黄河流域景观破碎化时空特征及其成因探测

黄河流域快速的人口增长和城市扩张加剧了土地利用转型和生态景观破碎化,引发了诸如生态系统功能退化、生物多样性功能减弱以及生境破碎化等一系列严重问题。探明黄河流域景观破碎化时空特征及其成因对维护流域生态系统稳定和生态修复具有重要指导意义。但是以往研究缺乏对黄河流域景观破碎化时空特征及其归因分析的相关研究,难以为黄河流域生态环境治理以及景观格局优化提供科学指导。基于FRAGSTATS4.2软件测度了2000—2018年黄河流域县域单元景观破碎化时空格局特征,并借助地理探测器模型探讨了黄河流域景观破碎化时空分异的成因。研究表明：(1)研究期间黄河流域斑块密度(PD)无显著变化,边缘密度(ED)、景观形状指数(LSI)、平均斑块面积(Area＿AM)均呈先增后减的变化趋势,聚集度指数(AI)呈先减后增的趋势;蔓延度指数(CONTAG)持续降低,分离度(DIVISION)、香农多样性指数(SHDI)逐年增高。(2)研究期间黄河流域景观破碎化程度总体逐渐加剧,流域中下游各省破碎化程度变化剧烈,上游各省破碎化程度变化趋于平稳。(3)地理探测器结果显示,黄河流域景观破碎化受到自然、社会等多重因素影响,因...     

长江中游城市群生态系统服务和城镇化之间的空间关系研究

中国的城镇化进入到以大都市群作为主要载体的发展阶段,由于粗放式经济增长方式没有发生根本改变,城镇化进程的生态环境问题日益凸显。基于1995年、2005年和2015年3期土地利用/土地覆被变化数据测度了长江中游城市群生态系统服务价值时空分布特征,并且综合运用双变量空间自相关模型、普通最小二乘法以及空间回归模型对长江中游城市群生态系统服务价值和城镇化水平之间的空间关系进行测度。研究结果表明:(1)研究期间长江中游城市群生态系统服务价值有显著降低,而城镇化水平有显著的增加,二者呈现相反的空间分布特征;(2)长江中游城市群生态系统服务价值和城镇化水平之间存在显著的空间依赖性;(3)空间回归模型被证明更适合测度生态系统服务价值和城镇化之间的相互作用关系,城镇化的发展会导致生态系统服务价值的降低,二者之间存在U型曲线关系。生态系统服务价值不仅受到自身格网单元要素的影响,而且受到邻近格网单元或者是更远格网单元要素的影响。未来的土地利用规划以及生态系统保护规划需要充分考虑二者之间的空间依赖效应和空间溢出效应,实行跨区域的联合治理。     

武汉城市圈生态系统服务价值时空变化特征

基于武汉城市圈1990、2000和2009年3期土地利用矢量数据,参照“中国生态系统单位面积生态服务价值当量”,采用Costanza等提出的生态系统服务价值计算公式,估算武汉城市圈不同地域的生态系统服务价值,分析期间的时序变化和空间分异特征;并采用相关分析方法,探讨了武汉城市圈生态系统服务价值与不同土地利用类型变化之间的关联特征.结果表明: 得益于水域面积的大幅增长,1990—2009年武汉城市圈生态系统服务价值总体呈不断上涨的时序变化趋势,增幅达9.5%,其中,水文调节、废物处理等服务价值的增幅明显;各地区变化存在明显的差异,仙桃市、新洲区、云梦县等地的增长最显著.生态系统服务价值在空间上总体呈东南高、西北低的分布格局,且随时间推移,在东、西、北方向逐步形成以武汉市区为中心的“低-高-低”层级分布特征,北部山地丘陵地区的生态优势逐步消减,而南部的高价值组团到2009年发生了结构性扩张.研究区生态系统服务价值的时序变化与林地、水域、草地、耕地的面积变化呈正相关,而其空间分布的均衡性与耕地和未利用地的空间离散程度呈负相关.     

