近20年来洛宁县森林植被碳储量及动态变化

森林景观格局变化是影响森林碳库储量的一个重要因子。该文利用伊洛河流域中部地区洛宁 县1983年、1999年森林植被类型图和1999年5月份的TM影像图,分析了该地区森林植被类型的面积变 化,结果显示,森林面积从1983年的56 320hm2增加到1999年的84 750hm2 。使用已经公开发表的植被碳储 存数据估算了该地区植被碳储存量的变化,森林植被碳储量由1983年1 704.18MgC增加到1999年的 2 727.6MgC,表明研究区是一个小碳汇区。     

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。     

陕西省森林植被碳储量及其空间分布

基于林业生态功能和生产力布局分区的森林资源清查数据,采用森林植被生物量换算因子连续函数法,系统估算陕西省森林植被碳储量、碳密度大小并研究其空间分布特征与区域生态功能的关系。结果表明：①陕西省乔木林碳储量为23852．704万tC,其中天然林占84．36％,人工林占15．64％;平均碳密度为30．919tC／hm2,小于全国平均值,森林发育水平较低是造成陕西省森林碳密度较低的主要原因。天然林是全省森林总碳储量的主要贡献者,且天然林各优势种的平均碳密度普遍大于人工林;②陕西省从南向北自然地域的干湿条件,对森林植被碳储量整体分布产生了较大的影响;人工林碳储量比重较大的区域是受人类活动影响较大的地区;受干扰较小的秦巴山地森林生态系统作为陕西省碳储量的主要贡献者,将在未来陕西省生物多样性保护、水源涵养及碳汇经济发展中扮演重要角色;③刺槐、油松、杨类是人工林碳储量的主要贡献着,而天然林中,栎树、硬阔林、油松占主导地位;主要优势树种碳储量的集中分布对区域生态功能的发挥起主导作用。     

一种适宜于地下管线信息管理的时空动态分段模型

动态分段技术是交通地理信息系统中一项重要的线性要素动态显示与分析技术,鉴于地下管网与路网具有一定的相似性,本文研究地下管线管理中的时空动态分段模型。近年来,学者对动态分段技术、时态地理信息系统以及时态数据库进行了大量研究,但缺乏支持管线信息显示的较完善的时空动态分段模型。本文首先分析了动态分段模型的研究现状,提出了一种适合管网应用的时空动态分段模型,在概念模型中,将动态分段系统的组成要素融入时态因素,并将属性的时态信息作为独立的属性信息存储,进而通过时态地理信息系统技术完成管线物理段的时态变化;利用统一建模语言(UML)的类图设计方式开发了物理模型,描述了时空动态分段模型中对象之间的关系,并定义了必要的属性和操作;借鉴线性参照系统(LRS)表达空间实体的方法,概括了模型中所涉及到的主要拓扑关系;最后通过实例验证了本文提出方法的有效性。     

基于V-I-AP模型的兰州市不透水面与植被盖度时空格局分析

本文构建了V-I-AP模型,以兰州市Landsat TM影像为数据源,利用线性光谱混合模型进行亚像元分解,以获取不透水面比例及植被覆盖度的空间分布。在此基础上采用景观格局指数对研究区植被覆盖景观的空间格局及其分异进行测度,为利用中等分辨率遥感数据定量评价河谷型城市生态环境提供更精确的方法。研究结果表明:与常规景观分类相比,基于亚像元分解的不透水表面与植被覆盖提取方法具有更高的精度,并可以表征地表覆盖的生物物理组分构成特点;1999年—2006年,兰州市中心城区不透水面盖度和面积增加明显,而植被盖度则急剧降低,植被破碎程度减缓,植被分布聚集度增加。     

基于InVEST模型的甘肃白龙江流域生态系统碳储量及空间格局特征

区域碳储量的空间分布特征研究可为区域生态系统碳库管理和减排增汇政策制定提供重要科学依据。基于InVEST模型和GIS技术,估算及分析了2010年甘肃白龙江流域碳储量及其空间格局,并探讨了海拔、坡度和坡向对碳储量空间分布的影响。结果表明:甘肃白龙江流域碳总储量为251.57TgC,平均碳密度为136.46MgC/hm²;其中,土壤碳储量为202.20TgC,植被碳储量为49.37TgC。碳储量空间分布呈现一定的规律性,碳储量高值区主要集中在流域西北部山区（如迭部县）和白水江南岸（如白水江国家级自然保护区）,云杉、冷杉类常绿针叶林的碳总储量最大;低值区多分布在流域东部和东南部（如武都区）、宕昌县东北部等区域。碳储量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1500~3500m和25°~40°区段;阴坡和半阴坡区域的碳储量大于阳坡和半阳坡。研究结果可为流域生态系统碳库管理及人类活动管控提供参考。     

2000-2019年黄河流域植被覆盖度时空变化

科学认识黄河流域植被覆盖度的空间格局和时序变化特征,对了解黄河流域生态环境质量演变,综合治理水土流失具有重要的应用价值.本文基于MOD13Q1数据产品和国家气象站降水数据,采用像元二分模型、一元线性回归模型和Hurst指数,分析了2000-2019年黄河流域植被覆盖度空间格局、时序变化和发展趋势.研究发现:①黄河流域植...     

