地球系统科学是以地球系统为研究对象, 重点研究各圈层、各要素以及自然和人为现象 之间相互作用关系的科学, 是在科学技术自身发展和社会需求共同推动下发展起来的新兴学科。 地球系统科学概念的提出是为了解决全球性的资源和环境问题的需要, 是地球科学向综合集成 方向转变的重要阶段。目前在地球系统科学思想的指导下, 在全球规模上已经组织了一系列重要 国际联合研究计划, 企图组织全球的科学家协作推动地球科学的发展。地球系统科学发展离不开 对地球系统要素和圈层的物理、化学和生物过程的综合观测工作的支持。自20 世纪80 年代以 来, 一些国家、国际组织和国际合作项目都纷纷建立了国家、区域甚至全球尺度的观测、监测和信 息共享网络。国际长期生态研究网络(ILTER) 自20 世纪80 年代开始建设, 其目的是对生态过程 进行长期的监测, 研究各种生态因子的相互作用及生态过程, 从而揭示出生态系统和环境的长期 变化, 为生态系统评价及管理提供科学依据。 中国生态系统研究网络(CERN) 始建于1988 年, 在中国生态系统动态观测、科学研究和试验 示范方面发挥了重要作用, 2005 年在CERN 的基础上, 由国家科技部组织开始建立中国国家生 态系统观测研究网络(CNEN) , 目前已经遴选出了53 个台站, 开始对农田、森林、草地( 含荒漠) 和 水体( 湖泊和海湾) 的动态进行观测研究, 该网络必将成为全球地球观测系统(GEOSS) 的重要组 成部分, 在我国地球系统科学发展的历程中发挥重要作用。本文主要从发展地球系统科学角度, 讨论生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用。
生态系统完整性( ecosystem integrity) 的内涵不断发展, 正在逐步成为现代环境伦理和环 境政策的价值基础。对生态系统完整性有多个侧面的研究视角和定义。结构的视角注重系统组成 的成分, 功能的视角注重系统整体的、动态的特性; 人类的价值判断对生态系统是否具有完整性 起决定作用; 从自组织演化的角度, 一个健康、且具有不断自演化和进化能力的系统才是具有完 整性的。从生态系统完整性的测量方法和评价指标体系来看, 不同的生态系统, 因其管理目标的 不同, 评价的指标和方法也有侧重。最后, 生态系统完整性在生物资源保护和生态系统管理方面 得到广泛应用, 生态系统完整性应视为区域生态系统规划和管理的价值内核。
作为NOAA/AVHRR 归一化植被指数(NDVI) 的延续和发展, EOS/MODIS 归一化植被指 数(NDVI) 和增强植被指数( EVI) 在许多领域得到广泛应用。应用数理统计和地统计学方法对二 者进行的对比研究表明: NDVI 在植被生长旺盛期容易达到饱和, 而EVI 则能克服这一现象, 比 较真实地反映植被的生长变化过程; 相同空间分辨率下, EVI 取值范围、标准差与变异系数均高 于NDVI, NDVI 数据比较均一, 其空间相关性高于EVI, EVI 更能反映研究区域内植被空间差异。 关键词:MODIS; 归一化植被指数(NDVI) ; 增强植被指数( EVI) ; 对比
全球湿地质量退化, 数量减少, 湿地资源面临巨大压力, 遥感技术在实时、动态监测其变 化方面扮演着一个重要的角色。本文湿地遥感监测主要侧重于基于遥感技术的湿地分类与识别, 从基于遥感监测的湿地分类系统、影像预处理、多分辨率(多空间分辨率、多光谱分辨率、多时相 分辨率)遥感影像数据源、湿地信息提取方法(人工目视解译和计算机自动解译)等方面的国内外 研究现状进行了系统的论述, 并指出目前湿地遥感监测存在3 点不足及其未来研究的6 个重点。
