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    1. 表征全吸力范围的土壤水分特征曲线模型评估及其转换函数构建
    安乐生, 赵宽, 李明
    自然资源学报    2019, 34 (12): 2732-2742.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191219
    摘要207)   HTML0)    PDF (1780KB)(210)   

    基于非饱和土壤水力性质数据库(UNSODA)中选取的从砂土到黏土共256个土壤样本,系统性地评价了表征全吸力范围的土壤水分特征曲线模型(LIAO模型)的适用性,并构建和验证了预测LIAO模型参数的土壤转换函数(PTFs)。结果表明:(1)与传统的van Genuchten模型(仅适用于描述毛管水运动)相比,LIAO模型对不同质地土壤水分特征曲线的预测精度更高,均方根误差(RMSE)降低了约45%;(2)LIAO模型参数与土壤基本性质(如砂粒、粉粒、黏粒、有机质含量和容重)之间存在不同程度的相关性,其中参数θs与容重的相关性(r=-0.783,P<0.01)最强,而其余参数与粉粒的相关程度最高;(3)基于逐步回归方法构建的PTFs能够解释LIAO模型参数总变异的31%~65%,其中对θs的预测精度最高,经双交叉验证表明PTFs稳定性较好。研究成果可为区域(尤其是干旱和半干旱地区)土壤水文模型提供参数支持。

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    2. 基于多源遥感数据的锡尔河中下游农田土壤水分反演
    王浩, 罗格平, 王伟胜, PACHIKINKonstantin, 李耀明, 郑宏伟, 胡伟杰
    自然资源学报    2019, 34 (12): 2717-2731.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191218
    摘要249)   HTML1)    PDF (7404KB)(213)   

    机器学习结合多源遥感数据反演土壤水分含量(SMC)是目前SMC研究的热点,因较少考虑温度、蒸散等重要SMC影响因子,反演结果存在一定的不确定性。利用Sentinel-1影像、MODIS产品和SRTM数据,提取雷达后向散射系数等32个SMC影响因子,经相关分析选择27个显著的SMC影响因子(P<0.05)作为反演因子,并设计三组因子组合。这三组因子组合分别与随机森林、支持向量回归、BP神经网络三种机器学习方法结合,发现基于随机森林结合所有因子的方案,其SMC反演精度最高,该组合均方根误差RMSE为0.039 m³/m³,将该方案被用于反演2017年生长季锡尔河流域中下游平原区农田SMC。结果表明:从上部至下部SMC总体呈逐渐增加的态势,但存在显著时空差异,春季和秋季SMC较高而夏季较低。SMC差异主要由土壤质地、热量条件和地表植被状况差异引起。春季平原区下部农田SMC要高于上部,SMC的主控因子是土壤质地和地表植被状况;在夏季,土壤水分的主控因子是热量条件,农田灌溉弥补了热量条件差异对土壤水分的影响,导致空间上平原上部和下部土壤SMC空间差异不显著;秋季SMC的主控因子植被状况抵消地表温度和土壤质地差异对SMC的影响,使得秋季SMC空间差异不显著。本文采用的研究方法在一定程度上克服了因考虑SMC影响因子不足而获取更高SMC精度的限制。

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    3. 桐梓河流域输沙量变化及其对气候和人类活动的响应
    田义超, 王世杰, 白晓永, 张强, 陶进, 张亚丽, 黄鹄, 梁铭忠, 周国清, 劳燕玲
    自然资源学报    2019, 34 (12): 2701-2716.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191217
    摘要225)   HTML3)    PDF (5791KB)(214)   

    基于桐梓河流域二郎坝水文站1975-2015年长时间序列降水、蒸散量及输沙量数据,通过累积距平法、Morlet小波分析和Hurst指数等数理统计方法;定量分析了流域40年以来输沙量的演变过程以及未来变化趋势,并应用累积量斜率变化率比较法定量评估了研究区降雨量变化和人类活动对流域输沙量变化的影响和贡献率。研究结果表明:(1)40年来流域降水量介于608.10~1132.70 mm之间,其平均值为829.00 mm,呈不显著减小趋势,年均减小量为-3.10 mm/a。(2)流域年输沙量介于0.44万~478.01万t,其平均值为64.68万t,呈极显著减少趋势,减少速率为-4.13万t/a。未来流域输沙量呈持续递减趋势,但10年后将呈现出增加趋势。(3)1989年为流域输沙量的突变年份,1989年以前呈现上升趋势,1989年之后呈显著下降趋势,且突变年份后输沙量较突变年份前减少了76.82%。(4)输沙量存在12年左右的年代际震荡周期,形成了两个高震荡周期和一个低震荡中心,高震荡周期位于1976-1979年以及1986-1992年,低震荡周期位于1979-1985年。(5)多年季节输沙量呈持续性减少趋势,夏季输沙量在8年之后可能呈现出增加趋势,而其他季节则不存在持续性周期。(6)以1975-1989为基准期,降水量和人类活动对流域输沙量的贡献在1990-2015年分别达到4.87%和95.14%;如果考虑蒸发量对流域输沙量的影响,则人类活动对桐梓河流域径流量变化的贡献率在2003-2015年会增加到98.65%。流域输沙量在1990-2015年的减少主要由人类活动控制,人类活动每年导致输沙量减少1.57万t。

