颗石藻自动鉴定系统及其古海洋学应用——以南海MD05-2901柱状样研究为例

颗石藻自动鉴定系统SYRACO(Système de Reconnaissance Automatique de Coccolithes)是一种通过人工智能神经网络自动识别颗石藻种类并统计数量的工具软件。该软件能够快速可靠识别观察视域中的所有颗石个体,大幅度提高工作效率并弥补了在颗石藻属种鉴定过程中的人为误差。经过训练的SYRACO系统可以鉴定第四纪以来14个主要颗石藻属种,适用于第四纪以来的古环境研究。作者使用SYRACO自动鉴定系统对南海MD05-2901柱状样进行颗石藻属种鉴定,同时获得了Florisphaera profunda,Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa oceani-ca等主要属种含量信息。将结果与先前人工统计数据对比表明二者具有很好的一致性,证明其在古海洋学研究中的应用价值。     

真光层深度的遥感反演及其在富营养化评价中的应用

真光层深度直接影响水体中浮游植物的分布和初级生产力以及水体生态环境,是水生态研究的一个重要参数.利用2006年10月24日～11月2日太湖水下实测光谱数据和光合有效辐射(PAR)数据,通过数据的处理和分析,尝试建立真光层深度与水面以下遥感反射率的关系模型,并利用真光层深度与透明度的关系,建立水体富营养化真光层深度评价模型.研究结果表明:真光层深度与归一化遥感反射率具有很好的相关性;选用特定波段的归一化反射率作为变量,建立两者的关系模型能较好的反演真光层深度,所建立的模型算法中,指数模型拟合方程的综合效果好于其他模型,波段比值算法反演精度要好于单波段算法;利用利用真光层深度进行富营养化评价具有一定的应用价值,利用该模型对太湖水体进行富营养化评价,得出太湖西部湖区大部分已富营养化,东部湖区处于中营养化和轻度富营养化状态.     

基于能值改进的开放系统生态足迹模型及其应用——以深圳市为例

对生态经济复合系统综合评价是实现区域可持续发展首先要面对的科学问题.针对传统生态足迹模型的系统封闭性和空间互斥性等不合理假设,利用从系统论出发并具有基于流量算法优点的能值分析理论,对传统生态足迹模型加以改进,同时将人类劳务纳入系统评价.改进后的模型仍然从供给与需求角度分析区域消费足迹与承载力,强调区域资源进出口,分析开放系统条件下区域发展状况,并将人类的作用纳入可持续发展评价范畴.以深圳市2006年发展状况为例对改进模型进行实证分析.计算结果显示:研究区域具有48.08ghm2的人均潜在生态承载力;在生物生产账户上存在3.60ghm2的人均生态赤字,需进口来弥补,而在工业产品账户上3.14ghm2的人均盈余,可供出口;具有约4.87ghm2的人均净承载力出口,为其他区域的发展做出了贡献;人力资源是深圳市可持续发展的重要保障,至少提供相当5.20ghm2的人均生态承载力;发展高新技术产业、低能耗的清洁工业,产出高能值转换率的产品,实现区域本地产品在能量系统等级的提升,是提升本地承载力的现实途径.结果表明,改进后模型突破了传统生态足迹模型偏生态的弱可持续性评价局限,成为综合反映区域生态经济发展状况的可持续性评价模型.     

旅游废弃物生态影响评价——以九寨沟、黄山风景区为例

从旅游生态系统物质与能量循环的特点出发,提出旅游废弃物的概念,构建基于生态足迹的旅游废弃物生态影响评价模型,并以九寨沟、黄山风景区为例进行实证比较研究.研究结果表明:(1)2004年九寨沟旅游废弃物生态足迹总量为46960.5678hm2,是黄山总量22331.4490hm2的2.1倍,人均0.024560966hm2是黄山人均0.01394088 hm2的1.76倍.(2)显性生态因子的废水、粪便、固体垃圾、废弃物处理设施的生态足迹很小,4类合计仅占总量的0.16%(九寨沟)与0.3%(黄山),而隐性生态因子CO2排放的生态足迹则占总量的99.84%(九寨沟)与99.70%(黄山).(3)2004年九寨沟与黄山旅游业的CO2排放量分别高达309455.66t与146947.84t,游客人均CO2排放量分别为161.85kg、91.74kg,旅游业的CO2排放对全球气候变化与生态影响的特征明显.(4)旅游废弃物生态足迹中游客占1%,居民占0.26%,而相关企业(交通、饭店)占98.74%.(5)旅游废弃物对九寨沟风景区、成都-九寨沟沿途区域、成都—九寨沟沿途区域以外地区不同空间尺度的生态影响分别为1.26%、34.8%、63.94%;对黄山风景区、黄山市区域、黄山市区域以外地区的生态影响分别为14.6%、31.97%、53.43%.(6)2004年九寨沟、黄山旅游业的生态效率分别为2.53kgCO2-e/US$、1.67kgCO2-e/US$,生态效率值偏大,对生态环境的影响深远.(7)由于风景区规模、性质、游客构成以及游客选择交通工具的差异,旅游废弃物对不同旅游地生态影响的程度与方向不同,而降低游客规模、缩短旅行距离、减少飞机旅行方式等是降低旅游废弃物生态影响的关键.     

