作物适宜度模型及其应用

本文提出的适宜度理论和方法是一种描述作物与环境关系的定量方法,文中提出了两个新的概念;适宜度过程、环境因子变化过程适宜度。以此为基础,建立了一系列的适宜度模型及产量模型,将该理论及方法应用于分析定西春小麦生产,初步摸清了当地小麦产量长期低而不稳的规律。本文提出的春小麦产量模型具有明显的生物学含义并可用它在不同生物阶段对产量进行预测。经用１９８４、１９８６年的数据验证,模拟值与实值分别相差８％、７．     

草原生物适宜度模型及其应用

草原生物适宜度模型及其应用李镇清任继周（中国科学院植物研究所,北京１０００９３）（甘肃草原生态研究所,兰州７３００７０）ＴｈｅＭｏｄｅｌｓｏｆＳｕｉｔａｂｉｌｉｔｙＤｅｇｒｅｅｏｆＧｒａｓｌａｎｄＯｒｇａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏ...     

基于生态位适宜度的耕地可持续利用评价

耕地可持续利用评价是土地利用研究的重要内容.基于生态位理论,从区域耕地生态系统整体性出发,提出耕地生态元和耕地生态位的概念,并在此基础上构建了耕地可持续利用生态位适宜度评价模型( Fi模型).然后,将所构建模型应用于河南省焦作市耕地可持续利用评价之中,测度了1997～2006年期间焦作市耕地可持续利用生态位适宜度Fi值.为了便于对照分析,采用限制因子模型(NFmin-i模型)和希尔伯脱空间模型(CHi模型)进行耕地可持续利用生态位适宜度NFmin-i值和CHi值的测算.测算结果表明:(1)1997～2006年期间, Fi值总体上呈递增趋势,从1997年的0.5088增加到2006年的0.6503,表明支撑焦作市耕地可持续利用的自然、经济和社会因子总体上呈良性发展趋势,即耕地可持续利用现实生态位趋于最适生态位.(2)1997～2006年期间,Fi与CHi值各年间的变化规律一致,与NFmin-i值总体变化规律一致,表明运用Fi模型进行耕地可持续利用评价具有较强的科学性和现实性.同时,Fi值有利于从综合角度表征区域耕地总体可持续利用水平.(3)利用最适生态位解释区域耕地可持续利用评价标准,以及运用n维资源(条件)生态位与最适生态位的匹配这一基本思想进行区域耕地可持续利用评价,生态意义明确,便于依据生态位适宜度值的大小及其变化制定区域耕地利用方案和措施.     

突变级数法在生态适宜度评价中的应用——以镇江新区为例

《开发区区域环境影响评价技术导则》（HJ／T2003）已将生态适宜度评价列为区域环境影响评价的主要内容,并明确提出了三级指标集成的框架要求,但并未推荐具体的技术方法。在当前的环评工作实际中,出现了多种生态适宜度的评价技术,如排列成比较技术、层次分析、模糊评价法等,然而这些方法却普遍存在着权重分配过程中的主观性问题。而对于生态适宜度评价这类多指标集成的问题,无论采用何种技术方法,只有减少权重赋值的主观性才能体现评价结论的科学性。鉴于此,推荐了一种新型的生态适宜度评价方法——突变级数法。通过镇江新区环评的具体案例分析,突变级数法表现出在生态适宜度评价方面较好的适用性。更为重要的是,通过对前述3种方法的数理分析对比,突变级数法表现出主营以下两方面的比较优势：首先该法不使用权重,只需按指标间的内在逻辑关系对指标的重要程度进行排序,很大限度地避免了人为制定权重的主观性;同时,作为定性与定量相结合的技术方法,突变级数法不仅可以对各地块是否适合其利用类型做出评价,还可以运用模型计算出各个地块生态适宜度的具体数值,对不同地块的生态适宜性程度进行定量的对比。诚然,应该客观地指出,在按指标的重要程度排序过程、以及评价指标的量化分级过程中,突变级数法仍然不能完全避免人为主观性,这也需要今后继续探索整合其他技术方法。加以进一步完善。     

