森林生态系统水源涵养服务流量过程研究

基于多年的定位监测数据,研究了亚热带5种森林生态系统水源涵养服务的流量过程。结果表明,里骆杉木林、西江坪常绿阔叶林的年内林冠截留量曲线呈现单峰型,而宜山龙桥的3种森林生态系统的林冠截留量曲线则呈双峰型。5种森林生态系统累积林冠截留价值的过程曲线基本一致。里骆杉木林和西江坪常绿阔叶林的水文调节量变幅较大,而龙桥3种类型的年内水文调节量变幅较小。5种森林生态系统的月平均水文调节量依次为西江坪常绿阔叶林里骆杉木林龙桥柠檬桉马尾松混交林龙桥马尾松林龙桥杉木林。5种森林生态系统水资源供给功能过程曲线呈现与水文调节功能曲线相似的规律,对应的月平均水资源供给量分别是751.92、486.92、332.08、210.50、65.92 m3/(hm2.月)。运用影子价格法计算了累积林冠截留价值、累积水文调节价值和累积水资源供给价值。根据计算结果,建立了月水文调节量和月水资源供给量与月降水量的回归方程。     

三江源区水源涵养功能评估

为实现三江源区水源涵养功能评估,服务区域生态服务价值估算,从水源涵养的概念出发,解析水源涵养功能的内涵特征和表征指标,提出了三江源区水源涵养功能评估技术框架,并基于SWAT模型建立三江源区水文模型,通过年尺度、月尺度和日尺度的水文模拟,完成三江源区水源涵养功能定量评估.从水文模型校准结果来看,直门达、唐乃亥和香达3个验证站日径流量最大相对误差不超过17.0%,月径流量最大相对误差不超过13.0%;日尺度模型中直门达站模拟效率系数超过了0.6,其他两个站也超过了0.5,月尺度模型中3个验证站模拟效率系数均超过0.6以上;日尺度模型和月尺度模型验证结果均可接受,在一定程度上较好地揭示出了三江源区的水量输出过程、趋势和规律.应用该模型对水源涵养功能进行定量评估,长江流域、黄河流域、澜沧江流域水资源供给量分别可达到158.8×108、326.2×108、72.6×108 m3;考虑土地利用和植被变化对流域径流输出的影响作用,植被破坏可能导致长江流域、黄河流域和澜沧江流域地下径流量分别可能减少98.6×108、200.1×108和44.5×108 m3;在相同降水条件下,低植被覆盖会导致长江流域、黄河流域和澜沧江流域年最大流量的平均值、最大值、最小值分别增加了约80%、60%和30%.研究显示,三江源区在保障下游用水、提升径流调节能力和缓解防洪压力等方面具有突出的作用.      

甘肃白龙江流域水源涵养服务时空格局及其影响因素

白龙江流域是长江上游的主要生态屏障和水源涵养区,对维系流域生态和可持续发展至关重要。以甘肃白龙江流域为例,基于参数本地化的InVEST模型对1990—2016年水源涵养时空变化及其影响因素进行分析。结果表明:流域多年平均水源涵养深度为47.50 mm,呈现先减少后回升的趋势。空间上,其高值区主要集中于迭部、文县和舟曲的中高山阴陡坡林区(平均涵养深度在该三县2500～3500 m海拔段、阴坡和半阴坡、25°以上坡段和林地高于流域的平均涵养深度);低值区主要位于宕昌和武都的中低山阳缓坡农牧区(平均涵养深度在该两县2500 m以下海拔段、阳坡和半阳坡、25°以下坡段和耕、草地低于流域的平均涵养深度)。气候背景下,人类活动驱动的土地利用/覆被格局空间差异是影响水源涵养时空变化的重要因素,退耕还林对减缓气候变暖背景下水源涵养深度的下降具有重要意义。     

