自然资源学报

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理论探讨

基于试验观测的光合有效辐射特征分析

马金玉, 刘晶淼, 李世奎, 梁宏, 姜朝阳, 王炳忠

2007, 22(5): 673-682. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.001

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光合有效辐射是生物、生态和农业常用的重要参数,常规气象资料中没有该资料,实测结果也比较少,以往多采用经验气候学计算获得。论文基于固城站观测辐射资料,对光合有效辐射特征分析的结果表明:光合有效辐射（PAR）占总辐射（Q）的比值(η_PAR)分布呈近似钟型,有60%的比值分布在0.35～0.45之间。η_{PARPARPARPARPAR})与Q的关系为:全年Q_PAR=0.40Q,生长季Q_PAR=0.41Q,这一结果与以往国内一些实测结果相近。论文用此值重新评估华北平原光合生产潜力的结果表明,以往估算光合生产潜力常采用η_PAR

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理论探讨

中国北方近50年潜在蒸发的变化

谢贤群, 王菱

2007, 22(5): 683-691. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.002

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利用彭曼-蒙梯斯公式和常规气象资料计算中国北方地区潜在蒸发(也称蒸发力)变化,分析实测蒸发皿蒸发的变化,结果表明:自20世纪50年代以来,潜在蒸发和蒸发皿蒸发呈波动下降趋势。日照百分率、风速下降和湿度增加影响了潜在蒸散和蒸发皿蒸发量的变化。从能量观点来说,太阳总辐射的下降是潜在蒸发和蒸发皿蒸发减小的主要原因之一,大气湿度增加和人类对于能源消耗的增加导致到达地面的太阳总辐射下降。因太阳总辐射的下降引起潜在蒸发的减小量约占总潜在蒸发减小量的78%左右。

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理论探讨

水权制度选择理论——基于交易成本、租值消散的研究

李月, 贾绍凤

2007, 22(5): 692-700. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.003

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水资源配置大致存在完全政府配置、完全市场配置和准市场配置3种模式。中国正处于水权制度改革的过程中,水资源配置制度有从完全政府配置转向依靠市场配置的趋势。新制度经济学的交易成本理论和租值消散理论可以为新的水权制度的设计和选择提供依据。水资源的不同配置制度对应着相应的交易成本,相对较好的制度应该能在扣除交易成本之后获得较多的社会净租值。目前我国水资源管理的当务之急是根据经济理性,科学地界定好水资源的公有和私有权利,并由完全政府管制向市场体制转型。

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资源利用与管理

经济发达区农村居民点整理驱动力与模式——以浙江省嵊州市为例

谷晓坤, 陈百明, 代兵

2007, 22(5): 701-708. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.004

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农村居民点整理是优化用地布局、集约利用土地和建设社会主义新农村的重要措施。以经济发达区的浙江省嵊州市为例,研究农村居民点整理的驱动力和模式。研究表明:1996—2005年嵊州市农村居民点用地呈先增加后减少的变化趋势,农村居民点整理的政策驱动力包括耕地占补平衡政策和土地整理折抵建设用地指标异地调剂政策,经济社会驱动力包括市(县)域经济发展、城市化与农村经济社会发展。"三方共建"模式的特点是政府相关部门、村集体经济组织和村民三方共同出资共同实施。模式构成的关键因素反映出上述驱动力的影响作用。典型案例效益明显,如新增耕地率66.67%,资金平衡度228%,土地集约利用度提高176%等,耕作半径变化小,对人口城镇化和传统村落文化无显著影响。