由于对气候变化的敏感性, 近年来高山树线交错带成为全球变化研究中的热点问题。高 山树线交错带所指示的是一个复杂生态系统的特征, 反映出了由低处植被向高山植被的转化, 其 景观格局是综合了种子定居, 树木生长以及树木繁殖等多个树木生态过程和特定高山环境下的 地理特征格局的适应结果。一方面, 树木通过自身生理生态学上的调整对高山极端环境进行适 应。一方面, 高山特定地理环境特征对树线的景观格局进行影响, 因而高山树线交错带成为研究 景观格局- 生态过程相互关系的一个重要载体。通过运用3S 技术, 可以将高山树线交错带研究中 的树线景观结构和生理生态过程结合在一起, 并验证在其景观格局形成过程中地理特征和人为 因子的相对重要性。
重金属对水体的污染已成为全球性的环境问题, 利用藻类生物修复重金属污染水体, 因 其有效、低廉和环保引起了国内外的广泛重视, 并且取得了一定的成效。本文介绍了藻类修复重 金属废水的应用概况, 总结了多年来在藻类对重金属离子的吸收途径、耐受机理、生物吸附机制、 模型解释及影响因素等方面的研究成果, 同时指出了当前在这些方面尚存的不足, 并就今后继续 筛选、利用生物技术培育对重金属高耐受、高富集性藻类, 进一步探求修复机理以及野外应用方 面的研究。
构建大尺度分布式水文模型是当前大气水文模型耦合研究的一项重要内容。本文介绍一 种根据1km DEM 生成更大网格尺度DEM 数据, 同时可以保持流域河网信息并减缓高程、坡度 等地貌参数信息量衰减速度的有效方法———ZB算法。利用该方法和常规的网格平均法生成黄河 唐乃亥以上流域的5km、10km、15km 和20km 两套DEM 数据, 分别提取高程、坡度、地形指数、河 网密度、主河道长度、流域面积等流域特征参数, 并与1km DEM 提取的上述参数进行比较, 对两 种方法作出评价。结果显示, 随着网格尺度的增大, ZB 算法获得的DEM 数据可以保持河网的连 续性, 提取出合理的流域范围, 减缓地形信息量的衰减速度。该方法满足构建大尺度分布式水文 模型提取数字流域的需要。
资源环境模型库管理系统是资源环境研究中的关键问题之一。建立资源环境模型库管理 系统通常有两种途径。一种途径是采用模型管理技术, 其主要方法包括数据式模型管理、结构化 模型管理、面向对象的模型管理和基于知识的模型管理, 这种方式的优势是可以有效地管理资源 环境模型, 但对空间数据处理的功能较弱, 需要编写大量的程序代码。另一种途径是在GIS 中管 理模型, 如ArcGIS 中的ModelBuilder, 这种方式的优点是可以充分利用GIS 的空间数据处理能 力, 但对复杂模型的支持较差。根据以上两种方式的特点, 本文提出了一种面向对象的资源环境 模型管理框架, 把模型抽象为模型类与模型实例, 采用面向对象方法表达模型, 通过构建资源环 境模型引擎处理空间数据和模型数学方程; 利用模型库和数据库, 可以实现模型的有效管理和模 型重用。
在地理学研究中, 常见各种线状地物对区域的性质产生重要影响。但在区域的综合评价 过程中, 对这种线状地物的影响多采用概化的评估方法操作, 如分区、分带和距离划分等, 并且评 估结果的生成效率较低。经过分析, 线状地物对区域的影响有距离衰减、等级效应、辐合效应和方 向效应等共性特点。通过对比, 发现线状地物对区域影响作用的空间分布属于二维场模型。场的 基本性质是具有空间结构和属性域、连续性、各向同性和各向异性、空间自相关等。为此, 我们提 出采用区域影响场模型对线状地物对区域的影响进行拟合, 并且利用GIS 软件生成线状地物的 区域影响场。通过实例验证, 结果表明运用区域影响场能够较好的反映线状地物对区域的影响作 用程度, 适用于线状地物对区域影响作用的表达。