浅论香港世界地质公园可持续发展之策略

香港虽是只有1108 km2的弹丸之地,却有着非常丰富的地质多样性,以及不同的地质、地貌、地表形态和作用,其中更有世界级的地质景观.虽然一直以来香港投放大量资源保护生物多样性,但对地质多样性的保护却相对缺乏.为了完善自然保育工作,香港政府在2009年成立香港国家地质公园.在2011年9月,香港国家地质公园成功申报成为香港世界地质公园.香港建立地质公园的目的除了地质保护之外,还希望通过地质公园促进旅游和教育的发展.然而,这3个目标似乎存在矛盾,要平衡矛盾,首先需找出公园的定位,然后根据实际情况分区设计、规划和管理.     

树木年轮宽度与气候变化关系研究进展

 树木的生长和立地环境密切相关并受多种气候因子的影响。树木年轮宽度的增加与温度、降水、太阳辐射、CO2浓度等气候因子有着复杂的相关关系。在干旱或半干旱地区,温度是限制树木生长的重要气候因子。生长季开始时最低温度的升高有利于延长生长季,与年轮宽度正相关;但是当生长季温度过高时,即使降水非常充裕,当年也只能形成窄年轮。生长季的温度过高则会加快土壤蒸发失水量并提高蒸汽压差,使土壤水分不足而不利于树木生长,因而生长季的高温多表现为与年轮宽度的负相关。生长期内降水量与树木的径向生长也成正相关,但当生长季的降水量充足或过多时,降水对树木径向生长不相关或负相关。受温度和降水共同调控的土壤湿度是树木径向生长的主要限制因子,良好的水分状况对树木生长起决定性作用。某一地区的太阳辐射能量高常会导致高温少雨,故高强度的太阳辐射使表土的湿度降低而不利于树木的径向生长。而在受季风影响的地区,树木年轮宽度的增加与当年雨季的气候变化关系不大。当年季风到来之前的气候（温度和降水）是树木生长的主要限制因子。有关CO2浓度的升高对树木生长的影响,研究的结果很不一致。一些温室实验及田间控制实验证明,CO2浓度的升高能对短命的一年生草本植物和植物幼苗产生“施肥效应”,并有利于其生长;还有些研究证明CO2浓度的升高能使高海拔地带的树木年轮宽度增加;但也有些研究认为CO2浓度的升高对生长在自然条件下的自然植被影响不大。近年来,有关树木径向生长和气候变化的研究越来越引起人们的关注,相关研究也取得了较大的进展。这些研究在帮助人们了解和研究古气候变化对森林植被的影响,以及预测未来全球变化对陆地生态系统的影响等方面有重要的理论和现实意义。综述了气候变化对树木年轮宽度影响的研究进展和应用,并概述了研究方法和发展前景,希望能加快和拓宽这一领域的发展。     

新疆阿勒泰地区近440年来大气δ13C变化

化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气中CO₂浓度的大幅度增加,同时由于Suess效应,大气CO₂中的δ¹³C在不断地下降。植物中δ¹³C的变化是大气CO₂浓度和同位素比值变化的敏感指示器。文中利用树木年轮δ¹³C序列和植物碳同位素分馏模型,尝试恢复了新疆阿勒泰地区近440年来大气δ¹³C的变化。结果表明,1850年之前,从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C相对恒定在-6.60‰(R²=0.052),而1850年之后,该大气δ¹³C明显降低(R²=0.65),平均约为-7.04‰,平均年降低0.0084‰。这一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气δ¹³C,1850年～1981年冰芯大气δ¹³C平均年降低约0.00657‰这可能与从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C有更高的分辨率及树木生长点大气δ¹³C不同于全球大气δ¹³C值有关。     

生态约束下的湖泊旅游用地布局

为防止不合理的湖泊旅游开发引起湖滨湿地的侵占与破坏、湖泊水体污染等生态问题,以梁子湖旅游开发用地布局为例,采用GIS构建了基于最小累积阻力模型的湖泊景观生态安全格局,提出优先生态安全格局的湖泊旅游用地空间布局.研究区被划分为4类生态功能区.其中,核心保护区为“源地”景观区域,区内禁止新增旅游用地,现有的旅游基础设施用地应大部分拆除,其余需进行升级改造;生态缓冲区的阻力值在0 ～4562,区内禁止新增旅游用地,原有旅游用地需缩减规模,并尽可能将区内人文环境转换为自然环境,实现人类活动和“源地”保护的隔离;生态过渡区的阻力值在4562 ～30797,区内现有旅游用地呈片状分布,可适度增加旅游用地,重点发展沿湖生态农林观光旅游;人类活动区的阻力值在30797～97334,可作为湖泊旅游用地布局的重点区域.优先考虑景观安全格局的旅游用地布局是湖泊可持续发展的最佳选择.     

