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    资源评价
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    李强, 许明祥, 赵允格, 高丽倩, 张金, 张晓伟
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    黄土高原坡耕地沟蚀广泛而严重。科学评价沟蚀土壤质量是侵蚀环境下土壤保育和利用的重要基础。论文以沟间土壤为对照,分析了坡耕地沟蚀对土壤质量单因子的影响并建立了沟蚀土壤质量综合评价模型。利用加权和法对黄土高原坡耕地不同沟蚀深度下土壤质量进行综合评价。结果表明:①沟蚀对坡耕地不同土壤质量因子的影响有较大差异。沟蚀导致土壤硬化,pH值增加,而土壤团聚体和养分含量(除全磷)随着沟蚀深度增加表现出明显的层次性,近似呈"W"型变化规律。②沟蚀深度对土壤质量的影响可以用幂函数y=0.866 8 x -0.142(R2=0.877)较好地拟合。微度侵蚀(<5 cm)、中度侵蚀(5~30 cm)和重度侵蚀(30~50 cm)的土壤质量指数较沟间土壤分别降低了10.6%、27.9%和36.5%。沟蚀深度5 cm和30 cm是土壤质量显著下降的两个关键点。③反映沟蚀土壤质量的指标可以归为肥力因子、质地因子和结构因子三类。土壤有机质、水稳性团聚体、土壤比表面积和容重4项指标能够很好地反映土壤质量状况,可作为坡耕地沟蚀土壤质量的表征指标。
  • 资源利用与管理
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    关兴良, 方创琳, 周敏, 武红
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    基于Landsat影像数据,利用遥感和GIS技术获取了武汉城市群地区3个阶段(1980—1990、 1990—2000、 2000—2010年) 的城镇用地信息,采用城镇扩展指数和城镇扩展模型分析了城镇用地扩展的时空格局、 过程及其驱动力。结果表明:①武汉城市群城镇用地空间迅速扩张,三个时段内的城镇扩展强度指数依次为0.073 2、 0.028 9和0.099 3,呈现显著的阶段性与波动性特征;②城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性,主要表现为以武汉为扩展中心的圈层状形态,沿武汉三环、 京广线等交通干道的轴带分布形态,不同阶段的扩展格局各具特质;③城镇用地扩展呈现"一核四带"、 "一核一带"和"三核六带"的空间扩展轨迹,与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系;④经济体制改革、 国家非均衡发展战略、 "两型"社会建设以及长江黄金水道、 京广大动脉等交通干道建设是武汉城市群地区城镇用地变化的主要驱动因素,但各时期的主导驱动机制有所差别。
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    靳英华, 周道玮
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    论文旨在揭示全球气候变化背景下,吉林省平原地区和林区的低、 中、 高海拔地区生长季水热变化规律,并据此提出各地区作物种植调整途径。研究结果表明:平原地区生长季积温增加和生长季长度延长及初日提前、 终日延后的变化最大,种植策略的调整空间最大;林区中、 高海拔地区的生长季长度和积温变化大于低海拔地区,三个海拔地区生长季长度的变化主要是生长季终日延后贡献的。以玉米种植为例,平原地区可提前播种时间,延后收获时间,改种晚熟品种代替中晚熟品种;为躲避严重的春旱,其西部地区可延后播种时间,仍然种植中晚熟品种。林区低海拔地区玉米种植以中晚熟品种代替中熟品种,林区中海拔地区用中早熟、 中熟品种代替早熟、 中早熟品种,林区高海拔地区可用中早熟品种代替极早、 早熟品种,三个地区主要通过延后收获时间,达到作物成熟所需热量。
  • 资源利用与管理
    葛小东, 胡苏军, 叶青
