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    资源生态
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    基于生态系统服务的生态承载力:概念、内涵与评估模型及应用
    曹智, 闵庆文, 刘某承, 白艳莹
    2015, 30(1): 1-11. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.001
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    生态承载力是生态学研究的难点之一,是较资源承载力、环境承载力等更为复杂和综合的概念.论文在分析当前生态承载力研究进展的基础上提出以"生态系统—生态系统服务—人口和经济(承载力)"为研究主线的基于生态系统服务的生态承载力(Ecosystem-Servicesbased Ecological Carrying Capacity,ESECC)的定义,即某个区域生态系统的结构、过程及其空间格局决定的生态系统服务所能支撑的具有一定发展水平的人口和经济规模,并构建ESECC评估模型:将所有与人类密切相关的生态系统服务纳入评估模型,把生态系统和人类活动看作"黑箱",针对每种生态系统服务分别评估其承载力,并根据"短板效应"取最小值作为区域生态承载力.最后以全球重要农业文化遗产"云南红河哈尼稻作梯田系统"核心保护区之一云南省红河县为例对ESECC评估模型进行案例研究.
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    华北地区植被覆盖变化及其影响因子的相对作用分析
    刘斌, 孙艳玲, 王中良, 赵天保
    2015, 30(1): 12-23. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.002
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    利用GIMMS NDVI数据和气象数据,采用趋势分析、残差分析和相对作用分析对华北地区1981—2006 年植被覆盖时空变化特征进行了分析,并计算了气候变化和人类活动在植被覆盖变化过程中的相对作用.结果表明,1981—2006 年华北地区植被NDVI呈现显著上升趋势,其增加速率为0.009/10 a,但却存在着明显的空间差异,且植被NDVI退化区域面积大于改善区域面积;华北地区植被覆盖变化与干燥度指数和气温有很好的相关性,说明气候变化是影响植被覆盖变化的重要因素;此外,无论在华北地区植被改善区域还是退化区域,人类活动起到的作用都占据了主导地位.在植被改善区,人类活动的相对作用为68.10%,大于气候变化的相对作用(31.90%),在植被退化区,人类活动的相对作用为71.88%,也远大于气候变化的相对作用(28.12%),且气候变化和人类活动的相对作用大小在不同空间位置上表现不同.
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    蒙古高原乌兰巴托—锡林浩特草地样带植物物种的空间分布
    巴图娜存, 胡云锋, 毕力格吉夫, 刘纪远, 甄霖
    2015, 30(1): 24-36. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.003
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    草原植物物种多样性分析是生物多样性研究及草原可持续发展研究的重要内容.基于2012 年野外实地调查数据,对蒙古高原乌兰巴托—锡林浩特草地样带上植物物种类型和数量的空间分布格局及变化规律行了分析,结果表明:①蒙古高原样带上共有33 科103 种植物,蒙古国有29 科87 种,中国内蒙古地区有22 科62 种.中国内蒙古境内植物物种数量的绝对数值低于蒙古国,但中国内蒙古境内的垂向百米物种数、百公里物种数及多年生物种占全部物种比例、可食性牧草物种占全部物种比例等指标均高于蒙古国境内的相应指标;②样带上植物物种总数呈现南北高、中间低的U字形;具体到不同物种,则其分布形态略有差异:禾本科物种数量由北向南逐渐增多,菊科植物物种数量由北向南逐渐减少,豆科植物及杂类草的物种数量呈现南北高、中间低的U字形;③多年生植物与可食性牧草数量呈现南北高、中间低的U字形;一年生植物则呈现不明显的倒U字形,非可食性植物在整个样带上则变化相对平稳,南北差异不明显.
