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    王国倩, 王学全, 吴波, 卢琦
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    中国作为世界上受荒漠化影响最为严重的国家之一,旱地面积约332万km2(占国土面积的34.6%,包括干旱区、半干旱区和亚湿润干旱区),其中超过262万km2 归属联合国防治荒漠化公约定义的“荒漠化土地”;主要分布在全国18个省、区、市。超过4亿人生活在荒漠化地区,每年因荒漠化造成的直接经济损失超过640亿元。中国治沙的实践可以追溯到20世纪50年代。特别是最近30年,先后通过“三北防护林”工程(1978年启动)、全国防沙治沙工程(1990年启动)、环京津风沙源治理工程和退耕还林还草工程(2000年启动)等一系列国家级生态治理工程的实施,以年均0.024% GDP的投入、治理和修复了大约20%的荒漠化土地。目前,以现有技术评估,可治理的沙化土地约有50×104 km2。考虑到全球变暖的影响,预测未来50年需要治理的荒漠化土地面积大致在55×104-100×104 km2 之间。若按照每年1.5×104-2.2×104 km2 的治理速度,大约需要45-70年之久。规划安排到2015年治理完成22×104 km2、到2030年治理面积新增33×104 km2,到2050年治理完成45×104 km2。基于国家生态修复投资战略的总体安排,未来防沙治沙决策应从以下四个方面着眼:一是强化多部门协作的综合治理;二是确立优先治理区,并在适当地方建立“生态特区”;三是改变投资模式,由目前政府直接投资植树改为投资买林、买绿;四是完善土地承包制度(70年权属不变)和实行生态补偿。
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    李晓炜, 傅国斌, Melanie J. B. ZEPPEL, 于秀波, 赵刚, Derek EAMUS, 于强
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    目前,森林火险气象指数被广泛用于世界多个国家和地区。本研究目的为,基于火险气象指数,在中国不同气候区建立火险概率模型。本文在中国4个气候区,使用1998-2007年的气象及火灾数据,以位置变量、月份、海拔、加拿大、美国及澳大利亚的气象火险指数、植被指数为自变量,建立了半参数化Logistic回归模型,分析各自变量与着火概率及大火发生概率之间的非线性关系。在不同区域,模型所选自变量组合不同,这与各气候区不同气象及植被状况有关。通过模型模拟数据和实际观测数据散点图、火险概率图、大面积火灾数量预报曲线图,分析了模型的预测能力。研究结果表明,在4个气候区,海拔和NDVI 指数对着火概率影响显著。模拟可燃物含水量的气象火险指数由于反映出了植被的季节变化特征,在中国北部成为火险概率模型中的重要因子。模拟土壤有机层可燃物状况的火险气象指数在中国南部(东南、西南)成为火险概率模型的重要因子。在中国4个气候区,应用半参数化Logistic回归模型,可以有效模拟月时间尺度着火概率及大火发生概率,并为分析火险气象指数的预报能力提供了有效途径。本研究为进一步分析气候与火险之间的动态关系提供了理论基础。
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    吴蔚, James S. CLARK, James M. VOSE
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    我们应用层次贝叶斯模型模拟大气二氧化碳浓度加倍可能对美国北卡罗来纳州西部威塔(Coweeta)流域水文的影响。这个模型整合了多重数据来源并且同时考虑了数据,参数和模型结构的不确定性。贝叶斯分析的预测分布显示流量和土壤含水量在秋季和夏季将明显下降,这将造成这两个季节更严重的干旱。同时我们用通用极值分布(Generalized Extreme Valuedistribution)和通用普拉托分布(Generalized Pareto distribution)分析预测流量,结果显示洪水频率也会增减。层次贝叶斯模型,和许多只能得到最佳参数估计的水文模型相比,能提供更丰富的信息,包括预测的不确定性。这将有助于可持续水资源管理的大前提下发展应对气候变化的措施。
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    刘佳骏, 董锁成, 李宇, 毛琦梁, 李俊, 王隽妮
