基于GEE的1998～2018年京津冀土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在京津冀地区可持续发展评估研究中,对生态系统服务价值进行动态估算具有重要意义.本文以京津冀地区为研究区,基于谷歌地球引擎(GEE)云平台采用分类决策树(CART)分类算法对研究区内1998、2003、2008、2013及2018年的Landsat TM/OLI影像进行监督分类得到5个时期土地利用数据并定量分析1998～2018年京津冀地区土地利用动态变化规律,再利用生态服务价值(ESV)当量估算方法定量估算京津冀地区的ESV并结合15 km×15 km尺度格网探明其时空动态变化.结果表明:①1998～2018年间,京津冀地区6种土地利用类型中建设用地(增加16. 67%)及草地(减少13. 73%)面积占比变化幅度最大,水体(减少0. 2%)面积占比变化幅度最小.②京津冀地区ESV总价值在1998～2003年间出现短暂增长(增加91. 97亿元),2003～2018年间持续降低(减少239. 07亿元),主要与建设用地面积在除1998～2003年的其余3个时间段扩张较快有关,6种土地利用类型中林地提供的ESV最高,建设用地及未利用土地提供的ESV最低.③基于15 km×15 km尺度格网的ESV时空分析表明,1998～2018年间京津冀地区ESV中等区逐渐较少,ESV较低区及较高区逐渐增加,且ESV较低区增速高于较高区.④1998～2018年间,京津冀地区6种土地利用类型对价值系数的敏感性系数(SI)范围为0～0. 40,且均低于1,表明本文ESV对修订后的生态系统服务价值系数缺乏弹性,证明本文定量估算ESV的结果是可靠的.在未来经济发展中,京津冀地区应合理优化土地利用格局,加强对林地、草地、水体及耕地的保护.研究可为制定可持续发展战略,建设生态友好型社会提供参考.     

中国县域土地利用结构类型研究

论文简要阐述了土地利用结构和土地利用结构类型研究的意义,进而提出了土地利用结构类型划分的原则、依据。在此基础上,基于土地利用分县的详查数据,以全国2475个县域为基本单元,运用最小方差法对其进行了土地利用结构类型的划分。对初次分类结果进行分析,制定原则并对其进行处理,将定性分析与定量研究相结合,最终确立了一个由6个土地利用结构系列和44个土地利用结构类型构成的中国县域土地利用结构类型分类系统。最后,对中国县域土地利用主要结构类型的地域分异规律及开发利用方向进行了探讨。     

上海中心城区土地利用变化对区域降雨径流的影响研究

土地利用变化导致的城市下垫面改变对降雨径流关系有着重要影响。选择高度城市化的上海中心城区,利用初损和径流量修正方法并经实测数据验证后的SCS-CN修正模型,在城市集水区尺度上,初步探讨模拟了1947—2006年中心城区在0.5～10 a一遇设计暴雨重现期条件下持续1 h的降雨事件和丰、平、枯降雨年份下的径流系数,并分析了土地利用方式、前期土壤湿润程度(AMC)和降雨因素对中心城区60 a降雨径流关系的影响。结果表明:①60 a间,AMCⅠ和0.5～10 a一遇设计暴雨重现期条件下的径流系数相对增长17.21%～6.14%,枯、平和丰水年的年径流系数相对增长分别为20.49%、11.83%和10.02%;②土地利用类型、土壤入渗能力和AMC类型,与降雨强度共同构成影响降雨径流关系的两方面重要因素。随着降雨强度的增大,在AMCⅠ→Ⅲ过程中,土地利用改变对降雨径流关系的影响趋小,降雨类型起决定作用;而降雨强度越小,土壤AMC越干燥,土地利用改变对降雨径流关系影响越强;③不同降雨强度和降水年条件下的径流系数均随CN值的增大而增加,其径流系数与CN值之间分别可用线性(R20.999)和指数(R20.987)关系表示。     

土地利用及生态服务价值变化的图形信息特征分析——以松花江流域哈尔滨段为例

以遥感影像资料为依据,运用地学信息图谱方法和Costanza的生态服务价值计算方法,在RS和GIS的支持下分析1996~2005年松花江流域哈尔滨段土地利用及其生态服务价值的时空变化特征。结果表明:土地利用转化过程以耕地-林地、草地-林地和未利用地-林地为主,其中耕地-林地相互转换最为剧烈,林地、水域和建设用地具有较高的保留率,草地、未利用地和耕地具有较高的转换率;1996~2005年研究区的生态系统服务价值总量增加314.543×107元,大面积的耕地、草地转化为生态价值系数较高的林地和水域是其主要原因;生态环境增值区域,耕地转化为水域的贡献率最大,为27.61%,生态环境减值区域,林地转化为耕地的贡献率最大,为3.761%。     

