基于3S的呼和浩特市土地利用变化及其生态效应

在3S技术及相关模型支持下,对呼和浩特市1987—2004年土地利用变化及其生态效应进行了研究。结果表明,草地和耕地是呼和浩特市的主要土地利用类型。研究期间耕地和建设用地面积有所增加,其他土地利用类型面积有不同程度的减少。耕地的拓展及植被的恢复是研究区土地利用方式改变的两大主要方向。1987—2004年,呼和浩特市生态环境综合指数由0.401增加到0.408,生态环境质量有所改善。造林种草是改善生态环境质量最主要的驱动因子,其贡献率为25.30%。拓展耕地是恶化生态环境最主要的驱动因子,其贡献率为20.50%。研究区生态环境质量变化的空间差异显著,清水河县生态环境改善速度最快,主要驱动因子为退耕还林还草,其贡献率达57.89%。武川县生态环境恶化速度最快,主要驱动因子为耕地拓展,其贡献率为62.15%。     

面向土地整治的耕地质量评价优化

探讨面向土地整治的耕地质量评价方法和指标体系,进行土地整治成效分析,是当前土地整治的现实需求.借鉴已有耕地质量评价相关成果,从地学特征、土壤特性、耕作条件、健康状况和生物特性等五个方面改进评价方法和指标体系.以河南省温县土地整治工程进行实证研究,采用综合算法,其中耕地地形特征、土壤性状和耕作条件指数采用加权求和法,健康状况系数和生物特性系数利用“1+X”模型,将耕地质量划分为5个等级,评价项目区土地整治前和整治后耕地质量指数的变化.结果表明:相较于《农用地质量分等规程》,新的耕地质量评价体系应用于土地整治工程实施前后耕地质量评价具有一定的优势,可以更精确地分析土地整治成效.研究结果可为面向土地整治的耕地质量评价工作提供一定参考.     

云南省土地生态敏感性评价

敏感性评价是分析区域生态环境稳定性的主要方法之一.为了促进土地生态环境建设与保护,实施宏观规划和管理,利用2003年生态环境现状调查资料和相关研究成果,在GIS空间分析技术支持下,从土壤侵蚀、石漠化、生物多样性、地质灾害、水环境5个方面,对云南省土地生态敏感性开展了单要素评价和综合评价.研究结果表明:云南省土地生态环境中度敏感地区和高度敏感地区面积较大,分别占总土地面积的36.67%和46.93%,不敏感地区占10.15%,极敏感地区占的份额最小,只占6.25%.从区域分布来看,中度敏感类型区在全省各个地区均有分布,高度敏感的地区主要分布在滇东北、滇西北以及滇西的部分地区.     

区域土地整理生态环境评价及其时空配置

土地整理生态环境评价及其时空配置是进行区域土地整理的科学基础.文中以山东省青州市为例,在深入分析土地整理特点和青州市自然社会条件的基础上,构建了土地整理生态环境评价指标体系和评价模型;运用综合指数法和GIS技术取得各评价单元综合得分,在此基础上进行了区域土地整理时空配置.结果表明,青州市耕地和未利用地共1 446 km²,近期土地生态环境整理区主要分布于平原区的西北部,占耕地和未利用地总面积的15.35%,中期整理区分布于平原区的西北部和中部,占13.58%,远期整理区分布在平原区的北部,40.71%,不整理区分布于丘陵区,占30.36%.研究结果可为青州土地整理规划和实施提供科学依据.     

基于RS和GIS的科尔沁沙地南缘章古台地区土地利用变化及其驱动力

利用遥感影像,借助于GIS技术以及数理统计方法,对章古台地区近20年间土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明:1988-2009年间,章古台地区土地利用构成以耕地和林地为主;土地利用类型变化以林地、耕地和建设用地面积的增加和草地、水域及未利用土地面积的减少为特征,其中,草地、建设用地和未利用土地的年变化率大于其他土地利用类型;土地利用程度综合指数由1988年的235.34增至2009年的251.65;土地类型间的转化以草地、未利用土地向林地、耕地转化和耕地与林地间转化为主,占总转化面积的95.58%。章古台地区土地利用变化受人口、政策和自然因素的综合影响,虽然自然因素是决定土地利用变化的重要因素,但在20年的时间尺度上,人口增长和政策引导则是加剧这种变化的主导因素。     

