自然资源学报

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资源利用与管理

不同经济发展阶段下城市空间扩展对比研究——以福州和台北为例

张金前, 邓南荣, 韦素琼, 陈健飞

2012, 27(2): 177-186. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.001

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城市空间扩展在不同的经济发展阶段表现出不同特征。论文以处于不同经济发展阶段的福州和台北为例,以不同时段的遥感影像数据为数据源,结合相关历史文献和城市统计资料,借助GIS技术提取城市空间扩展信息。在此基础上,采用扩展速度、分维数、紧凑度等方法对福州和台北1988—2010年城市空间扩展的时空变化特征及其影响因素进行对比分析。结果表明:22 a来,福州城市建设用地年均扩展速率为台北的4.03倍,福州城市用地快速扩展,与台北形成明显的差异;福州城市空间扩展类型前期以外延类型为主,后期转为外延扩展与内部填充并重,而台北城市空间扩展类型则是以内部填充为主;福州和台北都受到自然地理环境、经济发展和人口增长、交通基础设施建设以及政策与规划等因素的共同影响,但各因素的主导作用不同,导致两地城市空间扩展特征存在差异。

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资源利用与管理

非农就业对农户种植多样性的影响:以江苏省泰兴市和宿豫区为例

钟太洋, 黄贤金

2012, 27(2): 187-195. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.002

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为分析非农就业对农户种植多样性的影响,通过农户问卷调查手段获得356份农户问卷,以在江苏省泰兴市和宿豫区的农户问卷调查数据为基础,采用Poisson回归方法,估计了农户种植多样性决策模型。依据模型估计结果,分析了非农就业对农户种植多样性的影响。分析表明,农户的种植多样性受到多种因素的影响。负责农业生产家庭成员受教育年限提高1 a,种植多样性提高1.5%左右;种植面积增加1 hm²,则农户种植多样性提高28%左右;就农户参与非农活动的影响而言,与负责农业生产家庭成员不参与非农活动的农户相比较,负责农业生产家庭成员参与非农活动家庭的种植多样性减少11%左右;负责农业生产家庭成员参与非农活动月数增加1个月,农户种植多样性大约降低1.4%。分析说明负责农业生产家庭成员参与非农就业会显著降低农户种植多样性。

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资源利用与管理

耕作历史和种植制度对绿洲农田土壤有机碳及其组分的影响

张俊华, 李国栋, 南忠仁, 肖洪浪, 赵丽萍

2012, 27(2): 196-203. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.003

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耕作历史和种植方式是影响黑河绿洲农田土壤总有机碳及其组成的重要因素。研究结果显示,随着耕作时间的延长,土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)、惰性有机碳(NOC)的含量均呈增加趋势,但AOC、NOC的增幅存在差异,AOC因性质活泼,对农业活动等措施引起的变化较NOC有较快响应,因此,在耕作的初期(0~5 a),AOC的增幅高于NOC,而20 a的耕地NOC增幅大于AOC,之后达到AOC与NOC的增幅接近(>100 a)的动态发展趋势,表明总有机碳含量积累的过程是AOC与NOC增幅逐渐接近、NOC积累增速的过程。>100 a的耕地,因种植方式不同,剖面上TOC、AOC、NOC含量呈现出:油菜地>普通玉米地>制种玉米地>小麦地。分析发现,绿洲区近年来大面积种植制种玉米引起TOC、AOC、NOC发生改变,增加秸秆或牲畜粪便的归还量是提高土壤有机碳的有效途径。

