三种判定落叶阔叶混交林土壤损害基线的方法研究——以吉林省抚松县为例

生态环境损害鉴定评估是生态系统修复与保护管理工作的基础,而生态环境损害基线作为一个地区生态水平原始状态的表征,是鉴定评估生态环境损害的基准。森林土壤是森林生态系统的重要组成部分,是维系森林生态系统生物及化学循环的关键部分,同时也是森林生态系统是否受到损害及损害程度大小的重要表征指标。在已有的生态环境损害基线判定方法的基础上,针对森林土壤的特点,改进森林土壤损害基线的判定方法并用这些方法对吉林省长白山抚松县地区落叶阔叶混交林进行研究。运用的3种方法包括群体分布法、三分位法和回归模型法。计算结果显示,运用三分位法确定的基线值最高,运用群体分布法确定的基线值最低。从方法的适用范围考虑,群体分布法和三分位法计算简便,结果可比性强,适用于无明显人为干扰的地区;回归模型法灵活度高,应用性广,适用于有较强人为干扰的地区;在数据充足的情况下应首选回归模型法,在回归模型法无法确认基线时,另外两种方法作为补充。     

草原矿区土壤环境损害基线评估判定的应用研究——以内蒙古草原矿区为例

草原生态环境损害评估鉴定中,土壤基线是重要的评价标准。如何确定土壤基线,寻找适宜的基线判定方法,进而判定草原土壤的受损害程度,已成为草原生态系统损害评估鉴定、生态系统保护及修复工作中的关键。基于科学、务实、准确的原则,对内蒙古2个草原矿区土壤的总有机质（TOM）、N、P、K含量进行采样分析,采用历史数据法、参考点位法和统计点位法来判定土壤基线。结果表明,胜利矿区土壤养分均值与参考点位法基线值差异较小,采矿对胜利矿区土壤养分含量未见直接的影响。宝日希勒矿区土壤中TOM含量均值明显低于3种方法得出的基线值,N、K均值与参考点位法基线值相似,P均值位于3种基线值之间。可见采矿对宝日希勒矿区土壤中TOM的含量造成了直接影响,对N、P、K含量未见直接的影响。最适宜该地区的方法取决于样本质量和评估尺度,建议以参考点位法为主,历史数据法和统计点位法作为验证工具,3种方法共同使用。     

城市生态环境损害鉴定评估监测体系研究

我国城市生态环境损害事件频发,不但造成大气、地表水、地下水、土壤等环境质量下降,也造成城市生态系统结构和功能的退化,推进生态环境损害赔偿制度势在必行。由于城市生态系统的复杂性和特殊性,确认环境损害行为、说清因果关系、判定损害程度和计算赔偿金额等环节难度均比较大,开展城市生态环境损害鉴定评估技术研究迫在眉睫。根据城市地理学和城市生态学相关理论,在分析城市生态环境损害概念和特征基础上,从城市生态系统完整性角度出发,结合实例构建了一套测度城市生态系统损害状态监测的样方体系,通过形成城市生态环境整体水平评估框架为综合判定城市生态环境基线奠定基础;进一步提出充分利用既有生态观测样方、环境监测站点和社会公众参与式数据共享策略,以提高现场勘察效率、降低鉴定评估成本和提高评估结果质量的方法。研究所形成的样方体系、监测策略和方法对我国城市生态环境损害鉴定评估工作业务化具有指导意义。     

草原生态系统损害鉴定评估体系及管理建议

如何科学合理的确定生态系统是否受到损害、损害到什么程度、损害赔偿如何估算等问题已成为环境管理、环境司法工作所面临的紧迫的现实问题。以生态学、复合生态系统生态学、可持续发展的理论为指导,基于损害基线判定损害事件发生,借此鉴定草原生态系统损害状态及鉴定等级,并从受损生态系统的功能与结构角度提出草原生态环境损害鉴定评估体系,开展对草原生态系统损害的程度评估;最后针对草原生态系统的损害赔偿价值提出量化评估的方法,借此推动生态环境损害鉴定评估法的制定和完善生态环境损害鉴定评估技术体系两个方面提出管理建议。     

