自然资源学报

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资源利用与管理

林地面积增加提高了农户营林积极性吗?——基于9省1 504个农户数据的倾向值匹配分析

张寒, 刘璨, 姚顺波, 赵青, 刘浩, 朱文清

2016, 31(11): 1793-1805. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151426

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论文利用9省1 504个农户调研数据,实证检验了新一轮集体林改后林地面积增加对农户营林积极性的因果效应。考虑到农户对林地经营面积决策的内生性问题,采用倾向值匹配方法对选择性偏差进行控制。匹配后,处理组和控制组在多个标准上均通过了平衡性检验。结果显示,林地面积增加确实促进了农户营林积极性的提高,但这是一个缓慢的动态调整过程。其中,资本投入强度在2010年以后才逐步表现为显著增加,增长率约为25%~27%,2013年进一步强化为28%~34%。资本投入强度的增加主要是由化肥和农药投入增加引起的,对种苗的投入强度并没有显著改善。这种差异说明,新一轮林改提高了农户的森林经营和管护积极性,但对造林行为的影响有限。同时农户并没有因为林地面积增加而显著提高劳动力的投入强度。这种资本对劳动的替代与农户的非农就业行为密切相关。

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资源利用与管理

基于水量变化的塔里木河统一管理成效评价

熊宇斐, 张广朋, 陈超群, 徐海量, 凌红波

2016, 31(11): 1806-1816. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20160027

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为科学明确评价塔里木河统一管理成效,论文基于源流及干流的来水与耗水量数据,利用非参数检验、周期叠加模型等构建人类活动对源流区水量影响分离模型,进而结合距平百分比和变异系数等参数,对比分析统一管理措施对塔里木河利用管理水平的影响,结果表明：1）人类活动对源流区水资源的影响程度在1994—2001、2002—2010、2011—2013年呈减弱趋势,流域过度引水的现象得到一定的好转,源流区水资源利用水平和管理效能提高;2）实施统一管理后,干流来水保证度提高,干流来水距平百分比的变异系数由-4.67减小至0.33,源流与干流来水距平百分比差异的平均值由-19.6%变为-4.9%,且源流干流来水差异值累积距平曲线由上升转为下降,源流和干流来水的波动性减弱,尤其是干流来水波动性要弱于源流,同时源流及干流来水更具协调性,管理部门对塔里木河径流的调度和管控能力明显提升,统一管理成效显著。

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资源生态

崇义客家梯田区生态系统服务功能及价值评估

缪建群, 杨文亭, 杨滨娟, 马艳芹, 黄国勤

2016, 31(11): 1817-1831. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151343

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崇义客家梯田位于赣南,为当地客家人提供了多项生态服务功能。开展崇义客家梯田区生态系统服务功能价值评估,有助于人们更好地了解梯田区生态系统对客家社会的直接贡献,使政府作经济效益权衡决策时充分考虑保护梯田区生态系统的重要性。论文根据梯田区生态与社会经济系统的特征,构建了崇义客家梯田区生态系统服务功能价值评估指标体系,并以2012年数据为基础,综合运用替代成本、市场价值、影子工程、造林成本、成果参数和旅行费用等定量方法,评估了崇义客家梯田区农田和森林两个主要生态系统的价值。结果表明：1）2012年崇义客家梯田区生态系统服务总价值为102.02×10⁸元,其中,农田生态系统和森林生态系统服务价值分别为42.00×10⁸元和60.03×10⁸元,分别占总价值的41.17%和58.84%。2）在评估的11项服务指标中,生物多样性保护和旅游休闲的价值居前两位,分别为29.73×10⁸元和22.30×10⁸元,各占总价值的29.14%和21.86%。3）11项服务指标按其评估的价值大小排序为：生物多样性保护>旅游休闲>气体调节>土壤保持>产品生产>气候调节>调洪蓄水>病虫草害控制>社会保障>文化传承>净化环境。直观的经济数字反映了客家梯田区生态系统对社会的巨大贡献,不仅有利于提高管理者和公众保护农业文化遗产的意识,也为政府制定客家梯田区生态系统补偿标准提供数据支撑。

