2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全评价

针对疏勒河流域生态环境脆弱、人地矛盾突出的特点, 采用“环境-经济-社会(EES)”模型, 建立疏勒河流域土地生态安全评价指标体系, 构建土地生态安全评价的熵权物元模型, 对疏勒河流域2005—2014 年土地生态安全状况进行评价研究, 并利用主成分分析法定量研究疏勒河流域土地生态安全的限制因子。结果表明: 2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全还存在着恶化风险, 2005—2007 年风险降低, 2007—2008 年风险小幅增加, 2008—2009 年风险降低, 2009—2013 年风险大幅增加, 2013—2014 年风险有所降低; 发展方向表现为“不安全→安全”的阶梯式上升趋势, 其中, 2005—2007 年土地生态安全状态为“不安全”, 2008—2009 年安全状态为“临界安全”, 2010—2011 年安全状态为“较安全”, 2012—2014 年安全状态为“安全”; 制约2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全水平提升的关键因子分别是人均耕地面积、森林覆盖率、人均水资源量、产水模数、第三产业产值与GDP 占比和耗水率, 其中, 森林覆盖率和产水模数影响最大, 主成分荷载达0.973和0.968。研究结果以期为疏勒河流域土地生态治理决策和人地关系和谐可持续发展提供科学依据。     

中国城市生态基础设施对碳排放量的影响

在碳达峰、碳中和的时代背景下,探究城市生态基础设施的碳减排效应对实现城市的可持续性发展、现代化发展具有重要的现实意义。选用中国2003-2019年中国214个地级市为样本,采用熵权法量化中国城市生态基础设施发展水平,构建空间计量模型研究城市生态基础设施发展对碳排放量的影响及其空间溢出效应。研究发现：（1）中国城市碳排放总量整体呈上升趋势,并且碳排放量较高的地区是人口密度较大的城市,以及传统工业城市。城市生态基础设施发展水平总体呈先下降,后上升的趋势,发展较好的城市分布在东部沿海地区,西北城市,中部省会与直辖市。（2）城市生态基础设施发展显著促进了本地城市和邻地城市的碳排放量,该结果通过稳健性检验。并且,城市生态基础设施的碳减排效应存在滞后性,城市生态基础设施在发展至12期时,具有显著的碳减排效应。（3）城市第二产业发展具有集聚效应,降低了邻地城市的碳排放量;城市对外开放程度越高,地区间贸易加速流动,促进了邻地城市的碳排放量。（4）与其他城市相比,西部地区城市、非省会城市和直辖市,以及资源型城市的生态基础设施发展显著促进了城市碳排放。（5）政策制定上,一方面应全力推进城市生态基础设施发展和第二产业转型,重视城市绿化覆盖、垃圾废水处理等设施建设。另一方面需特别关注西部地区城市、非直辖市和非省会城市、以及资源型城市,因地制宜,激发其生态基础设施建设动力,助推碳达峰、碳中和目标的实现。     

基于熵权物元分析模型的城市生态安全综合评价

随着城市化进程的加快,人口膨胀,交通拥挤,环境破坏,大气污染,能源短缺等一系列生态问题严重制约着城市的可持续发展,影响着城市的生态安全。针对城市生态安全的问题,论文以郑州市为例,采用物元分析和熵权法,建立城市生态安全熵权物元模型,首先通过熵权法对郑州市2001-2004年的指标数据进行处理并计算出相应的权重,再通过物元分析法对郑州市2001年城市生态安全状况进行综合评价,结果表明郑州市2001年的城市生态处于较不安全状态,评价结果客观、科学,不仅为解决城市生态安全问题提供了一种有效的评价方法,而且能够为明确城市的发展状况,制定下一步发展战略提供依据。     

基于改进的遥感生态指数的北京市门头沟区生态环境质量评价

以2001、2006、2010、2014和2018年的Landsat影像为数据源,采用熵权法计算权重并用指数和法计算遥感生态指数(RSEI),结合GM(1,1)模型,研究北京市门头沟区的生态环境质量变化及其原因,预测未来变化趋势.结果 表明:2001、2006、2010、2014和2018年门头沟的RSEI分别为0.5...     

