环境影响评价中人文因素作用的空间计量

辨明人文因素对环境影响作用的大小,并依此找寻发展的对策是当前可持续发展研究的核心问题之一.采用中国2000年各省(区、市)的水足迹作为环境影响测算指标,运用空间自相关模型,分析了中国2000年水足迹的空间分布特征,结果表明:中国各省市的水足迹具有明显的空间相关性,在地理上存在集聚现象.进而在传统的人文驱动因素的随机回归影响模型--STIRPAT模型的基础上,通过加入空间项构建空间滞后模型和空间误差模型,定量地检验了中国的人口数量和富裕程度等人文因素对环境的影响,结果表明:人口数量对环境影响显著,而富裕程度对其影响较小;转变传统的经济增长方式,走新型工业化道路对环境影响显著,城市化率对环境没有显著影响;在控制人口变量的基础上,现有样本数据支持倒U形的环境Kuznets曲线假说,其拐点值为10560.92元;在技术水效率方面,海南的技术水效率最高,而青海和内蒙古的技术水效率最低.     

人文因素对中国灰水经济生产率的影响

促进水资源环境与经济的可持续发展,已成为当前我国亟待解决的问题。以灰水经济生产率为研究主体,将其定义为GDP与灰水足迹之比,基于对我国31个省市(香港、澳门特别行政区和台湾省数据尚未统计)2000—2014年灰水经济生产率区域特征和空间相关性的分析,利用空间Durbin模型对人文因素与灰水经济生产率的关系进行了研究。结果显示:(1)我国灰水经济生产率整体呈现上升趋势,东部地区显著高于中、西部,西部地区最低;(2)各省区灰水经济生产率在空间分布上存在显著正自相关性且空间集聚程度较高,近年来区域间的分化加剧;(3)从全国范围来看,提升产业结构优化度、城镇化水平及社会福利有利于本地灰水经济生产率增长,提高受教育程度和社会福利对邻近地区灰水经济生产率具有正向影响;(4)从各分区情况来看,提升民众受教育程度、产业结构优化度、城镇化水平和社会福利都对东部地区灰水经济生产率具有显著积极效用,城镇化建设的发展和社会福利水平的提高有利于西部地区灰水经济生产率增加;在间接效应结果中,东部民众受教育程度的提高,中部社区服务机构的减少,西部社会福利的改善都对相应邻近地区灰水经济生产率产生了显著正向影响;此外,各地需缩小城乡差距,提高农村地区GDP,促进经济与环境健康发展。提出了推动我国水环境与经济协调发展的建议。     

典型毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化空间异质性及其影响因素

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义.以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其pH、电导率、全盐含量的空间异质性进行分析.结果表明: 1)土壤pH、电导率、全盐含量的平均含量分别为8.44、5.13 mS·cm^-1和21.66 g·kg^-1,变异系数范围为6.9%～73.3%,pH属于弱变异,电导率和全盐含量属于中等程度变异.2)半方差分析结果显示,3个指标的空间变异性的最佳拟合模型均为球形模型,块金值/基台值比值范围为8.6%～14.3%,均具有强烈的空间自相关性,结构性因素对变异起主导作用;变程由小到大表现为pH＜全盐<电导率.克里金插值图显示,pH、电导率、全盐含量整体呈条带状分布,连续性较好.pH值表现出随着地势的升高而升高的特点,而电导率和全盐含量则表现出随着地势的升高而降低的特点.3)在垂直分布上,重度盐渍化区域的盐分有表聚现象,轻度盐渍化区域盐分垂直分布为先减少后增大.毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤盐渍化的空间变异性与气候、地质条件、地形地貌、水文地质条件、植被分布等有关,以地形因素和水文地质条件的影响为主.     

基于地理加权回归模型探究环境异质性对秦岭大熊猫空间利用的影响

环境异质性对野生动物分布的影响具有明显的空间不均匀性。传统分析中多采用经典线性回归模型来量化野生动物分布与环境变量之间的关系,难以准确反映物种-环境关系的空间异质特征。地理加权回归(GWR)是近年来提出的一种新的空间分析方法,通过将空间结构嵌入线性回归模型中,以此来探测空间关系的非均匀性。以秦岭大熊猫为例,应用GWR模型分析大熊猫空间分布与环境异质性特征之间的潜在关系,并同经典的全局最小二乘回归法(OLS)进行比较。结果表明,GWR模型的AIC、R²和校正R²均显著优于OLS模型,GWR模型的局部回归系数估计能够更加深刻地揭示大熊猫空间分布与环境变量间的复杂空间关系,且GWR模型能够为物种的科学保护提供更加有效的理论支撑。因此,GWR模型可为探究物种-环境关系的空间异质特征提供一种新的方法,在物种栖息地选择与利用研究中具有一定的应用前景。     