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资源安全

水资源安全评价模型构建与应用——以福建省泉州市为例

高媛媛, 王红瑞, 许新宜, 高雄, 史秋阳

2012, 27(2): 204-214. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.004

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作为东南沿海的重要城市之一,泉州市在经济社会迅速发展的形势下,水资源可持续利用面临前所未有的压力。论文采用改进的层次分析法及基于因子分析的聚类分析法,对泉州市各县(区、市)2008年的水资源安全状况进行评价与分析,并评价了2000—2008年泉州市的水资源安全变化趋势,对2015及2020年的水资源安全进行预测。主要研究结论为:水资源处于安全状况的地区为德化县、永春县、安溪县;基本安全的地区为南安市、洛江区及泉港区;处于不安全的为鲤城区、丰泽区、惠安县;处于严重不安全的地区为晋江市和石狮市。评价年份内,2000年水资源安全保障程度最高,2004年水资源安全程度最低。在P=75%和P=90%的情况下,2015和2020年泉州市面临的水资源压力很大。针对泉州市经济社会发展、水资源特点及开发利用特征,提出了提高水资源安全保障程度的措施。

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资源生态

1961—2010年我国冬小麦可种植区变化特征

王培娟, 张佳华, 谢东辉, 韩丽娟

2012, 27(2): 215-224. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.005

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冬小麦是我国的主要粮食作物之一,在我国粮食生产和粮食安全方面占有重要地位。论文以全国553个气象台站1961—2010年的基本气象资料为基础,根据温度垂直递减规律,将气象站点的最低温度数据处理到海平面水平,而后利用ArcGIS软件,对海平面水平的最低温度数据进行空间插值,得到海平面水平的最低温度空间分布图;再利用全国的DEM数据将插值后的温度数据还原到相应的海拔高度,得到当地的最低温度空间分布图。参考崔读昌提出的我国内地冬小麦种植北界条件,并综合北疆有积雪覆盖区冬小麦安全越冬的判定条件,计算得到全国1961—2010年内不同年代际的冬小麦可种植区概率。利用不同年代际冬小麦可种植区概率分布图,从空间的角度分析了这50 a冬小麦可种植区的扩张状况、可种植概率的变化情况等,为我国的冬小麦种植区的选择提供参考。

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资源生态

中国发展非粮燃料乙醇减排CO₂的潜力评估

李红强, 王礼茂

2012, 27(2): 225-234. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.006

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科学地评估中国发展非粮燃料乙醇减排CO₂的潜力对于制定应对气候变化措施和燃料乙醇发展政策具有重要的现实意义。论文提出了基于占地属性的燃料乙醇原料划分方法,并指出低质宜耕边际性土地与农作物副产品资源可作为占地型原料的种植空间和非占地型原料的来源。随后,构建了燃料乙醇替代的CO₂减排潜力的评估模型,并对2015年和2030年中国发展非粮乙醇的减排潜力进行了评估。评估结果表明,在2015和2030年我国非粮燃料乙醇可产生1 094.7×10⁴ t和4 902.7×10⁴ t的CO₂减排潜力,且形成以非占地型原料乙醇为主的减排结构。从减排潜力空间分布上看,我国在2015年和2030年将分别呈现出以微度、低度减排区为主和极高、高度减排区为主、"∏"型的空间结构。

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资源生态

基于GIS的陕西省水土保持自然生态修复区研究

聂斌斌, 蔡强国, 张卓文, 李国强, 项宇

2012, 27(2): 235-242. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.007

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水土保持自然生态修复作为生态建设的一项主要任务,需要进行水土保持生态修复适宜区研究。论文以陕西省为例,应用ArcGIS 9.2空间数据分析工具,综合分析土地利用类型、年降雨量、土壤侵蚀、人口密度等指标,划分出陕西省水土保持自然生态修复适宜区域,并分析了陕西省水土保持综合治理实施情况。结果表明,陕西省水土保持自然生态修复区面积为23 911 km²,秦岭大巴山区适宜自然生态修复的面积最大,研究为水土保持综合治理下一步实施提供借鉴意义。