沙坡头地区人工固沙植物水分利用及其生态位适宜度过程数值模拟分析

本文以干旱区植物为研究对象,探讨了自然降水资源的时空分布规律以及降水与固沙植物耗水之间的制约关系。通过扩展经典生态位理论的内涵,用数学抽象的方法定义植物水分生态位适宜度为其水分最适生态位点与现实生态位的贴近度,建立相应的数学模型,对固沙植物生态位适宜度进行了定量分析,并建立了生态位适宜度过程模拟方法。依据实验结果进行了有关计算与数值模拟,所做模拟结果与实际观测结果相吻合。结果表明,柠条与油嵩混播为实验条件下的最佳种植方式,密度为5000株／hm^2时其水分生态位适宜度最高,林木覆盖率也最大。文中进一步讨论了有限降水限制和沙地土壤水分亏缺胁迫下油篙和柠条对水分的竞争行为,混播下的生态位适宜度变化及稳定共存格局形成的机理。该结果为干旱区人工林的营建提供了定量依据。     

基于生态位的山地农村居民点适宜度评价

为了农村居民点优化布局和公共服务资源优化配置,运用复合生态位对农村居民点适宜性进行评价。根据栖霞市山地特点以及农村居民点用地特征,基于生态位理论,从生态条件、生产条件和生活条件3方面选取相关指标,选取地形位、坡向、水源影响度、地质灾害作为生态条件的评价指标;生产条件选取工商业用地比例、工商业用地可达性、耕地和园地面积、耕地和园地可达性作为评价指标;生活条件选取农村居民点规模、城镇中心可达性和道路通达度作为生活条件评价指标。采用可达性测算、聚类分析、适宜性评价等定量分析和定性分析相结合的方法,确定适宜性等级,并与提取出的农村居民点用地相叠加,将农村居民点分为重点发展型、适度发展型、限制扩建型和优先整治型4种类型,分别占总规模的35.19%、35.10%、20.29%和9.42%。重点发展型地理位置优越,交通便捷,基础设施较完善,建议有序调整内部结构促进集约利用;适度发展型村庄处于起步阶段,受闲散地较多、土地利用方式粗放的限制,建议盘活存量用地,循环利用旧宅基地和闲置宅基地;限制扩建型受地形复杂、农业生产生活条件较差的限制,建议维持现状,引导人口外迁,推动宅基地腾退;优先整治型受地势较高、生态环境脆弱、离水源较远,交通不便,易发灾害限制,建议村庄搬迁。最后结合研究区山地农村居民点特点提出了不同类型居民点相应的调控模式。研究能够揭示农村居民点的现状和适宜性,为当前农村居民点优化布局提供理论基础,同时丰富了生态位理论在不同领域中的应用,对农村居民点优化布局具有一定的指导意义。     

科尔沁沙地差巴嘎蒿种群生态位适宜度分析

以生长在科尔沁沙地的差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)为研究对象,对其在不同类型沙地上的综合活力指数和生态位适宜度进行计算,主要结论如下:1)在生长旺季,差巴嘎蒿种群综合活力指数随着沙地的固定显著下降。2)在同一生长季内,综合生态位适宜度表现为半固定沙地>固定沙地和流动沙地;水分生态位适宜度表现为流动沙地>半固定沙地>固定沙地。随着土壤含水量的变化,土壤水分的限制土层深度也有所不同:7月各类型沙地均为15~30 cm土层;8月随着雨水的下渗,限制土层也有所加深,为45~60 cm土层;9月除流动沙地为15~30 cm外,半固定沙地和固定沙地均为30~45 cm。3)在同一生长季内的不同生境上种群的限制因子(NF_min)不同:在流动沙地上为土壤有机质,而在半固定沙地和固定沙地上为土壤含水量,且土壤有机质和土壤水分的配置关系直接影响综合生态位适宜度值的高低。在一定范围内,二者的比值可直接反映有机质对植物细根的有效性,同时种群通过调节细根生长状况来适应限制因子间的配置关系。     