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资源生态

近50 a塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化关系研究

孟凡浩, 古丽·加帕尔, 包安明, 郭辉, 罗敏, 刘铁

2016, 31(11): 1832-1843. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151251

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塔里木河源流区农业用水量直接影响下放至干流的水量,从而间接影响干流区生态系统结构的稳定性。为此,研究基于农业水足迹反映农业用水变化情况,进而分析塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化的关系,为后续维护干流生态系统结构稳定性决策提供科学参考依据。结果表明：1960年代—1990年塔里木河“四源”农用地总量变化不大,阿克苏河流域新开垦量与叶尔羌河流域减少量相当,农业水足迹同时呈缓慢小幅增长,干流生态系统结构变化以自然绿洲生态系统缩小和荒漠生态系统扩张为主;以2000年为分界点,2000年之前“四源”农用地和农业水足迹显著增加,导致干流生态系统中自然水域生态系统、自然绿洲生态系统和荒漠生态系统皆有不同程度的萎缩,“四源”农业用水消耗是干流生态系统恶化的直接原因;2000年之后在生态治理工程的影响下,虽然“四源”农用地和总农业水足迹在持续增加,但是节水工程年均节约近27.22×10⁸m³,保证了下游生态系统的需水量,使其得到一定恢复。

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资源评价

重庆市农地非农化空间非均衡及形成机理

李涛, 廖和平, 褚远恒, 孙海, 李靖, 杨伟

2016, 31(11): 1844-1857. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151371

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为探寻农地非农化水平空间非均衡及形成机理,确定影响因素对重庆市及所属不同区域农地非农化水平的决定力。研究基于交叉学科视角,利用1997—2013年重庆及所属37个区县（不含渝中区）面板数据,运用Dagum基尼系数和地理探测器模型分析重庆市农地非农化水平的空间非均衡及形成机理。结果表明：重庆市农地非农化水平的时空动态地域性差异特征明显,呈现以区域Ⅰ为中心,区域Ⅱ为中心拓展区,区域Ⅲ和Ⅳ为外围的“中心—外围”空间分异格局;重庆市农地非农化水平空间分布表现出高度非均衡特征,其空间非均衡程度在研究时段内呈现出明显的“W”型波浪变化形态,地区间差距仍是导致重庆市农地非农化水平空间非均衡形成的主因;重庆市农地非农化水平空间非均衡形成机理存在显著分区差异,农地非农化水平受控于多种复杂因素,要素禀赋、经济发展水平、社会发展状况及政策制度环境分别是影响研究区农地非农化水平空间分异的基础条件、内在动力、中坚力量和外在条件;影响不同区域农地非农化水平的主导因素具有显著差异性。综合以上结论：由于研究区农地非农化水平空间非均衡特征明显,并受多因素影响,且各因素对不同区域农地非农化水平的决定作用差异明显,所以开展不同区域农地非农化水平空间非均衡及形成机理研究对于农地非农化管控十分重要。

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资源评价

基于变权模型的唐山城市脆弱性演变预警分析

张路路, 郑新奇, 张春晓, 吕永强

2016, 31(11): 1858-1870. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151333

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城市脆弱性评价预警是城市脆弱性研究的重要内容。研究以资源型城市唐山作为案例,基于资源、环境、经济和社会框架构建了城市脆弱性预警指标体系,引入惩罚型变权模型对2000—2014年城市脆弱性的警情进行评价测度,结合GM（1,1）模型对2015—2020年城市脆弱性警情进行了预测。结果表明：1）变权模型能够有效满足资源型城市脆弱性预警研究;2）2000—2014年,唐山城市脆弱性预警指数由0.449上升至0.716,警度等级呈下降态势,从“重警”演变为“轻警”,警情指示灯由“橙灯”演变为“蓝灯”;3）2015—2020年唐山城市脆弱性预警等级预测结果为“轻警”变为“无警”,警情指示灯为“蓝灯”变为“绿灯”。研究结果可为城市脆弱性评价提供方法基础和科学依据,为改善唐山脆弱状况提供决策支持。

