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当期目录

    2010年, 第25卷, 第6期 刊出日期:2010-06-30 上一期    下一期
    理论探讨
    关于资源技术与工程学科建设若干问题的讨论
    顾卫,许映军,齐藤诚,林叶彬
    2010, 25 (6):  881-891.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.001
    摘要 ( )   PDF(106KB) ( )  
    资源技术与工程是现阶段资源科学学科建设的主要方向之一,是研究资源直接利用、间接利用、循环利用的理论、方法和实践的学科,其研究对象为物质实体。目前国内外资源技术与工程学科建设的进展仍处于纵向分异的阶段,单项资源(水、土、气、生物、矿产、能源等)利用的技术与工程研究仍是其主要特征。资源技术与工程的基本学科定位应为工学,其学科体系可分为3个二级学科和12个三级学科。在开展资源技术与工程学科建设时,理科院校应侧重于新型资源、替代资源的开发利用技术与工程研究,而工科、农科院校则应注重单项资源以及多项资源之间的再生利用、循环利用、保护利用、协同利用和综合利用技术与工程研究。
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    资源利用与管理
    土地利用变化对湿地景观连通性的影响 及连通性优化效应——以江苏盐城海滨湿地为例
    孙贤斌,刘红玉
    2010, 25 (6):  892-903.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.002
    摘要 ( )   PDF(440KB) ( )  

    土地利用与土地覆盖变化对湿地景观的结构和功能产生深刻的影响。选择江苏盐城海滨地区为研究对象,应用遥感和地理信息系统技术,分析20年来土地利用变化对湿地景观连通性的影响,并以2007年湿地景观生态系统服务功能为基础,采用阻力面模型探讨湿地景观连通性优化途径及其效应。结果显示:①1987—2007年间,盐城海滨区域土地利用结构变化显著。其中耕地面积比重由36.72%上升为46.17%,自然湿地持续减少,面积由44.4%减为26.01%,人工湿地持续增加,面积由9.96%上升为18.72%;②随着区域人类土地利用活动的加强,光滩、碱蓬沼泽和芦苇沼泽的空间连通性降低,区域土地利用导致湿地景观之间生态流阻隔,景观生态服务功能减弱;③2007年湿地景观生态功能强度空间差异显著,以累积耗费距离面、生态源地、耗费路径为依据,对湿地景观连通路径优化结果表明,废黄河口和大丰港附近等关键区域对景观连通性和生态流影响最大,是景观生态节点优化的首要对象;④加强连通路径的关键区域优化、提高景观连通度是实现景观优化的关键。

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    广东省农业循环经济发展的DEA分析与有效性评价
    秦 钟,王建武,章家恩,骆世明,徐华勤,赵本良
    2010, 25 (6):  904-913.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.003
    摘要 ( )   PDF(106KB) ( )  

    运用数据包络分析方法中的超效率DEA(Super-efficiency Data Envelopment Analysis, SE-DEA)模型对2004、2005年广东21个地市农业循环经济发展的有效性进行了评价,并应用DEA模型(C2R和BC2)对于非DEA有效城市的主要原因进行了分析,提出了非有效向有效转化和调整的方向与建议。结果表明,两年间全省农业循环经济发展的平均超效率值均在2.0以上,平均综合效率、技术效率和规模效率值分别为0.967 0、0.974 8和0.991 0。2005年中有11个地市的效率值都呈现上升趋势,农业循环经济发展整体状况良好。5个非DEA有效的地市中,技术有效而规模无效率的地市只有汕尾,该地区的规模报酬处于递增状态。惠州、清远、梅州和江门地区均表现为技术、规模无效。其中梅州的技术效率最低,规模报酬显示出下降趋势。非DEA有效地市可对相对无效的投入、产出作适当调整,即缩减过多的投入或增加不足的产出,以改善和提高农业循环经济的运行效率。

