广东省土地利用驱动下红树林潜在生境预测

为探索土地利用变化对红树林潜在生境分布的影响,融合MaxEnt模型和Dyna-CLUE模型,建立了土地利用驱动下红树林生境变化的定量预测方法.以中国红树林分布面积最大的广东省作为研究区,利用MaxEnt模型模拟红树林在自然条件下的理论适生区,采用Dyna-CLUE模型预测2030年的三种土地利用变化情景,最后将模拟的土地利用格局作为限制条件估算未来可供红树林生境分布的空间.结果表明,2020年广东省红树林潜在生境面积约34531hm²,2030年趋势情景下湿地将减少58.61%,红树林潜在生境面积将退化至24375hm²;可持续发展情景下通过改进土地利用策略并开展一定规模的退塘还湿,红树林潜在生境面积将增加至38125hm²;生态保护情景下,如能开展全面的生态保护和恢复,红树林潜在生境面积可达到47525hm².本研究的研究方法可有效预测不同海岸带土地利用驱动下红树林潜在生境的空间变化.研究结果发现,不同土地利用政策会对红树林潜在生境分布造成明显影响;通过改进政策,可显著提升红树林潜在生境的面积和完整性.本结论可为区域红树林保护与生境修复的空间规划及政策制定等提供科学支持.     

气候变化背景下京津冀地区濒危水鸟潜在适宜区模拟及保护空缺分析

明确濒危水鸟栖息地分布并加以保护对于维持水鸟物种多样性和提高湿地环境质量具有重要意义.自1980年以来京津冀地区水鸟数量出现较大波动,为了分析濒危水鸟潜在分布区域及其变化特征,借助GIS平台和MaxEnt模型,基于2015年濒危水鸟"出现点"信息,定量识别了影响京津冀地区濒危水鸟分布的主要驱动因素和贡献率,并预测了2050年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5（依次代表低、中、高3种CO₂浓度排放模式）3种气候情景下濒危水鸟的潜在适宜区分布和保护空缺规律.结果表明:①京津冀地区濒危水鸟共有9种,东方白鹳、遗鸥和黑鹳3种濒危水鸟潜在适宜区面积较大.东方白鹳和遗鸥适宜区主要集中于环渤海湾沿岸和北京市中南部,黑鹳则主要集中于北京市南部房山区和东北部.②与2015年相比,2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种气候情景下濒危水鸟适宜区面积均较大,相应适宜区面积增幅依次为96.24%、103.94%和65.51%,适宜区空间分布上向西南和东北方向扩张.③国家自然保护区对濒危水鸟潜在适宜区和热点区的覆盖率较低,相较天津市,河北省和北京市对这两个区域的覆盖不足.④在京津冀地区尺度下,不同情景下保护区覆盖濒危水鸟适宜区比例依次为基准情景（1.26%）> RCP8.5情景（1.11%）> RCP2.6情景（0.70%）> RCP4.5情景（0.29%）,保护区覆盖热点区比例依次为RCP4.5情景（0.83%）>基准情景（0.77%）> RCP8.5情景（0.08%）> RCP2.6情景（0）.研究显示,以单个水鸟为单位分析濒危水鸟潜在适宜区分布格局,能够精准有效地揭示国家自然保护区对濒危水鸟的覆盖情况.      

北部湾南流江流域土地覆盖及生物多样性模拟

以北部湾独流入海河流南流江流域为研究对象,基于研究区2000年和2015年遥感数据解译的土地利用数据以及社会经济等数据,采用CLUE-S模型对未来2030年生态保护情景、自然增长情景以及粮食安全情景的土地利用格局进行了模拟预测,在此基础上采用InVEST模型对流域过去和未来不同情景的生物多样性进行了评估,探讨了流域生物多样性的生境质量和生境退化程度.结果表明：2000~2015年南流江流域建设用地、园地、水域和未利用地呈现出增加趋势,其中建设用地的增幅最大,而耕地和林地减幅最大.流域土地系统中共存在着34种土地网络转移流关系,上游存在24种,中游20种,下游28种,耕地与建设用地、耕地与林地以及林地与园地之间的转换占到流域总土地利用变化的70.74%.CLUE-S模型模拟未来土地利用的Kappa系数达到0.86,表明模型模拟未来情景的土地利用精度满足要求.2000年、2015年、2030年生态保护情景、2030年自然增长情景以及2030年粮食安全情景流域生境质量总得分和平均得分分别为866630,900357,921055,876231,865370和0.7457,0.7747,0.7925,0.7539,0.7466.2030年3种情景的中上游和下游地区生物多样性都呈现出不同程度的改善趋势,而中游地区则表现出退化趋势.     

