地表水资源供给服务供需关系对节水政策的响应——以大清河流域为例

水资源是基础性自然资源和战略资源,科学量化水资源供给服务的供需关系、识别供需矛盾的突出区域是进行流域水资源管理的重要前提。以大清河流域为例,利用InVEST模型,建立了水资源供给服务空间流动量化方法,预测了用水效率提升、节水灌溉两种节水政策情景对水资源供给服务供需关系的影响。结果表明：(1)流域水资源供给服务和水资源需求量均呈现出上游低、下游高的空间分布格局,农业用水为流域主要用水类型,2010—2015年,流域水资源供给服务增长0.97%,水资源需求量出现了9.6%的下降;(2)2010—2015年,流域整体水资源供给服务的供需比由0.78提升至0.88,服务的空间流动使得上游盈余的水量缓解了中下游的用水压力,但中下游水资源需求大于供给的问题仍普遍存在;(3)提升用水效率、推行节水灌溉这两种节水政策均能够有效改善大清河流域的水资源供需关系,分别可将流域水资源供需比提升至0.97和0.96,基本达到供需平衡。研究可为北方资源型缺水流域水资源供需匹配度的提高、节水政策潜力的评估提供借鉴。     

中国森林生态系统地表径流调节特征

径流调节是森林生态系统重要生态服务功能之一,包含着大气、水分、植被和土壤等生物物理过程,其变化将直接影响区域气候水文、植被和土壤等状况,是区域生态系统状况的重要指示器。在区域尺度上评估森林生态系统地表径流特征,对于科学认识和合理保护森林生态系统水源涵养功能具有重要意义。以森林生态系统定位监测数据为基础,探讨地表径流与降水,径流系数与植被的关系,建立径流系数与植被的回归方程,分析全国森林生态系统地表径流调节特征。结果表明:(1)各森林类型地表径流与降水相关性显著,其对地表径流的影响为37%—76%。此外,径流系数与植被也显著相关,其对径流系数的解释能力为27%—47%。(2)基于植被覆盖数据,通过植被与径流系数回归方程估算全国森林生态系统的地表径流调节特征。全国各森林生态系统径流调节能力存在差异,强弱顺序为:落叶针叶林落叶阔叶林针阔混交林常绿针叶林常绿阔叶林。     

渤海沿岸湿地生物多样性变化特征

全球气候变化和人类活动干扰的加强,对全球生物多样性造成了前所未有的干扰和破坏。近年来随着我国东部沿海的人口经济快速增长、资源需求进一步增大,生物多样性保护面临着巨大的挑战,进而影响地区经济和生态环境的可持续发展。在区域尺度上评估我国滨海湿地生态系统生物多样性空间格局及其变化特征,对于科学认识和合理保护滨海湿地生态系统生物多样性,和制定生态环境保护决策具有十分重要的意义。以渤海沿岸湿地生态系统生物多样性为研究对象,通过InVEST模型,和物种丰富度指数,评价了该地区生物多样性现状及其变化。结果表明:(1)渤海沿岸湿地生态系统主要以水库坑塘为主,其次为草本沼泽。在2000—2010年期间,渤海沿岸湿地生态系统总面积几乎不变,主要为草本沼泽和水库坑塘之间的转换。(2)湿地生物多样性较高的区域主要分布在辽东湾中部、渤海湾东南部和莱州湾西北部。由于城市化进展的加快,人类活动的干扰加强,近10年来,渤海沿岸湿地生境质量逐渐降低,生物多样性呈退化趋势。频繁的人类活动对该地区湿地生物多样性产生巨大的负面影响,应多建立自然保护区加以保护。(3)生物多样性变化热点区主要分布在渤海湾东南部和莱州湾西北部。冷点区域主要集中在渤海湾的中北部。在渤海湾东南部和莱州湾西北部的变化热点区内,生物多样性呈改善趋势,说明有效的生态系统转换和湿地保护区的建立,可以实现发展与保护共存,达到了双赢的效果。     

