土地利用变化是导致碳储量变化的主要原因,对未来土地利用变化进行多情景预测并探究其对碳储量的影响,对于维持区域碳平衡具有重要意义.近年来,在自然和人为政策的共同作用下,渭河流域土地利用变化显著,碳储量也相应发生变化.本研究基于PLUS-InVEST模型,评估并预测了渭河流域生态系统碳储量时空变化,探究土地利用变化对碳储量的影响.结果表明:2000-2020年,渭河流域土地利用分布格局变化不大,土地利用变化呈现"耕地面积减少而其余土地利用类型面积增加"的特点,耕地向建设用地转换以及耕地、林地、草地的相互转换是渭河流域土地利用类型转换的主要方式.渭河流域碳储量呈上升趋势,共增加15.31x106t,碳储量高值区分布呈"东北片状-西部散点状-中南部带状",低值区分布在下游关中平原城市群.2030年4种情景下渭河流域碳储量较2020年均有所增加,经济发展情景增加最少,生态保护情景增加最多,不同情景的碳储量空间差异主要体现在上游耕地、林地和草地的分布交错地带.研究结果可为渭河流域土地利用管理决策以及碳储量的提升提供数据支撑.

森林是最重要的陆地生态系统类型之一,在生态文明建设中具有举足轻重的地位,研究独具森林资源优势地区的生态系统生产总值(GEP)变化及其对土地利用变化的响应对促进该类区域可持续发展具有重要意义.本研究以江西省资溪县为研究区,基于生态系统价值核算理论和方法,在调节服务通用指标体系(水源涵养、土壤保持、氧气提供、碳固定、气候调节、洪水调蓄、水质净化、空气净化、物种保育)及文化服务通用指标体系(景观游憩、教育)基础上,增加负氧离子、康养等指标,并引入森林生态系统服务修正系数,构建独具森林资源优势的GEP指标体系和方法,评估了研究区2010、2017和2020年GEP的时空变化特征,采用弹性指数及价值损益分析方法量化了土地利用/土地覆盖变化对GEP的影响.结果表明:2010、2017和2020年资溪县GEP分别为167.88、268.17和384.07亿元.各生态系统GEP占总GEP比例依次为森林＞湿地＞农田＞草地＞城镇.研究期间,GEP增加值主要来源于森林生态系统.土地利用变化对GEP产生了重要影响.2010-2020年,研究区土地利用变化总面积为8501.88 hm2.各土地利用变化幅度依次为草地(-2811.17 hm2)＞城镇(1428.06 hm2)＞森林(1357.67 hm2)＞湿地(1031.05 hm2)＞农田(-1005.01 hm2).各类用地的绝对变化主要发生在2017-2020年.各测算指标对森林生态系统的弹性指数明显高于其他生态系统,说明GEP对林地面积变化的敏感性最高.价值损益分析表明,城市开发在一定程度上降低了 GEP,林地、湿地的保护促进了 GEP增加.2010-2020年,资溪县土地利用类型之间的转化导致GEP增加18.65亿元,说明资溪县土地利用变化整体上对生态的影响是正向的.研究结果一定程度上体现了资溪县成为国家生态文明建设示范县之后的绿色发展成效,也为研究区今后高质量发展、高水平保护和土地资源可持续开发利用提供了决策支持,并可为其他类似地区的GEP核算提供借鉴.

雪豹(panthera uncia)是高山流石滩等山地生境生物多样性的旗舰物种,对维持高山生态系统结构和功能稳定性起着重要作用.近年来雪豹种群数量有所恢复,但多种因素导致的栖息地破碎化仍对雪豹的种群生存造成威胁.建立廊道可将分散的栖息地斑块连接起来,提高雪豹抵抗干扰的能力,并为雪豹的长期生存提供重要保障.本研究以祁连山国家公园甘肃张掖分局保护片区及其15 km缓冲区为研究区域,基于祁连山国家公园甘肃张掖分局保护片区雪豹分布点数据,选取气候、地形和土地利用等环境变量,运用MaxEnt模型对雪豹栖息地适宜度进行分析并划定生态源地,而后基于最小代价路径原理识别雪豹廊道.结果显示,研究区域内雪豹适宜栖息地面积为13 432.066 km2,分布在片区内的适宜栖息地面积为7 086.195 km2,占适宜栖息地总面积的52.756％.崎岖度、最干季度平均温度和季节降雨变异系数是影响雪豹栖息地选择的关键因子.通过分析,最终划定9个生态源地用于后续廊道识别规划.在研究区域内共识别10条潜在生态廊道,廊道最长为18.725 km,最短为0.368 km,平均廊道长度为5.676 km.其中3条廊道连接片区内雪豹适宜栖息地斑块,5条廊道连接该片区与青海片区雪豹栖息地.基于上述结果,我们建议在提升片区内雪豹适宜栖息地之间整体连接度的同时,与青海省共同开展跨界保护工作,以制定更加科学合理的保护与管理计划.