社会科学开始借助于地理信息系统(GIS) 的空间统计分析方法, 来研究社会现象的空间 模式和非常态分布, 研究社会科学中的空间结构问题。人口是城市空间结构演变中最为活跃的因 素之一, 同时也较易获取、容易做到时空连续, 因此往往是衡量城市内部空间结构的重要指标之 一。借助于GIS 技术, 以20 世纪90 年代以来深圳市城市内部人口空间结构研究为例。研究结果 表明深圳市城市内部人口空间结构总体表现为集聚。具体来说: 1990 年和2000 年深圳市人口密 度均以特区内东门街道为最高, 特区外各街道人口密度增长较快; 1990~2000 年人口重心向西北 移动约4km; 1990 年人口密度函数和2000 年人口密度函数均以反函数模型拟合较好, 从市中心 随着距离增加, 人口密度递减; 空间相关性分析结果表明在市中心附近具有较大的向心效应, 带 来周边邻近区域人口的增长, 而在东部郊区人口分布相对稀疏, 出现部分离心效应。
我国的城市化进程进入持续快速发展时期, 各级城市都开始重视城乡统筹发展。在经济 发达的地区, 应该及时制定城乡一体化协调发展战略, 积极推进城乡一体化进程。文章在阐述新 时期对城乡一体化协调发展战略的新认识基础上, 认为制定城乡一体化协调发展战略, 应该秉承 "系统分析, 全面协调; 扬长补短, 发挥优势; 统筹城乡, 引导与调控兼顾; 产业、空间、生态战略并 重”的观点, 全面掌握研究区域的发展现状和主要问题, 有针对性、有步骤、有重点地制定相关的 发展战略。针对双流县而言, 具有得天独厚的区位条件和经济基础, 应该充分利用自身的优势条 件和外在发展环境, 积极稳妥地推进“稳步推进与可持续发展战略、北部带动与圈层发展战略、因 地制宜和重点突破战略", 逐步实现城乡一体化协调发展。
农业景观格局演变的驱动力及生态效应研究具有重要的意义, 目前研究主要集中在农业 景观格局及其组分的动态变化, 在驱动力和生态环境效应等方面的研究则是案例较多、归纳总结 和机制研究相对薄弱。分析了形成当前研究状况的原因并提出了今后研究的重点方向, 包括发展 能够反映生态过程的景观格局指数、归纳农业景观演变的驱动机制、农业景观格局变化的生态环 境效应机理研究、发展景观格局整体性指标和长期定位观测数据相结合研究方法、农业景观变化 所带来的生态恶化的恢复因子和恢复方法的研究、加强农业景观规划设计研究和实施、高效农田 景观结构设计机理研究。
农业外部性包括外部经济性与不经济性两方面, 前者表现为农业在食物保障、经济、生 态、社会与文化等方面所具有的多元价值, 而后者主要体现在农业对环境造成的非点源污染。我 国农业在土壤、水、大气、生物多样性和景观五个方面均有外部性表现, 本文对其分别进行了识 别。目前对于农业外部性的定量评估, 由于农业外部性表现具有较强的地域性、评价方法缺乏标 准、评价者立场与视角不同而使结果不具可比性。由于无论是农业外部经济性或外部不经济性均 是资源的低效配置, 因此各国从外部性产生的根源———市场失灵或政策失灵入手, 努力促使农业 多元价值得到最优表现, 并对农业外部不经济性加以控制。各国技术实践表明, 可持续农业技术 体系成为农业外部成本内部化的可行手段之一。
大自然千奇百怪, 大自然用其"无形之手"造就了奇妙无比的分形世界, 在自然形胜之处, 形成了无数的自然- 人工分形复合体, 它们逐渐吸引人们的关注, 渐进由旅游景物- 景点- 景群- 景区—风景区以及风景区域等而形成不同规模、不同层次的旅游网络系统。旅游网络系统的最基 本要素之一是景区(点), 不同等级、不同层次、不同规模的景区(点) 由各种旅游线路和廊道( 交通 线路) 相串通、连接, 从而形成旅游系统的网络空间结构。文中首先明确指出了将分形理论应用于 旅游地理学研究的科学意义, 系统提出了旅游系统网络空间结构在旅游景点、旅游线路与旅游交 通三方面的分形科学问题; 并进而以北京市旅游景点为例, 定量给出了旅游网络系统空间结构的 分形证据; 最后, 还指出了积极支持开展分形旅游研究对促进我国旅游地理学理论研究水平的提 升和在国际旅游学领域尽快占据分形旅游研究前沿之地的积极意义。
