波文比用以描述从地球表面到空气中以潜热或感热发生的热传递过程,其由于土地利用和覆盖变化的生物物理效应而成为研究热点。波文比对评估生态系统气候调节功能具有一定的作用,但在大多数生态评估中常常被忽略。本文以位于气候敏感区和脆弱区的青藏高原腹地的三江源地区为研究区域,基于MODIS蒸散产品以及2001-2018年MODIS反照率计算出的陆地表面净辐射估算出波文比,并利用通量观测数据对MODIS蒸散产品进行了验证。通过多元线性回归和结构方程模型(SEM)两种方法分别分析了波文比的时空变化和影响因素。结果表明:1)MOD16蒸散数据与海北和当雄两个高寒草甸的涡度通量观测数据显著相关,相关系数分别为0.78和0.70,显著水平P值均小于0.01;2)2001-2018年期间三江源地区草地的多年平均波文比是2.52 ± 0.77,呈从东南向西北逐渐递增的空间格局;研究时段内波文比整体呈下降趋势(Slope = -0.025, R 2 = 0.21, P = 0.056);3)以年总降水量、年平均气温、年平均相对湿度、年平均NDVI 及年均反照率为自变量的多元线性回归方程,可解释三江源全区平均波文比年际变化的51%,根据标准化回归系数,气温的影响最大,这表明气候变暖对净辐射分配为感热和潜热的比例有很大的影响;4)此外,植被变化的贡献通过结构方程模型进行定量分析,结果表明NDVI的增加将导致反照率的下降,路径系数为-0.57,反照率对波文比影响为正,路径系数为0.43,这是由于气候变化引起的NDVI变化的负面和间接影响。明显的湿润气候可以增加蒸散,以全球气候变暖为主并叠加降水增加的气候变化,将促进植被生长,地表反照率降低,会使地表净辐射增加;但同时气候变暖主导并直接促进了地表蒸散增加,导致了波文比降低,表明波文比能够综合反映区域气候和植被变化的生物地球物理效应,可在今后生态系统评估中作为气候调节功能指标之一。
近年来,畜牧业的持续增长导致了内蒙古草原生态系统的严重退化。以往的放牧实验表明,放牧对全球植被类型存在着广泛的影响,但目前仍然缺乏研究来识别区域特定植被群落对放牧的响应。本文对内蒙古不同类型草地在不同放牧强度和放牧时长下的植被盖度 (VC)、植被密度 (PD)、总生物量 (TB)、地上生物量 (AGB)、地下生物量 (UGB)和Shannon-Weaver指数 (SI) 进行了Meta分析。结果表明,放牧显著降低了VC、TB、AGB、UGB和PD值。放牧对内蒙古草原生物量产生的负面影响高于全球而低于全国平均水平。在中等放牧强度和时长条件下,内蒙古草甸草原TB值补偿性生长增加了40%。荒漠草原和草甸草原的SI与放牧强度呈负相关。放牧期间AGB、PD和SI的变化百分比与试验年的平均气温呈二次方关系。随着试验年年平均降水量的增加,放牧对UGB和SI的负面影响先减小后增大,放牧对VC的负面影响呈三次方关系。
植物功能多样性(Functional diversity)是将植物功能性状与群落结构相结合而推导的整合参数,为人们揭示植物适应策略、植物性状间关系以及植物性状与功能间关系等提供了一种可选择的新技术手段。然而,至今人们还不清楚功能多样性参数与所选取性状数量的关系,即它是否存在性状数量的依赖性? 这些信息对正确使用功能多样性参数至关重要。本文利用中国东部森林样带9个典型森林生态系统的规范化测定的366个乔木物种和34种功能性状,对7个广泛使用的功能多样性参数的数量依赖性进行了检验,它们分别是功能丰富度参数(functional attribute diversity, FAD; modified FAD, MFAD; convex hull hypervolume, FRic)、功能均匀度参数(functional evenness, FEve)、功能离散度参数(functional divergence, FDiv; functional dispersion, FDis; quadratic entropy, RaoQ)。分析结果表明:功能丰富度参数均随着所选择性状数量增加而增加,但功能离散度的各个参数对性状数量变化表现出不一致趋势。整体而言,虽然FAD、MFAD、FRic、RaoQ随着性状数量变化而变化,但它们是可预测的,可比较的。实验结果证明所选择的性状数量强烈地影响功能多样性参数,大部分参数随着性状数量变化是可预测的,证实了功能性状参数是具有重要潜力的技术手段(特定地点研究和不同研究间的比较),因此在使用过程中需要高度重视性状数量选择的影响。
