我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展

随着全球人口的不断增加,工业化、城市化以及农业现代化的快速推进,湖泊富营养化问题已日益成为全球性的水环境污染问题。近年来,我国经济发展提速,资源利用强度加大,导致湖泊氮、磷营养盐严重富集,某些湖泊生态系统结构遭受破坏,功能紊乱,一些区域的湖泊蓝藻水华频繁爆发,湖泊富营养化呈现迅猛发展的趋势,并对区域经济发展与生产、生活用水保障带来挑战。尽管为了防控湖泊富营养化,我国各级政府投入了大量人力与物力,但在一些湖泊富营养化频繁区,一些防治与控制措施还没有收到理想而满意的效果。文章在综述国内外湖泊富营养化防治与控制策略研究的基础上,阐述了我国在富营养化研究方面存在的主要问题,提出了我国湖泊富营养化分区、分类控制的新思路。     

代表性浓度路径情景下宁夏草地动态演变的预测与模拟

西部地区是我国乃至亚洲的重要生态屏障.因此,遏制由于长期过牧导致的草地退化,保障西部地区生态系统功能,促进西部地区畜牧业和经济社会可持续发展具有重要的研究意义.本研究以宁夏回族自治区作为典型区,收集了宁夏土地利用数据、自然环境数据和社会经济数据,创建了联立方程组模型,研究了自然环境条件和社会经济因素对草地过牧与退牧过程的驱动机制.驱动分析结果显示对于草地过牧过程,气候因素是草地面积退化的重要影响因素,人口压力也在这一过程中起着决定性作用,交通条件较发达的地区,人类活动较频繁,对于草地生态系统破坏也相对较严重;而宁夏退牧过程的主要驱动因素之一是区域原有生态环境,经济要素也是决定退牧意愿的重要影响因素,国家政策是退牧过程的外在推动因素.基于宁夏土地利用规划和1PCC公布的RCPs情景数据,设计估算了规划情景和气候情景下的土地利用需求,然后基于草地动态演变的驱动机理,本文应用土地系统动态(DLS)模拟系统预测了2010-2030年在RCPs情景和规划情景下研究区域草地面积和草地质量的空间分布特征和变化趋势.研究结果表明,规划情景下,研究区域草地面积随时间呈逐渐减少的态势,AIM气候模式下草地面积的变化态势与规划情景相似,但是减少的幅度比规划情景小,而MESSAGE气候模式情景下草地面积变化呈先减少后有小幅增加的态势.三种情景下,草地面积减少的区域主要集中在低密度草区,部分是在中密度草区.总的来看,无论是哪种情景,未来2010-2030年过牧与退牧这种相逆的现象不断减弱,但是并没有消失.这些研究结论将为西部干旱区生态环境保护、草地资源开发利用与保护、畜牧业发展规划提供重要的决策参考信息.     

无锡市城镇化进程中土地利用变化及其环境效应

20世纪90年代,城市用地扩展是我国区域土地利用演化的主导过程,城市土地利用所引起的地表景观格局的变化又是引起地表各种地理过程变化的主要原因。基于Landsat TM图像解译的土地利用的动态图斑,分析了20年代90年代无锡市土地利用的变化态势。研究表明,土地利用变化主要体现为耕地向林地、水域、建设用地的转移．林地向耕地、建设用地的转移,以及草地、水域向建设用地的转移;20世纪90年代中后期,国家颁布的一系列基本农田保护和“退耕还林还草”的政策法规,在一定程度上限制了大量耕地被建设占用的趋势。土地利用快速变化也导致明显环境效应．主要表现为水环境的恶化和现代“城市病”等方面。因此,加强土地规划管理、合理利用土地资源、重视能源开发与基础设施建设,应成为今后区域土地资源开发、利用与保护的重点与方向。     

中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1：25万河流水系和数字高程（DEM）数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的人湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。     

基于农业生态地带模型的中国粮食产能动态评估

随着人口增加和人们生活水平的不断提高,我国粮食消费需求将继续呈刚性增长,使得粮食品种和区域结构性矛盾加剧,而粮食产能的动态评估能够让我们加深认识我国粮食供需平衡,对制定适宜于我国经济社会发展同时保障粮食安全的粮食可持续发展战略具有重要意义.论文选取农田生产力作为我国粮食产能的指标,通过改进农业生态地带(AEZ)模型,动态嵌入不同县域水平的管理和投入水平的限制性因子,集成县级截面数据估计投入系数权重,并基于此估算了全国2000-2010年间农田生产力水平.研究发现,2000年以来,我国农田生产力虽年际间存在波动,但总体呈现增长的态势,且区域差异性显著.农田生产力水平存在从沿海到内陆、从南向北及从东向西的递减的梯度,而局部地区农田生产力变化明显,表现出明显的东西分异规律,其次是南北分异规律.而对各个地区农田生产力平均值统计发现,东部沿海地区与南部省份的农田生产力要高于内陆省份,西部地区农田生产力普遍低于东部和中部地区.2000、2005、2010年全国分县统计的粮食产量数据与动态估算结果进行精度验证,其相关系数分别达到0.82、0.76和0.89,实际产量为估算结果的69.4％、73.4％、67.2％,较好的反映了我国农田生产力的基本状况.最后,基于我国农田生产力时空变化规律和局部差异性特征,以及我国经济区水平上的中国农田生产力的变化规律,从耕地数量保障、农业管理和投入水平提高以及适宜的农业区划方面,提出适宜于我国自然环境状况和社会经济发展的农田生产力保障策略,对保障我国的农田生产力的稳定增长方面的规划决策与政策制定具有参考价值.     

