三江源土地利用变化特征及因素分析

根据三江源地区1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年7期1∶10万土地利用数据集,运用Arcgis 10.0空间统计分析与数理统计方法定量研究了该区土地利用变化特征、规律及趋势,阐明了影响土地变化的主要因素,为三江源地区土地资源的可持续利用及土地管理决策提供科学依据。结果如下,(1)2015年三江源土地利用类型以草地、林地和水域为主,分别占总面积的71.20%、4.28%、5.47%。低覆盖草地主要分布在研究区西北部,中高覆盖度草地以及林地集中分布在东南部,水域在整个源区都有分布。(2)根据土地利用变化重要性指数(C_i),得知35年间三江源土地利用类型之间的转变主要以低中高覆盖度草地、未利用土地与水域之间的转化为主。1980—2015年,低、高覆盖度草地,水域,建设用地面积波动增加,未利用土地面积有明显的减少趋势,35年间减少了17.61%,中覆盖度草地和林地基本保持不变,草地面积总体增加了13.45%。(3)从土地利用变化来看,建设用地增加最快,1980—2015年,建设用地增加了89.54%,它的开发程度也最大,为2.63%;未利用土地的耗减程度最大,耗减率为0.66%。(4)人口、经济结构变化及政策的实施是土地利用变化的主要驱动机制。     

三江源国家公园不同草地土壤微生物功能基因的差异性分析

土壤微生物在陆地生物地球化学循环过程中起着非常重要的作用。为了探索青藏高原高寒草地类型地上植被特性和地下土壤环境与土壤微生物功能基因之间关系,以三江源国家公园高寒草原、高寒沼泽化草甸及高寒草甸3种典型草地类型为研究对象,利用基因芯片(GeoChip 5.0)技术测定其微生物功能基因丰度,并分析它们之间的差异及影响因素。结果表明:(1)3种草地类型地上群落结构和地下土壤环境存在差异性,其中高寒草原物种多样性指数、pH值较高,沼泽化草甸中土壤含水量、微生物量碳、地上生物量、土壤速效氮含量较高,高寒草甸中则是土壤微生物量氮含量较高;(2)3种高寒草地类型的碳循环、氮循环、磷循环、有机修复的土壤微生物功能基因丰度存在显著差异,其中这些功能基因的丰度在高寒沼泽化草甸最高,高寒草甸、高寒草原次之;(3)地上植物物种多样性虽对功能基因丰度变化的解释率(r2)在57.1%-61.2%之间,但统计学上不显著(P>0.05),而微生物基因丰度随地上生物量的增加而增加,且解释率(r2)为77.5%-80.0%(P<0.05)。在pH、土壤含水量、土壤微生物量等地下土壤环境因子中,pH对功能基因丰度存在显著影响(P<0.01)解释率在83.4%-87.5%间,且土壤微生物功能基因丰度随土壤pH的增加而降低;土壤含水量、土壤微生物量对土壤微生物功能基因丰度的解释率分别为81.9%-83.1%(P<0.05)和76.8%-86.2%(P<0.05),微生物功能基因丰度随这两者含量的增加呈上升趋势。进一步运用RDA分析发现,pH、土壤微生物量、地上生物量是影响微生物功能基因丰度的主要因子,其中土壤微生物量是土壤有机质的重要组成部分,土壤有机质又是通过地上植被凋落物沉积所得到的。因此,地上植被特性的自上而下控制因子影响了土壤环境中自下而上的控制因子,间接的影响了微生物功能基因丰度。由此得出,地上植被特性和地下土壤环境因子共同作用控制了微生物功能基因丰度使其出现差异性。     

三江源地区基于植被生长季的NDVI对气候因子响应的差异性研究

采用1999—2008年NDVI和三江源地区及周边31个气象站点的温度和降水旬数据,在确定每年5月中旬至9月底作为三江源地区植被生长季（14旬）的基础上,分析NDVI对气候因子变化响应的区域差异。结果显示：以巴颜喀拉山为界,三江源西部生长季内NDVI指数对温度、降水的线性相关性明显比中东部普遍,同时,不同海拔地段响应程度存在着明显的差异,且海拔5300m左右为线性响应的最高限,NDVI对气候因子的线性响应主要表现为对温度正相关和降水负相关。因此,对三江源生长季内植被生长而言,水条件明显好于温度条件,并且温度对植被覆盖的影响通过直接正相关和降水负相关表现出来,温度是三江源地区植被生长的主导因子。     

