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• 2014年, 5卷, 第2期
  刊出日期：2014-06-18

    

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  基于三阶段DEA模型中国区域能源效率研究

  黄德春, 董宇怡, 张长征, 刘炳胜

  2014, 5(2): 97-104. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.001

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  能源短缺、利用率低、环境恶化已经成为制约我国经济发展的重要环节。本文运用三阶段DEA模型对中国29个省市2009年的能源效率进行了分析。文章将技术效率分为纯技术效率和规模效率，并利用其数值来分析能源效率，同时，加入环境变量来分析完善上述计算结果。结果表明，在剔除外部因素和环境变量以前规模效率被高估，纯技术效率被低估。大部分省在第三阶段计算出的规模收益是递增的，这说明很多企业规模较小不能体现出规模经济性。从区域上来看则是东部地区的能源效率最高，中部次之，西部最低。针对这一结果，本文给出几点建议：中西部地区应加强合作，发挥各自优势，开发新技术新能源，提高能源利用率，促进经济健康发展。
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  植被盖度变化背景下的中国北方风蚀区植被防风固沙功能研究

  巩国丽, 刘纪远, 邵全琴, 翟俊

  2014, 5(2): 105-114. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.002

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  本文基于气象、遥感数据，运用RWEQ模型，结合风蚀季节的植被盖度变化对近30年的土壤风蚀量和植被的防风固沙服务功能的时空变化趋势进行了定量评估，揭示了植被盖度变化对防风固沙服务功能的影响。研究表明：中国北方多年平均土壤风蚀量为160.1亿t，并处于下降趋势，土壤侵蚀强度大的区域主要集中在各大沙漠区和植被盖度较低的草地，且春季为我国土壤风蚀的多发期，占全年风蚀量的45.93%；中国北方多年平均防风固沙量为203.1亿t；防风固沙服务功能保有率的分布特征表现为由东南到西北逐渐降低的趋势；工程实施后春季植被盖度的提升区主要集中在黄土高原、青藏高原、河北北部、内蒙古东部以及东北地区；大部分区域的春季植被盖度减小（提高）与防风固沙的服务保有率的下降（提升）呈显著正相关（r >0.7，p <0.01）；前后两个十年相比较草地生态系统的防风固沙服务功能提升幅度最大（2.02%），其次为林地（1.15%）、农田（0.99%）和荒漠（0.86%）。
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  基于结构分解法的北京能源碳排放增量分析

  张旺, 申玉铭, 周跃云

  2014, 5(2): 115-122. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.003

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  确保减碳的首要任务是定量测度化石能源消费碳排放的增量影响因素及其大小。为分析北京市1997-2007年的碳排放增量，本文构建了一个扩展的（调入、进口）竞争型经济—能源—碳排放投入产出模型，从整体特征、不同产业、工业行业3个方面，对1997-2007年北京能源消费的碳排放增量进行了结构分解。分析发现：经济规模增长要素（消费、投资、调出和出口等）是拉动碳排放增长的主导因素，能源强度变动效应却是碳减排的决定性因素；在规模扩张因素中，消费和调出超过投资和出口，是碳排放增长的主要贡献者；2002以来新一轮“高碳”特征的工业化导致CO₂排量呈急增之势；产业结构调整、三产比重最大使得服务业成为碳排放增长的最大部门，但工业排放的增长却后来居上；碳增排的重点行业是高能耗业，而碳减排的却是能源工业；两时段各效应在不同产业、不同工业行业的影响方向和大小不一。
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  近50年气候变化背景下青藏高原冰川和湖泊变化

  李治国

  2014, 5(2): 123-131. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.004

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  本文综述了近年来青藏高原冰川和湖泊变化研究取得的成果，并特别着重于冰川和湖泊变化的相互关系论述。在全球变暖背景下，近几十年青藏高原冰川以退缩为主，湖泊水量以增加为主。本文一方面对青藏高原冰川末端退缩、冰川面积和冰川储量变化方面的研究成果进行了综合分析，探讨了冰川变化的时空特征；另一方面从湖泊面积和水位与水量变化探讨了湖泊变化的时空规律。结果表明青藏高原冰川退缩的幅度总体上呈从青藏高原外缘向内陆呈减小的变化态势，受冰川融水补给比较大的湖泊近期面积扩张、水位上升明显。最后指出了青藏高原冰川、湖泊变化研究中存在的问题及今后的发展趋势。
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  中国太阳总辐射的气候学计算法研究

