自然资源学报

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资源利用与管理

中国各区域秸秆资源可能源化利用的潜力分析

蔡亚庆, 仇焕广, 徐志刚

2011, 26(10): 1637-1646. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.001

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在我国能源需求迅速增长并日益依赖国际市场的背景下,能源化利用秸秆资源是我国缓解能源短缺的重要选择之一。论文在综合相关研究成果的基础上,对我国不同区域农作物秸秆可能源化利用的潜力及资源密度进行了分析。研究表明,2009年中国农作物秸秆理论资源量为7.48×10⁸ t,可获得资源量为6.34×10⁸ t,可能源化利用量为1.52×10⁸ t。中国可能源化利用秸秆资源区域分布极不均匀。长江中下游、东北、华北等区域可能源化利用秸秆潜力较大,分别为0.42×10⁸、 0.37×10⁸和0.35×10⁸ t,青藏高原、黄土高原和西南可能源化利用秸秆资源潜力较低。根据各区域可能源化利用秸秆资源密度,论文对不同省份建造较大规模秸秆发电企业或燃料乙醇企业的适宜性进行了分析。

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资源利用与管理

基于水土保持下的纸坊沟流域农业产业-资源系统耦合效应评价

夏自兰, 王继军

2011, 26(10): 1647-1657. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.002

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农业产业-资源系统耦合不仅表现为两子系统之间耦合协调作用的程度,而且表现为这种协调作用下系统的耦合效率。以黄土丘陵区典型流域纸坊沟流域为例,采用耦合协调度模型与DEA方法,揭示农业产业-资源系统耦合效应:一系列水土保持政策和措施显著改善了区域农业资源环境条件、促进了农业产业的发展,并提高了二者的耦合协调度,然而在此协调趋势下,资源环境条件向产业效益转化的效率却只在很小幅度的波动中变化,水土保持在提高系统的耦合效率方面作用甚微。究其原因主要是由于在林草地资源大量闲置和利用不充分的状况下,农业产业结构与资源结构尚存在较大偏差,系统的这种结构性矛盾影响了其耦合效率,系统演变过程中潜伏了较大危机。为此,需要保证现有林草资源得以充分利用、林果业和畜牧业得以有序发展的经济、政策环境,并在此基础上优化系统的资源与产业结构,转变资源利用和产业发展方式。

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资源利用与管理

农户生态移民意愿及影响因素研究——基于新疆三工河流域的农户调查

唐宏, 张新焕, 杨德刚

2011, 26(10): 1658-1669. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.003

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基于农户访谈与问卷调查,对新疆三工河流域农户的生态移民意愿、移民效果与留居意愿进行调查,并采用Logistic模型对农户移民意愿与留居意愿的主要影响因素进行分析。研究结果显示:①家庭人口数、人均纯收入、主要收入来源、非农收入比重和参与退耕还林情况是影响农户搬迁意愿的主要因素,家庭人口数量越少,非农收入比重越大,对生态环境保护重要性的认知越强,就越能接受生态移民政策;②移民工程对河谷内生态环境改善作用显著,促进了退耕还林进程,草场压力有所缓解,但移民农户没有得到妥善安置,影响了农户家庭收入,其对定居点生产条件与生活环境评价较低,42.35%的农户认为搬迁后生活质量变差;③移民农户的留居意愿普遍不强,71.92%的农户想搬回原居住地,生活质量变化、定居点灌溉条件与耕地质量是影响其留居意愿的主要因素。政府应着力改善定居点水土资源条件与基础设施建设,提供农业技术培训,鼓励外出务工,以增加农户经济收入,改善生产生活环境,加强农户移民与留居意愿,促进移民工程的顺利实施。

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资源安全

基于区域土地利用规划的黄河口湿地退缩风险分析

田素娟, 陈为峰, 胡金叶, 许广永, 陈龙亮, 赵娜

2011, 26(10): 1670-1679. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.004

