1990年以来卢旺达森林转型路径及趋势模拟

社会经济发展过程中一个国家（地区）森林面积由减少转为增加的“森林转型“内在驱动机制,是资源环境研究关注的热点。以4期卢旺达土地覆盖数据为主要信息源,分析1990—2015年该地区森林变化的趋势和时空特征。结合社会经济数据,借助森林转型的路径分析法,探究卢旺达森林面积变化的影响因素及其所遵循的转型路径。在此基础上,利用PLUS模型对卢旺达2030年的森林空间动态分布进行模拟预测,对如何继续保持良好转型态势提出相关建议。结果表明：①卢旺达森林面积在2010年开始出现净增长,由2010年的197383.2 hm²增加到2015年的213087.8 hm²,年增加率0.8%;②国家公园和保护区是森林增长主要地区,且主要来源于稀树草原和耕地,分别占森林净增加总面积的87.8%和8.8%;③转型的内在驱动机制主要是国家政策引导下发生的“国家森林政策路径”和“森林稀缺路径”,全球化路径体现在植树技术与资金支持;④对卢旺达2030年森林模拟预测显示,森林转型仍将继续,预计到2030年森林面积将净增加34065.2 hm²。为进一步提高研究区森林覆盖率,卢旺达政府部门应改善森林恢复的薄弱环节,加快农业集约化推广;通过为农村社区创造场外就业机会,引导经济和就业发生转型,从而推动基于“经济发展路径”与“农村集约化路径”的森林增加。     

基于土地利用冲突识别与协调的“三线”划定方法研究——以常州市金坛区为例

在经济发展新常态和建设“美丽中国”的要求下,科学合理地划定基本农田保护红线、城市开发边界和生态保护红线（“三线”）对统筹协调“生产-生活-生态”空间、高效配置土地资源、优化城市景观格局等具有积极意义。本文在对“三线”内涵解析的基础上,提出了“三线”协同划定的分析框架和协调策略,选取江苏省常州市金坛区为案例区,通过构建“生态-耕作-建设”三种利益导向的土地适宜性评价体系,分析了不同目标导向下各类土地利用适宜性程度,综合各适宜性评价结果识别土地利用冲突区,基于生态优先、集中紧凑、邻域和谐和空间识别的原则,对各类冲突区进行耦合协调,以期为“三线”划定提供新思路。研究结果表明：金坛区的生态保护红线范围主要包括西部的茅山片区、北部的天荒湖湿地以及钱资湖、长荡湖等区域,总面积260.63km²;基本农田主要分布在茅山片区及低山丘陵的东侧,中部冲积湖积圩田平原和东部的高亢平原,总面积303.57km²;城市开发边界圈定了中心城区可扩张的最大范围,总面积69.43km²。     

黄河上游兰西城市群人口时空特征多维透视

明确区域人口时空演化特征,有助于推动人口高质量集聚。本文以多源数据为基础,采用人口重心、标准差椭圆、人口分布结构指数、人口-土地一致性系数、空间自相关分析和GIS空间统计分析等方法,从城市群整体、县、乡（镇）和栅格尺度对兰州—西宁城市群人口时空特征进行分析,得出以下结论：①兰西城市群人口呈现规模小、流动性弱、城镇化水平低、人口和城镇化率小幅缓慢增长等基本特点。②人口重心略微西移,人口分布“西北—东南”走向的空间格局基本稳定,呈“核心—外围”式空间结构,兰州、西宁和临夏是3个人口集聚中心,其中兰州市显现出人口集聚的“虹吸效应”。甘青两片人口分布格局存在差异,甘肃片区人口密度中南部高、北部低,青海片区人口以西宁为中心向其他县域“圈层”递减。③海拔是影响兰西城市群人口垂直分布格局的主要地形因素,人口分布的高程梯度效应和河谷盆地集聚指向明显,人口主要集中在海拔低于2400 m的中海拔河谷盆地内。多尺度、多视角的研究结论及相应的对策建议,可为区域人口空间优化布局提供科学依据。     

