基于“源-汇”理论的传统乡村景观安全格局构建

【目的】构建传统乡村景观安全格局以延续传统乡村地区脆弱的人文与生态景观系统。【方法】基于“源-汇”理论与方法,以太湖西山传统村落为例,通过辨识生态与文化景观系统存续“源”的类别、位置、范围和强度,以土地利用类型、坡度、植被覆盖度与到道路的距离4个指标作为“汇”阻力评价要素,借助ArcGIS 9.3平台与最小累计阻力模型(MCR),计算传统生态、文化景观“源-汇”过程,获取生态、文化景观存续安全格局。【结果】太湖西山生态与人文景观布局高安全等级区域面积分别占67.11%和38.29%,中安全等级区域分别占19.88%和49.16%,低安全等级区域分别只占13.01%和12.55%。【结论】“源-汇”理论与方法在太湖西山传统乡村景观安全格局构建过程中具有较强的适用性,在生态、文化景观过程的模拟、生态与文化景观安全等级划分与分级分区保护中能够发挥积极作用。     

生态绩效增长视角下的林业生产要素优化

【目的】在林业经营中优化利用已有的生产要素(包括林地、技术、劳动力、资金),实现林业生态绩效增长。【方法】将林木“轮伐期”作为生产要素投入与林业生态绩效增长的中间变量,分析生产要素优化对林业生态绩效增长的作用机理,并以福建省沙县林业生产为例进行实证研究。【结果】人工经营林地的生态绩效与生产要素投入关系为:生产要素优化可提高林业生态绩效,如国有林场因林地经营面积大、资金成本较低且营林技术更先进,其生态绩效好于其他经营方式的林地;生态绩效与林地经营规模间存在“门槛”效应,当林地经营面积超过“门槛”规模后,林木轮伐期才可能延长并进一步提高生态绩效。不同林业经营方式其生产要素优化面临不同问题:国有林场需更多林地投入以应对用材林林地减少而年度用材林采伐量却增加的困境;村集体林场面临林地与资本短缺;经营型小农户面临技术、资本与劳动力投入的全面短缺。【结论】生态绩效增长的关键在于林地收益最大化前提下的林木轮伐期延长,而轮伐期延长可通过采用更先进生产技术(按高标准森林经营技术规程进行营造林)、投入更多资本且降低资金成本、投入更多林地等要素优化路径实现,其中林地经营面积大于“门槛”规模是轮伐期延长的必要条件。     

云南省林草火险空间模拟和等级评价

【目的】森林火险空间模拟和等级评价对森林防火具有重要意义。为确定不同区域林草资源防火的重点因素,对云南省的林草火险进行空间模拟和等级评价。【方法】采用2001—2014年的MODIS数据,选取反映植被状态、温度、地形和人类活动可达性等4个方面的火环境因素,通过设计抽样方案、训练集和检验集生成程序,得到35个数据集,开发70个地理加权Logistic回归模型,以交叉验证法评估模型性能,最终选择残差空间随机、可靠性和区分能力最优的模型做统计推断。将模拟的每期过火概率图重分为5类,相应火险类别分别记为“低”、“中”、“高”、“很高”、“极高”等级。【结果】火险类别中,“极高”等级占12.7%,“很高”等级占18.1%,二者可解释2001—2014年云南省80%的林草火灾,文山、红河、玉溪、楚雄、丽江、大理等6市的“极高”和“很高”等级面积占全省面积的71.5%,是全省的“重灾区”。【结论】“重灾区”应列为云南林草防火的重点区域,在防火的人、财、物上给予优先考虑。高温是云南省首要火险因素,其次为海拔、坡度、枯死植被、植被量,人类活动可达性影响相对较弱。影响火险的火环境因素在云南省内仅部分区域显著,按显著区及相对权重,云南省可分为西北、西南、西中Ⅰ、西中Ⅱ、东南和中部共6个区域,不同区域应因地制宜确定防火重点并布置防火资源。     

