生态安全格局总面积为1 058.80km2,占区域总面积的53.53%,其中底线生态安全格局面积为312.67km2,占区域总面积的15.81%。生态安全格局保护情景下,底线生态安全格局范围内新增建设用地为0,且总生态安全格局范围内新增建设用地比无生态保护情景减少17.47km2。生态安全格局保护情景下,景观更趋于破碎化,景观的形状更趋复杂,建设用地与生态用地的分布更趋合理。该研究方法和结果可为区域城市规划和生态保护提供技术支撑和决策参考。     

河北典型样带土地利用生态安全格局研究

"河北雄安新区规划纲要"全文发布,提到要坚持生态保护优先,打造以"太行山脉—渤海湾"与"京南生态绿楔-拒马河-白洋淀"生态廊道,形成连山通海、南北交融的区域生态安全格局。鉴于此,本文参照陆地样带选取原则和依据,布设河北省典型样带,并利用MCR(minimum cumulative resistance)模型,以样带的林地、草地和湿地作为生态源地,人工表面作为城镇扩张源地,从土地内在属性和外在属性两方面,选取高程、土地景观类型、土壤类型、生态敏感性和生态系统服务价值等5方面指标,研究该样带土地利用生态安全格局。研究结果表明:河北省典型样带划定成:生态核心区、生态缓冲区、生态过渡区、生态可占区和生态治理区5个生态安全区。生态源地和城镇扩张源地空间格局分布具有明显的界限,均呈集中连片分布,但生态连通性较弱。生态核心区面积最小,为1 082.42km2,该样带自然保护区核心地带均位于样带的西北部;生态缓冲区面积最大,为6 943.63km2,位于样带的西北部和东部沿海,是连接上、中、下游的媒介,应在保护的基础上合理利用。生态过渡区面积为3 189.25 km2,是今后作为城乡建设后备用地开发建设重点区域,应合理规划;生态可占区分布在生态过渡区和生态治理区的过度地带,是目前城镇建设和经济发展的主要区域,面积为5 835.34 km2;生态治理区面积为1 710.70 km2,主要是生态脆弱区,也是未来进行生态恢复、生态产业发展的重点地区;以上3区交错分布于中部和东南部。综上,生态核心区和生态缓冲区应大规模植树造林;生态过渡区应严格控制向生态用地扩张;生态可占区应根据城市人口、经济等需求进行因地制宜开发;生态治理区应实施退耕还淀恢复淀泊水面,严守土壤环境安全底线,优化生态安全屏障体系。     

精准农业研究进展

阐述了精准农业的内涵、技术组成 ,介绍了国外精准农业研究进展及国内在精准农业应用方面的成就 ,并提出了我国精准农业的发展策略。     

基于雄安新区水源涵养的山水林田湖草综合治理措施构想

大清河流域是京津冀地区自太行山向海洋的最重要生态廊道,白洋淀为该生态廊道的咽喉。白洋淀及其组成水系和大中型水库共同起行洪和调蓄洪水之作用,不仅对保定市、雄安新区等城乡防灾减灾具有重要保障作用,而且承担和保障大清河流域生产、生活、生态供水之任务,因此,研究和探索流域国土空间规划,实施山水林田湖草综合治理,恢复流域调蓄水功能,对保障雄安新区规划与建设目标的实现具有重要意义。为此,运用文献研究、经验分析、工程类比等方法,在大清河流域自然与社会基础主要要素分析基础上,从流域的生态廊道地位和作用、水资源涵养功能及其产水能力、防洪减灾地位与作用3个方面分析大清河流域生态环境对雄安新区的保障作用,指出流域水资源问题是影响和制约雄安新区建设和发展的关键之一。概略地测算出大清河流域总降水量为264.11亿m3,其中,流域水资源(包括地表水和地下水)只有64.65亿m3,仅占总降水量的24.5%;其余大部分蒸发进入大气或通过地表径流而流入海洋或渗入地下转化为包气带水,说明大清河流域水源涵养功能很差。人类强烈活动对流域下垫面进行了过度改造,影响和破坏了流域的汇水、径流、渗水、含水等功能,是造成流域水源涵养功能下降的重要原因之一。针对流域水资源问题及其成因,提出了缓解雄安新区水资源供需矛盾和确保大清河流域生态安全的山水林田湖草综合治理措施构想,包括大清河流域国土空间治理体系宏观调控、地表水调蓄与地下水开采布局联合调整、结合土地整治的地表水治理等6项措施。     

