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中国北方农牧交错带生态系统服务空间格局及影响因子——以内蒙古中西部地区为例

生态学报 2023年第18期43卷 7598-7609页

作者：邱嘉琦于德永北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

中国北方农牧交错带是我国重要的生态安全屏障之一,面临经济发展与脆弱生态环境保护间的突出矛盾。生态系统服务的定量研究是生态可持续管理的重要科学依据,也是当前的研究热点之一。以北方农牧交错带的核心区域--内蒙古中西部地区为例... 详细信息

中国北方农牧交错带是我国重要的生态安全屏障之一,面临经济发展与脆弱生态环境保护间的突出矛盾。生态系统服务的定量研究是生态可持续管理的重要科学依据,也是当前的研究热点之一。以北方农牧交错带的核心区域--内蒙古中西部地区为例,结合中高分辨率遥感数据和生物物理模型准确量化了2000-2018年关键生态系统服务,基于Getis-Ord G*方法分析了生态系统服务的空间格局,考虑地理数据的空间自相关性选取了空间回归模型探索其影响因子。结果表明:(1)净初级生产力(NPP,Net primary productivity)、土壤水蚀控制服务(SC,Soil conservation)、产水量(WY,Water yield)及三层土壤含水量(SM1,Soil moisture of top layer;SM2,Soil moisture of middle layer;SM3,Soil moisture of bottom layer)在东部较高,防风固沙服务(SF,Sand fixation)在南部和西部较高;(2)以上生态系统服务受气候变化、景观格局、地形和土壤条件等综合影响,不同影响因素对生态系统服务的作用存在差异。NPP受森林景观格局和归一化植被指数的影响最为显著;WY、SM1、SM2、SM3及SC受降水量的影响较为显著;风速和表层土壤砂粒含量对SF影响最为显著。研究结果可以为优化景观格局和土地系统,缓解中国北方农牧交错带的社会-生态矛盾提供科学依据和案例参考。

关键词：中国北方农牧交错带生态系统服务空间格局空间回归模型气候变化景观格局

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近20年黄土高原生态系统服务研究进展

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生态学报 2023年第1期43卷 26-37页

作者：王诗绮刘焱序李琰傅伯杰北京师范大学地理科学学部、地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

生态系统服务是自然生态系统及其物种提供的供给和维持人类生存的条件和过程,是人类通过生态系统的功能直接或间接得到的产品或服务,具有典型的区域性特征。黄土高原是黄河流域重要生态安全屏障,生态建设规模大、历时长,是我国生态系统... 详细信息

生态系统服务是自然生态系统及其物种提供的供给和维持人类生存的条件和过程,是人类通过生态系统的功能直接或间接得到的产品或服务,具有典型的区域性特征。黄土高原是黄河流域重要生态安全屏障,生态建设规模大、历时长,是我国生态系统服务研究的重要案例区。已有研究针对黄土高原生态系统服务进行物质量与价值量估算、权衡与协同关系识别和供需关系评估,但不同结论之间缺少归纳和对比。研究对近20年来黄土高原地区生态系统服务研究的文献总体特征和主要研究发现分析表明:相关中英文论文数量和被引频次整体呈上升趋势,研究内容上主要关注黄土高原生态系统服务的定量估算,近年来逐渐向生态系统服务权衡分析和供需关系评估拓展;黄土高原地区自退耕还林以来,各项生态系统服务总量呈上升趋势,呈现出东南增量较多、西北增量较少的空间格局;黄土高原地区供给服务和调节服务存在较明显的权衡关系,但在不同尺度上强度分异明显;区域内生态系统服务供给量和需求量均呈增加趋势,供需匹配状况具有明显时空差异。面向当前研究中物质量评估种类不足、价值量估算高度不确定、权衡与协同现象缺乏归因、空间流动性体现不足等问题,未来黄土高原生态系统服务研究有待加强面向生态产品价值实现的生态系统服务价值估算,空间流动视角下的生态系统服务供需关系评估,以及基于生态系统服务权衡情景模拟的国土空间优化。