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    能源是重要的生产要素,由于增加能源要素投入,人类的劳动生产率得到了极大提高,推动了经济与社会发展。产业结构变动是影响区域能源效率提高的重要因素。在现代经济发展中,产业结构升级与提高区域能源效率密切联系,产业结构状况与能源效率共同反映一国的经济发展方向,发展水平和经济可持续发展能力。本文从空间角度探讨产业结构变动对区域能源效率提高的贡献,利用GDP产业结构统计数据和相关能源利用统计数据,结合数学模型和空间分析方法,以中国大陆31个省区相关数据为样本,分析得出中国大陆31省区产业结构变动对能源效率提高贡献的空间差异较大;产业结构合理且经济基础较好省区、经济发展起步较晚省区以及处于产业结构调整初期的中国中西部欠发达省区产业结构变动对区域能源效率提高的贡献明显;而经济基础薄弱尚未形成主导产业的省区与形成较为合理低端产业结构的省区,产业结构变动对区域能源效率提高的贡献不明显。
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    陈腊娇, 朱阿兴, 秦承志, 刘军志
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    土壤关键源区是指流域内对侵蚀产沙量起决定性作用的区域,控制了关键区域的土壤侵蚀就能有效降低流域的侵蚀量,因此,在关键源区识别的基础上评价基于关键源区的水土流失治理的有效性是流域管理的关键问题。SWAT模型是流域关键源区识别的重要工具,但现有的基于SWAT模型的关键源区识别研究,鲜有对于关键源区水土流失治理效益的评价。本文以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域羊道沟流域为例,基于SWAT模型模拟流域内的土壤侵蚀过程,根据HRUs土壤侵蚀模数的排序,将产沙量排在前20%的HRU提取为关键源区。在所提取的关键源区上设置合理的水土保持措施,再基于模型模拟评价水保措施的减沙效果。研究结果表明,SWAT模型能较好地模拟流域的产流产沙过程,所提取的关键源区集中分布在坡度较陡的沟坡和坡耕地。覆盖流域内20%面积的关键源区,其产沙贡献量达到44%。覆盖关键源区的水土保持措施的单位面积减沙量(24 115 t km-2 y-1)要显著高于全流域治理的单位面积减沙量(20 290 t km-2 y-1),说明基于关键源区布设水土保持措施,能有效提高流域土壤侵蚀控制效率。因此,在关键源区识别的基础上合理布设水土保持措施,是一种有效的流域治理方法。
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    殷洁, 吴绍洪, 戴尔阜
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    广东省是我国的经济大省,频繁遭受台风侵袭,造成巨大的经济损失,进行区域台风灾害经济损失风险的定量评估在制定防灾减灾措施方面具有重要的理论意义。本文通过1954-2008年间全国台风灾情数据与台风强度等级构建直接经济损失率曲线,采用GIS空间分析方法,计算广东全省98个县域单元不同强度等级台风经济脆弱性,在计算不同强度等级台风登陆广东的频次基础上,确定不同强度等级台风发生可能性,最终采用风险评估模型,对不同强度等级台风造成的广东省经济损失风险进行定量评估。评估结果表明:广东台风灾害造成的经济损失风险在百亿元以上,微度、轻度、中度和重度分别达到104.67、144.29、77.53和135.91亿元。空间上表现为珠三角地区的广州市、东莞市、深圳市、中山市、珠海市风险最高,从珠江入海口地区向内地呈辐射状减弱,内陆远离海岸线的县市风险值最低,不足0.50亿元,随着台风强度由微度到中度增强,粤西风险高于粤东,当达到重度时,表现为粤东沿海高于粤西沿海的格局。
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    陈博, 欧阳竹, 章少辉
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    在畦灌过程中,畦田地形或微地形条件对灌溉效果影响很大。保护性耕作技术在华北平原的大面积推广改变了畦田地表结构状态。本研究提出畦面结构这一概念,并深入分析了三种畦面结构下的畦灌:平作畦灌(BSI),微垄沟灌(BFI),细沟灌(RI);田间试验和WinSRFR3.1模型相结合评估了不同畦面结构对畦灌水流过程和效果的影响,探索畦面结构对畦灌的影响机制。结果表明,WinSRFR3.1模型可以用来模拟微垄沟灌和细沟灌,平作畦灌、微垄沟灌和细沟灌的水流过程和灌溉效果各不相同。平作畦灌入渗速率最快而微垄沟灌入渗速率最慢;平作畦灌田面水流推进最慢而微垄沟灌田面水流推进最快;这两个过程综合作用导致平作畦灌灌溉效果最差而微垄沟灌灌溉效果最佳。不同畦面结构是灌溉效果差异的主要原因。畦面结构是畦灌系统中影响畦灌效果的重要因子。
