基于生态足迹的中国生态承载力供需平衡分析

以生态承载力供需关系为切入点,应用生态足迹模型,构建生态承载力供需平衡指数(ECCI),以分县为基本单元,系统评价了我国县域尺度生态承载力供需平衡状况。结果表明:①中国生态承载力供需平衡以生态赤字区为主,生态盈余区和生态平衡区为辅。不足1/5的人口分布在约2/3表现为生态平衡或盈余的国土面积上,而4/5的人口集中分布在不足1/3表现为生态赤字的国土面积上;②中国分县生态承载力空间分布呈较明显的不平衡性,大体由东南到西北呈现从严重超载到富富有余的分布态势。中国生态承载力供需已严重失衡,且人口密度大、 流动人口迁入较为集中的沿海城市地区表现尤为突出。随着城市化进程的不断加快,这些地区空间生态不平衡性将更加严重,生态环境问题需引起足够关注。从流域关系来看,应妥善处理上中下游间的关系,把对生态环境的影响以及生态环境的保护摆在重要位置。研究结果可为国家主体功能区规划、 人口发展功能区划提供科学依据和决策支持。     

基于GIS的中国物质积累基础评价：从分县到分省

一个地区的发展是众多因素发展的积累,这种积累离不开资源的利用与转化。地区发展的结果往往直接体现在物质财富的生产和积累上。因此可以从资源角度出发,在资源转化视角下,以区域物质财富为着眼点来反映区域发展进程。基于此,提出物质积累基础概念,从基础设施水平、交通通达度、经济发展水平3方面,构建物质积累指数模型;运用GIS技术和数理统计方法,以2005年为例,定量计算中国分县物质积累指数,集成分省物质积累指数,从分县和分省两个尺度系统评价了中国物质积累水平。研究结果表明：①从分县尺度看,2005年中国县域物质积累水平高低两端差异悬殊,中等水平占主体,呈现明显的“纺锤形”结构,空间分布不均衡,东南半壁物质积累水平明显优于西北半壁;中国贫困地区物质积累水平相对滞后,城市地区相对超前,两类典型地区经济发展水平差距最为显著;②从分省尺度看,中国分省物质积累水平差异显著,地域分布呈现“东高西低”的空间格局;不同等级水平间基础设施水平差距最大,是引起省域尺度上物质积累状况差距的显著因子。     

道路干扰对澜沧江流域景观格局的影响

道路交通在促进人类社会经济发展的同时,也给生态环境带来了诸多影响。研究道路交通的干扰强度、空间格局及其影响,对保护自然环境、维持生态系统健康意义重大。研究基于道路等级、道路所处的环境特征等因素构建道路干扰指数,定量评价了澜沧江流域道路网络的干扰强度,系统分析了流域道路干扰的空间格局特征及其对流域景观的影响。结果表明,澜沧江流域道路网络干扰程度存在明显的区域分异,中游和下游地区明显大于上游地区。流域道路干扰域为边界复杂的不规则多边形,呈现出以离散的强干扰区域为中心,干扰强度向外围逐渐减弱的空间格局。对比不同等级道路干扰域内的景观格局及其变化特征发现,耕地和建设用地等代表人类活动的景观集中分布于道路强干扰区域内,并且强干扰区域内景观组分的变化幅度远大于低干扰区域。从上述分析结果可以看出,道路对其沿线景观格局的变化具有很强的驱动作用,流域道路发展应避开生态环境敏感区域。     

“一带一路”沿线国家粮食生产的时空格局分析

“一带一路”倡议是新时代下全球化发展的必然结果。粮食作为一种重要的战略资源,其生产对“一带一路”沿线国家乃至全球粮食安全意义重大。通过对沿线国家粮食生产数量、结构等方面的深入剖析,揭示了“一带一路”沿线国家近40年来粮食生产的时空格局。结果表明：（1）“一带一路”沿线国家是世界粮食的重要产区,粮食产量占全球比例50%~60%左右,1977-2016年粮食产量呈增长趋势,单产是其粮食总产增长的主要影响因素。1995-2016年人均粮食产量有所提高但国别差异显著,人粮关系逐步改善,区域粮食保障程度整体增强。（2）“一带一路”沿线国家粮食生产存在明显的地域差异,空间格局相对稳定,中国、印度、俄罗斯是其主要粮食生产国,东南亚和南亚国家的粮食产量普遍较高,阿拉伯半岛国家的粮食产量相对较低。（3）稻谷、小麦和玉米是“一带一路”沿线国家主要粮食作物,稻谷对粮食总产变化的贡献最大,1977-2016年玉米占比不断增加,三大作物区域分布特征明显。     

中国耕地资源数量变化的趋势分析与数据重建:1949～2003

由于统计方面的原因,1949年以来中国耕地资源数量变化至今尚没有一个客观的描述。针对该问题,论文对1949～2003年不同时期不同来源的耕地数据系列进行分析,认为统计数据存在问题较多的时期为1960～1985年,并采用粮食产量对耕地面积进行了分时期的反演,对于1986～1996年间的耕地数量则按照全国土地利用详查统一到1996年的结果再进行反推,由此重新刻画建国以来中国耕地资源数量变化的趋势和特征,并结合不同时段耕地相关政策对耕地数量变化的驱动作用进行分析。结果表明,1949年以来中国耕地资源数量呈现波动性变化,但在1979年之前总体上是增加的,自20世纪80年代起呈现缓慢下滑,1999年后由于生态退耕等原因引起耕地数量迅速减少,由此导致的中国粮食安全问题与耕地安全问题值得关注。在经过一段快速的大规模生态退耕时期后,中国生态退耕速度将逐步趋缓,耕地安全与粮食安全将会成为影响中国耕地数量变化的主要问题,严格的耕地保护政策势必将贯彻下去,预计2010年后中国的耕地资源数量将趋于稳定。     