基于“三生空间”的城市国土空间开发建设适宜性评价——以宁波市为例

三生空间的合理布局与有序开发对城市实体空间布局、土地功能组合、国土空间秩序开发、引导人口资源环境与社会经济可持续发展具有重要意义。本文从土地资源的三生功能视角出发,以宁波市为例,提出了基于三生空间的城市国土空间开发建设适宜性评价框架;运用GIS技术,采用国土空间综合分区“千层饼”方法,以30m×30m栅格为基本单元,定量评估了宁波市国土空间开发建设适宜性;从分类到综合,多尺度揭示了宁波市国土开发的建设适宜规模与开发潜力。研究表明：①2012年宁波市生态空间面积为5872.33km²,占宁波市总面积的60.35%,主要分布在宁波南部宁象片区;生产空间面积为2442.34km²,占宁波市总面积的25.10%,集中分布在宁波市中部与北部平原;生活空间面积为1415.78km²,占宁波市总面积的14.55%,多集聚在宁波市核心六区;②宁波市不适宜城市建设空间居多,达5655.34km²,生态、生产与生活空间占比约为34∶9∶1;临界适宜城市建设空间居中,为2279.84km²,以生态空间与生产空间为主,二者占比约为2∶1;比较适宜空间为1526.71km²,以生产与生活空间为主,二者占比约为1∶2;一般适宜空间居后列,为268.56km²,生态空间、生产空间与生活空间比约为2∶1∶13;③宁波市北部余慈与南部宁象板块开发潜力较大,未来可有序拓展开发空间;中心城区国土空间开发建设适宜性较好,但开发历史悠久,开发潜力有限,未来开发宜以盘活存量,提高效率为主要途径。     

中国太阳辐射时空变化及不同时间尺度Ångström-Prescott模型校正参数适用性比较

逐日太阳辐射是作物模型的关键输入变量,被广泛用于计算太阳辐射的Ångström-Prescott模型（A-P公式）校正工作主要建立在月尺度数据上,开展不同区域日尺度及更大时间尺度校正及参数适用性研究有助于提高太阳辐射计算和作物模型模拟准确性,指导区域农业生产。本文基于中国九大农业区划和104个辐射站点的1981—2016年逐日太阳辐射实测资料,分析了中国年太阳辐射时空分布特征;在此基础上,分别在日尺度和月尺度校正A-P公式,并对其校正参数（a_s和b_s）的适用性进行检验评价。结果表明：①中国年太阳辐射在1990年前后经历了由“变暗”到“变亮”的转变,总体呈增加趋势（7.32±30.31 MJ/m²/a）,空间上呈西高东低的分布特征;②日尺度A-P公式校正拟合效果优于月尺度,且月尺度的校正参数存在明显的空间异质性;参数a_s的空间分布存在地带性,呈东南低西北高的特征,而b_s与海拔正相关;③日尺度和月尺度校正参数可互换,但在年尺度上线性A-P公式不再适用。本文对提高太阳辐射计算精度和指导区域农业生产具有一定的参考价值。     

1979-2014年中国气候舒适度空间格局及时空变化

基于ERA-Interim再分析资料,采用通用热气候指数（Universal Thermal Climate Index,UTCI）,分析1979-2014年中国气候舒适度的空间格局和时空变化特征。结果显示：①中国除青藏高原地区外,年均UTCI呈纬向分布,由北向南增加;青藏高原地区呈“环岛状”分布。夏季“无热应力”覆盖面积最大,冬季最小;②“无热应力”频率最高值（> 70%）位于云贵高原南部,最低值（< 10%）位于青藏高原地区;极端冷应力在长江以北均有出现,内蒙古地区东部和东北北部（14%~32%）,及青藏高原大部（16%~40%）最为频繁;中国中东部和新疆盆地区域均有极端热应力出现,其中塔里木盆地东部频率在4%以上;③年均UTCI的趋势在中国东北部为正,西南部为负;最大的上升和下降趋势分别位于长江三角洲（（0.6~0.8）°C/10a和青藏高原西部（-0.8~0.6）°C/10a）。夏季UTCI在全国范围一致上升,冬季相反;④“无热应力”频率的趋势在中国北部为正,南部为负;上升和下降幅度最大的区域分别为青藏高原东部与黄土高原交界附近（（0.8~1.5）个百分点/10a~1.5个百分点/10a））和云贵高原南部（1.5个百分点/10a~2.8个百分点/10a）。极端冷、热应力频率在中国大部分地区均为增加趋势。     