  王晨亮, 岳天祥, 范泽孟

  2014, 5(2): 132-138. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.005

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  Angstrom-Prescott公式的气候学计算法是应用较广的太阳辐射模拟方法，其系数一般通过线性回归确定。近年来，许多研究显示该系数存在明显的空间变异性，常见的解决方法是将研究区划分子区域逐个拟合。本研究采用1961-2010时段日照时数与太阳辐射站点资料，以天文辐射为起始值，基于地理加权回归得到全国尺度连续变化的Angstrom-Prescott系数。通过高精度曲面建模方法（HASM）构建的日照时数资料和天文辐射曲面，得到国家尺度太阳辐射曲面。空间非平稳和误差比较检验等结果表明，系数存在显著的空间非平稳性；与已有研究相比，本研究的模拟方法效果较好。
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  对中欧草地系统演替的17年量化研究

  张渊媛, Johanna JÖRG, Carl BEIERKUHNLEIN, 薛达元

  2014, 5(2): 139-147. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.006

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  本文旨在用17年的观测数据检验三个有关草地系统演替的假设：（1）物种多样性在演替早期不断增加；（2）伴随着演替的推进，样方植物群落间的相似度逐渐增加（样方间的差异度随着演替不断降低）；（3）在演替早期，植物群落的物种组成有趋同之势。包括植物群落的总体发展、Shannon多度与均度、Bray-Curtis差异度和群落周转率在内的量化统计结果显示：经过早期5年的演替，各样方的物种多样性表现出快速的趋同，多度均值逐渐由8增加至25个物种；同时，所有样方的物种总数由23增加至55个物种，标准方差由4.6降至0.3。此外，样方间的差异度逐渐降低，物种多度与组成呈明显的趋同。停止除草的一个重要效应是，人工设置的由1到16个物种的多样性梯度因物种入侵至多度较低的样地而减弱。
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  北京森林碳储量海拔梯度上的变化趋势

  肖玉, 安凯, 杨洋, 谢高地, 鲁春霞

  2014, 5(2): 148-156. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.007

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  像北京这样的中国城市化地区的快速人口和GDP增长已经导致了来自化石燃料的大量CO₂排放。森林被认为是最重要的碳汇，可以中和碳排放。本研究基于2009年森林清查数据和森林植被碳含量，采用生物量扩展因子（BEFs）方法评价了北京森林植被碳储量，利用森林凋落物与森林生物量的比例以及凋落物碳含量计算了凋落物碳储量，利用土壤厚度、容重和SOM含量计算了土壤碳储量。我们总结得出，阔叶林是北京森林主要碳库，森林碳储量主要分布在海拔<60m的平原地区和60-600m的低山地区。北京森林碳密度几乎随着海拔增加而增加，但是在海拔200-400m地区略有下降，其中植被碳密度在<60m的平原地区相对较高，这主要是由于碳密度较高的杨树和落叶松人工林的比例较高以及灌溉、施肥等促进植物碳累积的人工管理措施较多；森林土壤碳密度几乎随着海拔增加而增加，这主要是由于土壤碳输出随着海拔增加而逐渐下降，因为林下种植、灌溉和施肥加速了低海拔地区的土壤异氧呼吸但随着海拔增加而下降，同时海拔200-800m的低山地区常见的土壤侵蚀也会随着林下种植等干扰措施的减少而下降。本研究可以为区域森林生态系统管理者提供保护森林生态系统和改善森林碳储量提供科学知识。
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  甘肃省能源消费碳足迹变化及影响因素分析

  焦文献, 翟嫚嫚, 陈兴鹏, 贾卓

  2014, 5(2): 157-162. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.008

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  能源消费是人类活动影响全球气候变化的主要行为之一，对能源消费导致的碳足迹进行研究具有重要意义。本文首先应用能源消费碳足迹的相关概念和方法，计算得到了甘肃省1990年-2009年的总碳足迹、各能源消费类型的碳足迹、碳足迹产值和碳足迹生态压力；然后利用STIRPAT模型进行岭回归函数拟合，探讨了经济增长与碳足迹之间的定量关系，并验证了环境库兹涅茨曲线的存在性；最后通过脱钩指数分析进一步研究了经济增长与碳足迹之间的动态变化关系。结果表明：碳足迹从1990年的每人0.091 ha上升为2009年的每人0.191 ha，呈现波动上升的趋势。各能源消费类型的碳足迹构成中，煤和石油占据了绝对地位，其中又以煤所占比重最大，石油次之，天然气所起的作用甚微。碳足迹产值由1990年的1.18万元 ha-1增加为2009年的2.51万元 ha^-1，碳足迹生态压力也从1990年的0.10上升至2009年的0.24。人口和人均GDP是驱动碳足迹增长的主要因素，且回归分析和脱钩指数分析都表明经济增长与碳足迹之间存在环境库兹涅茨曲线。
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  基于VSD模型的区域生态系统脆弱性评价——以广西西江经济带为例

