作为备受关注的社会现象,食物浪费尚未引起学术界的足够重视。目前国内外针对食物浪费的理论研究较为薄弱,未形成完整的理论体系和研究方法。食物浪费贯穿在食物供应链的各个环节,具有表现形式多样、形成因素复杂、生产目的唯一和判断标准差异明显等特征。食物浪费的定量测度、食物浪费的综合评估、食物浪费的驱动机制、食物浪费监测与调控是食物浪费研究的主要内容。实证研究、系统分析、经济学模型分析、生命周期分析和生态足迹法是食物浪费研究的主要方法。结合研究基础和社会需求,目前应着重加强对餐饮食物浪费、居民家庭食物浪费、学校食物浪费、餐厨垃圾处理以及食物浪费的政策评估等领域的研究。
从土地资源属性出发,采用主成分分析法综合测度武汉城市圈土地资源空间异质性,利用Tobit 模型对土地资源空间异质性与经济发展水平的关系进行分析。研究表明:城市圈土地资源空间异质性是土地质量、结构、数量和禀赋等特征异质的综合反映,其中土地质量和结构异质是主因;城市圈土地资源空间异质性指数区间为[0.015, 0.737],可分为高异质区、中高异质区、一般异质区、中低异质区、低异质区5 个梯度区;城市圈土地资源空间异质性呈现出“中心高、边缘低”的分布特征,各异质梯度区内研究单元数量和面积差异明显;城市化水平和人均GDP对土地资源空间异质性具有显著的正向影响,第三产业比重具有显著的负向影响,提高第三产业比重能够降低城市圈土地资源异质性。
以湖北省武汉、荆门、黄冈等地区为实证,分析重点开发区、农产品主产区及生态功能区农民收入及土地利用行为受土地用途管制的影响,测算基本农田发展受限下农民的福利损失及空间异质性。结果表明:① 农民收入及土地利用行为具有显著的空间差异,农产品主产区农业收入较重点开发区农业收入高30 929.29 元/(户·a),生态功能区农民倾向于种植经济作物,江汉平原农产品主产区农民更愿意种植粮食作物,农地经营意愿也最强烈,而重点开发区及生态功能区农民转入农地、扩大农业经营规模的意愿较弱;② 土地用途管制对农业收入较高、农地投入较大、农地经营意愿较低、单纯种植粮食作物和兼营粮食作物与经济作物农民的影响较大;③ 土地用途管制强度及其给农民福利带来的损失具有显著空间差异,重点开发区的管制程度最强,生态功能区的管制程度最弱,其中重点开发区农民的福利损失最大[23 839.34 元/(hm2·a)],其次为生态功能区[22 266.71 元/(hm2·a)],农产品主产区最低[14 445.58 元/(hm2·a)]。
论文以Leontief 投入产出分析为基础,利用系统优化模型测算中国的生态效率,并分析生产要素、产业产出和污染物对效率水平的影响;为了聚焦于低碳经济发展,模型仅包括温室气体一种污染物。从1997 到2010 年,中国生态效率约下降一半,要素投入和产出变动均是效率降低的原因。在劳动、资本和土地三种要素中,惟有高水平劳动影子价格为正、能够影响生态效率;1997—2010 年间,高水平劳动力实际利用率降低、稀缺性上升,加剧了实际生产与前沿面的距离、降低了生态效率。在18 类产业中,12 类产值上升、对生态效率贡献为正;食品、纺织、非金属制造、运输及公私服务业等6 类对生态效率作用为负。以上结果有助于明确实现保增长、减排放的关键产业部门和要素投入。
景观健康是近年来随着生态系统健康研究不断深入而出现的一个新的景观生态学概念,旨在探讨景观尺度下生态健康的问题。论文针对城市湿地公园的特征,构建能够反映其特征的景观功能分类体系,建立景观结构健康和水环境健康的评价模型,并在分析两者之间关系的基础上,对景观健康进行综合评价,探讨西溪湿地公园景观健康的空间异质性。研究结果表明,西溪湿地公园景观总体处于亚健康的状态,景观健康程度由公园内部向周边呈逐渐降低的趋势,说明湿地公园作为“湿岛”,受到周边环境的强烈影响。其中,景观疾病的区域占公园总面积的20.42%;景观不健康的区域占整个公园的20.97%;景观亚健康的区域占整个公园的34.98%;景观健康和很健康的区域占整个公园的23.63%。研究结果有利于西溪湿地公园开展具有针对性的管理工作,且为其他城市湿地公园的规划和建设提供科学依据。