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    水库大坝建设生态补偿标准研究——以三峡工程为例
    王敏, 肖建红, 于庆东, 刘娟
    2015, 30(1): 37-49. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.004
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    运用直接市场法(市场价值法)、替代市场法(机会成本法、影子工程法、影子价格法、恢复费用法)和模拟市场法(条件价值评估法)等资源环境经济价值评价方法,构建了水库大坝建设的经济价值与经济损失评价模型和生态补偿标准评价模型,并进行了三峡工程案例研究.结果表明:①防洪、水力发电产品和水力发电环境效益是三峡工程的主要功能,三者分别占总经济价值的23.64%、46.84%和25.31%;水库泥沙淤积和水库淹没是三峡工程的两个主要负面影响,两者分别占总经济损失的62.78%和13.17%.②三峡工程建设6 项正面影响的总经济价值为452.00×108 元/a,10 项负面影响的总经济损失为87.62×108 元/a.③通过选择和明确生态补偿主体和生态补偿对象,并考虑生态补偿主体的经济效益,提出6 种生态补偿标准方案;在6种方案中,水电开发业主、中央政府和地方政府均是主要的生态补偿主体,河流生态系统和移民均是主要的生态补偿对象.研究提出:目前应采用第6 种生态补偿标准方案,其生态补偿标准为60.99×108 元/a.
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    中国省际旅游发展的多指标综合相似性及时空聚类特征
    孙晓东, 冯学钢
    2015, 30(1): 50-64. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.005
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    由于资源禀赋、经济水平、地理区位、文化背景、基础设施等条件的不同,中国省际旅游发展呈现较大的差异.目前已有大量文献基于单个经济指标对旅游发展的时空差异进行研究,但少有研究从多指标的角度探讨旅游发展的相似性问题.论文基于六大经济指标,采用灰色关联度和夹角余弦系数构造了旅游业发展的多指标组合相似度指数,并利用一种邻居搜索算法对我国31 个省市(因数据限制,未计算香港、澳门和台湾地区)进行了空间聚类,然后以2010 年的数据为样本进行了实证分析.结果表明,旅游经济发展水平越高的地区与其他省份的相似性越低,一定程度上说明省际旅游发展呈现"极化现象".综合考虑六大经济指标,部分省份之间具有较高的相似性.基于相似度矩阵的空间聚类呈现沿海传统旅游强省、内陆旅游强省和西部及边缘旅游弱省的空间格局,但并未严格遵循地理区位相邻的分布规律.通过对2000 年和2010 年的聚类结果进行比较发现,随着全国旅游业的大发展,省际旅游呈现一种更为均衡的聚类结果.中、西及偏远地区省份的类内平均相似度显著降低,说明随着特色旅游资源的开发和利用,这些省份旅游经济的发展模式开始呈现地区特色.
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    我国水资源"农转非"驱动因素的时空尺度效应
    周玉玺, 葛颜祥, 周霞
    2015, 30(1): 65-77. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.006
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    优化配置水资源,实现利用效益最大化,是我国水资源管理的关键议题.论文选取影响水资源"农转非"的9 个因素,采用2003—2010 年省际面板数据,运用岭回归法测度各因素作用程度的时空差异.结果表明:① 时间尺度上,产业结构变化、城镇化发展是主要推动因素,综合作用达0.53;随时间推移,各因素的作用差异较大.② 空间尺度上,全国范围内,产业结构变化和城镇化发展的正向作用是0.32 和0.21;极度缺水区,产业结构变化、生态环境改善、节灌率和人均水资源量的正向作用明显;中度缺水区,产业结构变化的影响系数是0.56;轻度缺水区,城镇化发展和有效灌溉率的影响程度为0.33 和0.30;GDP是丰沛区的关键促进因素.③ 从时空尺度看,水资源利用比较收益是主要约束因素.④ 各因素在不同时点、不同区域的作用方向也不一致.