全球变暖气候对广西岩溶植被景观自然分布规律的影响

气候全球性变化对生态系统产生了巨大影响,由于岩溶生态系统较为脆弱,植被生长受到环境条件限制。于是文中以岩溶生态系统中的植被作为探究目标,研究全球变暖气候对植被分布规律的影响。首先,根据广西岩溶生态区域内25个水文气象站的1986～2015年每月均气温数据与月降水量数据,利用气候倾向率和非参数Mann-Kendall检验等气候数据统计方法,测量在全球气候变暖的趋势下,广西岩溶生态区域30年内的气温升高幅度,结果显示:前20年四季升温温度为0.06℃/10a,但后10年间气温变化明显,总体趋势明显向"暖"型转变。其次,通过运用遥感数据对植被覆盖率进行定量分析,根据对全球变暖气候温度变化研究的基础上,利用NDVI数据描述了变暖气候对岩溶植被分布的影响,研究表明:气温与植被覆盖分布呈现正相关的联系,且后10年间的植被指数增长趋势明显。     

1961年至2007年全球粮食生产的时空演变特征与地域格局

通过对全球近50年来分析的粮食总产、单产、播种面积、人均产量等指标的深入剖析,定量揭示了全球粮食生产的时空格局及其演变特征。分析结果表明,全球粮食生产格局具有明显的时间波动性和空间集中性特征。从时间格局上看,全球粮食生产自20世纪80年代中期以后增速明显减慢,特别是进入90年代以后,粮食总产波动明显,主要原因是同期发达国家粮食播种面积持续减少和发展中国家粮食单产增速减缓。从空间格局上看,全球粮食生产具有明显的地区差异性和空间集中性,主要生产国集中在亚洲和北美洲,欧洲曾是世界粮食主要生产地区,但进入20世纪90年代以来,主要生产国粮食产量下降趋势明显;非洲和大洋洲历来是粮食生产最少的区域,其中非洲地区的粮食总产近年来呈稳定上升趋势,而大洋洲的澳大利亚的粮食生产则具有明显的波动性特点。从地区差距上看,发达国家和发展中国家之间的粮食单产和人均产量差异明显,二者之间的绝对差距呈扩大趋势。上述结果表明,巨大的时空格局差异不仅是造成区域粮食供求形势紧张的根源,也是引发全球粮食粮食危机的重要原因。     

拉萨河下游河谷不同土地利用方式下土壤有机碳储量格局

以拉萨河下游河谷宽谷区达孜农场为例研究了不同土地利用方式土壤有机碳储量的垂直空间格局,并讨论了农田退耕为弃耕地和人工林等土地利用方式的碳固定功能。结果表明：拉萨河谷土壤有机质含量普遍较低,其中沼泽草甸、人工杨树林有机质含量相对较高。沼泽草甸、杨树林和灌丛草原类型在浅层土壤积累了相对较多的有机碳,而耕作类土壤如农田、弃耕地和苗圃的有机碳垂直分布则相对较均匀。农田退耕为弃耕地、苗圃和建立人工林网后有利于有机质积累和土壤有机碳密度的提高,具有碳固定功能,其中,农田退耕还林积累有机碳的碳固定能力最强。达孜农场土壤有机碳储量为10.71×103 Mg, 其中草甸土和灌丛草原土是达孜农场土壤碳储量最大的土壤类型,在51.9％土地面积上储藏了有机碳总量的77.6％。     

未来四川地区农业气候资源的时空变化特征

进行气候变化背景下四川地区农业气候资源时空变化趋势的预估可对未来应对气候变化及宏观决策提供重要的理论依据。研究利用区域气候模式PRECIS输出的未来A2和B2气候情景(2071-2100年)及基准气候条件(1961-1990年)气象要素资料,分析了四川全年和温度生长期内平均气温、≥10℃积温、日照时数、降水量、参考作物蒸散量和湿润指数的时空变化特征。结果表明,与基准气候条件相比,A2和B2情景下,2071-2100年四川省年平均气温和温度生长期内≥10℃积温呈升高趋势;川西高原年日照时数呈减少趋势,而其他地区以增加为主,温度生长期内日照时数呈增加趋势;A2情景下年降水量以增加为主,B2情景下年降水量有增有减,未来A2和B2情景下温度生长期内降水量在大部地区都呈增加趋势;年参考作物蒸散量和温度生长期内参考作物蒸散量都以增加为主;而年湿润指数和温度生长期内湿润指数在大部地区以减小为主。     

应对全球气候变化下的碳生产率分析

协调经济发展和保护全球气候资源的根本途径在于走低碳经济发展道路,提高碳生产率.这也是在可持续发展框架下应对气候变化的主要途径.本文进行了碳生产率的年增长率分析、碳生产率的国别比较分析、提高碳生产率途径的因素分析,阐明用碳生产率增长率度量一个国家应对气候变化的努力程度的观点,提出提高碳生产率的政策建议.     

