基于InVEST模型的岷江上游生态系统水源涵养量与价值评估

岷江上游是中国长江上游生态屏障的重要组成部分,更是成都平原的重要水源生命线,该文使用InVEST模型与影子工程法,对其生态系统水源涵养量与价值进行量化评估与空间制图,可为当地水源地保护与生态补偿机制的建立提供依据。结果表明:岷江上游小流域水源涵养量多年平均值为219.36 mm,总量为49.19亿m~3,价值为40.83亿元,并且存在明显的空间差异,高值区主要分布在汶川中南部,低值区多集中在松潘县与茂县境内。受评估方法的限制,不同学者对该流域的相关研究结果差异较大,可比性较差,但是岷江上游生态系统具有巨大的水源涵养价值。空间化评估结果可直观的反映水源涵养量与价值的空间差异,在流域生态补偿机制构建、补偿效益分析等方面具有重要应用价值。     

湖北大别山区生态系统水源涵养功能遥感评估

湖北大别山区是长江中游和淮河中下游重要的水源补给区,也是我国中部地区重要的生态屏障,开展其水源涵养功能评估可以为区域生态保护和生态规划提供重要基础数据。以湖北大别山区为研究区,在获取高精度精细生态系统类型数据基础上,基于水量平衡模型评估水源涵养量,分析其空间分布特征及生态系统类型、海拔和坡度等因子对水源涵养功能的影响。结果表明：(1)研究区2020年水源涵养深度均值为292 mm,水源涵养总量为43.57×10⁸m³,空间上呈现东强西弱的特征;(2)水源涵养总量贡献较大的是森林和灌丛,贡献率占比超过70%。单位面积水源涵养能力较强的为常绿阔叶林和常绿阔叶灌丛,分别为620.63和539.51 mm;(3)中低海拔(100～300 m)区域水源涵养总量占比最大,为42.86%,高海拔(1 000～1 700 m)区域单位面积水源涵养量较高,为711.79 mm,缓坡(5°～15°)地区对水源涵养总量贡献最大,为47.80%;(4)水源涵养极重要区域占研究区总面积的6.56%,主要集中在东部的九资河镇、温泉镇、青石镇等;重要区域占12.08%,主...     

基于GWR模型的江苏省耕地集约利用水平时空变化特征及影响因素

全面考虑耕地集约利用的综合效益,从投入强度、利用程度、产出效益和持续状况4个方面选取了15个指标,采用均方差决策法确定指标权重,构建了耕地集约利用水平评价指标体系,对江苏省2000～2015年的耕地集约利用水平进行了时空变化规律的探索分析,并运用GWR模型进行了影响因素分析。探究江苏省的耕地集约利用水平及其变化趋势,寻求耕地节约集约利用模式,为缓解我国人地矛盾,保证国家粮食安全提供借鉴。研究表明:(1) 2000～2015年江苏省的耕地集约利用整体水平呈现出先上升后平稳发展的变化趋势,其时序变化可分为两个不同阶段。(2)苏北地区的县(市)多处于中高度集约利用水平且多为高度水平,苏中地区的状况有所好转,但苏南地区的大部分县(市)整体保持低度集约利用水平甚至不集约水平稳定不变。整体来看,江苏省的耕地集约利用水平呈现出北高南低的空间分布特征。(3) GWR模型能够科学准确地进行耕地集约利用影响因素的分析,投入强度是影响江苏省耕地集约利用水平极为重要的因素,其次是持续状况,而利用程度的影响程度存在明显的时空差异,产出效益的影响程度在逐渐增强。     