人类活动的碳排放量与城市化进程息息相关,城市土地利用、功能活力和交通系统组织是影响城市碳排放的重要因素。本文在厘清低碳生态城市空间结构特征的基础上,结合“评建结合”思想跟踪对比低碳生态城市建设情况,从规划方案和规划建成后两方面选取可量化的低碳生态城市空间特征为指标,评价并对比城市规划方案及规划建成后碳排放潜力。以济南市西部新城为例,测度其规划方案的建设用地多样性、到公共中心碳排放潜力、地块临街路网可达性及地块周边路网密度,测度建成后新区的城市功能混合度、城市功能密度、公交站点步行可达域和公交站点线路密度,并分别对其指标归一化后划分层级及等权重叠加,从区域及片区两层级评估碳排放潜力。评价结果表明:(1)规划方案中低碳排放潜力区域基本达到规划目标,体现了低碳生态的规划目标;(2)规划方案中各片区间及指标间不协调,建设用地多样性、地块邻接路网可达性区域差异较小,而出行碳排放潜力、路网可达性在各地块间差异较大;(3)规划建成后碳排放潜力尚未达到规划预期,低碳排放地块集中分布在长清老城区及党家镇中心地区;(4)建成后各片区碳排放指标差异较大,公共交通线路密度及城市功能混合度存在严重分布不均衡现象。
中国农业劳动力在可预见的未来将不断向非农部门转移,进而推动农业生产方式和农民生存结构不断转变。当前中国正在大力治理农业面源污染,农户行为是制定农业环境政策时必须要考虑的关键因素。本研究利用农户微观调查数据和计量经济学方法,从农业要素的替代效应和农业规模经营效应两方面,定量研究了农业劳动力转移对农业面源污染的影响。研究得出:农业劳动力规模增多并不有利于降低农业面源污染,而农业劳动力非农转移带来的收入提高会改善农业要素投入结构,进而降低农业面源污染。政府部门应向农业社会化服务组织提供补贴或激励措施,扩大农业社会化服务组织面积和服务次数,引导农民使用绿色农业技术,进而从源头上降低农产品生产资料投入带来的农业面源污染。此外,发展适用于小面积土地耕作的小型农业机械也具有一定的必要性。
土地生态安全问题直接威胁着区域的可持续发展,探索其时空特征有助于分析区域间土地生态格局。采用1980、 2000、2010以及2019年四期天津市Landsat TM遥感影像为数据源,在ArcGIS和GeoDa等软件的支撑下,利用土地利用动态度的方法,测算研究区土地利用变化,再运用土地生态安全指数和空间自相关分析法,研究天津市各区土地生态安全的空间相关性及内部异质特征。结果表明:(1)近40年天津市土地利用变化剧烈,建设用地不断扩张,耕地、未利用地面积持续缩减;(2)土地生态安全综合水平处于高安全区,蓟州区生态安全等级最高,中心城区、滨海新区生态安全水平较低;(3)各区土地生态安全空间异质性不明显,空间集聚性较强。
干旱区在全球范围内广泛分布,并养育超过三分之一的世界人口。人口增加、城市化、土地退化和气候变化对人地耦合系统产生了重大影响,并深刻改变了旱地社会生态系统。特别是在发展中国家和全球环境中,旱地的退化已经对数百万人的生活构成了严重的威胁。这篇综述评估了已发表的关于旱地社会生态系统的文献,以揭示当前研究趋势和热点。介绍了旱地社会生态系统框架、复原力测量和制度转变方面的基本理论和进展。在今后旱地可持续性的研究中,我们应更加重视和加强制定一个更普遍且适应性更强的框架和更实用的战略,以便进行长期协调和建立伙伴关系,并实现对生态服务的具体认识。
自然环境有助于人们的感知、偏好和健康恢复。以往研究多集中在乡村整体环境对压力恢复的积极作用,或者乡村景观的感知与偏好,鲜有同时整合感知、偏好和压力恢复的研究。本文提出了一个包含川西林盘乡村景观11个要素和38个要素组成的框架,并将其作为调查的一部分在网上发布,共收集了324份有效问卷。问卷内容包括人口统计资料、对林盘的感知偏好程度以及对压力恢复的自我评估。通过逐步多元线性回归分析,揭示了16个对乡村环境的感知、偏好和压力恢复有显著影响的预测因子。就要素而言,氛围和意象是最能被感知的两个要素,林、田、水、宅、路是被偏好的5个要素。此外,这7个要素也是压力恢复的显著预测因子。在要素组成中,安恬静谧与路水相依是感知的重要预测因子,视野开阔与林宅相融对压力恢复有显著影响;林地内部、菜地、溪流、庭院空间和支路对偏好与压力恢复均有显著的预测能力。川西林盘要素与要素组成的组合,拓展了对乡村环境感知、偏好和恢复性的理解,有助于提高乡村内外环境的质量与特点,创造有益健康的环境。