将盐城国家级自然保护区(新洋港—四卯酉河段)划分为未围区和围垦区,根据1984—2013 年6 个时相的景观资料,运用RS、GIS 技术和景观生态学方法,分析围垦活动影响下海滨湿地景观格局演变差异。结果如下:①未围区始终保持以自然景观为主,2013 年面积比例占84.6%;1984—2013 年,芦苇和互花米草湿地面积分别增长了4 770.6 和4 202.8 hm2,而碱蓬湿地面积减少了2 656.7 hm2。围垦区大致以2000 年为界,景观结构由自然景观占主导转为人工景观为主;除互花米草外自然植被面积呈下降趋势,而人工景观中水产养殖塘面积不断上升,2013 年比例达60.5%。②未围区景观破碎度自1995 年以后变幅较小,且保持在较低水平,维持在0.27~0.28,斑块形状趋于复杂、自然,景观多样性呈上升趋势,1984—2013 年上升了0.19。围垦区破碎化程度上升明显,1984—2013 年上升了0.27,整体景观趋于简单规则,景观多样性呈下降趋势,1984—2013 年下降了0.26。③未围区景观演变驱动力以自然因素为主,景观类型质心移动具有距离较为连续、方向相对单一的特征。而围垦区由于人类活动介入,围垦区景观类型质心移动更多地表现出无序多变、错综复杂的特征。
以2010 年我国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1960—2010 年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ(Global Agro-Ecological Zones)模型综合考虑光、温、水、CO2浓度、农业气候限制、土壤、地形等多方面因素,估算了中国玉米生产潜力,进而分析了近50 a 来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空格局特征。研究表明:①2010 年中国玉米生产潜力总量是8.34×108 t,玉米生产潜力空间差异显著,总体呈现东高西低的趋势,东北平原区的玉米生产潜力总量最高,达到1.97×108 t,青藏高原区玉米生产潜力总量最小;②近50 a 来中国玉米单产潜力和生产潜力总量整体呈现减少的趋势;③中国玉米单产潜力和生产潜力总量变化的区域差异较大,东北平原区的平均玉米单产潜力和生产潜力总量的增长趋势都最为明显,其他各区的变化趋势都相对较小。研究揭示了近50 a 来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空演变特征,这为探究如何适应气候变化、提高中国玉米产量水平、科学指导玉米生产经营提供了科学依据。
论文以巴丹吉林沙漠腹地陆面和湖面能量平衡系统的定位观测数据为基础,对比分析了夏季不同天气条件下两种典型下垫面的辐射收支和能量分配之异同,评价了典型晴天的辐射收支与能量分配对季节平均气候态的代表性。结果显示,按“晴天—多云—阴天—降水”的顺序,陆面与湖面的总辐射、反射短波辐射和净辐射之日均值呈逐渐减小趋势,大气逆辐射则逐渐增大。湖面长波辐射亦随这一天气变化顺序逐渐增大,暗示地下水携带的热量和局地平流作用对湖水表面温度皆有影响。非降水天气时,陆面感热通量占净辐射的主要部分。云和降水皆会直接影响陆面的能量分配,感热通量一般随云量的增加而减小,潜热通量则逐渐增大。湖面典型晴天的午后存在逆温现象,然降水天气时,湖面空气温度降低较快,破坏了湖面上空的逆温层,即感热通量皆为正值。湖面的潜热通量主要决定于风速,故其对天气变化响应不明显。在地下水携带的热量和局地平流共同作用下,湖面的感热通量和潜热通量之和大于湖面的净辐射。不同天气下陆面和湖面的波文比差异较大。陆面典型晴天的辐射收支和能量分配与季节平均气候态相差不大,湖面的典型晴天则不具有季节平均气候态的代表性。