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    辽宁沿海经济带水资源边际效益测度及影响因素分析
    盖美, 郝慧娟, 柯丽娜, 田成诗
    2015, 30(1): 78-91. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.007
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    水资源边际效益的研究对于辽宁沿海经济带可持续发展具有重要意义.基于边际效益的理论,将水资源作为生产要素,利用柯布-道格拉斯生产函数对辽宁沿海经济带2002—2011年的水资源利用边际效益进行了测算及时空差异分析,结果显示三次产业水资源利用边际效益逐年提高,农业、工业、第三产业用水边际效益多年平均值分别为4.11、82.30、154.93 元/m3,农业用水的边际效益明显低于工业和第三产业用水.在此基础上构建多元线性回归模型,探求水资源利用边际效益的关键性影响因素,得到农业用水边际效益影响因素:农业万元产值用水量、政府影响力、单位面积产量、化肥使用量,其中农业万元产值用水量对于农业用水边际效益的影响程度最强且为负向作用;工业用水边际效益影响因素:工业万元产值用水量、政府影响力、市场需求程度、工业废水排放达标量,且工业万元产值用水量对于工业用水边际效益的影响最大且为负向作用;第三产业用水边际效益影响因素:第三产业万元产值用水量、政府影响力、城市化水平、人均公园绿地面积,第三产业万元产值用水量和人均公园绿地面积对于第三产业用水边际效益影响程度较高,第三产业万元产值用水量为负向作用,人均公园绿地面积作用为正向作用.
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    不同发展阶段煤炭资源型城市空间结构演化的对比研究——以淮南、淮北为例
    杨显明, 焦华富, 许吉黎
    2015, 30(1): 92-105. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.008
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    通过追踪淮南、淮北城市空间扩展,对比分析了中兴期和枯竭衰退期煤炭资源型城市空间结构扩展过程、特征、影响因素,结果表明:煤炭资源城市空间形态较为分散,都会经历"相对紧凑→分散布局→再度集聚"的演化过程、具有沿交通线轴向延伸的共性;都会经历飞地拓展、轴向延伸、内向填充、区位再造4 个阶段,但无依托型煤炭资源城市初期还会经历缘矿建镇阶段;城市空间扩展总量、扩展速度、扩展强度方面又具有阶段性差异.城市规模的扩张主要依靠工业用地、居住用地、商业及公共设施用地的增长来推动,空间重构现象自20 世纪80 年代开始在逐步加强,并以居住用地取代工业用地、商业及公共服务用地取代居住用地两种形式为主.从影响因素角度看,资源禀赋与矿区开发建设、地形及地质条件、交通运输、技术进步、城市职能以及城市规划对煤炭资源型城市空间结构产生共性影响.
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    近40 a来博斯腾湖水资源遥感动态监测与特征分析
    朱长明, 李均力, 张新, 骆剑承
    2015, 30(1): 106-114. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.009
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    湖泊水资源变化记录了气候变化和人类活动对区域水文过程的影响,及时、准确地获取湖泊的水资源变化信息,对认识区域乃至全球环境演变具有重要的参考意义.文章通过多源遥感数据,宏观、动态地监测了近40 a 来博斯腾湖的面积、水位和库容等水文信息,分析了时间动态变化过程与演变特征.研究结果表明:在人类活动和全球变化的共同作用下博斯腾湖水资源总体呈现减少趋势,变化过程呈现波动性,依次可将整个变化过程可分为3 个阶段.①1972—1990 年,博斯腾湖处于萎缩阶段.这一阶段湖泊面积持续萎缩,水位持续下降,水量持续减少,1990 年最低水位1 045.32 m,湖泊面积为908.12 km2.②1990—2002 年,博斯腾湖处于显著扩张阶段.这一阶段湖泊经历了水位上升、面积增大和水量增多,其中2000 年达到了峰值,此时湖泊最大面积为1 210.68 km2,湖泊最高水位为1 048.5 m,湖泊蓄水量约为90×108 m3.③2002—2010 年,博斯腾湖处于持续萎缩阶段.博斯腾湖的水位、水量和面积呈现持续下降的趋势,2009 年湖泊水位较2002 年约下降了3.3 m,水资源总量减少了约38.56%.这一变化特征是一定时期内区域水资源补给平衡的结果,其变化原因既有气候波动的因素,也有人类活动的影响;但是在短期内,博斯腾湖水资源主要受到人类活动的影响.