乡镇耕地整理对耕地景观破碎度的影响研究

耕地整理是社会经济发展到一定阶段,对耕地利用由粗放型向集约型转变的客观要求,是当前和今后相当长时期我国土地整理的主要内容.全国各地尤其是经济发达地区的耕地整理工作开展迅速,但由于目前我国耕地整理尚处于初级阶段,大多数地区耕地整理的主要目标和基本动力仍是增加耕地数量,实践中往往偏重耕地整理的经济效益,而耕地景观保护则未引起足够重视.本文以桐乡市3个乡镇为研究对象,以土地生产率、土地利用率和投资能力作为评价因素,采用综合评分法对耕地整理强度进行分级;在ARCINFO 和ERDAS地理信息系统软件支持下,运用景观破碎度指数、斑块数量、斑块密度等分析了耕地整理对耕地景观破碎度的影响及景观破碎度和整理强度的相互关系.结果表明,耕地整理使得耕地景观破碎度升高,耕地被分割、破碎的程度加剧;随着整理强度的增加,耕地景观破碎化程度相应增加.因此,在开展耕地整理时,必须遵循可持续发展的基本原理,注重耕地景观保护,朝着生态环境保育型土地整理方向发展.     

基于耕地生态足迹的重庆市耕地生态承载力供需平衡研究

以耕地生态承载力供需关系为切入点,应用耕地生态足迹模型和GIS方法,在修正了Wackernagel提出的耕地产量因子的基础上,构建耕地生态承载力供需平衡指数,以2009年为例,对重庆市的耕地生态承载力供需平衡状况进行了系统的评价.结果表明:(1)重庆市耕地生态承载力供需空间分布表现出较为明显的不平衡性,总体上从东到西呈现出从富裕到严重超载的空间分布态势,且耕地生态超载区与主城区分布具有较好的吻合性;(2)就县(区)数量而言,重庆市耕地生态赤字区最大,其次是耕地生态盈余区和耕地生态平衡区;就人口数量而言,同样是耕地生态赤字区最大,其次是耕地生态平衡区和耕地生态盈余区;就土地面积而言,耕地生态盈余区最大,其次是耕地生态平衡区,耕地生态赤字区面积最小.重庆市约3/5的人口分布在约4/5表现为耕地生态平衡或盈余的土地面积上,而约2/5的人口集中分布在约1/5表现为耕地生态赤字的土地面积上.可为重庆市的区域耕地生态安全预警、土地利用总体规划以及区域可持续发展提供科学依据和决策支持.     

海南岛生态环境脆弱性评价

基于SOPAC和UNEP所建立的环境脆弱性评价方法,从风险、抵抗力、损害与退化3个方面构建了指标体系和综合指数,对海南岛生态环境脆弱性进行了评价.结果表明：海南岛的生态环境风险处于中等水平,其风险主要源于高强度的人类活动,包括强化农业、大众旅游业、采矿业以及岛上居民和游客所排放的大量固体废弃物等;较大的土地面积、较大的海拔变化幅度、完整的地理板块及丰富的生境类型等自然地理特征,赋予了海南岛较强的生态环境风险抵抗力,但受历史上人为和自然风险的累积影响,海南岛生态系统的损害与退化已较为严重,主要体现在土地退化和生物多样性的丧失等方面;综合考虑风险、抵抗力和损害与退化三方面因素,海南岛生态环境综合脆弱性处于中等水平,部分指标表现出很低的脆弱性,但另一些指标却表现出很高的脆弱性.     