侵占城郊型林地的生态环境损害案例分析及评估方法

城市周边森林生态系统不断被蚕食,导致生态系统功能退化,严重威胁到城市的生态安全。增强"环境有价,损害担责,应赔尽赔"理念和提升城市生态系统质量势在必行。结合某城市一宗非法侵占近郊林地案,首先完整和系统地分析了生态环境损害鉴定评估流程：包括接受委托、初步调查、方案设计、时空范围确定、基线确认、因果关系分析、损害确认等,直至形成评估结果并被法院采纳,以期凝练总结针对城市生态系统的生态环境损害鉴定评估业务化流程。结合本案破坏行为持续时间长（约为13年）,涉案林地面积逐年递增（从最初的6550 m²到最终的24040 m²）等特点,以周边同期未破坏林地为"对照样地",通过实地调查及相关资料分析,确定损害基线种群密度（2066株/hm²）、林分高度（6.4 m）、生物量（104600 kg/hm²）等关键参数,最终计算生态环境损害价值量为2182573元。研究侵占城郊型林地生态环境损害典型案例,对突显城市生态系统损害案件的鉴定评估环节具有重要引领作用。     

湖泊生态环境损害基线判定技术综述

近年来,污染事故引发的湖泊生态环境损害问题屡见不鲜,特别是氮磷营养盐富集导致的湖泊富营养化。因此,对湖泊生态环境损害程度进行科学合理评判,制定湖泊生态环境损害判定规范程序,形成湖泊生态环境损害判定技术势在必行。目前,国内外学者一致认为,确定切实合理的生态环境基线是对生态环境损害进行科学有效评估的关键技术环节和重要前提。基于相关国家标准以及文献调研,对湖泊生态环境基线判定的原则、判定程序以及判定方法进行系统梳理与总结。详细介绍了针对湖泊不同受体的模型推算法在生态环境损害基线判定中的应用,包括相应的判定方法、判定过程以及优缺点。此外,还针对国内外典型湖泊生态环境损害基线判定研究实例进行阐述。最后对湖泊生态环境基线判定工作的未来发展方向进行了展望,以期为形成统一、合理、有效且具有高度普适性的湖泊生态环境基线制定方法与流程提供依据。     

参照点位法下的参照状态在草原生态系统损害基线判定中的应用分析

生态环境损害基线的判定是环境损害鉴定与评估的基础与前提。参照点位法作为目前损害基线判定中使用最为广泛的方法之一,有效弥补了历史数据不完善的问题。在基线判断的过程中,参照点位选择的不同,会导致判定基线的参照状态不同,进而影响对人类干扰程度的判定和损害基线的基准值的设定。但目前缺乏统一的对草原生态系统参照状态的讨论与分析。提出了草原生态系统参照点位法的评价指标体系,对文献资料中的样点进行分类和筛选,形成4种参照状态,选择最优的参照状态对损害基线进行判定,并以内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特典型草原区为案例进行实例分析。结果表明:对于自然保护区、草原实验站宜采用极小干扰状态和历史状态作为基线标准。对于实施了人为正向干扰的地区宜采用最佳可获得状态作为基线标准。对于草原的其他大部分地区,宜采用最低干扰状态作为基线标准。     

参考点位法在土壤基线判定中的改进与应用

损害基线的判定是环境损害鉴定与评估的基础与前提。参考点位法作为目前损害基线判定中使用最为广泛的方法之一,有效地弥补了历史数据不完善的现象。而参考点位的选取作为参考点位法应用的重点与难点,仍然存在缺乏明确标准与可信度低等问题。针对上述问题,提出了土壤基线判定的参考点位相似度评价指标体系,旨在为参考点位的选取提供一个较为清晰的思路与标准。以锡林浩特市胜利一号露天矿区为例,对土壤基线进行计算,并将计算结果与历史数据进行比较。结果表明:运用参考点位法计算的土壤基线结果具有一定的真实性与可靠性,同时通过控制与评价相关的主要环境要素可以在保证参考点位选择的可靠性的前提下提高方法的实用性。     

草原生态环境损害因果关系判定路径

近年来,随着生态环境损害鉴定评估技术指南等相关文件的陆续出台,我国的生态环境损害鉴定评估工作已逐渐向专业化、程序化、标准化的方向发展,相关作用机理、技术方法方面的研究也逐渐深入。草原是我国占地面积最大的生态系统,是生态文明建设的核心区域。然而近些年来,草原生态环境损害事件屡有发生,迫切需要依据草原生态环境损害机制与特点制定具有针对性的鉴定评估技术与方法,保障草原生态环境损害鉴定评估工作的顺利开展。以草原生态环境损害为研究对象,对其鉴定评估的重要环节——因果关系的判定进行了探讨,提出了判定的一般过程与基本思路,即损害发生的可能性分析、损害行为识别、损害路径推演、其他损害行为存在的可能性分析与不确定性阐述五个过程,同时提出了因果关系判定准则与理论依据,以期为草原生态环境损害鉴定评估工作及相关政策的制定者提供科学依据。     