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    泾惠渠灌区潜在蒸散发量的敏感性及变化成因
    粟晓玲, 宋悦, 牛纪苹, 钟锋
    2015, 30(1): 115-123. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.010
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    潜在蒸散发量(ET0)是计算作物需水量的关键因子和制定灌溉制度的依据,敏感性分析对评估气候变化对ET0的影响至关重要.根据泾惠渠灌区4 个气象站1961—2011 年逐日气象资料,采用Penman-Monteith 公式计算日ET0,应用Mann-Kendall 趋势检验方法研究气象因子变化趋势,采用无量纲的相对敏感系数分析ET0对4 个主要气象因子的敏感性,结合气象因子的多年变化定量分析ET0的变化成因.结果表明,泾惠渠灌区风速和日照时数呈显著下降趋势,气温呈显著上升趋势,相对湿度在南部和东南部呈显著下降趋势,而西部和东北部呈不显著的上升趋势,ET0呈显著下降趋势;ET0对相对湿度、太阳辐射、风速和气温的敏感系数分别为-0.77、0.41、0.16 和0.08;风速和太阳辐射的显著下降是灌区ET0下降的主要原因.
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    近52 a天山乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度及其与气候变化关系研究
    王卫东, 张国飞, 李忠勤
    2015, 30(1): 124-132. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.011
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    论文以天山乌鲁木齐河源1 号冰川1958/1959—2009/2010 年平衡线高度观测资料为基础,研究了平衡线高度及其与气候变化的关系.结果表明,在研究时段内,平衡线高度变化分为正常波动、缓慢下降、迅速上升三个阶段,变化范围介于3 948~4 484 m,多年平均为4 067 m,总体呈普遍上升趋势,总计上升了90 m,且在2009/2010 年超过了冰川的上界,意味着该年度冰川全部处于消融状态.积累区比率作为平衡线高度变化的一个重要指标,在这一时期内也呈现明显的下降趋势,下降了约17%.物质平衡与平衡线高度具有显著的负相关性,物质平衡减小100 mm,平衡线高度将上升17 m.冰川处于稳定状态时的平衡线高度,即零平衡高度ELA0 为4 018 m.平衡线高度随纯消融量的增加而升高,纯消融量增加10×104 m3,平衡线高度上升14 m.平衡线高度对气候变化的敏感性研究表明,如果夏季平均气温升高1 ℃,则平衡线高度将上升约82 m,如果年降水量增加100 mm,则平衡线高度将下降约41 m,且夏季气温是影响冰川平衡线高度变化的主导气候因素.
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    中国亚热带重要树种植硅体碳封存潜力估测
    应雨骐, 项婷婷, 李永夫, 吴家森, 姜培坤
    2015, 30(1): 133-140. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.012
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    研究选取中国亚热带阔叶林、针叶林、竹林等3 种森林类型中常见的7 个树种,通过微波消解法提取其植硅体,并对其植硅体中碳含量进行测定,计算植硅体产量并估测碳封存量,结果表明:① 7个树种叶子植硅体碳占干物质含量分别为毛竹3.31±0.53 g·kg-1、杉木0.30±0.06 g·kg-1、马尾松0.40±0.11 g·kg-1、苦槠0.19±0.04 g·kg-1、青冈0.88±0.09 g·kg-1、木荷0.49±0.18 g·kg-1、枫香1.12±0.33 g·kg-1;② 相关分析表明,硅与植硅体含量(P<0.05,R2=0.989 7)、植硅体与植硅体碳占物质含量(P<0.05,R2=0.881 6)、植硅体碳与植硅体碳占干物质含量(P<0.05,R2=0.354 4)之间的相关性达显著水平.③ 毛竹的植硅体碳封存速率最高,若以最高植硅体碳封存速率0.050 6t- e-CO2·hm-2·a-1计算,面积为3.87×106 hm2的毛竹林每年可封存约1.96×105 t CO2;④ 杉木、马尾松的植硅体碳封存速率分别为0.005 6 和0.010 8 t-e-CO2 ·hm-2 ·a-1,面积分别为1.13×107、1.20×107 hm2的杉木林、马尾松林每年可封存约6.33×104、1.30×105 t CO2;⑤ 阔叶林植硅体碳封存速率介于0.000 5~0.019 3 t-e-CO2·hm-2·a-1之间,面积为2.49×107 hm2的阔叶林每年可封存1.25×104~48.15×104 t CO2.