基于PSR模型的耕地生态安全物元分析评价

耕地生态安全评价是改善农田生态系统安全状况、促进耕地可持续利用的重要基础。针对多数综合评价研究中存在信息屏蔽和主观性的问题,在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于压力-状态-响应(PSR)模型的评价指标体系,采用物元分析方法和改进的熵值法对我国耕地生态安全进行评价。研究结果表明:(1)1996-2010年我国耕地生态安全水平不断提高,安全等级经历了"临界安全-较安全"的演变历程,但2010年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、单位耕地农药负荷、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素。为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度。基于PSR模型的评价指标体系能更准确地反映农田生态系统各要素之间的关系,物元分析方法可以揭示单个评价指标的分异信息和综合评价结果的中间信息、挖掘耕地生态安全存在的具体问题,适合用于耕地生态安全的评价。     

旅游生态安全约束下张家界市土地利用优化

土地利用多以经济、社会和生态效益最大化为目标进行数量结构优化,很少对旅游生态安全约束下的土地利用进行空间结构优化,鉴于此,为提高旅游城市土地利用综合效益和改善生态环境,在旅游生态安全约束下,不仅对土地利用数量结构进行优化,而且实现了土地利用空间结构优化。以典型旅游城市张家界为例,构建旅游生态安全评价指标体系,运用灰色线性规划法中的Lingo模型求取旅游生态安全约束下的最优土地利用结构,并根据分布规则把优化后的数量结构配置在空间上,借助CLUE-S模型进行土地利用空间优化。结果表明:(1)2015年旅游生态安全综合指数为0.7394,旅游环境状况和旅游人文社会响应的安全度均比旅游资源环境压力低。(2)在数量结构优化下,林地、水域、建设用地面积增幅明显,耕地、草地和未利用地的面积有所减少,2025年旅游生态安全综合指数为0.8196,比2015年提高了0.0802,处于安全的状态。(3)在空间结构优化下,林地主要分布在桑植县和慈利县的山地丘陵区、武陵源区以及永定区南部;建设用地主要集中在慈利县、桑植县及永定区城区;草地主要位于桑植县和慈利县的山区以及武陵源区;耕地主要分布在慈利县和永定区的平原和丘陵地区;未利用地零星分布在慈利县、桑植县及永定区。研究结果可为张家界市土地资源永续利用和旅游生态安全建设提供规划指导和技术借鉴。     

苏南典型城镇耕地景观动态变化及其影响因素

基于高分辨率遥感影像获得3期土地利用数据,引入景观动态度和缩减强度指数分析了辛庄镇各村水田景观减少的速度和强度;利用转移矩阵和GIS地图叠加方法分析了辛庄镇水田景观变化的时空特征;应用冗余分析方法,直观地展现了主要的水田转变方式与各影响因子的定量关系。结果表明:1991-2009年间,研究区水田景观面积比例减少了30.5%,且呈加速下降趋势;各村水田景观缩减的规模、速度和强度差异明显;减少的水田主要被工业用地、鱼塘和居住用地占用,且这种现象集中发生在主要道路与河流周围。社会经济因子和区位因子对水田变化的空间差异具有很好的解释作用,且各因子对解释不同时段水田变化的空间分异的贡献率差异显著。     

Plant Growth Analysis: Growth and Yield Component Responses to Population Density in Forage Maize

Forage maize (Zea mays L.) was grown in monocultures at populationdensities ranging from 4·9 to 11·1 plants m^–2.Data for plant growth analysis were obtained from six harvestscarried out from 21 to 115 d after planting. Conventional plantgrowth analysis indicated that improvements in forage productivityper unit land area by high population density resulted directlyfrom increased plant presence. Reduction in dry weight per shootat high population density was associated with reduced unitleaf rate. Leaf area ratio was little affected, which may implythat competition for soil nutrients or oxygen was the chiefcause of plant interference. Yield component analysis demonstratedthe increasing importance of population density treatments asa source of variation as growth progressed. Direct relationshipsbetween variation in yield per plant and variation in two yieldcomponents, stem diameter and the inverse of leaf area ratio,were demonstrated. Both conventional plant growth analysis andyield component analysis indicated complex physiological andmorphological adjustments to species population density. Plant growth analysis, yield component analysis, Zea mays L     