根据山东省1961—2010 年90 个气象站的逐日气象观测数据,采用计算参考作物蒸散量(ET0)的Penman-Monteith 模型方法,分析了山东省ET0对最高气温、最低气温、风速、日照时数、相对湿度的敏感性,并结合各气象要素的多年相对变化定量探讨了影响ET0变化的主导因素。结果表明:近50 a 来,山东平均ET0以-1.818 mm/a的趋势减少,夏季减少趋势最显著,1983 年前后ET0发生突变。各气象要素对ET0变化的敏感区域、与ET0相关性地域差异明显。虽然平均风速和日照时数的敏感系数较低,但其减小趋势极显著,多年相对变化较大,使平均风速成为ET0变化负贡献最大的气象要素,日照时数次之,最高气温贡献最低,相对湿度在沿海地区的正贡献较大。年、春、秋和冬季对ET0变化的主导因子是平均风速,夏季是日照时数,半岛大部分地区一年四季的主导因子是相对湿度。突变后主导因子是平均风速的站点明显减少,主导因子为相对湿度的站点明显增多,由于夏季日照时数极显著减少,导致突变后夏季大多数站点对ET0变化的主导因子为日照时数。
水文序列的平稳性假设是传统水文统计学方法在水文序列分析研究中的基本假设,随着气候变化与人类活动对地表水文过程的影响,这种假设往往存在问题,使水文分析得出误导性结论。以珠江流域28 个测站1951—2010 年年最大洪峰流量序列为例,用Pettitt 方法结合Loess 参考函数检验序列中均值和方差变异,用Mann-Kendall(MK)和Spearman 法检测时间趋势性,用广义可加模型(GAMLSS)和长期持续效应等具体分析序列的平稳性。研究结果表明:①均值/方差变异主要集中在西江和东江流域,变异时间分别集中在1990 年左右和1968—1987年间;②变异点的存在与否对序列趋势检验结果有重要影响,在考虑变异点前提下,珠江流域年最大洪峰流量序列基本无显著趋势性;③在GAMLSS模型中,对于不具有和具有突变点序列,Gamma分布均为选择次数最多的最优极值分布,不具有突变点序列分布参数θ1或θ2非平稳模型与平稳模型差距较小,具有突变点序列则相反;④统计上检测出具有突变点或者显著时间趋势性的测站,同样检测出高Hurst 系数,反之亦然。Hurst 系数估计因样本容量较小具有较大不确定性。东江流域受流域内水利工程的剧烈影响,尽管检测出高Hurst 系数,但仍认定为非平稳序列;西江干流主要受支流汇流和气候变化影响,高Hurst 系数表明其水文过程可能是长期稳定过程中局部波动的结果。
依据嘉陵江流域1961—2012 年的气象数据,采用数理统计方法结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量时空变化和旱涝灾害特征。结果表明:近52 a 来全流域年平均降水量以13.69 mm/10 a 的速率减少,并在1984 年发生突变,随后降水量明显减少;从区域分析看,受季风和海拔高度等因素的影响,降水量东南多西北少;近52 a 来,除达县和沙坪坝两个站点降水量呈微弱增加外,其余地区降水量均呈减少趋势,略阳—广元—绵阳一带降水量减少速率最高。嘉陵江流域20 世纪60 年代偏涝,涝灾发生频率高;70 至80 年代旱涝灾害交替出现,整体偏涝;90 年代以来,该流域旱灾发生频率与程度均高于涝灾,整体偏旱;该流域由涝灾向旱灾转化的趋势明显。
基于1965—2012 年海南5 市(县)气象站的逐日观测数据,构建一个新旅游气候指标,用以定量评估海南各地区的旅游气候资源,并考察其对气候变化的响应特征。结果表明:①近48 a 来各市县理想旅游条件频率以波动下降趋势为主;全年三亚限制旅游的主导因子是风,其余地区是体感温度;除了五指山理想条件频率呈单峰型季节分布外,其余地区为双峰型。②冬季到初春气候变暖对三亚影响不大,但将明显改善其他地区旅游气候条件;除五指山外,气候变暖将使其他地区夏季、初秋旅游条件处于劣势。全年来看气候变暖对海口、三亚与昌江的旅游舒适度弊大于利。③三亚、琼海及昌江夏季、初秋若湿度加大,将有利于提高旅游舒适度,这与降水频次有关;冬季湿度加大也助于改善五指山的旅游条件。④所构建的定量指标可较好表征海南各地旅游气候资源状况,并可评估其对气候变化的响应特征。统计分析表明旅游气候条件与气候变化、地理环境密切相关。
