基于农户意愿的脆弱生态区生态补偿模式研究——以鄱阳湖区为例

脆弱生态区生态补偿政策的制定和实施需要充分考虑农户的受偿意愿和家庭生计。论文以鄱阳湖区为例,采用实地问卷调查方法获取农户受偿意愿数据,然后通过Logistic方法建立了农户受偿意愿与单位耕地产值之间的关系。根据目前生态补偿措施实施效果与存在问题,提出了基于农户意愿的分别以耕地、 劳动力转移和生产结构调整为主要补偿对象的三种典型生态补偿模式。利用回归分析和年龄移算法,对湖区未来20 a三种生态补偿模式下的退田还湖生态补偿总额变化过程进行详细模拟分析。结果表明,生产结构调整补偿模式较其他两种模式具有明显的优势,不仅为高效利用国家补偿资金提供了有效途径,还能充分发挥当地政府的积极性,为农业劳动力提供就业机会。     

光照对长江口潮滩沉积物-水界面可溶性硅和无机氮通量的影响

在室内模拟闭光与光照条件,研究长江口滨岸潮滩沉积物-水界面的可溶性硅(SiO₃-Si)与无机氮(TIN)通量的变化规律,探讨相关理化因素对其的影响. 结果表明: 在春夏秋季适合硅藻生长的季节, 光照能促进硅藻生长与摄取硅, 从而能降低SiO₃-Si通量,冬季相反,且二者的效应都不太明显. 光照能刺激底栖微生物将NH₄＋-N硝化为NO_x-N, 从而明显降低NH₄＋-N通量,且能明显升高NO_x-N通量. 通过相关分析及数学处理发现, 光照影响SiO₃-Si通量的温度临界值为20 ℃; 盐度过高会减弱光照对NH₄＋-N通量的下降效应; 温度过高会减弱光照对NO_x-N通量的上升效应. 采用趋势线斜率方法判定光照能降低上覆水中ρ(SiO₃-Si)/c(TIN)值, 光照可能会对底栖微生物群落的结构产生较大影响.      

基于供给—消耗关系的蒙古高原草地承载力时空变化分析

在全球气候变化与人类活动加剧的双重影响下,蒙古高原草地放牧超载与草地退化问题不断凸显。如何从畜牧业生产对草地利用强度角度揭示草地生态系统的人地关系,对草地资源可持续利用对策研究至关重要。基于生态系统供给与消耗平衡关系,利用卫星遥感数据与畜牧业统计数据,分析蒙古高原草地生态系统的生态承载状态,研究不同政策背景和资源禀赋条件下草地生态系统承载压力的区域差异特征。研究结果表明：（1）内蒙古自治区和蒙古国两地不同的政策和习俗深刻影响了牧民对草地的利用方式,使得两地畜牧业生产结构产生显著差异,内蒙古自治区牲畜类型组成区域差异性大、总量相对平稳,而蒙古国牲畜数量增加显著、牲畜类型组成区域分布更为均匀。（2）内蒙古自治区和蒙古国草地消耗量均呈现出明显的上升趋势,蒙古高原草地资源消耗总量在2014年超出了供给量,其中内蒙古自治区草地资源消耗量在2005年超出了供给量,而近年来蒙古国的草地资源消耗量也逐渐逼近供给量。（3）2000-2016年间,蒙古高原草地承载压力不断增大,整体从盈余状态变为临界超载状态,持续严重超载地区主要出现在荒漠草原地区,并逐渐向典型草原及农牧交错区推进;蒙古国自2003年起富富有余状态区逐步减少且严重超载区逐步增多,内蒙古自治区则受生态保护政策的影响呈波动性变化。通过定量分析内蒙古自治区和蒙古国草地承载状况的时空差异性,所揭示出的不同社会经济背景下畜牧业生产结构与强度的变化规律可为草地资源管理提供科学依据。     