目的:基于生态位模型分析并预测甘肃省内脏利什曼病传播风险，为精准防控措施的制定和疫情监测提供依据。方法:自全国传染病报告信息管理系统收集甘肃省2015 - 2021年报告的内脏利什曼病病例，获取病例分布点经纬度坐标以及区域内19个气候变量、5个地理变量和2个社会经济变量数据。基于生态位模型，采用最大熵算法（MaxEnt）构建内脏利什曼病传播风险预测模型，利用受试者工作特征曲线下面积（AUC）进行模型性能评价，并对构建模型的各环境变量进行重要性评估，以及预测甘肃省内脏利什曼病传播风险分布区域。结果:2015 - 2021年甘肃省共报告368例内脏利什曼病病例，其中，89.13%（328/368）集中在陇南市和甘南藏族自治州（甘南州）；2017年病例数达到高峰（79例，21.47%）。构建模型具有较高的预测准确度（AUC = 0.985）。模型分析结果显示，影响甘肃省内脏利什曼病分布的主要气候变量为最冷季度平均温度（贡献值为3.1），地理变量为土地利用类型（贡献值为52.6）和植被覆盖类型（贡献值为8.5），社会经济变量为人口数（贡献值为14.3）。传播风险分布结果显示，高、中、低风险区从甘肃省南部向西北部呈现逐渐过渡的接壤分布特点。高风险区主要集中在甘肃省陇南市中南部和甘南州南部，占全省面积的0.18%；中、低风险区分别占全省面积的0.48%和2.47%，无风险区占96.87%。结论:生态位模型预测甘肃省内脏利什曼病传播呈现点状分散、局部高聚集性分布特征，应加强对陇南市和甘南州等高风险区的监测和防控。

目的:探讨空气污染物对肺功能动态变化的影响，探索遗传因素在肺功能及其变化中的作用。方法:基于英国生物银行中14 506名拥有基线和随访2次完整肺功能测试数据的参与者，采用土地利用回归模型估算颗粒物［包括空气动力学直径≤2.5 μm和≤10 μm的可吸入颗粒物（PM 2.5和PM 10）］、二氧化氮（NO 2）和氮氧化物（NO x）浓度，利用基线和随访的肺功能测试结果计算肺功能年均变化值，使用遗传变异构建肺功能［第一秒用力呼气容积（FEV 1）、用力肺活量（FVC）、一秒率（FEV 1/FVC）］相关多基因风险评分（PRS），通过多元线性回归模型分析空气污染物浓度与肺功能变化的关联，并分析遗传因素对肺功能及其变化的影响。 结果:PM 2.5、PM 10、NO 2和NO x与FVC变化均呈负相关［PM 2.5：-6.66（95% CI：-9.92~-3.40）ml/年；PM 10：-0.40（95% CI：-0.77~-0.03）ml/年；NO 2：-1.84（95% CI：-2.60~-1.07）ml/年；NO x：-1.37（95% CI：-2.27~-0.46）ml/年］，且PM 2.5、PM 10、NO 2与FEV 1变化呈负相关［PM 2.5：-3.19（95% CI：-5.79~-0.59）ml/年；PM 10：-3.00（95% CI：-5.92~-0.08）ml/年；NO 2：-0.95（95% CI：-1.56~-0.34）ml/年］。肺功能PRS与基线肺功能（FVC、FEV 1和FEV 1/FVC）及肺功能变化均呈正相关（均 β>0，均 P<0.001）。在不同PRS分层分析中，空气污染物对肺功能变化的影响效应依旧显著，且不存在明显异质性。 结论:肺功能遗传评分与基线肺功能和肺功能变化显著相关，长期暴露于空气污染物会加速FVC、FEV 1等肺功能指标下降，在不同遗传风险评分的个体中空气污染物的效应一致。

