土地利用/覆被变化（LUCC）与土壤重金属积累的关系研究进展（Research Review of the Relationship between Land Use/Cover Change and Heavy Metal Accumulation in Soil）

土壤重金属污染是世界性环境问题之一.土地利用/覆被变化(LUCC)是最主要的环境演变驱动因子之一.为明晰LUCC对土壤重金属积累和污染的影响,根据前人研究,从场地、县域和流域/区域尺度总结了LUCC和土壤重金属污染的关系.研究发现,三个尺度上土地利用方式和覆被类型/格局是控制土壤重金属空间积累和分布的重要因子,土地利用/覆被可以直接吸纳或吸附重金属,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的移动性和活性,造成土壤中重金属的积累直至污染.此外,论文阐明了LUCC在土壤重金属污染风险预测、规避和污染土壤修复中的重要作用,最后提出了在实践中通过调整土地利用/覆被类型进行污染土壤修复的建议.寓景观生态学思想于土壤重金属污染防治过程是一种新的有效途径.     

淮河源12种园林地被植物竞争格局与过程

淮河源区处于北亚热带向暖温带过渡地带,地被植物种类繁多,选取该地区有代表性的12种典型地被植物,进行应用表现情况调查和竞争力量化评价,选用园林地被植物权重(以分布面积计)、园林地被植物养护的投入和园林地被抗杂草入侵能力三个量化指标,计算得出竞争力指数。研究表明淮河源区园林地被植物栽植后5—10年,其竞争力的强弱可充分表现出来,其中木本植物整体竞争力大于草本,而藤本植物竞争力最强。但也有少量草本如红花酢浆草,竞争力超过部分木本植物,值得大量推广运用。根据淮河源区园林地被植物群落竞争格局与过程,在进行园林工程实践中充分考虑园林地被上杂草和地被植物自身竞争力状况,降低园林工程中化学药品的使用和能源消耗,以保护生物多样性。     

Trees and rural households’ adaptation to local environmental change in the central highlands of Ethiopia

This study assesses the role of trees in adaptation strategies of rural households to local environmental change in the central highlands of Ethiopia. Change in tree cover was assessed by producing Land Use and Land Cover (LULC) maps using satellite remote sensing images, and household survey was conducted to generate socioeconomic data. The results show that tree cover has increased over the last 30 years, mostly in the form of eucalyptus woodlots around homesteads. Eucalyptus reportedly helps households pass through livelihood shocks and provide protection against negative effects of climate change and variability. Despite some concerns on the part of local agricultural experts that planting eucalyptus may affect future food production, farmers are converting their croplands into eucalyptus woodlots. We conclude that land use planning and proper allocation of land resource is important to improve local livelihoods while also supporting adaptation of communities to local environmental change in general and climate change in particular.     

Impacts of vineyard area dynamics on soil erosion in a Mediterranean catchment (1950-2011)

The Mediterranean basin has undergone widespread land cover change. Urbanization of coastal areas, land abandonment of steeper slopes, and agricultural intensification in alluvial plains are recurrent themes. The objective of this study was to examine how vineyard land cover changes have affected agricultural soil erosion in a 50 year period (1950–2011). The study area covers a 235 km² catchment located near the Gulf of St Tropez. Aerial photographs were used to map land cover in 1950, 1982, 2003 and 2011, and the RUSLE soil erosion model was run to estimate soil erosion.

Between 1950 and 2011, vineyard went from about 2,426 ha to 1,561 ha. Mean soil erosion increased as vineyard slopes became steeper (11.8 T ha^?1, 13.2 T ha^?1, 14.4 T ha^?1 and 13.5 T ha^?1 for 1950, 1982, 2003 and 2011). Total erosion decreased after 1982: 28,621 T y^?1 in 1950, 29,030 T y^?1 in 1982, 22,848 T y^?1 in 2003, and 21,074 T y^?1 in 2011. Total soil loss in 2011 is about 75% of values in 1950–1982, so impacts on water pollution and channel dredging have evolved positively over time.     

近20年来黑河干流中游地区土地利用/覆被变化及驱动力定量研究

黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后),流域干流中游地区用水量在时空上进一步受到限制。为此,研究黑河干流中游地区土地利用/覆被变化过程及其驱动力,尤其是黑河水量统一调度以来的生态环境问题,对研究区可持续发展具有重要意义。研究表明:①研究区土地利用发生了较大变化,1985-2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少,2000-2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少;②黑河流域干流水量统一调配以来,一方面研究区可用水量进一步减少,另一方面研究区耕地短时间增加较快,研究区生态环境有退化的迹象,草地、林地、水域面积呈现减少趋势,变化率分别为2.14%、7.36%和3.69%;③1985-2000年土地利用类型主要呈现耕地和城乡工矿居民用地、耕地和未利用土地之间的相互转换,草地转为耕地,2000-2005年,土地利用类型主要呈现未利用土地转为耕地,草地和耕地之间相互转换;④土地利用程度变化存在明显的区域差异,以甘州区变化最大;⑤研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为社会经济因子,包括人口增长、经济社会发展等,2000年黑河流域水量统一调配以后,中游可利用水量的约束直接影响着研究区的土地利用变化。     