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资源利用与管理

一种K干旱指数在西北地区春旱分析中的应用

王劲松, 郭江勇, 倾继祖

2007, 22(5): 709-717. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.005

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用西北地区140个气象站1971～2000年的春季降水、蒸发资料,计算了一种K干旱指数,并制定了干旱标准,分析了西北春季干旱的气候特征。对K干旱指数与改进的Palmer干旱指数、降水距平百分率干旱指数作了比较分析;同时利用没有参加干旱指标划分的2001～2005年乌鲁木齐、玉树、兰州和西峰4个代表站(分别代表干旱、高原、半干旱和半湿润地区)的降水、蒸发独立样本资料对制定的干旱指标进行了检验。结果表明,新疆南部、甘肃西部、青海西部是重旱的高发区;新疆北部偏南地区、甘肃北部、南部和东部、宁夏北部、青海东南部、陕西北部是中旱的高发区;新疆西部、甘肃南部、青海西部、陕西东部是轻旱的高发区。K干旱指数对西北春季干旱有较好的监测能力;改进的Palmer干旱指数对干旱区的干旱监测效果好,但对高原、半干旱、半湿润地区的干旱监测有一定的局限;降水距平百分率干旱指数对轻旱和重旱监测效果好,对中旱监测能力差。在2001～2005年的检验中,再次证明改进的Palmer干旱指数对西北地区干旱监测有一定的局限,K干旱指数对西北地区的干旱监测有较好的效果。

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资源利用与管理

中国省际资源节约指数的空间差异研究

官紫玲

2007, 22(5): 718-723. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.006

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论文首次利用改进的"节约指数"并结合图形数据,对中国各省区资源消耗现状进行定量分析。结果表明:中国资源节约指数空间差异明显,总体上东部比西部节约、中部过渡(除山西外);低于全国平均节约水平的省域约占2/3,其中大部分在西部地区;此外,经济发展水平越高的省域,资源环境绩效水平相对越好。研究结果揭示了中国不同省域建设节约型社会的节约水平和资源利用效率差异,同时也为促进区域协调发展以及经济社会的可持续发展提供依据。

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资源利用与管理

黄土丘陵区土壤抗水蚀能力变化的动态评估

尹乐, 倪晋仁

2007, 22(5): 724-734. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.007

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以黄土丘陵区典型小流域纸坊沟为研究对象,建立了土壤抗水蚀能力动态评价的指标体系,利用层次分析法对1938～2000年间研究区域的土壤抗水蚀能力进行了动态评估。引入土壤相对抗水蚀能力指标,并采用生态系统健康和承载力相关概念,研究了流域土壤抗水蚀能力偏离理想状态程度的变化情况,分析了其健康状态变化、恢复力和可恢复程度;通过与土地利用结构状态变化过程与恢复特性的比较,揭示了土壤抗水蚀能力对于土地利用结构变化的响应关系,指出了响应曲线中的滞后特点并对其产生的原因进行了分析。研究结果与前人所得的结果吻合较好,说明研究中采用的方法能够有效预测土壤抗水蚀能力,也可为水土保持恢复和管理工作提供科学支持。

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资源利用与管理

时间序列案例推理检测土地利用短期快速变化

钱峻屏, 黎夏, 艾彬, 叶嘉安, 陈晓越, 刘凯, 卓丽

2007, 22(5): 735-746. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.008

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在实际的地理环境中,不同的土地利用/土地覆盖类型往往具有特定的时/空变化特征,适合于采用案例匹配方法进行求解。但目前常用的案例推理多以静态推理为主,缺乏对动态变化过程的推理。论文利用案例的空间可重用性,提出了基于时间序列的案例推理方法,通过分层随机采样挑选案例点,建立了试验区同步观测案例库,并对2005～2006年试验区15景Radarsat图像进行了时间序列影像分割,利用案例点的时间序列特征值对分割后的图斑进行时间序列相似性测度,生成时间序列案例匹配矩阵,并进一步得到变化图斑的土地利用转化类型和变化时间。最后,结合野外实测资料,对案例匹配结果进行了误差评价,在所有地类变化检测结果中,菜地由于种植类型多样,物候差异大,变化检测误差最大,其次是平整土地;鱼塘(11.3%～13.2%)和果园(10.7%～16.9%)变化检测误差最小。和基于规则的变化检测方法相比,案例推理方法精度略高。