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为了解未来15 a土地利用长期规划对湿地变化的影响,明确建设用地扩张对湿地的威胁,揭示湿地丧失的潜在风险,制定积极的湿地保护策略,根据山东省垦利县2005年TM影像和2005—2020年土地利用规划数据,运用空间分析方法,分析了规划期间建设用地扩展对区域湿地的侵占威胁,并对湿地退缩的潜在风险进行了评估。结果表明:①研究区域现状湿地面积为107 497.80 hm²,占全区总面积的46.32%,湿地资源丰富;湿地类型多;②根据现有规划,到2020年,研究区建设用地平均每年将增长542.50 hm² ;新增建设用地总量中,约29.54%是由湿地转换而来,湿地被建设用地扩展侵占比较严重;③规划期内,湿地面积呈下降趋势,约5 057.53 hm²的湿地将转变为建设用地;县域内各乡镇湿地减少的速度和幅度不同,区域差异较明显,其中董集乡和郝家镇变化幅度较大,垦利街道办事处、胜坨镇和永安镇也高于垦利县平均变化水平;在各类湿地类型的变化上,苇地减少幅度最大,15 a期间减少43.87%,灌溉水田面积减少最多,约2 211.75 hm²;④对湿地被建设侵占的风险分析表明,研究区内处于高风险的湿地面积共有17 024.45 hm²,低风险湿地面积约为29 846.89 hm²,无风险湿地面积为60 626.46 hm²,湿地损失的整体潜在风险较高。

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资源生态

三峡水库初期蓄水对消落带植被及物种多样性的影响

王强, 袁兴中, 刘红, 张跃伟, 陈忠礼, 李波

2011, 26(10): 1680-1693. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.005

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通过对173 m蓄水后三峡水库消落带内植物群落的调查,运用CCA法对消落带植物群落进行排序,研究了消落带植物群落特征和物种多样性格局,分析了消落带植被的变化及其环境解释。结果表明:三峡库区消落带共记录58科175种植物。狗尾草、马唐、小蓬草、狼杷草、稗、酸模叶蓼、苍耳、双穗雀稗、狗牙根等为优势种。一年生植物为消落带优势生活型。共记录54个群落类型,其中灌丛群落5个,草本植物群落49个。CCA排序表明,三峡水库消落带植物主要分布在坡度平缓、底质较细、高程较高的消落带上部区域。在消落带内,物种多样性和一年生植物比例随高程上升而增加。消落带植物组成特征和物种多样性格局与水淹干扰强度在空间上的变化一致。长期的冬季水淹、剧烈的水位变动以及退水季节的高温伏旱等环境因素是影响消落带植被组成的重要因素。

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资源生态

海河流域草地生态系统服务功能及其价值评估

方瑜, 欧阳志云, 肖燚, 郑华, 徐卫华, 白杨, 江波

2011, 26(10): 1694-1706. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.006

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草地生态系统为人类提供了畜产品和生命支持两个方面的多种服务功能,但人们常关注产品提供功能而忽视生命支持功能。研究采用联合国千年生态系统评估框架,构建了海河流域草地生态系统服务功能的评估指标体系,并以2005年为基准年,运用市场价值法、影子价格法等多种方法对海河流域草地生态系统进行经济价值评估。结果表明,海河流域草地面积为6.67×10¹⁰ m²,提供产品、固碳、保持土壤、净化环境等8项服务功能的总价值为2 216.28×10⁸元,单位面积价值为3.32元/(m²·a)。其中,提供产品的价值量最大,占总价值的31.3%,其次是固碳和营养物质保持功能的价值,分别占总价值的26.8%、22.2%。海河流域草地生态系统除了具有重要的产品提供功能外,固碳、营养物质保持等生命支持功能的巨大经济价值也不容忽视,平衡兼顾草地生态系统的产品提供功能和生命支持功能有助于促进海河流域经济社会发展与生态保护的协调。

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资源生态

城市水域生态系统的调控机理及评估模型

于海霞, 徐礼强, 陈晓宏, 张强

2011, 26(10): 1707-1714. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.007

