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• 2012年, 3卷, 第4期
  刊出日期：2012-12-30

    

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  中国矿山迹地的生态恢复

  胡振琪, 王培俊, 李晶

  2012, 3(4): 289-296. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.001

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  矿业开发活动产生了大量的废弃地,本文综述了我国露天煤矿排土场、采煤沉陷地和煤矸石山等矿山迹地生态恢复的理论与技术进展,并对今后研究的重点问题进行了展望。采矿迹地生态恢复涉及到很多学科,需要借鉴多学科的理论,同时介绍了采矿迹地生态恢复的实用技术和示范基地建设情况,未来应重点关注矿山迹地生态系统演替过程与机理、采矿废弃地复垦利用的结构优化和采矿迹地生态恢复新技术等问题。
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  中国生态交错带

  高吉喜, 吕世海, 郑志荣, 刘军会

  2012, 3(4): 297-307. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.002

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  生态交错带(Ecotone)是指两个群落或两类生态系统之间的过度带,具有脆弱、敏感和易变等特性。20世纪70年代以来,在典型生态系统研究的基础上,生态交错带逐步成为生态学研究的重点。中国地域广阔,地质、气候、植被等生态类型复杂多变,蕴育了不同类型、不同尺度和不同规模的多种生态交错带,不仅为科学研究奠定了广阔空间,而且对我国经济、社会发展,以及文化多样性保护具有重要支撑作用。本文根据我国大尺度下生态交错带的地理分布及其生态环境特点,构建了以土地利用类型、自然气候特征和农业经济发展“三位一体”指标体系,并以此为依据对中国典型生态交错带进行了划分和空间分布范围的界定;在此基础上,分别对北方森林草原交错带、北方农牧交错带、西北荒漠绿洲交错带、西南川滇农林牧交错带和东部海陆交错带的动态变化、基本特征和存在问题进行了研究,对全面认识我国生态交错带自然演变规律,促进区域生态环境保护和优化经济发展具有重要意义。
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  科尔沁沙地樟子松水分来源贡献率的稳定同位素模型估计

  魏雅芬, 方杰, 赵学勇, 伊梅, 张瑞军, 李胜功

  2012, 3(4): 308-315. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.003

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  利用稳定同位素技术测定降水、土壤水、植物茎干水的同位素组成,结合多元线性混合模型(IsoSource)确定科尔沁沙地东南部樟子松人工林内樟子松的根系吸水范围以及各水源的水分贡献率。通过连续观测强降水事件前后樟子松水分来源的变化,探究降水对樟子松水分利用的影响。结果表明樟子松茎干水与20 cm以下土层的土壤水同位素组成最为接近,樟子松的水分吸收主要集中在这一层(最大取样深度80 cm)。IsoSource模拟结果与观测结果一致,土壤水分条件较好时,大约60%以上的水分来自于20-80 cm土层;当这一深度土壤含水量降低时,樟子松将会更多地依赖更深层的土壤水分。樟子松根系分布的最大深度远小于地下水位,因此很难利用到地下水。2009年7月13日14.4 mm的降水前后,樟子松茎干水同位素组成的变化表明,降水结束后36小时樟子松可以感应到降水对表层20 cm土壤水分的补充,这一土层的水分贡献率在接下来的24小时内迅速降低。不同水分条件下水分来源的多样性表明樟子松能较好地适应沙地生境。
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  乌梁素海湿地：迁徙候鸟的重要栖息地

  张雅棉, 贾亦飞, 焦盛武, 曾晴, 冯多多, 郭玉民, 雷光春

  2012, 3(4): 316-323. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.004

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  乌梁素海是干旱半干旱地区典型的湿地。其位于东亚—澳大利西亚及中亚—印度两条迁徙路线上,是迁徙候鸟极其重要的繁殖地和停歇地。从2009到2012年,我们采用样线法和样点法对水鸟及其栖息地进行调查,共记录了98种水鸟,隶属于6目、14科,同时记录到水鸟个体超过100 000个。其中夏候鸟55种(在此繁殖)、旅鸟39种(在此短暂停留),分别占所记录物种数的56.12%和39.80%。对所记录的鸟类及其种群的迁徙规律进行进一步分析,结果表明：春季迁徙期主要为3月上旬到5月中旬,比秋季迁徙期(8月上旬到11月中旬)短。水鸟繁殖的高峰期是4月上旬到5月下旬。重点保护水鸟(包括IUCN红色名录中的受胁物种以及中国重点保护野生动物名录中的Ⅰ、Ⅱ级保护物种)的集中分布时间是4月上旬到5月下旬以及9月上旬到11月上旬;相比春秋迁徙季节,夏季水鸟的群落结构相对稳定。基于研究,我们建议将乌梁素海湿地列入国际重要湿地名录及迁徙路线网络。此外,栖息地管理对鸟类分布的决定作用同样在文中加以讨论。
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  1991-2010年中国大陆化石能源消费的CO₂排放研究