  李平星, 樊杰

  2014, 5(2): 163-170. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.009

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  生态系统脆弱性受到自然与人文因素双重影响。以广西西江经济带为例，采用VSD模型，通过暴露度、敏感性和适应能力分解脆弱性，构建包含自然和人为因素的25指标的评价体系，开展脆弱性评价与分区。结果表明，不脆弱区、一般区、脆弱区、很脆弱区和极脆弱区分别占11.31%、22.63%、27.60%、24.39%和14.07%，东西部地区脆弱性较高，中部地区脆弱性较低；自然因素导致的脆弱区主要分布于东西部山区，人为因素主导的脆弱区分布于中部盆地的城镇及其周边；经济带约53%的建设用地分布于很脆弱区和脆弱区，未来新增建设用地需要重点向不脆弱区和一般区转移。根据分区结果和诱因差异，提出了不同类型区开发与保护的相关建议。
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  天津市农业生态价值测算及其贡献分析

  巩前文, 穆向丽, 王礼茂, 周洪, 谷树忠

  2014, 5(2): 171-178. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.010

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  农业不仅具有经济价值，同时还具有非经济价值，而估算农业的非经济价值成为学术界研究的热点。本文把农业的价值分为生产产品价值和生态价值，并采用具有权威性的生态价值测算思想，即Costanza等于1997年提出的方法作为估算农业生态价值的方法依据，同时，由于该项研究也受到了不少严厉的批评，如由于某些数据存在着较大偏差，导致对耕地生态价值的估计过低，对湿地的生态价值估计又偏高等。因此，进一步借鉴谢高地等于2003年针对Costanza等的不足，在参考其可靠的部分成果的同时，基于对我国200位生态学者的问卷调查，制定出我国生态系统生态服务价值的当量因子表。以此表为基础，结合天津市实际形成适用的生态价值测算方法，采用官方统计数据实际测算了天津市农业生态价值。结果发现2012年天津市农业生态价值的现实值为1112.01亿元，是当年农业经济价值375.60亿元的3倍。
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  农业最佳管理措施在全分布式水文模型中的表达——以罗玉沟流域为例

  吴辉, 刘永波, 刘军志, 朱阿兴

  2014, 5(2): 179-184. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.011

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  农业最佳管理措施（BMPs）是为了减少由农业活动引起的非点源污染，防止污染物进入受纳水体的一系列措施。分布式水文模型是流域非点源污染模拟和BMPs评估的重要工具。利用分布式水文模型评估BMPs在水土保持、拦沙减污的有效性，首先要在模型中对BMPs进行刻画和表达。但是，在全分布式水文模型中，如何进行BMPs表达的研究比较缺乏。本文以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域罗玉沟流域为例，基于一个全分布式模型，SEIM（Spatially Explicit Integrated Modeling）模型，逐步介绍如何在该模型中进行BMPs的表达，以及评估它们的水文响应。罗玉沟流域面积约为73 km²，流域内侵蚀严重，其中暴雨侵蚀占年平均输沙量的60%以上。本研究选择了3种BMPs，分别是退耕还林、梯田和免耕耕作，并在模型中对这些管理措施进行表达。措施表达的方法是通过修改该措施所在地块的主要物理参数，以此来描述其对流域水文过程的影响。通过在一个暴雨事件的情景模拟，结果表明梯田的减沙效益较高，最大到达97.3%，免耕措施的平均减沙率最小，约为9.5%，退耕还林的平均减沙率介于这两者之间，为75.6%。
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  基于微波遥感数据的土地利用短期检测

  陈晓越

  2014, 5(2): 185-192. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2014.02.012

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  随着经济的快速发展和城市的扩张，现在很难再以传统方法检测短时间间隔内的土地利用变化。同时，由于受到恶劣天气以及云层覆盖的影响，光学遥感影像的获取也受到限制。SAR影像，例如RADARSAT-1，是全天候观测地面目标的理想工具。根据RADARSAT-1卫星的过境时间，本文分别采用24、48和72 天为时间间隔的RADARSAT-1数据进行土地利用变化检测并进行分析。根据这三个时间间隔，检测结果只能在精度和效率之间进行折中。大部分情况下，采用24天作为时间间隔已经足以得到60%以上的检测精度。如果要得到更高的检测精度，则需要更长的时间间隔，例如48和72天。