高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化及其驱动力

基于3S技术,应用Fragstats软件对高原湿地若尔盖国家级自然保护区1990、2000和2007年3期TM解译图进行分析,研究保护区景观格局变化动态及其驱动力。结果表明,退化沼泽为若尔盖国家级自然保护区的景观基底,2007年达保护区总面积的48.05%。保护区建立前后的10 a间(1990—2000年),湖泊、河流、沼泽面积萎缩,主要演变为退化沼泽和草甸,退化沼泽、草甸和灌丛面积分别增加1 978.60、2 559.09和824.27 hm2,斑块数减少,景观破碎度和异质性降低,聚合度和优势度增加;建立国家级自然保护区后(2000—2007年),河流面积小幅恢复,但湿地退化仍是主要趋势,湖泊和沼泽面积持续减小,草场面积持续增加,沙地面积增加1 929.00 hm2,斑块数增加,聚合度和优势度下降,景观破碎度和异质性回升。气候变暖等自然因素和人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、基础建设等干扰影响是湿地退化的主要驱动力。     

中国红树林湿地资源、保护现状和主要威胁

以第二次全国湿地资源调查(2009—2013年)为基础,应用中巴地球资源卫星CBERS-CCD数据和其它数据,采用3S技术和现地调查相结合的方式,对中国的红树林湿地资源、保护现状进行了分析。结果表明,(1)中国红树林湿地面积从上世纪50年代至今总体上呈现先减少后增加的趋势,由20世纪50年代的42 001 hm~2迅速减少到2000年的22 024.9 hm~2,后又快速增加到2013年的34 472.14 hm~2。(2)从省级层面看,海南省红树林面积近年来保持相对稳定,但与20世纪50年代相比减少幅度较大,约减少52.6%;广西和广东红树林面积近年来保持稳定且有一定增长,分别恢复到20世纪50年代87.8%和92.8%的规模;福建红树林面积近年来稳定增长,已达到20世纪50年代规模的1.6倍;浙江红树林面积基本保持稳定。(3)形成了包括国际重要湿地、国家重要湿地、红树林湿地自然保护区和红树林湿地公园等级别在内的红树林保护体系。(4)中国红树林湿地面临的主要威胁是污染、围垦、过度捕捞和采挖、基建和城市建设以及外来物种入侵。     

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。     

江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区生态服务功能价值评估

在野外实际调查基础上,运用市场价值、影子工程、旅行费用等方法对江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区生态服务功能进行价值评估.结果显示,该保护区生态服务功能年均总价值约为13.97亿元,占泗洪县2005年国民生产总值的20.82%.重要物种栖息地、水分调节以及大气调节生态服务功能价值分别占总价值的27.49%、25.27%、19.33%,是该保护区的主要核心服务功能.泗洪湿地单位面积生态服务功能价值为28 299元·hm-2·a-1,分别为全球和中国湿地平均单位价值的4.09倍、4.85倍.在发展当地经济过程中,必须从该保护区湿地生态系统的基本特征出发,科学合理地保护、开发湿地资源.     

沅江源自然保护区生境质量变化遥感监测

使用遥感技术监测自然保护区生境质量变化情况,对制定差别化的区域生态保护政策具有重要意义。以贵州省沅江源自然保护区为例,基于Landsat影像数据,在Fragstats和InVEST软件支持下分析1990—2018年土地利用变化与景观格局特征,探讨保护区生境质量变化规律,评估自然保护区功能区划合理性并模拟生态保护情景对生境质量的改善效果。结果表明:(1)1990—2018年保护区土地转移主要发生在草地转为林地、耕地转为林地和草地间。土地利用程度综合指数增加,人类活动影响增强,保护区土地利用程度综合指数表现为核心区缓冲区实验区。(2)保护区耕地斑块聚集度提高,人工表面斑块密度增加,景观整体优势斑块连通性增加,破碎化程度降低,林地斑块对景观控制作用增强。(3)29 a间保护区平均生境质量呈现波动增加趋势,生境质量提高8. 64%,保护区平均生境质量表现为核心区缓冲区实验区。(4)保护区生境质量改善趋势大于退化趋势。定量评估生态保护情景,沅江源自然保护区平均生境质量指数从当前情景的0. 88提高到0. 90。退耕还林还草工程的实施以及保护区内人类活动增加是保护区生境质量改变的主要原因。     

