近年来,耕地撂荒在全球众多国家和地区都呈现出严重的发展趋势,耕地撂荒已成为土地利用变化领域重要的研究问题之一。准确解析耕地撂荒的影响因素,构建科学的模型模拟耕地撂荒的态势,合理评估耕地撂荒的潜在影响,成为耕地撂荒研究关注的焦点问题。本文在全面总结耕地撂荒相关研究的基础上,综述了耕地撂荒的自然、人文与政策驱动因素,梳理了耕地撂荒模拟的主要模型及其优缺点。在此基础上,讨论了耕地撂荒的主要生态效应,并展望了相关研究未来的发展方向。研究发现：（1）对于耕地撂荒的影响因素,需要格外关注劳动力价格变化、劳动力老龄化对于耕地撂荒的影响;（2）对于耕地撂荒模拟模型,需要加强基于农户的撂荒机理模型与宏观大尺度撂荒预测模型的研制;（3）对于耕地撂荒的生态环境效应,除了需要关注耕地撂荒对粮食生产以及生态系统方面的影响外,还需要重视耕地撂荒对景观文化方面的影响。
近年来,海南省海口市、三亚市等地人口快速增长,引起了各界对海南省承载力的担忧,需要研究制定承载力约束和经济增长需求下的人口与资源环境政策。为此,本文选取粮食产量、农产品营养成分和水资源量指标,分别定量测算承载力;采用就业弹性系数法,设定就业弹性系数和地区生产总值增长率,估算经济增长所需人口总量;利用PADIS-INT人口预测软件,设定总生育率、净迁移率等参数,预测人口变化情况。通过研究认为,2050年前海南省人口总量不会超过水土资源的承载力上限,全省总体上不存在人口过多的问题,而是存在人口不足的风险。建议海南省采取鼓励人口增长的政策措施,提升自然资源管理和国土空间治理水平,引导人口在全省均衡发展。
水资源短缺是制约北京市经济社会可持续发展的关键因素。本研究基于水量平衡方程从市域、主体功能区、重点区县的多个尺度分析北京市水源涵养服务的时空格局,明确北京市不同土地覆被类型的水源涵养量差异,探究水源涵养量时空格局差异的原因。结果表明：（1）与2005年相比,2010年北京市水源涵养量明显增加,但是总体上水源涵养能力较低;（2）北京市各土地覆被类型中,湿地、林地、草地、耕地、裸地、人工表面的平均水源涵养能力依次降低;（3）北京市各主体功能区的平均水源涵养量差异较大,只有生态涵养发展区的平均水源涵养量为正值;（4）北京市生态涵养发展区内各区县的水源涵养功能也存在明显差异,密云区、怀柔区、平谷区的森林水源涵养贡献率最高。北京市水源涵养的时空格局变化是地表覆被和气象条件变化综合影响的结果。本研究对于实现北京市水资源的可持续利用具有重要的借鉴意义。
目前有关青藏高原农田土壤微生物量及群落组成对实验增温的响应还未见报道。2014年5月,在西藏的一个青稞田布设了三个增温梯度实验（即对照、低幅度增温和高幅度增温）。低幅度增温和高幅度增温分别显著提高了土壤15 cm深处的土壤温度1.02 ℃和1.59 ℃。2014年9月14日,对青稞田0-10 cm和10-20 cm的土壤进行了取样,之后通过磷脂脂肪酸法分析了土壤微生物群落组成。低幅度增温没有显著影响0-10 cm和10-20 cm的土壤总磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比、革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比、土壤微生物群落组成;高幅度增温显著增加了土壤0-10 cm的74.4%的土壤总磷脂脂肪酸、78.0%的真菌、74.0%的细菌、66.9%的丛植菌根真菌、81.4%的放线菌、67.0%的革兰氏阳性细菌、74.4%的革兰氏阴性细菌,高幅度增温显著改变了0-10 cm的土壤微生物群落组成。高幅度增温对土壤10-20 cm的土壤微生物群落组成、总的磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比也都无显著影响。因此,土壤微生物群落组成对西藏青稞田实验增温的响应与增温幅度有关。