在陕西省境内秦岭山脉中段油松-锐齿槲栎混交林集中分布的区域设置20 块调查样地,采取土壤样品测定了该区森林土壤0~20、20~40 和40~60 cm 3 个土层的全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、有机质7 项养分指标。通过计算不同土壤养分指标的变异系数并应用典范对应分析(CCA)技术,对秦岭山地松栎混交林土壤养分空间变异与海拔、坡位、坡向和坡度4 项地形因子的关系进行分析。结果表明:①单因素方差分析显示,随着土层深度增加,全氮、有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量均呈极显著下降趋势,而全磷、全钾在不同土层中的含量无显著性差异;②变异系数计算结果表明,各土层的7 项养分指标均表现为中等程度变异性,变异系数最大者是0~20 cm土层速效氮,最小者为0~20 cm土层全钾;③从CCA排序结果看,地形因子对不同土层养分变异的影响程度及因子种类明显不同。0~20 cm表层土壤养分变异受地形因子制约作用较小,20~40 cm土层养分的主要影响因子为坡向和海拔,40~60 cm土层养分的主要影响因子为海拔和坡位,而坡度和海拔则是控制0~60 cm整体土壤层养分变异的主要因素。综上所述,地形高异质性的微生境造成了秦岭山地松栎混交林土壤养分空间分布格局的差异。
为了研究不同纬度下土壤的生态化学计量特征,为黄土高原退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据,通过采集黄土高原陕北地区不同纬度下5 个典型植被区的34 个典型土样,测定并分析土壤养分及生态化学计量指标随纬度和植被的变化特征。结果表明,从南到北土壤碱性逐渐增强;土壤容重逐渐增大;土壤速效钾、硝态氮、铵态氮等速效养分逐渐降低,纬度变异性较大;土壤速效磷纬度变异性小。土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷表现出一致的变化规律,随着纬度的增加逐渐降低,变异性较大,表层土壤大于下层土壤。土壤速效养分也表现出表层土壤大于下层土壤,而土壤容重及土壤pH值表现出下层土壤大于表层土壤。0~5 cm土层土壤的碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)、氮磷比(N:P)分别为8.79~22.00、9.91~35.92、1.06~3.25,5~20 cm土层土壤的分别为8.02~21.03、7.36~24.01、0.82~2.22。土壤的C:N受气候变化影响较小,在黄土高原陕北地区随纬度的升高无明显的变化;而土壤C:P、N:P变异性较大,随着纬度的升高显著下降。随着植被的恢复土壤碳氮磷等养分逐渐累积,森林植被明显高于荒漠植被及沙区植被。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关,C:N 与N:P 存在极显著的正相关,与C:P 存在显著的负相关,C:P 与N:P 存在极显著的正相关。黄土高原土壤C:N较为稳定,不随纬度变化;随着植被的恢复,相对于高纬度地区,低纬度地区更容易缺磷;高纬度地区的植被更容易受到N含量的限制,因此对于该区域应该更加注重N肥的施用。
当前,以全球变暖为主要特征的气候变化对人类社会的可持续发展构成了严重威胁,如何有效适应气候变化成为人类面临的共同挑战。研究表明,全球变暖的主要驱动力是人类活动造成的温室气体排放和土地利用方式改变。过去,科学界致力于削减全球温室气体排放,而土地利用与气候变化的关系,以及如何适应气候变化,没有引起足够重视。论文重点阐述土地利用/覆盖变化对区域气候的生物地球物理影响机制,总结土地利用/覆盖与气候变化定量关系的研究进展,得出现阶段研究存在四点不足:①缺乏景观格局与气候过程关系的认识;②较少考虑人类活动对下垫面的影响;③区域气候模式存在局限;④适应气候变化的研究不足。针对上述问题,论文指出基于可持续性的土地系统设计是适应气候变化的有效途径,也是未来气候变化领域的研究重点。
