基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005 和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

北京市区域城市化程度与颗粒物污染的相关性分析

城市化程度的提升带来严重的资源环境问题,尤其是空气污染问题,严重影响了人类的健康。大气中的PM2.5等颗粒物已经成为影响我国城市空气质量的主要污染物。现有研究多数是对于多年来多地区的宏观研究,缺乏对于典型地区的具体数据报道。通过分析北京市PM2.5和PM10的质量浓度与不同城市化程度地区的相关关系,探索城市化程度对PM2.5等颗粒物浓度的影响。选取北京市7处具有代表性空气质量监测点,于2013年7月至10月对PM2.5和PM10的质量浓度进行连续4个月的实时监测,结合《北京市区域统计年鉴》中的城市化指标数据,包括常住人口密度、地区生产总值和林木覆盖率,对数据进行变化趋势分析、Pearson相关分析和回归分析。研究结论表明：由于北京市不同区域城市化程度不同导致颗粒物污染状况不同,每个区域的PM2.5与PM10的质量浓度虽有差异但均显著相关,PM2.5的质量浓度约占PM10的质量浓度的60%,PM2.5是PM10的主要组成成分。城市化程度与PM2.5等颗粒物浓度有明显的关系,PM2.5等颗粒物浓度与地区生产总值和林木覆盖率显著相关,与地区生产总值呈正相关,与林木覆盖率呈负相关;与常住人口密度呈正相关趋势但并不显著相关。其中,PM2.5的质量浓度与地区生产总值的相关系数为0.875,与林木覆盖率的相关系数为-0.838;PM10的质量浓度与地区生产总值相关系数为0.947,与林木覆盖率相关系数为-0.775。总体来看,PM2.5等颗粒物浓度随城市化程度的提高而增加,北京市区域城市化程度与颗粒物污染情况关系明显。我国在快速发展城市化的同时,应关注环境与经济相协调。调整产业结构,增加植被绿化,控制污染源将有助于减少北京市大气中颗粒物的污染程度,为我国的城市化进程提供相应的支持和保障。     

基于景观尺度的流域土地覆被变化及其水文响应

水资源短缺已成为限制华北地区社会经济发展的主要因子之一，其中山区来水减少问题已成为该区域水资源研究亟待解决的关键问题。采用景观格局分析法及统计学方法对华北土石山区典型流域--红门川流域土地/覆被变化及其水文动态响应进行分析。结果表明：(1)1990～2005年流域景观呈破碎化趋势，其中，优势景观林地在研究时段内面积变化不大；耕地、建设用地面积增加趋势显著，增幅分别为431%和444%；水域减少趋势最为明显，减幅达208%。(2)土地利用/覆被变化对流域径流有显著调节作用：随着土地结构不断优化，森林、耕地面积的增加，1998～2005年流域平均年径流系数较1990～1998年下降77%；丰、平和枯水年径流系数则分别减少64%、31%和85%；当剔除降水因素后，土地利用景观结构优化使得月径流系数减少16%～100%。(3)土地利用/覆被变化对流域径流的调节作用呈现季节性,植物生长季径流调节尤为显著     

县域生态功能区划研究——以桐柏县为例

结合桐柏县的实例,对县域生态功能区划分的原则和方法进行初步探讨.综合利用3S技术对县域生态敏感性和生态服务功能重要性的分析和评价,提出桐柏县生态服务功能区划的初步方案.将桐柏县划分为生态支持区,产品供给区,生态调节区.简要分析了各功能区在桐柏县经济可持续发展中的地位和作用,指出各区协调发展的方向和途征.     

森林植被影响径流形成机制研究进展

径流形成机制研究在水文学领域中具有十分重要的意义,且受到越来越广泛的重视。水文环境以及水文通量的空间异质性和时间变化性导致了水文过程的尺度依赖性和非线性特征,没有对水文过程较为清晰的认识,就不能将某一地区某一流域森林植被变化水文生态效应的研究结果简单地外推到其他地区和其他流域。开发基于物理过程分布式参数水文模型可以为认识森林植被变化的生态学后效和客观评价森林植被水文生态效益提供可行的工具。但是要实现这一目标,研究森林植被影响径流形成机制是问题的核心所在。另一方面,认识森林影响径流形成机制有助于研究水文学中的尺度问题。研究森林植被影响径流形成机制的主要方法包括水文测验、同位素示踪和动力水文学计算等,研究的空间尺度则为坡面与流域相接合。从已有的研究成果来看,森林植被影响径流形成机制可以概括为:①森林流域径流形成为变动源区产流机制;②森林流域径流形成主要受饱和地表径流、亚表层径流和地下径流的控制;③森林流域径流形成机制是相互作用和相互转化的;④优先流在森林流域径流形成中起到了至关重要的作用。     