农村宅基地使用权多元价值分段偏离测度

“同地同权同价”是构建城乡统一建设用地市场的重要目标,然而长期以来农村宅基地使用权的价值认知局限、流转障碍凸显、市场难以形成,使得农民宅基地财产权利显化困难,流转价格和功能价值存在较大偏离,相较于城市居住用地价格更是差距巨大。基于此,本文选取了287个北京郊区宅基地流转案例和534个北京城市居住用地交易案例,构建了宅基地使用权多元价值分段偏离测度框架,运用多功能价值评估与深度置信网络分析,测度了宅基地使用权实际流转价格、功能价值和城乡同权价值的“三元价值”和“两级偏离”。结果表明：①北京市农村宅基地使用权功能价值较流转价格平均高出8748.08元/m²,平均价值偏离度为63.14%,表现出了一定的“区域递减”空间分布特征,产生原因在于宅基地的功能和资格权的认知偏差,以及供需匹配度、市场完善度、政策外部性等诸多因素的综合影响;②农村宅基地使用权城乡同权价值较功能价值平均高出 27192.81元/m²,平均偏离度为68.32%,呈现出显著的“中心扩散”空间分布特征,主要原因在于城乡居住用地产权的完整度、明晰度和稳定度差异。因此,本文提出未来宅基地财产权利显化和价值充分盘活应该分两步进行,首先完善宅基地的“农村二级市场”,逐步纠正农民对宅基地的功能认知和增强资格权价值显化;其次对标城市居住用地构建“城乡统一市场”,通过不断完善宅基地产权权能,推进宅基地完整价值的进一步显化,推进实现城乡统一建设用地市场相对协调的“同地同权同价”。     

基于GF-1 WFV影像的丰宁县植被地上碳储量估算

陆地植被碳储量的定量估算及其空间分布研究有助于了解区域碳平衡,为增汇减排管理及可持续发展提供科学依据。本文以河北省丰宁县为研究区,结合新型国产高分遥感影像GF-1 WFV 和2015年同步野外实测数据,分别建立基于植被指数的森林、灌丛和草地植被地上生物量一元曲线回归模型及多元线性回归模型,选择最优反演模型计算地上生物量,进一步估算植被地上碳密度和碳储量,并结合GIS技术分析其空间分布特征。结果表明：①所建立的多元回归模型对森林和草地植被生物量有较好的反演精度,R²分别为0.528和0.777,基于RVI的指数方程是估算灌丛生物量最佳模型,R²为0.620;②研究区2015年8月森林、灌丛和草地地上植被碳密度估算值分别为55.406tC/hm²、3.304tC/hm²和0.533tC/hm²,碳储量分别为15.714TgC、1.016TgC和0.080TgC,除农田植被外,植被地上碳储量总量为16.810TgC,森林植被为主要碳库;③丰宁县植被碳密度呈现随海拔升高而先升高后降低的趋势,植被地上碳库主要集中在海拔700~1500m之间。     

滇中城市群水资源生态承载力的平衡性研究

水资源短缺已成为制约滇中城市群发展的主要因素之一,客观认识水资源生态承载力及其平衡性是解决滇中城市群缺水问题和实现区域社会-经济-生态协调发展的前提。运用水资源生态足迹模型、基尼系数以及重心模型对滇中城市群水资源生态承载力的供需平衡、时空平衡以及平衡性的偏离程度进行分析。结果表明:①2006-2014年滇中城市群水资源生态承载力为（0.216~1.370）hm²/人,区域内部差异和年际变化较大;②水资源生态承载力在供需上呈现不平衡状态,在时间变化上呈现不稳定状态;③水资源生态承载力的综合基尼系数为0.372~0.626,总体上处于“集聚程度较大”的区间范围,空间变异系数为0.358~0.804,水资源生态承载力在空间分布上不平衡;④滇中城市群水资源生态承载力重心与其几何中心偏离,偏向南部地区,年均偏移距离为40.6km,区域间水资源生态承载力与人口、经济分布以及资源环境极不对应。     