本文综述了产业地理集中、产业地理集聚以及产业集群的测量与辨识方法。传统的测量 产业地理集中方法包括集中系数、变差系数、赫芬代尔系数、赫希曼- 赫芬代尔系数、信息熵、锡尔 系数以及基尼系数等, 这些系数测量产业总体地理集中程度, 没有考虑企业规模分布对产业地理 集中的影响。基于企业区位选择模型, 经济学家发展了测量产业地理集聚的指数, 控制产业内企 业规模分布对产业地理集中的影响。无论地理集中指数还是地理集聚系数都以行政单元为基础, 仅描述单一空间尺度上的产业区位模式。Ripley 的K 函数通过计算某个企业一定距离内的邻居 企业个数来测量产业的地理集聚程度, 可同时反映产业在不同空间尺度的集聚程度。相互联系的 一群企业在地理空间上的集聚构成了产业集群, 产业集群的辨识不仅要测量产业间联系, 也要考 虑产业地理临近性。区位商和标准化区位商法、空间相关与产业联系法、因子分析和聚类分析等 多元统计方法以及基于投入产出关系的图谱分析方法等可以用来作为辨识区域产业集群手段。
产业的空间集聚是经济活动最突出的地理特征, 也是一个世界性的经济现象。产业集聚 一直是经济地理学、区域经济学、管理学等相关学科研究的主要问题之一, 特别是20 世纪90 年 代以来, 产业集聚成为经济学和地理学的热点课题。本文重点回顾了产业区位论、新产业区理论 以及新经济地理理论等对产业集聚的理论阐述。并从产业集聚的影响因素和产业集聚效应两个 方面综述了近年来国内外有关产业集聚的实证研究, 突出了要素禀赋、外部性、规模经济等在产 业集聚形成过程中的重要作用, 并指出了产业集聚形成后对产业区位、产业增长以及区域经济增 长产生的影响。最后对国内产业集聚研究现状进行了总结。
海域与土地同属国土资源性资产, 实行海域有偿使用是沿海发达国家有效用海和加强 海岸带管理的重要制度。但由于当前我国海域使用金征收标准主要以地方为主, 制定的依据不充 分、随意性较大, 没有充分反映各地区的经济发展水平和资源环境条件差异, 急需要建立一套科 学合理的海域使用评估理论体系。 本文将以土地评估理论为基础, 结合海域使用的自然与社会经济的特殊属性, 构建海域使用 评估的理论框架; 具体研究海域"等"的划分指标体系, 实证研究辽宁沿海海域"等"的划分(关于海 域分类定级及基准价估算,另文撰述)。为沿海其它海域使用评估提供借鉴。
住房成本和通勤成本是城市空间结构中两个相互关联的内生变量。居民在进行居住区位 选择时, 会在这两者之间进行权衡, 从而形成住房价格、建筑密度和通勤行为在空间上的变化规 律。本文回顾了通勤成本和住房成本间的理论均衡关系, 探讨了各种现实情况是如何影响这个理 论关系的; 并利用大规模调研所采集的北京市微观个体数据, 提供了这一互动关系的一些定量证 据; 最后从两个角度探讨了这种互动关系在城市管理的公共政策方面的宏观含义: 考虑通勤成本 后的住房支付能力评价, 以及就业与居住过度分离的社会效果分析。
潮滩围垦是沿海国家拓展陆域, 缓解人地矛盾的最主要方式之一。潮滩围垦通过对潮滩高 程、水沙动力条件、沉积物特征等多种环境因子的改变, 促进生物演替, 并通过垦区土地的人为利 用, 对海岸环境演变产生重要影响。文章从围垦工程对水沙环境的影响、围垦对海岸带物质循环 的影响、围垦对潮滩生物生态学的影响和盐沼恢复与生态重建等4 方面探讨了不同学科学者对 围垦环境影响的主要研究进展及存在的问题, 并指出应加强多学科合作的综合研究, 探讨潮滩围 垦对海岸环境的影响机制, 以寻求兼顾围垦土地需求与海岸带生态保护的持续发展之路。