基于高分辨率卫星影像的广西红树林面积监测与群落调查

基于国产多源高分辨率卫星数据,利用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技术结合野外勘查的方式,对广西红树林面积进行遥感监测并对其群落类型进行野外勘查。结果表明：截至2013年12月,广西红树林总面积为7 243.15 hm²,共有斑块2 793个,平均斑块面积为2.59 hm²,其中最大斑块面积为173.67 hm²。北海市红树林面积、斑块数及比例分别为3 263.66 hm²、905个、45.06%;钦州市为2 097.41 hm²、1 259个、28.96%;防城港市为1 882.08 hm²、629个、25.98%。红树林群落类型有白骨壤、白骨壤+桐花树、桐花树、桐花树+白骨壤、木榄-白骨壤等共21种,其中面积及比例从大到小前7位排列分别是白骨壤群落（3 022.96 hm²,41.74%）、桐花树群落（2 383.81 hm²,32.91%）、白骨壤+桐花树群落（405.42 hm²,5.60%）、木榄-白骨壤群落（303.93 hm²,4.20%）、红海榄-白骨壤群落（214.43 hm²,2.96%）、无瓣海桑-桐花树群落（138.46 hm²,1.91%）、木榄-桐花树群落（128.40 hm²,1.77%）。通过对比发现,不同研究者、影像数据源和研究方法,会使得同一区域红树林面积监测结果存在较大差异。     

基于最大熵模型的福建省红树林潜在适生区评估

本研究利用生物气候、地形、底质类型、海温等环境因子和红树林分布数据建立了福建省红树林分布模型,基于最大熵方法分析了福建省沿岸红树林潜在适生区的空间分布.根据模型输出结果对福建省红树林的生境适宜性进行了评估,识别了影响红树林分布的关键环境因子及其适生值区间,并通过空间叠加分析获取了福建省红树林保护与修复的优先区与空缺区域.结果表明,影响福建省红树林适生区分布格局的主要环境因子包括海表温度、气温和降水等,福建省红树林潜在适生区主要位于沙埕港-三沙湾-兴化湾沿岸、泉州湾-厦门湾-九龙江口沿岸、漳江口-东山湾沿岸等地,其中最优适生区面积约为91km².全省共识别出8处红树林保护与修复的优先区域,现存红树林保护率约为64.4%,保护修复空缺主要出现在沙埕港、三沙湾、罗源湾、福清湾等处,研究结论可为未来福建省红树林保护和修复行动提供科学参考.     

旅游城镇化背景下沿海小镇的土地利用空间格局演变与驱动机制研究——以大连市金石滩国家旅游度假区为例

研究以多时序土地利用、遥感数据为基础,通过GIS技术结合土地利用动态度、空间叠置与转置模型分析1992-2009 年大连金石滩国家旅游度假区土地利用空间格局演变及驱动机制。研究表明:①土地利用数量变化模式呈现耕地面积大量减少,建设用地迅速增加:1992-2009 年各土地利用类型单一动态度中耕地减少速度最快,为4.66%;建设用地增加最快,为21.32%;耕地大部分转移为建设用地,1992-2009 年耕地转向建设用地的面积为891.35 hm²,占总耕地转移面积的54.76%;旅游用地面积增加了425.35 hm²,占建设用地增长面积的27.69%;②建设用地空间扩展呈现出沿交通干线和海岸线分布,且主要集中在龙山村、满家滩和陈家村的南部交通干线区域,并从该区域不断向周围地区扩张;③与非旅游城镇相比,金石滩逐步从原有单一土地利用类型向旅游主导的复合型用地转变,在“政府”、“企业”和“居民”三个主体影响下,经历了以“自然保护为主-旅游开发为主-保护为前提适度开发”的演化历程。     