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资源生态

不同土地利用/覆盖情景下东北沟流域植被生态需水量及其对产流影响

吕明权, 王继军

2012, 27(2): 243-253. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.008

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针对京津水源区上游生态环境建设需水与向下游多输水的矛盾现实,基于气象、土壤、土地利用/覆盖(1990年和2009年)数据,应用Penman-Monteith公式估算潜在蒸散量,再用土壤和植被信息对其进行修正,计算了水源区东北沟流域1990年、2009年及其他5种不同土地利用/覆盖情景下的最小生态需水量和适宜生态需水量。结果表明:2005—2009年4—10月潜在蒸散量是715.04 mm;2009年流域植被适宜生态需水量是399.42 mm,最小生态需水量是339.68 mm,比1990年的适宜和最小量分别多122.5 mm、144.5 mm;平水年的降雨均可满足各种情景生态需水要求,其中需水量较大的是情景Ⅲ(草地转化为林地),其适宜需水量达784.69×10⁴ m³,情景Ⅱ(林地转化为草地)的需水量最小,适宜需水量是687.27×10⁴ m³,该情景较适合向下游输水为目的的生态建设,但该情景实施的前提是建立下游向上游的生态补偿机制。

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资源生态

不同类型施肥水平对甘南沙化高寒草甸植物群落特征及生产力的影响

陈文业, 赵明, 李广宇, 魏强, 王芳, 刘振恒, 朱丽, 张继强, 孙飞达

2012, 27(2): 254-267. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.009

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以中度沙化高寒草甸为研究对象,研究了不同类型施肥水平对草地群落物种组成、多样性格局、群落结构及生产力的影响,旨在寻求不同类型施肥的最佳施肥水平。结果表明:①在各个不同施肥水平处理中(除钾肥3个水平处理外),主要优势物种的重要值之间均有显著差异;②各物种多样性指标在有机肥3个水平处理和氮肥3个水平处理中均随施肥量增加而增大,而在磷肥3个水平处理和氮磷钾肥配施3个水平处理中均随施肥量增加显凸形变化趋势;③植被平均高度和4个功能群地上生物量在有机肥3个水平处理和氮肥3个水平处理中均随施肥量增加而增大,在磷肥3个水平处理和氮磷钾肥配施3个水平处理中均随施肥量增加显凸形变化趋势;④钾肥3个水平处理对物种组成、多样性变化、植被高度及地上生物量均没有极显著影响。从草地生产力、群落结构的合理性以及群落的稳定性综合考虑,O3、P2、N3和N-P-K2是高寒沙化草甸施肥的最佳水平。

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资源评价

中国近半个世纪地面太阳总辐射时空变化特征

马金玉, 罗勇, 梁宏, 李世奎

2012, 27(2): 268-280. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.010

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论文利用近半个世纪(1961—2009年)全国58个气象站的地面太阳总辐射观测资料,采用线性倾向估计、小波分析和Mann-Kendall检验等方法,分析了近50 a来全国及区域地面太阳总辐射的年际、季节长期变化趋势特征、年代际距平、周期和突变点。结果表明:全国58个站点地面年太阳总辐射的长期变化趋势主要呈变化不明显和下降明显,分别占总站点数的50.0%和46.6%,且具有一定的气候地带性和局地差异。省级大城市的站点中,下降明显的站点约占该类站点数的三分之二,而其他城市以变化不明显的站点居多。从年代际距平看,在20世纪60年代和70年代,呈上升趋势的站点占总站点数的比例分别约为80%和50%;在80年代,以下降的站点居多,占80%以上;90年代至今,以下降趋势的站点居多,约占50%,但有30%左右的站点为上升明显。从季节的长期变化趋势看,除冬季以下降明显为主以外,春、夏、秋季均以变化不明显为主。从变化周期看,年际周期为6~9 a,年代际周期为10~13 a和20~23 a,但其周期在各气候带有异同。发生突变的时间也具有一定的地带性,各带突变时间有差异。

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资源评价

中国植被生长的最适温度估算与分析

崔耀平, 刘纪远, 胡云锋, 邴龙飞, 陶福禄, 王军邦

2012, 27(2): 281-292. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.011

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利用中国区域的GIMMS NDVI数据集和相应时期气象站点实测的温度数据集,分别在时间尺度和空间地域上对比分析植被生长过程与环境温度变化的关系,并由此提取区域植被生长关键阶段对应的温度,最后得到了中国各生态地理区植被生长的最适温度及其变化区间。结果显示:①研究首次给出了不同生态区植被生长的最适温度,其中青藏高原的参考最适温度最低,在10 ℃左右,而长江中下游和华南地区的较高,很多区域的值都超过了25 ℃,说明植被生长的最适温度具有很强的地域分异性;②根据论文结果,通过海拔高度和纬度两个地理因子,可快速拟合得到中国陆地植被生长的近似最适温度。研究结果可以为生态系统模型的参数本地化和空间化提供参考。