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    张焱, 刘苏峡, 陈军锋
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    水资源优化配置是水资源管理中重要且复杂的课题。随着我国“千亿斤粮食增产计划”的提出,作为重要粮食产区的松花江流域面临着水资源能否承载粮食增产的迫切问题。然而,至今该区域鲜有涉及到粮食增产计划的水资源配置研究。本文选取松花江流域的哈尔滨市为研究对象,通过建立多目标规划模型,得到该区域2020年和2030年(p =75%)的水资源优化配置方案。配置结果可将各分区按农业生产潜力划分为4类:第一类为哈尔滨市区。随着城镇化进程加快,哈尔滨市区将会成为农业用水最为短缺的分区。在此形势下,哈尔滨市区的粮食增产空间很小;第二类为五常、尚志和宾县分区。分区内也存在农业用水短缺的现象。但由于短缺程度较小,如能加大节水措施和水利工程措施的建设力度,尚有粮食增产的可能;第三类为阿城、呼兰、木兰和方正分区。伴随着城镇化进程的进一步加快,分区内将会产生一定的农业用水短缺风险。根据分区情况,可通过加强节水措施建设来消除风险。分区内具备一定规模的粮食增产空间;第四类为双城、巴彦、依兰、延寿和通河等水资源条件较好的分区。分区内具备农业大规模发展的潜力。应提高水、土资源开发利用程度以确保粮食增产。研究成果可为制定哈尔滨地区实现区域水资源可持续利用的粮食增产计划提供科学建议和决策依据。
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    何汉明, 杨磊, 赵丽华, 吴晗, 范黎明, 谢勇, 朱有勇, 李成云
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    作物多样性种植能够有效减少病虫危害,显著增加产量,但其中的机理尚不清楚。太阳辐射是最重要的影响因子之一。本试验研究了玉米净作(A)及玉米/大豆2:2 (B,2行玉米2行大豆)和2:4 (C,2行玉米4行大豆)两种间作模式下,玉米冠层内太阳辐射强度的时空变化。研究结果表明,多样性种植可在不同高度上对玉米植株间的受光强度和受光时间产生明显影响。在玉米穗期,相比净作,在30cm高度上,B和C模式下光强都超过了2倍,在70cm高度上,光强超过10倍。花粒期,在110、160和210cm位置上,相比净作,B和C模式下光强分别提高了5倍、2倍和12%,而且随着测量高度的下降,间作模式下光强下降较为缓慢。从第7–18叶,相比净作,各叶位间作模式下光强平均增加2倍,而且日有效辐射时间平均提高了5小时。此外,玉米的一些生物学性状,如千粒重、每株产量和穗位叶叶面积等也表现出间作B和C模式都显著高于净作。因此,间作提高了玉米的受光强度和有效辐射时间,是改善玉米生物学性状的重要因子。
  • 专题报告
    邹怡, 冯金朝, 薛达元, 桑卫国, Jan C. AXMACHER
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    陆生节肢动物是生态系统的十分重要组成部分。面对广泛分布的陆生节肢动物,如何选择最合适采集方法是长期以来被探讨的话题。本文介绍了一些常用的陆生节肢动物采集方法。 我们将其分为三大类:有“活动密度”缺点的被动采集方法,无“活动密度”缺点的被动采集方法以及带有内在“活动密度”缺点的主动采集方法,并探讨了各种方法的优缺点,为生物多样性研究以及病虫害防治工作提供了基础。如何选择合适的采集方法主要取决与采集的目的以及目标物种的生活习性,在大多数情况下,多种不同的采集方法组合将会有较好的效果。
  • 专题报告
    邓敏贞
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    建筑是能源消耗大户,也是导致环境污染与气候变化的原因之一。推动绿色建筑的发展,是实现低碳经济与可持续发展的重要路径。当前,中国已经颁布了一些法律法规以及通过信息工具——绿色建筑认证等制度措施来推动绿色建筑的发展,但是实践中存在一些问题,相关制度设计也不够成熟。美国以及欧盟在绿色建筑方面的立法与实践经验相对比较丰富。中国可以借鉴这些国家的一些成功经验,采取一些措施促进绿色建筑的发展,如提高人们对绿色建筑的认识,设计出更多样化的激励工具等等。