沙量平衡计算是一种探讨侵蚀泥沙从坡面、沟道等处侵蚀起到流域出口输出这一复杂过 程十分有效的研究方法, 该方法将流域内泥沙的侵蚀、输移、沉积和输出等过程进行综合考虑, 既 打破了流域泥沙研究的破碎性, 也可以有效地评价泥沙输移系统的有效性。近期国外泥沙平衡计 算研究在研究方法上有了很大的改进和提高, 对其进行总结和评价将有助于我国沙量平衡研究 的开展, 从而为流域水沙管理提供一个有效的方法和手段。
在全世界范围内土壤侵蚀对农业生产和水质量都有着负面影响, 因此区域尺度的土壤侵 蚀评估非常重要, 但是它往往会受可收集到观测数据的数量和质量的限制。在过去的30 年中, 遥 感技术已为土壤侵蚀研究提供了多方面有效空间数据, 这些数据常被直接用于探测土壤侵蚀和 土壤侵蚀沉积, 通过辨别土壤侵蚀的总体特征, 可以区分土壤侵蚀区域, 再根据经验评估土壤侵 蚀强度, 获得探测结果。本文介绍了可用于土壤侵蚀研究的多种卫星和传感器及应用遥感数据探 测土壤侵蚀特征, 土壤侵蚀区域和土壤侵蚀沉积的实例。
210Pb、137Cs 计年法已被国内外广泛用于湖泊、河流和海洋现代沉积速率的研究中。本文在 回顾了210Pb、137Cs 计年法应用于海岸带沉积速率研究的现状以及存在问题的基础上, 根据海岸带 沉积环境特征分析了210Pb、137Cs 计年法在应用中应当注意的问题, 包括采样精准性, 样品分离的 分辨率, 数据校正方法的选择及两种方法的相互印证等。从几个方面探讨了提高沉积速率测定精 度的可能性, 同时指出, 210Pb、137Cs 的扩散混合模型的建立, 137Cs 沉积滞后的问题, 以及137Cs、210Pb 计年法的应用范围等仍有待深入探讨。
本系统采用ArcGIS 软件作为基本平台, 以广西都安县为例, 借助其中的空间叠加分析与 地理统计分析方法, 构建了基于ArcObjects 的专业型GIS———区域喀斯特石漠化信息系统 (RKRDIS)。该系统是以喀斯特石漠化专业分析模型为核心, 以空间数据为信息材料, 以计算机网 络为传输载体, 解决喀斯特石漠化研究数据分析、查询、显示和管理等信息处理技术, 实现从“数 据”提取“信息”, 提供喀斯特石漠化的空间数据分析、动态监测、驱动诊断、预警分析、灾害评估和 辅助决策等多方面支持。
中国西南喀斯特地区的土壤侵蚀问题倍受关注。本文针对喀斯特地区的土壤侵蚀研究现 状, 从喀斯特地区土壤侵蚀的格局研究、机理研究和生态恢复研究三个方面, 综合论述了近几十 年来有关喀斯特地区土壤侵蚀研究成果和进展。对喀斯特地区土壤侵蚀的区划、分类和分级研究 进行归纳, 将机理研究从自然因素和自然过程、人文因素和人文过程两个角度进行总结, 阐述了 喀斯特地区受损土地的生态恢复与重建研究, 指出目前研究中所存在的问题, 以及今后的主要研 究方向。
土地利用程度研究是开展土地整理工作和土地可持续利用研究的重要内容之一。本文尝 试以人工神经网络技术作为土地利用程度类型划分工作的理论支撑, 构建了自组织特征映射 SOFM网络, 在分类过程中同时考虑土地利用程度现状情况和影响土地利用程度的社会经济因 素, 最终将云南省土地利用程度分成高土地利用程度- 高人口压力- 高经济压力区等六种类型, 以 为区域土地管理宏观调控提供科学依据。
长期以来, 土地适宜性评价一直在土地规划利用中起着基础性作用。近十几年, 农业土地 适宜性评价持续深入开展, 城市用地、旅游用地、土地整理复垦以及其他用地的土地适宜性评价 日渐增多; 基于此, 土地适宜性评价的理论思想得到了进一步的丰富, 景观生态学被引入土地适 宜性评价, 可持续利用观深入人心; 土地适宜性评价在方法上也有新的发展, GIS 在土地适宜性 评价中得到广泛的应用, 这使得土地适宜性评价更为灵活、科学。