中国县域土地利用结构类型研究

论文简要阐述了土地利用结构和土地利用结构类型研究的意义,进而提出了土地利用结构类型划分的原则、依据。在此基础上,基于土地利用分县的详查数据,以全国2475个县域为基本单元,运用最小方差法对其进行了土地利用结构类型的划分。对初次分类结果进行分析,制定原则并对其进行处理,将定性分析与定量研究相结合,最终确立了一个由6个土地利用结构系列和44个土地利用结构类型构成的中国县域土地利用结构类型分类系统。最后,对中国县域土地利用主要结构类型的地域分异规律及开发利用方向进行了探讨。     

西北地区县域农业水资源平衡问题研究

水土资源不匹配和水资源时空分布不均的自然本底,加之人口大量增加和经济高速发展的驱动,使得西北地区农业水资源供需矛盾十分突出。论文系统分析了县域单元农业水资源平衡的两个层次及其计算方法,并对西北地区314个县域单元进行了实证研究。天然状态下农田水量平衡模型计算结果表明:西北地区各个县域单元降水均不能满足各种作物的水分需求,亏水为水量平衡的首要特征。就各省而言,新疆为亏水量最高的省份,其多年平均作物亏水量达628.02mm,陕西最小,其值为87.51mm。人工状态下水土资源平衡模型结果表明:受灌溉水平的影响,西北地区各个县域单元水量平衡差异明显。各省份中,新疆水土资源利用处于水少地多的超量承载状态,其它各省灌水量略有盈余,灌溉面积的扩大尚有一定潜力。     

澜沧江流域植被NDVI与气候因子的相关性分析

基于2000—2010年MODIS NDVI数据和气象台站数据,对澜沧江流域植被NDVI与气候因子间的相关性逐像元进行分析,研究流域植被-气候关系的空间格局特征,并对其可能影响因素进行了探讨。研究结果表明:1气温和降水对澜沧江流域植被生长均具有明显影响,其中,温度的影响尤为显著;2流域植被生长对气候响应表现出明显的滞后效应,随着纬度的升高,植被对气候因子响应的滞后时间逐渐缩短;3流域不同植被类型受气温和降水的影响程度及其对气温和降水变化的敏感性均表现为草地耕地灌木林地有林地。同一植被类型受气温的影响强于降水,但对降水的变化更为敏感;4气候特征(多年平均气温和年降水量)显著影响植被NDVI对气候变化的响应时间。年平均气温的高低与气温对植被的影响力并无必然联系,但年降水量显著影响植被NDVI与降水间的相关程度。     

“一带一路”沿线国家粮食消费时空格局

“一带一路”沿线国家是世界重要粮食生产—消费区,开展该区域粮食安全研究具有重要意义。聚焦粮食消费,剖析沿线国家1995—2017年粮食消费时空格局特征,揭示影响因素。结果表明：（1）1995—2017年,粮食消费数量逐渐增长,总量占世界比例介于55%~59%,人均消费量增至367 kg,为世界水平的95%。（2）1995—2017年,其他用粮和工业用粮高速增长,饲料和口粮快速增长,损耗和种子用粮缓慢增长,形成“口粮为主、饲料为辅”的消费结构,处于粮食消费初级阶段。（3）消费总量空间差异大而人均消费差异小,中东欧国家消费水平高,人口大国、岛屿小国、粮食生产条件欠佳国家消费水平较低。（4）各类用途粮食人均消费量空间差异不大,饲料总量空间差异最大且逐渐增大,近半数国家仍以口粮为主,约25%的国家完成了向相对均衡型转变的消费结构升级。（5）人口数量和消费水平累积贡献率约为43%和57%,中亚、东南亚、南亚多数国家受消费、人口共同影响,西亚及中东国家多受人口影响,中东欧内部差异大。口粮、饲料累积贡献量占比约为46%和34%,南亚、东南亚国家多受口粮影响,中蒙俄、中亚国家多受饲料影响,中东欧和中南半岛国家多为综合贡献型。     

土地利用变化的水土资源平衡效应研究——以西辽河流域为例

北方农牧交错带作为我国传统农区与牧区的交汇和过渡地带,是我国东、中部地区的重要生态屏障地区。选取北方农牧交错带东缘的西辽河流域为案例区,运用遥感、地理信息系统等方法,构建水分亏缺模型,定量计算了西辽河流域不同土地利用情景下的水分亏缺态势,揭示了北方农牧交错带土地利用变化的水土资源平衡效应,研究表明:①1995-2005年,西辽河流域土地利用整体特征未发生重大改变,土地利用表现为耕地面积有所增加、草地面积相对减少的局面;②西辽河流域水土资源平衡总体呈现中度水分亏缺的特征,亏水量较大的区域相对集中在西辽河冲积平原中部地区;③1995-2005年10 a间的土地利用变化使得西辽河流域严重缺水地区面积增加1/4,水分亏缺态势进一步加剧。