中国环境规制对旅游业碳排放强度影响的空间异质性

环境规制作为实现旅游低碳发展的重要动力之一,也是实现旅游业“碳达峰、碳中和”目标的有效路径。基于综合指数法和“自下而上”法,测度2005—2019年中国大陆30个省份(中国港澳台及西藏统计数据尚缺)的环境规制水平和旅游业碳排放强度,并借助面板回归模型和面板门槛模型探讨了环境规制对旅游业碳排放强度的影响及其区域异质性。结果表明：(1)研究期内,中国整体旅游业碳排放强度呈下降趋势;其中,中部地区下降趋势最为明显,其次分别为西部、东部和东北地区。(2)中国环境规制水平呈增长态势,其规制效应对胡焕庸线右侧的地区更为显著,并呈现出自东向西递减的梯度分布特征。(3)中国环境规制对旅游业碳排放强度存在明显的“倒逼减排”效应,但东北地区却存在一定的“绿色悖论”现象;环境规制对旅游业碳排放强度的影响存在单一阈值,当旅游能源强度小于阈值时,存在显著的“倒逼减排”效应,当旅游能源强度超过阈值时则存在“绿色悖论”效应。(4)东部地区环境规制未通过门槛效应检验;中部地区存在单个门槛值,环境规制有效促进旅游业碳排放强度的下降,不存在“绿色悖论”现象;西部和东北地区分别存在单、双门槛效应,环境规制对旅游业碳排放强度...     

空间异质性对样地数据空间外推的影响

应用模型结合的方法模拟了3个空间异质性等级预案下反应变量(气候变化下景观水平的树种分布面积)的变化情况,并分析模拟结果在预案之间的差异性,探讨了环境空间异质性对样地观测到的树种对气候变化响应向更大空间尺度外推的影响.结果表明：空间异质性在一般情况下对样地数据向土地类型尺度外推没有影响,而对样地尺度外推到海拔带尺度的影响则有较复杂的情况.对于对气候变化不敏感的树种以及非地带性树种,空间异质性对样地数据向海拔带尺度外推没有影响;对于大多数对气候变化敏感的地带性树种而言,空间异质性对样地数据向海拔带尺度外推则有影响.     

林分光照空间异质性对水曲柳更新的影响

 光照是森林更新动态中极为关键的环境因子。本研究在东北天然次生林中选择样地,应用地统计学理论结合实验生态学方法,定量分析林分光照空间异质性特征,同时进行林下播种水曲柳（Fraxinus mandshurica）的更新实验,探测更新格局特征。通过空间关联性分析,研究探讨是否林分光照的空间变异对水曲柳更新有重要影响作用。研究结果表明： 1）生长季林分平均光照仅为全光照的4.2%～4.6%,在空间分布上呈现非常明显的异质性特征,空间自相关变异（62.5%～78.2%）主要体现在10.9～12.4 m的尺度上。2）林分光照不同的空间样点上,水曲柳更新幼苗发生数量和秋季幼苗存活数量均存在显著差异,光照相对强的微生境中,更新苗发生数量较多且存活率高,而在光照较弱的微生境中则更新较差,更新具有十分明显的空间格局。3）更新格局与林分光照空间异质性特征紧密关联。在光照空间异质性程度较高、空间变异较复杂的条件下,更新相应呈现出较复杂的空间格局,自相关的变异表现在较小尺度范围（2.12～6.97 m）。在光照空间异质性程度较低、空间变异复杂性较小的条件下,更新格局的复杂程度明显变小,空间自相关变异（>83%）表现在较大的尺度上（30 m）,对更新格局起主要的影响作用,随机变异的影响很小（<17%）。这些研究结果说明,林分光照环境在水曲柳更新中的作用十分关键,林分光照的空间异质性对更新格局起决定性作用。     