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    4. 耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响
    史常亮, 张益, 郭焱, 朱俊峰
    自然资源学报    2019, 34 (12): 2687-2700.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191216
    摘要215)   HTML1)    PDF (1640KB)(331)   

    在国家提倡化肥使用零增长、减量化的背景下,如何提高农户化肥使用效率变得至关重要。论文从技术效率角度衡量化肥使用效率,使用回归分析和基于R2的夏普里值分解方法考察了耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响方向及程度。结果表明:(1)农户在化肥使用上存在着较高的技术无效率,在保持劳动力、土地等其他要素投入数量不变的情况下,约52.51%的化肥投入可以削减且不影响产出。通过提高农户对化肥的使用和管理水平完全可以做到化肥减量而作物不减产。(2)耕地细碎化对农户化肥使用效率具有显著负影响,是导致农户化肥使用效率低下的一个重要原因,能够解释农户间化肥使用效率差异12.15%,在所有决定因素中位居第四,仅次于村虚拟变量、水田比例和粮食作物种植比例。而且,在细碎化程度越高的西部地区,耕地细碎化对农户化肥使用效率差异的贡献越强。(3)农户在化肥使用效率上的差异主要源于所在村特征和包括经营规模、种植结构、土地质量、是否加入合作社等因素在内的生产经营特征的不同;而农户个体特征受集体决策影响,解释力较弱。