我国环境规制对木材加工业全球价值链地位的影响

【目的】通过分析木材加工业的省际数据,探究不同省份环境规制对于其木材加工业全球价值链地位的影响,进而促进开放情境下林业经济与环境保护之间协调发展。【方法】鉴于省域政策、资源禀赋以及经济水平存在异质性,考虑到地区间的空间溢出效应,采用空间Dubin模型,将命令控制型和市场激励型正式环境规制以及非正式环境规制同时纳入模型,并综合考虑“波特假说”和“污染避难所”等理论假说,将中国海关进出口数据库和中国工业企业数据库的微观企业数据进行匹配并结合省级数据,考察了中国环境规制措施对木材加工业参与全球分工的影响。【结果】环境规制强度提高,可有效促进本省木材加工业参与全球价值链,同时会对周边省份木材加工业参与全球价值链存在负向影响。包括命令控制型以及市场激励型的正式环境规制对周边地区木材加工业参与全球价值链的外部性影响存在U型特征,而非正式环境规制强度对木材加工业参与全球价值链的外部性影响不存在U型特征。【结论】中国的环境规制强度整体上呈现上升趋势,且当区域的环境规制强度提升时有利于当地木材加工业全球价值链地位的提升,而对于周边省份则会有负外部性。命令控制型等正式环境规制应当做到“疏堵结合”,企业要根据环境规制的引导“顺势而为”。     

苏锡常都市圈蓝绿空间规模与格局演变特征

【目的】苏锡常都市圈是江苏省三大都市圈之一,也是长江三角洲的主要核心区域。20世纪80年代以来,苏锡常都市圈城市化进程加快,区域性生态问题亟须重视。蓝绿空间是构建区域生态系统的基础,定量揭示其演变特征有助于为苏锡常都市圈国土空间规划与生态环境保护提供依据。【方法】选取2003年、2008年、2013年、2018年共4期遥感影像并处理分析,利用动态变化模型与景观格局指数对苏锡常都市圈及各成员城市15年间蓝绿空间规模与景观格局的演变进行分析。【结果】①2003—2018年间,苏锡常都市圈蓝绿空间总体动态变化幅度为-3.52%,绿色空间变化剧烈,蓝色空间相对稳定;蓝色空间与绿色空间动态变化均呈现出由“减少期”转变为“增长期”的阶段性特征。②在斑块类型水平上,苏锡常都市圈蓝色空间破碎度减少,复杂度与连通性增加;绿色空间破碎度及复杂度增加,连通度减少。蓝绿空间在景观水平上多样性程度减少,连通度、聚集度增加。③研究期内常州的蓝绿空间相对动态度最大,无锡最小;常州蓝绿空间破碎度、复杂度较高,景观格局变化较为剧烈;苏州蓝绿空间多样性程度较低,连通度及聚集度较高。【结论】近15年苏锡常都市圈的蓝绿空间规模与景观格局变化显著,城市间差异明显,必须对区域生态环境进行统筹规划和保护。     

全球原木贸易网络结构及其危机传播的仿真分析

【目的】经济全球化的深入使得各国之间的贸易联系越来越紧密,一定程度上提升了政治、经济等危机在贸易网络中传播的速度和广度。分析全球原木贸易网络结构及其危机传播路径,有利于各国规避贸易风险,优化原木贸易结构。【方法】综合运用社会网络分析方法和靴襻渗流仿真模型,首先分析2018年全球原木贸易网络结构特征,然后仿真分析不同情境下各国发生贸易危机时对全球原木贸易网络的影响。【结果】全球原木贸易网络整体关系松散,局部关系紧密,不同国家的中心度有所不同,核心国家的“抱团”现象使得网络中“俱乐部”效应明显;不同国家发生贸易危机时对网络的影响总体上可分为“快而广”“快而窄”“慢而广”“慢而窄”4种类型。原木进口依赖型和出口依赖型国家在危机传播方面具有不同的特征,前者表现出较强的危机影响力。一国的危机影响力不仅取决于该国的网络结构,还与其贸易结构相关。靴襻渗流模型能够很好地模拟原木贸易网络中的危机传播过程,且不同阈值下,危机传播过程较为相似,但对网络的影响程度不同。通过2020年爆发的新冠肺炎疫情对原木贸易网络的影响分析可得,一国对原木贸易依赖程度越高,受危机影响的程度越大。【结论】各国应从全局的视角出发,着力构建更为稳定的贸易关系,不断降低对单一国家的原木贸易依赖,从而分散风险,优化全球原木贸易网络。     