三江源,即长江、黄河和澜沧江源头区,其高寒生态系统的脆弱性和敏感性使其成为我国生态安全的重要屏障,在我国生态环境保护和建设方面处于重要地位。了解气候变化的影响对于全球气候变化背景下生态环境保护和恢复措施的实施至关重要。由于生态系统过程的复杂性、研究数据的可靠性以及模型本身的不确定性等,使得对高原植被生产力变化的驱动因素存在多种归因解释。本研究利用遥感-过程耦合模型（GLOPEM-CEVSA）估算三江源区2000-2012年植被净初级生产力,基于像元尺度的气温和降水为自变量的多元线性回归方法,分析在全球气候变化背景下,三江源区植被净初级生产力的时空分布格局,探讨气候水热因素对NPP的影响。研究结果表明：（1）模型模拟NPP与野外采样的地上生物量（AGB）显著线性相关,能够解释AGB空间变异的45%,高于MODIS生产力产品（MOD17A3）的解释能力（21%）;（2）1990-2012年间三江源区的气候呈暖湿化趋势,较之1990-2000年,近10年气候呈暖湿化加速趋势;（3）在暖湿化气候变化背景下,三江源全区NPP的年际变化呈增加趋势（每10年增加13.7 g m-2）,统计置信度为86%（即显著性水平P = 0.14）;三大流域对比表明,黄河源头NPP增速最快（17.44 g m-2 (10 yr)-1,P = 0.158）,其次是长江源头,澜沧江增速最低（12.2 g m-2 (10 yr)-1）,统计置信度仅为67%;（4）NPP年际变化的气候因素分析发现,气温和降水能够解释全区草地NPP年际变异的83%,可解释全区高、中、低覆盖度草地NPP年际变异的78%、84%和83%。本研究结果表明气候变化在青藏高原高寒生态系统的植被生产年际变化趋势中起主导作用。这对认识全球气候变化对脆弱生态区的影响机制,及因地制宜地实施生态保护与恢复措施具有重要科学和现实指导意义。
本文基于雅鲁藏布江流域植被调查数据和环境数据对研究区植被群落组成、物种组成与环境关系进行数量生态学分析。结果表明：（1）采用TWINSPAN分类法把雅鲁藏布江中上游地区的44个调查样地划分为7个群落类型,分别是垫型蒿+紫花针茅群落、纤杆蒿+紫花针茅+藏沙蒿群落、高山嵩草群落、三角草群落、砂生槐+水栒子+白草群落、冷蒿群落以及金露梅+固沙草群落。（2）DCA排序显示,样地和物种的分布格局主要受经度和海拔因素的影响。（3）CCA排序的结果再次表明,经度变化引起的温度和降水的改变是控制整个雅鲁藏布江中上游植被群落类型形成和变化的主要因子,并将自然植被分成了针茅、沙蒿等为优势种的荒漠草原群落（源头地区）,固沙草、青藏薹草为优势种的高寒草原群落（中游地区）,以及灌丛、农田等植被群落（雅江与年楚河汇流处）。
极端气候事件是全球长期气候变化研究中的重要内容。作为世界第三极,青藏高原对气候变化和变异的响应非常敏感。本文基于青藏高原98个气象站（大部分位于海拔4000 m以上）的日值观测数据,包括日气温最大值、最小值和日降水量,计算了1960-2012年间的极端气候指数并分析了其时空变化格局。首先,根据国际气象组织的标准计算了15个核心气温极端指数和8个核心降水极端指数,然后从高原整体、生态区和台站尺度分析了极端指数的时空变化趋势。气温极端指数表明青藏高原整体表现为显著升温趋势,高原的冷日和冷夜时间序列呈下降趋势,每10年分别减少8.9天和17.3天。相应的暖日和暧夜增长趋势分别为7.6 d (10 yr)-1和12.5 d (10 yr)-1。生长季长度以5.3 d (10 yr)-1的速率增加。在站点尺度,大部分台站的气温极端指数存在显著趋势,但是空间分异性显著。生态区的气温极端指数与高原整体的发展趋势一致。高原整体的降水极端指数波动性较大,增长趋势微弱。年总降水增长趋势为2.8 mm (10 yr)-1。时序变化点分析表明极端气候指数的突变主要发生在1980和1990年代。赫斯特指数表明未来各种极端气候指数都将保持研究时间段内的发展趋势。另外,探索了极端气候指数与海拔高度的关系,发现各指数的变化趋势与高程并无显著相关性。总体上高原升温呈现显著的不对称特征,即气温冷指数的上升幅度明显大于暖指数的上升幅度,日最低气温的增长趋势也很显著。大多数降水极端指数表现为微弱的增加趋势（不显著）。本研究综合分析了青藏高原极端气候的时空分布格局,可以为高原气候变化研究提供参考。