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城市水域是人类赖以生存的重要生命支持系统之一,城市水域生态系统的调控机理对维护城市水资源及环境的健康、持续、稳定发展具有重要意义。论文从城市水域问题的生态学实质出发,基于五律协同原理,研究城市水域生态系统的调控机理及模型。研究表明,城市水域生态系统的"六位一体"调控具有时空层次性、综合性、阶段性特征,灰色评估模型可定量评估城市水域生态系统的健康、持续程度,随着城市水域生态系统的结构和功能不断完善,其六位一体度亦随之增高。选取我国著名水域北京颐和园昆明湖、杭州西湖、南京玄武湖、济南大明湖进行案例比较研究,为我国城市水域生态建设提供借鉴和参考。

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资源生态

城市化对流域生态系统服务价值空间异质性的影响——以南京市九乡河流域为例

胡和兵, 刘红玉, 郝敬锋, 安静

2011, 26(10): 1715-1725. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.008

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以南京市九乡河流域为研究区域,以2003、2009年两期遥感影像数据为基本信息源,在调整生态系统服务价值系数的基础上,计算流域生态系统服务价值,并利用ArcGIS的空间分析功能,研究流域生态系统服务价值的空间异质性及其变化,以及城市化与生态系统服务价值之间的关系。结果表明:2003—2009年,流域生态系统服务价值损失2.63%,达643.1×10⁴元,其中上游生态系统服务价值增加1.57%,而中游和下游则分别减少2.18%和10.58%,耕地流失是中游、下游和流域总生态系统服务价值减少的主要原因;食物生产、保持土壤等单项生态系统服务价值降低,而水文调节和提供美学功能的生态服务价值增加;九乡河流域生态系统服务价值的空间异质性发生了明显的变化,生态系统服务价值降低的区域主要集中在下游的仙林大学城以及中游靠近主城区的西村一带,而升高的区域主要分布在九乡河沿岸;城市化对流域生态系统服务价值的负效应明显。制定严格的生态规划,加强对流域开发建设的分类指导,是恢复和维护九乡河流域生态系统服务功能的有效途径。

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资源生态

兰州市南北两山不同生境红砂种群数量动态研究

周资行, 李毅, 焦健

2011, 26(10): 1726-1737. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.009

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对兰州市南北两山不同生境天然分布的红砂种群进行数量动态研究,通过径级结构回归年龄结构,编制静态生命表,绘制生存函数曲线,计算动态指数及谱分析,结果表明:不同生境红砂种群均表现为幼龄个体多,中老龄个体少,种群在Ⅲ龄级时死亡率最高,随着年龄增加,死亡率有所降低,Ⅶ、Ⅷ龄级由于生理衰老死亡率上升,种群存活曲线均接近于Deevey-Ⅲ型,年龄结构均接近增长型,增长潜力阴坡山下(5.90%)>阳坡山下(5.62%)>阴坡山上(4.77%)>阳坡山上(3.79%),并存在明显的周期性,红砂种群的数量动态变化整体上受其生命周期中生物学特性的控制;由于坡向及海拔差异带来的环境异质性,阴坡山下红砂种群整体生长最佳,阴坡山上和阳坡山下次之,而阳坡山上的红砂种群危险系数最大,受环境和种内压力共同作用显著,应适当抚育,从而促进种群持续发育。

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资源评价

城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系——以成都市为例

彭文甫, 周介铭, 罗怀良, 杨存建, 赵景峰

2011, 26(10): 1738-1749. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.010

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利用2000—2008年TM/ETM+数据,基于遥感、GIS技术与人机交互式判读解译方法获取城市土地利用数据,运用单窗算法和空间建模方法定量反演城市地表温度;在此基础上,对城市土地利用与地面热效应时空变化特征的关系进行分析。结果表明:城市土地利用时空演变以耕地、林地向建设用地、水域转移导致面积快速下降与建设用地不断侵吞耕地为主要特征;土地利用变化导致地面低温区范围减少25.927×10⁴ hm²,常温区和高温区面积分别增加12.093×10⁴ hm²和5.834×10⁴ hm²;高温区中建设用地面积比例最大,建设用地与水域、水田的平均温度分别达最高与最低;地表温度空间格局表现为各温度区呈不同形状的带状分布,热源密集分布在成都市城南高新区、城西住宅区、城中心商贸区以及城东的工业基地等区域,二环路外温度呈下降趋势;建设用地加剧了城市热效应,而水域则缓解了城市热效,不透水性与地表温度的反演结果呈较强的正相关性。因此,研究结论对于热岛效应研究、改善人居环境具有科学意义和应用价值。