煤炭资源型城市生态安全评价——以锡林浩特市为例

煤炭资源型城市生态安全评价能够协调人口、资源和环境之间的矛盾,保障城市可持续发展。基于PSR模型,以煤炭资源型城市锡林浩特市为研究区域,从生态环境和社会经济方面共选取了33个指标因子,构建了煤炭资源型城市的生态安全评价指标体系,运用熵权TOPSIS法进行了城市生态安全综合评价,并通过障碍度模型对城市生态安全的主要障碍因子进行了研究。研究结果表明:(1)2008—2017年锡林浩特市生态安全水平总体呈缓慢上升趋势。生态安全综合评价指数从0.464上升到0.553,安全等级由较不安全转为临界安全状态;(2)10年间PSR三大指数表现出不同变化特征。压力指数呈下降后上升再小幅下降的变化趋势,状态指数呈波动上升趋势,响应指数呈快速上升趋势;(3)子系统的障碍度分析表明压力系统的障碍度最大,是影响煤炭资源型城市生态安全的首要因素。子系统的障碍度变化趋势表现为:压力系统和状态系统的障碍度均不同程度增大,响应系统的障碍度越来越小;(4)单项指标的障碍度分析表明影响该资源型城市生态安全的主要障碍因子集中在压力系统和状态系统,10年间最大障碍因子经历了从城镇化率到矿区面积的演变。     

熵权模糊综合评价法在城市生态安全评价中的应用

为了拓新城市复合生态系统生态安全评价方法的研究,根据压力-状态-响应模型,构建了一个有3个要素和33项具体指标的城市生态安全水平度量的指标体系,并运用客观的熵权法赋权、模糊综合评价法以及划分的等级标准对我国5个经济发达城市的生态安全水平进行量化分析.结果表明,苏州市和北京市对“较安全”级别的隶属度最大,分别为0.376和0.286;深圳市、上海市和广州市则处于“临界安全”状态.另外,深圳市具有较大的系统压力,苏州市的系统状态和系统响应表现最优.与其它评价方法相比,该方法评价过程简易,结果定量和相对客观可信.     

基于生态敏感性评价的本溪青云山景区空间规划

林地型景区的生态环境保护和利用是景区旅游开发的基础.本文基于生态环境要素和保护需要构建了生态敏感性评价指标体系,通过层次分析法和熵权法得到组合权重,结合GIS技术对本溪青云山景区进行生态敏感性评价,并根据评价结果制定景区空间规划.结果表明:青云山景区内高敏感区占比9.2%,敏感区占比60.2%,低敏感区占比22.7%,不敏感区占比7.9%.依据青云山生态特征和生态保护红线将景区分为限制开发区、适度开发区和旅游开发区三大板块,结合自然、人文等资源的空间分布特征,制定了景区"二轴六区"的空间规划,针对各板块资源利用现状和存在的问题,制定了相应的旅游开发规划策略.本研究能够为林地型景区空间规划提供更为科学有效的规划路径.     

基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价

城市人居环境已成为日益关注的热点问题,同时也是城市化水平和城市可持续发展的重要衡量因素之一.本文以宁夏回族自治区的5个地级市为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建以生态环境、社会环境、人文环境和经济环境为系统层的评价指标体系,并利用AHP和熵权法结合的方法确定指标权重,对城市人居环境质量大小进行综合评价.结果表明: 5个城市的人居环境质量大小顺序为银川市(0.85)、石嘴山市(0.62)、吴忠市(0.43)、中卫市(0.33)和固原市(0.32);生态环境质量得分最高的是石嘴山,银川市的社会环境、人文环境和经济环境质量均最佳,中卫市和固原市的4大系统层指标质量得分均较低.5市人居环境内部各组分的协调程度均较好,其中,吴忠市、固原市、中卫市均达到良好协调,银川市和石嘴山市为一般协调.不同城市间同一系统层指标的协调度均较低,城市间的社会环境建设失调,其余也均为勉强协调.宁夏城市的人居环境质量总体不容乐观,城市间的协调度亟待提高.宁夏城市人居环境的建设需要加快发展弱势指标,统筹协调城市内部和城市间全方面的发展,以此为宁夏的城市化建设和城市可持续发展提供有力保证.     

基于熵权的北京城市生态系统健康模糊综合评价

采用基于熵权的模糊数学评价方法,借助于相对隶属度的概念评价了北京城市生态系统在某一特定时间内(1996~2003年)的相对健康状态。方法避免了主观判断城市生态系统健康标准的不确定性。评价结果表明:(1)1996~2003年,北京市相对健康状态整体呈上升趋势,最优年为2003年,最差年为1996年;(2)按照最大隶属度原则,人类健康要素的最大隶属度0.967(2002),生物群落的最大隶属度1.000(2003),社会的最大隶属度1.000(2003),经济的最大隶属度0.938(2003),人工环境的最大隶属度1.000(2003),自然环境的最大隶属度0.795(1998),自然与社会经济的相互作用的最大隶属度0.916(2002),对区域的影响的最大隶属度1.000(1996)。各评价要素的最大隶属度主要集中于2003年,其概率为37.5%。     