中国省域环境可持续性时空格局及其影响因素

人类活动已成为人类世背景下全球环境变化的主要驱动力,因此将其合理调控在地球环境边界之内是实现可持续发展的前提条件。作为全球尺度的环境边界,行星边界秉持"地球系统观",为统筹不同区域的环境可持续性评估提供了新视角。以行星边界为切入点,评估中国省域主要人类活动的环境可持续性状况,揭示其时空格局演变及社会经济影响因素。结果表明：（1）中国省域碳、氮、磷排放的不可持续性北部整体高于南部,分异程度随时间逐步拉大,不可持续省份数量的占比均已超出2/3;省域水、土地利用的可持续性南部整体高于北部,保持相对稳定,可持续省份数量的占比均已超出3/4。（2）中国省域环境可持续性大体受人口、经济、技术等因素的综合影响,且各类环境要素的可持续性之间存在一定的协同效应。其中,各类环境可持续性均受人口规模的正向驱动,同时氮、磷、水和土地的可持续性均受农业活动的负向驱动。（3）碳排放可持续性主要受能源消费强度的负向驱动,而磷排放可持续性同时受人口城镇化率的负向驱动,水可持续性受二产占比的负向驱动。基于行星边界的环境可持续性研究,可为区域合理界定和有效承担全球环境可持续性责任提供科学参考。     

基于空间面板STIRPAT模型的水足迹影响因素分析——以山东省为例

随着中国水资源供需矛盾加剧,虚拟水成为地区水资源管理中不可或缺的一环,为提高地区水资源综合利用效率和探索水资源区域一体化管理提供了新思路。采用“自下而上”法核算了山东省17个城市农业、工业、生活、生态与灰水足迹,在分析2009—2018年水足迹时空分布规律基础上,综合运用探索性空间数据分析方法、面板数据STIRPAT模型和空间杜宾模型,揭示了水足迹的空间自相关特征,量化分析了人口数量、富裕程度、技术进步、城镇化和产业升级等影响因素对水足迹的本地影响效应与空间溢出效应。结果显示：(1)2009—2018年山东省水足迹总量均呈现波动上升的变化趋势;空间布局上呈现东部沿海和西部平原水足迹高,中部山地水足迹低的特点。(2)山东省水足迹具有正向的空间自相关性,相比地理位置相邻,水足迹的空间相关性受人口数量因素影响更大,表现出明显的“高高”聚集和“低低”聚集特征,但是受到经济因素的主要影响,区域间水足迹空间相关性随时间发展逐渐下降。(3)人口数量是山东省水足迹增长的重要来源,经济增长是推动各地区间水资源竞争关系的最重要因素。城镇化能够缓解本地水资源压力,技术进步和产业升级不仅能缓解本地水资源压力,...     

青藏高原典型区生态系统服务空间异质性及其影响因素——以那曲市为例

那曲市位于青藏高原生态屏障区的中心,其提供的多项生态系统服务对维持高原乃至周边地区的生态安全与可持续发展具有重要意义。借助InVEST模型与CASA模型模拟那曲市2000、2010、2018年的产水、土壤保持、固碳以及生境质量四项生态系统服务,分析它们的时空格局及相互关系,在此基础上用地理探测器揭示那曲市生态系统服务空间异质性的主要影响因子。结果表明：1）2000-2018年间,那曲市产水服务与土壤保持服务分别下降了35.1%和4.8%,生境质量趋于稳定,固碳服务增长了5.6%。2）2000-2018年间,那曲市产水、土壤保持、固碳的空间分布均呈现东南高西北低的趋势,生境质量高值区分布在湖泊河流以及植被覆盖率高的地区。那曲市生态系统服务极重要与高度重要区域占比保持在5.3%-5.4%和12.3%-13.8%之间,主要分布在那曲中部与东部水热与植被条件好的区域。3）2000-2018年间那曲市各生态系统服务之间主要为协同关系,其中土壤保持服务和产水服务间的协同性最强。4）因子探测结果表明,降水量、土壤类型、归一化植被指数因子（NDVI）对产水服务和固碳服务的空间异质性有最强的解释力,土壤保持服务的空间异质性主要受坡度因子影响,生境质量受土地利用类型因子的影响最大。交互探测结果凸显了土地利用因子的重要性,土地利用类型与NDVI以及土地利用类型与降水交互后分别对固碳服务、生境质量以及产水服务的解释力最强。研究结果可为那曲市生态保护与生态文明建设提供理论依据。     

Spatial heterogeneity of DTPA-extractable zinc in cultivated soils induced by city pollution and land use