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    基于组内-组间主成分分析的土地利用与团聚体有机碳关系的研究
    廖洪凯, 李娟, 龙健, 刘灵飞, 杨华, 张文娟
    2015, 30(1): 141-151. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.013
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    通过对喀斯特山区典型土地利用方式下(灌丛、水田、菜园、玉米地和退耕地)土壤有机碳、团聚体有机碳在不同土壤层次下(0~10、10~20、20~30 cm)含量的系统研究,结合组内-组间主成分分析方法,探讨了喀斯特山区土地利用与团聚体有机碳分布的关系.结果表明:不同土地利用方式下土壤团聚体组成均以大粒径团聚体为主,并且 > 2 mm粒径团聚体对土壤总有机碳的贡献率可高达70%以上.随土壤层次的增加,土壤有机碳和团聚体有机碳含量降低明显,变幅范围分别为15.1~38.0 和15.4~40.3 g· kg-1,表现以水田含量最高,菜园和灌丛相对居中,而以退耕3 a 草丛最低.组内-组间主成分分析结果显示,不同土地利用方式下土壤有机碳和团聚体有机碳的累积效应按水田、菜园、灌丛、退耕15 a 草丛、玉米地和退耕3 a 草丛依次下降,表明水田可作为喀斯特山区土壤有机碳固定的优势农业类型.与玉米地相比,退耕3 a 草丛有机碳储量降低了15.8%,而退耕15 a 草丛土壤有机碳储量有所提高,但恢复速率相对缓慢,以每年0.35 Mg· hm-2的速度增加.
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    基于组合模型的安徽省城镇化演进对碳排放影响极限研究
    张乐勤
    2015, 30(1): 152-163. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.014
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    探索城镇化演进对碳排放影响最小的极限时刻,对制定碳减排规划及政策具有重要指导意义.从碳源、碳汇两层面,对安徽省1995—2011 年碳排放进行了测算;运用KAYA恒等式及因素分解模型,考察了城镇化发展产生的碳排放量;借鉴经济学边际理论及求导方法,构造了城镇化演进的边际碳排放变化率模型,并据此测算了研究时序边际碳排放变化率;借助Excel软件,通过作散点图并添加趋势线方法,对边际碳排放变化率变化趋势进行了刻画,采用二次函数求极值方法,对城镇化演进碳排放影响的极限时刻进行了探索,结果表明:①安徽省碳排放量由1995 年的2 182.39×104 t 增至2011 年的10 120.20×104 t,年均增幅10.06%;②研究时序内,城镇化演进产生的碳排放总量为3 602.78×104 t,年均225.17×104 t,年际变化较大;③城镇化演进边际碳排放变化率拟合曲线既非U型也非倒U型,在时间维度依存关系不明显;④安徽省城镇化发展对碳排放影响呈乘幂函数关系,城镇化演进的增量效应显著.基于研究结果,从以创新发展理念引领低碳城镇化、以优化能源结构支撑低碳城镇化、以制度建设保障低碳城镇化、以内涵建设促进低碳城镇化等方面,提出了政策建议.可为安徽省生态省建设及可持续发展战略实施提供决策参考,也可为省域尺度的同类研究提供借鉴.
    • 资源研究方法
  • 资源研究方法
    基于改进序关系法的北京市水资源可持续利用评价
    陈午, 许新宜, 王红瑞, 王崴
    2015, 30(1): 164-176. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2015.01.015
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    指标权重的确定是水资源综合评价工作的基础.前期的研究多采用单一的权重确定方法,致使评价结果存在差异.论文提出改进序关系法来确定指标权重,通过构建北京市水资源可持续利用评价指标体系,利用Spearman 检验淘汰不通过一致性检验的专家指标排序,并运用循环修正的思路统一指标重要程度排序,最后通过相邻两个指标的标准差比值确定指标间的重要性比率,建立了基于改进序关系法的水资源可持续利用评价模型,并对北京市2005—2010年的水资源可持续利用状况进行评价.研究结果表明,通过改进序关系法确定指标权重,使得组合权重体现专家意见和指标数据信息,主客观权重分配的问题也得到了较好的解决.