国家森林城市与国家园林城市空间分布及其影响因素比较研究

【目的】以国家森林城市和国家园林城市为研究对象,对比分析两类城市的空间分布特征、规律以及相关影响因素,探究两者在全国尺度下空间分布的形态异同,为其宏观空间布局的优化完善、示范创建活动绩效以及远期城市建设内涵提升提供科学依据。【方法】采用最邻近指数、基尼系数、相关性分析、核密度分析以及叠加分析方法,比较研究国家森林城市与国家园林城市的空间分布规律及其影响因素。【结果】①两类城市整体分布形态均呈现凝聚型,国家园林城市在全国尺度上由西向东呈现由凝聚型向均匀型变化的趋势;②东西部两类城市的分布均衡性较差,两类城市的散布均为集中分布,国家园林城市的分布相对更集中;③对比核密度分布与叠加高密度区域发现,两类城市大体均分布在腾冲至黑河人口分界线东南一侧,且在华中与华北地区集中分布并部分重叠。但两类城市在具体空间分布形态上仍存在明显差异,国家森林城市的高密度连片区域呈现“C”形结构,国家园林城市的高密度连片区则呈现倒“U”形,且后者的密度分布区域更广。【结论】①从两类城市分布与相关自然影响因素的分析来看,不同地区的水热条件、森林覆盖率对两者的布局产生了显著影响,进一步对比两者发现,国家森林城市对气候条件、森林资源存量的要求相对较高;②从两类城市分布与相关社会经济影响因素的分析来看,国家森林城市的分布几乎与地区人口密度、人均GDP不相关,国家园林城市则相反;③两类城市的布局与城市建成区绿化率显著相关,与中国城市群的分布高度耦合。     

"植物-土壤"相互反馈的关键生态学问题:格局、过程与机制

植物与土壤之间相互反馈的格局、过程与机制,不但是决定生态系统结构、功能及过程的关键科学问题,而且是陆地生态系统响应全球变化的重要组成部分。基于目前国内外研究现状,从养分循环角度剖析“植物-土壤”间的反馈效应,探明相互反馈在空间尺度(根面、根际、种类、生态系统以及区域等)与时间尺度(秒至千年)上的级联效应及其变化格局;阐明根际、植物种类、生态系统及区域地理等水平上“植物-土壤”的相互反馈机制,重点揭示根系分泌、共生、生长及代谢的根际界面过程对植物水分/养分吸收与土壤物理学修饰的调控机制,剖析“植物种类-凋落物化学-土壤生物-土壤有机质”相互作用对地上-地下养分循环过程的驱动机制,运用“上行-下行控制理论及腐屑食物网模型”揭示地上-地下生物群落交互作用的过程与机制,以及土壤地质演变(岩石风化模式、土壤形成模式及土壤养分格局的变化)与区域植被演替(优势种更替及植被分布模式、地上-地下凋落物输入格局等的变化)相互反馈的过程与机制;从“植物-土壤”相互反馈的理论视角,分析生态退化与恢复、外来物种生态入侵、大气氮沉降、二氧化碳浓度升高以及植物多样性减少等全球生态问题的特征、形成机制以及可能的应对策略,揭示生态系统“地上-地下”相互反馈的生态学过程,以及陆地生态系统对全球生态环境变化的响应特征与机理。     