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    借鉴Cobb-Douglas全要素生产函数,以粮食总产量为因变量,以包括年降水量等气候要素、 耕地面积等经济要素和化肥施用量等技术要素在内的10项投入为自变量,构建1987年至2008年期间奈曼旗农业生产投入产出模型。结果表明:①影响奈曼旗粮食总产量的关键因素为农业劳动力(t=9.44,P/=0.00)、 年降水量(t=8.33,P=0.00)和灌溉用水量(t=6.89,P=0.00)。 除农业劳动力外,其他两项因子均与水资源有关;年降水量和灌溉用水量的弹性系数均大于1,说明粮食总产量的增长倍数高于水资源投入的增长倍数,水资源的继续投入将导致粮食产出快速增长。②根据模型,农业劳动力、 灌溉用水量、 年降水量的回归系数分别为5.13、 1.55和1.46,显示当地劳动力投入及水资源投入均存在不足,单独增加某个投入要素即会导致粮食产出以更快速度增长;随着奈曼旗农业劳动力不断减少,且年降水量波动性增强且呈下降趋势,粗放式的灌溉明显加强。根据模型,其他投入要素不变、农业劳动力减少1%时,灌溉用水量增加3.31%;其他投入要素不变、 年降水量减少1%时,灌溉用水量增加0.94%。③降水的波动会导致粮食单产量的波动,而灌溉用水量在很大程度上影响了粮食单产量水平(R2=0.543);降水量的减少导致农民通过扩大播种面积来获得增产,因此降水量的年际变化和播种面积的年际变化之间呈现明显的反向变动关系。总体来讲,奈曼旗农业生产对灌溉用水的依赖程度不断加大。随着灌溉用水的持续投入,其增产作用将逐渐降低,并且对当地脆弱生态系统带来进一步的压力。
  • 资源安全
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    任忠宝, 王世虎, 唐宇, 周海东
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    矿产资源的有限性同需求快速增长之间的矛盾日趋突出。未来我国经济发展究竟需要多少矿产资源,何时到达矿产资源需求高峰,这些问题是国家制定矿产资源战略的基础。研究提出矿产资源消耗双拐点理论:一是矿产资源消耗强度达到峰值时对应的拐点,矿产资源由粗放利用向集约利用转变;二是矿产资源消费水平达到峰值时对应的拐点,矿产资源消费由增加向减少转变。经过逻辑推导,并以先期工业化的美国为例,追溯矿产资源消耗与经济社会发展变迁的历史轨迹来佐证了这一理论。通过比较研究,定性地判断我国未来矿产资源消耗趋势,未来5~15 a我国矿产资源需求空间仍然很大。选择BP神经网络和岭回归预测方法,综合考虑经济发展、 人口变化和科技进步等因素,基于Matlab软件实现了对我国矿产资源需求的拐点与峰值预测。预测结果显示:能源需求拐点将在"十四五"时期出现,峰值为45×108~50×108 t标准煤;钢铁需求拐点将在"十三五"时期出现,峰值为8×108 t左右;铜需求拐点将在"十三五"时期出现,峰值为900×104 t左右;铝需求拐点将在"十二五"时期出现,峰值为1 600×104~1 700×104 t左右。
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    田玉军, 朱吉双, 马国霞, 李鲁宁
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    随着我国对外贸易和国内钢铁企业的发展,我国铁矿石进口量大幅上升,已成为全球最大的铁矿石消费国。与此同时,国际铁矿石巨头摒弃长期协议定价机制,单方面推行季度、 指数等定价模式。为了认识国际铁矿石定价机制改变对我国铁矿石进口的影响,论文基于铁矿石进口量、 铁矿石价格、 国内原矿产量等统计指标的月度数据,通过定性分析与Granger因果检验,综合判断国际铁矿石定价机制改变与铁矿石进口量变化之间的关系。结果表明:近两年我国铁矿石进口量的短期波动频繁;国际铁矿石定价机制改变引起的铁矿石价格震荡是导致我国铁矿石进口量波动的主要动因;结合国内外形势判断,未来一段时期内我国铁矿石进口量的短期波动还会持续。
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    王加义, 陈家金, 林晶, 杨凯, 马治国, 黄榕城, 徐宗焕
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    利用1978—2008年福建省农业水灾受灾和成灾面积数据,以灾情(受灾和成灾)指数反映水灾的影响范围,以成受比(成灾与受灾指数的比值)指数反映水灾影响强度,基于正态信息扩散计算方法对农业水灾进行风险评估,利用发生频次法对评估结果进行检验。结果表明:农业受水灾影响的风险概率随风险指数提高而下降;在相同风险指数下,成受比风险概率>受灾风险概率>成灾风险概率;受灾、 成灾、 成受比的平均风险概率分别为0.448 7、 0.480 0、 0.651 6,水灾对福建农业的影响比较频繁,影响范围和强度比较严重。风险评估结果与实际情况基本相符。