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资源评价

夏季风水汽输送对云南夏季旱涝的影响

张万诚, 汤阳, 郑建萌, 曹杰, 马涛

2012, 27(2): 293-301. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.012

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利用欧洲中期天气预报中心的1961—2002年逐月再分析资料(ERA-40),计算夏季80°E~130°E, 0°~35°N区域内水汽通量及其散度,并使用EOF分解和小波分析等统计方法,对云南夏季水汽通量及其散度的时空特征进行诊断分析,结果表明:云南夏季风降水有两支水汽来源,最强一支来自越赤道气流转向后在孟加拉湾北上形成西南水汽输送,其水汽源地为印度洋、孟加拉湾,反映南亚季风对云南的影响;另一支为副热带高压南侧的东风气流,其源地是西太平洋、南海,反映东亚季风对云南的影响;云南夏季降水的主要水汽通道是南亚夏季风水汽输送。夏季风水汽通量矢量的第一特征向量分布型大致呈反气旋式水汽输送,对应云南夏季降水的一致偏多;水汽通量矢量场第二特征向量的分布大致为气旋式水汽输送,对应云南夏季降水偏少;第三特征向量为气旋式－反气旋式,造成云南夏季降水南北分布差异,反映云南夏季降水的南北差异。第一模态的水汽通量有很强的年际变化,在年代际变化上13~15 a周期较为显著,在年际变化上2~3 a的周期较显著;1960年以来水汽通量呈减少趋势为-0.105 kg(m·s)^-1/a。第二模态的水汽通量呈增加趋势,为0.566 kg(m·s)^-1/a,在年代际变化上11~15 a周期最为显著,从1970年代中期后水汽通量呈2~3 a的周期振荡。夏季异常旱涝年与来自孟加拉湾和南海地区的西南水汽输送的强度及位置有关,并且对流层中层的水汽输送起决定因素。

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资源评价

西藏中部巴木错湖泊面积变化及其原因分析

巴桑赤烈, 刘景时, 牛竟飞, 达瓦顿珠, 次边

2012, 27(2): 302-310. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.013

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受气候变化影响,西藏中部内陆湖泊在最近10 a来出现了水位上涨、湖面扩大等情况。采用遥感技术及统计学方法分析了西藏中部巴木错湖泊面积年内、年际变化及其原因。结果表明:①湖泊周边班戈站的年降水量、年平均气温、年平均地温以及年平均相对湿度等呈现增加趋势,年平均风速显现下降趋势;②2009年的面积在2月、5月和8月出现了三个"峰值",主要与湖面封冻、气温升高及降水增加等有关,年际变化呈逐步增加趋势;③经线性相关、多元回归等分析发现,年内变化受各月面降水量AP、蒸发量E和气温T的影响,合计贡献率为90.0%,排序为AP>E>T;年际变化受年平均风速SWS、7月降水量P7、平均地温ST和气温T的影响,合计贡献率为65.2%,排序为SWS>P7>ST>T。

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资源评价

山西农田土壤交换性镁含量、分布特征及其与土壤化学性质的关系

丁玉川, 焦晓燕, 聂督, 程滨, 赵瑞芬, 刘平

2012, 27(2): 311-321. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.014

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采用田间调查与室内分析相结合的方法,研究了山西省农田土壤交换性镁(Mg)含量、分布特征及其与土壤主要化学性质的关系。结果表明,山西省主要农田土壤(0~20 cm)交换性镁含量平均为255.1 mg/kg,变幅为78.1~641.8 mg/kg,其中85%的土壤交换性镁含量在100~400 mg/kg之间,随地区不同而异。土壤剖面(0~100 cm)交换性镁含量为78.1~717 mg/kg,其含量随土壤层次加深呈现出增加的趋势。不同类型土壤交换性镁含量高低依次为潮土>褐土>栗褐土>石灰性褐土>黄绵土>褐土性土。土壤交换性镁含量与土壤pH值、EC值、有机质含量和碱解氮含量呈显著线性正相关,与K/Mg呈显著线性负相关,与全磷含量、速效磷含量、速效钾含量和Ca/Mg呈显著的曲线关系。