基于熵值-突变级数法上海市生态安全评价与对策研究

城市生态安全的定量评估对于区域的可持续发展具有极其重要的指导意义。文章基于PSR模型和相关统计数据,构建了生态安全评价指标体系和评价模型,结合熵权法对各指标进行赋权,利用突变级数法对2005—2015年上海市生态安全状况做出定量评价,并对其状态进行分级,研究结果表明:2005—2015年间,上海市生态安全状态可分为两个阶段,2005—2009为生态安全上升期,生态安全指数从0.8633上升到2009年的0.9497,安全等级由V级上升到Ⅲ级; 2009—2015年期间则为下降时期,生态安全指数从0.9497下降至2015年的0.8981,安全等级则从Ⅲ级下降到V级,期间虽有所上升,但生态安全级别仍处于V级。整体而言,由于受到来自人类活动的巨大压力,城市生态安全水平较低,可持续发展受到严峻的挑战。基于研究结果,为提高上海市生态安全水平,促进城市的可持续发展,政府需要采取一些措施,具体可从以下角度来考虑,进一步加强对城市环境的监督和治理,以实现在经济增长的同时也兼顾环境的质量提升,控制人口增长,改善能源结构,提高清洁能源的使用比例,同时改进技术,提高能源利用效率,降低能耗,减少排放;加大对...     

长白山区阔叶红松林经营历史与研究历程

长白山区位于中国东北东部的山地森林区,地带性植被是阔叶红松林,是我国珍贵木材生产和东北森林带的重要载体,孕育着丰富的物种资源.短短120年来,长白山区广袤的原始森林几乎消失殆尽,被次生林、过伐林和人工林等替代.建国以来,东北的阔叶红松林经营理论与技术在红松更新规律、皆伐与择伐的争论中,在人们对阔叶红松林结构和功能认识不断深入的过程中逐渐完善.但目前红松更新问题依然存在,森林经营依然十分粗放.本文梳理了过去70年来阔叶红松林的经营历史及研究历程,分析当前森林资源类型和经营制度的形成过程,以期为该区天然林可持续经营和质量的精准提升等提供借鉴.     

长白山红松针阔叶混交林主要树种树干呼吸速率

采用土壤呼吸气室,于2003年4—10月原位测定了长白山红松针阔叶混交林主要树种红松、蒙古栎、水曲柳和紫椴的树干呼吸, 监测了树干温度及林内温度. 结果表明: 4个树种的树干呼吸速率均有明显的季节变化, 其中7月的呼吸速率最高, 10月最低, 呈单峰曲线. 各树种的树干呼吸速率日变化均为“S”型曲线, 并在4:00达到最低,而呼吸速率峰值出现时间有所不同,红松、蒙古栎、水曲柳和紫椴的呼吸速率峰值分别在18:00、20:00、16:00和14:00.不同树种的树干呼吸对温度变化的响应也不相同, 其树干呼吸Q₁₀值在2.24～2.91之间变化,为水曲柳＞蒙古栎＞红松＞紫椴.     

积雪对长白山阔叶红松林土壤温度的影响

2004-2007年对长白山阔叶红松林林地进行遮雪试验,观测了有雪、无雪覆盖的森林土壤温度和气温.结果表明:积雪对土壤温度变化有明显的缓冲作用,有雪覆盖减缓了土壤温度的变化; 积雪对浅层（0～20 cm）土壤有较好的保温作用,随雪深的增加,保温作用增大,雪深从10 cm 增至20 cm时保温作用的增幅最大,当雪深超过30 cm时,保温作用的增幅不明显; 融雪期土温经历0 ℃左右的恒温期后缓慢上升,恒温期的持续时间主要由冬季的雪深及其时间分布所决定.     