中国西北旱区农业水土资源利用情景潜力研究

西北旱区水土资源供需矛盾突出,同时作为该区农业生产的瓶颈因素,决定该区经济社会生态可持续发展,因此有必要开展西北旱区农业水土资源相结合的空间情景潜力研究。论文采用水土资源匹配指数计算分析了西北旱区现状年（2010年）农业水土资源的匹配状况,采用农业水土资源利用潜力估算方法计算了西北旱区2020、2030年RCP 8.5和RCP 4.5两种情景下的农业水土资源利用潜力,实现了西北旱区农业水土资源利用潜力的可视化表达。结果表明：2020和2030年RCP 8.5和RCP 4.5排放情景下,相对于2010年,西北旱区各省2020和2030年的总农业水资源量和种植面积均减小。西北旱区6省份2020和2030年两种情景下整体综合效益和整体潜力值均为正,表明各省种植结构整体得到了优化。2020年RCP 8.5和RCP 4.5情景下,西北旱区农业水土资源利用潜力分布范围分别在-0.10×10⁴~0.83×10⁴元/hm²之间和 -1.20×10⁴~0.97×10⁴元/hm²之间;2030年RCP 8.5和RCP 4.5情景下,农业水土资源利用潜力分布范围分别在-0.39×10⁴~2.17×10⁴元/hm²之间和-0.36×10⁴~1.66×10⁴元/hm²之间。     

福田红树林自然保护区生态环境现状及保护对策研究

福田红树林自然保护区是中国唯一处于城市腹地的国家级自然保护区,具有重要的生态、文化和社会价值.通过对福田红树林自然保护区2015年的遥感影像进行解译分析,得到福田红树林自然保护区土地利用分类结果,主要由红树林、基围塘、陆域林地和海域等部分组成,其中红树林面积为82.46公顷,占保护区总面积的22.38%,并总结了福田红树林保护区自然资源现状,最后对红树林存在的生态环境问题进行分析,提出了红树林自然保护区生态保护和治理的对策建议.     

贵州高原典型喀斯特县域生境质量时空演变及定量归因

揭示贵州高原喀斯特县域生境质量时空演变规律及其驱动因素,为平衡喀斯特区域生态保护和可持续发展提供科学依据.利用1989年、2003年、2010年和2020年4期土地利用数据、DEM数据、气象数据和社会经济数据,采用InVEST模型阐明普定县近30年生境质量时空分布格局及演变特征,并对其空间分异的驱动力进行了定量探测.结果表明：①耕地和林地是普定县的主要土地利用类型,构成了地表覆盖景观基质.2003~2010年土地利用变化最显著,其中林地的增幅最大,达86.42%,耕地是流失最严重的土地利用类型,面积减少157.57 km²,主要流向林地和建设用地;②1989~2020年普定县生境质量指数平均值由0.60上升至0.73,空间上由东北部向西南部大体呈现出“高-低-高”的分布格局,生境质量高值区主要分布在东北部林地和草地区,低值区集中在中部和南部的建设用地,生境质量等级上升的区域主要集中在东部及西北部的大部分地区;③土地利用类型是影响生境质量时空分布的首要因素,解释程度为91.00%.在交互作用探测中,任意两种影响因素的交互作用大于单个因素的单独作用,土地利用类型和年均降水量的交互作用最强,达到96.00%,其与岩性因子的交互作用达到94.00%,自然与人文因素共同主导生境质量的时空变化.1989~2020年普定县生境质量总体较好,土地利用类型变化与生境质量关系密切,优化土地利用结构、减小人类活动的影响对提高普定县生境质量具有重要意义.     

大别山区生境质量时空特征及自然-人为因素驱动机制

大别山区是中国南北地理生态过渡带东延余脉,山地系统表现出高度的异质性和敏感易变性,识别山地生境质量的空间特征对揭示自然和人为因素的时空驱动机制及差异具有重要指示意义.基于PLUS-InVEST以及地理探测器方法,分析大别山区2000~2020年生境质量的时空动态变化及驱动机制,并对2030年土地利用和生境质量进行多情景模拟预测.2000~2020年,区内土地利用类型以耕地（50%~54%）和林地（42%~45%）为主,荒地（2%~4%）面积占比最低,大别山区耕地变化最大,面积减少2 311.45 km²,林地和建设用地次之,面积分别增加1 431.37 km²和924.52 km²,灌木和荒地的变化较小,面积分别减少7.72 km²和19.10 km²;大别山区的生境质量与海拔高度呈正相关,中东部生境质量较高,北部和南部生境质量较差;2000~2010年生境质量均值从0.594上升到0.608,到2020年下降到0.603,生境质量出现了先上升后下降的趋势.地理探测器结果表明,影响大别山区生境质量的主要驱动因素是地形起伏度、土地利用强度和海拔,NDVI的影响随着时间逐渐增强.2030年生境质量的预测结果显示,4种发展情景下,区域内整体生境质量仍然呈现下降的趋势,并且在生态保护情景下,依旧呈现降低的趋势,只是降低的速率减小.研究结果可为大别山区未来土地利用类型空间规划提供优化策略.     