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    5. 甘肃省资源环境承载力监测预警
    陈晓雨婧, 吴燕红, 夏建新
    自然资源学报    2019, 34 (11): 2378-2388.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191110
    摘要351)   HTML3)    PDF (3545KB)(348)   
    在综合考虑国家不同部门出台的政策基础上,构建了甘肃省资源环境承载力监测预警指标体系,采用基于AHP—熵权法的综合赋权法确定权重,并借鉴已有成果对各项指标的警限阈值进行了讨论确定;使用综合指数模型对甘肃省2006-2016年及各县级行政区资源环境承载力进行了分析研究。结果表明:(1)2006-2016年甘肃省资源环境承载力水平介于0.32~0.46之间,虽总体呈现增加趋势,但均处于超载预警状态。在空间上呈现出河西地区承载能力高,南部和东南部地区次之、中部地区承载力较差的格局。(2)十年间甘肃省资源承载力水平呈平稳上升态势,其中水资源承载力与能矿承载力处于较差水平;当前临夏市、天水市和平凉市处于橙色超载状态。(3)十年间甘肃省环境承载力水平呈“W”型曲线波动且超载严重,具有南部地区和兰州环境承载能力较好于河西和东部地区的空间差异。研究表明甘肃省资源环境超载严重,虽然自“十二五”以来生态文明建设成效显著,但缓解这一压力非短期之功,仍需进行不懈的努力。
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    6. 西北干旱区生态承载力监测及安全格局构建
    张学渊, 魏伟, 颉斌斌, 郭泽呈, 周俊菊
    自然资源学报    2019, 34 (11): 2389-2402.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191111
    摘要255)   HTML1)    PDF (3954KB)(393)   
    以西北干旱区为研究区,通过引入生态环境弹性力、资源环境供容力、社会经济压力三个准则层,建立了生态承载力综合评价体系。在此基础上运用空间主成分分析法(SPCA)对西北干旱区2000年、2007年、2012年、2016年四期生态承载力时空变化进行监测评估,进而构建生态安全格局。研究结果表明:西北干旱区生态承载力以弱承载为主,且在研究时段弱承载区面积不断下降,而强承载区面积有上升趋势;从空间分布看,河西地区、北疆地区、内蒙古西部地区生态承载力呈上升趋势,而南疆地区则有所下降;利用MCR模型提取道路型廊道、河流型廊道、绿色廊道共51条,总长度7285.43 km;提取重要斑块区节点、河流湿地区节点、生态脆弱区节点等共71个。根据计算结果将西北干旱区划分为16个生态安全格局,并结合生态承载力变化情况,对现有的安全格局进行布局优化,以期为西北干旱区生态环境的保护和恢复治理提供科学参考。
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    7. 不同恢复模式下红壤区森林植被盖度变化的阈值效应分析
    张军泽, 陈锡云, 岳辉, 冯冲
    自然资源学报    2019, 34 (11): 2403-2414.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191112
    摘要190)   HTML1)    PDF (2331KB)(367)   
    植被恢复过程中乔木层与灌草层变化的阈值效应往往决定着生态恢复工程的成败,若忽视这一效应可能会引发其他生态问题。为了进一步促进我国森林生态系统植被恢复建设,填补相关研究空白,研究了典型红壤区自然和人工恢复模式下乔木层和灌草层盖度的动态变化特征,基于前沿的生态阈值评估框架,利用线性模型和三种阈值模型(包括分段回归模型、阶跃函数模型以及通用模型)评估了不同恢复模式下两种盖度指标之间的阈值效应。模型评估结果的后验分布形式表明:在人工恢复乔木层与灌草层盖度之间存在阈值效应,而在自然恢复模式下则不存在;通过比较各个模型评估结果的精度可知,分段回归模型结果更加准确;进一步利用分段回归模型得出,当前人工恢复样地中乔木层盖度的阈值为42.85%(95%的置信区间为41.57%~44.13%),此时灌草盖度为58.75%,若超过乔木层盖度阈值会使得灌草层盖度开始降低。研究结果对促进我国红壤区人工林生态系统的结构改善具有较高的参考价值。
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    8. 山西历山山地草甸生物多样性、优势种和土壤因素对群落生产力的影响
    赵峰侠, 张瑞, 徐明, 郑云普
    自然资源学报    2019, 34 (11): 2415-2426.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20191113
    摘要245)   HTML0)    PDF (1206KB)(161)   
    自然生态系统生产力同生物多样性、优势种功能性状和土壤性质等多因素紧密关联,因此,受到多变量过程的综合调控。利用结构方程模型研究了山西历山山地草甸物种多样性、功能多样性、优势种功能性状和土壤等多变量因素对群落生产力的影响。结果表明:除了物种多样性外( γ=0.10, P=0.69),优势种功能性状( γ=0.61, P=0.00)、功能多样性( γ=0.47, P=0.04)和土壤因素( γ=0.34, P=0.02)直接影响群落生产力,并且土壤因素还通过改变优势种功能性状和功能多样性的方式间接影响群落生产力(间接影响系数分别为0.35、0.27)。优势种功能性状是预测群落生产力变化的最佳变量,其次是功能多样性和土壤因素。因此,理解自然生态系统生产力变化应在引入多元方法的前提下,重点考虑优势种功能性状因素。
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    9. 滨海地区畜禽养殖户污染防治意愿影响因素及其响应机理—以盐城市为例
    徐新悦, 岳梦凡, 李建国, 刘丽丽
    自然资源学报    2019, 34 (9): 1974-1986.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190913
    摘要142)   HTML0)    PDF (1854KB)(135)   
    养殖户污染防治意愿是采取畜禽养殖污染物处理方式的基础。明确滨海地区养殖户污染防治意愿的关键因素,辨析污染防治意愿形成机理,对制定有效政策有着重要意义。以盐城市为例,基于121份调查问卷,运用结构方程分析养殖户污染防治意愿的形成机制与影响机理。结果表明:(1)个体特征、社会影响及感知、养殖户健康风险感知对于污染防治意愿有直接正向影响;(2)个体特征对养殖户环境风险感知、健康风险感知有正向影响,与社会影响及感知有共变关系,并通过这些因素间接影响养殖户污染防治意愿;(3)养殖户健康风险感知是影响滨海地区畜禽养殖污染防治意愿最主要的因素,借助路径:养殖对于人体健康影响的感知→健康风险感知→养殖户污染防治意愿可以有效提高区域养殖污染防治。
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    10. 气象干旱对甘肃省榆中县乡村社会—生态系统的影响
    石育中, 杨新军, 赵雪雁
    自然资源学报    2019, 34 (9): 1987-2000.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190914
    摘要197)   HTML0)    PDF (4099KB)(184)   
    干旱影响研究是干旱及半干旱地区人地关系研究的重要内容,社会—生态系统的视角为西北地区生态脆弱—贫困区的可持续性研究提供了新的思路。选取甘肃省榆中县为研究区,运用标准化降水指数、干旱经济损失估算模型和GIS分析工具,分析干旱对粮食产量、经济发展和农户家庭的影响,归纳干旱对乡村社会—生态系统的影响机制。研究结果表明:(1)1960-2015年,榆中县气象干旱程度较强,且与粮食产量呈显著正相关,尤其对榆中县南、北部山区的粮食产量影响显著;(2)气象干旱造成的经济损失具有频率高和空间分布广的特征,经济损失严重区集中在榆中县南、北部山区;(3)农户家庭受灾面积较大,农作物减产和家庭收入损失明显,气象干旱造成的粮食安全问题严重,且“纯农型”家庭收入损失和粮食安全问题尤为突出;(4)水资源利用环、产量环、收入环—生计环和经济环为干旱影响社会—生态系统运行机制的关键环节。
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    11. 鄱阳湖碟形湖泊(常湖池)春季苔草生物量遥感估算
    饶滴滴, 于秀波, 李鹏, 夏少霞, 孟竹剑, 刘影
    自然资源学报    2019, 34 (9): 2001-2011.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190915
    摘要241)   HTML0)    PDF (3200KB)(178)   
    基于Sentinel-2植被指数,应用回归分析法分析了鄱阳湖碟形子湖泊(常湖池)的苔草( Carex)群落生物量与植被指数的关系,并探讨了高程水位和气温变化对其的影响。研究结果表明:(1)10种常用的植被指数中,土壤调节植被指数(Soil Adjusted Vegetation Index,SAVI)是常湖池苔草春季生长中后期(3月22日至5月5日)地上生物量估算的最佳植被指数,SAVI构建的三次多项式是常湖池苔草地上生物量最优遥感估算模型,其均方根误差为73.91 g/m 2,预测吻合度为71.90%,苔草生物量分布总体表现为自湖心到湖岸逐渐增加。(2)3月22日(春季苔草生长中期)和5月5日(春季苔草生长后期)苔草的地上总生物量分别为1.06×10 5 kg和3.28×10 5 kg,单位面积苔草生物量分别为77.56 g/m 2和208.44 g/m 2,这与鄱阳湖其他子湖单位面积生物量一般低于300 g/m 2相一致。(3)常湖池苔草生长受高程、水位和气温多重要素综合影响。3月底常湖池13.47 m高程(黄海高程,参考星子站水位,下同)以下苔草植株矮小,生物量积累较少;13.47 m高程以上区域受前期低温胁迫,生物量增长缓慢。随着气温回暖,出露区域的苔草生物量逐渐积累,并随高程增加而增长。
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    12. 黄土丘陵沟壑区生态风险时空动态及其风险分区—以陕西省米脂县为例
    刘迪, 陈海, 史琴琴, 张行, 耿甜伟
    自然资源学报    2019, 34 (9): 2012-2025.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190916
    摘要205)   HTML2)    PDF (4789KB)(197)   
    目前,黄土丘陵沟壑区等生态脆弱区生态风险评估已成为地理学与生态学应对生态系统管理的研究热点之一。以黄土丘陵沟壑区米脂县为研究区,构建“风险概率—敏感性—损失度”(PSI)的三维评价框架,并以子流域为评价单元进行数据整合,分析了米脂县2009-2015年准则层与综合生态风险的时空分异及其重心转移,并基于风险主导因子给出米脂县风险防范分区及降险对策。结果如下:(1)2009-2015年风险概率分别为49.93%、52.92%,有上升趋势;生境敏感性分别为0.61、0.60,下降了1.6%,生境质量趋好;损失度分别为0.42、0.46,损失度增加。(2)生态风险呈现中间高南北低的空间分布;研究期间生态风险值分别为0.14、0.15,风险有所升高;风险重心向西南转移跃入银州川道且风险演化主体方向为西北—东南走向。(3)风险预警区、生态恢复区、预警恢复兼顾区、自然调控区面积占比分别为7.53%、6.57%、23.86%、62.04%。基于风险主导因子的风险防范分区可有效进行风险消解,促进区域生境的可持续。
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    13. 生猪规模养殖粪污治理行为影响因素分析——基于意愿转化行为视角
    赵俊伟, 姜昊, 陈永福, 尹昌斌
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1708-1719.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190811
    摘要139)   HTML0)    PDF (1735KB)(206)   