“半个地球”愿景下的保护地识别——基于全球主要优先保护模块

设立保护地是保护生物多样性的最有效举措。“半个地球”愿景提出将50%的面积纳入保护地,并有效保护85%的物种,是全球生态保护的目标。IUCN保护地分类系统是国际通用的标准,一系列优先保护模块研究则对保护地的识别进行着探索。本文旨在通过对这些模块的保护目标、识别标准等进行分析,为保护地科学识别提供合理参考。主要结论如下:（1）物种、栖息地与人类活动是各模块的主要考虑要素,识别标准包括物种丰富度、生境转变率、人类活动强度等;（2）各模块对生境转变率的考虑有“亡羊补牢”和“未雨绸缪”两种思路,对人类活动强度的考虑有直接和间接之分;（3）各模块分布面积占比在5.77%~25.32%之间,总范围占全球陆表的55.59%,超过了“半个地球”愿景的目标比例。     

鄱阳湖区粮食供给功能的空间格局分析

在种植制度复杂、地块破碎及多阴雨天气的南方地区,应用卫星遥感植被指数时间序列数据提取复种指数受到中低空间分辨率的限制。使用较高空间分辨率影像是提取该区域复种信息有效的数据源。论文以鄱阳湖区为研究区,通过遥感解译提取水田空间信息;在界定单/双季稻生长期物候历的前提下,根据水稻不同生长期内归一化植被指数(NDVI)的明显差异,选择合理时间窗口的TM影像获取水田NDVI数据,采用非监督分类法提取单/双季稻的空间分布信息;结合湖区乡镇不同熟制水稻单产数据估算出基于栅格的水稻产量。研究表明,4月下旬到6月下旬是判别双季早稻与单季稻空间分布的合理时间窗口;7月上旬到8月上旬及9月中旬到10上旬是判别单季稻与双季晚稻空间分布的合理时间窗口。2005年,单季稻播种面积为3 081.58 km²,晚稻/早稻播种面积为3 602.97 km²,水稻复种指数为153.9%。单季稻普遍分布在市县建成区周边,双季稻主要分布在河口三角洲等地。全年水稻总产量约1 650×10⁴ t,单季稻占30.5%,双季稻占69.5%。赣江下游地区两种熟制水稻产量均较高,而湖汊及湖区外围丘陵地区产量较低。     

基于MODIS-OLI遥感数据融合技术的农田生产力估算

大范围、高精度的农田生产力遥感监测依赖于高时空分辨率的遥感数据,单纯依靠由单一类型传感器数据获取的高时相或者高空间分辨率的遥感数据都不能满足清晰掌握田块尺度上作物生长动态的需求。全球免费提供的空间分辨率250~1 000 m的MODIS数据和空间分辨率30 m的Landsat数据是植被动态监测普遍应用的数据源,针对应用MODIS数据估算的农田生产力空间分辨率较低而Landsat卫星重访周期长的局限性,研究基于空间分辨率30 m的Landsat 8 OLI数据与空间分辨率500 m的MODIS数据,应用时空数据融合技术,融合OLI数据的高清晰空间表达能力与时间间隔8 d的MODIS数据的植被生长时间序列过程的监测能力,获得空间分辨率30 m、时间步长8 d的时间序列数据,利用VPM （Vegetation Photosynthesis Model）模型以宁夏永宁县部分地区为试验区估算该区域的NPP。研究结果表明,融合后所得30 m分辨率的NPP具有良好的空间细节信息,提高了MODIS数据中混合像元上的估算精度,并保留了MODIS数据原始的时间过程信息,以30 m的空间分辨率刻画出作物的生长动态;较单独应用MODIS数据,使用融合数据估算的NPP可更有效检测出高标准农田建设对农田生产力的提升。     

甘南地区草畜平衡动态评估

过度放牧是导致草原退化和沙化的重要原因之一,草畜平衡管理是保障草原牧区可持续发展的关键。基于多时相遥感和畜牧业统计数据,以甘南地区为研究区,构建逐月草畜平衡动态评估的核算方法,探讨畜牧业生产管理过程中优化时空布局的必要性。主要结论如下：（1）基于产草量—饲草需求量—饲草存量动态关系的逐月核算方法实现了季节性的草畜平衡动态评估;（2）甘南地区的草畜平衡矛盾主要表现为家畜对牧草的稳定需求与天然牧草供给的季节性波动,逐月逐乡镇的饲草缺口核算为精准补饲提供科学依据;（3）州—县—乡尺度的草畜平衡状态表明甘南地区全域草量富富有余但部分县乡超载,揭示了跨行政边界的轮牧措施可以缓解因局地的季节性过载造成的草地退化。     