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    彭佳捷, 周国华, 唐承丽, 贺艳华
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    空间冲突是城市化过程中各种矛盾形成与激化的直接原因,是影响区域可持续发展的关键因素,合理测度快速城市化地区的空间冲突水平,对于优化区域发展模式、 避免区域生态风险具有重要意义。在利用遥感与GIS技术分析长株潭近年来空间格局变化的基础上,量化影响区域生态安全的空间外部压力值、 生态风险暴露值、 生态风险效应值3个因子,构建基于生态安全的空间冲突测度模型,对长株潭地区的空间冲突水平进行评估。研究表明:近年来长株潭地区的空间冲突作用强度总体呈现上升趋势,1993—2008年其冲突指数均值由0.264增长到0.323,且严重失控级别空间冲突的区域面积比例增幅最大,达1.07倍;不同空间类型的空间冲突强度不同,林地、 耕地的空间冲突水平相对较低,建设用地的空间冲突水平较高;城乡过渡地带是空间格局变化最为频繁、 空间冲突最为激烈的区域,其次是城市内部,农村地区的空间冲突强度远远低于城市。
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    孙丕苓, 杨海娟, 刘庆果
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    土地生态安全对区域可持续发展具有重要影响。论文从影响土地生态安全的自然、 社会、 经济和环境因素方面选取了23个指标,构建商洛市土地生态安全评价指标体系,运用计量模型,对商洛市土地生态安全进行定量综合评价。结果表明:2000—2009年商洛市土地利用结构信息熵从1.031 4降低到0.980 5,土地利用结构均衡度不断降低,并向非均衡态发展;土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,土地生态安全状况不断改善,土地生态安全压力尚未得到根本缓解;商洛市土地生态安全的威胁主要源于土地自然生态系统,土地经济生态系统的限制作用逐渐减小;人均耕地面积、 旱涝保收率、 人口自然增长率、 单位面积化肥和地膜施用量等因子成为商洛市土地生态安全的主要限制因素。
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    马利邦, 牛叔文, 杨丽娜
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    基于遥感数据的解译分析,从1987年到2007年敦煌市自然植被面积下降543.69 km2,自然生态系统面积缩小17.62%,土地荒漠化趋势明显。根据实际测定的样方生物量与对应的土地利用类型面积拟合曲线,估算这一时期自然植被的生物量从102.42×104 t下降到72.33×104 t。敦煌市自然植被和人类活动的用水量此消彼长,总用水规模在6.3×108 m3左右。自然植被用水量从1987年的3.072 7×108 m3减少到2007年的2.17×108 m3,净减少达30%。人类活动用水量从1987年的3.315 7×108 m3增加到2007年的4.093×108 m3。疏勒河干流及其支流党河都因为人类活动用水大量增加,挤占了自然植被的用水。特别是农业灌溉占用了绝大部分水资源,成为敦煌生态环境退化的主要原因。恢复和保护敦煌的生态问题,不仅需要调控党河流域的人类活动,也要调控疏勒河干流地区的人类活动。
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    李春鸣, 陈淑燕, 徐长林, 杨蕾, 陈建纲, 张德罡