    为促进养殖户积极参与粪污治理,基于意愿转化行为视角,利用吉林、辽宁2省25县的生猪规模养殖户调研数据,通过对样本数据进行分组(无意愿无行为、有意愿无行为、有意愿有行为),运用无序多分类Logistic回归模型从“有无意愿”“有无行为”“意愿转化行为”三个维度综合分析生猪规模养殖粪污治理行为的影响因素。结果显示:养殖户的粪污治理意愿与治理行为之间存在较大差异,意愿与行为的不一致比率达26.8%。影响养殖户粪污治理意愿转化行为的因素主要与养殖规模、粪污消纳地面积、养殖净收益、周边群众舆论、粪污处理技术、粪污处理经济条件、粪污处理相关培训、政府补贴和政府监管等相关性较大,并且对意愿向行为转化具有显著的促进作用,而养殖年限成为养殖户粪污治理意愿转化行为的阻碍因素。

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    14. 武汉城市圈湿地受损程度识别及驱动因素分析
    彭凯锋, 蒋卫国, 邓越
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1694-1707.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190810
    摘要168)   HTML1)    PDF (7292KB)(184)   

    基于1995-2015年的5期土地利用数据和连续时间序列的水体数据集,探究武汉城市圈湿地受损程度及其对应的水体变化特征,并使用Logistic模型进一步揭示湿地受损的驱动机制。结果表明:(1)1995-2015年,武汉城市圈湿地面积呈先增加后减少的趋势,其面积减少了665.15 km2。湿地受损区域大多分布在武汉市、黄陂县、仙桃市等,主要是由建设用地、旱地侵占湿地引起的;湿地恢复区域大多分布在仙桃市、武汉市,主要表现为由水田向功能湿地转变。(2)20年来,湿地的变化与其水体的退化或增长变化特征相似,即湿地受损区的水体面积减少,湿地恢复区的水体面积增加。(3)Logistic回归表明,建设用地、降雨、GDP是影响湿地受损风险的主要因子,其中人类活动是湿地受损的主要因素。

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    15. 基于空间聚类的中国东北气候分区及其气象干旱时间变化特征
    李明, 王贵文, 柴旭荣, 胡炜霞, 张莲芝
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1682-1693.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190809
    摘要261)   HTML1)    PDF (5207KB)(460)   

    近50年来,中国东北地区干旱化趋势明显,越来越频繁的干旱事件对该区域人民的生产和生活造成了严重的影响。基于1961-2016年中国地面降水和气温月值0.5°×0.5°格点数据,利用空间系统聚类方法对中国东北进行气候分区,通过标准化降水指数探讨了中国东北各亚区气象干旱的时间演变规律,并结合小波功率谱和小波全谱分析了各亚区干旱的周期变化特征。结果表明:(1)空间上,可将东北地区分为8个气候亚区,即西辽河平原半干旱农牧区、吉辽东部山地湿润农林区、呼伦贝尔高原半干旱牧业区、东北中部半湿润—半干旱农牧区、黑吉东部山地湿润农林区、大兴安岭北部湿润林业区、呼伦贝尔—黑河湿润—半湿润农林区、三江平原湿润农业区;(2)不同亚区的干旱事件时间演变特征存在明显差异,但大致都经历了3个干旱时期:1960s后期、1970s中后期至1980s前期、1990s后期至2000s;2000-2010年间东北地区干旱发生频率和影响范围最大,尤其是中、西部;(3)不同亚区干旱变化主要存在11年和3~8年的显著周期,第一主周期差异明显。研究结果对于弄清楚中国东北各亚区特有的气候变化驱动因素、制定气候均质区域干旱监测计划和水资源的管理具有重要的现实意义。

