北京市水果消费的生态足迹距离研究

采用生态足迹距离指标方法体系,对2009年至2012年间北京市水果消费的生态足迹距离进行研究。结果表明4年间:跨区转移的生态承载力质量距离,由2009年的11.5×10~8t km逐年增加到了2012年的17.01×10~8t km,共增加了47.91%;生态足迹距离则相对稳定在886.66 km至1073.55 km之间;人均生态足迹距离,总体上由2009年的4.39×10~4km增加到2012年的5.55×104km,共增加了26.42%。从类别的视角,年均生态足迹距离最大的是香蕉(2072 km),最小的是苹果(476 km);年均跨区转移的生物承载力质量距离,最大的是西瓜(4978×10~8kg km),最小的是香蕉(518×10~8kg km);而4年平均人均生态足迹距离,最大的是西瓜(17.7×10~4km),最小的是香蕉(1.92×10~4km)。快速城市化阶段的北京,对外生态依赖范围也迅速扩大,并高于人口增加的速率。     

基于湿度分布特征的小尺度土壤碳通量空间采样策略

由于土壤碳通量的空间异质性很强,传统的随机抽样方法无法对区域土壤碳通量进行准确估算,而多点采样需耗费大量的人力及设备成本,因此确定适当的采样点数量及分布策略对于区域土壤碳通量的测算非常重要。提出一种基于湿度空间分布特征的小尺度土壤碳通量空间采样策略:首先利用无线传感网密集测量区域的土壤湿度,根据湿度数据的空间分布特征划分监测区域,通过Hammond Mc Cullagh方程计算各子区域内的最优采样点数量,最终确定整个监测区域的空间采样点部署策略。提出的方法考虑了各子区域间土壤碳通量空间分布的差异,使得采样点的部署位置与土壤碳通量的分布具有较好的相关性。研究结果证明:土壤碳通量部署策略能够获得比均匀部署策略、随机部署策略更高的区域土壤碳通量估算准确度。     

基于区域剖分算法的土壤碳通量空间采样策略

由于土壤碳通量在空间分布上具有很强的异质性,传统的采样方法难以对区域土壤碳通量进行精确估算,因此确定适当的采样策略对区域土壤碳通量的估算具有重要意义.本文提出一种逐点递增式采样的区域剖分部署策略(RDPG):设定初始采样点,使用改进的凸包插值算法构造Delaunay三角网,根据邻近已知采样点插值计算三角形各边垂直平分线的交点的离散度,选择离散度最大的点作为新增采样点.采用该方法对变异系数为0.42～0.59的仿真试验区域进行多次试验,结果表明:在相同试验条件下,RDPG布局策略能够获得比随机采样和均匀采样策略更高的区域土壤碳通量估算准确度.RDPG方法考虑了区域土壤碳通量的空间异质性,提高了区域土壤碳通量拟合精度.     

森林城市景观格局与热环境的关系——以龙泉市为例

景观格局分异特征在相当程度上影响着城市热环境.本研究以国家森林城市龙泉市为对象,通过地温反演和空间分析反映9类景观温度特征,运用景观格局分析方法从1～3.5 km 6个尺度探索格局指数与热环境的相关性.结果表明: 龙泉市高温区及次高温区主要分布于东北至西南一带,以城乡居民地为主,低温区和次低温区主要分布于西北、东南区域,以公益林为主;对海拔700 m以下区域各景观类型地表温度的统计发现,针叶林地、阔叶林地、针阔混交林地、竹林地、水域的地温均值相对较低,灌木林地、其他林地、耕地、建设用地的地温均值相对较高;对景观格局与热环境的分析发现,类型水平格局指数较景观水平格局指数更具实际意义,建设用地与热环境的相关系数可达0.835,针叶林地、阔叶林地、针阔混交林地、水域次之,在-0.5～-0.4,不同林地类型的降温效果在空间尺度上的表达不同,阔叶林地、针阔混交林地更利于在大尺度上降温;林地的面积和蓄积量越大,越易出现地表温度低值.     

防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的评估与受益区识别

防风固沙型重点生态功能区是我国主要的防沙屏障带,对保障全国的生态环境安全具有重要意义。基于RWEQ模型评估了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间格局,利用HYSPLIT模型模拟了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间流动路径,从生态系统服务流动的角度建立了防风固沙型重点生态功能区及其防风固沙服务受益区之间的时空联系。研究表明,2010年防风固沙型重点生态功能区的防风固沙总量为5.55×10~(12) kg,受益区总面积为32.16×10~6 km~2,涉及防风固沙服务流动路径755条。受益区主要位于中国的西北、华北、东北的广大区域,朝鲜半岛,日本,俄罗斯远东地区和北太平洋的广大海域,其中中国境内的受益区占比24.12%,受益草地面积最大,受益建设用地占中国建设用地总面积的比例最高,受益效益更为明显。在空间分布上,防风固沙服务流动效益以各防风固沙型重点生态功能区为中心呈现明显的圈层式递减特征。防风固沙型重点生态功能区的防风固沙服务流动对下风向受益区的生产生活具有重要的保障作用,研究能够为防风固沙型重点生态功能区的区域间生态补偿政策制定提供科学的参考依据,从而进一步提升防风固沙型重点生态功能区的屏障作用,保障国家生态安全。     

