中国北方农牧交错带气候变化特点及未来趋势——基于观测和模拟资料的综合分析

中国北方农牧交错带是中国生态文明建设的一个重点地区。准确评估其气候变化趋势对于该区域可持续发展至关重要。本文的研究目的是在揭示1971-2015年气候变化特征的基础上,分析区域2006-2050年气候变化趋势。为此,本文综合观测和模拟数据分析了区域1971-2015年的历史气候变化以及2006-2050年的未来气候变化。研究发现:1971-2015年,中国北方农牧交错带气候变化呈暖干化趋势,年均气温的增长速率为0.39℃/10 a,年降水量的变化速率为-4.60 mm/10 a。2006-2050年,区域气候变化将呈暖湿化趋势,区域总体年均气温的增长速率为0.20～0.50℃/10 a,年降水量的变化速率为1.49～15.59 mm/10 a。同时,如果不有效控制温室气体排放,区域气候系统的不稳定性将加剧。2006-2050年,随着温室气体排放浓度的不断增加,区域增温速率从0.25℃/10 a增长至0.48℃/10 a,降水变化速率从3.97 mm/10 a增长至14.58 mm/10 a。因此,需要高度重视中国北方农牧交错带气候变化的减缓和适应问题,以促进该区域的可持续发展。     

基于土地利用和气候变化的北方农牧交错带界线变迁

基于1961~2005 年中国北方9 省、自治区的218 个气象站点的气象资料及1986 年和2000 年的土地利用数据,从全球气候变化和土地利用变化角度分别界定了北方农牧交错带的地理位置,并分析了其界线变迁特征.结果表明,北方农牧交错带的地理位置还存在一定争议.交错带整体上已向西北移动.西北界已向北深入到纯牧区,东南界附近也由农牧交错区转成纯农区.气候界线向东南变迁,土地利用界线向西北变迁,两者变迁方向相反.东北段和华北段的界线变迁幅度远大于西北段.     

土地利用和气候变化对农牧交错带生态系统服务的影响

土地利用和气候变化是驱动生态系统服务变化的重要因素,了解其背后的影响机制对提升生态系统服务至关重要.目前农牧交错带生态系统服务变化和驱动因素的研究较为薄弱.以我国典型农牧交错带内蒙古奈曼旗为研究区,基于InVEST模型、修正风蚀方程（RWEQ）和修正通用土壤流失方程（RUSLE）评估该区2005年和2015年的产水服务、防风固沙服务和土壤保持服务,并运用贡献率公式、地理探测器和皮尔逊相关系数等方法分析土地利用和气候变化对这3项生态系统服务的影响.结果表明：①2005~2015年奈曼旗产水服务和土壤保持服务整体呈上升趋势,分别增加22.41%和6.74%,防风固沙服务则下降了66.24%.②产水服务和防风固沙服务变化主要受气候变化的影响,土壤保持服务变化主要受土地利用变化的影响.③实际蒸散变化和土地利用变化是影响产水服务变化空间分异性的主要因子,其解释力分别为94.50%和50.05%;实际蒸散变化和土地沙化程度是影响防风固沙服务变化空间分异性的主要影响因子,其解释力分别为19.84%和16.15%.④奈曼旗各项生态系统服务之间相关性较弱,只有防风固沙-产水服务呈现弱显著的协同关系.根据研究结果,建议在沙区适当提高灌草植被比例;在牧区实行必要的封禁管理;在农田引进滴灌等节水技术;而城镇则应当继续将生态保护和修复摆在优先位置.     