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    16. 1973-2018年布喀达坂峰地区前进冰川遥感监测
    高永鹏, 姚晓军, 刘时银, 祁苗苗, 段红玉, 刘娟, 张大弘
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1666-1681.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190808
    摘要203)   HTML1)    PDF (8194KB)(195)   

    冰川跃动是冰川动力不稳定性的表现,影响着全球约1%的冰川。基于1973-2018年208景Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像,对布喀达坂峰地区不同时期前进冰川进行遥感识别。结果表明:(1)1973-2018年布喀达坂峰地区共有7条冰川发生过前进,其中冰川末端快速退缩型冰川有3条,冰川末端波动前进型和冰川末端稳定型冰川各有2条。莫诺马哈冰川和5Y542H0020冰川可能为跃动冰川,且前者正处于跃动阶。(2)近45年间布喀达坂峰地区7条冰川共出现过25次前进现象,各条冰川发生前进次数均多于(含)2次;前进冰川发生时间主要集中于2000s(7次)和1970s(6次)。该地区冰川在各月份均发生过前进现象,推断该地区前进冰川属斯瓦尔巴型。布喀达坂峰地区冰川前进无明显规律,大多数冰川两次前进时间间隔为10年左右。(3)布喀达坂峰地区冰川前进可能受热控和水控机理共同作用,单一的气候变化尚难以解释其变化机理。

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    17. 基于生态系统服务价值的京津冀城市群湿地主导服务功能研究
    荔琢, 蒋卫国, 王文杰, 吕金霞, 邓越
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1654-1665.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190807
    摘要274)   HTML1)    PDF (4183KB)(402)   

    湿地是地球三大生态系统之一,在气候调节、水资源供给、净化环境等方面具有重要的价值和作用。基于1990-2015年6期土地生态遥感解译数据和社会经济数据,通过修正生态系统服务价值当量因子和计算湿地价值的内外部贡献率,利用GIS定量研究了京津冀城市群及各个城市25年间不同湿地类型、不同功能生态系统服务价值的变化,并基于此进行功能定位。结果表明:(1)京津冀城市群湿地的生态系统服务价值呈现先上升后波动下降的趋势,2015年湿地价值较1990年上升了29.3亿元,主要是由于河渠、水库坑塘价值的增加,以及水文调节、水资源供给价值的增加;(2)京津冀城市群的13个城市中,天津市生态系统服务价值最高,且东部沿海区域湿地价值有增加趋势,南部内陆城市不仅湿地面积少且价值逐年下降;(3)水文调节、水资源供给和净化环境是京津冀城市群大部分城市湿地的主导功能,而河渠、水库坑塘、滩地则是提供服务功能的主要湿地类型。生态系统服务价值的减少与增加都与人类活动密切相关,因此了解湿地价值的变化趋势及变化原因,明确湿地的功能定位,不仅可以增强人们对湿地生态的保护意识,同时也为未来京津冀地区湿地的修复、恢复及可持续利用提供科学依据。

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    18. 气候舒适度的体感分级:季节锚点法与中国案例
    蔚丹丹, 李山
    自然资源学报    2019, 34 (8): 1633-1653.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190806
    摘要391)   HTML0)    PDF (6380KB)(207)   

    气候舒适度对人居环境和人类活动具有深远影响,相关的评价模型/指数在建筑设计、城市规划、人体健康和旅游发展等领域有着广泛应用。体感分级标准作为气候舒适度评价模型不可或缺的关键环节,对模型效度有着重要的裁量权,也是实践应用中最终的度量衡工具。目前体感分级标准研究和应用中异地套用和局地实测的传统做法,在制定国家尺度普适性标准时遇到较大瓶颈。本文试图提出包含“定级—定名—定点—定宽”等基本环节的“季节锚点法”这一新的体感分级思路,并基于中国1981-2010年间814个基本(基准)气象站点的日值气象数据,以温湿指数和风效指数为例开展了实证研究。研究给出了“暑—热—暖—温—凉—冷—寒”这一针对中国区域的7级体感划分标准,并具体给出了温湿指数和风效指数在各体感等级上的阈值区间,进而在此基础计算评价了中国气候舒适期和不舒适期的时间长短、空间格局及其历时变化,得到一些有益发现。未来的研究可以进一步就细分人群、测试模型和区域差异等方面的体感分级标准开展更多深入探索。