基于目标规划模型的大连市水资源承载力分析

结合“大大连”建设的规划和“十五”及2010年远景规划,选取了人口、国内生产总值、公共绿地面积三个决策变量建立目标规划模型,采取3种方案对大连市水资源承载力进行预测,通过对预测结果的分析并结合水资源承载力的特点提出增强水资源承载力的方案:以可持续发展的观点来设计城市发展规划;调整和改造产业结构;改变城市绿化结构;兴修水利,发展节水技术达到水资源可持续利用。     

三江源草地GNDVI年际波动及其沿海拔梯度敏感性分析

掌握三江源草地植被变化对草地恢复和生态建设工程具有重要的指导意义。以三江源草地生长季平均NDVI(GNDVI)为研究对象,基于趋势分析和偏相关分析方法,分析了三江源区2000—2015年高寒草地生长季GNDVI年际波动及其对海拔变化的敏感性,旨在阐明三江源高寒草地年际波动及其在不同水热组合环境下的响应规律。研究结果表明:自2000年以来,三江源地区暖湿化和各类生态工程的实施使得三江源区高寒草地GNDVI表现出上升的趋势,由于气候、植被生理生态过程等因素的影响,三江源区高寒草地GNDVI存在较大的年际波动,其中草甸区的年际波动对三江源全区草地GNDVI年际波动贡献度达75.4%,草原区仅有24.6%;三江源草地GNDVI多年均值随海拔的升高而降低,而GNDVI的变化趋势随海拔的升高而升高。低海拔地区的草地占比虽小,但其GNDVI的年际波动对三江源全区高寒草地年际波动的贡献度远大于高海拔地区;无论三江源全区、草甸区还是草原区,低海拔地区GNDVI的年际波动受降雨主导,而温度的变化是高海拔地区GNDVI年际波动的主导因子。     

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961—2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。     

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961-2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。     

基于净初级生产力的能源足迹模型及其与传统模型的比较分析

将净初级生产力和土地利用变化2个新指标纳入传统能源足迹模型,构建了基于净初级生产力的能源足迹模型。应用传统模型和改进后的模型分别计算了1999—2008年的吉林省能源足迹,并对2组结果进行了比较分析。研究结果表明：10年间,采用传统模型计算的吉林省人均能源足迹由0.7908hm2增至1.6770hm2,采用净初级生产力模型计算的人均能源足迹由0.2490hm2增至0.5237hm2。2种模型的计算结果在整体变化趋势和构成顺序上较为一致,但在历年变化速率和具体构成份额上存在一定差别。净初级生产力模型扩展了传统模型的研究范围,并在碳吸收参数选取等方面进行了较大改进,所得结果反映了区域综合碳吸收能力下的能源消费生态环境影响,更符合区域自然和社会实际状况,一定程度上是对传统模型的完善。     

基于ARIMA模型的区域水生态足迹时间序列分析

20世纪末以来,生态足迹理论应用研究成为生态经济学的一个热点,而生态足迹指标的可预测性一直是研究中争论的一个焦点。通过分析1949—1998年广州市的水生态足迹变化,并对计算结果进行ARIMA模型时间序列预测分析,以揭示广州水资源利用和水产品消耗的发展变化规律,并根据其发展变化规律预测广州市未来水生态足迹的变动。结果表明,ARIMA(2,2,2)模型能较好的拟合广州市1949—1993年期间水生态足迹变化,经1994—1998年实际计算结果验证所建模型,误差在5%左右;应用ARIMA(2,2,2)预测广州市1999—2008年的人均水生态足迹,结果分别为:0.5935,0.656 2,0.714 7,0.779 0,0.840 2,0.901 55,0.964 11,1.025 57,1.087 44,1.149 43 hm2,预测结果表明广州市1999—2008年期间的人均水生态足迹仍呈较快上升趋势,居民对于水产品的需求提高以及城市发展、人口增加等社会经济因素是导致这种趋势产生的主要原因。     