水分变化对荒漠植物白刺气体交换参数及形态特征的影响

【目的】为预测干旱半干旱地区荒漠灌木对水资源紧缺现状的响应,分析了不同水分条件对白刺幼苗光合及形态特征的影响。【方法】以内蒙古乌兰布和沙区的白刺为试验材料,设置5个土壤水分梯度:CK、T1、T2、T3、T4(分别为田间持水量的100%、≥80%~100%、≥60%~80%、≥40%~60%、≥20%~40%),对其气体交换参数及各器官形态特征进行研究。【结果】与对照(CK)相比,水分含量降低到≥40%~60%和≥20%~40%(T3和T4)时,白刺的净光合速率日变化均存在下降的趋势,分别下降了42.16%和44.73%;在不同的水分处理下,白刺蒸腾速率与气孔导度密切相关,并且相关系数大于净光合速率与气孔导度的相关性;各水分处理下白刺水分利用效率的日均值大小顺序为:T2>T1>T3>CK>T4。T2处理下,白刺根、茎、叶各形态指标达到最大值,并且显著高于其他处理(P<0.05)。【结论】从白刺的光合特征角度看,在不同的水分处理下,白刺的净光合速率的日变化均呈双峰曲线,并在14:00左右净光合速率值最低,均存在光合“午休”现象。根据白刺净光合速率、胞间CO₂浓度以及气孔限制值的变化,在CK、T1和T2处理下白刺光合“午休”的原因主要是由气孔因素引起;在T3和T4处理下光合“午休”的原因主要是由非气孔因素引起。60%~80%的土壤含水量是适宜白刺生长的最佳水分条件。     

近30年河南省度假气候指数变化特征分析

利用河南省111个国家气象观测站近30年(1991—2020年)的地面气象资料,包含逐日最高气温、平均相对湿度、降水量、风速、云覆盖率等气象要素,分析河南省度假气候指数的时空变化特征。结果显示:河南度假气候指数1—12月份达到“适宜”及以上等级,月变化呈现双峰型,在4—5月和9—10月最高,达到“特别适宜”等级;度假气候指数在季节变化上,春秋两季最高、夏季次之、冬季最低;空间分布上年内呈现“北高南低”的特点,季节分布上呈现明显的区域特点和一定的维度特点。     

我国森林生态效率测算及时空演变分析

【目的】测算了森林生态效率,分析其时空演变规律,为维护森林生态系统健康及拟定区域“碳达峰、碳中和”实现方案提供参考。【方法】基于数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)的BCC模型和Global Malmquist模型,从时间和空间二维视角,对2009—2018年全国31个省级行政区(未包含港澳台地区)森林生态效率的动态变化进行测度。【结果】观测期内我国森林生态效率非DEA有效省份显著多于DEA有效省份,全国整体纯技术效率较高,但存在投入冗余与产出不足问题,区域规模效率出现下降趋势;技术效率变化指数与技术进步指数变动态势相反,造成森林生态效率的Global Malmquist指数波动幅度较大;较高、高森林生态效率地区由东北、西南地区向中西部地区扩展演化。【结论】我国森林生态效率总体呈上升趋势,综合效率水平不高但纯技术效率较高;多数省份处于效率改善阶段,省域森林生态效率差异较大但呈现逐步均衡化倾向。     

太平洋西北部地区天然林景观动态及破碎化驱动力分析

[目的]准确量化森林破碎化程度以及破碎化过程,对于理解森林的生境变化导致的生态服务功能变化具有重要作用.本研究旨在量化美国西北部天然林破碎化空间过程,探究其社会经济驱动因素,为构建合理的森林经营方案提供参考,并为提高中国东北地区天然林的管理水平提供借鉴.[方法]利用美国国家土地覆盖3期数据(NLCD2008、2013及...     

基于连清数据的广州市1979—2012年森林生态功能的变化

【目的】高效的森林经营必须建立在生态合理性的基础上,分析区域尺度的森林生态功能综合评价及驱动因素,可为制定森林经营规划提供科学参考。【方法】以珠江三角洲的广州市为研究对象,以1979—2012年148块8期森林资源连续清查固定样地数据为主要信息源,在构建生态功能指数基础上,进行研究区生态功能时空变化及驱动因素分析。【结果】①1979—2012年,研究区森林生态功能指数提高的样地数多于降低的样地数,中高等级样地数的比例呈稳步增加趋势,低等级样地比例呈现阶梯状下降趋势;②1979—2012年,研究区森林生态功能的空间聚集性呈现先增大后急剧下降、又缓慢增强的复杂变化历程,生态功能高值点地理分布中心呈现由南向北、由西向东逐渐偏移的趋势;③地理加权回归分析显示,影响研究区森林生态功能空间差异性的前4个主要驱动因素大小依次为海拔>植被覆盖度>坡度>人均GDP。【结论】城市化、工业化引发的林地占用与退化,林业政策法规变动对林农森林经营积极性的影响,是导致区域森林生态功能变化的主要驱动因素;加强森林经营与林地保护,是提高区域森林生态服务功能的必由之路。     