本文提出了一个基于温度的导数来计算温度指数的日平均温度随机模型,该模型提出了一个季节性均值及其波动率的计算方法,使用均值回归的Ornstein-Uhlenbeck过程来刻画日平均温度的变化。本文还采用连续的三阶自回归过程来模拟去除趋势和季节性影响后的温度演变过程,模型的模拟结果与从埃塞俄比亚国家气象厅获得的2005年1月1日至2015年12月31日11年间埃塞俄比亚Bahir Dar记录的数据非常吻合。验证后的近似公式很容易根据热日和冷日（heating degree days (HDD) and cooling degree days (CDD)）等典型温度指数推导期货价格,也给出了数值例子来说明该方法的准确性。结果表明,本文提出的模型比其他模型能更好地预测CDD指数。
近年来,随着中国经济的快速发展,空气污染和土地水污染问题备受关注。然而,中国沿海生态系统的环境污染问题也非常严重,而且并未引起足够的重视。基于中国国家统计局和中国沿海海洋环境监测收集的经济发展和海洋生态系统环境污染数据,分析了中国沿海生态环境污染总量以及渤海、黄海、东海和南海等四大海域的污染情况。经过分析,本文认为,中国沿海不同海域的沿海海洋环境污染存在差异,在海水质量、在超标污染物、入海河流水质和赤潮等沿海海洋环境特征指标方面均存在明显差异。根据研究结果,对改进中国海洋生态环境管理提出了一些政策建议。
浮游植物群的组成是沿海水域状况的极好指标。本研究的目的是探索阿尔及利亚沿海不同地区（东部、中部和西部）浅海沿岸地区浮游植物的空间变异性。浮游植物种群的定性和定量研究是在2012-2013年期间研究船GRINE BELKACEM在该区域采集样本的基础上进行的。定性研究的结果显示硅藻和甲藻具有显著的多样性,在总菌群中分别排名第一和第二（Fr > 50%）。这一发现也得到了2012年和2013年样本的丰度值的定量证实,这些丰度值大大超过了西部大多数地区的平均值（56%）,并且在所有中心地区略高于52%,这代表了硅藻和甲藻两者之间的均衡分布。甲藻对东部地区的数量丰富度（>60%）有显著贡献。在东部地区Dia/Dino指数所记录到的最小值也证实了甲藻在该区域的主导地位,特别是在Skikda（0.31）地区更是如此。本文的研究结果还揭示了其他群体（如cocolithophoridae和euglenophyceae）存在的比例较小。
实施合理的养分综合管理是提高橡胶树生产力的重要手段。养分精准管理的前提是详细了解橡胶园土壤属性空间分布特征。本文应用地统计学方法对海南典型丘陵区橡胶园土壤的全氮、有机质、速效磷和速效钾进行空间变异分析,结果表明在该尺度上橡胶园土壤养分属性均属于中等变异程度,但速效磷和速效钾的变异程度明显大于全氮和有机质。从土壤养分属性的空间分布特征来看,除了速效钾外,高程和修筑等高梯田明显影响橡胶园土壤性质的空间异质性。为了获得更好的取样精度,应沿着高程落差和垂直等高梯田方向上布置较多取样样点。应用克里格方法指导土壤属性的取样效率比传统统计学方法提高约2~5倍。
香港作为我国郊野公园发展较为成熟的地区,是国内众多城市学习效仿的对象。而起步较晚的北京,随着“郊野公园环”建设初具规模,面临的巨大挑战就是如何对郊野公园进行科学有效的运营和管理。通过对比香港与北京郊野公园在功能定位、管理组织、法律保障、配套设施、科普教育等方面的差异,指出社会发展阶段、城市发展历史与规划、荒野理念和资金支持是二者不同的主要原因,同时强调为实现可持续发展,北京郊野公园要根据自身特点,寻求对应的解决策略。