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资源安全

从栅格到县域:中国粮食生产的资源潜力区域差异分析

封志明, 杨艳昭, 张晶, 王秀芬

2007, 22(5): 747-755. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.009

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粮食安全是国家安全的重要组成部分。论文通过构建生产潜力模型,利用GIS技术,定量计算了1km×1km栅格和县域尺度中国粮食生产潜力;通过对粮食生产的资源禀赋状况逐级评判,揭示了中国不同地区粮食生产的资源潜力。结果表明:中国平均光温、水资源和土地资源分别具备1倍多、1倍以及近1/3的增长空间。中国县域粮食资源潜力差异显著,内蒙古及长城沿线以及黄土高原地区为县域粮食资源可开发空间较大的区域,西北、黄淮海、四川盆地区为可开发程度较低的地区。

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资源安全

哈尔滨市城乡居民生活消费的环境压力分析

杨莉, 刘宁, 戴明忠, 陆根法

2007, 22(5): 756-765. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.010

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论文用生态足迹理论和方法,定量研究哈尔滨市城乡居民食物、生活用品、生活用能、水资源、住区和生活污染等6类消费项的环境压力,为引导城市化发展和城乡居民建立可持续消费模式提供科学依据。结果显示,1985～2003年哈尔滨市人均生活消费的环境压力不断增大,并在此期间超过生态承载力,产生生态赤字。城镇居民生活消费及各分项足迹均大于农村居民,差距呈加大趋势。在消费构成上,城镇和农村居民的食物消费足迹最大,2003年两者分别为1.054hm²/人和0.711hm²/人,城镇人均动物性食物消费数量显著大于农村,是其食物足迹较大的主要原因;在生态空间占用上,耕地占用面积最大,城乡居民分别为0.947hm²/人和0.700hm²/人,分别占其总足迹的58.7%和73.4%。研究表明,城镇化发展和消费升级将进一步加大区域环境压力。

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资源安全

江苏省耕地面积变化与经济增长的协整性与因果关系分析

叶浩, 濮励杰

2007, 22(5): 766-774. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.011

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江苏省近年来随着社会经济的发展,耕地面积急剧减少,土地利用变化和经济增长二者关系更为明显和完整,具有极好的典型性和代表性。论文利用近20年来耕地面积、经济增长与城市化水平之间的长序列统计资料,对江苏省1981～2004年间的耕地面积与经济增长及城市化水平的协整性和因果关系进行了研究。研究表明:耕地面积、GDP与城市化水平均是不平稳的时间序列,直接对其进行回归分析是不严谨的;江苏省耕地面积变化与经济增长之间不具有长期的协整性;江苏省耕地面积与GDP、城市化水平之间只存在单向的因果关系。通过研究,认为目前的土地利用方式极不合理。因此,降低耕地减少速度,提高土地利用效率是非常紧迫的战略问题。

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资源评价

基于RS的城市土地集约利用评价方法研究

尹君, 谢俊奇, 王力, 张贵军, 郭庆十

2007, 22(5): 775-782. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.012

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论文建立了以遥感数据为主要数据源的城市土地集约利用评价指标体系,对城市土地利用遥感影像(IKONOS)特征进行分析,介绍评价指标遥感信息解译方法。在以遥感为主结合调查获取所有指标信息的基础上,应用综合评价和人工神经网络(ANN)模型对城市土地集约利用进行评价,通过评价结果比较,发现人工神经网络模型能够反映自变量和因变量之间的复杂非线性关系,是一种可行的评价方法。因此,论文构建基于遥感和人工神经网络(ANN)作为城市土地集约利用评价的方法体系,并应用其对石家庄市土地集约利用水平进行了评价。实践证明,这种体系构建评价方法更具时效性,实用性更强,工作更快捷、方便,评价结果更为客观。