我国人多地少, 农用地集约利用成为社会经济发展的客观要求。本文以河北省县( 市) 为 评价单元, 从投入强度、利用程度、利用效率和持续状况四个层面构建评价指标体系, 采用熵值法 确定指标权重, 综合指数法计算1985~2005 年河北省各县( 市) 的农用地集约度, 并进行农用地利 用集约度的时空变异分析, 以期为河北省农用地集约利用和持续发展提供政策依据。结果表明: 土地投入强度对农用地集约利用水平的影响较大, 各县( 市) 农用地集约利用水平表现出明显的 区域性差异, 农用地的投入强度和持续状况都表现出提高的趋势, 而农用地的利用程度和利用效 率则有所下降。
在总结区域水资源承载力的研究基础上, 以城市化地区为重点从水循环过程出发, 探讨 高强度人类活动影响下水资源的形成和转化规律, 分析水资源承载力的内涵, 探讨城市化地区水 资源承载力的理论研究基础, 即: 变化环境下的水循环理论、城市化与“社会经济—水资源—生态 与环境”系统交互胁迫理论和可持续发展理论。并在可持续发展原则指导下, 提出城市化地区水 资源承载力量化研究的理论框架和方法, 将城市化地区水资源承载力的研究纳入到区域“社会经 济—水资源—生态与环境”复合系统中, 从水循环动力过程出发, 揭示水资源承载力的本质。研究 成果可为城市化地区节水战略的实施、水资源合理配置和社会经济的可持续发展提供理论支撑。
景观生态学自诞生以来在理论和实践方面已经取得了众多进展, 然而在景观格局与生态 过程关系方面还有很多问题值得深入研究。本文阐述了景观格局和生态过程的有关概念和方法, 揭示了其中存在的一些问题和开展耦合研究的必要性, 进而总结了耦合研究的一般方法, 并在此 基础上提出了耦合研究的理论框架, 即以一定区域为依托和一定目标为导向进行土地单元或生 态系统类型划分, 通过土地评价和模型集成将小尺度观测研究和大尺度空间动态模拟相结合, 在 实现区域目标的基础上, 构建具有良好适应性的耦合模型系统。
空间自相关是一种重要的空间统计方法, 用来检验某种地理现象或某一属性值的整体分 布状况, 判断此现象或属性值在空间上是否有聚集特性存在。本文利用2002 年ASTER 影像数据 作为遥感数据源提取闽台建设用地信息, 闽台建设用地密度的分布呈现出沿台湾海峡呈对称集 聚分布的态势。通过建设用地密度的空间自相关分析, 显示闽台建设用地空间分布整体上呈显著 的空间正相关, 集聚现象明显; 而在局部上则呈现出不同的空间结构形态, 建设用地高密度区主 要集聚分布在闽东南沿海的闽江口、厦门湾和泉州湾三大城镇密集区及台湾西部的台北、台中和 高雄三大都会区。这种空间相关关系的探讨对于认识闽台人口和社会经济的空间分布及福建省 建设用地未来的发展具有重要的意义, 也对福建省社会经济发展政策的制定提供重要参考依据。
生态网络的构建具有保护环境、稳定生态及提高城市开放空间价值等功能。以行政单元 为基础的区域尺度生态网络, 可整合区域自然环境特性与生态功能差异, 进而指导区域景观生态 建设工作。本研究选择台湾岛为研究区, 以县、市为研究单元进行全岛生态功能网络构建, 通过能 值分析、生态系统服务功能价值评估及景观格局分析等方法, 整合全岛生态效益、生态格局等数 量、空间指标, 目的在于明确各个县、市在全岛尺度的景观功能网络中的功能定位, 以作为制定各 县市发展策略的参考。目前, 台湾岛生态功能网络以东部花莲县、中部南投县为中心, 向西部功能 逐渐减弱。通过与生态需求的对照分析可知, 台湾岛以台北市及台北县迫切需要改善境内的生态 环境。
