黄土高原典型区植被恢复及其对生态系统服务的影响

植被恢复是全球陆地生态系统恢复的主要途径,我国的大规模植被恢复具有特色,产生了巨大效益和广泛影响。退耕还林(草)是我国重大植被恢复工程的典型代表,在黄土高原地区试验示范进而推广到全国。工程实施以来,工程区植被的恢复情况及其产生的影响已成为学术界关注的热点。选取陕西省延安市、榆林市和山西省吕梁市、临汾市作为黄土高原典型区,分析了土地利用变化情况。基于2000—2014年的年均植被覆盖度数据分析了植被恢复的时空变化趋势。在此基础上,以土壤侵蚀率、地表植被蒸散(ET)和植被净初级生产力(NPP)为指标,对典型区土壤保持服务、水文调节服务和植被碳固定服务的变化进行定量评估,以此分析植被恢复对主要生态系统服务的作用。结果显示:(1)工程实施以来林地和草地范围明显增加。(2)植被改善趋势明显,2000—2005、2000—2010和2000—2014年植被显著恢复的比例分别为5.8%、49.1%和79.0%。(3)土壤保持服务增强,2014年土壤侵蚀速率比2000年降低17.5%,中度侵蚀区降幅达53.7%,2000—2014年历年土壤保持率均在84%以上且呈波动增加。(4)水文调节服务增强,2000—2010年ET增加区域面积达到48 094.1 km2,占典型区总面积的39.6%。(5)植被碳固定服务提高,2000—2014年典型区NPP总体处于增加态势,NPP显著增加区域占全区总面积的60.3%,固碳总量增加45.4%。研究表明,退耕还林(草)工程实施以来,典型区植被得到了显著恢复,有效促进了区域生态系统服务的提高,植被恢复及其生态系统服务效应的时空变异特征值得关注。     

2000—2018年云南省典型矿区植被生态时空变化特征——以临沧市为例

矿区植被生态恢复特征及其影响因素分析对矿区生态治理与植被恢复建设具有重要的参考价值和现实意义。以云南省典型矿区-临沧市为研究区,利用2000—2018年MODIS资料和气象观测数据,基于陆地生态系统碳通量TEC模型,结合趋势分析、相关分析等统计方法,揭示了2000年以来云南省典型矿区——临沧市的植被覆盖度、植被净初级生产力等时空变化特征及其与气候因子关系。结果表明,(1)矿区植被净初级生产力年均值为980.1 g·m~(-2)·a~(-1)(以C计,下同),2000年以来区域NPP总体呈增加的趋势,平均每年增加6.2g·m~(-2)·a~(-1);在空间分布上,有90.5%区域植被NPP呈增加趋势。(2)矿区植被覆盖度多年均值为67.3%,2000年以来呈显著增加的趋势,平均每年增加0.42%,有92.2%区域植被覆盖度呈增加趋势。(3)不同类型植被净初级生产力均呈增加的趋势,但变化趋势率存在一定的差异,其中常绿阔叶林、落叶阔叶林、灌丛、草地植被净初级生产力平均值最大。(4)矿区植被NPP与降水之间呈显著的正相关性,相关系数为0.737,但与气温、日照时数的相关性未达到显著水平;矿区植被覆盖度与各气象因子间的相关性也均未达到显著水平。2000年以来云南省典型矿区植被呈现向好趋势,说明近些年生态文明建设效果良好。     

甘肃省植被覆盖变化及其对退耕还林工程的响应

利用2000—2015年MODIS-NDVI数据,基于遥感和地理信息系统技术,采用像元二分法和一元线性回归分析法,定量探讨了甘肃省近16 a植被覆盖的时空变化特征,并在此基础上评估退耕还林面积与植被覆盖的相互关系。结果表明:(1)2000—2015年甘肃省年均归一化植被指数(NDVI)值呈增加趋势,年增长速率为0.43%,说明甘肃省植被覆盖总体呈改善态势。(2)16 a间,全省植被覆盖虽有局部恶化趋势,但改善区域面积远大于植被退化区域。其中,明显改善、中度改善和轻微改善区域面积分别占总面积的20.62%、14.67%和33.05%,退化区域面积仅占2.87%。(3)总体上,甘肃省植被覆盖度仍然较低,全省16 a平均植被覆盖度为50.98%,低、中低植被覆盖区面积占总面积的50%以上,且分布不均,其中东南地区平均植被覆盖度最高,为75.43%,中部次之,为47.84%,西北最低,只有31.77%,空间差异显著。(4)退耕还林面积能较好地解释植被覆盖度的变化。退耕还林工程集中区即黄河以东地区累计退耕还林面积与2000—2015年年均植被覆盖度明显相关,其决定系数R2为0.721 8。     