关键词：生态系统服务评估权衡与协同供给与需求退耕还林文献共现性

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草地社会-生态系统研究进展与展望

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资源科学 2024年第8期46卷 1523-1539页

作者：刘月赵文武丁婧祎北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院北京100875

【目的】在全球变化和人类活动加剧的背景下,草地社会-生态系统的复杂性和脆弱性日益显现。系统分析草地社会-生态系统的耦合与互馈机制、驱动机制与保护管理,对提高草地社会-生态系统韧性,实现社会经济与生态效益协同发展具有重要意义... 详细信息

【目的】在全球变化和人类活动加剧的背景下,草地社会-生态系统的复杂性和脆弱性日益显现。系统分析草地社会-生态系统的耦合与互馈机制、驱动机制与保护管理,对提高草地社会-生态系统韧性,实现社会经济与生态效益协同发展具有重要意义。【方法】本文基于现有研究进展,总结梳理了当前草地社会-生态系统的理论框架、构成要素、耦合与互馈机制、驱动机制与保护管理。【结果】草地社会-生态系统理论正在从单一的生态学研究向复杂的跨学科研究转变;土壤、水资源、植被、牲畜、牧民是草地社会-生态系统的主要组成要素;草地社会-生态系统耦合机制和互馈机制研究在研究对象、分析方法和研究视角方面发生了转变;人类活动与气候变化是草地社会-生态系统演化的重要驱动因素;建立保护区、恢复退化草地、实施围栏封育是草地社会-生态系统保护管理的主要措施,同时推动社会经济制度创新与改革在草地恢复中也发挥着重要作用。【结论】在人地关系问题更加复杂化以及全球变化不确定性增强的背景下,未来草地社会-生态系统研究应重点开发跨尺度和跨区域的综合研究理论;同时,外部政策应被纳入草地社会-生态系统的要素组成,以更全面地理解草地社会-生态系统动态变化机制;此外,未来研究应深化草地社会-生态系统的多要素交互与政策适用性分析,优化管理策略,确保牧区生态效益、经济效益和社会效益协同发展。

关键词：草地社会-生态系统可持续发展气候变化人类活动综述

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顾及土地利用强度和生态-经济权衡的四川省陆地生态系统碳储量预测与热点分析

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生态学报 2024年第9期44卷 3958-3969页

作者：高怡凡宋长青王元慧叶思菁高培超地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学) 北京100875 北京师范大学地理科学学部地理数据与应用分析中心北京100875

中国致力于在2060年前实现碳中和,为缓解气候变化的全球性目标贡献力量。人类活动引起的土地变化是造成碳排放的主要原因之一。四川省森林资源丰富,具有较高的经济增长潜力和重要的生态地位,是中国实现碳中和的关键区域之一。为从土地... 详细信息

中国致力于在2060年前实现碳中和,为缓解气候变化的全球性目标贡献力量。人类活动引起的土地变化是造成碳排放的主要原因之一。四川省森林资源丰富,具有较高的经济增长潜力和重要的生态地位,是中国实现碳中和的关键区域之一。为从土地管理的角度为中国的碳中和提供政策支持,本文在顾及土地利用强度和生态-经济权衡的情景下预测了四川省2030年的土地变化,提出了顾及土地利用强度的陆地生态系统未来碳储量估算方法,并估算了四川省2030年的碳储量。结果表明,四川省若能在未来平衡经济效益和生态效益,可在2030年同时实现经济生产总值(相对于2020)增加约34%和碳储量增加约3%。为实现上述目标,四川省未来具体需加强西北部高原温带湿润/半湿润地区和高原亚寒带半湿润地区的林地和湿地的保护与扩张,并促进以成都为核心的四川省东南部中亚热带湿润地区城市的均衡发展。