广西龙象谷景观格局分析及其对水源涵养的影响

景观格局分析是城市规划前期工作的重要内容,文章以广西龙象谷规划项目为例,对规划建设前后区域景观进行分类和制图,并进行规划建设前后景观指数计算,分析了规划建设前后景观格局的变化及其对区域水源涵养功能的影响。     

京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响

选择京津冀重要水源涵养区--滦河,潮河和白河流域,通过分析2010与2015年土地利用的变化及景观格局演变,研究该研究区的土地利用转移与景观格局特征的时空分布与变化特点;运用SWAT水文模型模拟分析该时段内研究区的水源涵养量分布与变化;并和降水分布特征进行对比分析.利用偏相关分析法,重点分析了景观格局的变化对水源涵养量的影响.结果表明水源涵养量与PLAND指数相关性为-0.846;与NP指数相关性为-0.635;与LPI指数相关性为0.468;与LSI指数相关性为0.523;与COHESION指数显著相关,相关性为0.918.景观格局和水源涵养量存在以下关系：①景观多样性越高,聚集程度越高,景观形状越复杂,越趋向不规则且优势度越高,越有利于水源涵养;②景观的破碎化程度越高,水源涵养量越低.     

格式栲天然林水源涵养功能的研究

本文通过对三明莘口格式栲天然林与人工林的林冠层,林木植被层和林褥层及林下土壤层的持水量,土壤渗透性能差异等的研究。结果表明:格式栲天然林林分持水总量比格式持和楠木人工林分别增加 225.131t/ha 和 296.558t/ha;土壤稳渗值高达 8.09 mm/min,分别是格式栲和楠木人工林的3.3倍和25.3倍。格式栲天然林具有良好的水源涵养功能。     

清河水源涵养生态功能保护区规划研究

对清河水源涵养生态功能保护区的自然环境、社会经济发展情况和环境质量进行了现状调查,分析了生态功能保护区建设的有利和不利因素,确定了保护区的发展目标,在此基础上开展了清河水源涵养生态功能保护区建设规划,确定生态功能分区和生态建设的主要任务及保障措施。     

基于全球陆地生态系统的水源涵养服务价值时空变化分析

开展全球尺度的水源涵养评估工作,可量化各国家和地区生态环境保护和高质量发展水平.以水量平衡法和替代成本法评估全球183个国家和地区的生态系统水源涵养服务的实物量和价值量,结果表明:①2015年全球陆地生态系统水源涵养服务价值接近25×1012美元,中国、澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯排名前5位,全球单位面积水源涵养服务价值为17.98×104美元/km2.②2000-2015年水源涵养实物量呈现先减后增的趋势,年均增长率为1.05%,喜马拉雅山脉附近增幅最大,水源涵养实物量的时空变化特征与生态系统类型转移趋势基本一致.③全球发达国家人均水源涵养服务价值为0.99×104美元,单位面积价值量为23.6×104美元/km2,具有良好的生态环境禀赋,而部分非洲国家或最不发达国家的生态产品价值转化能力不足,需实现生态产品价值转化.中国迫于人口基数巨大,需提升生态系统服务价值来进一步提升人均水平.④聚类分析结果显示,澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚具有"高"水平生态系统水源涵养服务价值,整体处于第一梯队.研究显示,全球陆地生态系统水源涵养服务价值时空异质性显著,分国家和地区、分生态系统类型评估水源涵养服务价值可为全球生态系统服务价值评估提供重要参考.      