自然保护地旅游承载力多情景核算——以云南泸沽湖为例

确定旅游承载力是处理自然保护地人地关系的重要手段,也是影响旅游地可持续发展的核心关键。以云南泸沽湖省级自然保护区为例,综合多源数据,利用“双评价”、容量转换等方法计算旅游承载力。结果发现：①泸沽湖具有“三区合一”的典型特征,由自然保护区、社区、景区3类空间叠加而成。自然保护区资源环境承载力等于社区人口负荷与景区旅游承载力之和。空间供给、资源消耗、设施提供和管理水平共同影响旅游承载力,其中空间供给是关键的制约因素;②依照“确定总量—减去存量—计算余量”的逻辑思路,计算出自然保护区适宜土地面积,获得特定建成情景下的资源环境承载力,减去社区人口负荷得到保护区承载力余量,可进一步转换为景区旅游承载力;③维持风景旅游型城镇建成环境条件下,泸沽湖高适宜的土地面积仅为298.54 hm²,占保护区总面积的3.67%;资源环境条件可支撑19920人,承载力余量为15918人,经过转换后可得旅游承载力为11938人/日;④针对短板的限制作用,提出采取倾斜木桶、延长长板等措施,为景区旅游承载力扩容提供思路。研究可为“三区合一”型自然保护地旅游承载力测算提供技术支撑,有利于保护地科学治理。     

黄土高原土地生产力区域特征分析

土壤侵蚀是黄土高原最为严重的环境问题之一。该文在CIS支持下,利用基于侵蚀条件下的土地生产力模型研究了黄 土丘陵沟壑区一副区、二副区和北部风沙区的3个典型小流域的土地生产力状况,并针对3个小流域所在区域的位置、地形、地貌特征、气候和土壤特性以及土地利用的特性等几个方面的差异性和共性进行了讨论,并从区域的角度分析了3个研究区域土地生产力的特点和差异性。研究结果表明,由于地形、气候等因素的影响,黄土高原内部不同区域土地生产力的差异性非常明显,表现为风沙区1634.59kg/hm²>黄土丘陵沟壑区一副区(14411.89kg/hm²)>黄土丘陵沟壑区二副区(1006.77kg/hm²)。     

科技支撑西藏高原生态环境保护及农牧业可持续发展

在全球变化影响下,我国西藏高原的生态环境问题日益突出,严重影响了其生态安全屏障作用,制约了西藏农牧业的可持续发展。中科院拉萨高原生态试验站自建站以来对区域生态环境进行了长期监测,开展了高原生态安全屏障功能保护与建设基础理论研究、退化草地恢复治理及农牧业发展关键技术研发和示范。在学科建设方面发展了一系列高原生态学研究的新方法,建立了高原生态过程、机理与区域格局相结合的研究局面;在技术研发方面提出了高寒退化草地恢复治理和高原草牧业发展的关键技术,并进行了广泛的示范和推广,取得了显著成效。这些科研成果不仅丰富和发展了全球变化影响西藏高原生态屏障功能的基础理论,还推进了高原农牧业发展关键技术的研发和示范。拉萨站已经成为在青藏高原腹地从事生态学研究的支撑平台和农牧业可持续发展试验示范的重要基地。     