不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响——以北方农牧交错带为例

为探究中国北方农牧交错带在不同生态类型区人类活动对净氮输入的影响,基于人类活动净氮输入模型(NANI),以北方农牧交错带7省、23地级市的统计数据及相关参数,分析1985～2020年NANI的时空分布特征及影响因素.结果表明:1985～2020年研究区NANI呈先上升后下降趋势,河北省贡献最高.黄土丘陵沟壑水土流失区与北方农牧交错带NANI年际变化一致、京津冀水源涵养区和长城沿线沙化退化区NANI年际变化值呈上升趋势.空间分布呈由西北向东南逐渐降低的趋势.从输入组分来看,研究区最大贡献源为氮肥施用(30.34%～56.29%),其次是大气氮沉降(31.20%～47.23%),黄土丘陵沟壑水土流失区主要输入组分为氮肥施用和食品/饲料氮输入(累计76.46%～85.14%).对北方农牧交错带NANI影响最大的两个因素为人口密度和畜禽量.因此,中国北方农牧交错带的农业结构调整需结合分区进行管控,调整氮肥使用策略和畜禽养殖模式,促进区域农牧业与生态环境之间的深度融合.     

中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响——以呼和浩特-包头-鄂尔多斯城市群地区为例

理解中国北方干燥地城市扩展过程对生态系统服务的影响对提高干燥地人类福祉和实现区域可持续发展具有重要的意义。为此,论文以正在经历快速城市化的呼和浩特-包头-鄂尔多斯（呼包鄂）地区为例,从区域、城市和旗县3个尺度上揭示了该地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。首先,量化了呼包鄂地区1990年的生境质量、粮食生产、肉类生产和碳储量4种关键生态系统服务。然后,分析了1990—2013年呼包鄂地区的城市扩展过程。最后,在区域、城市和旗县3个尺度上评价了呼包鄂地区1990—2013年城市扩展过程对生态系统服务的影响。结果显示,1990—2013年,呼包鄂地区经历了快速的城市扩展过程,城市用地面积从314.22 km²增加到692.10 km²,增长了1.2倍。区域城市扩展过程导致4种生态系统服务均明显下降。其中,粮食生产服务损失最严重,损失量达1.36×10⁴ t,约占1990年全区粮食生产总量的1%。边缘型和飞地型城市扩展对生态系统服务的影响最明显。1990—2013年,边缘型城市扩展导致的粮食生产、肉类生产和碳储量损失量占区域城市扩展过程中各项服务损失总量的比例均超过60%,飞地型城市扩展造成的肉类生产服务损失量大于区域城市扩展过程中该服务损失总量的1/3。边缘型和飞地型城市扩展过程导致的耕地和草地大量减少是造成生态系统服务快速下降的主要原因。因此,建议在呼包鄂地区的城市化进程中应提高城市用地利用率,控制边缘型和飞地型城市扩展,以减少城市扩展过程对生态系统服务的影响。     

精准扶贫与生态补偿的对接机制及典型途径——基于林业的案例分析

生态补偿是我国生态建设、环境保护领域的一项重要政策,精准扶贫是我国促进区域协调发展、确保贫困人口如期脱贫的重要举措,两者在客体、主体、载体、标准、方式及途径等方面存在对接点。国家提出“通过生态补偿脱贫一批”,各区域也结合实际情况,将生态补偿与精准扶贫相结合开展了相关工作。当前,中国精准扶贫与生态补偿的对接途径主要有贫困人口与生态补偿对象、扶贫地域与生态补偿地区、产业扶贫与生态补偿措施、贫困程度与生态补偿标准、扶贫政策与生态补偿需求等方面的对接,各有其内涵及特征。为进一步促进精准扶贫与生态补偿的对接发展,可从加强理论研究、明晰对接方向及重点、夯实公众基础、创新发展途径等方面采取措施。     

中国二氧化硫污染治理分析:基于卫星观测数据和空间计量模型的实证

中国经济的快速增长伴随着严重的环境污染问题,已经成为阻碍中国实现可持续发展的桎梏.为了客观地反映中国的SO2污染状况,本文利用中国2005-2017年的卫星观测SO2柱浓度数据来表征SO2污染状况.首先,采用探索性空间数据分析方法进行SO2污染的时空演变分析;然后,基于环境库兹涅茨曲线框架纳入社会经济驱动因素及环境规制...     