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    通过野外植被调查和种子萌发法分析了新鼠丘、 旧鼠丘和天然草地土壤种子库密度、 物种组成。结果表明,新鼠丘土壤种子库中种子密度为176.93±135.51 seeds/m2,旧鼠丘种子密度为1 486.15±900.78 seeds/m2,对照的天然草地种子密度为2 937.01±2 471.60 seeds/m2。新鼠丘土壤种子库中主要有3种植物,分别是萼果香薷(Elsholpzia bensa var.calycocarpa)、 波伐早熟禾(Poa poophagorum)和灰绿藜(Chenopodium glaucum);旧鼠丘土壤种子库中主要有3种植物,分别是灰绿藜、 节裂角茴香(Hypecoum leptocarpum)和波伐早熟禾;天然草地土壤种子库中主要有6种植物,分别是异针茅(Stipa aliena)、 二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、 高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、 黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、 独行菜(Lepidium apetalum)和蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)等。 新、 旧鼠丘土壤种子库密度差异较大,但差异不显著(P>0.05),物种构成差异较小;鼠丘与天然草地间在土壤种子库密度间差异较大,物种构成也较大。鼠丘土壤种子库中多为一年生植物种子,表明鼠丘上植物群落为高寒草甸演替的初期阶段。
  • 资源评价
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    刘晓冉, 杨茜, 王若瑜, 程炳岩
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    利用1980—2009年三峡库区及周边15个气象探空站的高空资料,分析了三峡库区空中水资源的变化特征,结果表明:三峡库区上空整层水汽含量分布从东北到西南逐渐增加。三峡库区的水汽主要来自西南水汽输送,夏季西南风水汽输送强度最大。三峡库区上空水汽多以辐合为主,尤其在库区西北部和东南部的辐合特征更为明显。三峡库区的水汽主要从南边界流入,而主要从东边界流出。三峡库区各月的净水汽通量都为正值,呈单峰型变化,在7月达到最大值。近30 a,三峡库区净水汽通量经历了明显的先上升后下降的抛物线型年代际变化,春季和冬季的平均净水汽通量整体呈减少趋势,而夏季、 秋季和年平均的净水汽通量呈增加趋势。
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    刘普幸, 卓玛兰草
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    基于甘肃省27个气象站点1960—2008年逐日气温、 降水、 风速、 日照时数、 太阳总辐射和相对湿度数据,应用Penman-Monteith模型和Kriging插值法,分析其潜在蒸散量的时空变化及其影响因子。结果表明:近49 a来,甘肃省不同气候区年均潜在蒸散量变化除河西走廊外均呈上升趋势,并以甘南高寒湿润区上升最显著,变化率为10.36 mm/10 a(α=0.001);在四季变化中,夏季最大,春秋次之,冬季最小,各气候区变化趋势有别。潜在蒸散量空间差异显著,表现为自西北向东南递减,且甘南高原最小,河西暖温带最大。河西、 陇南、 陇中、 甘南及祁连山区年均潜在蒸散量分别与平均风速、 太阳总辐射和最高气温正相关最显著,典型站点与之一致,且辐射项主要受太阳辐射影响,动力项主要受风速影响。
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    侯萍, 王洪涛, 朱永光, 翁端
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    在生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)方法中,利用资源稀缺度因子,可以综合评价一个产品生命周期中总体的资源消耗水平。论文基于广泛采用的CML方法中的非生物资源消耗(Abiotic Depletion Potential, ADP)因子,通过引入中国的资源自给率修正,得出了中国非生物资源消耗因子(Chinese Abiotic Depletion Potential,CADP)及其指标。CADP因子可支持国内LCA研究和相关政策研究中的资源、能源消耗综合评价,同时也为其他国家或地区的资源评价提供了一种普遍适用的方法。案例研究表明,1 kWh电网电力的生命周期CADP指标为1.02 kg coal-R eq.,60.46%的贡献都来自于原煤资源的消耗,其次来自石油的消耗(11.63%),此外还包括基础设施建设中铜、镍等资源的消耗。