沙坡头地区人工林植物的水分生态位适宜度分析

本文根据沙坡头水分观测站多年的土壤水分观测记录,建立了植物种生态位适宜度的数学模型,对各种固沙植物不同密度下的生态位适宜度,以及适宜度的时空变化进行了定量分析。结果表明合理的营林密度为２５００株每公顷,这时植物种的生态位适宜度最大。     

北疆高产棉花密度与打顶时序调控的生态位适宜度研究

以北疆棉区高产 (2 0 0 0kg·hm-2 )棉花 (G .hirsutumL .)为研究对象 ,引进生态位适宜度理论对受密度和打顶时序调控的高产棉花生态位适宜度进行了研究。经果表明 ,在密度梯度上 ,随密度增加棉花生态位适宜度值增加。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,分次打顶降低了生态位适宜度 ,导致减产 ;在高密度种植条件下 ,分期打顶能提高生态位适宜度 ,有利于提高产量。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,与同密度下 1次打顶 (7/5 )相比 ,2次打顶增产 4 5 %和 1 1 3%,3次打顶增产 7 5 %和 5 9%。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,棉田苗蕾期LAI较小、漏光损失大 ,光合势低 ,是实现超高产的主要限制因子 ,花铃期的分期打顶导致减产。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,棉花苗蕾期LAI增加 ,分期打顶保证了花铃期较适宜的LAI ,提高了棉花生态位适宜度 ,有利于提高产量 ;1次打顶处理 (7月 5日 )比本区生产上的打顶时间 (7月 1 0日左右 )提早了 5d左右 ,使高密度棉花群体LAI的发展受到了一定程度地限制 ,避免了因密度高群体透光条件的恶化而降低了其生态位适宜度值 ,造成减产损失。     

最小累积阻力模型在城市土地生态适宜性评价中的应用——以厦门为例

将城市土地景观动态模拟为生态保护用地和城镇用地扩张两个过程,建立了以两个过程最小累积阻力差值为基础的城市土地生态适宜性评价方法,可用公式MCR差值=MCR生态保护用地扩张-MCR城市用地扩张表示。当被评价单元的MCR差值0时,应被划分为适宜生态的用地;当MCR差值0,应被划分为适宜建设的用地;而当MCR差值=0时,为适宜建设用地和适宜生态用地之间的分界线。以厦门为例,选取已有的城镇用地和生态保护用地作为扩张源,分别从地形、景观类型、水文地质、生态价值、生态敏感性、生态功能6个方面建立了阻力因子评价体系,并运用最小累积阻力差值法将厦门市划分为禁止开发、限制开发、重点开发、优化开发4个适宜性分区,各区的面积分别为525.3、455.0、340.8、243.9km2,生态适宜用地面积总和为980.3km2,建设适宜用地面积总和为584.7km2。     

北京市生态用地规划与管理对策

不合理土地开发加速了对自然生态系统的干扰和侵占,导致生态系统服务功能下降,危机区域生态安全,开展生态用地规划是构建区域生态安全格局的基础。合理规划和管理不同土地利用类型的数量和空间分布对区域可持续发展具有重要意义。目前我国广泛应用的土地利用分类体系主要以土地的社会经济属性为基础,忽视其生态属性,导致以提供生态系统服务为主、保障生态安全的土地缺乏保护机制,具有重要生态功能的土地得不到有效保护。以北京市为例,建立了北京市生态用地分类与规划的思路与程序,在明确北京市生态安全与生态系统服务功能的关系基础上分析了北京市生态系统服务功能重要性及其空间格局,并进行了北京市生态用地规划。研究规划了保障北京市生态安全的7类生态用地:地表水涵养与保护用地、地下水保护用地、生物多样性保护用地、水土保持用地、河流防护用地、公路防护用地和城市绿地,总面积5137.37km2,占北京市域面积的31.31%。最后从生态用地识别和划分、将生态用地融入土地利用分类体系、生态用地管理措施和对策3个方面探讨了生态用地规划和管理的方法与措施。研究结果为北京市土地利用规划和有效管理提供依据,也为其它地区的生态用地规划提供参考。     