生态补偿对象的空间选择研究——以甘南藏族自治州草地生态系统的水源涵养服务为例

生态补偿对象的空间选择研究是生态补偿机制的基础性和支撑性研究,对建立高效合理的生态补偿机制具有十分关键的作用。目前国内在生态补偿的理论和实践研究中很少专门研究补偿对象的选择问题,这种不考虑空间异质性对整个补偿区域实施统一的标准补偿势必会影响到补偿的效率。有鉴于此,基于补偿资金效率考虑,构建以土地所有者提供的生态系统服务、土地所有者的参与成本和生态系统服务受损风险为参数的空间选择模型,以甘南藏族自治州草地生态系统水源涵养服务为例,乡镇为基本研究单元,采用聚类分析法将全州划为五大等级补偿区:优先补偿区、次级优先补偿区、次级补偿区、临界补偿区和潜在补偿区或可能补偿区。对各级补偿区的特征分析结果表明:①草地生态系统的优先补偿主体主要分布在纯牧区,而非优先补偿区主要分布在半农半牧区、林业区和农业区;②基于补偿资金效率考虑的补偿优先度与草地生态系统退化风险呈现高度的吻合状态,草地生态系统的优先补偿区又是高退化风险区(生态脆弱区);③草地生态系统的补偿效率与生态重要性呈现出吻合的状态,即草地生态系统的优先补偿区又是重要生态功能区;④甘南州近17%的草地为低效率和无效率补偿区,也是非生态脆弱区和非重要生态功能区,基于生态脆弱性、生态重要性和补偿效率考虑,这部分草地可暂时给予较低标准的补偿。     

基于SOFM神经网络的京津冀地区水源涵养功能分区

为探讨水源涵养功能空间分异在水资源分区管理方面的应用,以京津冀地区为研究区,根据水源涵养功能的5个主要影响要素——海拔、降水量、蒸散量、土壤饱和含水率、森林覆盖度,构建SOFM(self-organizing feature map,自组织特征映射)神经网络,并对该区水源涵养功能进行区域划分. 结果表明:京津冀地区可划分为6个水源涵养功能区域,分别为冀西北高原-间山盆地草原水源涵养中能力区、坝上高原-冀北山地草原-森林水源涵养中低能力区、燕山-太行山中低山森林-草原水源涵养中高能力区、冀中南部平原农田水源涵养低能力区、燕山-太行山低山森林水源涵养中高能力区和冀东平原农田-草原水源涵养高能力区. 方差分析结果显示,各分区之间具有显著差异,表明用SOFM神经网络对水源涵养功能进行分区效果良好. 在水源涵养功能分区基础上,归纳和总结了各分区水源涵养功能影响要素的主要特征. 京津冀地区作为一个统一的水资源生态环境区,其内部的水源涵养功能存在明显的区域差异,建议依据各分区水源涵养功能的强弱及其主要控制因子特征,科学制订适应当地自然环境的水资源管理方案.      

不同密度杨树人工林的林地涵养水源功能研究

以承德市丰宁县小坝子乡5种密度(600,925,1 200,1 375,1 525株/hm~2)的杨树人工林为研究对象,对其林地的涵养水源功能进行研究。结果显示:(1)土壤容重随密度的变化大小排序为925株/hm~2600株/hm~21 200株/hm~21 525株/hm~21 375株/hm~2;同一密度,随着土层厚度的加深,土壤容重呈逐渐增加的趋势;不同密度杨树林的总孔隙度变化范围为34.51%~50.52%,排序为1 375株/hm~21 525株/hm~21 200株/hm~2600株/hm~2925株/hm~2;不同密度杨树林的最大持水量的范围在457.53~667.33 t/hm~2之间,排序为1 375株/hm~21 525株/hm~21 200株/hm~2600株/hm~2925株/hm~2。(2)枯落物的厚度、蓄积量、持水量、拦蓄量均随密度的增大呈增大的变化趋势,排序为1 525株/hm~21 375株/hm~21 200株/hm~2925株/hm~2600株/hm~2;但是最大持水率的排序为1 375株/hm~21 200株/hm~21 525株/hm~2925株/hm~2600株/hm~2。(3)综合土壤和枯落物来看,林地持水量的排序为1 375株/hm~21 525株/hm~21 200株/hm~2600株/hm~2925株/hm~2,即林分密度为1 375株/hm~2的杨树人工林的林地涵养水源效果好,可为今后在承德市丰宁县地区营建合理的杨树人工林造林密度提供可靠的数据支持。     