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资源评价

选择试验模型法在耕地资源保护中的应用——以浙江省温岭市为例

金建君, 江冲

2011, 26(10): 1750-1757. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.011

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选择试验模型法是目前国际上用于评估具有公共物品特性的自然资源和环境物品经济价值的一种相对较新的方法。论文以浙江省温岭市耕地资源保护为例,探讨选择试验模型法在耕地资源保护经济价值评估实践的可行性。在专家咨询和小组讨论的基础上,确定耕地景观、田间设施、土壤肥力和耕地保护费为温岭市耕地资源保护的4个属性。在对温岭市246名居民进行随机抽样调查的基础上,分析了温岭市耕地资源保护不同属性的价值以及耕地资源保护不同替代方案的相对价值。结果表明,对于温岭市全体居民来说,今后耕地资源保护的实施应该重点改善田间设施和提高土壤肥力,而耕地景观的改善也同样可以增加温岭市居民的福利水平。

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资源评价

基于景观指数的细碎化对耕地利用效率影响研究——以扬州市里下河区域为例

李鑫, 欧名豪, 马贤磊

2011, 26(10): 1758-1767. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.012

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从中观尺度研究细碎化对耕地利用效率影响,探寻遏制细碎化水平降低因素,以为高效农地利用政策制定提供依据。选取景观指数量化耕地细碎化水平,用数据包络分析(DEA)法对耕地利用效率进行评价,最后采用计量经济模型检验细碎化对耕地利用效率影响。结果表明:研究区扬州市里下河区域30个乡镇的耕地利用综合效率、纯技术效率与规模效率的平均值分别是0.949 3、0.972 2和0.977 0,具有一定提升空间;表征细碎化的第一主成分与地块平均面积、地块密度、面积加权形状指数和面积加权分维数的载荷值大于88%,第二主成分与边界密度指数载荷值大于91%;第一主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.002 7和-0.085 6,第二主成分对纯技术效率与规模效率的影响弹性是-0.001 1和-0.002 4。细碎化对耕地利用规模效率与纯技术效率产生显著负影响,且对规模效率影响大于对纯技术效率影响;应从地块面积、分布与形状等方面来降低细碎化程度以提高耕地生产能力。

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资源评价

京郊挖沙废弃地能源草生产潜力评价

侯新村, 范希峰, 武菊英, 左海涛

2011, 26(10): 1768-1774. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.013

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能源草是一种良好的生物质资源。为分析其在边际土地上的应用前景,在京郊挖沙废弃地上开展了柳枝稷(Panicum virgatum L.)与芦竹(Arundo donax L.)两种能源草的规模化种植,并从生物质产量和生态经济价值角度研究了其生产潜力。在京郊挖沙废弃地上,两种能源草均能获得较高的生物质产量,分别为3.77、 11.45 t·hm^-2;从固定二氧化碳、释放氧气、吸收二氧化硫、滞降粉尘4个方面核算其生态价值,按标准煤折算、纤维素乙醇制备两种方式核算其经济价值,两种能源草的生态经济价值非常可观。柳枝稷和芦竹两种能源草在京郊挖沙废弃地上的发展前景广阔。

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资源研究方法

地表反照率动态参数化方案研究——以玉米农田为例

蔡福, 周广胜, 李荣平, 明惠青, 张果, 何奇瑾, 段居奇

2011, 26(10): 1775-1788. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.014