基于LEAP模型和KAYA模型的主城区碳达峰预测及不确定性分析

CO₂排放是城市碳达峰预测研究的重要内容,准确核算碳排放对实现城市产业绿色转型发展与碳中和具有重要意义。主城区产业以生活功能、生产研发和服务业为主,缺乏独立的主城区能源消费统计,导致碳排放核查存在空白。为此,以南京某市辖区为研究对象,结合2011—2020年南京市能源统计数据,从碳排放影响因素和终端能源消费计算2个方面分析市辖区碳排放特征,并采用Kaya碳排放恒等式和LEAP模型,设置不同的情景,预测未来碳排放趋势和达峰时间。结果表明：2011—2020年研究区能源消费从108.99万增长至222.02万t(以标准煤计),CO₂排放量仍处于快速增长期,2020年碳排放量相比2011年增长82.27%,但能耗强度由0.324下降到0.200 t·万元^-1,化石燃料使用占比逐渐减少,用电量增加。2020年研究区碳排放强度为0.337 t·万元^-1,低于南京市平均水平(0.75 t·万元^-1)。积极推动低碳转型发展,研究区可实现2030年前碳达峰的目标。人均生产总值和能源强度是影响主...     

气候变化背景下羌活在三江源的适宜分布

羌活(Notopterygium incisum)是重要的药用资源和濒危物种,明确其适宜分布情况对其可持续利用至关重要。基于三江源18个羌活分布点数据,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)技术预测了气候变化背景下羌活在三江源的适宜分布情况,并筛选出影响其分布的主要环境因子。结果表明:当前羌活适宜分布面积为146.43×10~3 km~2,占三江源区域的26.67%,且主要集中在三江源区的东部和南部;影响羌活分布主要的环境因子有6个,按贡献率由大到小分别是:海拔(37.1%)、年平均气温(15.9%)、坡向(12.2%)、最湿季降水量(11.4%)、最冷季平均气温(9.6%)、气温季节性变动系数(5.4%);未来羌活在不同CO_2浓度情景下的适宜分布面积由大到小为:RCP2.6(126.92×10~3 km~2)、RCP4.5(95.32×10~3 km~2)、RCP6.0(25.53×10~3 km~2)、RCP8.0(22.13×10~3 km~2),未来不同CO_2浓度情景下羌活的适宜分布面积均小于当前羌活适宜分布,且未来高CO2浓度情景下的羌活适宜分布面积小于低CO2浓度情景。当前及未来不同CO2浓度情景下三江源国家公园中羌活的适宜分布面积分别为:当前(22.60×10~3 km~2)、RCP2.6(16.64×10~3 km~2)、RCP4.5(4.79×10~3km~2)、RCP6.0(0.43×10~3 km~2)、RCP8.0(0.27×10~3 km~2),羌活在三江源国家公园的适宜分布面积相对较小。该研究对于理解三江源区羌活野生资源生长环境具有重要意义,并有利于实现这一野生药用植物资源的科学保护与合理利用。     

基于时空理念的区域协调度模型及实证分析

以区域关系的实质为着眼点,将协调度的内涵界定为度量系统之间或系统内部之间协调状况好坏的定量指标,以此为基础,从社会经济和资源环境2个子系统之间的协调性入手,选择指标构建评价模型,对1990-2003年新疆区域发展的协调性进行了阶段性分析,结果表明社会经济子系统及资源环境子系统发展水平在波动中提升,2个子系统之间的协调性整体上在逐步改善;从空间上对新疆87个县市协调性进行了对比分析,结果表明空间差异性较大.     

基于技术方案设计和运行管理分析的绿色建筑评价模型

建立了基于技术方案设计和运行管理状况综合分析的绿色建筑评价体系,并对其评价指标、评价方法、评分方式等内容进行了详细地论述。评价体系分为4层,包括1个目标、2个1级指标、9个2级指标和45个3级指标。与现有评价体系相比,在下述两方面有所创新：综合考虑了技术方案设计和运行管理状况两方面对建筑物绿色性能的体现;采用层次分析法和人工神经网络相结合的评价方法完成指标评分的合成,提高了评价结果的客观性。     

基于LMDI模型的陕西省能源消费碳排放压力解耦分析

依据2001—2011年陕西省能源消费数据,测算并分析了陕西省碳排放量及碳排放压力。采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI)建立陕西省碳压力解耦分解模型,并运用扩展Kaya恒等式分析能源排放强度、能源结构、能源效率、经济效应和环境效应5种因素对陕西省碳排放造成的环境压力的影响。结果表明,2011年陕西省能源消费碳排放总量比2001年上升248%,碳排放所造成的环境压力增长141.76%。经济效应对碳排放压力增长有推动作用。对碳排放压力有抑制作用的2个因素为能源效率和环境效应。提高能源利用效率和增加森林覆盖率是降低陕西省碳排放压力的主要手段。     