北京市消耗食物生态足迹距离

以北京市消耗食物生态足迹的距离为研究核心。结果表明2008年至2012年,北京的生态足迹距离、人均生态足迹和生态足迹总里程总体呈现逐年增长趋势:生态足迹距离增大到676.75 km,增长19.3%;人均生态足迹距离增加到18.42万km,增长54%;生态足迹总里程增加了1倍强,达到56亿t km。北京市的食物生态足迹距离不断扩大,并涵盖了全国大部分地区,北京城市化的生态成本上升。所消耗各类食物的生态足迹距离从大到小分别为水果类、蔬菜或粮油类、肉蛋类和水产类。蔬菜类和水果类的生态足迹距离存在明显的季节波动,且冬春季节远高于夏秋季节。从转移生态承载力来源地的视角,直线距离越远、占据市场份额越大的地区,对北京市消耗食物生态足迹距离的贡献率越高。     

面向区域土壤碳通量估算的多向插值空间采样策略

区域土壤碳通量的准确测量对陆地生态系统碳循环过程分析具有十分重要的作用。由于土壤碳通量空间异质性强,采用随机抽样的方法无法对区域土壤碳通量进行准确估算,而大范围的多点采样则需要大量的人力及设备成本。基于一种自制的仪器,提出了一种递增式采样的多向插值采样策略(MDI Multiple Directional Interpolation):在设定初始采样点的基础上,通过对已有采样点的测量,通过径向插值的方法计算采样点连线交点,将不同径向计算值差异最大的点作为新增采样点,以此逐步增加。通过对20幅的50×50网格区域仿真,结果表明(1)MDI布局策略能够针对土壤碳通量的变化情况而反馈采样点的疏密。(2)误差分析得出采样点数量(n=10)较少,MDI布局策略对碳通量的估算误差比随机布局策略低,比平均布局策略稍高;随采样点增多,3种布局策略误差均降低;采样点数量n=40,MDI布局策略对碳通量的估算误差(0.028)比平均布局策略的误差(0.32)降低了12.5%,比随机布局策略的误差(0.04)降低了30.0%。MDI布局策略根据土壤碳通量的变化梯度合理分配采样点,降低区域土壤碳通量监测误差。     

天然毛竹林竞争空间关系分析

以浙江天目山天然毛竹(Phyllostachys edulis)林为研究对象, 在毛竹林样地测量和调查的基础上, 利用地理信息系统和空间分析方法, 从天然毛竹林生存竞争的微观视角, 研究毛竹林生存竞争的空间自相关分布特征、竞争强度与毛竹密度和年龄的关系、竞争强度各向异性及与其所在样地坡向间的关系。研究结果发现: 毛竹林竞争呈现出空间自相关的特征, 竞争强度呈现出高与高、低与低集聚生长的特点; 天然毛竹林的空间分布密度与竞争强度呈现出正相关的趋势, 高强度竞争区域的毛竹密度显著大于低强度竞争区域的密度; 年龄在不同竞争强度区域的分布具有差异, 分布在低强度竞争区域上的毛竹年龄显著低于中、高强度竞争区域的年龄; 生长在中、高强度竞争区域上的毛竹年龄之间没有显著差异; 天然毛竹林竞争强度呈现出各向异性的特点且与其所在坡向相互垂直, 垂直于坡向方向上的竞争强度高于平行于坡向方向的竞争强度。通过研究表明, 空间分析方法能够有效地应用于研究天然毛竹林的生长规律, 为毛竹的合理经营与采伐提供指导意义。     

国家重点生态功能区生态环境质量变化动态分析

国家重点生态功能区是保障国家生态安全、提升生态环境质量的重要区域。基于国家重点/非重点生态功能区生态环境质量变化的对比分析,结合土地覆被变化,对国家重点生态功能区转移支付政策执行之前的生态环境质量状况形成全面的认识。结果表明:国家重点/非重点生态功能区土地覆被类型均以生态用地为主,2000—2010年生态用地占比下降。国家重点生态功能区各年生态用地占比均高于非重点生态功能区,且土地覆被类型转换程度相对于非重点生态功能区要小。重点/非重点生态功能区的植被覆盖度、生物量密度、NPP均由东南向西北逐渐降低。水土保持型重点生态功能区的植被覆盖度最高,生物多样性维护型重点生态功能区的平均生物量密度、平均NPP最高,水源涵养型重点生态功能区的生物量总量、NPP总量最高,防风固沙型重点生态功能区由于多位于西北内陆,整体上植被覆盖度最低,生物量密度和生物量总量、平均NPP和NPP总量也最低。总的来说,2000—2010年间国家重点生态功能区的生态系统质量有所改善,但是改善的幅度不及非重点生态功能区。表明实施生态保护工程与转移支付,进一步改善重点生态功能区的生态环境质量,对提升全国整体生态安全水平具有重要的作用。     

不同管理模式下毛竹幼竹的生长规律

选取140株浙江临安青山镇毛竹(Moso bamboo),连续57天测量并记录毛竹幼竹生长数据,运用Wilcoxon、Mood与Ansari-Bradley方差检验等非参数假设检验和相关分析方法探讨了不同管理模式下幼竹的生长特点。研究结果表明,幼期毛竹生长具有时序阶段性变化的特点,幼竹的生长速度近似呈现出右偏钟型的曲线。幼竹在1–15天生长缓慢;在15–45天生长速度快速升高;45天后生长速度表现为降低的趋势。同时,幼竹生长速度的变异程度在1–20天内变化较小;在20天后变化剧烈且有上下激烈振荡的态势。不同经营模式间的毛竹幼竹生长离散程度差异不显著,但生长速度表现出阶段性差异。在第1–10天生长速度无显著差异;在第11–28天,集约经营和粗放经营时幼竹生长速度的差异表现出此起彼伏交替波动的现象;在第29–40天,不同经营措施幼竹间的生长速度差异显著;在第41–55天,生长速度无显著差异。通过运用统计分析及数学方法定量分析2种管理模式下笋期毛竹的生长特点,以期为毛竹的经营管理提供理论依据。