快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制

【目的】探索快速城镇化地区耕地景观生态安全格局演变特征及其驱动机制新方法和新思路,为实施 “18亿亩耕地红线”保护政策提供科学依据。【方法】以江苏扬州耕地景观为对象,运用Fragstas 4.2软件和ArcGIS 10.2软件模拟计算扬州耕地景观安全格局时空演变特征;基于统计年鉴数据,运用地理探测器筛选出主导影响因素,并结合地理加权回归软件分析出影响因素之间的空间差异。【结果】扬州市耕地景观生态安全以市中心周边地区向西北方向逐年降低;社会经济影响因子解释度明显高于自然影响因子;各个主导社会经济因素对扬州市耕地景观生态安全格局的影响存在显著的空间差异。【结论】通过GIS空间模拟、地理探测器筛选和地理加权回归模型分析相结合的方法,可以科学准确地模拟分析出快速城镇化地区耕地景观生态安全格局时空演变特征及其驱动机制和空间差异。     

森林资源资产地域审计重点筛选模型构建及应用

【目的】筛选区域森林资源资产审计重点地块,既可以提高中国森林资源资产审计效率,又可以完善国土审计的地理信息应用技术。【方法】基于林地景观格局视域,运用ENVI和ArcGIS将浙江省各市域2000、2005、2010、2015年4期遥感影像数据转换为网格分辨率为30 m ArcGrid数据格式,并运用Fragstats 3.3进行林地破碎度指标计算,构建基于林地破碎度综合指数和集中度指数的森林资源资产地域审计重点筛选模型,用此模型筛选浙江省森林资源资产重点审计城市。【结果】所构建的模型有望提高政府国土自然资源资产审计重点甄别效率; 利用所构建的模型对浙江省11个地级市森林资源资产进行评估,筛选出舟山、金华、湖州、嘉兴和绍兴5个重点审计城市为全省森林资源资产地域审计的重点区域,佐证了模型科学性; 模型在浙江省的案例应用表明,在森林资源资产审计中将森林资源清查和现代地理信息技术有机结合,可提升国土审计的地域主体识别效率与审计结果的可视化解读。【结论】基于林地景观格局的视角构建森林资源资产审计重点区域识别模型,可将提高审计效率的基点落在林地景观变动幅度较大行政区层面。     

森林运动小镇游客游憩动机与满意度关系研究

【目的】森林生态体验和森林休闲运动已成为我国森林旅游的重要组成部分,主题特色鲜明的森林运动小镇成为森林旅游的重要发展载体,深入分析其成功因素和未来发展趋势对于促进森林旅游持续发展具有重要意义。【方法】以衢州灵鹫山森林运动小镇为例,采用问卷调查的方式结合回归分析法研究游客游憩动机、游后满意度及其二者之间的关系。【结果】灵鹫山森林运动小镇游客的游憩动机由强到弱依次为:刺激与逃避>机能提升>求知与探索>增进交往。不同人群分类的游憩动机有差异,其中运动技巧、亲情建设、运动类型、处事能力、焕发活力、组织能力6个动机因素受到人口统计学特征变化的影响。游客的游后满意度高低依次为:愉悦心情>整体>增强体质>缓解压力>增加见识,其中增加见识、缓解压力、增强体质满意度均值低于满意度总均值。焕发活力、结识朋友、身心享受3个动机因素对游客评价较低的满意度有影响,因此满足游客身心享受、焕发活力、结识朋友的动机需求可以提高游客满意度。【结论】在改善游客满意度方面建议:打造森林运动特征优势,满足游客主要需求;制订针对性的森林运动菜单,合理分配游客群体;提升森林运动游客体验,吸引更多游客关注森林康养。     