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    19. 青藏高原东北部气候变化的异质性及其成因
    李林, 李晓东, 校瑞香, 申红艳
    自然资源学报    2019, 34 (7): 1496-1505.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190712
    摘要248)   HTML0)    PDF (2480KB)(194)   
    利用1961-2016年西宁等青藏高原东北部13个气象台站气温、降水等气象资料以及国家气候中心发布的南海季风指数、西伯利亚高压指数等大气环流特征量数据,分析近56年来气候变化与高原主体的差异性及其可能的气候成因。研究表明:近56年来青藏高原东北部气候变暖趋势十分显著,年平均气温气候倾向率高达0.39 ℃/10 a,呈现出三次明显的阶梯性增高态势,并于1994年前后发生了由冷到暖的突变,同时具有明显的空间差异性;年降水量及四季降水量均没有明显变化趋势,虽然经历了2002年左右由少到多的变化,但并未出现明显突变,年降水量具有3年、5年的准周期,而年降水日数微弱减少,降水强度呈增加趋势;该区域气候变化的年际波动主要受到东亚季风、高原季风和南海季风的年际振荡及其相互作用的影响,而西风环流的作用并不明显,植被覆盖的恢复既是对2002年以来降水量增加的具体反应,同时也对于气候变暖趋势起到了一定的缓和作用。
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    20. 近50年丝绸之路经济带中国境内冰川变化
    李龙, 姚晓军, 刘时银, 卜亚平, 宫鹏, 李晓锋
    自然资源学报    2019, 34 (7): 1506-1520.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190713
    摘要271)   HTML0)    PDF (3115KB)(206)   
    冰川是丝绸之路经济带中国境内重要的水资源,对该区农业建设和经济发展至关重要。基于修订后的中国第一次冰川编目数据和最新发布的第二次冰川编目数据,对丝绸之路经济带中国境内冰川变化进行分析。结果表明:(1)丝绸之路经济带中国境内现有冰川22523条,面积25516.80 km 2,冰储量约2592.85 km 3,分别占我国冰川相应总量的46.37%、49.22%和57.39%,其中新疆维吾尔自治区冰川储量最为丰富,共计2366.25 km 3。(2)丝绸之路经济带中国境内冰川以面积<0.5 km 2的冰川数量最多,共计15519条,占冰川总数量的68.90%;面积则以介于1~5 km 2冰川为主,共计6833.71 km 2,占冰川总面积的26.78%;各山系的冰川退缩海拔高度不同,面积减少速度在各个高度带均有差异。(3)近50年间丝绸之路经济带中国境内冰川面积共减少4527.43 km 2,变化百分比为-20.88%,有3114条冰川消失,冰川冰储量损失约419.35 km 3。(4)丝绸之路经济带中国境内冰川变化整体呈现自西向东加快趋势,减少速率整体上有自西南向东北加快趋势;冰川朝北消失数量大于朝南消失数量,东北方向面积减少最多,东南方向面积减少最快。(5)近50年间丝绸之路经济带中国境内有暖湿化趋势,冬季气温升高速率大于夏季且降水增加幅度小于夏季的气候组合模式,不利于冰川的积累从而导致冰川退缩;冰川发育规模对冰川退缩也有一定影响,但各山系冰川变化驱动力具有空间差异。
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    21. 羌塘高原人与野生动物冲突的成因
    徐增让, 靳茗茗, 郑鑫, 魏子谦
    自然资源学报    2019, 34 (7): 1521-1530.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190714
    摘要284)   HTML1)    PDF (2563KB)(268)   
    随着自然保护事业的发展,人与野生动物冲突加剧成为自然保护与地区发展面临的新问题。但人与野生动物冲突研究具有多主体性、复杂性和跨学科性,研究难度大。本文以羌塘高原为例,采用人与野生动物相互作用社会生态系统的概念,梳理了人与野生动物冲突主体的规模、分布,识别了食草野生动物与家畜争食牧草、人类聚落与野生动物竞争生存空间、草场围栏分隔栖息地及阻断迁徙通道等三种主要冲突类型。考虑草畜兽平衡核算了草地承载状况,模拟了家畜与野生动物生存空间重叠,刻画了草场围栏对栖息地及迁徙通道的影响。从重叠空间的资源竞争及人类活动扰动等方面剖析了人与野生动物冲突成因。可为厘清冲突机制,提高干预效果提供新认知。
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    22. 1979-2014年中国地面风速的长期变化趋势
    王楠, 游庆龙, 刘菊菊
    自然资源学报    2019, 34 (7): 1531-1542.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190715
    摘要378)   HTML2)    PDF (4997KB)(192)   
    基于中国国家级地面气象站均一化风速月值数据集,采用线性回归等方法分析了1979-2014年中国2268个台站地面风速演变的时空特征。结果表明:中国地面风速总体呈显著下降趋势,年平均风速变化速率为-0.142 m/s/10 a;四个季节中春季平均风速下降趋势(-0.18 m/s/10 a)明显大于其他三个季节,其次依次为冬季(-0.135 m/s/10 a)、夏季(-0.13 m/s/10 a)及秋季(-0.129 m/s/10 a);研究选取的台站中约82%的台站风速呈现下降趋势;划分的七个区域中,高原区和东北区风速下降趋势最明显,华北区下降趋势最小,但都通过了0.05显著性检验;中国地面风速在1980s下降趋势最显著(-0.235 m/s/10 a),1990s下降趋势减缓(-0.112 m/s/10 a),2000-2014年下降趋势最小,为-0.099 m/s/10 a;研究期间地面风速与地面气温呈显著负相关,表明近期中国气温变暖可能导致风速减弱。
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    23. 1960-2016年中国北方地区极端干湿事件演变特征
    贾艳青, 张勃
    自然资源学报    2019, 34 (7): 1543-1554.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190716
    摘要391)   HTML3)    PDF (5112KB)(222)   
    基于中国北方地区424个气象站点1960-2016年的日气象数据础,应用FAO Penman-Monteith模型计算潜在蒸散( ET 0),基于降水量和潜在蒸散计算湿润指数,对湿润指数进行标准化后统计极端干湿事件频率,分析极端干湿事件频率的空间变化趋势、多时间尺度演变特征以及ENSO事件对极端干湿事件变化趋势的影响。结果表明:北方极端干旱和极端湿润事件频率分别呈显著下降和显著上升趋势,年际倾向率分别为-0.10次/10年和0.13次/10年。空间上,极端干旱频率整体呈减少趋势,包括青藏高原、西北和东北地区。西北极端干旱频率减少速率较大,青藏高原中部、新疆北部和东北北部部分站点极端湿润频率增加幅度较大。各年代中,华北极端干旱多发,东北和青藏高原极端湿润多发。季节上,分区极端干旱发生概率均大于极端湿润发生概率,华北极端干旱发生概率最高,青藏高原极端湿润发生概率最高。ENSO与湿润指数存在滞后性的关系。El Niño翌年,气候偏湿润的年份较多;La Nina翌年,气候偏干旱的年份较多。SSTA与翌年湿润指数在年际和夏季两个时间尺度上存在显著的正相关关系。
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    24. 多源遥感数据支持下的县域尺度生态效率测算及稳健性检验——以长江中游城市群为例
    马勇, 童昀, 任洁
    自然资源学报    2019, 34 (6): 1196-1208.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190606
    摘要234)   HTML7)    PDF (3355KB)(115)   

