城市景观生态风险评估框架与实践——以北京天坛地区为例

当前，城市景观生态风险研究缺少科学合理、方便实用的评估框架。作者基于景观生态风险评估基本范式，明确了城市景观生态服务价值的测算方法，分析了引起生态损害的自然因素和人类活动因素，形成了城市景观生态风险评估的技术框架和参数体系；继而以北京天坛地区为研究区，开展了典型城市景观生态风险的定量评估。结果表明：（1）天坛地区景观生态价值总量约为2.41亿元。区域的历史文化价值最高，教育和美学景观价值紧随其后。（2）城市景观生态受损概率呈现"北高南低"的空间分布格局。生态受损概率的高值区面积占整个区域总面积的22.2%，主要分布在珠市口、磁器口和崇文门附近区域。（3）城市景观生态风险呈现"北低南高"的空间分布格局。高风险区主要分布在天坛公园内的文物建筑周边。本研究提供了一个可参考的城市景观生态风险评估应用框架，对生态风险评估中的不确定性进行了讨论，研究针对天坛案例区的具体结论有助于城市管理者避免潜在的风险。     

Canopy closure estimation in a temperate forest using airborne LiDAR and LANDSAT ETM+ data

Aims　Forest canopy closure is one of the essential factors in forest survey, and plays an important role in forest ecosystem management. It is of great significance to study how to apply LiDAR (light detection and ranging) data efficiently in remote sensing estimation of forest canopy closure. LiDAR can be used to obtain data fast and accurately and therefore be used as training and validation data to estimate forest canopy closure in large spatial scale. It can compensate for the insufficiency (e.g. labor-intensive, time-consuming) of conventional ground survey, and provide foundations to forest inventory.Methods　In this study, we estimated canopy closure of a temperate forest in Genhe forest of Da Hinggan Ling area, Nei Mongol, China, using LiDAR and LANDSAT ETM+ data. Firstly, we calculated the canopy closure from ALS (Airborne Laser Scanning) high density point cloud data. Then, the estimated canopy closure from ALS data was used as training and validation data to modeling and inversion from eight vegetation indices computed from LANDSAT ETM+ data. Three approaches, multi-variable stepwise regression (MSR), random forest (RF) and Cubist, were developed and tested to estimate canopy closure from these vegetation indices, respectively.Important findings The validation results showed that the Cubist model yielded the highest accuracy compared to the other two models (determination coefficient (R²) = 0.722, root mean square error (RMSE) = 0.126, relative root mean square error (rRMSE) = 0.209, estimation accuracy (EA) = 79.883%). The combination of LiDAR data and LANDSAT ETM+ showed great potential to accurately estimate the canopy closure of the temperate forest. However, the model prediction capability needs to be further improved in order to be applied in larger spatial scale. More independent variables from other remotely sensed datasets, e.g. topographic data, texture information from high-resolution imagery, should be added into the model. These variables can help to reduce the influence of optical image, vegetation indices, terrain and shadow and so on. Moreover, the accuracy of the LiDAR-derived canopy closure needs to be further validated in future studies.     

Carbon cycle of larch plantation based on CO2FIX model

Aims
Plantations play important roles in modifying regional carbon budget and maintaining regional carbon balance. In this study, we assessed larch plantation (Larix gmelinii var. principis-rupprechtii) carbon dynamics in Weichang County from a perspective of the forest biomass-soil-wood-products chain. Our objectives were to elucidate the carbon sink capacity of larch plantation and the influences of biomass, soil and wood product pools on carbon balance.
Methods
CO2FIX model was used to evaluate the carbon storage and flow of larch plantation over a time span of 120 years. Input data for model were derived from practical investigations and published papers. We validated the simulated results and found that this model was suitable in the region and the simulated results were reliable.
Important findings
(1) Soil was the largest carbon pool for larch plantation and the wood product pool had the smallest carbon storage. Meanwhile, carbon storage in wood products gradually increased with time. (2) In a rotation of 50 years from secondary poplar-birch forest to larch plantation, 250 t C·hm^-2 was sequestrated by the larch plantation. 70% of the carbon was transferred into soil in the form of litter and logging slash and the other 30% was transferred into wood products. (3) Larch plantation was a carbon sink during most of its growing period and turned to temporary carbon source when it was harvested. Larch plantation could sequestrate about 0.3 t C·hm^-2·a^-1 in the long term. Our results indicated the importance of wood product carbon pool in carbon dynamics of plantation, which facilitated our understanding in the carbon dynamics and capacity of plantation.     