雷州近海、流沙湾和深圳湾沉积物PAHs污染特征分析

雷州近海、流沙湾和深圳湾分别代表近海开阔海域和海湾,探讨它们在PAHs浓度水平、成份组成、空间分布和来源方面的特征差异.研究表明,15种PAHs单体在雷州近海、流沙湾和深圳湾的检出率均达100%,组份构成以3环和4环为主,其中Phe、Fla、Pry和Bbf是主要成份;由于水体交换等因素影响,海湾PAHs浓度水平明显高于近海,ΣPAHs的浓度变化趋势为流沙湾>深圳湾>雷州近海.雷州近海ΣPAHs空间分布特征表现为东部<南部<西部,3环百分含量依次减少,4～6环相反;与氮、磷等水质指标研究相同,深圳湾和流沙湾ΣPAHs浓度水平养殖区>非养殖区,湾内>湾外,其中养殖区站点以4环为主,非养殖区以3环为主.PAHs特征比值显示石化燃烧和生物燃烧,以及石油源等是雷州近海、流沙湾和深圳湾PAHs的主要来源.     

预处理对尿液长期存储过程的影响及机理分析

针对尿液盐度高、成分复杂,存储过程中性质易变等问题,以有机与无机物质的变化特征为考察对象,研究浓H₂SO₄、陶瓷膜和活性炭等预处理对尿液存储过程中性质变化的影响,并分析其转化机理.结果表明,尿液性质变化的主要反应是尿素分解及其引发的无机共沉淀现象,且随着氨氮浓度由1365升高至2755mg/L,沉淀逐渐由磷酸盐向鸟粪石转变.浓H₂SO₄预处理通过抑制尿素分解实现尿液性质稳定,而陶瓷膜处理和活性炭吸附促进尿素分解,且活性炭可有效吸附氮元素.同时,荧光光谱的研究发现尿液存储过程中DOM（溶解性有机物）组分也发生了显著变化：浓H₂SO₄预处理组中E₂₈₀/E₄₇₂、A_275~295、E₂₅₄/E₃₆₅、E₃₀₀/E₄₀₀的升高表明DOM中疏水性及小分子有机物浓度增加,而UV₂₅₄、A_350~400的降低也印证了芳香性有机物含量的降低.陶瓷膜与活性炭可去除有机物,但陶瓷膜对尿素的去除效率高于其他有机组分,而活性炭对芳香性有机物的去除比例最高.本文系统阐明了尿液存储中性质变化过程与机制,并论证了不同预处理的影响,为尿液源分离处理提供有效的参考.     

Vulnerability assessment and adaptation to the impacts of sea level rise on the Kingdom of Bahrain

This paper assesses quantitatively the impact of sea level rise (SLR) at the global and regional scale as a result of climate change (CC) on the coastal areas of the Kingdom of Bahrain’s islands (36 Islands). The standard Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines was modified as appropriate for the situation of the study area. Geographic Information Systems (GIS) coupled with Remote Sensing (RS) were used as the main techniques of collecting, analyzing, modeling simulating and disseminating information to build SLR scenarios in a geographically referenced context. Also, these tools were used to assess vulnerability and risk of the coastal area of the islands with the expectation that coastal planner and government authorities will profit from integrating these knowledge into a broad based environmental decision making. Three SLR scenarios: low, moderate and high were developed to examine the impacts from SLR on all islands. The low SLR scenario (Optimistic) assumes a 0.5-m rise above current sea level, the moderate scenario (Intermediate) assumes a one meter rise, and the high scenario (Pessimistic) assumes a 1.5 m rise in sea level. Two more SLR scenarios were assumed to perform risk analysis, a 2 and 5 meter rise above current sea level. The simulation of SLR are quite straightforward, emphasizing on the uses of both of the data that are incorporated from the satellite images and the created Digital Elevation Model (DEM) to estimate SLR scenarios that are adapted in the study. These data were used to predict consequences of the possibility of the rise in sea level at different scenarios which may alter the landuse and patterns of human communities. Results indicate that low-lying coastal areas of Bahrain islands are at risk from the effects of any SLR resulting from CC. These islands are vulnerable under different SLR Scenarios. More than 17% of the country total area may be inundated under 1.5 m SLR in 2100. The total area that might be lost under different sea level scenarios will vary from more than 77 km² if SLR reaches 0.5 m, to about 100 km² under 1.0 m SLR and may reach 124 km² under 1.5 m SLR scenario. The total inundated areas due to risk scenarios will reach 133 km², if the SLR rises to 2.0 m, and it is estimated to be more than (22%) of the main island total area. Under the second scenario, if the SLR reaches 5.0 m, the main islands will lose approximately half of its area (47%) equal to 280 km². Hawar islands group will lose about (30%) of its total area under 2.0 m SLR, which is about 15.5 km².A SLR adaptation policy framework (APF) and adaptation policy initiatives (APIs) are suggested for planners to build upon for reducing the likely effects of SLR in the Kingdom of Bahrain. The framework is composed of four steps namely, acquisition of information, planning and design, implementation and monitoring and evaluation. A general policy framework for a national response to SLR is suggested. Additionally, a range of policy adaptation options/initiatives to sustain coastal developments under the likely effects of SLR are recommended.     