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资源评价

会同森林生态实验站磨哨林场森林碳密度及分配特征

朱建佳, 戴尔阜, 郑度, 王晓莉

2016, 31(11): 1871-1880. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151429

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我国具有全世界最大面积的人工林,在全球气候变暖的大背景下,人工林的固碳能力越来越引起关注。研究选择具有长期观测数据的会同森林生态实验站磨哨林场作为研究区,对比分析了9种不同森林类型生态系统各组分（乔木层、林下植被层、凋落物层、土壤层）碳密度及分配特征（人工林8种,林龄范围为25~32 a：杉木林、马尾松林、湿地松林、杉木+樟树林、杉木+火力楠林、马尾松+木荷林、木荷林、火力楠林;天然林1种,平均林龄为63 a：红栲+青冈+刨花润楠林）。结果表明：1）磨哨林场生态系统碳密度平均为261.61 t/hm²,固碳能力较高,其中,马尾松+木荷林以及杉木+火力楠林两种人工混交林的生态系统碳密度最高,天然林位于第5位;2）乔木层和土壤层是磨哨林场森林生态系统碳密度的主体,占98.23%,林下植被层和凋落物层对整个生态系统碳密度贡献较小;3）乔木层中树干部分的碳密度占绝对优势,其次为根和枝,皮最小;土壤层碳密度及分配比例随深度增加而降低,0~20 cm碳密度占整个土壤层比例最高。

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资源评价

黄土高原延河流域不同植被类型下土壤生态化学计量学特征

曾全超, 李鑫, 董扬红, 安韶山

2016, 31(11): 1881-1891. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20160038

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植被类型对黄土高原土壤质量的改善具有重要的作用,而土壤碳、氮、磷生态化学计量比是体现生态系统变化过程的重要依据。研究森林、森林草原、草原植被类型对土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的影响,对于深入认识黄土高原植被恢复对土壤质量的改良、完善生态化学计量学理论和准确评价植被恢复的生态环境效益具有重要的现实意义。延河流域是黄河的一级支流,自然环境脆弱,植被破坏和土壤侵蚀严重,因此,论文选取延河流域为研究对象,分析不同植被类型对土壤碳、氮、磷养分和生态化学计量学特征的影响。结果表明：3种植被带下,表层土壤有机碳、全氮含量显著高于下层土壤,森林带>森林草原带>草原带;森林草原带、草原带下土壤全磷含量在两层土壤中差异不显著,森林植被对土壤碳、氮、磷具有显著的累积作用,对于提高土壤碳、氮、磷含量具有重要的意义。土壤C∶N在3种植被带下较为稳定,土壤有机碳与全氮存在极显著的正相关关系（P<0.01）;土壤C∶P、N∶P受植被类型的影响较大,森林带显著高于森林草原带和草原带,土壤C∶P、N∶P和C∶N之间存在极显著的正相关关系（P<0.01）。总体来说,植被恢复对土壤质量的改善作用明显,森林植被对该区土壤碳、氮、磷等养分含量的累积作用较好,森林植被具有较大的N∶P,其植被生长主要受P含量的限制;草原植被与森林草原植被N∶P比较低,其植被生长主要受N含量的限制。

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资源评价

黄淮海平原冬小麦种植的气候变化适应评估

胡实, 莫兴国, 林忠辉, 刘苏峡

2016, 31(11): 1892-1905. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151439