西藏生态移民安置村人类活动强度变化

针对生态移民如何影响安置地人类活动强度和生态承载能力的问题,结合生态足迹和人类占用的净初级生产力（Human Appropriation of Net Primary Production, HANPP）两种方法,分析生态移民安置对西藏拉萨河流域典型半农半牧村—白朗村人类活动强度变化的影响,为西藏生态移民搬迁和安置地的可持续发展提供科学依据。结果表明：①2010—2019年,白朗村人均生态足迹由2.79 hm²降至1.80 hm²,人均生态承载力由4.44 hm²降至2.47 hm²,生态足迹指数从移民迁入前的51.72%降为27.25%,白朗村生态系统由强可持续变为弱可持续;HANPP绝对量由20.17 g C/m²增长为34.01 g C/m²,HANPP占潜在净初级生产力的比率在10.09%至12.0%之间,土地利用变化导致的HANPP_luc不断上升并超过人类活动收获导致的HANPP_harv,半农半牧型产业偏向农业方向发展。②占村域面积11.46%的洪积平原地区,承担着2019年移民安置后72.96%的HANPP,新开垦耕地和人工草地减轻了山体草地放牧压力,使得村域人类活动强度更加集中,利于实现生态系统供给服务与调节服务的协同提升。③两种方法结果均表明移民安置明显增强了白朗村人类活动强度,其中生态足迹方法在可持续发展能力评价方面更直观,而人类占用的净初级生产力方法在人类活动强度的空间分析方面更具优势,二种方法具有互补性。后续移民安置区应根据当地生态承载力分配移民安置数量,并通过不同地形及植被类型之间供给服务和调节服务的合理分配,实现生态系统服务功能的协同提升。     

黄淮海平原农地流转空间分布与格局特征

农地流转已经成为影响中国农业发展的重要因素之一,分析农地流转空间格局特征对中国农业的转型发展尤为重要。本文以黄淮海平原农户调查数据为基础,引入ELL模型对黄淮海平原农地流转抽样数据进行了空间推演,获得该地区县域尺度农地流转方向和规模的空间格局参数,进而通过局部空间自相关分析描述农地流转表征指标在县域尺度上的集聚特征。研究表明:①黄淮海平原县域农地转入规模在440.79~1379.86hm²,呈现出由西向东递增的趋势;农地转出规模在908.61~2745.29hm²,表现出由西北向东南递增的特征;②农地转入和转出的Moran’s I_i值分别为0.78和0.89,反映出黄淮海平原农地转入和转出规模在空间上正相关（HH集聚和LL集聚）,且相关系数较高;③在95%的置信度下,农地转入HH集聚区、LL集聚区县域单元数量占比分别为16.67%和20.61%;农地转出HH集聚区、LL集聚区县域单元数量占比分别为19.08%和26.32%;HH集聚的县域是黄淮海平原农地流转的核心区,有着较强的正向效应,LL集聚的县域在空间分布上较集中、稳定,对周边县域有负向影响。该研究揭示的黄淮海平原农地流转空间分布信息或规律,可以为农地流转空间格局优化和相关的管理政策制定提供参考。     

2000—2019年缅甸南部橡胶林时空演变

橡胶林是东南亚地区重要的经济林种和战略物资,及时、准确掌握橡胶林时空动态信息对于可持续的森林资源监测、管理和维护生态环境健康稳定具有重要意义。为深入探索缅甸孟邦橡胶林的时空动态过程,本文选取2000—2019年Landsat长时间序列遥感影像,利用连续土地覆被变化检测与分类（CCDC）算法,通过变化检测,得到研究区的各连续变化像元;然后,利用随机森林（RF）算法对变化像元进行分类得到橡胶林及相关地物分类结果;最后,在精度验证的基础上,探索分析橡胶林时空演变和造成的其他土地覆被类型变化。研究结果表明：①利用Landsat时序遥感数据,结合CCDC算法可以准确提取橡胶林及相关地物的时空分布,总体分类精度优于85%,F₁分数大于0.80,其中橡胶林的分类精度优于80%。②2000—2019年缅甸孟邦橡胶林分布格局总体呈逐年扩张趋势,至2019年橡胶林面积由7.25万hm²增加至19.72万hm²,面积增加1.72倍。③从土地利用转换角度得出,橡胶林的扩张主要由天然林和耕地转换而来,20年来转换总面积为12.47万hm²;其中,天然林减少面积最大,为10.52万hm²,占总土地变化面积的84.36%。橡胶林扩张受社会经济因素的价格影响,20年来,橡胶林扩张造成的天然林和耕地变化均呈现先增大后减少趋势,与橡胶年平均出口价格波动速率基本吻合。相关结果可以为当地橡胶林持续监测与生态环境可持续发展提供决策支持。     