太湖典型丘陵水源地水质时空变化及影响因素分析——以平桥河流域为例

基于太湖流域典型丘陵水源地平桥河流域12个采样点的水质监测数据,综合运用聚类分析和主成分分析法对平桥河流域水质时空变化及影响因素进行分析。聚类分析显示,按照水质相似性将平桥河流域水质分为枯水期、平水期、丰水期3个季节时段和中上游丘陵河谷区、下游紧邻平桥镇的平原区、下游暗沟出口区3个典型空间区域。主成分分析显示:(1)枯水期水质以氮污染为主导因素,磷和有机污染次之,受流量减小、流速缓慢导致的营养盐富集的影响加大;平水期水质以氮污染为主导因素,磷污染次之,受茶园等大量施肥导致的农业面源污染的影响;丰水期水质以氮和磷污染为主导因素,受到水稻种植等农业活动和大量降雨径流的影响。(2)中上游丘陵河谷区水质以氮和磷污染为主导因素,有机污染次之,受到茶园种植等农业活动导致的面源污染的影响;下游紧邻平桥镇的平原区水质以氮和磷的污染为主导因素,有机污染次之,受到居民生活污水和农业生产的影响;下游暗沟出口区水质以氮污染为主导因素,有机污染和磷污染次之,受到生活污水、农业生产和畜禽养殖的影响。研究结果可为太湖流域丘陵区水源地保护和管理提供参考。     

安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素

利用安徽省78个气象台站1961～2009年逐日雷暴资料,统计出历年各站雷暴日数并建立时间序列,通过趋势分析、EOF分析、小波分析、MK突变检验等方法对安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：安徽省雷暴日数存在显著的减少趋势;空间分布为南部多于北部,山区多于平原;季节分布为夏季最多,春季次之,秋季相对较少,冬季很少出现雷暴;初雷日期推迟而终雷日期提早,雷暴期有缩短趋势;安徽省所有台站的雷暴日数均在减少,其中江淮之间西南部及皖南南部减少的幅度最大;雷暴日数EOF展开前3个模态累积方差贡献达987%,第一模态为全省一致型,第二模态为南北相反型;雷暴日数存在10~12年和2~3年左右的周期,在1976年存在一次显著突变;雷暴的时空变化与大气环流、纬度、地形、季节等因素有关     

汉江流域产水量时空格局及影响因素研究

汉江流域是南水北调中线工程重要的水源涵养区和生态屏障区,研究其生态系统产水服务功能的时空变化及影响因素对实现汉江流域高质量持续调水和生态环境保护具有重要意义。基于Google Earth Engine云平台多源异构数据以及气象、土壤等资料作为输入,采用InVEST模型产水模块和情景分析法估算和阐明了2001～2019年汉江流域产水量及其时空变化特征,并探讨了降水和土地利用变化对汉江流域产水量的影响。结果表明:(1)2001～2019年,汉江流域产水量先增加后减少,不同时期流域产水深度空间格局基本一致,呈中北部低、西南部及东南部高的空间分异特征;全流域产水深度以增加为主,增加区域集中于丹江口以上流域,减少区域主要在唐白河流域。(2)子流域尺度上,丹江口以上流域对全流域产水量的贡献最高,是汉江流域主要产水区,唐白河流域的贡献最低。(3)城镇与建成区、裸地和草地平均产水深度最大;稀疏森林、农田和郁闭森林是流域产水的主要贡献地类,三者提供了汉江流域产水总量的90%;平原区产水深度最高,较低中山区产水深度最低。(4)2001～2019年,降水变化和土地利用变化对产水量变化的贡献率分别为94%和6...     

耦合PLUS-InVEST-Geodector模型的三峡库区碳储量时空变化及其定量归因

探明区域长时期陆地生态系统碳储量时空变化及其影响因素对于碳中和目标实现具有重要的理论与现实意义。研究耦合PLUS-InVEST-Geodector模型,探究三峡库区1990～2035年不同情景下碳储量时空变化规律,并从土地利用变化以及自然-社会经济复合关系角度定量揭示其影响碳储量变化归因。结果表明：(1)1990～2020年三峡库区碳储量表现为“减少-增加-减少”的波动性,整体减少6.66 Tg,减幅为1.25%,其中耕地大面积转移至建设用地是导致碳储量减少的主要原因;(2)1990～2035年三峡库区碳储量空间分布与土地利用变化具有高度一致性,其空间异质性较为显著,总体呈现出“东高西低,南低北高且库首>库腹>库尾”的分布特征;(3)2035年自然发展情景和生态保护情景碳储量较2020年分别减少7.53和0.37 Tg,生态保护情景较自然发展情景能显著降低库区碳储量损失;(4)影响碳储量时空变化因素较为显著,其中土地利用变化是其主导因子,其次则为温度、人口密度、高程和土壤类型,且各因子交互作用均对碳储量变化解释力增强。研究可为库区碳库管理以及碳储功能的可持续发展提供科学参考...     