江苏省太湖流域产业结构的水环境污染效应

通过研究太湖流域(江苏部分)的产业结构污染负荷和水环境的空间分布特点,得出了产业结构污染负荷的水环境空间响应状况.根据小流域划分技术,得出该区域水环境质量空间分布特点:劣于Ⅴ类水质的区域占32％,Ⅴ类水质的占30％,仅有27％的区域水质低于Ⅳ类.另一方面,对应水环境质量空间分布研究,构建了综合反映产业结构水环境污染负荷的经济社会指标体系,分析了流域农田污染因子和工业污染因子的空间分布特点.通过主成分分析,提取了水环境污染因素的四个主成分,分别为土地利用强度、三次产业结构、农业面源和工业点源.基于主成分载荷,解析了四个水环境污染因素的贡献率.在产业结构方面,研究得出工业化仍是区域水环境污染最大影响因素,但区域水环境恶化是各种因素共同交织的结果.又对工业点源污染和农业面源污染等级进行分区,对各区的空间分布特点做了详细的分析.研究了流域水环境综合污染的空间分布和市县区域分解特点,发现县级市比市区在产业发展上对水环境影响更大,主要是由于县级市工业发展相对较为粗放,水环境监管的区域差异性.为控制流域产业结构的水环境污染,综合提出了在流域内整合产业结构调整和产业优化布局,调整重污染工业结构和控制农业面源污染的对策,及相应的产业结构污染负荷区域差别化削减的建议.     

鄱阳湖生态经济区生态系统服务价值预测与驱动力

鄱阳湖生态经济区是我国第一个上升到国家战略的生态经济区。利用鄱阳湖生态经济区2004、2008、2012、2016年的MODIS数据,获得4个对应期的土地利用/覆盖数据,参照修订的单位面积生态系统服务价值当量表与灰色GM(1,1)模型,预测了2016-2024年(间隔2 a)的生态系统服务价值数据,并对引起生态服系统务价值变化的驱动力进行了分析。结果表明,鄱阳湖生态经济区在2004-2016年间,草地、建设用地和未利用地面积增加,耕地、林地、水域面积减少,但2016-2024年的预测值变化率仅为-0.17%,表明该研究区生态系统服务价值即将进入一个相对稳定的状态;驱动力分析表明,人为综合干扰在空间分布上以中等影响强度干扰为主,城镇化率是区域总生态系统服务价值降低的首要驱动力,其次分别为非农业人口、人口密度、第一产业GDP、第二产业GDP、固定资产投资额、总GDP及第三产业GDP。建议加强土地利用规划与调控,控制城镇化建设用地扩展,调整产业结构、降低污染,促进鄱阳湖生态经济区总生态系统服务价值的提升。     

Maintenance cost, toppling risk and size of trees in a self-thinning stand

Wind routinely topples trees during storms, and the likelihood that a tree is toppled depends critically on its allometry. Yet none of the existing theories to explain tree allometry consider wind drag on tree canopies. Since leaf area index in crowded, self-thinning stands is independent of stand density, the drag force per unit land can also be assumed to be independent of stand density, with only canopy height influencing the total toppling moment. Tree stem dimensions and the self-thinning biomass can then be computed by further assuming that the risk of toppling over and stem maintenance per unit land area are independent of stand density, and that stem maintenance cost is a linear function of stem surface area and sapwood volume. These assumptions provide a novel way to understand tree allometry and lead to a self-thinning line relating tree biomass and stand density with a power between −3/2 and −2/3 depending on the ratio of maintenance of sapwood and stem surface.     

近30年淀山湖地区生态系统服务价值对土地利用变化的响应

水源是区域和城市发展的重要保障,研究其生态系统服务的变化及其影响因素对水源跨区域联防联治有重要意义。利用淀山湖地区1984、1993、2006和2014年的遥感影像,通过修正生态系统服务价值当量因子,基于GIS空间分析技术对淀山湖地区1984—1993年、1993—2006年、2006—2014年土地利用变化及生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)进行了分析。结果表明,淀山湖地区林地面积和建筑用地面总体呈增加趋势,而耕地面积和水体面积呈下降趋势。ESV结果显示,1984—2014期间水体ESV减少了2.15亿元,耕地的ESV减少了2.41亿元,林地的ESV增加了2.50亿元。各土地利用类型ESV敏感性指数均小于1,说明研究区生态系统服务价值是缺乏弹性的。在乡镇尺度,仅朱家角镇和锦溪镇ESV呈现净增长;在省市级尺度,江苏省境内的总土地单位面积ESV减少,而上海市境内的总土地单位面积ESV增加。驱动力分析表明,自然因素和社会经济因素均对ESV有影响,人口密度、区域总产值与ESV存在显著相关性。可见,土地利用方式的改变显著影响生态系统服务价值,合理的土地利用将有利于提高总土地单位面积生态系统服务价值。     