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水资源短缺影响黄淮海平原农业稳定和可持续发展。气候变化情景下,农业用水紧张的问题可能进一步加剧,种植制度和作物品种区域布局将面临调整。论文利用IPCC 5三种代表性温室气体浓度排放路径（RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5）的多模式集成数据,基于VIP（soil-Vegetation-atmosphere Interface Processes）生态水文模型,模拟了2011—2059年黄淮海平原二级子流域的水资源盈亏变化。在此基础上,针对水分亏缺最严重的子流域,设计无外来调水和维持2000—2010年调水总量水平的两种流域地下水采补均衡情景,对冬小麦种植区域的合理布局及其对产量的影响进行评估。结果表明,2050年代黄淮海平原农作物蒸散量增幅大于降雨量增幅,北部地区水分亏缺量将增加,南部地区水分盈余量则减少。在低到高的排放情景下,全区域水分盈余量下降0.1%~14.1%。两种地下水采补均衡情景下,2050年代黄淮海平原冬小麦种植面积应分别减少9.8%~11.3%和7.0%~8.8%,相应产量分别增加0~11.9%和3.0%~15.9%。适当减少冬小麦种植面积,可有效减缓黄淮海地区农业水资源的不足,保护生态环境,促进农业可持续发展。

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资源评价

基于平稳与非平稳GEV模型的鄱阳湖流域极值降水模拟

尹义星, 陈海山, 许崇育, 陈莹, 赵君, 孙善磊

2016, 31(11): 1906-1917. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151336

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论文基于鄱阳湖流域降水数据,采用平稳和非平稳GEV模型进行极值降水的模拟和分析。检测各站年最大1 d降水量序列（AMS1）的非平稳特征,将时间作为位置参数的协变量进行非平稳AMS1序列的GEV模拟。结果表明：1）鄱阳湖流域AMS1序列的形状参数基本均大于0,服从Fréchet分布;位置和尺度参数的空间分布较一致,形状参数则有差异。2）在较高重现期下由轮廓似然方法估计的置信区间比Delta方法更准确;重现水平的轮廓似然函数曲线在较高重现期之下呈较显著不对称性。3）不同重现期下的鄱阳湖流域极值降水等值线图的空间分布特征,与位置和尺度参数的分布图更为接近,与形状参数的差别则较大。4）基于非平稳GEV模型得到赣县站随时间变化的极值降水设计值,其在1951年的100 a一遇设计值到2010年下降为接近50 a一遇,预示着未来发生极值降水和洪灾的风险加大。

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资源评价

基于生态功能的水资源三级区水资源开发利用率研究

李斌, 陈午, 许新宜, 王红瑞, 韩冬梅

2016, 31(11): 1918-1925. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151437

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论文根据全国水资源分区和生态功能区划的具体情况,进行了水资源三级区生态功能内涵研究,采用空间叠置法对水资源三级区图和生态功能三级区图进行叠加处理,在此基础上制定了水资源三级区生态功能确定规则,得出全国各水资源三级区的主导生态功能和辅助生态功能。然后,依据水资源三级区生态功能,确定了基于生态功能的各水资源三级区水资源开发利用率阈值。将水资源开发利用率现状与水资源开发利用率阈值进行比较,结果表明,我国水资源开发利用程度合理性呈现出明显的地域特征,东部地区合理性程度低于西部地区,北部地区合理性程度低于南部地区。

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资源研究方法

基于CBDI的农户耕地撂荒行为模型构建及模拟研究——以陕西省米脂县冯阳坬村为例

宋世雄, 梁小英, 梅亚军, 温馨, 王艳妮, 毛南赵

2016, 31(11): 1926-1937. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20160030

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目前,建立于复杂性科学基础上的多智能体模型（MAS）已成为模拟研究土地利用变化的重要方法。论文在MAS理论之上,构建一个基于Category-Belief-Desire-Intention（CBDI）决策结构的MAS模型,结合NetLogo软件平台,模拟分析农户Agent土地利用行为,并将结果与Belief-Desire-Intention（BDI）模型进行比较。论文以陕西省米脂县冯阳坬村为例进行研究,分析结果表明：1）通过对基于CBDI的MAS模型验证（模型精度为87.19%）,相比于传统的BDI决策模型精度有所提高;2）NetLogo平台能够展示农户决策的过程,直观地显示MAS模型的模拟结果;3）不同类型农户耕地撂荒的主要原因有所不同,该村种植户撂荒的主要因素为地理环境认知的差异和其他类农户的影响。有待进一步解决的问题：1）不同类Agent相互影响及其量化;2）高精度基础数据的获取和梯田DEM的引入。