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    资源评价
    上海中心城区土地利用变化对区域降雨 径流的影响研究
    程 江,杨 凯,刘兰岚,李 博
    2010, 25 (6):  914-925.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.004
    摘要 ( )   PDF(377KB) ( )  

    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,AMC Ⅰ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(R2>0.999)和指数(R2>0.987)关系表示。

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    近30年玛纳斯河流域土地利用/覆被变化对 植被碳储量的影响
    柳梅英,包安明,陈 曦,刘海隆,张红利,陈晓娜
    2010, 25 (6):  926-938.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.005
    摘要 ( )   PDF(673KB) ( )  

    天然植被退化,部分转变为人工植被和人类聚居区是干旱区绿洲过程的重要表现之一,而目前对土地利用变化影响植被碳储量的机制还不十分清楚。论文尝试采用CASA模型及1976—2007年4期9月份Landsat卫星影像估算玛纳斯河流域9种植被类型的净初级生产力,并通过植物枯损模型估算了流域内植被碳密度,进而估算出流域内各类型植被碳储量,最后分析土地利用/覆被类型间的转移对植被碳储量的影响。结果表明,在1976—2007年间,受农作物种植结构及品种变化影响,绿洲农田植被碳密度变化较大;同期流域植被碳储量共增加了50.50×104 t C,其中林地被乱砍乱伐,灌木林地、天然牧草地退化为荒草地使得流域植被碳储量减少了1.21×104 t;林地、农田、荒草地以及未利用地之间的转移使得流域植被碳储量总共增加了18.52×104 t C。研究结果显示,流域内植被碳储量总体呈增加趋势,且农田是影响流域植被碳储量的主要因素。

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    近48 a宁夏寒潮的变化特征及可能影响的 成因初步分析
    陈豫英,陈 楠,马金仁,陈晓娟
    2010, 25 (6):  939-951.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.006
    摘要 ( )   PDF(558KB) ( )  

    利用1961—2008年宁夏日温度及逐月北半球500 hPa环流特征量、北极涛动指数(AOI)和NCAR/NCEP再分析资料,对宁夏寒潮频次变化的气候特征进行了分析,并对影响其变化的可能原因进行了讨论,结果表明:宁夏寒潮活动各地差异较大,主要出现在春季;近48年,春秋季寒潮频次呈弱增加趋势,冬季呈弱减少趋势;寒潮频次与AOI、气温呈负相关,与西伯利亚高压、东亚冬季风强度及入侵中国的冷空气活动频次呈正相关,相关关系在秋冬季明显,春季不明显;在气候变暖的大背景下,从20世纪80年代末开始,随着AOI从负位相转为正位相,冬季西伯利亚高压和东亚冬季风强度的减弱使得宁夏地表温度持续升高,是宁夏冬季寒潮频次减少的可能原因;春季也有类似的变化,不同的是:20世纪80年代中期以前,西伯利亚高压对寒潮活动作用更显著,之后,随气温持续增暖,冷空气活动对寒潮频次的影响更明显;秋季,西伯利亚高压和冷空气活动对寒潮的影响更直接明显。研究还发现,进入21世纪后,随着全球持续增暖,北极涛动对西伯利亚高压和东亚冬季风的影响有所减弱。因此,北极涛动、西伯利亚高压、冷空气活动频次、东亚冬季风、气温这几者之间的相互反馈作用是宁夏寒潮频次变化的可能原因。

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    2008年冬—2009年春辽宁省干旱的遥感监测与 大气结构分析
    詹雅婷,魏 鸣,闵爱莲,旷 达
    2010, 25 (6):  952-958.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.007
    摘要 ( )   PDF(481KB) ( )  