Impact of Climate Change on Maize Yield in Central and Northern Greece: A Simulation Study with Ceres-Maize

The potential impacts of climate change on the phenology and yield of two maize varieties in Greece were studied. Three sites representing the central and northern agricultural regions were selected: Karditsa, Naoussa and Xanthi. The CERES-Maize model, embedded in the Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT 3.0), was used for the crop simulations, with current and possible future management practices. Equilibrium doubled CO₂ climate change scenarios were derived from the GISS, GFDL, and UKMO general circulation models (GCMs); a transient scenario was developed from the GISS GCM transient run A. These scenarios predict consistent increases in air temperature, small increases in solar radiation and precipitation changes that vary considerably over the study regions in Greece. Physiological effects of CO₂ on crop growth and yield were simulated. Under present management practices, the climate change scenarios generally resulted in decreases in maize yield due to reduced duration of the growing period at all sites. Adaptation analyses showed that mitigation of climate change effects may be achieved through earlier sowing dates and the use of new maize varieties. Varieties with higher kernel-filling rates, currently restricted to the central regions, could be extended to the northern regions of Greece. In the central regions, new maize varieties with longer grain-filling periods might be needed.     

北方冬小麦主产区的高产与稳产关联性及其影响因素

冬小麦产量高低及稳定性对于保障我国粮食安全同等重要。鉴于北方冬小麦主产区受气候变化的负面影响显著,有必要从高产—稳产关联特征入手,探究全面提升冬小麦产量及稳定性的途径。基于598个县1985—2014年的单产数据,分析了冬小麦高产与稳产关联性时空分异特征,并结合气象、物候观测、农业生产要素等数据,应用无序多分类Logistic模型揭示了冬小麦高产—稳产关联特征的影响因素。主要结论为：（1）冬小麦产量随时间不断提高的同时稳定性也增强,高产性和稳产性均呈东北向西南降低的特征。（2）冬小麦高产与稳产、低产与不稳产密切关联,在研究区占据主导地位,且这两种关联类型的分布区域相对稳定,空间聚集性强。（3）灌溉条件是促进冬小麦高产—稳产的关键因素,影响随时间逐渐增强;具备灌溉条件的情况下,研究区的光温水等气象条件均比较适合冬小麦生产,但不同物候期气象要素的波动对高产和稳产均有负向影响。研究结果可为划定冬小麦优质产区和制定气候变化应对策略提供依据。     

中国东海区大陆岸线变迁及其开发利用强度分析

基于东海区海岸带1990-2015年6个时期遥感影像,分析其大陆岸线变迁,并评价其岸线利用强度。结果表明：（1）大陆岸线持续向海推进,且岸线长度缩减了495.91 km。岸线变迁强度呈现波动变化状态。岸线结构中大量自然岸线转变为人工岸线,自然岸线比例缩减了14.18%,而人工岸线占比上升了21.94%,岸线的多样性快速增长。（2）岸线平均分形维数呈现波动下降趋势,形态向平直、规则方向发展。海岸带海陆格局表现为陆进海退,陆地面积增加了2655.01 km²,海岸带受滩涂养殖、围填海、港口建设等人类活动影响显著。（3）岸线的开发利用强度加强。岸线人工化指数增加,2015年增长至53.88%。开发利用主体度由单一主体模式发展形成二元主体模式,至2015年,岸线二元主体转变为基岩岸线和建设岸线,主体度分别为30.53%和20.26%。岸线综合利用指数上升了32.42%,人类活动对岸线变化影响力大幅提高。     