阔叶红松林生态化学计量学特征及其对纬度梯度的响应

为研究红松叶片的养分及生态化学计量学特征的空间分布及其影响因素,依据我国温带阔叶红松林的分布特点,沿纬度梯度,选取长白山(42°27'N)、张广才岭(44°16'N)和小兴安岭(48°05'N)等3个地区的典型阔叶红松老龄林,测定红松叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,及表层土壤(0—15 cm)、中层土壤(15—30 cm)的有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,分析了其分布特征及其相互关系。结果表明:1)红松叶片C、N、P含量显著高于土壤。表层土壤C、N、P含量变化范围分别为27.6—87.4,2.0—7.2 mg/g和0.26—0.92 mg/g;中层土壤为8.1—59.7,0.7—4.6 mg/g和0.2—0.82 mg/g;而叶片为495.5—507.4,12.7—172.5 mg/g和1.1—2.1 mg/g。2)土壤中的SOC、C/N、C/P均随纬度升高极显著增加,而叶片各元素计量特征随纬度的变化不显著。3)叶片N、P含量分别与土壤N、P含量显著正相关,同时,叶片N与土壤C/N、P与土壤N/P显著相关。相比较而言,红松叶片N、P含量较低,这可能说明阔叶红松林土壤N、P供应不足,而叶片N/P仅为9.9,说明东北阔叶红松林N限制更加明显。本研究为阐明东北温带阔叶红松林的养分供应状况和限制因素,为阔叶红松林区提高红松生产力的管理措施的提出奠定了基础。     

长白山阔叶红松林能量平衡和蒸散

利用开路涡动相关系统的连续观测结果,分析了长白山阔叶红松林2008年能量平衡各分量和蒸散量的特征,并对生长季和非生长季能量各分量和蒸散量的差异进行了比较.结果表明:该观测系统能量闭合度为72%,处于国际同类观测的中等水平;能量各分量日、季差异显著,生长季森林生态系统最主要的能量支出项为潜热通量,约占可用能量的66%,非生长季最主要的能量支出项为感热通量,约占可用能量的63%.长白山阔叶红松林2008年蒸散量为484.7 mm,占同期降水量(558.9 mm)的87%,证实森林蒸散耗水是我国北方温带森林最主要的水分支出项.     

红松阔叶林倒木贮量动态的研究

在森林倒木研究的基础上探讨长白山红松阔叶林倒木贮量的动态,涉及红松阔叶林倒木分解及其贮量的动态规律。研究表明,倒木分解,除心腐木外,均由表及里进行;倒木分解速率在其它生态条件相同时因树种、直径和部位而异。红松阔叶林倒木贮量动态包括现有倒木贮量和倒木年输入量两个分解动态过程,现有倒木贮量在头100年其干重迅速减少,其中椴树比红松尤速,前者分解91%,后者为72%.林地倒木贮量动态与倒木年输入量分解动态相似,但前者在分解初期贮量增加较大,因为部分现有倒木未完全分解;100年后趋于一致,并恒定于16～17t·hm^-2,直至群落的顶极阶段结束.     

长白山阔叶红松林不同演替阶段土壤团聚体粒径组成及有机碳含量变化

阔叶红松林是我国东北重要的原生群落,其土壤团聚体在森林生态系统碳固定中具有重要作用.本研究采用空间代替时间的方法,选取白桦幼龄林、白桦中龄林、白桦成熟林、阔叶红松成熟林和阔叶红松过熟林5个不同演替序列,通过湿筛法研究长白山天然针阔混交林群落恢复演替中土壤团聚体粒径组成及有机碳含量的变化.结果表明: 土壤团聚体粒径组成受演替过程影响较大,不同演替阶段下土壤团聚体各粒级所占比例差异显著.团聚体平均质量直径随演替的进行表现为先升高再降低的单峰形式,且最高点出现在白桦成熟林阶段.土壤中不同粒级的团聚体内有机碳含量随着演替的进行呈先增加后略有下降的趋势,且团聚体内有机碳含量最大值出现在阔叶红松成熟林阶段.在同一演替阶段下,0～5和5～10 cm土层(除演替末期的阔叶红松过熟林外)中的各粒径团聚体内有机碳含量都随着粒径的减小而增加,而10～20 cm土层中的各粒径团聚体内有机碳含量都随着粒径的减小而减小.从演替初期的白桦幼龄林到演替末期的阔叶红松过熟林,每个样地内的同一粒径团聚体内有机碳含量均具有明显的垂直分布特性,均随着土层深度的增加而显著降低.     

红松和紫椴叶片暗呼吸及其光抑制性在幼、成树间的差异

叶片暗呼吸是森林碳循环的重要组分,深入分析幼、成树的叶片暗呼吸及其光抑制性的差异,对生态系统总生产力(GPP)的准确估算具有重要意义.本研究以长白山阔叶红松林主要树种(红松和紫椴)的幼树和成树为研究对象,分别测算不同光照下叶片暗呼吸与无光暗呼吸,比较叶片暗呼吸及其光抑制性在幼、成树间的差异,结合幼、成树叶片生理生态参数的对比,对幼、成树叶片暗呼吸及其光抑制性差异的原因进行探讨.结果表明: 两个树种幼树叶片光下暗呼吸的值高于成树,在生长季(6—9月),幼树的值比成树高6.8%～39.6%;两个树种幼树叶片暗呼吸光抑制程度低于成树,幼树叶片暗呼吸光抑制性的值比成树低2.5%～14.1%;红松幼、成树间叶片暗呼吸光抑制性的差异总体高于紫椴幼、成树间叶片暗呼吸光抑制性的差异,差值最高可达18.6%;幼树中较高的光下暗呼吸值和较低的光抑制程度可能与最大净光合速率、比叶面积、气孔导度的变化有关,与叶片氮含量的变化无关.     