关键词：土地利用强度土地变化模拟碳储量经济效益生态效益

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块石出露对喀斯特坡耕地土壤理化性质的影响

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水土保持学报 2023年第6期37卷 228-237页

作者：陈磊张卓栋李业桐北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露,为探明块石出露对土壤理化性质的影响,以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象,分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明:(1)在块石出露的农地中,土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变... 详细信息

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露,为探明块石出露对土壤理化性质的影响,以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象,分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明:(1)在块石出露的农地中,土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变化分别为0.87~1.42 g/cm^(3),25.70%~41.80%,38.11%~51.60%,13.76%~27.54%,土壤容重、黏粒和粉粒空间变异性均为弱且高于对照组,砂粒空间变异性为中等且低于对照组。(2)土壤全碳、全氮、全磷、全钾变化分别为9.82~23.13,0.94~2.15,0.65~2.93,7.38~20.35 g/kg,土壤有效磷、速效钾的变化分别为1.44~2.63,7.35~106.02 mg/kg,空间变异性均为中等且高于对照组。(3)土壤容重、黏粒、粉粒与其他土壤理化性质的之间的关系总体上呈负相关,且相关性在块石出露的农地中比对照组更显著。砂粒与黏粒之间呈显著负相关,与其他土壤化学性质之间的关系总体上呈正相关。(4)块石出露数量、出露坡度、出露比率和出露高度,对土壤理化性质的影响具有复杂性,土壤理化性质的空间变异随块石出露特征不同而存在差异性。研究结果有助于深入理解喀斯特坡面块石出露对侵蚀过程和机制的影响,为土壤侵蚀和水土保持工作提供科学借鉴。

关键词：喀斯特坡耕地块石出露土壤理化性质空间变异

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中小城市家庭交通和饮食选择的碳排放差异--以山东省滨城区为例

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生态学报 2025年第3期45卷 1261-1274页

作者：宋子康黄甘霖北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室人与环境系统可持续研究中心北京100875

工业化和人口增长导致人类活动大规模扩张,使得温室气体排放量大幅增加,由此带来了一系列亟待解决的环境问题。城市是我国碳排放的主体区域,而城市家庭则是城市碳排放的主要来源之一,因此城市家庭碳排放的研究对于节能减排有重要意义。... 详细信息

工业化和人口增长导致人类活动大规模扩张,使得温室气体排放量大幅增加,由此带来了一系列亟待解决的环境问题。城市是我国碳排放的主体区域,而城市家庭则是城市碳排放的主要来源之一,因此城市家庭碳排放的研究对于节能减排有重要意义。我国现有研究大多忽略了中小型城市家庭尺度上的不同生活方式选择方面的碳排放差异。故本文对城市家庭之间极具日常性、差异性的交通出行和饮食方式选择所致碳排放作为研究内容,采用碳排放系数法、多元逐步回归和有序多分类Logistic回归等方法对滨城区城市家庭展开碳排放及作用机制研究。结果显示研究区城市家庭平均交通和饮食碳排放总量约为357.97 kgCO_(2)/月,其中交通出行与饮食方式碳排放量的比例关系约为4∶1。私家车、网约车、摩托车、公交车和电动车分别占交通出行碳排放量的92.72%、4.88%、1.83%、0.37%和0.19%,居家用餐、外食、外卖分别占饮食碳排放量的75.29%、19.71%和5%。分析发现,户主受教育水平、家庭收入和家庭规模共3个影响因素指标会对家庭交通和饮食碳排放造成显著影响,且各因素与碳排放量均呈正相关关系。上述3个影响因素通过影响家庭选择的方式作用于家庭交通和饮食碳排放,对其作用机制分析发现,户主受教育水平会对家庭购买私家车和外食、外卖频率造成影响,家庭收入会对网约车出行频率造成影响,而家庭规模则主要通过对交通和饮食活动的人均值造成影响。最终提出部分碳减排建议,对城市生态可持续和全民低碳行动的落实具有参考意义。