鄂尔多斯市土地利用生态安全格局构建

合理构建区域土地利用生态安全格局来实施管理对策和改善区域生态安全水平,已经成为区域生态环境保护的新需求。以位于中国北方农牧交错区的鄂尔多斯市为研究区,基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据等,借助多目标优化模型和GIS空间分析技术,构建了鄂尔多斯市土地利用生态安全格局,结果表明:(1)不适宜性耕地所占比重较大,林地和草地分布比较合理,适宜的未利用地面积所占比重较大,后备土地资源丰富;(2)多目标优化结果显示,耕地、林地、水域和建设用地面积呈现增加的趋势;草地面积基本保持不变;未利用地面积大幅度下降;(3)土地利用生态安全格局显示,耕地面积增加,主要分布在水分条件较好的河流、湖泊和水库等的周边地区以及城镇和乡村居民点周围;林地面积大幅度增加,主要分布在达拉特旗北部和准格尔旗东部;草地略有增加,广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地以外的地区;建设用地增加面积主要来自于重点发展城镇的扩展和规划的重点矿产资源开采区;未利用地大幅度减少,主要集中在杭锦旗境内的库布齐沙漠以及乌审旗和鄂托克旗境内的毛乌素沙地。研究结果对鄂尔多斯市土地资源管理和生态安全建设具有重要指导意义。     

黑龙江省二龙山水库流域景观生态评价与规划研究

从景观生态学的基本理论出发,采用地理信息系统(GIS)技术,借助于大型统计分析软件包SPSS中的主成分分析和空间系统聚类分析方法,对黑龙江省二龙山水库流域的景观生态环境进行了定量分析与评价,获得了4个景观生态评价类型．其中,良好状态的景观生态类型占全流域面积的比重最大,为36％,一般状态次之,为31％;较差状态和理想状态分别为17％和16％．并按景观空间生态结构,将全流域规划与设计为3个景观功能区,即农业景观功能区,其景观过程以作物生产为主,发展方向为兼顾经济、生态和社会多种效益的生态农业、观光农业和高效农业;生态环境保护功能区,其景观过程以水土流失、植被覆盖减少等退化过程为主,主要执行生态环境保护功能,大力发展水土保持林,努力提高植被覆盖率,是本区发展利用的方向;森林景观功能区,森林资源的合理采伐利用、林种的空间优化配置、森林的抚育以及天然林的保护成为该区发展的主要方向．     

南方丘陵地区生态系统服务变化对国土空间规划的指示意义

以保护和提高生态系统服务功能为原则,优化生态空间格局对于保障区域生态系统稳定性具有重要作用。以南方丘陵地区为研究对象,基于土地利用数据,评估了南方丘陵地区20年间生态系统服务功能的时空变化,据此提出区域国土空间规划建议。结果表明：（1）1995-2000年间森林生态系统面积与生态系统服务功能急剧下降,在2000年之后两者均逐渐恢复。（2）南方丘陵地区生态系统服务主要受自然因素与社会经济因素的影响,空间分布呈自东南至西北逐渐降低的趋势。（3）空间叠加分析南方丘陵地区生态敏感性,划定4个生态功能区,明确重点保护区范围,严格规范对服务供给区、适度开发区及城镇建设区的干扰程度,在现有国土空间规划方案的基础上进行合理优化。研究成果探讨了生态系统服务格局在国土空间规划过程中的重要作用,可为进一步评估优化南方丘陵地区的生态空间格局提供科学参考。     