基于绿色GDP的江苏省资源环境损失价值核算

结合江苏省1999—2010年的自然资源与环境状况,测算了资源环境损失价值和绿色GDP,认为江苏省这12 a间自然资源损失价值增加,总计达30 971.656亿元,经济发展对自然资源尤其是能源的依赖性增强。环境污染损失总价值达939.11亿元,总体在波动中增长,环境损害持续。绿色GDP从1999年的6 589.37亿元上升至2010年的36 268.14亿元,12 a间每年绿色GDP占传统GDP的比例平均为86.65%,12 a累计绿色GDP达206 334.50亿元。同时,自然资源耗减和环境污染损失占GDP的比例开始下降,12 a间分别下降1.414和0.26百分点;绿色GDP占传统GDP的比例逐渐上升,12 a来共上升1.95百分点。总体而言,经济增长对社会资源环境的负外部性减弱,结构效益得到体现。     

基于TEM模型的三江源草畜平衡分析

准确掌握草畜平衡状况,对于维护草地生态平衡,指导生态工程建设具有重要意义。基于气候因子驱动的TEM模型评估了自然保护区建立前后的三江源草地产草量,同时结合载畜量和载畜率分析了草地载畜压力指数的变化。结果表明:三江源自然保护区建立之前(1982—1999年)的草地平均产草量为730.5 kg·hm~(-2),自然保护区建立之后(2000—2011年)平均产草量为815.9 kg·hm~(-2),增加了11.7%;三江源自然保护区建立之前(1982—1999年)的平均载畜压力指数为1.71,自然保护区建立之后(2000—2011年)平均载畜压力指数为1.21,下降了29.3%;三江源自然保护区建立之后的各项生态工程和气候暖湿化是造成该地区载畜压力降低和产草量增加的主要原因;目前,三江源地区天然草地整体上仍处于超载状态,草畜平衡管理政策应继续实施,巩固生态建设成果。     

宝兴县大熊猫栖息地生态系统服务价值评估

生态系统服务价值(ESV)评估对衡量生态保护与经济发展具有指导意义.以大熊猫国家公园体制试点区域中的四川省宝兴县为例,利用当量因子法,评估县域尺度生态系统服务价值,比较宝兴县大熊猫栖息地、蜂桶寨保护区与全县单位面积生态系统服务价值差异,并通过敏感性系数(CS),对评估结果的合理性进行验证.结果显示:(1)2010年宝兴县大熊猫栖息地生态系统服务价值为52.46亿元,占总价值的62.73%;(2)蜂桶寨保护区单位面积生态系统服务价值最高,高出全县平均水平327.95元/hm~2,宝兴县大熊猫栖息地略低于蜂桶寨保护区,为27 221.72元/hm~2;(3)各土地利用类型敏感性系数均小于1,评估结果可信.本研究表明已设立的蜂桶寨保护区覆盖面有限,无法使宝兴县大熊猫栖息地得到最大程度的保护,若以大熊猫栖息地规划大熊猫国家公园范围,以62.03%的县域面积保护全县80.93%的森林资源,将更有利于保护大熊猫栖息地的完整性和原真性;研究结果对其他地区国家公园的规划和建设具有一定参考价值.(图4表4参39)     

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。     

盐城珍禽国家级自然保护区湿地恢复的生态补偿额度及其空间格局研究

以盐城珍禽国家级自然保护区缓冲区和实验区为例,基于3S技术、市场经济调查和生态补偿调整系数评估退耕还湿、退养还湿的生态补偿额度及其空间分布特征。结果表明:研究区耕地和养殖塘退耕还湿和退养还湿的单位面积生态补偿额度分别在0.74万～1.32万元·hm~(-2)·a~(-1)和6.68万～112.74万元·hm~(-2)·a~(-1)之间,平均值分别为1.09万和35.81万元·hm~(-2)·a~(-1);各类养殖塘中,虾与鱼种、螃蟹、蟹苗养殖区单位面积补偿额度相对较高,平均值分别为107.67万、53.57万和44.55万元·hm~(-2)·a~(-1);南二实验区梭子蟹和小白虾养殖区最低,仅为6.68万元·hm~(-2)·a~(-1)。保护区各功能区累计生态补偿总额在0.04亿～87.87亿元·a~(-1)之间,其中南缓冲区最高,中实验区最低。各地块生态补偿总额度空间等级分异明显,全局和局部空间聚集关联性突出。     