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资源研究方法

基于高分1号卫星和地面实测数据的杭州湾河口湿地植物物种多样性研究

程乾, 陈奕霏, 李顺达, 徐俊锋

2016, 31(11): 1938-1948. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20160056

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遥感监测河口湿地植物物种多样性对于湿地生态环境的保护具有重要意义,利用遥感卫星准确反演湿地植物物种多样性一直是研究的难点。研究以杭州湾河口湿地植物为研究对象,利用地面实测数据,采用植物物种丰富度指数和Simpson指数分析了该湿地植物物种多样性水平。结合高分1号卫星影像,运用半变异函数对该区域植物物种多样性进行了空间异质性分析,探讨了高分1号卫星归一化植被指数（NDVI）用于湿地植物物种多样性监测的最佳遥感尺度,分析该植被指数与植物物种多样性指数的相关性,构建和应用了杭州湾河口湿地植物物种多样性遥感监测模型。结果表明：高分1号卫星NDVI监测湿地植物物种多样性的最佳尺度为19×19像元,利用该尺度及构建的遥感监测模型所得到的杭州湾河口湿地植物物种多样性水平与实际情况相吻合。研究证明利用高分1号卫星可快速有效地监测杭州湾河口湿地植物物种多样性水平。

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资源研究方法

基于植被指数的GF-1与Landsat-OLI石漠化识别能力对比评价

朱大运, 熊康宁, 肖华, 蓝家程

2016, 31(11): 1949-1957. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20151393

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植被指数是运用多源遥感影像提取石漠化过程中的主要参考指标之一。为了在石漠化提取中选择最优植被指数,论文以GF-1和Landsat-OLI为源数据,运用欧氏距离对多种植被指数在石漠化提取过程中的可分性和类型识别能力进行了定量的对比评价。结果表明：Landsat-OLI在石漠化与非石漠化、不同等级石漠化信息提取的可分性上略优于GF-1,共有71个参数的欧氏距离大于等于阈值1.56;通过植被指数光谱特征,可以对非岩溶区与石漠化地区进行较好的区分,其类型间欧氏距离普遍高于阈值;然而由于相邻等级石漠化之间植被覆盖率存在渐近式过渡关系,在遥感影像上光谱反射率接近,比间隔等级石漠化更加难于区分。在石漠化类型识别能力方面,波段差和比方法优于单一光谱指数。对于GF-1和Landsat-OLI而言,石漠化信息提取中推荐使用的最优植被指数均为NDVI,其次为GRNDVI。

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资源研究方法

水力发电的能值转换率计算方法

贺成龙

2016, 31(11): 1958-1968. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.20160046

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能值转换率是能值计算分析的关键参数。论文根据资源产品的特征和属性,在分析水电工程建设主要投入产出的基础上,提出了水力发电的能值转换率计算方法。案例研究表明：1）中国水力发电的能值转换率总体呈减小的趋势,由2003年的2.41×10¹²seJ/kWh减小到2014年的5.69×10¹¹seJ/kWh,但于2011年后逐步趋于稳定;2）中国水力发电的能值转换率,与美国水力发电的能值转换率相当,高于利用太阳能发电技术输出的电力的能值转换率,低于热电厂输出的电力的能值转换率;3）影响中国水力发电能值转换率的主要因素是水库淹没及水利设施占用的土地,以及土石方等不可更新资源的投入。研究提出了减小水力发电能值转换率的4个有效途径,并得到了水力发电的能值转换率,可为水电工程生态效应定量分析提供基础数据。

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新书介绍

《中国自然资源通典》介绍

李文华

2016, 31(11): 1969-1970.

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作为国家“十二五”时期重点规划图书出版项目中的“重大出版工程”之一，在国家有关部门的关怀和国家出版基金的支持下，由全国600多位来自不同专业的专家以及近百名编辑工作人员历时5年编纂而成的大型工具书《中国自然资源通典》终于面世了。

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《中国自然资源通典》介绍

李文华