大气氮沉降对森林生态系统碳截存和损耗过程的影响已引起广泛关注, 但对沉降氮在森 林生态系统中的去向、增氮对土壤中碳/氮转化过程的影响以及土壤氮饱和前后土壤渗漏液中溶 解性有机碳(DOC) 和溶解性有机氮(DON) 动态等方面的研究还不够深入。本文论述了近年来国 内外在土壤氮饱和及土壤碳、氮淋溶领域的最新研究进展, 从系统论的角度阐述土壤氮饱和过程 及内涵; 通过论述DOC 和DON 含量及其结构组成变化来揭示其对增氮/氮沉降的内在响应机 理; 论述了增氮对土壤无机氮转化的影响以及生物和非生物因素对沉降氮固持的贡献。指出土壤 氮饱和为土壤中的有效氮随时间增加超过了土壤中生物和非生物的持留能力, 导致土壤氮的净 矿化、净硝化、NO3-流失以及土壤酸化等过程发生一系列非线性变化。初步认为土壤中DOC 和 DON 对增氮的不同响应归因于氮素饱和过程的三个不同阶段。对于特定的生态系统来说, 需要 清楚地认识土壤氮素矿化、硝化、反硝化和固持等过程, 才能明晰土壤氮素状态以及随时间的演 变。另外, 指出在上述三个研究领域中存在的问题, 并提出拟解决的途径以及未来的可能研究方 向, 以期对该领域的研究提供参考。
流域范围内因水体的联系使得不同类型景观斑块之间的相互作用变得更为紧密, 因而景 观格局的变化会显著影响流域内水体质量。着眼于流域尺度上水环境保护的需要, 必须合理考虑 景观斑块的类型、格局和空间分异等特征, 尽可能地减少非点源污染输出量, 从而降低水体遭受 污染的威胁程度。本研究从水环境保护的角度出发, 以“源”“汇”景观在镶嵌组合和空间分异方面 利用的适宜性作为优化依据, 以“源”“汇”景观空间分布的关键地段作为研究战略点, 同时考虑 “源”“汇”景观在数量、空间和转换成本等方面的客观约束条件, 将景观数量结构优化和空间结构 优化进行有机结合, 最终确定了流域尺度上以调控非点源污染、保护水体质量为目标的景观格局 优化研究的概念框架。本研究不仅为解决流域尺度上非点源污染问题提供了一个全新的研究视 角, 而且为降低景观类型及其格局对水体质量的威胁程度提供了一个行之有效的优化方案。
内蒙古是我国西部开发、生态环境建设、农牧业结构调整、民族团结稳定的重要区域。本 文主要运用能值理论和方法, 对其主要资源的贮存价值、总能值用量、能值的流入流出情况、能值 自给率、能值投资率、环境负载率、人口承载力、可持续发展指数等指标进行了系统研究, 并与其 他国家的有关指标进行了比较研究。结果表明内蒙古总能值用量的98.11%来自于区内, 其中 74.26%为不可更新资源。提出内蒙古地区实现可持续发展的对策为调整产业结构, 提高资源利用 效率; 努力获得更多的外部高品质的能值反馈; 加快软硬件的建设, 促进旅游业的快速发展。
以拉萨水文站以上流域为研究区, 基于拉萨水文站和唐加水文站的水文实测数据和当雄 县等3 个气象站的气候观测数据, 统计分析了1956~2003 年研究区径流的年内、年际变化, 利用 Mann- Kendall 趋势分析法和Pettitt 变点检验法分析了拉萨河流域径流的变化特征, 采用多元回 归方法分析了气候因素( 气温、降水) 对径流变化的影响。结果表明: ( 1) 研究时段内, 径流年际变 化波动较大, 在1970 年前后径流发生了较大的突变, 呈现出明显的增加趋势, 尤以近20 年来的 趋势最大; 月均径流的年际变化中, 有增加趋势的主要分布在冬半年( 11～4 月) 和夏半年的个别 月份( 5、7、9 月) ; ( 2) 流域内气候变化趋势与径流变化趋势基本一致, 但不同月/年均径流受不同 气候因素影响, 主要表现在年平均尺度上受降水影响较大, 在月平均尺度上, 夏半年径流增加趋 势受降水增加影响较大, 而冬半年径流变化则主要与气温有较显著相关性, 其主要原因可能是全 球变暖导致冰川融水增加。