  祁悦, 谢高地

  2012, 3(4): 324-329. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.005

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  本文采用IPCC推荐的表观消费量法计算了中国大陆30省区1991到2010年化石能源消费产生的CO₂排放,发现：(1)排放总量由2293.01 Mt增长到7467.77 Mt;(2)煤炭消费的排放比重最高达到79.98%;(3)人均排放量由1.98 t增长至5.57 t;(4)CO₂排放强度显著降低,由6.66 kg USD^-1 降至1.07 kg USD^-1,近年来趋于稳定;(5)区域发展不平衡始终存在,根据省际数据,在一些落后地区经济增长过度依赖于化石能源消费。关于CO₂高排放,中国已经做出承诺并采取了行动。基于对可持续发展和全球气候变化不确定性的综合考虑,健康的产业结构、化石能源集约利用,以及区域发展平衡应更加受到重视。
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  桑树的生态学问题与可持续发展

  秦俭, 何宁佳, 王勇, 向仲怀

  2012, 3(4): 330-339. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.006

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  桑树是一种多年生木本阔叶型树种,长期以来桑树都是以养蚕为目的而栽培,近年,桑树在防沙治沙、石漠化治理、水土保持、盐碱地治理、退耕还林等方面的作用被重新认识,同时桑树作为畜禽饲料和果、茶等多级利用的价值也逐渐被发掘,由此带来桑树产业经营观念的变革。本文介绍了桑树的生态作用、多级利用价值,以及生态桑应用案例和桑生态产业的发展。
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  柴达木盆地东缘地区风资源变化特征

  李雁, 邵雪梅, 梁海河, 郭亚田

  2012, 3(4): 340-348. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.007

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  基于风资源梯度自动观测系统,对柴达木盆地东缘地区风资源时间变化及空间分布特征进行了分析,结果表明：(1)研究区域具有较为丰富的风资源,3-25 m s^-1之间风速累计时数平均超过6600h,也即275d,超过全年总时数的75%。从各梯度来看,随高度增加累积时数总体增加,小风时越往低层风速累计时数越大,大风时越往高层风速累计数越大;各分析站点中戈壁(GB)＜3 m s^-1风速时数相对最高,诺木洪(NMH)相对最低,≥3 m s^-1风速时数正好相反;有效风速累计小时数小灶火(XZH)各梯度间差异不大,戈壁(GB)总体相对最小。(2)各梯度优势风速谱域基本处在3-9 m s^-1范围,峰值风速出现在4-6 m s^-1之间;除10 m梯度外,其余各梯度风速频率分布差异不大。相比较其它各层,10 m高度层小风出现频次较高,其余层6-12 m s^-1的风速出现频次较高。(3)从不同方位风速及风功率密度情况来看,除戈壁(GB)外,总体优势风为西北风;除诺木洪外,总体风速差异不大。(4)随高度增加风速和风功率密度逐渐增大;但各站点之间差异较大。从逐月情况来看,小灶火(XZH)5-8月份平均风功率密度较大、诺木洪(NMH)和戈壁(GB)分别在4月和8月呈现出两个峰值、快尔玛(KEM)则在冬春季节风资源较丰富,而在夏季较贫乏;从逐小时情况来看,小灶火(XZH)和诺木洪(NMH)呈现出伴随地面温度升高风功率密度逐渐降低的趋势,戈壁(GB)和快尔玛(KEM)则正好相反。(5)各层风平均湍流强度为0.199,平均切变指数为0.075,自10-70m梯度湍流强度和切变指数总体自低层到高层逐渐降低。时间变化情况为,湍流强度与当地气温变化趋势基本一致,即高温对应高湍流,低温对应低湍流;切变指数变化趋势基本与湍流强度相反;各梯度间湍流强度自低层向高层递降,切变指数在10-30m层间最明显。各站点各层次湍流强度基本在0.1-0.25之间,属中等强度;切变指数各站点各层之间差异较大,总体小灶火(XZH)最小,诺木洪(NMH)最大,而且小灶火(XZH)底层为正切变,高层为负切变。期望通过本研究为该地区风电场布设及近地面层风能资源利用提供技术依据。
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  模拟区域土地利用变化的多主体模型及其在鄱阳湖区的应用

  闫丹, 黄河清, 刘高焕, 潘理虎, 刘志佳

  2012, 3(4): 349-358. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.008

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  在较大区域内,城市用地扩张和农村土地利用发展一般同步进行。为了能够正确理解这类区域内土地利用/土地覆被变化的动力机制,本研究开发了一个基于多主体系统的土地利用模型。模型将鄱阳湖区视为一个典型区域,利用有限扩散聚合算法模拟城市主体的行为,采用基于涌现理论的主体模型模拟农村土地利用。农村子模型包括多种类型的主体和环境影响层,其中最重要的是农户主体,农户主体可以根据自身条件和周围的环境影响参数确定下一步土地利用的决策,政府主体则通过实施不同的政策对土地利用进行宏观控制。我们根据农户总收入和外出务工人员比例将农户主体分为6类,每种类型的农户主体遵循不同的决策规则。结果表明,本模型的模拟结果与鄱阳湖区1985 – 2005年的土地利用/土地覆被变化趋势高度相符。尤其重要的是,模拟结果充分表明农户主体的土地利用决策与国家政策紧密相关。这表明本研究建立的基于多主体的土地利用模型是一种评估政府土地管理政策效果的有效手段。
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  TRMM 3B42降水产品在鄱阳湖流域梅川江子流域的精度评价