不同类型人类活动干扰对河岸带外来植物群落的影响——以北京永定河为例

强烈的人类活动对自然生境的扰动促进了外来植物侵入河岸带,但不同类型的人类活动干扰对外来植物的影响有所不同。按照不同人类活动干扰类型设置了山峡段、平原段和城市段,通过比较河段间河岸带外来植物群落特征的差异,探讨不同人类活动干扰类型对河岸带外来植物群落的影响。结果表明:(1)永定河河岸带共有维管束植物27科72属101种,外来植物13科28属29种。外来种比例高达28.7%,其中82.4%的国外外来种来自美洲和亚洲。(2)不同河段间的外来植物群落的物种构成和优势度呈现出显著性差异。外来种比例由山峡段的20.9%,上升至平原段和城市段的30.2%和25.5%;而优势度由12.1%,分别上升至13.4%和17.5%。(3)不同河段间的外来植物群落生活型结构有显著性差异。多年生草本植物在山峡段比例最高,达到66.7%,在平原段和城市段较低,分别为46.2%和30.8%;而一年生草本植物在城市段比例最高,达到69.2%,在平原段和山峡段较低,分别为53.8%和33.3%。(4)平原段属于农业干扰类型,其河岸带外来植物主要以农业类杂草为主,如禾本科的假稻(Leersia japonica)和菊科的钻叶紫菀(Aster subulatu);城市段是城市干扰类型,外来植物中入侵种比例和优势度较高,典型入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexus)和牛筋草(Eleusine indica)等。北京永定河不同河段河岸带外来植物的种类构成特点,反映了河岸带外来植物受快速城市化、农业活动等不同人类活动干扰的影响呈逐渐扩大的趋势。     

南方红壤区杜仲 (Eucommia ulmoides)树干液流动态

采用根据热平衡原理设计的热扩散探针(Thermal dissipation sap flow velocity probe,TDP),于2004年7月到10月对南方红壤区的杜仲人工林的树干液流进行连续监测,结合所测定的相关因子,分析杜仲液流的变化规律及其与各因子的关系。结果表明,在不同月份,杜仲液流速率的日变化规律基本一致,呈单峰曲线,但是树干液流在启动时间、峰值出现时间上存在差异;从7月到10月份,杜仲树干液流速率逐渐增大,10月份液流速率达到1.818 g/(cm2.h);杜仲液流速率与太阳辐射、空气相对湿度、温度、风速等气象因子相关性显著,但是太阳辐射和空气相对湿度是影响杜仲液流的重要因子,其中7月到9月份,太阳辐射是主要影响因子,而10月份,空气相对湿度占主导地位;树干液流与胸径、冠层厚度以及胸径平方与树高之积呈现出显著的相关性。     

水电开发的生态环境影响经济损益分析——以怒江中下游为例

水电工程的规模和特点决定了它对环境的影响特别重大,这种影响有正效益和负效益两个方面。水电开发的环境影响评价理论和方法在世界范围内都是一个在不断探索、发展和完善的科学问题。本文以怒江中下游水电开发规划为例,通过怒江水电开发规划环境影响因子的筛选和环境影响的定量分析,对开发方案的长期和整体的环境影响效益和成本进行估算,即估算项目实施后年环境成本和效益流量。评价结果表明,怒江中下游4级水电开发的直接环境效益为2.77×108元/a,环境成本总值约为3.96×108。评价结果中,直接环境效益和环境成本的比值为1∶1.4,环境影响的净现值为-1.19×108元/a;限于目前环境损益分析技术和方法还不太成熟,部分指标如怒江水电开发对文化多样性、陆生生物、水生生物等的影响,还无法找到有充分说服力的评价方法,从而使评价结果的完整性和准确性受到一定的影响。作为辅助决策依据,决策者应根据多方面的因素,综合考虑,以做出充分合理的判断和决策。     

中国省级行政区生态环境可持续性评价

从自然条件、人类胁迫、生态环境效应和社会响应4个主题出发,构建了包含28个指标的中国省级行政区生态环境可持续性评价指标体系,并通过专家调查和层次分析法为各主题层中的指标赋权.分别用各主题层中的指标和对应的权重,采用加权平均法构建自然条件(NSI)、人类胁迫(HPI)、生态环境效应(EEI)和社会响应(SRI)4个分指数,然后用这4个分指数通过灰色关联法构建综合生态环境可持续性指数(CEI),对我国各省级行政区生态环境可持续性进行评价.同时论文通过主成分分析法和相关分析法分析造成各指数地域差异的主导因素和评价中指标赋权的合理性.最后以4个分指数作为变量,采用快速样本聚类法对我国31个省级行政区进行聚类分析.评价结果表明,2003年我国各生态环境指数存在显著的地域差异.自然条件从东南到西北呈明显的由优到劣的过渡趋势,降雨量、年均气温、森林覆盖率和水网密度4个指标是导致地域差异的主导因素;人类胁迫东部发达地区明显高于西部和中部地区,同一个地区经济发展水平存在显著的正相关;生态环境效应西北地区最为显著,同各地区自然条件存在显著的负相关,在人类活动干扰下,自然条件差的地区更容易发生生态损害与退化;社会响应无明显的地域分析规律,各地区经济发展水平对其有一定影响,但并非决定性因素.区域综合生态环境可持续性由区域NSI、HPI、EEI和SRI共同决定,综合评价得到2003年我国各省级行政区生态环境可持续性排序情况,其中生态环境可持续性最强的几个地区为海南、云南、广西、江西等地,最弱的几个地区为内蒙古、宁夏、上海、西藏、新疆等地.最后,聚类分析把我国31个省级行政区聚为生态环境特点各异的六大类,可以促进我国生态环境的分类管理.     