基于高分遥感的可可西里自然保护区藏羚羊生境适宜性动态监测

动物的生境是动物生活环境因子的综合,是野生动物赖以生存的环境。藏羚羊是一种濒危动物,是中国国家一级保护动物,近年来,人为活动的增加严重破坏了藏羚羊的生境,藏羚羊生境适宜性的评价对藏羚羊生境保护具有重要意义。本文综合考虑藏羚羊生境需求和可可西里自然保护区的生态环境,构建了藏羚羊生境适宜性评价指标体系（生态系统结构、海拔、坡度、水源、人类活动和道路）,基于2013年和2014年的国产GF-1遥感卫星影像,提取了生境要素（生态系统结构、水源、人类活动和道路）,最后结合DEM数据对保护区内的藏羚羊生境进行了适宜性评价,分析了其动态变化。结果表明：藏羚羊最适宜生境主要分布在海拔为4100~5200m的草地区域,距水源500~2000m,且远离人类活动和道路;2014年可可西里国家级自然保护区藏羚羊生境适宜区和较适宜区的面积占保护区总面积14.78%,主要分布在核心区和缓冲区,相比2013年,适宜区、较适宜区的面积分别增加了161.00km²、60.82km²,总体生境质量略有提高。     

1971-2012 年青藏高原及周边地区气温变化特征及其海拔敏感性分析

海拔敏感性是当前全球气候变化研究的热点之一,青藏高原作为“世界屋脊”,探讨该区域气候变暖与海拔的关系对全球气候变化研究具有重要的参考意义。本文基于1971-2012年青藏高原及周边地区123个气象站的月平均气温数据,采用Mann-Kendall（M-K）趋势分析和突变检验、滑动t检验等方法分析了该地区气温变化的时空分布及其与海拔的关系。结果表明：①1971-2012年研究区年、四季、最热月和最冷月均温均呈现显著上升趋势,但增温幅度空间差异明显,具体表现为中、东部和东北部高,东南部低的态势;②除春季外,研究区增温幅度总体呈现随海拔上升而增加的趋势,且该趋势在青藏高原主体范围内尤为明显,但在不同海拔梯度内存在显著差异,其中海拔2 000~3 000m内增温对海拔的敏感性最强,海拔3 000~4 000m次之,而在海拔4 000m以上区域,增温幅度随海拔增加呈现下降趋势;③年均温的突变年份与海拔存在明显的线性关系,具体表现为：海拔每升高1 000m,突变年份推迟1.1~1.2年（p=0.001）;④青藏高原年均温变化趋势及其海拔敏感性对研究时段起、止年份的选取较为敏感。     

低碳农业与农作物碳足迹核算研究述评

持续提高农业产量、提高土壤生产力、降低环境污染的低碳农业是21世纪发展的主旋律,碳足迹评价方法是支撑低碳农业技术转型、碳交易、碳标签等管理措施的基础。本研究收集了水稻、小麦、玉米3种作物的22个研究结果,发现碳足迹仍有很大的不确定性,目前国内外尚没有建立统一的碳足迹核算方法体系,导致同一作物碳足迹相差达十几倍,例如水稻碳足迹从1895 kgce/hm²（ce：CO₂equal,即二氧化碳等当量）,到11 811kgce/hm²,而小麦和玉米的净排放却出现相反的两个结果,即固碳（净碳排放为负值）和排放（净碳排放为正值）。分析表明,主要问题在于模型边界、温室气体种类、数据获取途径、量化单位等方面不一致,因此需要重构作物生产碳足迹研究方法。本文提出了用生命周期方法量化农作物生产碳足迹的理论模型,提出以农业投入品上游排放、农田生产排放、以及土壤固碳为边界的生命循环为边界,量化全生命链条中的CO₂、CH₄、N₂O等直接排放因子以及NH₃和NO₃^-等间接排放因子,通过大样本数据建立关键排放因子的量化模型,实现区域性碳足迹的定量化分析。