藏羚羊基因组微卫星分析与初步验证

为明确藏羚羊Pantholops hodgsoni核DNA中微卫星分布情况和特征,利用MISA工具对藏羚羊基因组进行微卫星扫描。在全长2 696.89 Mb的藏羚羊基因组中,搜索到723 135个微卫星座位,其中完全型微卫星有675 809个。6种重复类型中,单核苷酸重复最多,有471 142个,占69.72%;其次是二核苷酸、三核苷酸,分别为88 832个和86 658个,占13.14%和12.82%;六核苷酸最少,仅215个,约占0.03%。以藏羚羊基因组DNA为模板对微卫星座位进行验证,在100个微卫星座位中筛选到8个具有多态性的微卫星座位,多态比例约为8%。本研究将为研究藏羚羊微卫星标记、群体遗传多样性、藏羚羊保护生物学提供基础。     

福建省土地利用碳排放空间关联性与碳平衡分区

全球变暖与二氧化碳浓度升高密不可分，在工业化及城镇化发展过程中，人类对土地的利用和改造是造成全球大气中含碳量迅速增加的重要原因，且土地在利用过程中碳减排的潜力较大。因此，从不同土地利用方式视角研究福建省碳排放量，采用基尼系数来衡量福建省各设区市碳收支的空间差异，探索区域内土地利用碳收支规模和空间分异；运用社会网络分析方法对福建省土地利用碳排放空间网络结构的整体特征和设区市在网络结构中的角色进行考察，有助于从基础层面对人类活动所造成的环境影响进行评估，及时调整土地利用方式从而促进低碳经济发展。结果表明：2006-2018年福建省土地利用净碳排放量逐年递增，呈现东高西低的空间分布特征，建设用地是主要碳源，而林地起到主要碳汇的作用；区域内碳补偿率逐年递减且存在明显的空间差异，经济较发达的区域碳补偿率低于经济欠发达的区域，生态承载系数东西差距不断加强，东部地区碳排放的比例明显超过了碳吸收的比例；福建省土地利用碳排放在空间上具有明显的关联性和溢出效应，碳排放空间关联网络越来越复杂、稳定，各设区市在网络中所处地位和作用存在明显的不均衡性，厦门市在整个碳排放网络中占据领导地位，其他城市的碳影响力在网络中的地位及作用随着经济联系逐渐加强正在逐步提高；对网络空间聚类发现，第一模块和第三模块对模块内外均有溢出效应且密度值较大，属于"双向溢出模块"，其余第二、四模块均属于"净收益模块"。在研究的基础上将福建省各设区市分为3类区域：低碳优化区、碳总量控制区和碳汇功能区，并提出协同减排的差异性对策建议。     

基于集合经验模态分解去趋势的水分利用效率对气候变化响应的高程分异——以“21世纪海上丝绸之路”沿线省份为例

水分利用效率(WUE)是表征陆地碳-水循环耦合关系的重要指标，但其对气候变化响应的高程分异仍不清楚。通过集合经验模态分解(EEMD)去趋势和偏相关方法，以"21世纪海上丝绸之路"沿线省份为研究区，揭示WUE对气候变化的响应及其随高程的分异。研究结果表明：(1)研究区内WUE多年均值由中心向南北递减。不同植被类型的WUE多年均值由高到低依次为：常绿针叶林、混交林、常绿阔叶林、稀树灌木草地、耕地和城市建设用地。(2)51.11%的区域表现出均温与WUE的正相关；而81.46%地区表明温差的扩大会使得WUE增加；有近一半的研究区表明最高温的升高有利于提高WUE，而最低温的作用则相反；有67.99%的区域表明降水增多反而会导致WUE的减少。(3)在大多数土地覆盖类型，日温差和最低温主要与WUE呈正相关，而最高温和降水主要与WUE呈负相关。在常绿针叶林、耕地和城市建设用地，日均温与WUE呈负相关。在其他三种植被类型下则呈正相关。(4)在低海拔地区，均温与WUE呈负相关而在中高海拔地区则转变为正相关关系。而最高温则正好相反。降水与WUE的负相关关系系数随高度的增加而不断加强，而温差和最低温与WUE的正相关关系也随高度的增加而剧烈波动增强。     