夏干萨特树轮年表中降水信息的探讨与326年降水重建

夏干萨特位于新疆天山中段乌鲁木齐河山区,在此干旱,半干旱地区的森林下限所采集的天山云杉（Picca schrenkinna var.tianschanica)树轮样本建立的树轮宽度年表具有最大的平均敏感度和最大的标准关蓄意助记词件表可能含有最多的降水信息,利用相关分析的方法计算了年轮宽度指数和气候要素间的相关关系,发现5月份的降水与年表的相关最好,进一步计算了旬降水量与年表的相关关系,发现5月下旬的降水与年表的单相关系灵敏最高,5月下旬的降水是森林下限云杉生长的主要限制因子,这一结果具有明确的树木生理学意义,云杉直径生长主要在5-8月份,其中5-6月份形成大约一半的年轮,5月下旬位于年轮形成关键时段的中部,为轮宽形成的最活跃期,同时5月下旬降水的大变率与夏干萨特年表的高敏感度相一致,从另一角度说明了5月下旬降水作为森林下限天山云杉生长关键限制因子的适当性,重建了大西沟气象站5月下旬326a的降水并分析了其长期变化特征,发现320多年来的5月下旬降水分为8个完整的干湿变化阶段,其中最干期出现在1701-1722年,最湿期出现在1961-1981年,降水序列具有显著的64,32,22,14,5和11a变化周期,其中的22a及11a周期与太阳黑子的活动周期相一致,利用方差分析方法进行了未来干湿变化趋势的预测,发现2001-2007年以降水偏少为主,而2008-2015年以偏多为主,这对于北疆重要粮食作物冬小麦的长期产量预报及种植规划具有重要意义。     

新疆阿勒泰地区近440年来大气δ^13C变化

化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气中CO₂浓度的大幅度增加,同时由于Suess效应,大气CO₂中的δ¹³C在不断地下降．植物中δ¹³C的变化是大气CO₂浓度和同位素比值变化的敏感指示器．文中利用树木年轮δ¹³C序列和植物碳同位素分馏模型,尝试恢复了新疆阿勒泰地区近440年来大气δ¹³C的变化．结果表明,1850年之前,从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C相对恒定在-6．60％0(R²=0．052),而1850年之后,该大气δ¹³C明显降低(R²=0．65)。平均约为-7．04‰,平均年降低0．0084‰．这一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气δ¹³C,1850年～1981年冰芯大气δ¹³C平均年降低约0．0065‰．这可能与从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C有更高的分辨率及树木生长点大气δ¹³C不同于全球大气δ¹³C值有关．     

神农架林区人类活动与生境质量的空间关系

近几十年来，全球范围内人类活动的加剧对于区域生态系统产生了深远影响，对区域可持续发展造成了严重威胁。科学测度人类活动与生境质量的关系，可为制定有效的生态系统保护政策提供科学依据。基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用变化数据，借助InVEST模型测度神农架林区生境质量的时空分布特征，并且结合多源数据测度其人类足迹指数的时空分布，综合运用双变量空间自相关和地理加权回归，对神农架林区人类活动与生境质量的空间关系以及人类活动对生境质量的影响进行分析。研究结果显示：（1）1995-2015年间，神农架林区生境质量水平基本保持稳定，无剧烈变化，超过60%的区域处于较高生境质量和高生境质量类；（2）1995-2015年间，神农架林区人类足迹指数呈现"西部低，东北高"的空间分布特征和"两极化"的发展趋势；（3）1995-2015年间，神农架林区人类活动与生境质量之间存在显著的空间依赖性，二者呈现显著的空间负相关，林区中部人类活动对生境质量的影响以负面效应为主且愈加显著，人类活动会导致生境质量的恶化。研究结果表明未来的人类活动管理以及生态系统保护政策制定需要充分考虑二者之间的空间依赖效应，科学合理划定保护范围，提高生态保护规划实施效果。