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资源评价

我国西南地区1960～2000年降水资源变化的时空特征

刘晓冉, 李国平, 范广洲, 程炳岩, 李洪权

2007, 22(5): 783-792. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.013

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利用我国西南地区96个测站近40a的月降水量资料,采用主成分分析、旋转主成分分析、小波分析等方法对西南地区年降水资源变化的时空特征进行了分析。结果表明:近40a西南地区的西部高原地区降水资源呈增加趋势,而东部除重庆地区外,大部分地区降水资源减少。西南地区年降水资源空间特征复杂,存在南北和东西相反变化的差异,空间异常可分为8个异常区,即滇南区、川西高原区、滇黔交界区、四川盆地东部、四川盆地西部、滇西区、黔渝交界区和凉山区。西部高原地区年降水量都经历了多雨-少雨-多雨的过程,20世纪90年代降水量呈增加的趋势,四川盆地东部经历了少雨-多雨-少雨的过程,四川盆地西部和整个西南地区东南部的降水量整体都呈下降趋势。川西高原区、滇南区和滇黔交界区在整个时段存在显著的准14a周期,其他异常区的显著周期及其年代变化有较大差异。

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资源评价

耕作措施对绿洲灌区冬小麦田蒸散特征的影响

黄高宝, 秦舒浩

2007, 22(5): 793-799. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.014

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针对甘肃河西地区日渐严重的风蚀、水资源紧缺和蒸散量大等问题,于2005～2006年通过大田定位试验研究了不同耕作措施冬小麦田蒸发蒸腾特性及其影响因子。结果表明,免耕秸杆覆盖（NTS）及免耕立茬（NTSS）能显著降低土壤水分蒸发量（E）、提高水分利用效率（WUE）,且NTS优于NTSS。当裸露土壤水分过度蒸发耗损使0～10cm含水量低于13%时,覆盖处理（NTS、NTSS）的蒸发量（E）高于无覆盖处理（T、TIS及NT）,叶面蒸腾量也相对较高。TIS、NT一天中蒸发量始终高于覆盖处理,而T的蒸发主要集中在上午。蒸腾速率（T_r）与叶温（T_l）、气孔导度（G_s）和气温（T_a）呈极显著正相关,与相对湿度（RH）呈极显著负相关;E与地温（ST）呈极显著正相关而与RH呈极显著负相关。

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资源评价

富阳地区水资源自然支持力分析评价

曹飞凤, 袁伟, 楼章华

2007, 22(5): 800-807. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.015

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以富阳地区为例,采用主成分分析法,寻找出影响水资源自然支持力的主要驱动因子;再根据富阳地区某一时段内的水资源量(因变量)与其驱动力(自变量)之间存在的线性关系,利用统计资料,对可能引起水资源自然支持力变化的各种驱动力因子进行多变量分析。得出,对富阳地区水资源自然支持力影响较大的指标是水资源可利用量、地表水资源量、地下水资源量、水资源的剩余开采程度和化学需氧量。从计算结果可以看出:富阳地区的水资源自然支持力总体来看在逐年减弱,原因在于近年来富阳地区造纸行业异军突起,用水量急剧加大,总污水排放量增多,使得水资源支持力系统变得越来越脆弱。最后,针对目前的水资源现况提出了一些提高富阳地区水资源自然支持力的措施。

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资源生态

解决城市生态环境问题的生态基础设施途径

俞孔坚, 韩西丽, 朱强

2007, 22(5): 808-816. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.016

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对待城市生态环境问题,该研究放弃了就事论事的单一分析和工程途径,而是提出解决生态环境问题必须依靠综合、系统的途径,即:通过建立生态基础设施来整合相关的生态过程与景观结构。以山东东营市为例,论文提出从3个步骤来实现综合问题的综合解决:①通过德尔菲法实现问题的综合与多目标的确定;②通过建立生态基础设施,综合地解决以水为核心的多个生态环境问题,实现多个目标;③评价生态基础设施对解决多目标问题的作用和效益,并为修正方案提供依据。文章在区域、城市和场地3个尺度上,提出解决东营市生态环境问题的生态基础设施实施战略。