京津冀“生态系统服务转型”及其空间格局

以1980年、2000年、2015年土地利用类型、NPP和统计数据为基础,运用GIS和生态系统服务价值测算方法,分析京津冀食物生产与固碳释氧两种服务的变化及其空间格局,揭示“生态系统服务转型”的原因。结果表明:（1）35年来,京津冀土地利用变化以建设用地扩张和耕地减少为主。1980年和2000年,NPP的高值区主要位于山区,2015年NPP的高值区主要位于平原。（2）1980-2000年京津冀生态系统服务变化以食物生产服务增加与固碳释氧服务降低为主,2000-2015年京津冀以食物生产服务与固碳释氧服务同时增加为主。“生态系统服务转型”模式为“食物生产+固碳释氧–”→“食物生产+固碳释氧+”。（3）农业生产力提升、林地面积与质量和耕地质量、草地质量提升是“生态系统服务转型”的主要原因。     

长江经济带工业污染排放空间分布格局及其影响因素

长江经济带发展强调不搞大开发,共抓大保护战略,长江生态环境修复成为该地区发展的重要内容,因此探明长江经济带工业污染排放空间分布格局及其影响因素具有重要意义.选取2013 ～2017年长江经济带102个城市的工业SO2、工业废水以及工业烟粉尘排放量作为基础数据,运用空间自相关分析和冷热点分析方法(Getis-Ord ...     

甘肃省虚拟能行业分布及其省际贸易空间格局

基于投入-产出模型,研究了2007、2010、2012年甘肃省分行业能源的直接和完全能耗系数大小,以及省际贸易中虚拟能源的净输入和净输出特征.结果表明：2007~2012年,甘肃省人均虚拟能源消费量和能源生产总量均呈上升趋势,增幅分别为25.5%和28.2%,13.9%和13.6%,能源消费量增幅远高于能源生产总量.2007~2012年甘肃省虚拟能源在行业间的流动趋势变化明显,其中2007年虚拟能源主要流向工业和交通运输及仓储业,其值分别为2957.41和2336.35万t标准煤.2010年变化趋势与其一致,其值分别为2563.92和3094.53万t标准煤.2012年虚拟能源主要流向建筑业和批发零售及其他行业.其值分别为3690.54和3080.61万t标准煤.2007~2012年,甘肃省虚拟能源总量增加了28.9%,其中建筑业和批发零售及其他行业分别增加了94.7%和92.5%,农业,工业和交通运输及仓储业分别减小了24.4%,42.3%和91.6%.2007~2012年甘肃省虚拟能源呈净输入-净输出-净输入的贸易格局,主要输向河北、内蒙古、上海和陕西等能源总量较多且经济发达的地区,其中工业和交通运输及仓储业为主要输出行业,分别占总输出的36.6%和38.3%;输入主要来源于北京、辽宁、江苏、福建和宁夏等省区.因此,减少省内能源输出量,提高省外输入量对甘肃省经济和能源的可持续发展及利用至关重要.     

全国生态系统食物生产功能空间特征及其影响因素

随着我国人口的迅速增长以及工业化、城镇化进程的加快,生态环境遭到破坏,使得食物生产不稳定,食物安全问题日益突出,评价我国食物生产功能具有十分重要的意义。依据食物生产产量,根据营养成分转化率,将各类食物折算成热量来统一核算,研究评价了我国生态系统食物生产功能的空间分布特征,并利用ArcGIS、SPSS进行空间分析及影响因子分析,结果表明:① 2010 年,我国生态系统的食物生产总量为11 765.28×10¹² kJ,空间上呈现东南多西北少的分布格局;② 华东、华中、东北地理区,河南、山东、黑龙江三省具有较高的食物生产能力;③ 耕地质心的转移并没有引起食物生产质心的转移,技术要素的投入更能提高食物生产能力,研究发现粮食播种面积、有效灌溉面积、化肥使用量等与食物生产热量呈显著正相关(P<0.01)。因此,充分利用自然资源,合理增大技术要素投入的力度,是提高我国食物生产能力的重要途径。     