生态环境损害鉴定评估业务化技术研究

随着社会经济的不断发展和人类需求的不断提高,我国生态环境损害事件屡有发生,由于人类活动导致的典型生态系统结构和功能退化、生态系统服务降低等生态环境损害严重威胁到我国的生态安全。系统研究典型生态系统生态环境损害基线、因果关系及损害程度的判定技术方法对保障国家生态安全和实现可持续发展具有重要的理论和实践意义。根据国家"十三五"《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院大学牵头组织6家课题牵头单位联合申报了"生态环境损害鉴定评估业务化技术研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。本文对该项目的研究背景、总体目标、主要内容及预期产出进行了介绍。该项目的开展将对典型生态环境损害评估提供决策支持,为国家在政策层面解决环境损害追责、环境执法与管理提供科学技术和平台支撑。     

天然草原净初级生产力变化监测与驱动力分析——以锡林郭勒草原为例

草地是陆地生态系统重要的组分,利用遥感技术在宏观尺度分析天然草原长势变化与其驱动力是了解草地生态状况的重要手段。本研究基于气候模型和光能利用率模型分别模拟2000—2018年锡林郭勒草原植被潜在植被净初级生产力(NPP)和实际NPP,以它们的差值作为由人类活动导致的NPP残损值,并利用最小二乘法在像元尺度分析锡林郭勒草原NPP时空变化规律以及气候和人类活动对NPP的驱动作用。结果表明: 2000—2018年间,锡林郭勒草地NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为271.54 g C·m^-2·a^-1,NPP上升(草地恢复)面积为3.65万km²,NPP下降(草地退化)面积为5.99万km²;潜在NPP在温度和降水的驱动下趋于上升趋势,年均上升6.5 g C·m^-2·a^-1,表明研究期间区域气候(降水和温度)对锡林郭勒草原NPP的提升具有积极作用,草地退化的驱动力主要来自人类活动;人类活动导致的研究区NPP残损值呈由东向西、由南向北递减分布,其中,乌珠穆沁草甸草原及南部典型草原残损值最高;采矿、开垦等人类活动对草地NPP的影响最明显。     

基于多源数据的三江源区生态工程建设前后草地动态变化及驱动因素研究

基于2000-2015年的NDVI、NPP和GPP多源数据,并结合人类干扰强度等级的构建,采用线性回归分析和地理加权回归分析方法,对比分析了在不同干扰等级下三江源区生态工程实施前5年和后10年草地的动态变化及其驱动因素。结果表明：（1）人类干扰强度和NDVI、NPP、GPP在空间上具有显著的区域差异,均表现为从西北向东南增加的趋势,且2006-2010年和2011-2015年草地NDVI、NPP和GPP值明显高于2000-2004年;（2）与2000-2004年相比,2006-2010年草地NDVI、NPP和GPP值的草地退化面积均减少,而2011-2015年退化面积又均增加,表明生态工程建设后的5年较前5年草地退化状况得到改善,然而在下一个5年草地又出现退化趋势;（3）在各人类干扰等级下生态工程实施后的5年内70%以上的草地处于改善状态,均出现退化面积比例显著减少,改善面积比例显著增加的趋势,而在2011-2015后5年草地退化面积比例增加,表明生态工程的实施促进了草地生态系统的改善,尤其在重度人类干扰区,草地由2000-2004年的52.71%退化区域到2006-2010年84.95%的改善区域。（4）影响草地动态变化的主要因素为距离道路的距离、距离居民点的距离、人口密度、干旱、温度和坡度等,各影响因素分布具有明显的空间异质性。研究结果将有助于为三江源区草地生态系统恢复、管理和战略制定提供科学指导和决策依据。     

A historical meta‐analysis of global terrestrial net primary productivity: are estimates converging?

Net primary productivity (NPP) is one of the most important ecosystem parameters, representing vegetation activity, biogeochemical cycling, and ecosystem services. To assess how well the scientific community understands the biospheric function, a historical meta‐analysis was conducted. By surveying the literature from 1862 to 2011, I extracted 251 estimates of total terrestrial NPP at the present time (NPP_T) and calculated their statistical metrics. For all the data, the mean±standard deviation and median were 56.2±14.3 and 56.4 Pg C yr^–1, respectively. Even for estimates published after 2000, a substantial level of uncertainty (coefficient of variation by ±15%) was inevitable. The estimates were categorized on the basis of methodology (i.e., inventory analysis, empirical model, biogeochemical model, dynamic global vegetation model, and remote sensing) to examine the consistency among the statistical metrics of each category. Chronological analysis revealed that the present NPP_T estimates were directed by extensive field surveys in the 1960s and 1970s (e.g., the International Biological Programme). A wide range of uncertainty remains in modern estimates based on advanced biogeochemical and dynamic vegetation models and remote‐sensing techniques. Several critical factors accounting for the estimation uncertainty are discussed. Ancillary analyses were performed to derive additional ecological and human‐related parameters related to NPP. For example, interannual variability, carbon‐use efficiency (a ratio of NPP to gross photosynthesis), human appropriation, and preindustrial NPP_T were assessed. Finally, I discuss the importance of improving NPP_T estimates in the context of current global change studies and integrated carbon cycle research.     