  刘军志, 朱阿兴, 段峥

  2012, 3(4): 359-366. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.009

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  在鄱阳湖流域的梅川江子流域,利用52个站点9年(2001-2005及2007-2010)的日降水数据对V6和V7两个版本的TRMM 3B42降水产品进行了精度评价。该评价针对多个时空尺度进行,包括栅格和流域两个空间尺度,日、月和年三个时间尺度。为避免尺度不匹配问题,本文利用泰森多边形方法将点尺度的站点观测数据转换到与TRMM数据相同的栅格尺度。评价结果表明,V6和V7两个版本的TRMM 3B42降水产品差别较小,整体上均轻微高估了降水量(偏差均为0.04)。在日尺度,栅格和流域空间尺度上V6和V7 TRMM 3B42降水产品的精度均较差,相对均方根误差在135%-199%之间。因此,在该地区利用3B42数据进行日尺度的水文分析前需要对其进行校正。在月和年尺度,栅格和流域两个空间尺度上V6和V7两个版本的TRMM 3B42降水产品精度均较高,决定系数达到0.91-0.99,相对均方根误差在4%-23%之间。这表明TRMM 3B42降水产品在该地区月和年尺度的水文分析方面具有很好的应用前景。
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  鄱阳湖地区生态足迹与内生经济增长——基于面板数据模型的实证分析

  何宜庆, 车婷, 王芸

  2012, 3(4): 367-372. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.010

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  本文采用生态足迹理论方法对鄱阳湖地区6个城市(南昌、景德镇、九江、新余、鹰潭、抚州)1991-2010年生态足迹进行了测算,以生态足迹度量生态资源投入,与劳动力、资本一起作为投入要素对经济增长的内在贡献度进行了分析,并研究了全要素生产率与经济增长率的关系以及三大产业对生态足迹的影响。结果表明：(1)1991-2010年鄱阳湖地区6个城市生态足迹呈现逐年上涨的趋势,其中化石能源地、耕地与草地的生态足迹对总生态足迹的影响较大;(2)生态资源、劳动力与资本等要素对经济增长的贡献度呈现出地区性的差异,南昌、九江、新余和鹰潭属于资本主导型,资本对经济增长的贡献率最大,景德镇和抚州属于劳动力主导型,劳动力对经济增长的贡献率最大,生态资源要素的贡献率在6个城市中均居于最后,说明生态资源要素的使用效率过低;(3)全要素生产率对经济发展水平起到了关键作用,但6个城市的全要素生产率总体水平都很低,说明鄱阳湖地区经济增长的技术含量较低,要素的使用属于粗放型,这不利于该区域经济长期快速发展的要求;(4)第一产业对生态足迹的影响最大,第三产业对生态足迹的影响最小,鄱阳湖地区各城市应转变经济发展方式,大力发展第三产业。最后,在此基础上提出了鄱阳湖地区可持续发展的对策。
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  通过选种重金属低积累甘蔗品种实现污染农田的生态修复

  王学礼, 陈同斌, 雷梅, 宋波, 万小铭, 李艳梅

  2012, 3(4): 373-378. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.011

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  为探索重金属中低污染农田的生态、安全利用难题,在广西环江典型的砷、铅复合污染农田上开展了低积累高耐性甘蔗品种的筛选。研究发现：不同甘蔗品种的产量差别较大,桂引9号的蔗茎产量和含糖量在所有7个参试品种中表现最好的,分别达到了每公顷187.5 t 和27 t,比桂糖00-122高出127.0%和86.0%。同时该甘蔗品种蔗汁中的砷、铅含量均低于国标《食品中污染物限量》所规定的限值。因此,在重金属中低污染农田上种植桂引9号能获得较大的蔗茎产量和安全的农产品。这一研究结果将促进华南地区大面积的重金属中低污染农田的生态、安全利用。
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  应用人工神经网络估算伊朗Kharestan流域瞬时顶峰流量

  Mohammad SHABANI, Narjes SHABANI

  2012, 3(4): 379-383. https://doi.org/10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.012

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  在水体工程及河流工程项目规划与设计中,瞬时顶峰流量是需要加以了解的最重要因素之一。本研究的目的是, 在估算伊朗法尔斯省西北部Kharestan流域的瞬时顶峰流量时,对人工神经网络法与传统方法的功效进行对比。为此,采用了Jamal Beig水文站25年的日顶峰流量和瞬时顶峰流量数据。在Fuller、Sangal及Fill-Steiner经验方法以及人工神经网络方法的基础上进行了估算,并根据RMSE和R²进行了对比。结果显示,采用人工神经网络法的估算值比经验方法的更为精确,RMSE =13.710,R² = 0.942。这表明人工神经网络法比经验方法的误差更低。