全球外部性视角下的碳排放与产业结构变迁

在观察产业结构与碳排放的关系时,考虑碳排放所具有的全球外部性将有助于提高分析的合理性。通过扩展RICE-2010这一气候变化综合评估模型,将中国经济细分为44个行业,并把国外作为一个独立主体,从而对全球外部性视角下的碳排放与产业结构变迁进行了分析。数值模拟结果表明:电力生产、交通运输、黑色金属冶炼、石油加工是设计碳减排政策时需优先关注的四个行业;我国碳排放库兹涅兹曲线(CKC)的拐点大致出现在2060年左右,届时,产业结构的格局将呈现出服务业比重高于工业比重的典型特征。     

基于MODIS数据的海河流域植被覆盖度估算及动态变化分析

本文以MODIS-NDVI时间序列数据为基础,利用像元二分模型对海河流域2000年-2007年的植被覆盖度（f_c）进行了估算,分析了年最大植被覆盖度的时空变化特征,并对植被覆盖度与降雨量之间的响应关系进行了深入探讨。结果表明：①海河流域2000年-2007年平原农业区植被覆盖度整体较高,f_c介于60%～80%之间;永定河上游区域植被覆盖度较低,f_c小于30%;②近8年来海河流域植被覆盖度整体呈增加趋势,只有东南部的部分农田及城市扩展区,植被覆盖度有所减少;③海河流域植被覆盖度与当年3至8月的降水总量相关性最高,相关系数为0.687,该时段内的降雨量与植被覆盖度年际变化总体趋势较为相似,在绝大多数年份,两者的增减具有一致性。     

全球变化科学领域的若干研究进展

介绍了中国科学院大气物理研究所东亚中心在全球变化科学研究方面的一些进展。主要包括:(1)参与了国际和国内全球变化科学的开拓工作;(2)提出了区域水平上的全球变化研究新方向;(3)气候突变和全球增暖的区域响应研究;(4)东亚季风区植被-大气相互作用研究;(5)区域环境系统模式的发展和亚洲区域模式的国际比较研究活动;(6)提出了对全球变化的人类有序适应的概念、试验观测、理论和方法;(7)面向国家需求的全球变化问题——北方干旱化研究;(8)陆地生态系统碳循环研究等。     

基于PEST模型的美国CCS技术环境研究

在全球变暖步伐不断加快、环保意识不断提升的背景下,如何降低全球碳排放量变得十分迫切。碳捕捉与封存技术( Carbon Capture and Storage,简称CCS技术)通过对碳的捕获、存储能有效阻止CO2向大气排放,具有较大的碳减排潜力,受到了许多国家的青睐。美国作为煤炭燃烧的大国,十分重视对CCS技术的研发。基于PEST分析模型从政策、经济、社会、技术等方面对美国CCS技术发展环境进行全面地分析,进而探讨对我国CCS技术发展的有益启示。     

江苏省土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素,目前相关研究主要集中在土地利用变化对单一生态系统的影响,如土壤生态系统、森林生态系统、农地、草地生态系统等,本文以江苏省为研究区域,综合考虑了整个生态系统来探讨土地利用变化对碳储量的影响。文中涉及到的数据包括土地利用数据、土壤数据、植被数据。利用ArcGIS9.3分析1985到2005年江苏省土地利用变化,根据不同的方法,分别计算了江苏省不同土地利用类型的土壤碳储量和植被碳储量,并分析其对土地利用变化的影响,主要结论如下：①江苏省陆地生态系统总碳储量为975.72Tg,其中土壤碳储量为922.03Tg,占有机碳总储量的94.5%,土壤平均碳密度为9.41kg/m2,植被碳储量为53.69Tg,占有机碳总储量的5.5%,植被平均碳密度为1.791kg/m2;②1985-2005年江苏省陆地生态系统有机碳储量共减少9.73Tg,其中土壤有机碳储量减少7.54Tg,植被有机碳储量减少2.19Tg,土地利用变化造成了有机碳的释放,释放量占江苏省陆地生态系统有机碳储量的1%;③建设占用耕地是引起碳储量变化的主要原因,但总体而言,人类土地利用活动对江苏省陆地生态系统总碳储量平衡的扰动并不大;④应通过加强耕地保护、增加碳汇和土地利用结构优化等方式来降低人为活动对自然碳过程的影响。