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利用2006—2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站的通量、气象及生物因子观测资料研究了地表反照率(α)的动态参数化方案。结果表明:α与太阳高度角(h_θ)呈对数关系,与表层土壤湿度(SWC)呈对数或线性关系,与叶面积指数(LAI)呈指数或线性关系。非生长季,h_θ与SWC为α的主要影响因子,与α分别呈对数和线性关系时α的模拟精度明显好于其他关系,除初春外,大部时段的α模拟误差都较小。生长季,α主要受h_θ、SWC和LAI的影响。采用α分别与h_θ、SWC和LAI呈对数、线性和指数关系时α的模拟精度较高,受资料限制,大部分时段的α被明显低估,玉米营养生长阶段的模拟精度更差。引入植被覆盖度(F_veg)对裸土和植被分别赋权重所建立的α动态参数化模型,在生长季内α的模拟误差明显减小,营养生长时段α的模拟精度显著提高。该研究将为陆面过程模型提供动态的植被反照率参数,从而可提高模拟的准确性。

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资源研究方法

后发地区生态承载力及其评价方法研究——以海峡西岸经济区为例

赵卫, 沈渭寿, 张慧, 孙明, 孙俊

2011, 26(10): 1789-1800. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.015

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在区域生态承载力及其与资源、环境承载力相互关系的基础上,针对后发地区敏感的生态环境、强烈的发展愿景和以产业区域转移为主的后发优势战略,阐明了后发地区生态承载力的判定标准和衡量对象,构建了后发地区生态承载力概念模型;与区域生态系统健康评价相结合,运用多目标规划,建立了后发地区生态承载力评价模型,对海峡西岸经济区生态承载力进行了综合评价。目前海西区生态系统所承受的人类干扰总体上较轻,重点产业发展尚未对区域生态系统的结构、功能和健康等级构成威胁。若海西区土地产出率升至2007年上海市土地产出率的75％,海西区及其多数分区生态系统可以持续支撑其重点产业中长期发展。海西区生态系统的承载能力和承载状况具有显著的区域差异,有利于该地区经济社会的健康发展、生态服务功能的持续发挥和区域生态安全的有效保障。

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专题论坛

城市物质能量代谢相关研究述评——兼论资源代谢的内涵与研究方法

张力小, 胡秋红

2011, 26(10): 1801-1810. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.016

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物质能量代谢分析已成为城市生态系统研究的一个重要视角与工具。论文在对当前各种代谢概念与方法进行系统梳理和分析的基础上,借鉴资源科学相关研究的最新成果,重新整合城市代谢相关的研究内容和分析边界,将物质能量代谢概念拓展为资源代谢的概念,试图涵盖物质性资源和非物质性资源、能量性和非能量性资源,并引入资源来解决城市资源代谢的生态统一核算问题,实现资源稀缺性和有用性的有效度量。此外,引入资源流过程分析特别是网络分析的方法,可打破传统代谢研究"灰箱"分析的局限,实现资源流在系统内部流动的代谢路径跟踪,实现城市生态系统结构化与网络化的深度分析,从而完善城市代谢研究的理论与方法体系。

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专题论坛

土壤呼吸的温度敏感性和适应性研究进展

杨毅, 黄玫, 刘洪升, 刘华杰

2011, 26(10): 1811-1820. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.10.017

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土壤呼吸的温度敏感性和适应性是影响生态系统碳、氮循环的两个关键指标。论文综述了土壤呼吸对温度变化响应的最新研究进展和存在的问题,指出土壤有机质的质量和水溶性碳含量、土壤微生物种群结构和酶活性等因素是影响土壤呼吸的温度敏感性和适应性的主要因素。这些因素对土壤呼吸温度敏感性和适应性影响的机理不同,土壤呼吸的温度敏感性主要受上述因素的状态影响,而土壤呼吸的温度适应性则主要取决于上述因素的变化过程。例如平均温度、微生物生物量、呼吸底物质量和酶活性是影响土壤呼吸温度敏感性的重要因素,而温度的变化幅度、微生物种群结构变化、呼吸底物有效性和酶的最适温度的改变则影响土壤呼吸对温度的适应性。鉴于土壤呼吸的温度敏感性和适应性是两个密切相关的生物学过程指标,建议在陆地生态系统碳循环的研究中综合考虑这两个过程的交互作用。

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