北京市房山区农田表观磷平衡分析

农田土壤养分的积累使潜在农业非点源污染负荷增加,为对农田磷素优化管理、水环境质量改善及环境政策制定提供科学依据,通过OECD土壤表观磷素平衡模型,以2001、2003、2005和2007年北京市房山区农田的磷素平衡核算框架和数据库为基础,结合GIS技术对该区域磷素平衡强度进行了分析.结果表明,化肥是房山区农田养分中磷素投入最重要的来源,化肥平均磷投入量随着时间的增加而增大,从2001年的111.34 kg·hm~(-2)增加到2007年的407.42 kg·hm~(-2),局部地区已远超过华北地区和全国平均水平.房山地区农田磷素输入总量和土壤表观磷平衡总量在2001-2007年表现为先降低后增加,而磷的输出量一直呈下降趋势;平均磷素投入量和平衡强度以较大速率逐年递增.区域表观磷素平衡量具有明显的空间变异特征,2001-2007年房山地区农田磷素盈余趋势表现为南高北低,中部和南部的磷素平衡强度一直在持续增加,特别是东南部和西南部地区增加速度较快.磷素平衡的驱动力的变化是造成磷素平衡空间差异得直接原因,总体表现为种植业驱动型盈余>双驱动型盈余>养殖业驱动型盈余.     

基于能值改进的生态足迹模型在济南市的应用分析

运用传统生态足迹模型及基于能值改进的生态足迹模型分别计算了2007年济南市生态足迹与生态承载力,得出的人均生态赤字分别为2.4974hm2、5.2769hm2.两者的计算结果都得出2007年济南市的生态足迹超过其生态承载力,表明济南市的人类活动对该区域的生态系1统的影响远超过了该区域的生态承载力范围,将对生态系统造成较大的压力,生态环境处于不安全状态,研究区属于不可持续的地区.基于能值分析理论改进的生态足迹模型所采用的能值转换率、能值密度等参数更加稳定,克服了传统模型的不稳定、精确度不高的缺点,使计算结果更具有可信度,更准确地反映研究区域生态经济系统的环境状况.     

三江源区高寒退化草甸土壤细菌多样性的对比研究

为探究三江源区未退化高寒草甸与退化高寒草甸土壤细菌群落结构及多样性,采用巢氏取样方法和高通量测序技术,系统地对土壤细菌群落多样性、群落组成和结构及其与环境因子间的关系进行研究分析。结果表明,草地退化对植被和土壤都产生影响,草地退化降低了植被盖度和丰富度,使得土壤pH值增加,土壤向碱性化过渡,而土壤全氮、有机质和电导率的含量显著降低（P<0.05）。高通量测序得到优质有效细菌序列2 168 457条和71 798个OTUs。草地退化对土壤细菌群落α多样性和物种组成都有显著影响（P<0.05）。其中,草甸退化导致土壤细菌物种指数（Observed Richness）、多样性指数（Shannon Index）和chao1指数上升;变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、奇古菌门（Thaumarchaeota）为主要优势菌门;草甸退化提高了放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes...     

基于PLUS模型和InVEST模型的昆明市生境质量研究

城镇化发展导致的土地利用变化是影响生境质量的首要因素,而生境质量对生物多样性保护和生态环境修复具有重要意义。以昆明市为研究区,通过获取2000—2020年土地利用数据,利用PLUS模型模拟2030年土地利用变化情况,再结合InVEST模型对昆明市生境质量进行研究。结果如下：(1)昆明市主要地类为耕地、林地和草地。2000—2020年耕地、林地、水体面积分别减少926.18 km²、28.03 km²、30.05 km²,建设用地和草地分别增加了925.36 km²和95.24 km²。(2) 2000—2020年昆明市生境质量持续降低,处于中上水平且呈现两极化趋势。低生境分布在昆明市南部城市群;较低生境聚集在昆明市东部,与较高生境相互交错分布在整个研究区;高生境主要分布在西面的山区。同时,低生境面积不断增加,高生境面积逐渐减少。(3) PLUS模型模拟出来的2030年昆明市土地变化中,建设用地进一步扩张,耕地、林地、草地面积持续减少;模拟得到的平均生境质量相较于2020年整体下...