退耕还林工程对四川盆周低山丘陵区生态系统服务价值的影响——以洪雅县为例

退耕还林工程是我国实施的重点林业生态工程。以四川盆周低山丘陵区退耕还林工程重点示范县洪雅县为研究对象,基于遥感和地理信息系统技术,参照中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量表,结合研究区粮食平均产量和收购价格,分析了退耕还林前(1994-1999年)、后(1999-2007年)的生态系统服务价值变化,探讨了退耕还林工程对生态系统服务价值的影响。结果表明:退耕还林工程在一定程度上使土地利用程度呈减弱趋势,土地利用处于衰退阶段;退耕前,生态系统服务价值变化不明显;退耕后,生态系统服务价值发生显著变化,总生态系统服务价值增加2.90×10⁸元,可能是由于退耕还林使耕地生态系统服务价值降低,林地生态系统服务价值增加;各项生态功能服务价值中,食物生产功能价值下降,其它各项功能价值上升,以水源涵养功能上升最大,水源涵养价值增加0.78×10⁸元;敏感性分析表明,研究区生态系统服务价值对生态系统服务价值系数变化缺乏弹性,研究结果具有稳定性。     

地面气象观测资料在空气法规模型的标准化研究

以云量、风速、风向、温度3类地面气象观测数据的获取方法为研究对象,探讨如何规范地面气象观测数据在模型中的标准化应用.结合我国2008年颁布的《环境影响评价技术导则 大气环境》推荐的模型AERMOD对所需要的地面气象数据需求,并以内蒙古自治区正蓝旗上都电厂SO2实测数据为验证数据,在模型其他输入参数不变的情况下,利用试验站10min和1h地面气象数据,并分别以低云量和总云量代替蔽光云量,设置4种情景.其中,情景一使用试验站10min地面气象数据,并用低云量代替蔽光云量.与情景一相比,情景二使用总云量代替蔽光云量,情景三使用1h地面气象数据,情景四使用试验站1h地面气象数据,并用总云量代替蔽光云量.4种情景除了上述不同点,其他地面气象参数均相同.结果表明,在4种情景中,情景二、三、四的FB值均小于情景一,更靠近0.关于RHCR值,情景三和四更靠近于1,分别为1.33和1.41,表明在预测高端值时,情景三和四的效果更好.情景二的RHCR值为1.51,大于情景三,说明风相较于云对模型模拟结果影响更大.由FB值、RHCR值以及Q—Q图的综合分析得出,情景四的模拟值更接近实际监测值,其采用的地面气象数据全面符合本研究所推荐的数据标准化应用方法, 规范了模型数据标准化应用,提升了大气环境影响评价预测精度.     

呼伦贝尔典型草原区植物生长旺季地上干物质量估算的地面光谱模型

为促进地面高光谱遥感在草地估产方面的应用,采用美国ASD公司生产的Fieldspec 3光谱仪,于2009年7月下旬在呼伦贝尔典型草原区进行了高光谱遥感地面观测试验. 运用单变量线性、非线性和逐步回归分析方法,建立植物生长旺季归一化植被指数(NDVI)与地上干物质量(ANPP)间的地面光谱模型. 结果表明,基于判定系数(R2)判断,线性函数和指数函数拟合较理想,R2分别达到0.729 5和0.720 3. 误差分析表明,标准误差(SE)最大的是对数函数,其SE为24.82 g/m2;最小的是幂函数,其SE为22.63 g/m2. 平均误差系数(MEC)最大的是对数函数,其MEC为0.249 7;指数函数最小,其MEC为0.193 2. 综合分析后,选用一元线性回归方程作为呼伦贝尔典型草原区的植物生长旺季最优地面光谱模型:ANPP406.08NDVI-101.64,其R2为0.729 5,SE为23.61 g/m2,MEC为0.220　9,P<0.001.      

Understanding the effects of rainfall on elephant-vegetation interactions around waterholes

The distribution of surface water affects herbivore-vegetation interactions in arid and semi-arid regions. Limited access to surface water typically results in the emergence of vegetation gradients around natural and artificial water sources. In particular, African elephants can create large-scale gradients of woody vegetation. Understanding the dynamics of these gradients is of particular importance for the conservation of other, less mobile herbivores that depend on woody vegetation in areas close to water. While rainfall is known to be a key determinant of herbivore-vegetation interactions in dry areas, we only have limited understanding on how it impacts woody vegetation gradients around waterholes. To address this problem, we developed a deterministic simulation model that describes the interplay of rainfall, elephants and woody vegetation in the vicinity of waterholes. The model is based on elephant telemetry data and the ecological conditions in Etosha National Park (ENP), Namibia. We found that decreasing amounts of rainfall led to an increased degradation of woody vegetation, which was particularly severe in areas close to water. Based on this result we conclude that low rainfall was an important driver of recently observed patterns of vegetation degradation in ENP. More generally, rainfall appears to be a key factor that determines elephant-vegetation interactions and thus dynamics of woody vegetation gradients around waterholes. Using long-term rainfall data from ENP, we also demonstrate that an increase in the number of water sources during periods of low rainfall can mitigate the destructive impact of elephants in areas close to water. However, more research is required to assess the sustainability and effectiveness of rainfall-adapted strategies of artificial water provisioning in more detail. In particular it is important to investigate potential effects on elephant population dynamics.     

1996—2006年武汉市土地利用/覆被变化研究

以武汉市为研究区,利用1996和2006年Landsat5的TM影像解译结果,基于GIS空间分析与数理统计方法定量研究了1996—2006年11年间的武汉市土地利用/覆被变化。研究结果表明：（1）1996—2006年期间,武汉市土地利用覆被总体特征表现出耕地、草地和未利用地减少,林地、水域和建设用地面积增加的态势;（2）这11年间耕地转化为林地、建设用地和水域这3种变化类型分布最为广泛,转换率最大;（3）11年来武汉市土地利用综合动态度变化幅度较大,并呈缓慢上升趋势。土地利用年变化速度达到1.25%;（4）1996—2006年武汉市土地利用程度逐年提高,土地利用程度变化量和变化率均大于0,说明武汉市处于土地利用发展时期,土地利用集约度会进一步提高。