基于变权灰色云模型的江苏省水环境系统脆弱性评价

水环境系统脆弱性是水资源利用与生态环境研究的热点问题,通过研究水环境系统的内在机理,综合考虑影响水环境系统脆弱性的资源、环境、经济、社会等因素,借助驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（DPSIRM）框架构建水环境系统脆弱性评价指标体系。在此基础上,构建基于变权灰色云模型的评价方法,对2004~2014年江苏省水环境系统脆弱性进行评价。结果表明：2004~2014年水环境系统脆弱性指数由47.056提高到63.210,脆弱性等级由“重度脆弱”演化为“中度脆弱”,并长期维持在“中度脆弱的”等级,2014年出现了向“轻度脆弱”状态转变的趋势。分析各个子系统对水环境系统脆弱性影响程度可知,影响子系统和响应子系统对江苏省水环境脆弱性系统的影响程度逐年增加;而压力子系统和管理子系统对水环境系统脆弱性的影响程度逐年下降;其它子系统对水环境系统脆弱性的影响维持在一定水平小幅度波动。     

基于集对分析的江苏省土地利用协调性研究

从协调性的研究现状来看,现有研究的基础性工作缺失,且受到“均衡发展”思想束缚、不能很好地描述不确定性问题,而基于集对分析方法的协调性研究可以很好地解决以上问题.以江苏省土地利用系统为研究对象,首先运用典型相关分析对子系统之间的相关性进行验证;其次,引入集对分析思想,对土地利用的效益协调性和消耗协调性进行了评价.结果显示:土地利用变化子系统同土地利用各效益子系统之间表现出较为显著的相关性;土地利用的效益协调度大多处于较为协调状态.其内部结构表明,虽然当前政府在促进经济社会发展的同时更加注重对生态环境的保护,但并没有从根本上解决经济发展和生态环境恶化之间的矛盾;消耗协调度变动幅度相对较小,土地利用变化同土地利用效益之间基本呈现“均衡”发展态势.政府逐渐认识到用地规模的过度扩张所带来的各种负面影响,追逐用地效益的提升成为发展的主线.与以往研究结论不同的是,效益协调度和消耗协调度均没有表现出显著的持续增长态势.     

基于IPAT等式的甘肃省用水影响因素分析

将经典的IPAT等式扩展为包含人口、富裕程度、用水强度和产业结构4种影响因素的用水分析等式;并利用结构分解模型,将4种影响因素对总用水量变化的贡献分解开,得到不同因素对用水变化的影响.利用模型对1999-2008年甘肃省用水状况进行了实证分析,结果表明:富裕程度对用水量的增加效应最大,最高为2003-2004年(21.07×108m3);而人口变化对用水量的增加效应相对较小,均小于1×108m3;尽管用水效率的提高和产业结构的变化都减少用水量,但产业结构变化对用水量变化的贡献比用水效率的贡献小;此外,单纯地提高用水效率或调整产业结构,并不能保证在环境约束下实现社会经济的发展.因此,随着人口和经济规模的不断扩大,为了满足人民群众不断增长的需求,不仅要从提高用水效率、调整产业结构出发,实现水资源的高效优化配置;更重要的是调整发展思路,摆正人和自然的位置,才能真正实现人和自然的和谐发展.     

贵州省农村贫困化的时空分异与影响因素分析:2003～2015

研究农村贫困化的时空分异与影响因素对因地制宜制定脱贫战略具有重要意义。以贵州省县域为研究单元,选取贫困发生率为研究指标,采用变异系数、空间统计模型、空间变差函数、双变量LISA模型等定量方法对2003～2015农村贫困化的时空分异格局演变及影响因素进行了探讨,得出以下结论:(1)贵州省农村贫困程度整体在加深,区域差异日益加剧,在空间上呈东部、南部、西部高,而中部和北部低的"U"形空间分布格局。(2)县域贫困化重心在107.047 2°E～107.174 4°E,26.668 5°N～26.713 2°N之间变动,总体上向东南方向移动,贫困化大体呈现"东北-西南"的空间分布格局。(3)农村贫困化空间格局演变同时受到随机性和结构性因素影响,其空间分异主要体现为南—北向,而西北—东南方向则较为均衡。(4)农村贫困化与影响因素的相关性存在较大差异,农民人均可支配收入、人均粮食产量与农村贫困化的负相关关系最为明显,各因素与农村贫困化的双变量LISA聚类图的空间差异明显。最后,从统筹区域协调发展、制定差异化扶贫措施和走产业扶贫的道路等方面提出了破解贵州省农村贫困的对策建议。     