基于GWR模型的天山北坡经济带PM2.5浓度反演及时空特征分析

构建PM_(2.5)浓度与相关因子的关系模型已成为获取干旱区经济带连续变化PM_(2.5)浓度数据的有效手段之一。本文以天山北坡经济带为研究对象,基于PM_(2.5)浓度监测数据、中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的气溶胶光学厚度数据(aerosol optical depth,AOD)和气象数据,利用地理加权回归模型(geographically weighted regression,GWR)反演了研究区2018年3～11月PM_(2.5)浓度,进而分析其时空变化特征。结果表明:(1)相比多元回归模型(multiple linear regression,MLR),GWR模型在天山北坡经济带的PM_(2.5)浓度反演效果更优,决定系数R2、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为0.897、4.569μg/m~3和5.627μg/m~3,明显优于MLR模型的0.819、5.825μg/m~3和7.731μg/m~3;(2)天山北坡经济带PM_(2.5)浓度在月尺度上呈"凹字型"变化特征,其中11月最高,达到59.50μg/m~3,3月和10月次之,9月最低,仅为17.92μg/m~3;在季节尺度上表现出秋季(9～11月)春季(3～5月)夏季(6～8月)的变化特征,其中春季呈波动下降趋势,夏季总体维持在较低水平,秋季呈急剧上升趋势;(3)在空间分布上,研究区PM_(2.5)浓度呈现出"东高西低"的特征,峰值出现在乌鲁木齐附近,说明经济带东部地区PM_(2.5)污染相对严重,尤其是乌鲁木齐。     

近50年丝绸之路经济带中国境内冰川变化

冰川是丝绸之路经济带中国境内重要的水资源,对该区农业建设和经济发展至关重要。基于修订后的中国第一次冰川编目数据和最新发布的第二次冰川编目数据,对丝绸之路经济带中国境内冰川变化进行分析。结果表明：（1）丝绸之路经济带中国境内现有冰川22523条,面积25516.80 km²,冰储量约2592.85 km³,分别占我国冰川相应总量的46.37%、49.22%和57.39%,其中新疆维吾尔自治区冰川储量最为丰富,共计2366.25 km³。（2）丝绸之路经济带中国境内冰川以面积<0.5 km²的冰川数量最多,共计15519条,占冰川总数量的68.90%;面积则以介于1~5 km²冰川为主,共计6833.71 km²,占冰川总面积的26.78%;各山系的冰川退缩海拔高度不同,面积减少速度在各个高度带均有差异。（3）近50年间丝绸之路经济带中国境内冰川面积共减少4527.43 km²,变化百分比为-20.88%,有3114条冰川消失,冰川冰储量损失约419.35 km³。（4）丝绸之路经济带中国境内冰川变化整体呈现自西向东加快趋势,减少速率整体上有自西南向东北加快趋势;冰川朝北消失数量大于朝南消失数量,东北方向面积减少最多,东南方向面积减少最快。（5）近50年间丝绸之路经济带中国境内有暖湿化趋势,冬季气温升高速率大于夏季且降水增加幅度小于夏季的气候组合模式,不利于冰川的积累从而导致冰川退缩;冰川发育规模对冰川退缩也有一定影响,但各山系冰川变化驱动力具有空间差异。     

红色旅游发展效率评价及影响因素研究——以黔北黔西红色旅游区为例

红色旅游发展效率表征旅游区红色旅游高质量发展水平。以黔北黔西红色旅游区为研究对象,借助DEA模型及Malmquist指数对2014—2019年该区域17个县（市、区）的红色旅游发展效率进行测度,同时利用核密度函数和多元线性回归模型分别剖析了其空间演化特征与关键影响因素。研究发现：（1）研究区域内红色旅游发展效率整体偏低,受技术进步的积极影响,多数县（市、区）红色旅游发展效率呈稳步提升状态;（2）红色旅游发展效率具备空间集聚性和异质性的特征,整体呈现“M”型双峰分布,区域分布差异较大;（3）技术创新、红色旅游资源优势度、交通便利性是影响该区域红色旅游发展效率的主要因素,政府对旅游经济干预程度、经济发展水平和人才规模对该区域红色旅游发展效率的影响较小,产业结构对改善该区域红色旅游发展效率的积极影响尚未凸显。