渤海湾大气微生物粒子沉降量的研究

对渤海湾大气微生物粒子沉降量子测定，结果表明：测定大气中海洋性细菌真菌，，总菌粒子沉降量及真菌／总菌百分比分别为１７７４．５、３８９．１、２１６３．６ＣＦＵ／ｍ＾３和１８．０。陆源性细菌，真菌，总菌粒子沉降量及真菌／总菌百分比为１３７７．９４、４４０．６、１８１８．５ＣＦＵ／ｍ＾３和２４．２。海上大气中所含的海洋性微生物总量较大，仍有不少陆源性微生物。这意味着陆源污染和人群活动对近岸海区大气的影响     

湛江湾沉积物中六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)有机氯农药的分布特征与风险评估

从湛江湾的遂溪河入海口至其与南海相交的湾口采集了16个表层沉积物样品,采用气相色谱-质谱分析方法检测了沉积物中的有机氯农药（HCHs、DDTs）,旨在探讨其分布与风险特征.结果表明,湛江湾表层沉积物中OCPs的含量为nd~189.52 ng·g^-1,平均值为32.17 ng·g^-1,其中六六六（HCHs）与滴滴涕（DDTs）的含量平均值分别为5.81 ng·g^-1和26.90 ng·g^-1.总体分布特征表现为湾区的河流入海口和主航道区具有较高的OCPs,近岸区含量高于离岸区域.对其来源进行分析发现,HCHs的输入以农业为主,工业输入影响不明显,DDTs在港口航道区域呈现高值"热点"区,可能存在防污漆的输入.另外风险评估值显示湛江海湾表层沉积物中DDTs存在一定的不利生物效应影响风险.总体上,湛江湾的有机氯农药污染状况相比国内其他海湾属中等偏上,尤其是港口和船舶维修区域可能存在较高的有机氯农药输入,存在一定的生态风险,需要引起重视和进一步的研究.     

流沙湾多环芳烃(PAHs)污染特征和来源分析

PAHs的生物富集性使其在养殖海域的研究对人体健康和生态环境具有重要意义。流沙湾海水PAHs污染的特征是2-3环的化合物为主要污染物,总体浓度水平较低,但变化大;内湾PAHs含量较外湾高,与各站点所在位置,水体交换以及污染源有关;由菲/蒽和荧蒽/芘7、种化合物的线性相关性,以及主因子成份分析得出流沙湾PAHs的污染源主要为石油源和燃料燃烧等混合源。     

Does planned retreat matter? Investigating land use change under the impacts of flooding induced by sea level rise

Coastal regions worldwide are during the process of rapid urban expansion. However, expanded urban settlements in land-sea interfaces have been faced with unprecedented threats from climate change related hazards. Adaptation to coastal hazards has received increasing attention from city managers and planners. Adaptation and land management practices are largely informed by remote sensing and land change modeling. This paper establishes a framework that integrates land change analysis, coastal flooding, and sea level rise adaptation. Multilayer perceptron neural network, similarity learning, and binary logistic regression were applied to analyze spatiotemporal changes of residential, commercial, and other built-up areas in Bay County, Florida, USA. The prediction maps of 2030 were produced by three models under four policy scenarios that included the population relocation strategy. Validation results reveal that three models return overall acceptable accuracies but generate distinct landscape patterns. Predictions indicate that planned retreat of residents can greatly reduce urban vulnerability to sea level rise induced flooding. While managed realignment of the coast brings large benefits, the paper recommends different mixes of adaptation strategies for different parts of the globe, and advocates the application of reflective land use planning to foster a more disaster resilient coastal community.