近35a西藏那曲地区湖泊动态遥感与气候因素关联度分析

利用1976、1990、2000和2010年4期遥感影像对西藏那曲地区面积大于1 km2湖泊的动态变化进行信息提取,并结合1966—2010年研究区9个站点的气象数据,探讨其对气候变化的响应。结果表明,2010年那曲地区大于1 km2湖泊的总面积为16 841.93 km2,湖泊总数为469。近35 a那曲地区大于1 km2湖泊面积共增加3 505.12km2,增幅为26.28%,其中以2000—2010年增长速度最快,达18.18%;近35 a湖泊数量增加96,增幅为25.73%,其中以1990—2000年增幅最大,达13.38%。色林错面积从1976年的1 648.61 km2增加到2010年的2 332.55km2,超过纳木错成为西藏第一大咸水湖。1966年以来,那曲地区年平均温度、年平均最高温度、年平均最低温度、年平均相对湿度和年平均降水量总体呈上升趋势,年平均蒸发量呈下降趋势,气候朝暖湿方向发展,其中温度变化最明显,线性气温倾向率为0.51℃.(10 a)-1。湖泊动态变化与气象因子的灰度关联分析表明,气温升高引起冰雪融水增加、降水量增加、相对湿度增加和蒸发量减少,是近35 a来那曲地区湖泊面积和数量不断增加的主要原因。气象要素与湖泊面积间的回归方程表明,两者具有显著线性相关关系。     

中国各省区近10年遥感气溶胶光学厚度和变化

用2000—2009年MODIS大气气溶胶光学厚度（AOD））资料,分析中国29个省（区、市）AOD多年平均值和年际间变化趋势。中国10年平均AOD高值区主要集中在华北、华中、华南和新疆,低值区主要在青藏高原、西北（除新疆外）、东北和西南地区。中国有13个省（市、区）多年平均AOD超过0.4。最高为0.735（江苏）。只有西藏和黑龙江的AOD小于0.2,其余15个省区市的AOD在0.2至0.3之间。除新疆外,中国的AOD高值区全部集中在工业发达和人口密集的地区。中国年际间AOD的变化为上升趋势。近10 a来AOD增长的倾向率为0.019/10a,即增加了4.3%。其中在2000—2007年间的上升最为明显,在2007年达到近10 a来的最高峰（0.437 6）,2008年以后中国的AOD开始出现下降趋势,2009年达到近10 a来最低值（0.372 0）。有17个省区市AOD气候学变化倾向率为正值,变化的范围为0.006~0.099/10a。有12个为负值,变化的范围为-0.037~-0.003/10a。出现AOD增加和减少趋势的区域两极分化,即高排放地区继续增加,低排放地区持续减少。     

春节期间西安市南郊细颗粒物中水溶性离子的污染特征

运用美国R&P公司TEOM-1400a的ACCU 8通道,分8个时段采集了西安南郊的细颗粒物(PM2.5)样品.运用离子色谱分析检测了样品中9种水溶性离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-和SO24-).结果表明,燃放烟花爆竹时段的PM2.5平均浓度及9种水溶性离子总平均浓度分别高于正常时段的1.6倍和1.3倍,其中0∶00—02∶59时段PM2.5平均浓度及9种水溶性离子总平均浓度高于正常同时段的6.6倍和5.2倍;其中Cl-、SO24-、K+和Mg2+4种离子质量浓度明显增加,分别增加了19.1倍、5.0倍、62.0倍和10.3倍.离子平衡表明燃放烟花时段的气溶胶接近中性略微偏酸性.运用主成分分析判断得知,水溶性离子主要来源于燃放烟花爆竹及少量机动车尾气和燃煤.     