    MODIS的多波段及高时空分辨率特征有利于对大面积干旱区域的动态监测。2008年10月下旬至2009年2月中旬我国中东部和北方地区十多个省市遭遇了严重干旱。论文选取2009年初干旱较严重的辽宁省作为研究区域,使用热惯量法提取MODIS数据的干旱信息,识别出干旱区域和干旱程度。为了深入分析导致此次干旱的大气结构特征和机理,从天气形势、斜温图(Skew-T)两方面揭示了干旱发生期间影响旱区的大气风向风速、温度、湿度及大气能量的结构特征。研究表明东北冷涡强大稳定而导致的干冷空气路径维持,整层大气的温度-露点差较大,西北风使来源地水汽稀少,稳定的大气层结及干下沉气流等大气结构特征是引起辽宁省严重干旱的重要原因。

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    基于可计算一般均衡模型的张掖市水资源调控模拟研究
    王勇,肖洪浪,邹松兵,李彩芝,任娟,陆明峰
    2010, 25 (6):  959-966.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.008
    摘要 ( )   PDF(203KB) ( )  

    引入可计算一般均衡模型作为张掖市水资源调控研究的基础工具,模拟计算了张掖市将种植业部门生产规模和产品输出调控在不同水平时的社会经济运行情况。结果表明:现有生产条件下,缩减种植业部门产品的生产或向外输出均有利于国民经济生产中水资源的优化配置,并促进张掖市社会经济的发展;相对于控制种植业部门的生产规模来说,控制种植业部门产品的向外输出水平不仅能使张掖市取得更好的社会经济效益,而且还能从经济生产用水中节约出7 746.82×104 m3的水资源,可用于张掖市社会经济生活的消耗或黑河流域中下游的生态环境建设。

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    资源生态
    基于区域产量法测算的福建省农业生态足迹
    毕安平,朱鹤健,王德光
    2010, 25 (6):  967-977.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.009
    摘要 ( )   PDF(124KB) ( )  

    为了使生态足迹模型能更好地反映区域实际,文章对生态足迹模型中的计算项目做了较大改进。首次计算了肉类的耕地生态足迹和人畜排泄物污染生态足迹。新建了纳污土地、CO2吸收林地、水资源地三种生态足迹类型以强调农业污染的严重性和土地、林地的多重生态功能;将化石能源地并入CO2吸收林地;剔除牧草地类型,将肉类耗粮生态足迹并入耕地类型;将污染源从化石燃料扩展到人畜排泄物、化肥、农药领域,计算了CO2、N、P和农药等污染物的生态足迹。用福建省最近5 a的平均产量测算了2007年福建农业生态足迹,包括农业投入品生态足迹、农业劳动力消费生态足迹和农业污染物排放生态足迹三部分,然后与生态承载力分类比较以测度农业生产的生态占用情况。测算结果表明,2007年福建省农业生态足迹中,林地、水域、建成地、纳污土地占有实际生态承载力的比例较低,分别为1.4%、1.2%、13.4%和24.6%;而耕地占生态承载力的比例达到了94.2%;水资源地是实际生态承载力的2.2倍,出现了严重的生态赤字。最后提出相应的建议。

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    生态单元制图在国外自然保护和城乡规划中的发展与应用
    高 天,邱 玲,陈存根
    2010, 25 (6):  978-989.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.010
    摘要 ( )   PDF(160KB) ( )  

    生态单元制图作为景观生态学研究方法之一,能够提供研究区域内基础详细的、保护或规划定向的、便于使用的生物学和生态学信息,该方法已经成为一些国家自然保护和城乡规划工作的基本工具。论文首先简明介绍了生态单元的定义和功能以及制图的两种主要方法。着重探讨了生态单元制图在国外30多年不同阶段的发展历程,并分析了生态单元制图在自然保护和城乡规划中应用的3个方面:物种和生境保护、土地利用规划和管理以及不同尺度景观规划和管理。另外,论文还对生态单元制图中存在的问题和不足以及深入研究的思路进行探讨。目前生态单元制图研究中存在的问题主要集中在生态单元调查的主观性、制图比例尺和GIS技术等方面。最后分析了生态单元制图在我国的研究现状以及生态单元制图在我国自然保护和城乡规划中应用的前景。