中国航空碳排放及其效率时空演化特征分析

航空碳排放不仅影响空气质量且可造成温室效应。中国正处于从民航大国向民航强国迈进的关键时期，提高航空碳排放效率是行之有效的航空碳减排手段。运用可拓展随机性环境影响评估模型(STIRPAT)对中国2004—2019年航空碳排放总量的时空演变特征进行分析，以探明不同尺度区域航空碳排放的空间差异与空间关联表现；运用基于非期望产出的超效率松弛变量模型(SBM)和标准差椭圆分析法(SDE)对中国航空碳排放效率的时空分布与格局演化过程进行判定，以分析各省域航空碳排放效率的差异，并给出有效的航空碳减排方略。研究发现：2004—2019年，中国航空碳排放总量持续增长，航空碳排放增长率和航空碳排放强度均呈波动下降趋势；四大经济区航空碳排放总量分布总体表现为“东部>西部>中部>东北”的格局，东部仍是中国航空碳排放的主要区域；高碳排放区较分散，还未形成省域之间连片的碳排放高值区。2004—2019年，中国航空碳排放效率总体呈现“M”型波动上升趋势，各省域航空碳排放效率均不同程度的提高，但主要以低效率区、中效率区为主；各省域之间的航空碳排放效率差异性经历了逐渐减小到逐步增大的过程，但总体航空碳...     

基于享乐价格-结构方程双模型的西宁城市湿地生态系统服务价值及影响因素研究

湿地为城市发展提供巨大的生态系统服务，但其被市场“认可”的经济价值难以准确评估。以青海省西宁市城市湿地为例，筛选房屋结构、可达性、环境、湿地等10个因子，采用享乐价格模型对110个湿地周边社区样点的因子数据(2020年)进行分析，定量分析城市湿地被市场“认可”的价值量。采用断裂点理论和加权Voronoi图模型方法等，分析了湿地生态系统服务价值的空间影响范围；构建了湿地生态系统服务价值影响因素的结构方程模型，探究了影响湿地生态系统服务价值的主要因素。结果表明：(1)2020年湟水城市湿地的总价值达到3.367亿元，约有54.3%的生态系统服务通过房产被市场转化；(2)湟水湿地单位面积的生态系统服务价值为151.916元/m~2,生态系统服务价值由大到小排列：火烧沟(1.632亿元)>海湖湿地(0.710亿元)>宁海湿地(0.629亿元)>北川湿地(0.330亿元);(3)湿地生态系统服务价值占房产总价值的比例达到2.04%,位列10个因素中的第7位；线性函数模型结果显示，购买者对湿地的边际支付意愿是0.12元/m~2,即购买者愿意为房产与湿地之间的距离每缩小1m而多支付...     

基于文献计量的城市空间结构与生态环境关联性研究

以Web of Science核心合集中1999-2020年期间发表的城市空间结构与生态环境关联性的文献为研究样本，运用文献计量的方法，主要借助VOSviewer和Citespace软件，厘清该领域研究的主要特征与进展。研究结果表明：城市空间结构与生态环境关联性研究的文献总量上呈现波动上升的趋势，尤其在近五年的波动骤增态势十分显著，成为地理学、城乡规划学、环境与生态学等学科交叉融合研究的重要方向之一；研究内容主要聚焦于城市空间结构与大气环境的关联性机理，具体涉及温室气体排放、空气污染和城市热岛效应，同时水环境、土壤环境以及生物多样性等方面也越来越受到重视而逐步成为研究热点。未来可围绕构建两者关联性框架和评估体系、面向生态环境问题的城市空间结构优化设计、两者发展变化的模拟和预测等核心问题展开研究。     

中国主要农产品虚拟要素贸易网络结构特征分析

据虚拟水概念定义虚拟要素,并将其划分为虚拟资源要素和虚拟生态要素两类,选取虚拟资源要素中的耕地要素和虚拟生态要素中的化肥/农药要素为研究对象,定量分析2002—2016年以粮食贸易为载体的虚拟耕地、虚拟化肥/农药要素的贸易量,构建虚拟要素贸易网络,通过复杂网络的研究方法,结果表明:2002—2016年我国主要农产品虚拟耕地、化肥/农药要素的贸易总量呈下降趋势,降幅分别约25.51%、8.01%;虚拟耕地要素网络节点入度较大的为长江中下游、华南、西南地区,出度较大的为黄淮海和东北地区,虚拟化肥/农药要素网络与之相反;地区间节点强度的差异性大,虚拟耕地要素差值最大可达1459.56万hm~2,虚拟化肥/农药要素达61.38万t;二者网络节点度和强度的累积分布均符合幂律分布规律,其尾部的"重尾"现象揭示了节点度和强度的高可变性以及网络结构的脆弱性;虚拟耕地要素的输入区网络同配,输出区网络异配,揭示了地区间耕地要素的流动既呈集聚又有分散的态势,虚拟化肥/农药要素网络节点相关性皆为减函数,网络异配,揭示了虚拟化肥/农药要素在八大区域间联通的状况。网络结构特征分析为研究网络抗毁性特征和网络的优化调控机制奠定基础,为中国粮食贸易格局和粮价制定以及各个地区的农业种植结构调整提供理论依据。