生态规划及其相关概念演变和关系辨析

生态规划是实现城市可持续发展的重要工具之一.我国生态规划起步于20世纪80年代,在吸收和借鉴欧美生态规划理论成果与实践经验的基础上,至今已经基本形成了符合中国特色的生态规划理论体系,并取得了一些实践经验.本文首先回顾了近30年来我国生态规划的研究与发展历程,认为我国生态规划的研究起源于土地资源生态化利用的地理学、复合生态系统理论的生态学以及这两大理论的结合;研究上经历了最初的单学科探索,之后的景观生态学、生态学、城市规划学等多学科、多视角的研究与发展,直至当前的多学科交叉、协作研究;其次,归纳出各个研究阶段生态规划及相关规划的概念与基本内涵、主要学术观点和代表学者;最后,通过对生态规划及相关规划基本概念的辨析,认为生态规划是一个概念范畴,土地生态规划、城市生态规划、生态城市规划、景观生态规划和环境规划都源于“生态规划”或可视为“生态规划”的一种类型或组成部分,相互之间各有侧重,生态规划及其理念应该融入并引导和约束当前规划,促进实现城市和区域可持续发展.     

基于开发区规划环评的土地资源承载力评价

土地资源承载力评价是规划环境影响评价的重点,是决定规划是否可以实施的重要依据.基于地理信息系统技术的空间分析功能,选取高程、坡度、土地利用现状、距居民点距离、距主要交通道路距离和距环境敏感区距离作为敏感因子,综合评价了漳州招商局经济技术开发区生态敏感性程度及其空间分布状况,并将评价结果与用地布局规划图叠加进行生态适宜性分析.结果表明： 研究区84.0%的居住用地、93.1%的工业用地、86.0%的交通用地和760%的其他建设用地处于非敏感区和一般敏感区,用地规划实施总体上对区域陆域生态环境造成的影响较小,规划区内土地资源可以满足规划用地需求.以生态用地为约束条件进行人口承载力评价的结果表明,高度敏感区和60%的中度敏感区可视为生态用地,开发区规划期内人口规模为24.0万,区域人均用地可达134.0 m2,该人口规划规模适宜,符合相关建设用地标准.     

基于景观安全格局分析的生态用地研究——以北京市东三乡为例

借助较为成熟的景观安全格局理论和方法,根据自然、生物和人文过程的分析,可判断和规划对某种生态过程具有战略意义的景观安全格局,即维护某种生态过程的最小生态用地（包括格局和面积）.本研究从土地的地表属性和空间属性2个方面界定了生态用地的概念,将其定义为：在不同空间尺度上,对维护关键生态过程和提供生态系统服务具有重要意义的生态系统（土地单元）及其空间部位.以北京东三乡为例,分析了基于雨洪管理和生物保护需求的生态用地,得出该区低、中、高3种安全水平下的生态用地分别占研究区总面积的20.4%、31.1%和48.6%.结果表明,基于关键生态过程的景观安全格局分析是生态用地定量研究的有效方法,该方法对城市规划和土地规划等具有重要参考价值.     

基于最小累积阻力模型的北京市生态用地规划研究

生态用地规划强调对区域生态系统结构与功能的保护,增强社会经济发展的生态环境支撑能力。从保障首都基本生态安全、改善大气环境质量、建设宜居城市的角度出发,通过对北京市生态重要性进行综合评价,明确北京市重要生态用地空间分布特征。在此基础上,采用最小累积阻力模型(MCR),以重要生态用地为\"源\",以土地覆被类型、距道路距离和距居民点距离作为阻力因子生成阻力面,模拟重要生态用地空间扩张过程,进而设置生态用地规划情景,并从景观连通性、生态功能保障度及与现状建设用地冲突情况等3个方面对不同情景下的生态用地规划方案进行保护效能评价,最终提出北京市生态用地的适宜规模和优化布局方案。研究结果表明:北京市重要生态用地总面积为9879 km~2,占市域总面积的60.20%;生态用地的适宜规模为12417 km~2,占市域总面积的75.67%,其中,平原区生态用地的适宜规模为2944 km~2,占平原区总面积的46.45%,主要分布于建成区的外围过渡地带;山区生态用地的适宜规模为9473 km~2,占山区总面积的94.05%。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.