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    黄土丘陵区自然恢复与人工修复流域生态效益对比分析
    郑江坤,魏天兴,朱金兆,赵 健,陈致富,朱文德,大林直
    2010, 25 (6):  990-1000.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.011
    摘要 ( )   PDF(227KB) ( )  

    论文以陕西吴起县柴沟和合家沟为例,通过样地的植被和土壤调查,在小流域尺度上分析了退耕10 a后人工修复和自然恢复方式生物多样性、生物量、群落特征和土壤物理性质的差异。结果表明:两者草本群落结构相近,相似性系数为0.925。人工修复区乔灌草三层的层盖度和为99.03%,三层的物种数和为85,草本层的株均高为0.41 m,还有该层的物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数均高于自然恢复区;而平均生物量、群落密度、土壤含水率、土壤容重和毛管孔隙度分别为5.890 t·hm-2、8.11×105株·hm-2、8.8%、1.251 g·cm-3和48.9%,均低于自然恢复区。两区土壤指标的变异系数变化较为复杂。

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    基于MODIS数据的内蒙古草地光能利用率时空变化分析
    李刚,王道龙,张华,张宏斌,辛晓平,杨桂霞
    2010, 25 (6):  1001-1012.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.012
    摘要 ( )   PDF(382KB) ( )  
    光能利用率(常以ε表示)直接影响草地植被的能量分配和光合速率,是影响NPP形成的重要参数之一。论文以MODIS数据及地面气象数据为数据源,在GIS和RS的支持下,研究了2003年内蒙古地区生长季草地的光能利用率(ε)及时空变化。结果表明,内蒙古地区生长季草地光能利用率(ε)在0~0.292 9 gC·MJ-1之间,平均值为0.220 4 gC·MJ-1。该地区草地生长季光能利用率空间分布规律明显,总体上呈由高纬度的东北部地区向低纬度的西南部地区逐渐降低的趋势,与该地区降雨空间分布相同。内蒙古地区生长季所有草地类型的平均光能利用率(ε)季节变化呈明显的单峰变化,其增长速率从5月开始为单调递减。
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    生态足迹理论在能源消费评价中的缺陷与改进探讨
    方 恺,董德明,沈万斌
    2010, 25 (6):  1013-1021.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.013
    摘要 ( )   PDF(125KB) ( )  
    生态足迹从生物生产力的角度定量测度人类消费活动对生态环境的综合性影响,是目前应用范围最广、关注程度最高的可持续发展评价方法,具有简明易懂、便于操作、易与其他指标结合等优点。论文在总结国内外主要研究成果与进展的基础上,针对现有评价结果较为悲观、难以真实反映人类消费对生态环境影响等问题,系统归纳和分析了生态足迹理论在能源消费评价中的5项缺陷:①参数选取面临两难;②度量标准存在矛盾;③互斥假设有违事实;④研究内容涵盖不全;⑤评价结果部分失真。据此提出了有针对性的改进建议,并认为前三项缺陷必须尽快修正,后两项缺陷需要逐步克服。还应通过学科交叉引入更多经济社会指标进行综合判断,以促进区域可持续发展评价这一系统性工程的不断完善。
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    资源研究方法
    DEM栅格分辨率对TOPMODEL模拟 不确定性的影响研究
    林凯荣,郭生练,熊立华,牛存稳
    2010, 25 (6):  1022-1032.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.014
    摘要 ( )   PDF(480KB) ( )  