北京市门头沟区生态安全评估及预测

为研究和预测北京市门头沟地区生态安全形势,并在实践中为生态安全评价提供理论依据,在生态环境管理的方法论基础上,根据统计年鉴,采用压力状态响应模型建立生态安全指标体系,以不安全指数法对指标实际值归一化,运用层次分析法确定指标权重,采用加权指数法计算生态安全综合值,评价了门头沟区3年的生态安全状况。结果表明:门头沟地区2006-2008年3年期间,生态安全综合指数分别为:0.6192、0.639 3、0.6395。显示生态安全综合值缓慢上升,生态安全越来越好,但是仍然处于较不安全状态。指出其主要原因有经济欠发达、自然资源缺乏、人口众多等。建议该地区加快产业结构调整、改变增长方式、控制人口、提高土地利用率,保护环境并治理污染。     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子的观测

PM2.5中水溶性无机组分的浓度及时空分布等已开展了大量的研究.这些研究主要集中在污染较重的地区或者敏感区,比如居民区或者道路边等.而关于我国城市森林生态系统对大气PM2.5及其组分的影响还未开展系统的研究.研究PM2.5中的水溶性离子组分在城市森林系统中的时空分布特征将有助于了解生态系统与大气颗粒物之间的相互影响,对大气污染治理及城市绿化都具有参考意义.因此,本研究对北京市的4个采样点PM2.5中水溶性无机离子组分进行了观测.     

不同林分土壤有机碳密度研究

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,已成为森林生态系统碳循环研究的重点之一;而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异,根据土壤发生层次特点,分别研究各层土壤有机碳含量分布规律,对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008年7月在北京西山妙峰山林区侧柏（Platycladus orientalis）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、栓皮栎（Quercus variabilis）林和侧柏、油松（Pinus tabulaeformis）混交林内,分别随机选取3个位置挖土壤剖面,然后根据土壤发生层次性特点,把各剖面划分为四个土层（0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm和40～60 cm）,每层用环刀取样测定土壤容重,用土壤袋采集1 000 g的土壤样品,经除杂、风干、过筛等程序后,对土样的有机碳含量和碳密度进行了测定和初步研究。结果表明：4种林分下土壤有机碳平均含量和土壤有机碳密度不同,不同林分土壤0～10 cm有机碳含量和碳密度最高,并且均随土壤深度增加呈降低的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为：栓皮栎林〉侧柏、油松林〉侧柏林〉刺槐林。4种林分类型0～20 cm土层单位面积有机碳储量占总有机碳储量分别为：栓皮栎林51.1%,刺槐林44.2%,侧柏林43.0%,侧柏、油松混交林37.7%,平均为44.0%。     

CO_2倍增和气候变化对北京山区栓皮栎林NPP影响研究

应用生物地球化学过程模型BIOME-BGC估算了1977—1992年北京妙峰山栓皮栎（Quercus variabilis）林的净第一性生产力（NPP）,并分析气候对NPP年际变化的影响以及未来气候变化情景下对NPP的影响。结果表明：1977—1992年15年间栓皮栎的NPP（以C计）平均值为340.17g·m-2·a-1,NPP（以C计）变化在143.56～431.56g·m-2·a-1之间,并无明显的整体变化趋势,但表现出明显的年际变化,年际变动率达18%。在这段时间内降水量成为控制栓皮栎林NPP年际变化的主要气候因子。通过设置18种不同未来气候方案进行栓皮栎林NPP模拟表明,CO2浓度加倍会降低栓皮栎林的NPP但降低幅度较小。在CO2浓度不变的情况下,温度升高2.0℃和降水的协同增加以及单个因子的增加都有利于NPP的积累,但协同增加不如单个因子的增加对NPP的积累效应明显;在CO2和气候同时改变的情况下,CO2浓度加倍、温度升高2.0℃和降水的协同增加有利于NPP的积累且协同增加比单个因子的增加对NPP的积累效应明显,但各因子之间交互作用较弱。