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    梁流涛, 曲福田, 冯淑怡
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    以中国1997—2009年间省际面板数据为基础,在方向性距离函数的框架下测度环境污染影响下的农业技术效率,并探讨农业环境技术效率的时空分异特征及其演变的影响因素。主要的结论如下:①1997—2009年间全国农业环境技术效率的平均值为0.692,总体上呈现增加—减少—增加的变化趋势;②农业环境技术效率的空间分布和区域经济发展水平、农业生产条件存在着对应关系,经济发展水平较高的东部地区农业环境技术效率较高,经济发展水平较低的中部和西部地区环境技术效率普遍较低;③影响农业环境技术效率的因素是多方面的。经济发展水平的提高使人们对农业环境质量需求进一步提高,也有更大能力和意愿进行农业环境污染治理,从而促进农业环境技术效率提高;种植业结构和农业产值结构的变动都会对农业环境技术效率产生影响;农业基础设施投资有利于农业环境技术效率的提高;而农业资源禀赋和农业环境管理政策对农业环境技术效率的作用不明显。
  • 资源研究方法
  • 资源研究方法
    李波, 黄敬峰, 吴次芳
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    不透水面的迅速增长是城市化的显著特征之一,针对大范围的城市监测,运用遥感技术迅速提取城市不透水面是当前国内外研究的热点。论文选用Landsat 7的ETM+影像,基于光谱混合分解模型,结合热红外遥感数据反演生成的地表温度,研究杭州市的不透水面分布信息的提取。通过高、低反照率、植被及土壤4类光谱端元的线性组合来表征不同城市土地类型,并利用地表温度和土壤分量分别剔除高、低反照率分量中的"噪声",综合修正后的高反照率分量和低反照率分量估算杭州市不透水面分布。结果显示,研究区中均方根误差的平均值为0.003 6,不透水面分布结果与同期Google earth上的高分辨率影像和SPOT 4影像的解译结果对比分析,绝大多数样本的估算值与解译值之差落在±0.15区间内,精度令人满意。研究表明,热红外遥感数据和光谱混合分解模型相结合,可以实现对不透水面进行快速、精确的估算。
  • 资源研究方法
    刘勇洪, 叶彩华, 李文华
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    区域尺度上开展农田灌溉量预报需要考虑土壤、作物和大气的空间差异性。论文针对农田灌溉现状分别建立了需水量灌溉预报模型和土壤湿润层灌溉预报模型,并在预报模型中引入RS和GIS技术来考虑预报参数的空间差异性,初步实现了区域尺度上250 m分辨率网格化的农田灌溉量预报,并在北京地区冬小麦灌溉量预报中进行了应用。结果表明:北京地区2010年冬小麦6月灌浆期间和11月下旬越冬前冻水的预报灌溉量分别为375 m3/hm2和600 m3/hm2,均较现行农业生产中建议的灌溉量明显偏少,具有节水经济效益潜力。这些结果显示了RS和GIS技术在区域尺度上农田灌溉预报中的良好应用潜力,且预报结论和应用效果能达到较好统一。
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    李海亮, 罗微, 李世池, 戴声佩, 刘海清
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    建立基于MODIS数据的天然橡胶净初级生产力遥感估算模型,利用2009年生长季(4—12月)250 m分辨率的MODIS数据和气象数据估算海南阳江农场天然橡胶的生长季净初级生产力, 通过天然橡胶的干物质分配率估算阳江农场天然橡胶的产胶潜力。用以树位为单元的地面实际干胶产量与已得到的天然橡胶林产胶潜力进行回归分析,建立天然橡胶干胶产量的估测模型。利用估产模型对阳江农场2010年7月的干胶产量进行模拟,用同期实际干胶产量对估产模型进行精度验证与实用性评价,结果显示7月估产模型均方根误差RMSE为1.78 g·m-2,相对均方根误差RMSEr为18.25%。研究表明,基于遥感信息和净初级生产力的天然橡胶估产模型具有较好的产量估测效果。