关键词：城市家庭碳排放消费者生活方式方法交通出行饮食方式

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多灾种风险评估方法述评——基于5份国际权威报告的对比分析

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地理科学进展 2023年第1期42卷 197-208页

作者：宁嘉辰吴吉东唐茹玫陈笑娟许映军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学国家安全与应急管理学院北京100875 河北省气象灾害防御中心石家庄050021

多灾种风险评估是制定综合风险防范战略的基础工作之一,而目前尚缺乏一套通用的多灾种风险评估方法。论文选取全球减少灾害风险评估报告、全球气候风险指数报告、世界风险管理指数报告、世界风险指数和世界自然灾害风险地图集等5份国际... 详细信息

多灾种风险评估是制定综合风险防范战略的基础工作之一,而目前尚缺乏一套通用的多灾种风险评估方法。论文选取全球减少灾害风险评估报告、全球气候风险指数报告、世界风险管理指数报告、世界风险指数和世界自然灾害风险地图集等5份国际权威风险评估报告,从评估目的、评估内容、模型方法、评估结果等方面对比分析可知:①5份报告评估目的各有侧重,其中4份评估报告构建了动态风险评估机制,能够实现评估报告的定期更新发布;②以风险要素的综合为表征的多灾种风险评估方法易于推广应用,但需要进一步提升指标可用性,并且采取更直观、易于理解的风险表征方式;③5份报告评估结果中“一带一路”沿线国家(地区)的风险水平略高于全球水平,是全球灾害风险防范的重点;④综合来看,5份报告各有自身的优缺点,未来可以结合“多灾种叠加损失”“灾害链损失”等概念丰富多灾种风险评估的模型方法、指标体系与结果表征。

关键词：灾害多灾种风险评估模型综合风险防范风险评估报告

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基于经验正交分解的中国日降水随机事件集构建

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热带地理 2025年第4期45卷 589-604页

作者：杨一飞方伟华郑金丽付婧瑄北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部灾害风险科学研究院北京100875

历史降水数据是评估干旱和洪水等灾害风险的基础,但是历史数据无法涵盖未来更极端的降水情况,而目前大范围格网单元的随机降水生成方法尚不完善。为此,文章旨在基于历史降水信息生成具有空间相关性的随机降水,以提升灾害风险评估的可靠... 详细信息

历史降水数据是评估干旱和洪水等灾害风险的基础,但是历史数据无法涵盖未来更极端的降水情况,而目前大范围格网单元的随机降水生成方法尚不完善。为此,文章旨在基于历史降水信息生成具有空间相关性的随机降水,以提升灾害风险评估的可靠性。基于经验正交分解以及主成分系数概率拟合等方法,探索了中国0.1°格网尺度日降水随机事件集的生成方法和技术流程。首先,基于经验正交分解方法,对中国1961-2022年共62年逐日降水数据进行分解,对于年内任意一天均形成62个空间模态及对应的模态系数;其次,利用多种概率分布函数对各日的模态系数进行概率分布拟合,并为每日选择出一个最优拟合函数;然后,基于各日模态系数概率分布,并选择历史模态系数的最大值、最小值的2倍作为阈值上下边界范围,进行多年的日降水情景蒙特卡洛抽样;最后,利用每日62个空间模态及随机模态系数,生成各年逐日随机降水事件集。为比较历史降水、随机降水特征的一致性和差异性,模拟生成5000个年份的日降水事件,并用最大值、平均值、标准差、典型重现期降水、空间相关性5个统计特征值进行对比分析。结果显示:1)随机降水较好地保留了历史降水的强度-概率特征,在格网尺度上二者平均值差异<0.9 mm几乎可以忽略,10、20和50 a一遇降水强度差异均<15%,二者标准差的差异均<8%。2)随机降水有效地扩展了年最大值上限,在差异最大的网格上,随机降水最大值比历史降水提高了36%。3)随机降水较好地保留了空间相关性特征,中国所有格网的逐日莫兰指数和皮尔逊相关系数,最小值也分别>0.96和0.95。基于经验正交分解的中国日降水随机事件集,可为后续量化灾害风险评估提供良好的降水数据基础。