准确估算陆地生态系统碳储量并认识其空间分布和时间演变规律是碳循环研究的关键 问题。本文回顾了全球与中国陆地生态系统在碳储量估算研究方面的若干进展, 包括基于各种方 法和资料的主要估算结果及其尚存在的不确定性。重点评述了末次盛冰期和中全新世两个时期 陆地生态系统碳储量的变化及其影响因素, 对8.2kaB.P.以来全球大气CO2 浓度呈现升高的现象 及其可能原因进行了讨论。全新世中晚期全球大气CO2 浓度逐渐升高与旧大陆地区陆地生态系 统碳储量减少的事实是一致的, 新石器时期特别是农业文明开始以后人类活动对陆地植被的持 续干预可能是造成陆地生态系统碳储量减少的原因之一。
当前国内外对土地利用及其变化的研究, 多数是对陆域的城市或有关区域的土地利用及 其变化的研究, 而对海岛土地利用及其变化的研究报道很少。海岛是海中陆地, 由岛陆、岛基、岛 滩和环岛浅海组成, 海岛土地利用及其变化的特征受海陆因素的影响。尤其在海岛的海岸带地 段, 这种影响更为明显, 具体体现在海岸带滩涂土地和浅海水域的利用上。论文对北黄海大长山 岛的土地利用及其变化进行了论述; 分析了大长山岛土地利用特征、土地利用结构随时间变化的 趋势; 同时, 根据我国颁布的《海域使用法》和《物权法》的内容, 对海域与海岛土地的属性以及将 海岛土地与海域利用作为一个系统, 在理论与法律依据上进行了探讨。
运用元胞自动机(Cellular Automata)与AO(ArcObject) 相结合的方法, 在VB 环境下编程来 进行三峡库区地类变化模拟研究。以1995 年和2005 年的土地利用图为基础数据, 比较研究期各 地类的变化数量与方向以确定地类转换之间的优先级, 然后确定地类的转换概率。研究结果表明 此方法便于理解与操作, 同时模拟精度高; 预测结果说理性强, 其结果显示三峡库区城镇建设用 地增加, 耕地面积减少, 水域的面积在增加。其预测结果可以指导库区的土地利用规划, 为库区有 效土地管理提供参考。
基于遥感数据, 运用3S 技术及多种生态经济学方法测算不同土地利用/覆盖情景下的生 态服务价值, 并分析其影响因素, 构造土地利用变化生态效应指数和土地利用变化生态效应度等 指标定量测评区域土地利用/覆盖变化的生态效应。研究结果表明: (1)榆林市1987、1999 和2002 年生态系统服务总价值分别为237.58 亿元、173.43 亿元和283.69 亿元, 并存在区域差异。整个研 究期间(1987～2002 年), 南、北六县耕地生态服务价值比重不断缩减, 林地、草地生态服务价值比 重不断增加, 但北六县以林地增加为最, 南六县以草地增加为最, 且在1999 年后增速加剧。(2)除 土地利用变化外, 气候波动对榆林市生态服务价值变化的影响更不容忽视。(3)除榆阳、神木、米脂 外, 其余空间尺度的各区域在后一阶段( 1999～2002 年) 的土地利用变化的生态效应高于前一阶 段(1987～1999 年); 在前一阶段, 北六县土地类型间流转导致生态价值变化较南六县强烈; 而后一 阶段正好与之相反。
本文通过探讨我国1949 年以来三次重要农村经济改革及其对我国农民收入变化的影 响, 明晰我国农村经济改革与农民收入三起三落的相互关系以及农村经济发展过程中存在的相 关问题: (1)每次改革都发生在农村经济发展停滞不前, 甚至影响到全国经济发展之时; (2)每次农 村经济改革都带来了农村经济的快速发展, 但持续时间不长, 且随之而来的是农民负担过重, 农 村经济陷入困境; (3)农民收入增长的幅度略有下降。本文认为新农村建设是我国1949 年以来三 次农村经济改革的延续, 基于已有三次改革以及新农村建设提出背景的分析, 指出: (1)农村经济 发展现状再一次提出了对农村经济改革的需求; (2)土地改革、家庭联产承包责任制属开源之策; 税费改革属节流之需; 新农村建设应该是在市场经济背景下, 从根本上实现广开财源之举。基于 以上分析并借鉴国外农村建设的经验, 阐释新农村建设的实质, 从而就我国新农村建设提出相关 建议。