The spatial heterogeneity of DTPA-extractable zinc in the cultivated soils of Shenyang suburbs in Liaoning Province of China was investigated, and its map was drawn by the methods of geostatistics combined with geographic information system. The data of soil DTPA-extractable zinc fitted normal distribution after logarithm transformation, and its semivariogram fitted a spherical model. The semivariogram indicated that the spatial dependence of soil DTPA-extractable zinc content was moderate, with the spatial dependence range of 1.69 km and the fractal dimension of 1.96. Stochastic factors contributed to 49.9% of the spatial variability, while structural factors contributed to 50.1% of it. The spatial heterogeneity of soil DTPA-extractable zinc shown by a kriged interpolation map was deeply influenced by stochastic factors such as city pollution, land use pattern and crop distributions. For example, the average content of Zn in vegetable garden soils was 2.5-4 times as much as in their originated soils, and was lower in paddy soils than in their originated soils. The areas with a higher content of soil DTPA-extractable zinc appeared in the near suburbs and the riverside along Hunhe River and the wastewater drainage of Xihe River, and the extremely high values in the near suburb of the city's residential area were a striking feature, indicating the key role of city pollution in the spatial heterogeneity of soil DTPA-extractable zinc. When recorded in the form of a soil pollution map,the results of such a survey make it possible to identify the unusually polluted areas, and to provide more information for precise agriculture and environmental control.     

Spatial heterogeneity of DTPA-extractable zinc in cultivated soils induced by city pollution and land use

The spatial heterogeneity of DTPA-extractable zinc in the cultivated soils of Shenyang suburbs in Liaoning Province of China was investigated, and its map was drawn by the methods of geostatistics combined with geographic information system. The data of soil DTPA-extractable zinc fitted normal distribution after logarithm transformation, and its semivariogram fitted a spherical model. The semivariogram indicated that the spatial dependence of soil DTPA-extractable zinc content was moderate, with the spatial dependence range of 1.69 km and the fractal dimension of 1.96. Stochastic factors contributed to 49.9% of the spatial variability, while structural factors contributed to 50.1% of it. The spatial heterogeneity of soil DTPA-extractable zinc shown by a kriged interpolation map was deeply influenced by stochastic factors such as city pollution, land use pattern and crop distributions. For example, the average content of Zn in vegetable garden soils was 2.5-4 times as much as in their originated soils, an     

长白落叶松冠层光合作用的空间异质性

以2014年黑龙江省帽儿山林场14年生人工长白落叶松为研究对象,对比分析了各项光合指标、环境因子及光合生理参数在冠层内的空间差异性,并探讨了净光合速率(P_n)与其他指标的关系.结果表明: 在树冠垂直方向,上层P_n、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(T_r)显著高于中层和下层,胞间CO₂浓度(C_i)表现为下层>中层>上层;光合有效辐射(PAR)从上层外部到下层内部呈显著降低趋势,水汽压差(VPD)和叶片温度(T_l)表现为上层显著高于中层和下层,相对湿度(RH)则无显著差异;最大净光合速率(P_{n max})、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为上层>中层>下层,下层比上层分别降低32.7%、55.8%、80.2%和51.6%,表观量子效率(AQY)表现为下层>中层>上层,下层分别是中层和上层的1.2和1.3倍.水平方向,光合指标和环境因子的差异性主要体现在树冠上层,P_n、g_s、T_r、PAR和VPD表现为树冠外部显著高于树冠内部,而C_i和RH差异不显著;P_{n max}、R_d、LCP和LSP表现为外部>内部,内部比外部分别降低0.4%、37.7%、42.0%和16.4%,而AQY在内部比外部高0.7%.C_i是限制P_n的主要生理因子,PAR是影响P_n的主要环境因子,尤其在弱光区域PAR对P_n的影响十分明显.因此,在模拟和预估树木冠层光合作用时,考虑空间异质性有一定的必要性.     

Panel estimation for the impacts of population-related factors on CO2 emissions: A regional analysis in China

A large accumulation of carbon dioxide emission have attracted much attention recently. The existing researches mainly focused on such impact factors of carbon dioxide emission as population, economy, technology and others. However, there is little specific guidance for the subdivision of demographic factors. This paper employed STIRPAT (Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence and Technology) model to examine the impact of population size, per capita consumption, energy intensity, urbanization and aging population on CO₂ emissions by adopting panel data of 30 provinces from 1997 to 2012. Taking the climate change as a control variable, we can get the result that the population size, per capita consumption and energy intensity have strong explanatory power on CO₂ emissions in the three regions. The urbanization level has a positive influence on carbon emissions in the western region and has a negative effect in the central region, while it is not statistically significant in the eastern region. Aging population increases emissions in the eastern region, while decreases emissions in the central region and the western region.     

