Spatial modeling of wind speed around windbreaks

This paper presents a model to integrate windbreak shelter effects into a Geographic Information System (GIS). The GIS procedure incorporates the 1999 version windbreak sub-model of the Wind Erosion Prediction System (WEPS). Windbreak shelter is modeled in terms of friction velocity reduction, which is a function of wind speed and direction, distance from the barrier, windbreak height, porosity, width, and orientation. A first application of the model was conducted at a study area with an extensive windbreak network in England (Thetford, East Anglia). Windbreak characteristics (windbreak type, height, width, porosity, and location) were recorded. Porosity was estimated from digitized B/W silhouettes. To evaluate the network effectiveness, a windbreak network shelter index (SI) was proposed in terms of average reduction of friction velocity over the area due to network shelter. The network was found to give good protection, but the windbreak distribution was not optimal in relation to the wind vector distribution.     

GIS技术在非点源污染研究中的应用进展

GIS技术在非点源污染研究中日益得到重视和广泛应用,基于GIS技术的非点源污染模型应用研究已成为非点源污染研究的热点。阐述了GIS在非点源污染研究中应用的必要性,对GIS在非点源污染应用的三个层次即建立空间数据库、提取模型参数和与模型的集成应用进行了介绍,并对今后研究方向进行了探讨。     

农业文化遗产保护: 生态农业发展的新契机*

农业发展在通过科学技术进步和土地集约化利用取得巨大成绩的同时,也造成了生态与环境问题的日益加剧。与之对应的是一些传统地区的传统农耕方式在适应气候变化、供给生态系统服务、保护环境、提供多种产品等方面具有独特的优势。人类逐渐认识到保护这些传统的农业技术以及重要的生物资源和独具特色的农业景观的重要性。经过近30年的实践和发展,中国生态农业发展进入瓶颈期。而农业文化遗产的保护,不仅为现代高效生态农业的发展保留了杰出的农业景观,维持了可恢复的生态系统,传承了高价值的传统知识和文化活动,同时也保存了具有全球重要意义的农业生物多样性,为现代高效生态农业的多功能发展提供了物质基础和技术支撑。最后本文从生产功能、生态功能及文化功能角度对生态农业多功能发展进行了初步探讨。     

Carbon sequestration potential of recommended management practices for paddy soils of China, 1980-2050

China's rice paddies, accounting for 19% of the world's total, play an important role in soil carbon (C) sequestration. In order to reduce uncertainties from upscaling spatial processes of the DeNitrification-DeComposition (DNDC) model for improving the understanding of C sequestration under recommended management practices (RMPs), we parameterized the DNDC model with a 1:1,000,000 polygonal soil database to estimate how RMPs influence potential C sequestration of the top 30 cm of Chinese paddy soils and to identify which management practices have the greatest potential to increase soil organic carbon (SOC) in these soils. These practices include reduced/no tillage, increasing crop residue return, and increasing manure applications. A baseline and eleven RMP scenarios were projected from 2009 to 2080, including traditional and conservation tillage, increasing crop residue return, increasing manure incorporation, and the combination of these practices. The results indicated that C sequestration potential under modeled RMPs increased compared to the baseline scenario, and varied greatly from 29.2 to 847.7 Tg C towards the end of the study period with an average rate of 0.7 to 20.2 Tg C yr^− 1. In general, increasing crop residue return was associated with higher rates of C sequestration when compared to increasing manure application or practicing conservation tillage. The simulations demonstrated that the most effective soil C sequestration strategy probably involves the implementation of a combination of RMPs, and that they vary by location.     

温度影响下的稻纵卷叶螟实验种群动态的系统动力学模拟

温度是影响稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis Guenee）发育、存活和繁殖的关键生态因子之一。研究温度与稻纵卷叶螟种群数量变动的关系,可为害虫种群的控制提供科学依据。本文根据稻纵卷叶螟在不同温度处理下（19.0℃,22.0℃,25.0℃,28.0℃,31.0℃）的实验种群生命表,利用系统动力学的相关理论和方法构建仿真模型,对稻纵卷叶螟实验种群的数量动态进行了模拟,在此基础上预测成虫的产卵量,并通过敏感性分析确定了成虫产卵的最适温度。结果显示,在初始卵量均为100标准粒的情况下,温度过高（〉25.0℃）不利于稻纵卷叶螟实验种群低龄幼虫的生存和发育,温度过低或过高均不利于实验种群后期的发育和繁殖;随着温度的上升,稻纵卷叶螟的存活率和生殖力迅速提高,温度为25.0℃时世代存活率、次代产卵量达到最高值,分别为19.67%和1488.4头;稻纵卷叶螟成虫的最高产卵量出现在24.9℃。研究表明了系统动力学模型在害虫种群发育动态及预测方面有着良好的应用潜力。     