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资源研究方法

城市增长边界分析方法研究——以长江三角洲常州市为例

苏伟忠, 杨桂山, 陈爽, 王丹, 吴剑平, 高群

2012, 27(2): 322-331. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.015

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诸多国家已采取城市增长边界(Urban growth boundary, UGB)对策以抑制城市蔓延,我国目前城市与土地利用规划也明确要求划定UGB,但其分析方法研究还较薄弱。综合系统动力学模型、元胞自动机及城市承载力分析研究常州市区UGB,结果表明:预测到2020年常州市区城市建设用地面积为30 847 hm²,北部和南部组团外延增长、主城区及南北组团内部填充同步发展,UGB由沿江—德胜河—沪宁高速—新孟河—德胜河—武宜运河—沿江高速—沪宁高速—市域界限等围合而成;模型预测的UGB与GH-UGB(实际规划UGB)北部和东部空间拟合良好,西部和南部拟合较差,表明模型预测对空间整体和要素联系考虑不足,而用地规模偏差则表明模型预测更为客观;UGB分析方法在政策、空间规划理念和整体格局上有待完善。

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资源研究方法

我国工农业水资源使用强度变动的区域因素分解与差异分析

陈东景

2012, 27(2): 332-343. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.016

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不断降低水资源使用强度是建设节水型社会的一个核心任务。运用对数平均D氏指数方法(LMDI)建立因素分解模型,定量分析2003—2009年间我国工农业水资源使用强度变动的区域因素贡献并进行比较。结果表明,技术进步是影响全国工农业水资源使用强度下降的最主要因素,产业结构调整和优化对全国工农业水资源使用强度下降也起着非常重要的作用,而区域经济规模变化所起作用较弱;东、中、西部省份在技术进步效应、产业结构效应和区域结构效应等方面存在明显差异;农业内部的节水总效应显著大于工业内部的节水总效应;农业内部的产业结构效应最大,工业内部的技术进步效应最大。为了实现全国工农业水资源使用强度的持续下降,应大力推进农业和工业技术节水、加快产业结构调整和优化、加强科学管理和区域发展合作等。

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专题论坛

生物液体燃料发展的环境影响研究进展

杨海龙, 吕耀, 封志明, 王露

2012, 27(2): 344-352. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.02.017

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第二代生物燃料生产技术已发展起来,有关生物液体燃料发展的环境影响研究,毁誉参半、争论激烈。论文在查阅大量国内外相关文献的基础上,评述了生物液体燃料的发展进程及其对温室气体减排、水土资源及生物多样性等方面的影响,并就生物液体燃料环境影响的研究趋势与发展方向进行了讨论。研究认为:①一些学者认为,就温室气体减排来看,尽管效益不同,但生物液体燃料均在一定程度上减轻了温室气体排放。也有学者认为生物液体燃料与化石燃料相比并没有减少温室气体排放,甚至更糟。②大规模的能源作物集约种植消耗了大量水资源,污染了地下水,破坏了土壤碳库,降低了土壤肥力,加剧了水土流失。此外,土地利用方式改变造成的潜在影响具有很大的不确定性。但也有研究表示选择合适的能源物种及科学的耕作方式也有可能对水土资源带来积极的影响。③生物液体燃料发展对生物多样性产生了危害,但恰当的管理方式亦可能带来正效益。导致研究结论差异巨大的原因主要在于研究角度与尺度不同、研究方法的复杂性和数据的精度及可获得性等。明确边界、统一路径,细化指标、规范标准,系统分析、定量评价应是生物液体燃料的环境影响研究的发展方向。

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