长株潭城市群土地利用/覆被变化对碳效应的影响

基于1990、1995、2000、2005、2010年长株潭城市群土地利用数据及植被类型图、土壤类型图,借助Arc GIS10.0软件,从土地利用类型的结构、转变方向、转变带来的碳排放强度及碳汇空间分布的区域差异性等方面,分析20 a间研究区土地利用/覆被变化引起的碳效应。结果表明:(1)1990—2010年间,长株潭城市群土地利用类型变化的显著特征为耕地与林地间的相互转变以及耕地、林地向建设用地的转变;(2)长株潭城市群碳效应变化呈倒"U"形趋势,整体碳汇能力减弱,碳效应空间分异明显。与其他区县相比,长沙、株洲、湘潭3市市区及望城县、长沙县这5个区县的土地利用转变碳效应及碳汇能力变化更明显,差异性大,这与区域人口密度及经济发展的不均衡直接相关;(3)可考虑通过限制林地及草地转出、优化土地利用结构及经济布局、防止生境破碎化及生态系统退化等措施来控制土地利用碳排放。     

京津冀植被净初级生产力时空分布及自然驱动因子分析

研究植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空分布及其影响机制对全球陆地生态系统的变化及碳平衡有着重要的意义。基于MOD17A3HGF数据,综合气候、地形、土壤和植被4个方面的自然因子,利用趋势分析、变异系数及地理探测器等方法,探讨了2000—2019年京津冀NPP时空演变特征及空间分布的自然因子驱动机制。结果表明,(1)时间上,2000—2019年期间京津冀植被NPP整体呈显著增长趋势,增速为5.85 g·(m~2·a)~(-1)(以C计)。(2)空间上,NPP高值区主要集中在北部及西部的燕山和太行山脉,低值区主要集中在西北坝上高原以及东南部平原地区;京津冀植被整体恢复显著,2000—2019年期间80.29%的区域NPP呈显著增加趋势;NPP整体情况较为稳定,平均变异系数为17.25%,其稳定区域占京津冀总面积的36.31%。(3)2000—2019年期间,平均气温、海拔、土壤类型和坡度是影响植被NPP空间分布的最主要自然因素(q30%,P0.01),除平均风速外的其他因子对NPP的解释力呈上升趋势。(4)各自然因子的交互作用对NPP的影响表现出非线性增强及双因子增强作用,其中平均气温与土壤类型交互作用最强(q=0.611 2)。     

上海崇明县植被覆盖度动态变化遥感监测研究

植被覆盖度是用于描述和评价生态系统的重要参数。基于1989、2001、2006年的TM/ETM+遥感数据,以上海市崇明县为研究区域,利用改进的像元二分模型,估算出不同时期内崇明县的植被覆盖度,并对其变化进行了定量分析。结果表明:1989-2001年,植被覆盖度负向变化地表约10.17%,正向变化约20.58%,乡镇和湿地区域正向变化的面积大于负向变化,农场区域则相反;2001-2006年,负向变化约29.1%,正向变化约12%,农场和湿地区域正向变化的面积大于负向变化,乡镇区域则相反,并且随着城市化进程的深入,各土地用地类型的植被覆盖度变化在一定程度上都呈现出生态退化的趋势。     

新疆和田地区土地荒漠化时空特征分析

以干旱区土地荒漠化防治和生态环境修复为目的,对新疆和田地区土地荒漠化时空演变过程进行研究。基于RS和GIS技术,利用和田地区MODIS13Q1-NDVI遥感数据,以植被覆盖度作为荒漠化评价指标,对和田地区2000—2018年土地荒漠化时空变化特征进行分析。结果表明:(1)研究区植被覆盖度呈减少趋势的区域面积占总面积的0.38%,其中极显著减少区域面积占0.10%,显著减少区域面积占0.28%;植被覆盖度呈增长趋势的区域面积占12.88%,其中极显著增长区域面积仅占1.10%,显著增长区域面积占11.78%。(2)2006—2012年重度荒漠化区面积呈减少趋势,2012—2018年呈增加趋势,总体以年均0.59%的速率递增;中度荒漠化区面积呈减少趋势,平均每年以1.43%的速率减少,而轻度和非荒漠化区面积一直保持增加趋势,年均增速分别为2.19%和3.70%。(3)由面积转移矩阵可知,近20 a来,研究区土地类型未发生变化的面积为19.841×10~4 km~2,非荒漠化区转移面积最少,中度荒漠化区转移面积相对较多。由于气温、降水和人类活动等因素的影响,近20 a来和田地区重度荒漠化区面积略有增长,轻度和非荒漠化区面积增加显著。     