基于生态足迹的传统农业地区可持续发展评价—— 以贵州省从江县为例

由于自然条件的限制和历史等原因,贵州省从江县至今还保持着比较完好的稻田养鱼传统农业生产方式,并形成了独具特色的农业文化遗产.为全面认识这一农业文化遗产的价值,并为其合理保护提供理论依据和科学基础,本文分析了从江县2007年的生态足迹及其构成,总结了传统农业地区的资源消耗特点以及传统农业在区域生态平衡、资源消耗、可持续发展等方面所起的重要作用.研究表明,从江县居民对食物和住房的需求很高,分别占总需求的45.9%和33.3%,导致从江县耕地和林地生态足迹构成生态足迹的主体部分;相比之下,从江县的化石能源地生态足迹仅占总生态足迹的3.0%,而由林地提供的主要燃料柴薪才是能源生态足迹的主体部分,这与资源消耗较高的工业化地区明显不同.资源的低消耗使得从江县可以维持在生态平衡状态,人均生态盈余为0.058 1 hm2.可见,传统农业通过影响人们的农业生产方式和生活消费模式,不仅对区域的生态平衡维持和文化传承起着重要作用,且对区域社会经济可持续发展有重要意义.     

虎跳峡风景区旅游信息系统规划探讨

在充分考虑了云南省迪庆州香格里拉虎跳峡风景区内复杂、多变、独特的地质地貌以及区域特点后,为该景区规划一套旅游信息系统,以便能够使虎跳峡旅游区管理部门及游客能准确、及时地了解到风景区的旅游信息;使管理部门能更方便地对风景区进行管理,对突发事件能够更及时地进行应对处理。     

小流域防护工程体系建设与可持续性评价——以黑牛河流域为例

工程防护体系建设是小流域可持续发展的主要措施之一。在详细分析黑牛河流域自然及水土流失概况的基础上,研究探讨了该流域水土保持防护工程体系建设,提出了水土保持防护工程体系的标准和设计规则,并对其防护体系进行了可持续性评价,认为该流域水土保持防护工程体系已初步建立,而且发挥作用,水土保持产业形成,生态经济农业可持续发展。     

基于GIS的喀斯特流域石漠化综合防治探讨——以贵州织金县洗马河流域为例

喀斯特石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下,人类不合理的社会经济活动,造成植被破坏、水土流失、岩石逐渐裸露、土地生产力衰退丧失的演变过程,严重制约了区域社会经济的可持续发展。洗马河流域是织金洞国家级重点风景名胜区核心主成部分,主要岩性为灰岩和白云岩,喀斯特十分发育,是典型的石漠化区域,占流域面积近70%,人地矛盾十分突出。项目通过GIS与遥感技术为手段,进行石漠化调查和防治工程的布置,从而达到对该流域的石漠化防治,挽救该区域人类生存条件、防治水土流失、对国家重点风景名胜区的保护,同时对其它喀斯特区域石漠化的综合防治起着示范作用。     

哈尼梯田生态系统森林土壤水源涵养功能分析

位于云南省哀牢山区红河南岸的红河哈尼稻作梯田系统是全球重要农业文化遗产之一,自上而下形成了垂直分布的“森林、村庄、梯田、河谷”四素同构的良性原始农业生态系统,使得该系统成功地抵御了多年的连续干旱。以哈尼梯田的核心区域撒马坝梯田上方的典型森林为对象,对其土壤水源涵养功能进行了系统分析和评价。结果表明,研究区平均土壤容重为1.09 g/cm³,总孔隙度为65.1%,非毛管孔隙度为18.7%,平均土壤蓄水容量达2 589 t/hm²,土壤滞留贮水量达739 t/hm²,表层土壤平均初渗率达13.57 mm/min,稳渗率达7.22 mm/min,充分说明了该区域的土壤水热交换条件和土壤渗透性都十分良好。与我国其他区域森林相比,哈尼梯田森林具有很高的土壤水源涵养能力,是其适应极端干旱气候的重要保障,其模式可为我国适应极端气候变化减少农业经济损失提供重要的经验借鉴。