基于Landsat时间序列数据的重庆市热力景观格局演变分析

城市热岛效应是伴随城市化而产生的生态环境问题,研究城市热力景观格局的演变有助于掌握城市热岛效应变化的机制与规律,为城市产业合理布局、城市生态环境改善提供科学的决策支持。以重庆市主城九区为研究对象,基于2001年Landsat7 ETM+、2007年Landsat5 TM以及2014年Landsat8 OLI_TIRS三期遥感影像数据,利用辐射传输方程法和Jiménez-Mu?oz et al.(2014)的分裂窗算法反演地表温度,并在此基础上,计算热力景观格局指数,研究重庆市热力景观格局的演变过程。结果表明,(1)2001—2014年,重庆市主城九区热岛和强热岛景观类型范围不断扩大,热岛效应明显增强,渝中区热岛和强热岛所占百分比最高,江北区、南岸区、九龙坡区和大渡口区的增长速度较快。(2)热力景观类型中热岛面积的增加主要由正常区斑块转化而来,而强热岛面积的增加主要由正常区和热岛斑块转化而来,跨越正常区的斑块转化较难。(3)在斑块类型水平上,热岛与强热岛斑块优势度增大。2001—2014年热岛斑块密度减小3.33,平均斑块面积增大6倍;强热岛斑块密度减少0.65,平均斑块面积增大5倍。热岛和强热岛斑块变得大而集中,破碎度减小。热岛间的连通性与强热岛斑块间的连通性越来越高,连通性指数分别增大了3.51和8.41,强热岛斑块形状的复杂程度逐期变大。在景观水平上,2001—2014年重庆市的斑块数量和斑块密度减小,平均斑块面积增大,热力景观破碎化程度逐渐降低,斑块连通性指数高,均大于99.5。聚合度和均匀度指数分别增大14.85和0.09,像素间聚合成斑块的程度变大且斑块类型面积越来越均匀。由此可见,随着城市的发展,重庆市的热环境问题越来越严重,利用热力景观格局指数分析城市热环境,可了解城市热力景观格局的演变趋势,为热岛的缓解提供理论依据。     

近30a雅鲁藏布江流域高寒湿地动态变化及其对气候变化的响应

利用1980、1990、2000和2010年4期Landsat、环境一号卫星遥感影像提取雅鲁藏布江(以下简称"雅江")流域湿地面积动态变化信息,并结合实地调查和近30 a气象、水文、积雪数据研究湿地动态变化对气候变化的响应特征。结果表明,2010年雅江流域高寒湿地面积占流域总面积的3.73%,其中以沼泽湿地面积最大(59.46%),其次为河流(30.19%)、湖泊(10.13%)和人工湿地(0.23%);近30 a间雅江流域湖泊湿地和河流湿地面积总体上呈增加趋势,而沼泽湿地面积呈降低趋势;近30 a来雅江流域年均温、年均最高温和年均最低温均呈显著增加趋势,降水量波动较大,呈轻微增加趋势但不显著,平均相对湿度呈不显著下降趋势。年均气温和年均最高气温这2个因素与雅江流域湖泊面积变化相关性显著,河流湿地面积、雅江5大支流干流河长的增长分别与年均温、年均最高温、年均最低温相关性显著,沼泽湿地面积与该区域气温以及平均相对湿度相关性显著,开发大坝、水库等国家建设战略是雅江流域人工湿地面积增加的主要驱动力。     

中国自然保护区生态旅游活动现状

在问卷调查的基础上,对中国自然保护区开展生态旅游活动的数量、规模和分布格局等现状进行研究。结果表明,有563个自然保护区开展了生态旅游活动,其中国家级自然保护区有141个,地方级自然保护区有422个。不同省级行政区域和不同地理片区间生态旅游的开展状况有明显差异。开展生态旅游保护区数量最多的3个省级行政区域分别为江西省、云南省和山东省;开展生态旅游数量最多的前10个省级行政区域共有352个保护区,占我国开展生态旅游保护区总数的62.5%。生态旅游规模开展最大的3个地理区域分别为西南、中南和华北地区,其中西南地区生态旅游规模和收入远高于其他区域,分别占全国生态旅游总规模和总收入的34.7%和64.3%。     