中国的山地面积十分广阔,山地城市的建设与发展具有重要的研究价值。重庆市是中国典型的山地城市,山地在城市建设中,既是城市发展的重要限制条件,也是城市形态的重要塑造条件。而南岸区中由长江水域至南山东山脊线这一区域则具有很强的山地城市代表性,具有地形地貌复杂、生态环境脆弱、历史文化悠久等诸多特征。近年来研究区的城市建设优化与山水环境的联系愈加紧密,但由于山地城市的特殊环境,海拔与地形地貌条件成为城市进一步发展的关键影响条件。故本文以此区域为例,以遥感数据与实地踏勘数据为主,结合政府数据与学者研究,通过GIS、ENVI等软件进行相关探究。首先,从景观梯度与城市建设两个方面出发,对城市景观梯度特征进行梳理,并分析各城市地段的发展状况。进而分析各梯度景观特征与各城市地段的耦合关系。最后针对分析结果,提出了维护山地生态和谐、重建山地特色文化、打造独特山地美学三项主要优化措施,希望能为研究区及相似的山地城市的未来发展提供一些帮助。
在公共建筑屋顶引入生产性景观是对城市闲置空间积极的利用方式,具有生态、经济与社会等多元价值,有助于缓解我国土地城镇化快速推进所带来的诸多城市问题。本文以城市商业综合体屋顶生产性景观为例,基于ArcGIS平台,采用实地调研与问卷访谈等方法,结合全国总体特征与重点案例对其发展现状进行分析,结果表明:(1)受到自然和社会因素的影响,当前我国商业综合体屋顶生产性景观空间分布不均衡,84.21%位于东南沿海及四川地区;(2)该类型生产性景观运营发展态势良好,自2013年起每年建成数量持续增长,其中以结合自然教育和亲子游乐体验活动的商业模式发展最为稳定;(3)经营状况良好的案例在平面布局、交通功能、景观要素和空间设计上都呈现出较强的相似性;(4)问卷访谈显示市民对屋顶生产性景观有较高的参与意愿,而经营者在实践中仍然面临政策、资金、种植知识等方面的困难。基于此,本文对该类景观发展中存在的问题进行剖析并提出相应优化策略,以期为商业综合体屋顶的设计以及大量屋顶闲置空间的利用提供参考。
自然资源作为促进社会进步和经济发展的重要基础,对城市的可持续发展起着较大作用。然而,由于人类对自然资源的索取不断加大,引发了人口过度密集、环境严重污染、自然资源总量与人均资源占有量不断下降等各种生态环境问题,对可持续发展产生了阻碍。因此对自然资源和可持续发展的研究也就成为了目前学者应着重考虑的问题。本文以CiteSpace为分析工具,依托中国知网数据库,对近20年有关自然资源和可持续发展的文献进行可视化分析。首先,深度解析了该领域在学术研究趋势、作者及研究机构、关键词共线等方面的研究现状,并在此基础上通过关键词突现深入剖析其近20年内的演进路径和研究热点。最后根据可视化的分析结果,推测该研究领域的未来发展趋势:(1)紧跟政策导向,把握研究热点;(2)借助量化手段,提高研究精度;(3)丰富研究理论体系,提升成果应用效果;(4)建立跨领域、多学科融合研究体系。
为了鼓励生产者和消费者的环境责任,在森林管理过程中评估林产品的环境影响十分重要。生态足迹(EF)是一个评估产品自然资本消耗与环境影响的国际认可指标。木地板为一种三级林产品,本文通过转换的方法分别建立了三种木地板生态足迹核算模型,同时基于产量数据评估了2000-2018年三种类型木地板的生态足迹大小。文章所需数据通过对典型的木地板企业调研以及查询相关文献获得。研究结果表明:实木地板、实木复合地板以及强化木地板2000-2018年的平均生态足迹分别为3.13×10 6、1.05×10 7和5.07×10 6gha,累计总生态足迹分别为5.95×10 7、1.99×10 8和9.64×10 7gha。三种类型木地板不同年份间生态足迹的变异系数分别为0.45、0.87和0.76。实木复合地板的平均生态足迹和总生态足迹均为最大。同时,实木复合地板的人均生态足迹和单位生态足迹也均为最大。2000-2018年,三种类型木地板生态足迹大小均呈现不规则的增加趋势。为了降低木地板行业总的生态足迹,可以考虑降低实木复合地板的生态足迹或者使用环境友好型的实木地板。