生态系统服务功能的空间尺度特征

生态系统服务功能的形成依赖于一定的空间和时间尺度上的生态系统结构与过程,只有在特定的时空尺度上才能表现其显著的主导作用和效果。不同尺度的生态系统服务功能对不同行政尺度上的利益相关方具有不同的重要性。一般而言,生态系统产品提供功能往往与当地居民的利益更密切;调节功能和支持功能通常与区域、全国,甚至全球尺度的人类利益相关;文化功能则与本地-全球尺度上的利益相关方关系密切。由于不同尺度的生态系统服务功能有时互相冲突,从而可能导致不同的生态系统管理策略。本文探讨了生态系统服务功能在不同空间尺度上的表现特征和生态系统服务功能的空间规律,论述了不同空间尺度上生态系统服务功能与不同行政尺度上利益相关方的关系,以期为生态系统服务功能的评价、生态补偿机制的建立与生态系统管理提供科学依据。     

1996—2005年北京城市生态质量动态

从生态要素、生态过程、生态功能和生态问题4个主题出发,构建了包含16个指标的北京城市生态质量评价指标体系,并分别采用熵权法、最差状态法和最佳状态法对指标进行赋权,通过加权平均法构建了北京城市生态要素指数（EEI）、生态过程指数（EPI）、生态功能指数（EFI）、生态问题指数（EDI）和综合生态质量指数（CEI）,用以评价1996—2005年北京城市生态质量动态变化.结果表明：研究期间,北京城市EEI无明显改善,持续维持在远离理想点的水平;EPI和EFI改善显著,由1996年的远离理想点到2005年接近于理想点的水平;EDI的年度波动较大,普遍远离理想点;CEI得到持续改善,但离理想点依然有一定距离.当人均国内生产总值（GDP）小于3 000美元时,EPI、EFI和CEI随GDP的增长而快速增大,改善显著,当人均GDP超过3 000美元后,EPI、EFI和CEI随GDP增长而增大的速度减慢;EEI和EDI受人均GDP的影响较小,主要受限于自然条件及全球和区域环境的变化.     

岷江上游两种生态系统降雨分配的比较

植被的降雨分配作用对理解生态系统的水文功能具有重要的意义。该文对四川岷江上游岷江冷杉(Abies faxoniana)针叶林和川滇高山栎(Quercus aquifolioides)灌丛两种生态系统的降雨分配及降雨截留的影响因素进行了研究,探讨了植被分配降雨及截留降雨的影响机制和影响因素。文中采用定位观测的方法研究降雨分配。针叶林中冠层降雨截留占33.33%,树干茎流占0.07%,穿透雨占66.60%;而灌丛的冠层截留降雨为24.95%,穿透雨为75.05%;针叶林地被物的蓄留水能力(1.746 mm)要大于灌丛地被物的持水能力(0.941 mm);针叶林土壤的容积含水率(39.66%)也要高于灌丛土壤的容积含水率(38.19%);两种生态系统中的穿透雨率与降雨量的关系均可用逻辑斯谛方程较好地模拟。文中还选取了降雨量、降雨强度、降雨持续时间、两次降雨的间隔时间和次降雨期间的气温等5种因子分析影响两种生态系统降雨截留的主要因素。根据截留降雨与上述5种因子的偏相关分析结果:针叶林冠层的降雨截留主要受降雨量、降雨持续时间和间隔时间的影响;灌丛的降雨截留主要受降雨量、气温与降雨持续时间的影响。文中从当地的降雨特征与两种生态系统微气候差异的角度分析了两种生态系统降雨分配及降雨截留影响因素差异的原因。