长江口沙洲表层沉积物中生物硅分布特征

利用生物硅(BSi)8 h连续提取法,分析了长江口南支沙洲表层沉积物中BSi的分布特征,并探讨了BSi分布与沉积物理化性质之间的相关关系.研究结果发现,沙洲沉积物中BSi含量的变化范围为0.47%～1.02%,平均含量为0.75%.高潮滩沉积物中BSi含量的变化范围在0.47%～0.91%之间,中潮滩在0.48%～1.02%之间,低潮滩则是0.47%～0.96%.沉积物理化性质与BSi之间的相关分析揭示,沉积物中BSi含量与粘土和粉砂含量呈极显著正相关,这表明沉积物中BSi的赋存对沉积物机械组分具有明显的依赖性;沉积物中的BSi与有机碳、氮(OC、ON)之间存在极显著的正相关关系,表明在富含有机质的沉积物中易于BSi的累积;OC/BSi和ON/BSi的变化范围分别为0.28～2.59和0.05～0.21,都低于Redfield比值,说明沙洲沉积物中BSi的溶解速率要远低于有机质的分解速率.此外,还发现沉积物中BSi与叶绿素之间存在弱的正相关关系,反映了硅质藻类等初级生产者对沉积物中BSi累积也有一定的贡献.     

2000—2015年江汉平原农田生态系统NPP时空变化特征

基于MODIS数据和VPM（Vegetation Photosynthesis Model）模型估算2000—2015年江汉平原农田NPP,利用空间自相关和Sen趋势分析方法,分析16年间江汉平原农田NPP的时空变化特征及其影响因素。结果表明：（1）江汉平原农田年均NPP在2000—2005年呈上升趋势,2005—2009年呈波动性下降趋势,2009—2015年呈上升趋势;农田年NPP总量在2000—2015年整体上趋于平稳。（2）高中低产田面积占比分别为66.03%、27.04%和6.93%。2000—2015年NPP具有很强的空间聚集性且呈逐年增强趋势,并随空间距离增加聚集性减弱;江汉平原NPP主要呈高—高聚集和低—低聚集特征。（3）江汉平原农田NPP显著上升、无显著变化和显著下降区域面积分别占1.30%、69.50%和29.20%。     

基于膳食营养需求的西藏县域土地资源承载力评价

“食物营养安全”是“食物安全”的重要组成,而当前单纯以“粮食”作为土地资源承载力的评价指标只能反映部分承载能力,从膳食营养角度评估更切合其实际土地资源承载状况。以供给与需求的动态平衡为基本思路,选取热量和蛋白质为关键参量构建土地资源承载力（LCC）测算与土地资源承载指数（LCCI）评价模型,对2015年西藏自治区县域土地资源承载力与土地资源承载状况进行定量评价,以期为实现西藏地区居民热量与蛋白质供需平衡对策提供科学依据,同时也为该区域居民营养需求的变化、机理及对策研究奠定基础。结果表明：（1）西藏县域尺度下土地资源承载力总体呈盈余状态,位于西藏东南部的“一江两河”流域县域土地资源承载力高,而位于西北部的那曲和阿里等地区县域土地资源承载力相对较低。（2）根据以当前热量和蛋白质实际消耗量为依据对土地承载力的评价结果,农区县、半农半牧区县和牧区县基于蛋白质需求的土地承载力比基于热量需求的承载力分别多8.83%、22.51%和67.78%,其中有13个牧区县和半农半牧区县以热量指标判断为超载状态,但以蛋白质指标判断却未超载,其原因在于牧区县和农牧区县动物性食物供给比例高,食物蛋白质供给能力相较热量供给能力更强。（3）若按照居民膳食宝塔推荐的人均热量和蛋白质摄入量标准,农区县、半农半牧区县和牧区县基于热量和蛋白质需求的土地资源承载力较实际营养摄入量下的承载力可分别多承载35.22%和12.5%的人口。评估结果体现了实际消耗和膳食标准情景下以及不同营养指标之间各县域承载力及承载状态的差异,可为通过调整人口结构、膳食结构等措施寻求提升区域人粮平衡水平和居民膳食营养水平对策提供依据。