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资源生态

湿地景观破碎化对东方白鹳栖息地的影响——以三江平原东北部区域为例

刘红玉, 李兆富, 李晓民

2007, 22(5): 817-823. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.017

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以野外栖息地要素调查为基础,通过模型定量化分析,研究了三江平原东北部湿地景观破碎化过程及其对东方白鹳栖息地的影响。结果显示:当景观面积占区域面积超过50%,景观连通度高于50时,景观基质处于低度破碎化状态,景观斑块面积丧失对栖息地影响显著;当景观面积占区域面积小于30%,景观连通度低于30时,景观处于高度破碎化状态,景观空间隔离、斑块形状以及景观结构对栖息地影响更为显著。景观破碎化过程中,沼泽湿地主要在面积丧失方面对东方白鹳觅食地产生影响;而湖泡和岛状林湿地在斑块数量丧失和空间隔离方面对东方白鹳筑巢地和觅食地产生显著影响。

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资源生态

塔里木河干流土地利用监测尺度分析

赵金, 陈曦, 包安明, 段远斌

2007, 22(5): 824-830. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.018

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以塔里木河流域为研究靶区,选取20世纪50年代1:100000地形图52幅和2000年TM影像10景,解译得1:100000精度的土地利用数据,分别用1:2000000,1:1000000,1:500000,1:250000,1:100000,1:50000,1:25000,1:10000和1:5000比例尺的网格切割,运用面积频率统计和归一化尺度方差探讨20世纪50年代和2000年塔里木河干流土地利用总体和4个主要类别的最佳尺度,并分析各地类对尺度变化的敏感度。结果显示:塔里木河干流斑块面积相差悬殊,小到0.0001km2,大至19121km2;面积频率统计符合正态分布;归一化尺度方差显示50年代和2000年塔里木河干流适宜尺度都是1:50000比例尺,有林地、灌木林地、盐碱地的最佳尺度也在1:50000比例尺上,而沙地的适宜尺度在1:100000比例尺上;对尺度变化敏感度由高到低依次是灌木林地、有林地、盐碱地和沙地,2000年的敏感度高于50年代。

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资源生态

西藏森林生态系统服务价值

王景升, 李文华, 任青山, 刘某承

2007, 22(5): 831-841. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.019

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森林生态系统作为可再生的自然资源,具有公共物品的属性,随着环境污染和资源危机的加剧,具有可持续意义的森林生态服务价值受到人类的重视。论文采用产量-价格法、直接市场法、影子工程法、机会成本法等主要研究方法,核算了西藏森林生态系统价值,结果表明:西藏森林生态系统服务价值中碳库、木材和生物多样性存量价值为44543.5×10⁸元,其中生态价值是直接经济价值的2.24倍;在流量中,年流量价值1738.3×10⁸元,其中年生态价值为1565.9×10⁸元,是直接经济价值172.4×10⁸元的9倍,社会价值只有9.5×10⁸元。论文旨在强调森林的生态功能,为西藏的生态补偿、绿色GDP核算奠定良好的基础。

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研究方法

基于灰关联的坝地分层淤积量与侵蚀性降雨响应研究

魏霞, 李占斌, 李勋贵, 沈冰

2007, 22(5): 842-850. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2007.05.020

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论文在全面调查陕北黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝挖取剖面,进行分层测量取样,利用库容曲线和实测各淤积层的厚度求得各层泥沙淤积量,根据黄土高原暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演各淤积层所对应的侵蚀性降雨。运用灰色关联分析法,分析计算了坝地泥沙淤积量和侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30分钟降雨强度I30、平均降雨强度I)之间的关联度。研究结果表明:侵蚀性降雨4个指标中,降雨侵蚀力R和坝地泥沙淤积量的关系最为密切,降雨量P对淤积量的影响次之,最大30分钟降雨强度I30和平均降雨强度I对淤积量的影响最小;并且建立了坝地泥沙淤积量与降雨侵蚀力R和降雨量P的二元线性回归方程。

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