经济快速增长区城市用地空间扩展对生态安全的影响

目前我国正处于经济快速发展、城市化进程加快阶段,承受着生态环境恶化的巨大压力,大多数城市已为环境污染、空间拥挤、绿化率低、秩序混乱等严重的城市问题所困扰.昆山市作为我国经济发展最为活跃的地区之一,其城市化过程与生态环境安全之间的矛盾更为突出.在总结国内外生态安全和城市生态研究的基础上,分析城市用地扩展对城市生态安全产生的影响.昆山市城市用地空间扩张经历了缓慢发展期(1949～1977年)、老城区改造期(1977～1985年)、新区开发期(1985～1999年)和快速扩展期(1999年至今)4个阶段,针对城市土地利用变化特征及其城市土地利用存在的问题,对昆山市城市用地空间扩展进程和模式及扩展的主要特征方面进行剖析.从城市废水、废气和固废排放量几个方面分析了昆山城市用地空间扩展过程中生态环境变化情况,指出高速工业化、城市化过程,快速增长的经济可能威胁到昆山城市的生态安全.同时建立城市生态安全评价模式,构建城市生态安全评价的指标体系,探讨城市生态安全评价的方法,评价了昆山市1985～2004年的城市生态安全,最后对昆山市未来城市生态安全进行预警.为维护昆山市的生态安全,实现可持续发展提供科学依据.     

生态建设补偿的定量标准——以南水北调东线水源地保护区一期生态建设工程为例

生态补偿标准的确定是生态补偿机制建立的重点和难点.以南水北调东线水源地保护一期生态建设工程的补偿为例,探讨生态建设的补偿标准.从工程投资和机会成本的角度分析生态建设的总成本为1.46亿元/年,通过生态系统服务价值评价并结合专家咨询赋权,计算出生态建设工程成功实施后,建设区域所增加的生态服务效益为0.83亿元/年,外部区域所增加的生态服务效益为2.13亿元/年;综合生态建设成本和生态效益,提出了根据生态服务效益分担生态建设成本的补偿标准分析思路,并由此计算得到外部区域对建设区域的补偿标准为1.11亿元/年.     

生态足迹模型在区域旅游可持续发展评价中的改进

改进了基于生态足迹的区域旅游可持续发展评价模型,提出了可转移生态足迹、不可转移生态足迹和根生态赤字/盈余的概念。改进模型减小了由于贸易因素而导致区域旅游可持续发展评价结果的偏差。不可转移生态足迹反映了旅游区域承受人类活动产生的环境影响压力的真实情况,而可转移生态足迹对本地旅游可持续发展影响不大。旅游目的地不可转移生态足迹由居民不可转移生态足迹与旅游者不可转移生态足迹组成。通过研究根生态赤字/盈余来判断旅游发展的规模是否处于合理状态。以张家界市为实证研究对象,研究结果表明：张家界市2006年居民不可转移生态足迹为190.05万hm^2,旅游者不可转移生态足迹为22.10万hm^2,生态赤字为94.45万hm^2,根生态盈余为7.62万hm^2,反映出2006年张家界旅游发展规模合理。     

凉山山系小熊猫(Ailurus fulgens)分布区景观格局

根据2000～2001年对凉山山系主山脊7个县小熊猫野外分布调查数据,利用“3S”技术对凉山山系小熊猫分布区进行了确定,估算出分布区面积为219055hm^2,占山系研究区域面积17．8％。利用景观空间格局定量化分析软件FRAGSTATS,分析了小熊猫分布区景观格局的组成、各类型斑块特征、不同类型斑块间空间分布关系。结果表明,栖息地景观边缘褶皱程度低,趋于平整,景观丰富度大;森林斑块间的结构连通性较好,各类型斑块聚集度较高。小熊猫生境内部破碎化程度较低,森林结构连接程度高,有适宜生境面积为160249．5hm^2,占分布区面积的73．15％,生境中存在3个脆弱区域,特别是美姑-峨边公路通过的椅子垭口区域需要引起极大的关注。     

长江口及毗邻海域沉积物生态环境质量评价

采用地质累积指数法、潜在生态危害指数法和生物效应浓度法3种方法,考虑河口的水动力过程、沉积物分布和盐度影响,把长江口及毗邻海域划分为7个区域进行沉积物生态环境质量评价.结果表明,3种方法评价结果基本一致,长江口及毗邻海域的底质生态环境均受到重金属不同程度的污染,属于中低度污染,口外区和舟山海区的沉积物质量较好,口门、最大浑浊带和杭州湾的沉积物质量较差.用同期的底栖动物群落结构参数进行验证,生态响应明显.     

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.