长江流域中上游植被NDVI时空变化及其地形分异效应

研究植被NDVI的时空演变及其地形分异效应,对于深入理解植被与人类活动的关系,揭示区域环境变迁,指导区域生态环境科学治理具有重要意义。以长江流域中上游作为研究区,基于1998～2015年SPOT-VEGETATION NDVI年度数据、DEM数据和基础地理信息数据,运用RS、GIS和数理统计分析等方法,探究了植被NDVI的时空演变特征及其地形分异效应,并对其影响原因进行了探讨。结果表明:(1)1998～2015年长江流域中上游地区生态环境得到极大改善,植被年均NDVI在时间上由1998年0.67增长至2015年0.75,年均增长率为0.57%。(2)植被NDVI在空间上的改善区域(48.58%)明显大于退化区域(11.1%),改善区域主要集中分布在研究区中东部地区。(3)植被NDVI在海拔500～1 000、1 000～1 500 m及坡度8°～15°、15°～25°区域改善趋势最大,在5 000 m和坡度0°～5°区域退化趋势最大;坡向对植被NDVI变化影响不显著。(4)18年间长江流域中上游地区植被NDVI变化可能是受天然林保护、退耕还林(草)等生态工程实施和人类社会经济活动共同作用的结果。该文能为长江流域中上游地区脆弱生态环境的治理和改善提供科学依据,进而筑牢长江中上游重要生态屏障,推进长江经济带绿色发展。     

退耕还林还草工程对生态系统碳储存服务的影响——以黄土高原丘陵沟壑区子长县为例

陆地生态系统碳储量是表征生态系统碳储存服务的重要指标,与土地利用变化之间存在着密切的关系。退耕还林还草工程使区域土地利用格局发生巨大变化,并对生态系统碳储存服务造成了较大的影响。为了能简单快速的评估退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储存服务所带来的影响,以位于黄土高原丘陵沟壑区的子长县为例,运用InVEST模型评估了退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储量的影响,进一步耦合InVEST模型和FLUS模型,并设置四种不同的退耕还林还草实施情景,预测子长县2037年陆地生态系统碳储量变化和碳汇产生的经济价值。研究发现：（1）子长县退耕还林还草工程实施效果显著,17年间共有31627.98 hm²耕地退耕为林地和草地,境内的林草覆盖率由2000年的53.26%增长至2017年的64.20%;（2）退耕还林还草工程的实施显著提升了子长县陆地生态系统碳储存服务,碳储量由2000年的39.19×10⁶ t增长至2017年42.34×10⁶ t,增加量集中在工程实施主要阶段（2000—2008年）;（3）未来子长县若继续实施退耕还林还草工程,其生态系统碳储存服务会得到进一步提升,且会获得一定的碳汇经济价值。预计到2037年子长县在退耕还林还草工程实施A、B、C、D四种情景下的陆地生态系统碳储量将分别达到：43.78×10⁶ t、44.10×10⁶ t、44.32×10⁶ t和44.54×10⁶ t,并将由此获得碳汇经济价值净收益分别为1627.88万美元、1979.89万美元、2231.39万美元和2471.67万美元。耦合InVEST-FLUS模型,不但能利用InVEST模型简单快速的对陆地生态系统碳储量进行评估,而且还能基于FLUS模型对未来土地利用变化情景下的陆地生态系统碳储量和碳汇经济价值做出测算。     

黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区不同森林类型土壤微生物功能多样性分析

土壤微生物在森林生态系统中起着重要作用,因此研究不同森林类型下土壤微生物功能多样性具有重要意义.采用Biolog-Eco微平板法对位于黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区内的3种典型森林类型——白桦林、蒙古栎林、兴安落叶松林下的土壤微生物功能多样性进行研究.结果表明:白桦林、蒙古栎林、兴安落叶松林土壤微生物AWCD（平均颜色变化率）值、Shannon-Wiener指数和McIntosh指数差异显著（P < 0.05）.AWCD随着培养时间的延长而逐渐增加,其中白桦林的AWCD值最高,而落叶松林的AWCD值最低.主成分分析（PCA）结果表明,3种森林类型土壤微生物群落代谢功能差异显著,主成分1和主成分2分别可以解释方差变量的38.81%和30.30%.从碳源利用率来看,糖类和氨基酸类是影响3种森林类型土壤微生物功能的主要碳源.典型相关分析（CCA）表明,w（SOC）（SOC为土壤有机质）、w（TN）（TN为全氮）和pH是影响土壤微生物功能多样性的主要环境因子.研究显示,3种森林类型土壤微生物功能多样性和碳源利用方式均有显著差异,其主要受到土壤pH、w（SOC）和w（TN）的影响.      