长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态

为了解群落尺度上凋落物组成及其时空变化,对长白山阔叶红松林25 hm² 样地内2008年度收集的凋落物进行统计分析.结果表明: 一年间,150个收集器内收集的凋落叶分属35种树木,占样地内胸径≥1 cm树种数(52种)的67.3%;凋落物总量为29.39 kg,折合3918.4 kg·hm^-2,其中,阔叶、杂物、针叶和枝条凋落量分别占凋落物总量的61.7%、18.0%、11.7%和 8.6%;紫椴、水曲柳、蒙古栎、色木槭和春榆5个树种的叶凋落量占阔叶总凋落量的83.8%;不同树种的凋落量季节差异很大,61.9%的凋落物产生于9月13日至10月10日.其中,红松和紫椴叶凋落高峰出现在9月13-26日,蒙古栎、春榆和色木槭叶凋落高峰出现在9月27日-10月10日.收集器间凋落物量差异较大,其中68个收集器的年凋落量在150～200 g,1个收集器大于500 g;单个收集器全年最多可收集到18个树种的凋落叶,凋落叶种数为12种的收集器最多(32个).叶凋落量与样地内该树种的胸高断面积总和成正比.样地内凋落叶的分布存在明显的空间异质性,且收集器内凋落物的收集量与其所处的位置有关.     

长白山阔叶红松林的生态价位

森林生态系统的众多服务功能在近年来受到国际社会的广泛关注,生态系统服务评价方法和案例在国内外也有很多研究.在我国实施天然林保护工程的背景下,基于生态系统服务评价的思路,提出生态价位的相关概念和等级划分方法,并以长白山阔叶红松林为对象,进行了初步研究.生态价位是某生态系统的生态系统服务价值的大小程度,根据现实情况和研究目的不同,具体可以衍生出基本生态价位、现实生态价位、潜在生态价位及生态价位差的概念.应用这一组概念,不通过直接评价某一类型或某一地区的生态系统的各种服务价值,而是以相对比较的方式说明研究对象的生态价值的大小程度和分布特征.在长白山自然保护区和森林资源保护较好的两个林场范围内,选取不同群落和物理环境特征的典型阔叶红松林生态系统样地进行了调查,并对劲松林场进行区域性生态系统调查.研究结果表明在自然状态下,阔叶红松林的生态价位可以用基本生态价位表示,采用群落生物量作为基本生态价位的划分标准,分为4级BEVL Ⅰ,群落生物量0～120 t/hm2;BEVL Ⅱ,群落生物量120～240 t/hm2; BEVL Ⅲ, 群落生物量240～360 t/hm2; BEVL Ⅳ, 群落生物量>360 t/hm2;对受到人为干扰的阔叶红松林,则根据其所处物理环境、群落结构组成及人为干扰程度3方面8个主要因子,采用层次分析法得到森林生态系统服务价值综合指数(EI),据此将现实生态价位划分为3级REVL Ⅰ,综合指数1.000～1.874,REVL Ⅱ,综合指数1.874～2.749;REVL Ⅲ,综合指数2.749～3.623;对于由于人为干扰造成的生态系统质量下降的阔叶红松林,在计算综合指标的过程中假定群落结构组成处于最佳状态而无人为干扰,根据上面标准,可划分潜在态价位等级PEVL并计算生态价位差DEVL,据此分析造成生态价位下降的原因及相应的管理技术;在区域尺度,通过趋势面分析技术,将样地点的现实和潜在生态价位等级扩展到整个调查区域,从而可以分析区域生态系统服务下降的程度并提出相应的经营规划和管理对策.对典型样地的计算表明生态价位差与现实生态价位评价指数的比值最高达28.9%,该类型的生态系统服务价值可提高的空间巨大;对区域生态价位变化的分析表明,由于不合理人为干扰的存在,40%以上立地的生态价位等级发生改变,大大降低了该地区的森林生态系统的服务功能.对生态价位假说的初步研究为长白山阔叶红松林的保护和经营提供了一条新思路.