    生态效率是评价区域生态文明水平的重要依据,也是地理学与经济学开展资源环境综合研究的常用指标和变量,县域尺度生态效率测度的研究匮乏,制约了上述问题在县域层面上开展。在长江经济带生态优先和绿色发展国家战略下,以长江中游城市群为研究区域,依托多源遥感数据构建县域尺度生态效率测算指标体系,应用非合意产出超效率EBM模型测算2000-2015年县域生态效率,利用GIS空间分析工具揭示其时空分异规律和空间关联特征。并设计稳健性检验方案,对县域尺度生态效率测度路径科学性及稳健性进行检验。结果表明:(1)各年份长株潭城市群和环鄱阳湖城市群所辖县域的生态效率均优于武汉城市圈所辖县域;(2)研究期内生态效率维持高位区域包括武汉市辖区等12个县市,生态效率持续低值区域包括瑞昌市等7个县市;(3)县域生态效率H-H集聚区由衡阳市、株洲市及其周边至2015年成片消失,L-L集聚区则按照顺时针走向,逐步形成围绕武汉市的闭合环形区域;(4)基于市域生态效率排名对比的稳健性检验表明,县域生态效率测度路径和结果具有较高可信度。

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    25. 1970-2015年汉江流域多尺度极端降水时空变化特征
    汪成博, 李双双, 延军平, 武亚群
    自然资源学报    2019, 34 (6): 1209-1222.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190607
    摘要326)   HTML5)    PDF (6087KB)(197)   

    基于汉江流域63个气象站点逐日降水数据,辅以超阈值抽样、极端降水集中度(EPCD)和集中期(EPCP)、Mann-Kendall趋势检验等分析方法,对1970-2015年汉江流域多尺度极端降水变化特征进行分析。结果表明:(1)在旬尺度上,汉江流域EPCD较高,呈现出“西高东低”空间特征;汉江EPCP多年均值为七月下旬,空间呈现出“东部早,西部迟”的分布特征,不同流域表现出不同的年代变化规律。(2)在月尺度上,汉江流域极端降水各月分布不均,主要集中在5-9月,同年10月至次年4月为极端降水少发期。(3)在季尺度上,汉江流域极端降水夏季占比50%以上,但近期全流域夏季极端降水比例下降,其中上游主要为春季占比增加,中下游为秋季占比增加,说明夏季是影响汉江极端降水非均匀变化的关键季节。(4)在影响因素上,当东亚季风和南亚II区季风偏强时,汉江流域夏季极端降水量整体减少;当东亚季风偏弱时,夏季极端降水增幅呈南北分异,而南亚II区季风偏弱时,极端降水增幅呈东西分异。

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    26. 玉龙雪山牦牛坪高山草甸的干扰格局分析
    吕曾哲舟, 黄晓霞, 王琇瑜, 和克俭, 丁佼, 孙晓能
    自然资源学报    2019, 34 (6): 1223-1231.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190608
    摘要411)   HTML4)    PDF (2505KB)(74)   

    近几年玉龙雪山生态旅游热升温,对该区域生态环境和植被资源的影响日趋显著,研究该区域高山草甸所受干扰对制定该区域的生态保护、可持续发展对策具有重要意义。为明晰人类活动对玉龙雪山高山草甸的影响,选取该区域典型高山草甸分布区域作为研究区,分析其草甸退化格局,通过干扰强度模型量化研究区的干扰格局,并利用方差分解确定不同干扰对高山草甸退化的贡献率。结果表明:(1)放牧干扰主要集中在牲畜饮水点附近,旅游干扰更多作用于景区观景台和寺庙附近,干扰活动分布与路径体系相吻合,游径布设和游客行为扩散模式决定了旅游干扰的格局;(2)草甸退化程度随干扰程度的增加而升高,干扰强度最大的区域与草甸的重度退化区域重合;(3)总体上旅游较放牧对草甸退化的贡献作用更大,但存在空间差异。在玉龙雪山牦牛坪景区,旅游干扰已逐渐取代放牧干扰成为主要干扰因素,且路径体系与旅游干扰格局具有较高的吻合度,对草甸退化格局的影响在逐渐增加。综上,建议选取使用率高的非正式路径修建为正式路径,保护和恢复分布在使用率低的非正式路径旁的植被和土壤,以降低旅游干扰对高山草甸的影响。