近代黄河三角洲植被覆盖度时空变化分析

为了深化研究近代黄河三角洲植被演化规律与机理,指导该地区合理开发和保护植被资源,选用Landsat等卫星遥感数据结合野外调查数据,利用像元二分模型估算并分析了该地区1986—2015年长时间序列植被覆盖度时空变化过程及影响因素(水分条件、盐分条件、人类活动)。结果表明,该地区近30年植被覆盖度时空变化明显,(1)空间变化上,植被覆盖度呈现由西南向东北递减,由河流两岸向沿海递减的趋势,并且随着时间变化,这两种趋势越来越明显。随着人类活动加强,植被覆盖破碎化显著。(2)时间变化上,1986—2015年该地区植被覆盖度总体呈上升趋势,由1986年的36.77%上升为2015年的37.83%。中高、高植被覆盖面积增幅最大,达到314.96 km~2。低植被覆盖度区逐渐转为高植被覆盖度区,特别是2001—2015年,随着研究区生态环境逐渐变化,转化速度逐渐加快。(3)环境因子与植被覆盖度具有一定的相关性,采用基于像元的空间分析法分析不同时滞月降水量与近代黄河三角洲植被覆盖度相关性,发现月降水量与植被覆盖度有较大关系。通过遥感指数构建土壤反演模型,得到盐分空间分布,并进行相关性分析,发现土壤盐分与植被覆盖度相关性系数为-0.331(P0.02),近代黄河三角洲盐碱化对植被生长有一定阻碍作用。人类活动对植被覆盖度的影响主要以农业为主,通过对植被覆盖度与耕地进行相关性分析,得相关性系数为0.452(P0.02),近代黄河三角洲耕地的开发,在一定程度上促进了该地区植被覆盖度的恢复。     

基于景观生态学的广州城镇建设用地扩张模式分析

在遥感和GIS技术支持下,提取了广州市老八区（以2000年行政区划为准）1978—2005年四个时段的建设用地面积,结合景观指数,从建设用地变化的数量、速度和时空扩张模式几个方面探讨了1978—2005年间三个不同阶段的城市扩张规律。结果表明：（1）广州市建设用地快速扩张,在1978—2005年期间,总面积增加了47158.94,其中1978—1990、1990—2000、2000—2005三个时期的建设用地年扩张速度一直呈上升趋势,分别为：1395.42hm2·a-1、1699.92hm2·a-1、2682.93hm2·a-1。（2）三种扩展类型中,蔓延式扩张是广州市建设用地扩张的主要类型,各时期所占扩展总面积的比例分别为：71.2%、60.5%、47.7%,呈下降的趋势;与此相反的是填充式扩张,随着城市化的发展呈上升趋势,所占比例分别为：9.3%、31.7%、46.4%;跳跃式扩张仅在第一时段较高为19.7%,而后两个时段较低,分别为7.8%和5.9%。通过研究为城市模式研究提供了详细且准确的数据,为寻求优良扩张模式奠定了一定的基础。     

基于像元二分法和强度分析方法的内蒙古植被覆盖度时空变化规律分析

以GIMMS NDVI3g数据为基础,利用像元二分模型和Intensity analysis方法,从时间间隔、植被覆盖度等级变化和转换3个层面分析了1982─2010年内蒙古植被覆盖度的变化。结果表明:由像元二分模型估算的植被覆盖度与实测值有较高的相关性(0.914)。1980s─1990s植被覆盖度增加的面积(49.2%)大于其减少的面积(43.3%),而在1990s─21世纪初植被盖度减少的面积(57.1%)大于增加面积(35.6%),表明1990年代的植被长势比其他两个年代好。1990s─21世纪初的植被年平均变化速率相对1980s─1990s较快。1980s─1990s,高植被覆盖度的增加活跃,减少较平缓,而低植被覆盖度的增加和减少均较平缓;1990s─21世纪初,高覆盖度和低覆盖植被的增加较平缓,而减少变化较为活跃。研究期内低覆盖度植被以向高一等级转变为主,而高覆盖度则以向低级转换为主。     

Trading-off risks from predators and from aggressive hosts

Some birds exploit the aggressiveness of others that are more capable of defending their nests against predators. Usually this behaviour is selected for through improved breeding success for the timid (associate) species. The risk of predation from the more aggressive (host) species is generally rare but may select against the behaviour. The breeding success of red-breasted geese (Branta ruficollis) nesting in association with peregrine falcons (Falco peregrinus) in arctic Siberia was investigated from 1995 to 1999. Nest-predation risk for geese within colonies was positively correlated with distance from the falcons' eyries and negatively correlated with colony size. Though predation risk from the hosts was low, the risk of being attacked by the falcons was high, which we suggest explains why the likelihood of geese deserting their nests was negatively correlated with distance from the eyries. The optimal distance geese nested from eyries was 46 m, though only 37% of pairs managed to nest within 20 m of this. In years with low predation pressure, some geese within colonies nested farther from the falcons. This may be the first evidence to suggest a trade-off between costs and benefits in a nesting association, both of which are directly mediated by the host's nest defence behaviour.     