江苏省城市化与生态环境的耦合规律分析

对江苏省城市化与生态环境耦合规律的研究显示：①江苏省各个环境压力要素和城市化耦合的规律与特征相差很大．其影响的主要原因也不完全相同。不仅量现出“U”型、倒“U”或“N”型靓律。还表现出阶段性特征,所以实际中的耦合规律曲线就更为复杂。不再是简单“U”或饲“U”型。而是它们的复合;②只有广义技术进步的速度达到或超过经济总量增长速度时。城市化与环境压力要素耦合的倒“U”型曲线才可能形成。所以工业技术进步、产业结构转换和不同环境政策以及经济增长的压力等可以解释这些规律形成的内在机制。     

贵州喀斯特土石山区水土保持生态经济型植被恢复模式

以贵州省喀斯特土石山区为例,通过总结前人的研究成果和中国科学院亚热带农业生态研究所喀斯特生态实验站的部分试验数据,从全局性、紧迫性、高效性、层次性、可持续性、创新性与多样性的角度提出了在贵州喀斯特土石山区的急坡地、陡坡地、缓陡坡地其水土保持生态经济型植被恢复模式分别采用3种典型模式,即:灌草模式,乔灌草模式与林果模式,以期促进该区域的生态、经济与社会的全面协调与可持续发展。     

发达地区人口、土地与经济城镇化协调发展度研究

江苏省作为中国东部沿海经济发达地区省份的典型代表,正处于城镇化加速发展的关键时期。新时期的城镇化是一个融合人口、土地与经济的复杂系统,不能从单方面衡量城镇化发展水平。在归纳总结城镇化内涵的基础上,选择人口城镇化、土地城镇化和经济城镇化为切入点,从三个方面衡量江苏省的城镇化水平的变化过程,研究不同时空城市在人口、土地和产业三方面协调发展的状态。结果显示,1998-2009年12年间江苏省人口城镇化、土地城镇化和经济城镇化的发展都呈现上升趋势,但在不同阶段处于主导地位的城镇化驱动力量不同,协调发展度也处于上升状态,从衰退发展阶段(1998-2003)逐渐发展到过渡阶段(2004-2005),最后到达协调发展阶段(2006-2009);在空间分布上,以2009年为例,综合评价结果显示,江苏省的城镇化水平和协调发展度总体水平较高,但是也存在区域分异明显的特点。     

2000～2015年江汉平原区域植被NPP时空特征及其对气候变化的响应

植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000~2015年江汉平原植被NPP,并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明：（1）16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43~29.76 TgC之间,呈波动增加趋势;（2）江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征,形成一系列的高值中心和低值中心,符合“丘陵-平原-河流-城市”的衰减趋势;（3）江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5;经显著性检验可知,江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱,而与年均温则呈较强的正相关关系;（4）植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%,主要分布在江汉平原腹部的农耕区域,说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。     

海南省环境经济系统的物质流特征与演变

本文运用物质流分析( MFA)和IPAT分析方法,对海南省环境经济系统1990 -2008年间的物质输入与输出进行研究,并与同期广东省数据进行对比分析.结果表明:1990 - 2008年间,海南省环境经济系统直接物质输入呈上升趋势,1990 - 2007年间增长速度平缓,年均增长6.88％,而区域过程排放呈下降趋势,年均降低0.95％;19年间,除个别年份外,海南省物质输入强度、输出强度及物质输入效率均低于同期广东省水平,1994年以前,海南省物质输出效率明显低于同期广东省水平,1995年开始逐渐接近同期广东省水平.对以上结果进行分析,可揭示我国唯一的热带岛屿省份——海南省的物质流特征与演变规律,能够为区域循环经济与可持续发展提供科学决策,促进海南生态省、新型工业省和国际旅游岛的建设.