自然保护区管理基础定量评价模型建立与应用

为了解各自然保护区的管理基础状况,从客观条件、人员机构、经费与设施3个方面,选取范围与功能区划、保护区内人口密度、保护区拥有使用权属证的土地面积、管理机构类型、管理机构级别、人员编制、事业经费、生态保护资金和基础设施9个代表性指标,构建自然保护区管理基础定量评价模型,并将其应用于浙江省所有自然保护区的管理基础状况评价.评价结果表明,浙江省自然保护区平均得分为64.82,表明该省自然保护区管理基础状况总体处于中等水平;国家级和大部分省级自然保护区得分较高,而县级自然保护区得分极低,表明其管理基础较为薄弱.该模型可有效地定量评价自然保护区管理基础状况,有助于保护区管理部门找出其工作中的薄弱环节.     

气候变化背景下近15 a乌梁素海流域植被动态变化

以内蒙古乌梁素海流域为研究对象,利用SPOT-VGT NDVI、数字高程模型(DEM)和气象数据,分析了1999—2013年流域植被覆盖变化及其海拔效应,并结合年平均气温和年降水量变化,探讨了流域植被变化对气候变化的响应。结果表明,乌梁素海流域植被覆盖度总体较低,NDVI多年平均值仅为0.213;1999—2013年乌梁素海流域94.8%的区域植被覆盖呈明显增加趋势,2013年NDVI年平均值比1999年增加22.4%;乌梁素海流域的植被覆盖表现为随高程增加而减少的趋势,1999—2013年NDVI年变化率随高程的变化趋势显著,仅在海拔梯度1 000 m处出现显著减小趋势(Mann-Kendall检验的统计值Z-1.64),在其余海拔高度均呈显著增加趋势(Z1.64);1999—2013年乌梁素海流域NDVI年平均值变化与年降水量呈显著正相关(P0.05),与年平均气温呈负相关(P0.05)。     

“环境化学”学科基础研究的现状和发展战略

随着环境保护事业的发展,我国环境化学学科的基础研究工作在广度与深度方面均有了长足的进展.近几年来,国家自然科学基金环境化学学科的申请项目数大幅度增加,其研究内容也明显地拓宽.1992年申请项目数为1988年申请数的1.46倍;1993年与1992年相比,仅在一年内项目申请数增加了43%,1994年又比1993年申请项目数继续上升39%.基金项目申请内容的学科交叉性十分明显,它们涉及化学、地学、生态学、医学、材料、农业、能源诸方面,仅化学学科的研究内容也包括化工、物化、生化、大气化学、生物无机化学等分支学科.六年来全国向本学科申请国家自然科学基金的单位由1988年的42个增加到1994年的88个单位,这也反映了我国从事环境化学研究的队伍正在日益壮大.1988—1993年本学科获得国家自然科学基金资助项目的主要研究内容有:     

苏北侵蚀型海岸湿地景观时空演变特征及驱动机制

运用RS、GIS技术和景观生态学方法,对盐城国家级自然保护区侵蚀型海岸湿地1987、1997和2007年3个时相的景观数据进行分析,辨识侵蚀型海岸湿地景观格局时空演变特征。结果表明,1987—1997年,研究区光滩面积比例由76.91%下降至58.37%,碱蓬湿地由18.68%下降至5.51%,芦苇湿地由4.42%上升至13.01%,并出现了米草湿地和养殖池景观类型,1997年其面积比例分别为13.35%和9.76%。1997—2007年,碱蓬湿地退化消失,养殖池减少,芦苇湿地、米草湿地、光滩面积增加,其比例分别为15.85%、14.50%和60.86%。就景观异质性而言,多样性指数先升后降,景观优势度持续下降。景观空间演替呈现单向性特征:1987—1997年,从陆地向海洋方向演替;1997—2007年,从海洋向陆地方向演替。海岸地貌过程和植物覆被类型的连续变化导致湿地景观演变呈连续变化,但干扰往往使生态过程的连续性发生改变。