清河水源涵养生态功能保护区的功能分区及建设方案的研究

清河是辽河主要支流,清河水库上游山区森林植被也是保护辽河平原的绿色屏障。受自然条件和人为因素的影响,清河水库生态环境逐渐退化,因而清河水源涵养区生态功能保护势在必行。按照自然环境的现状特点、社会发展的需求及生态功能保护与恢复的基本要求,在生态功能分区的基础上,制定分区保护措施,并提出清河水源涵养区生态功能保护建设的具体方案。通过实施保护和修复,防止生态环境的破坏和生态功能的进一步退化,对地区可持续发展起到积极的推动作用。     

济南南部山区水源涵养生态功能保护区生态环境评价指标体系研究

根据国家相关的生态考核指标,结合南部山区生态功能保护区实际情况,建立了该区域的评价指标体系,选取多层次权重分析决策法(AHP法),对区域的生态环境质量现状及可持续发展情况做出了定量评价。     

昆明市松华坝水源区不同森林类型的水源涵养功能研究

以昆明市松华坝水源保护区四种典型的水源涵养林(针叶林、针阔混交林、阔叶林、灌木林地)为研究对象,分别对林冠截留能力、枯落物层持水和截留能力以及土壤水源涵养能力三个方面分析比较。结果表明:四种森林类型中,针阔混交林水源涵养效果最好,灌木林地水源涵养效果最差。     

世界石油资源空间分布格局演化分析

文章以石油探明储量为考量指标,以1980-2009年为研究时段,分析世界石油资源空间分布格局及其演化特征。根据1980-2009年间世界石油探明储量的阶段性上升走势,可将其大致划分为5个演化阶段,并选取相应的特征时点;针对各特征时点,依托ArcView GIS的空间分类与可视化功能,考察世界石油资源分布的等级体系、空间组合结构及其演化过程。结果表明:①世界石油资源的空间分布总体上呈多中心的圈层结构,其中波斯湾储油圈层和墨西哥湾-加勒比海储油圈层分别是东、西半球的油极,核心地位不断强化,其他七大区域性储油圈层则呈差别成长态势;②世界石油资源的空间分布总体上呈"东升西落"的演化态势,总体分布格局经历了多元化(1980-1985年)、极化(1986-1990年)、再多元化(1991-1997年)、再极化(1998-2001年)、复又多元化(2002-2009年)的演化过程,形成"北集中、南分散"的分布态势;③西半球石油储量空间逐渐分裂,而东半球中部的储油圈层则逐渐对接形成一个巨型弯月状储量带。     

中国红色旅游经典景点空间分布格局及其影响因素异质性

红色旅游是传承革命文化、推动爱国主义教育常态化和大众化、促进革命老区经济发展的重要方式。通过构建理论分析框架系统,综合运用多种空间分析方法与回归模型,对中国公布的300处红色旅游经典景区共763个景点的空间分布格局及影响因素异质性进行研究,并提出发展模式及对策。研究表明：（1）经典景点空间分布受资源、环境、社会和经济四大子系统综合影响;（2）核心区空间分布较其他旅游景区分散,形成7个一级核心区、7个及两大连片二级核心区、低密度与较低密度区等,空间关联性差异较大,关联效应伴随空间尺度缩小而减弱;（3）空间分布影响因素异质性明显,影响程度为红色旅游资源>海拔>政策力度>坡度>交通设施>市场需求>资源联动>消费水平;（4）提出采取网络、节点、廊道、共生—联动、跨区共促等发展模式及对策。研究可为红色旅游发展与管理、跨区联合等提供科学决策依据。