    选择南水北调水源区所在的汉江流域的3个不同地貌类型的子流域为试验流域,采用1:5万比例尺DEM为基准数据,基于以地形为基础的半分布式流域水文模型TOPMODEL,研究栅格分辨率对水文模拟不确定性的影响,并利用多目标模糊优化算法,对水文模拟的不确定性进行了综合评价。结果表明,DEM栅格分辨率对地形特征和地形指数都有很大的影响,从而影响水文模拟的不确定性,但由于水文模拟的复杂性在一定程度上掩盖了不同DEM分辨率计算的地形指数的差别,使得这种影响不是很大。对于现有试验流域而言,当分辨率为200 m的时候可以得到相对较优的不确定性预测区间。

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    年降水量统计马尔可夫预测模型及其应用
    马占青,徐明仙,俞卫阳,温淑瑶
    2010, 25 (6):  1033-1041.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.015
    摘要 ( )   PDF(125KB) ( )  

    论文基于大气降水过程存在着大量的不确定性和不精确性的特点,将简单的统计计算与马尔可夫链理论有机结合起来预测降水量,方法的物理概念清晰,计算简便。以杭州市1956—2008年的降水量资料为例,应用统计模型进行逐年降水量预测,从前40 a的降水量序列资料(1956—1995年)开始,预测1996年的降水量,然后剔除1956年的降水资料,将1996年的实际资料加入到序列中,再按照降水量预测的基本步骤预测1997年的降水量,依此类推进行逐年降水量预测,结果表明,13 a中误差小于±10%、±15和±20%的分别占30.77%、53.85%和69.23%,预测误差最大值为-24.03%;应用统计马尔可夫预测模型进行逐年降水量预测,8 a中误差小于±1%和±5%的分别占37.50%和62.50%,预测误差最大值为8.77%,其降水量预测结果的精度有较大的提高,该法为提高大气降水量预测的精度提供了一条值得探索的途径。

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    专题论坛
    结构与效率因素的节能效果分析——以北京为例
    李艳梅,程晓凌
    2010, 25 (6):  1042-1048.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.016
    摘要 ( )   PDF(206KB) ( )  
    近年来,北京市能源强度呈现出不断下降的趋势,准确计量影响能源强度变动的各因素所产生的节能效果,可为未来进一步挖掘节能潜力提供参考。论文采用能源强度变化的完全分解模型,以1985—2007年为样本期,对影响北京市能源强度变化的结构因素和效率因素进行了计量。结果表明:在整个样本期内,效率和结构因素都对北京市的节能产生了正向作用,并且效率因素的节能效果大于结构因素。分阶段分析显示,2000年以后,结构节能效果表现出逐渐增强的趋势。由此可见,目前北京市的效率节能效果良好,结构节能效果有所发挥,但仍有潜力可挖,并且最大潜力在于工业部门内部结构的变化。
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    "湖泊-流域"土地生态管理的理念与方法探讨
    蔡海生,张学玲,黄宏胜
    2010, 25 (6):  1049-1058.  doi: 10.11849/zrzyxb.2010.06.017
    摘要 ( )   PDF(379KB) ( )  
    在对湖泊-流域基本概念及其管理问题综合阐述、对土地生态管理及其理念应用分析的基础上,探讨土地生态管理对"湖泊-流域"管理的启示。从协调人与自然、不同利益者之间的冲突出发,结合"人-地-水"协调关系问题的处理、"点-线-面"生态网络体系的建设、"生态-经济-社会"可持续发展等,对湖泊-流域土地生态管理的理念进行了具体分析。并提出了湖泊-流域土地生态管理的4个基本目标:①生态系统可持续;②土地利用可持续;③生态经济可持续;④流域管理可持续。在上述分析的基础上,探讨了湖泊-流域土地生态管理基本要素、主要内容、系统框架、管理模型和机制等,分析土地利用/覆盖变化、生态环境变化的直接驱动力和间接驱动力,在生态环境、资源利用、社会经济等评价的基础上,以生态文明建设、直接和间接优化调控机制为核心,提出了湖泊-流域土地生态管理的主要步骤和基本方法,并讨论了湖泊-流域土地生态管理的特点和发展趋势。
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