城市滨江地区生态用地演变及驱动因素分析——以长江南京段为例

从中小尺度对城市滨江生态用地演变进行研究,可为制定生态用地开发与保护政策提供重要参考。基于2005、2009、2014和2018年土地利用数据,利用转移矩阵等方法分析了南京滨江1 km范围内生态用地演变特征,并从城乡用地冲突和政策有效性角度对这些变化进行探讨。结果表明:(1)耕地大面积减少导致滨江地区生态用地比重下降,由2005年的71.86%下降到2018年的65.54%,但是林草地等半自然生态用地的比重略有上升;(2)林地、内陆滩涂保留率较高,耕地、园地、水域等地类变化以数量净变化为主,而林草地以空间交换变化为主;(3)生态用地流失热点区主要位于中心城区与近郊区间的城乡过渡带,并临近产业园区,建成区扩张是其主要成因;(4)政策规划对滨江生态用地演变作用明显,沿江开发政策加剧了生态用地流失程度,而生态红线等规划对某些重要生态用地保护效果显著,土地利用规划在用地管理方面效果显著,但仍存在耕地、裸地、内陆滩涂被违规侵占现象,长江防洪堤对生态用地保护作用不显著。要使生态空间得以长期存在,不仅需要明晰的政策边界,还需要加快形成公众对生态景观的整体认知和基于生态用地功能目标的保护政策。     

火灾后配筋圆钢管混凝土柱剩余承载力数值分析

研究配筋圆钢管混凝土轴压短柱火灾后剩余承载力。利用ABAQUS有限元分析软件建立了ISO-834标准升温曲线升温作用下配筋圆钢管混凝土短柱温度场模型,基于温度场分析结果建立了配筋圆钢管混凝土轴压短柱力学分析模型,利用以往试验结果对模型进行了验证,计算结果与实验结果吻合良好。在此基础上进行了火灾后配筋圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力参数分析,选用的参数包括：升温时间、混凝土强度、钢管强度、钢筋强度、含钢率、配筋率、构件截面尺寸等。研究结果表明：在本次参数范围内,在其它条件相同的情况下,与常温下的承载力相比,受火时间越长,截面尺寸越小,构件火灾后剩余承载力的损失越高。结果可供有关钢管混凝土工程火灾后修复加固参考。     

南京市生态足迹时空特征及脱钩效应分析

为探寻资源环境与经济增长的可持续发展道路,利用修正的生态足迹模型,回顾了2000~2014年南京市生态足迹、生态承载力及生态赤字的时空特征,依据《南京市国民经济和社会发展十三五规划纲要》趋势外推生态足迹变化情况及其与经济增长的脱钩状态。结果表明:2000~2014年南京市人均生态足迹和人均生态赤字快速增长,人均生态承载力缓慢下降;研究期内南京市各区都出现了不同程度的生态赤字,且生态承载力呈现中心城区低,近郊和远郊区高的格局;生态足迹与GDP之间呈现弱脱钩、强脱钩、扩张连接3种状态,且弱脱钩指数不断减小,经济增长方式开始由粗放型向集约型转变;若按当前资源环境损耗量发展,"十三五"期间生态足迹继续增加,未来在实现可持续的经济增长方式上仍需努力。因此,南京市应坚持调整产业结构,转变经济增长方式;严格执行生态保护红线、永久基本农田保护红线,城市开发边界等"三条红线";实行差别化的国土空间格局优化措施;控制人口过快增长;逐步构建基于生态资产流转的生态补偿机制。     

基于贝叶斯网络的生态用地流失机制研究

从中微观尺度对城市滨江地区生态用地流失进行驱动因素分析,尤其将政策规划等具有重要影响力的因子进行量化分析,可为生态用地开发与保护政策制定提供参考。利用贝叶斯网络模型综合考虑导致生态用地流失的邻域因子、自然因子和政策规划因子,以良好的图形描述方法较为清晰地展示出生态用地变化及其驱动因子之间的过程关系。以南京滨江地区作为典型案例区,研究结果表明：（1）2005—2018年间,南京滨江地区约11.0%的生态用地发生流失,维持稳定的生态用地占比89.0%;（2）政策规划保护力是影响南京滨江地区生态用地流失的主要驱动因素,城镇扩张惯性力次之,二者对生态用地流失的敏感性分别为9.37%和2.53%,而开发阻力的敏感性仅为0.21%;（3）在政策规划因子中,沿江岸线规划对维持生态用地稳定性的作用效果高于土地利用规划,表明要使生态空间得以长期存在,应制定基于生态用地功能目标的保护政策。