基于生态保护加权的普达措国家公园功能分区研究

目的 国家公园是中国最重要的自然保护地类型之一,合理的功能区划有利于更好地保护和利用自然资源,实现其多目标科学管理,对保护生物多样性和促进生态文明有着重要意义。方法 以香格里拉普达措国家公园自然生态系统的重要保护级别为主权重值,权衡农业、社区、交通、人口等因子对重要生态系统保护目标的影响,利用权重空间叠置法进行空间分析,划分国家公园功能分区,并评价其合理性。结果 ①采用基于重要生态系统保护目标权重的空间叠置法对国家公园进行功能分区,在确定生态保护目标重要性的同时权衡了公园相关利益主体的影响和需求,达到了保护和发展兼顾的目的;②根据分区结果,普达措国家公园划分为2个主要的功能分区,其中,核心保护区占总面积的53.35%,一般控制区占46.65%;核心区内重要生态系统占比高,分布集中,得到了有效保护,分区结果较为合理;③普达措的功能分区结果既能保护亚高山重要的暗针叶林生态系统,也增强了功能分区的科学性和可操作性。结论 研究结果可为国家公园建设规划和保护利用提供理论依据,为自然保护地功能分区方法提供参考与借鉴。     

长三角风景名胜区空间分布与可达性研究

【目的】长三角地区以其丰富的自然与人文景观形成了众多的风景名胜区,在长三角生态保护格局构建和区域绿色一体化发展中担任重要角色。定量分析长三角风景名胜区的分布与可达性特征,构建区域尺度下的风景区空间分布和可达性的研究框架,整体分析长三角区域风景区体系的空间结构,有助于合理利用风景名胜资源,促进区域可持续发展。【方法】 以长三角地区123处风景名胜区为对象,在综合考虑多种服务半径及风景区级别与类型属性的前提下,利用ArcGIS平台和数学模型分析其空间分布与可达性。【结果】 ①长三角风景名胜区整体上具有“南密北疏、一片多点式”、随机趋向于离散的分布特征。②长三角风景名胜区可达性分布差异化显著,3种搜索半径下呈现不同程度的空间极化现象,可达性等级随半径阈值增加整体呈提升趋势;3种搜索半径下县域可达性聚集程度均较高,热点区主要分布在黄山、宣城、丽水、杭州、金华、苏州、无锡等地,冷点区出现在上海及其周边地区。③不同等级中,国家级风景名胜区可达性优于省级风景名胜区;不同类型中,独立型风景名胜区可达性优于城景结合型风景名胜区。④可达性受不同客观因素影响,相关程度从强到弱依次为:风景名胜区分布密度>人口分布>路网密度。【结论】 长三角地区风景名胜区分布与可达性呈现出明显的地域差异。本研究可为长三角风景名胜区资源整合梳理、系统化管理以及区域旅游开发提供参考。     

基于CA Markov模型的喀斯特地区县域生态系统服务价值动态模拟

【目的】评估贵州喀斯特典型地区土地利用及生态系统服务价值变化趋势,为退耕还林(草)工程的实施提供理论支撑。【方法】在“3S”技术支持下,以贵州省普定县1999年、2003年、2009年和2015年4期Landsat遥感影像为主要数据源,根据CART决策树模型分类结果,提取普定县土地利用/覆被及景观格局信息,对1999—2015年间生态系统服务价值进行动态评估; 在此基础上结合CA-Markov模型,预测普定县2021年土地利用景观格局及生态系统服务价值变化趋势。【结果】1999—2015年间,研究区生态系统服务价值平稳增加,其中林地、农田和水域3类景观的生态系统服务价值占总价值的90%以上,是生态系统服务主体。在土地利用生态系统单项服务价值方面,水源涵养、土壤形成与保护和废物处理这3项生态服务功能合计贡献率在50%左右。【结论】贵州普定县域生态系统服务价值变化的主要驱动因素是退耕还林(草)政策的实施。2021年普定县生态系统服务价值总量为9.58亿元,比2015年减少约0.3亿元,说明现有退耕还林政策下,普定县生态系统服务价值在未来5年呈下降趋势。