土地利用规划环境影响评价指标体系实证研究

在前人研究的基础上,针对目前土地利用规划环评指标间存在的信息重叠问题,以安徽省当涂县为例,运用SPSS软件基于相关性分析探讨了土地利用规划环评指标体系的建立,并在此基础上运用综合指数对当涂县土地利用规划方案进行评价。结果表明:(1)基于常用的指标体系建立思路(环境影响识别-确定指标体系构建原则-建立指标),增加原始指标定量筛选环节,将能有效避免指标间信息重叠现象的产生,指标的独立性更高;(2)2005年当涂县土地利用规划环境影响评价综合指数为0.734 1,环境、资源、生态及社会经济分项指数分别为0.259 6、0.099 3、0.165 7、0.209 5。规划方案实施后,到2020年全县环境、资源、生态及社会经济分项指数分别为0.304 6、0.107 2、0.256 0、0.327 2,均有不同程度的提高,规划方案可行。     

土地利用变化驱动下的上海市区水灾灾情模拟

对上海市区近50年来的土地利用结构变化进行了重建，并计算了由土地利用变化引起的上海市区水位变化量。以特定的1962年水灾为参照，模拟在同等雨强情况下，由土地利用结构变化和地面沉降引起的淹没范围的变化以及由此带来的水灾损失的变化。结果表明，在49mm／d降水条件下，由于土地利用的变化，使2001年的径流系数比1950年增大了34．0％，2001年的水位比1950年增高了45．9％；2001年的水灾灾情为1950年的1．0629倍；即使在目前千年一遇的防洪标准下，亦可造成相当于2001年地均GDP值0．088％(约为4．5亿元人民币)的损失，这是1991年相应数值的220倍。     

"深圳-巴彦浩特"地理样带土地利用与水旱灾害研究

在建立1990-2000年“深圳-巴彦浩特“地理样带水旱灾害数据库的基础上,结合样带1995、2000年两期的土地利用数据,分析了样带水旱灾害的区域差异,及其与样带土地利用时空格局的关系.结果表明,样带水旱灾害呈现较强的南北差异,北方以旱灾为主,南方以水灾为主;土地利用结构对样带水旱灾害有较强的影响,土地利用类型复杂的县市有较高的水旱灾害发生率,而土地利用类型单一的县市则受水旱灾害影响较小.水灾主要出现在样带南部多种土地利用类型混杂的县市,特别是城镇建设用地比例较高的地区,水灾相对更为频繁;旱灾在缺乏灌溉水源且以耕地和草地为主要土地利用类型的区域发生频率较高.     

采煤塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响

煤炭开采导致大面积的土地塌陷,使大量耕地出现常年积水或季节性积水,对塌陷地土壤氮素矿化过程产生一定影响。采集了某矿采煤塌陷地土壤样品,进行好气和淹水培养条件下间歇淋洗培养实验,研究了塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响。经过62d的培养,40d左右氮素的矿化过程趋于稳定,淹水培养条件下土壤氮素最终累积矿化量为68.99mg/kg,约为好气培养条件的10倍,且淹水培养条件下土壤氮素矿化势可达69.472mg/kg,均矿化速率为5.210mg/(kg·d),说明淹水对土壤氮素矿化过程有显著的促进作用。将实验所得累积矿化量分别代入简单指数模型及双因子指数模型进行拟合,发现简单指数模型能有效模拟好气和淹水培养条件下土壤氮素矿化过程,并获得了2种培养条件下土壤氮素矿化过程的模型参数。     

Energy,food, and land — The ecological traps of humankind

Humans’ superiority over all other organisms on earth rests on five main foundations: command of fire requiring fuel; controlled production of food and other biotic substances; utilization of metals and other non-living materials for construction and appliances; technically determined, urban-oriented living standard; economically and culturally regulated societal organization. The young discipline of ecology has revealed that the progress of civilization and technology attained, and being further pursued by humankind, and generally taken for granted and permanent, is leading into ecological traps. This metaphor circumscribes ecological situations where finite resources are being exhausted or rendered non-utilizable without a realistic prospect of restitution. Energy, food and land are the principal, closely interrelated traps; but the absolutely decisive resource in question is land whose increasing scarcity is totally underrated. Land is needed for fulfilling growing food demands, for producing renewable energy in the post-fossil and post-nuclear era, for maintaining other ecosystem services, for urban-industrial uses, transport, material extraction, refuse deposition, but also for leisure, recreation, and nature conservation. All these needs compete for land, food and non-food biomass production moreover for good soils that are scarcer than ever. We are preoccupied with fighting climate change and loss of biodiversity; but these are minor problems we could adapt to, albeit painfully, and their solution will fail if we are caught in the interrelated traps of energy, food, and land scarcity. Land and soils, finite and irreproducible resources, are the key issues we have to devote our work to, based on careful ecological information, planning and design for proper uses and purposes. The article concludes with a short reflection on economy and competition as general driving forces, and on the role and reputation of today’s ecology. Updated version of the keynote lecture presented at the EcoSummit 2007 in Beijing, China, May 24. The article is gratefully dedicated to the memory of my late colleague and friend Frank B. Golley.     

污水快速渗滤土地处理研究进展

针对RI系统的污染物去除机制、运行方式、系统恢复以及实践应用等方面的研究进展作一综述。RI技术的应用有着广阔的前景 ,必将促进我国环境保护与生态建设的发展