基于地形梯度的冀西北间山盆地生态系统服务价值评估——以河北省怀来县为例

为从地形梯度上对怀来县生态系统服务价值进行评估,利用2003年、2013年土地动态度和DEM数据,定量分析了怀来县生态系统服务价值的空间分布及变化特征,并对怀来县敏感性指数进行了分析。结果表明:怀来县生态系统服务总价值在2003—2013年共增加了0.38亿元,其中园地和林地的生态系统服务价值分别增加了7 077.63万元、4 331.36万元,水域和耕地的生态系统服务价值分别减少4 190.84万元、3 292.74万元;生态系统服务价值在高程上呈南北高、中部低的分布趋势,生态系统服务价值在高程梯度上主要集中于600~900 m范围内,在坡度梯度上主要集中在15°~25°范围内;在单项生态系统服务价值中,水源涵养、废物处理和食物生产生态系统服务价值由于水域和耕地面积的减少而明显减少,共减少2 451.3万元;通过对怀来县各地类敏感性指数进行计算,得出的敏感性指数均小于1,说明怀来县生态系统服务价值(ESV)对于生态价值系数(VC)是缺乏弹性的,文章采用区域生态价值系数核算结果是可信的。     

精确农业研究进展

阐述了精确农业的内涵, 采用的基本技术及其功能, 介绍了国外精确农业研究进展及国内在精确农业应用方面的研究及运用概况, 提出了立足于我国国情的精确农业发展策略。     

黄骅市土壤保持价值年内动态特征

掌握不同生态系统类型土壤侵蚀和土壤保持量的年内动态变化,对于区域水土保持重点及时序安排具有积极的指导作用。本研究在GIS支持下,运用通用土壤流失方程(USLE)对河北省黄骅市不同生态系统年内土壤侵蚀与保持量进行计算,并利用市场价值法、机会成本法对各生态系统类型年内各月的土壤保持价值进行测算,研究黄骅市土壤保持价值年内动态特征。研究表明,黄骅市全年各月土壤保持价值分配不均,年内动态特征与土壤保持量的季节动态变化规律一致,8月达到最大峰值,1—3月、10月、12月价值均为零,5—8月呈增加趋势,5—9月土壤保持价值占全年土壤保持价值的82.47%。从各生态系统类型来看,草地8月的单位面积土壤保持价值最大,为128.87元·hm?2;水域9月的单位价值最小,为11.23元·hm?2。从土壤保持价值构成来看,年内各土壤保持功能单位面积贡献价值大小排序为:减少土壤养肥流失价值减少淤泥淤积价值减少废弃土地价值。研究区各生态系统类型的土壤保持价值具有明显随季节变化的规律,在雨季受暴雨等短期大量降水的影响,土壤潜在的侵蚀量增大,而生态系统的土壤保持功能和价值在此过程得以发挥作用。     

基于生态足迹的建设用地可持续容量测算——以冀东山地丘陵区为例

建设用地可持续利用水平关系着区域社会经济的可持续发展。本文基于生态足迹理论与方法,提出表征区域经济可持续发展所容纳建设用地的可持续容量和反映建设用地扩张程度的过度扩张系数两个概念,并以冀东山地丘陵区典型县卢龙县为例,测算了其满足可持续发展的建设用地容量,并探讨影响该区建设用地扩张的主要因素。结果表明:1997—2008年卢龙县人均生态足迹、承载力和生态赤字分别为1.766 7、0.538 1和1.2285 hm2,平均每年增长3.40%、1.73%和4.29%,表明生态足迹增长速度明显高于承载力的增长,生态经济系统发展面临着严峻形势;建设用地出现较大的生态盈余,历年平均为0.131 3 hm2,卢龙县一直处于不可持续发展状态,建设用地严重扩张。建设用地可持续容量近年来处于上升状态,但过度扩张系数大于2.20,建设用地供给远超过建设用地需求,建设用地存在较为严重的过度扩张现象;预测结果显示:2015年和2020年建设用地面积均小于现有建设用地规模,且分别不宜超过8 267和11 499 hm2。根据研究过程和思路分析建设用地扩张的影响因素,指出现阶段卢龙县建设用地扩张主要靠经济因素拉动。     

农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响

温室气体排放引起的全球气候变暖和平流层臭氧空洞已成为当前人们关注的环境问题之一。土壤碳库作为地表生态系统中最活跃的碳库之一,是甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等温室气体的重要释放源,也是重要的吸收汇。因此,寻找农田土壤系统碳管理的有效方法已经成为缓解温室效应的重要科学问题。西方发达国家已将固碳农业作为环境管理的重要导向,应用颗粒分组13CNMR或CPMAS-NMR技术对土壤碳固定的机制研究指出微团聚体与矿物-粘粒复合体的相互作用是土壤有机碳稳定存在的主要方式,揭示了土壤有机碳的腐殖质转化及其与土壤矿物、金属氧化物结合的微观水平,且从土壤物理结构、化学组成和生物学特性等多学科交叉研究土壤有机碳的固定机理及其稳定机制。长期传统的土地利用方式和管理措施所导致的土壤有机碳含量、密度及垂直分布的变化是造成土壤碳库损失的主要原因,为了增加农业生态系统土壤有机碳的含量,土地利用方式和农业管理措施应该从增加有机碳输入量和减少有机碳矿化两方面着手,加强对农业土壤固碳潜力和土壤碳库稳定性影响因素的多角度研究。