关键词：日降水经验正交分解随机事件模拟时空相关性

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地表过程与可持续发展研究进展与展望

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 476-490页

作者：效存德史培军李小雁张光辉何春阳陈晋丑洁明亢力强刘宝元延晓冬杨晓帆于德永赵传峰赵文武张春来张大勇张强张文生北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

自2007年地表过程与资源生态国家重点实验室批准建设以来,围绕地表多要素、多尺度和多过程及其资源生态效应,开展了基础性和面向国家需求的系统研究.总结实验室15年来的建设和发展,取得的主要成果如下:1)地表过程监测与研究,包括风沙过... 详细信息

自2007年地表过程与资源生态国家重点实验室批准建设以来,围绕地表多要素、多尺度和多过程及其资源生态效应,开展了基础性和面向国家需求的系统研究.总结实验室15年来的建设和发展,取得的主要成果如下:1)地表过程监测与研究,包括风沙过程、土壤侵蚀过程和生态水文过程等的观测系统与大型模拟设施建设,以及理论突破与应用;2)资源生态研究,包括生物多样性维持机制、植被-环境系统互馈及生态参数测量、景观生态与服务等方面的理论与应用实践;3)人-地系统动力学研究,包括环境演变与人类活动、人-地系统动力学模型与模拟2方面的探索;4)区域可持续发展范式,包括土地利用/覆盖变化(LUCC)和综合自然灾害风险2个方面取得的显著成果.面对国家重点实验改革与重组,展望未来,将围绕地表过程与可持续发展,开展更加有组织的、面向系统性解决方案的科学探究,核心目标是研究生态脆弱区和灾害高风险区人-地系统耦合理论与区域高质量发展路径.主要任务:1)通过构建天空地网一体化观测体系,系统开展从“山水林田湖草沙冰”等要素过程到生命共同体的综合研究;2)通过研发实验和模拟装置,揭示水土气生人相互作用的机制与动力学过程,构建多要素、多过程、多尺度的地表动态模型体系,揭示人地系统耦合机制与过程;3)以承接系统性国家级科研任务,解析人与自然系统互馈机制和关联效应,建立区域高质量发展监测、评估和预警体系,服务于制定区域与国家生态文明建设的长远战略.

关键词：地表过程资源生态人地系统动力学综合风险防范区域高质量发展

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基于自然的青藏高原一体化生态保护修复优化管理

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中国科学院院刊 2024年第7期39卷 1123-1130页

作者：王军傅伯杰张骁刘焱序赵文武自然资源部国土整治中心(自然资源部土地科技创新中心)自然资源部土地整治重点实验室北京100035 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

青藏高原对中国乃至全球起着重要的生态安全屏障作用,近年来生态环境状况总体改善。但青藏高原在重点攻坚和协同治理、自然恢复和人工修复、高质量发展和高水平保护等关系处理上仍存在诸多管理挑战。文章提出利用“基于自然的解决方案... 详细信息

青藏高原对中国乃至全球起着重要的生态安全屏障作用,近年来生态环境状况总体改善。但青藏高原在重点攻坚和协同治理、自然恢复和人工修复、高质量发展和高水平保护等关系处理上仍存在诸多管理挑战。文章提出利用“基于自然的解决方案”开展适应性管理,建议基于“三级尺度框架”落实生态保护修复规划,基于定量化的生态监测、评估和预警数据开展气候变化和人类扰动下的生态保护修复工程适应性管理,基于利益相关方协同治理提升生态保护修复的公众参与度,从而实现基于自然的青藏高原一体化生态保护修复优化管理。

关键词：基于自然的解决方案适应性管理景观尺度社区参与

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