Spatial, environmental and human influences on the distribution of otter (Lutra lutra) in the Spanish provinces

In a previous survey of otters (Lutra lutra L. 1758) in Spain, different causes were invoked to explain the frequency of the species in each province. To find common causes of the distribution of the otter in Spain, we recorded a number of spatial, environmental and human variables in each Spanish province. We then performed a stepwise linear multiple regression of the proportion of positive sites of otter in the Spanish provinces separately on each of the three groups of variables. Geographic longitude, January air humidity, soil permeability and highway density were the variables selected. A linear regression of the proportion of otter presence on these variables explained 62.4% of the variance. We then used the selected variables in a partial regression analysis to specify which proportions of the variation are explained exclusively by spatial, environmental and human factors, and which proportions are attributable to interactions between these components. Pure environmental effects accounted for only 5.5% of the variation, while pure spatial and pure human effects explained 18% and 9.7%, respectively. Shared variation among the components totalled 29.2%, of which 10.9% was explained by the interaction between environmental and spatial factors. Human factors explained globally less variance than spatial and environmental ones, but the pure human influence was higher than the pure environmental one. We concluded that most of the variation in the proportion of occurrences of otter in Spanish provinces is spatially structured, and that environmental factors have more influence on otter presence than human ones; however, the human influence on otter distribution is less structured in space, and thus can be more disruptive. This effect of large infrastructures on wild populations must be taken into account when planning large‐scale conservation policies.     

生态学系统的空间异质性

空间异质性是生态学系统的一个普遍牧场生,生态学家对它在生态学中的重要性已取得了比以往更深刻的认识。试图从空间异质性的含义,空间异质性与尺度和等级的关系,空间异质性的定量描述,空间异质性对生物和非生物过程的影响,以及空间异质性的动态等5个方面综述了有关空间异质性的生态学研究的新进展。     

基于地理探测器的云南省生态系统产水服务的空间异质性及驱动因素

产水服务作为重要的生态系统服务功能,准确把握其空间分异特征、明确不同地域的关键驱动因子是维系生态安全和可持续发展的关键。以地理空间异质性显著的云南省为研究区,借助InVEST模型模拟1992—2019年云南省产水量时空分布,通过地理探测器探析气候、植被、土壤、地形、土地利用等因子对产水服务的空间驱动特征。结果表明: 1992—2019年,云南省产水量呈先增大后减小的波动变化趋势,各年产水量空间分布格局相似,总体趋势是自西北、西部、西南部向中部和东部逐渐递减。气候类因子(降水量和实际蒸散量)是导致产水服务空间分异的主要驱动因子。在不同的流域分区,各驱动因素对产水量的影响具有明显的空间异质性:云岭-元江一线以西,伊洛瓦底江、怒江上游、怒江下游、澜沧江上游、金沙江上游、元江、李仙江一带,降水量是主要的控制因子;云岭-元江一线以东,喀斯特地貌区(南广河、赤水河、乌江、右江、盘龙河)以及人口密度大、耕地资源短缺的金沙江下游地区,实际蒸散量和土地利用类型是主要的控制因子。本研究结果可为云南省水资源管理政策和生态文明建设工作提供参考依据,对促进高原山地复杂区生态系统服务优化和可持续发展具有一定的指导意义。     

Bio-indicators in the monitoring of environmental pollution

Summary Surveying the chemical pollution status of a given area is increasingly becoming the task of biological indicators, ie animal and plant organisms capable of providing us with the necessary data. For example, in the wake of certain contaminations, they may increase or decrease in number, vary population proportions in relation to given traits, become vectors of certain toxic molecules or heavy metals, or accumulate them in their bodies or in their «products». The advantage of bioindicators over chemical or physical detectors is their ability to supply extensive — both spatially and temporally —rather than limited and instantaneous data, thus making such information more representative. In many instances the bioindicator takes samples for us-a service that is undoubtedly valuable even though it must be linked to a sound knowledge of the organism's ethogram and biology so as to arrive at a scientifically legitimate interpretation of the data provided.