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    27. 博弈视角下跨界河流水资源保护协作机制——以太湖流域太浦河为例
    杨梦杰, 杨凯, 李根, 牛小丹
    自然资源学报    2019, 34 (6): 1232-1244.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190609
    摘要245)   HTML2)    PDF (2608KB)(97)   

    跨界河流水资源保护利益协调问题是流域水资源管理的难点。以太湖流域典型跨界河流太浦河为例,对比分析上下游水资源保护利益诉求,基于博弈理论,引入外部驱动(流域机构介入、激励约束政策)与内部均衡(生态补偿、断面水质考核)四种协调手段,探讨均衡太浦河上下游利益矛盾、激励上下游实现合作保护的协作机制。结果表明:(1)在引入协调手段的博弈模型中,实现了博弈系统向协作策略(达标,补偿)演化。(2)基于博弈分析结果,协作策略(达标,补偿)的实现与激励约束力度、补偿金额、水权、上游保护成本与效益等因素密切相关。(3)外部驱动机制有利于协调上下游河流功能定位需求差异,并调动上下游加强协作保护的积极性与主动性;内部均衡机制有利于弥补上游水权、产业发展等利益损失,并倒逼太浦河水质达标、保障下游取水安全。(4)构建的太浦河水资源保护协作机制,可为加快推进长三角一体化协同发展,建设流域“清水走廊”提供理论与决策支持参考。

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    28. 基于人工神经网络多源数据融合的子像元冬油菜提取——以两湖平原为例
    刘文斌, 陶建斌, 徐猛, 陈瑞卿, 郭洋
    自然资源学报    2019, 34 (5): 1079-1092.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190514
    摘要111)   HTML0)    PDF (8896KB)(49)   

    油菜是我国第五大农作物和重要的油料作物。获取油菜的种植分布信息对食用油市场的发展和粮食安全具有重要意义。两湖平原泛指包括湖北江汉平原和湖南洞庭湖平原在内的广大平原区域,是我国重要的粮棉油生产基地,“湖广熟,天下足”指的就是这一地区。由于耕地破碎,种植结构复杂,两湖平原轮作和间作的现象非常普遍,传统的遥感监测方法难以准确地获取冬油菜的空间分布。本文提出了一种基于人工神经网络ANN的子像元冬油菜提取方法,将时间序列MODIS-EVI和GF-1数据结合以提取两湖平原的冬油菜丰度信息。首先采用顺序前向选择SFS算法从时间序列MODIS-EVI数据集中进行物候特征优选;然后构建融合多源数据的ANN模型估算两湖平原的冬油菜丰度。结果表明:基于ANN方法获取的冬油菜分布具有较高的精度(ANN估算结果与GF-1和统计数据的验证精度分别为91.54%和74.70%),在利用中分辨率影像进行大尺度冬油菜精细制图方面显示出巨大潜力,可为我国冬油菜的空间分布制图和时空格局分析提供技术方法。

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    29. 干旱区县域景观格局变化轨迹识别——以宁夏盐池县为例
    程琳琳, 刘华, 刘焱序
    自然资源学报    2019, 34 (5): 1066-1078.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190513
    摘要122)   HTML0)    PDF (5267KB)(51)   

    细致的景观格局时空刻画可以为格局与过程耦合机制分析奠定坚实的数据基础。以半干旱区县域景观格局变化轨迹识别为目标,基于Landsat影像构建了宁夏盐池县1988-2017年景观格局序列,识别景观组分、构型的演化轨迹。研究表明:(1)盐池县研究时段内植被整体增加,显著增加的景观占比为33.53%;裸土整体减少,显著减少的景观占比为35.78%。(2)四项景观构型指数显示,近年来盐池县景观斑块的边缘复杂程度有所加强,除植被的集聚程度不断增加外,其他景观类型的集聚程度相对稳定。(3)盐池县35.08%的像元发生变化,其中变化1次和2次的像元分别占比54.63%和28.60%,首末变化年份间隔为三年的像元占比12.39%。基于连续年份的半干旱区景观变化轨迹判定,可为生态恢复长期监测提供有力的方法支持。

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    30. 无人机遥感调查黄河源玛多县岩羊数量及分布
    郭兴健, 邵全琴, 杨帆, 李愈哲, 汪阳春, 王东亮
    自然资源学报    2019, 34 (5): 1054-1065.   DOI: 10.31497/zrzyxb.20190512
    摘要176)   HTML8)    PDF (2247KB)(60)   

    本研究于2017年利用无人机航拍调查对黄河源玛多县县域内的岩羊种群数量进行了估算,并对其分布规律进行了研究。无人机航拍共获取影像23784张,有效面积326.6 km2,通过目视解译,获取样带内的岩羊种群数量为203只,种群密度为0.6215只/km2。通过推算,得到玛多县岩羊种群数量为8968只。对玛多县岩羊分布位置与环境因子的分析结果显示:岩羊偏好于选择海拔为4100~4200 m、距公路大于3 km、距悬崖峭壁200 m以内的区域活动。本研究利用无人机航拍样带调查估算黄河源玛多县岩羊种群数量与密度,并结合ArcGIS软件对其生境进行分析,将3S技术与野生动物调查相结合,为青藏高原地区大型野生动物相关研究提供了新思路。

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