森林生态系统恢复力评价——以江西省莲花县为例

生态系统恢复力是森林资源可持续发展的中心目标之一。在明确生态系统恢复力定义和尺度的基础上,分析了森林生态系统恢复力的影响因素,从生境条件和生态存储两方面遴选出26个指标,建立了森林生态系统恢复力评价指标体系,并以江西省莲花县为案例区,采用组合赋权法确定了指标权重,通过空间叠加计算了莲花县森林生态系统恢复力。结果表明:森林生态系统恢复力主要受内部存储的影响,其权重达到0.554。莲花县森林生态系统恢复力在0.103到0.464之间,平均值为0.268,恢复力达到或超过平均水平的森林面积为37 907 hm²,占森林总面积的49.2%,整体处于较低水平;分级结果表明仅48.16%的森林达到高或较高恢复力水平;在空间分布上,莲花县森林生态系统恢复力为南高北低,南部和中部的森林大多处于高或较高恢复力水平,北部地区大部分森林处于中等、较低或低恢复力水平。此外,恢复力高的森林沿乡镇边界线分布的特点非常明显。该研究结果可为森林资源管理提供重要科学依据。     

江苏省人口数据空间离散化研究及其精度分析

针对传统人口数据表达方法在表达人口空间分布上的不足,设计了人口数据离散化模型,通过分析人口数据与土地覆被信息之间的关系,将分县统计的人口数据分配到空间1 km×1 km栅格单元上。在江苏省的研究表明,利用该方法能获得比较高的精度。基于离散化后的人口数据,发现江苏省人口空间分布有两大特点：(1)人口分布自城市中心向城市外围由密集渐变为分散;(2)苏南的城市人口规模显著大于苏中和苏北,苏南、苏中、苏北三大区域的人口城镇化水平呈现由高到低排列。江苏省人口空间分布的上述特点与江苏省三大区域的经济发展状况及各个区域的城镇化水平相一致。离散化后生成的1 km×1 km栅格人口数据,能够精确表达人口分布的区域差异,可以作为制订资源开发、环境规划、区域发展战略等重要参考依据。     

经济改革背景下中国城市用地扩展的时空格局及其驱动因素分析

改革开放以来,中国进入了快速城市化发展时期.本文利用高分辨率陆地卫星(Landsat TM/ETM)遥感影像数据,监测了中国城市用地扩展态势,并分析了影响中国城市用地扩展的驱动因素.研究表明1990～2000年,中国城市用地扩展表现出明显的时空分异态势,城市用地增长了近82万hm2,其中前5年的扩展占80.8%,后5年的扩展占19.2%,后5年的扩展规模明显低于前5年.研究还发现,城市用地主要以同心圆模式、飞地模式、轴向扩展模式与多极核扩展模式以及4种扩展模式的组合模式扩张.本文选取13个特大城市作为典型案例,对其城市用地扩展的驱动机制进行了研究,研究发现,人口增长、经济发展以及土地管理法规政策的变化是影响城市用地扩展的主要因素.     

江西省林地面积变化原因探析

基于栅格面积成分数据,构建了研究林地面积变化原因的计量经济模型,采用Tobit回归分析方法估计了自然环境条件和社会经济因素对江西省林地面积变化的影响。文章遴选出了包括人口、人均GDP、区位条件等在内的影响江西省林地面积变化的主要因素,分析了各种因素驱动江西省林地面积变化的机理,提出了江西省加强林地保护、促进林地面积增加的一个重要途径--加快经济发展,特别是通过加快基础设施建设促进相对落后地区的经济发展,发挥经济增长对林地保育的积极作用。同时研究还发现,积极转移农村剩余劳动力,减少人口对周边林地的压力,也是缓解江西省毁林垦荒压力的重要手段之一。研究结论为江西省制订并实施林地资源保护与开发利用政策提供了具有参考价值的信息。     

中国土地生产力变化的情景分析

中国土地生产力变化态势是当前国内外学术界、决策界关注的焦点问题之一.介绍了土地生产力估算系统(ESLP)的原理与功能模块并利用该系统研究了中国土地生产力的变化态势.ESLP是在气温、降水、辐射水平、土壤质地等自然因素控制下,受土地利用方向与强度影响的,考虑土地系统不同的投入水平和管理措施的区域土地生产力估算系统.ESLP关注土地生产力变化的时空动态,能表达出不同投入管理水平下土地生产力的时空变化.文章应用ESLP研究了1988年和2000年中国土地生产力变化及其空间分异特征,将估算结果与1988年和2000年全国分县粮食产量数据的比较与验证表明,基于ESLP估算的各县土地生产力与各县粮食总产量具有很高的相关性,在一定程度上反映一个区域的粮食生产能力.在此基础上,应用ESLP预测了2010与2020年在气候变化情景下土地生产力的变化,预测结果显示,虽然局部地区土地生产力有小幅减少趋势,但从全国来看,土地生产力增长趋势明显.平均来看,2010年比2000年增长4.4%,而到2020年,土地生产力的增长幅度达到10.7%.不过在各个农业生态分区上,不同年份土地生产力变化差异较大,在2010年和2020年长江中下游区土地生产力均呈一定幅度的下降,而甘新区和西藏区只在2010年土地生产力有小幅下降.该研究结论对我国编制土地利用规划与粮食生产方面的决策具有重要的参考价值.