Warm glow from green power: Evidence from Australian electricity consumers

Green electricity products are increasingly made available to consumers in many countries in order to address a number of environmental and social concerns. Most of the literature on this green electricity market focuses on consumers’ characteristics and product attributes that could affect participation. However, the contribution of this environmental consumerism to the overall environmental good does not depend on participation alone. The real impact relies on market participation for green consumers (the proportion of green consumers) combined with the level of green consumption intensity – the commitment levels, or proportion of consumption that is green. We design an online interface that closely mimics the real market decision environment for electricity consumers in Western Australia and use an error component model to analyze consumers’ choice of green electricity products and their commitment levels. We show that product attributes have limited impact on the choice of green products; however, there is still great potential for better participation by improving the design of green electricity programs. When green products are selected, most respondents select the minimum commitment possible, and this is insensitive to the premium being charged on green power, suggesting that we are largely observing a buy-in ‘warm glow’ for carbon mitigation.     

亚热带红壤性稻田的甲烷排放

亚热带红壤性稻田的甲烷排放量为５５．２３９／ｍ２·ａ．不同年度间有差异；在年度内（水稻生长季节）亦有差异．以８月排放最多，其余月份依其排放量的顺序是７月，６月，５月，９月，１０月．甲烷排放率的日变化有规律性，１６时前后出现最大值，６时左右出现最小值，呈单峰型，日变化幅度与天气有关，季节变化比较复杂，无规律性，在不同年度、不同稻季（早、晚季），其变化也不一致．稻田甲烷排放与水稻生产和生长密切相关，水稻的种植和生长是稻田甲烷排放的基础和根源．     

Resampling from stochastic simulations

To model the uncertainty of an estimate of a global property, the estimation process is repeated on multiple simulated fields, with the same sampling strategy and estimation algorithm. As opposed to conventional bootstrap, this resampling scheme allows for spatially correlated data and the common situation of preferential and biased sampling. The practice of this technique is developed on a large data set where the reference sampling distributions are available. Comparison of the resampled distributions to that reference shows the probability intervals obtained by resampling to be reasonably accurate and conservative, provided the original and actual sample has been corrected for the major biases induced by preferential sampling.Andre G. Journel is a Professor of Petroleum Engineering at Stanford University with a joint appointment in the Department of Geological and Environmental Sciences. He is, also, Director of the Stanford Center for Reservoir Forecasting. Professor Journel has pioneered applications of geostatistical techniques in the mining/petroleum industry and extended his expertise to environmental applications and repository site characterization. Most notably, he developed the concept of non-parametric geostatistics and stochastic imaging with application to modeling uncertainty in reservoir/site characterization. Although the research described in this article has been supported by the United States Environmental Protection Agency under Cooperative Agreement CR819407, it has not been subjected to Agency review and therefore does not necessarily reflect the views of the Agency and no official endorsement should be inferred.     

International competitive displacement from environmental control The quantitative gains from methodological refinement

This paper demonstrates empirically the gain from adopting more general equilibrium approaches in projecting the effects on domestic output and international trade of environmental controls. The suggested models include a partial equilibrium case where all industries are treated independently, an intermediate case incorporating effects in supplying industries, and general equilibrium formulations based on alternative macroeconomic conditions. U. S. data is used to evaluate these models. Under both pollutor pays and subsidy financing schemes, moving from the simplest case to the intermediate model results in quite different industry projections. Including macroeconomic factors appears particularly important in the classical setting.     

Oxygen-binding properties of haemolymph from the benthic amphipod Monoporeia affinis from the Baltic

The Baltic benthic amphipod Monoporeia affinis (Lindström) has haemocyanin as a respiratory pigment. Haemocyanin constitutes ca. 90% of the total protein in the haemolymph. Oxygen affinity of the pigment is low, a P₅₀ of 4 kPa at pH?7.5 (6?°C). The Bohr factor (Δlog P₅₀/ΔpH) is also low, ?0.51, and the cooperativity coefficient, n₅₀, at P₅₀ is 1.5 to 2.5. The pigment characteristics point to a modest role of the haemocyanin, contrary to what could be expected for this sediment-living amphipod. It is suggested that physically dissolved oxygen is most important as oxygen supplier to the tissues.