基于开发区规划环评的土地资源承载力评价

土地资源承载力评价是规划环境影响评价的重点,是决定规划是否可以实施的重要依据.基于地理信息系统技术的空间分析功能,选取高程、坡度、土地利用现状、距居民点距离、距主要交通道路距离和距环境敏感区距离作为敏感因子,综合评价了漳州招商局经济技术开发区生态敏感性程度及其空间分布状况,并将评价结果与用地布局规划图叠加进行生态适宜性分析.结果表明： 研究区84.0%的居住用地、93.1%的工业用地、86.0%的交通用地和760%的其他建设用地处于非敏感区和一般敏感区,用地规划实施总体上对区域陆域生态环境造成的影响较小,规划区内土地资源可以满足规划用地需求.以生态用地为约束条件进行人口承载力评价的结果表明,高度敏感区和60%的中度敏感区可视为生态用地,开发区规划期内人口规模为24.0万,区域人均用地可达134.0 m2,该人口规划规模适宜,符合相关建设用地标准.     

Microgeographical variation in shell size of the land snail Chondrina clienta

Microgeographical variation in shell morphology of the rock-dwelling land snail Chondrina clienta , collected from 30 sites within an area of 0.5 km² on the island of Öland, Sweden, was examined in relation to its own population density and that of a potential competitor (the land snail Balea perversa ) and to environmental factors. Dispersal of marked individuals averaged 83 cm per year within a stone pile and 291 cm in an area of exposed bedrock. Local population density of active C. clienta ranged from 5 to 794 individuals per m². Shell characters were highly intercorrelated, both within and between populations. Principal component analysis revealed that most of the interpopulational variation could be expressed by the single character of shell height, which ranged from 5.54 to 6.94 mm. In all populations, snails of a given size had the same whorl number. Shell size was not influenced by habitat type (exposed rock surface, stone pile or stone wall) or proportion of calcareous stones within habitat. It was, however, negatively correlated with local population density, indicating intraspecific competition, and positively correlated with the degree of plant cover within the habitat. Analysis of variance revealed additionally a density effect of B. perversa on shell size in C. clienta , probably as a result of interspecific competition. Breeding experiments using C. clienta from different sites and carried out under unifrom conditions caused most of the phenotypic variation to disappear, demonstrating the high phenotypic plasticity of the species.     

世界主要国家耕地动态变化及其影响因素

在世界人口持续攀升、全球耕地面积不断减少的背景下,探讨世界主要国家耕地变化其影响因素,对于分析预测未来世界耕地变化趋势、研究世界粮食安全具有积极意义。选择2050年人口过亿的17个国家和耕地面积排名前10的国家为研究对象,在分析1961—2007年耕地总量变化、人均耕地变化的基础上,探讨了耕地变化影响因素。研究结果表明,从20世纪60年代到2007年间的不同时期内,有越来越多的国家表现出耕地减少趋势,而人均耕地面积减少的国家个数高达90%以上。满足人口消费需求、城市化与经济发展是大多数国家耕地总量变化的主要动力;而人口快速增长、城市化则是导致许多国家人均耕地显著减少的重要原因。     

The effects of population density changes on ecosystem services value: A case study in Western Jilin,China

In recent decades, the semi-arid ecosystem of China's Western Jilin province has changed dramatically due to intensive human activities. This article simulated the population density in Western Jilin using a Kernel Density Estimation method and explored the influence of population density on both the value and structure of ecosystem services in various regions. The results showed that lower population density correlated with higher values of ecosystem services per unit area. Apart from food production value, the value of each type of ecosystem service per unit area decreased as population density increased, with the greatest change observed in the value of waste disposal and the lowest in the value of raw materials. Analysis of demographic change on the structure of ecosystem services value produced a Gourd Phenomenon. Sensitivity analysis showed that the sensitivity coefficient of farmland ecosystems was highest, followed by wetland ecosystems and water ecosystems. Therefore, we should restore farmland to grassland and wetland (with its associated rivers and lakes) when reconstructing the eco-environment in Western Jilin.