城市水资源生态足迹核算模型及应用——以沈阳市为例

水资源生态足迹可以直接反映区域人类社会经济活动对水资源的压力.本研究在现有的生态足迹模型基础上,充分考虑城市自然生态系统对水资源的需求,建立了包括居民日常生活用水、生产运营用水、公共服务用水和生态需水4类帐户的城市水资源生态足迹核算模型,并结合沈阳市实际情况,确定了模型中的相关参数,对沈阳市水资源生态足迹和生态承载力进行分析.结果表明:2000-2009年,沈阳市人均水资源生态足迹总体呈下降态势,但各年度均为水生态赤字;2005年较2000年水资源生态足迹人均下降0.31 hm2,2006、2007年有小幅回升,2008、2009年趋于平稳,说明沈阳市水资源可持续利用状况有一定改善,但仍处于不可持续状态.     

基于MODIS和CASA模型的伊春市森林植被NPP变化特征及其影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是判定生态系统质量状况和碳汇的重要因子,反映了植被群落的生产能力和生态过程,对调节全球碳平衡、增强生态服务功能具有重要的意义.本文基于MODIS卫星遥感资料和改进的CASA模型,利用2000-2019年MOD17A3HGF的NPP年际数据和气象...     

Decreasing Net Primary Production in forest and shrub vegetation across southwest Australia

Monitoring changes in the terrestrial carbon cycle and vegetation health can only be undertaken over large areas and on a regular basis using ecological indicators derived from satellite-based sensors. Climate conditions in Mediterranean ecosystems have undergone, and are projected to undergo, significant change in the future with marked impacts on forest and shrubland vegetation. In the southwest of Australia (SWAU), endemic tree species have experienced significant declines in health and mortality since the early 1990s primarily due to these climatic changes. In this paper we examine trends in Net Primary Production (NPP) from 2000 to 2011 as an indicator of productivity and health condition of the woody vegetation across the SWAU region. To do so, we examine NPP estimates derived from satellite imagery and climate data to answer the questions: (1) what is the extent and rate of change in NPP for the SWAU region over the study period, and (2) how important is fire as a contributing factor in the observed trends? Our results suggest that, similar to the global trend in Mediterranean ecosystems, between 2000 and 2011, overall NPP declined across the study region, with the majority of declines occurring in the ecological transition zone between trees and shrubs. Twenty-six percent of the 37,042 square kilometre of woody vegetation that showed a declining NPP trend, was affected by fire. The overall rate of NPP decline for the region was estimated to be −0.38 megaton C per year since 2000, indicating a reduction in the capacity of the region to act as a carbon sink. Under climate change projections, the observed decline trends are likely to continue and our results suggest that the carbon storage potential in this region is gradually decreasing following an ecological shift from tall tree-dominated to lower shrub-dominated vegetation.     

锡林郭勒盟净初级生产力时空变化及其气候影响

净初级生产力(NPP)是表征生态系统质量与功能的核心指标,监测生态工程区NPP的时空变化是生态建设成效评估的重要内容。本文利用2000—2015年时序遥感数据与光能利用效率模型(CASA),分析了锡林郭勒盟NPP的时空变化以及气温与降水的影响。结果表明:2000—2015年锡林郭勒盟的NPP为108.66~359.74 g C·m^-2·a^-1,多年平均值为254.18 g C·m^-2·a^-1,年均增加13.47 g C·m^-2;锡林郭勒盟的NPP由东向西递减趋势明显,40.13%的区域NPP高于280 g C·m^-2·a^-1,且集中在太仆寺旗、多伦县、西乌珠穆沁旗和东乌珠穆沁旗等地区;相比2000年,2015年锡林郭勒盟有94.56%的区域NPP升高,其中33.95%的区域NPP增幅高于120 g C·m^-2;锡林郭勒盟的NPP与降雨量呈显著正相关,31.18%的区域NPP与气温呈正相关,NPP与年均气温及降水量的复相关系数为0.59。综合来看,锡林郭勒盟约55%的区域NPP明显受气候因素驱动,其生态修复治理应充分利用气候变化的积极影响,而其他区域则需注重施加生态工程措施。     

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。