探究风蚀区草地、林地和农田土壤有机碳物理组分及其影响机制,可为风蚀区土地的碳固定与科学利用、防风措施制定以及坡耕地农田肥力修复提供科学依据.本研究在黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区风沙土风蚀区选取相邻近的草地、林地和坡长约350 m、坡度约5°的坡耕地农田(自下而上每100 m分别设为下坡段、中坡段和上坡段),研究0～15cm 土层团聚体有机碳和密度分组有机碳的分异.结果表明:风蚀区草地、林地和农田土壤＞2 mm团聚体均遭到破坏,＜0.053 mm团聚体显著高于其他粒级团聚体;与草地和林地土壤相比,农田各粒级土壤团聚体、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均显著减少.农田上坡段＞2 mm团聚体被完全破坏,各粒级团聚体及密度分组有机碳含量均随坡面的上升逐渐下降,重组有机碳占比逐渐减小,轻组有机碳占比逐渐增加.土壤有机碳和速效钾是影响团聚体稳定性、团聚体有机碳含量和密度分组有机碳含量的关键因子,且团聚体有机碳的流失使团聚体稳定性下降.综上,相比草地和林地,东北风蚀区农田土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低,坡耕地随坡段的上升,团聚体有机碳含量、密度分组有机碳含量以及重组有机碳占比均降低.在风蚀区植树、保护与扩大草原面积、增加坡耕地有机物料施用等是稳固和提高土壤碳储量、改善土壤结构、提升土壤质量的有效途径.

研究都市圈生态系统服务权衡协同关系对城镇空间扩张的响应,对区域城镇空间格局优化和高质量发展具有重要意义.本研究以广佛都市圈为研究区域,基于2000-2020年土地利用数据及自然生态环境等相关数据,选取景观格局指数测度城镇空间的规模、分布、形态维度的扩张特征,利用InVEST模型计算降温服务、生境质量、自然游憩和水源涵养4项主要生态系统服务,采用耦合协调度模型量化多元生态系统服务间的权衡协同关系,并通过多尺度地理加权回归模型探究其对城镇空间多维扩张的响应.结果表明:2000-2020年,广佛都市圈城镇用地规模持续增加,且2010-2020年间的增速加快,中心区城镇用地平均斑块面积增加和东北部小斑块的城镇用地增加,都市圈由"双中心"向"单中心"演化.广佛都市圈城镇用地斑块间距离较小,分布较为紧凑,新增城镇用地间距离较小,但近年来逐渐增大.城镇用地斑块形态整体较规整,复杂度较小,新增城镇用地的形态复杂度逐渐增加.广佛都市圈生态系统服务权衡协同关系变动较为剧烈,协同关系减少,权衡关系增加,且极度权衡关系逐渐占主导地位.广佛都市圈生态系统服务协同对城镇用地规模变化的响应最剧烈且具有空间异质性,对城镇用地分布和形态变化的响应存在阶段性差异.

厘清植被变化及驱动因素,可为生态修复和社会可持续发展提供参考.本研究基于Google Earth Engine平台获取2000-2020年河南省植被覆盖数据,并结合Theil-Sen Median趋势、Mann-Kendall检验和Hurst指数,揭示河南省及其流域分区(海河流域分区、黄河流域分区、淮河流域分区、长江流域分区)植被分布和变化趋势,并联合因子探测及因子交互,从不同尺度探究了自然和人文因素对植被的影响机制.结果表明:研究期间,河南省植被覆盖度(FVC)呈南高北低的分布格局,以中高植被覆盖为主,其中,长江流域分区最好.河南省及各分区FVC变化规律一致,呈波动上升趋势,均以明显改善为主,其中,长江流域分区的改善面积最大.基于Hurst指数,河南省未来植被状况除了淮河流域分区可能持续改善外,其他分区均表现为从改善转向退化.河南省及各分区植被变化是人文因子与自然因子综合作用的结果,因子影响力随时间而改变,主导因子存在地域差异,土地利用/覆盖类型和夜间灯光等人文因素的影响强于海拔、坡度、年均低温等自然因素.因素间的交互作用,尤其是人文与自然因素的交互作用,呈非线性增强关系.

国家公园是国家生态安全屏障,面对生态系统服务退化与人类福祉提升的供需矛盾日益凸显的现实困境,明晰国家公园生态系统服务与人类福祉的耦合协调关系是国家公园科学管理的基础,也是可持续发展的内在需求.以祁连山国家公园为例,基于土地利用、统计年鉴和农牧户问卷调查数据,利用耦合协调模型,分析了国家公园试点建设过程中生态系统服务与农牧户福祉的耦合协调关系.结果表明:(1)国家公园建设的推进,提升了生态系统服务价值,主要贡献来源于冰川;空间上表现为能值聚集特征,高值区成片分布,低值区主要分布在西北区域.(2)农牧户福祉水平不断提升,主要体现在基本物质需求上,空间上呈现为"中间低东西高"的分异格局.(3)生态系统服务与农牧户福祉的耦合协调性有失衡趋势,主要表现为中度协调区面积下降,磨合区面积增加,超过三分之二的区域处于生态系统服务滞后于福祉发展水平;空间上,体现为严重失调区集中分布,磨合区逐渐成片,中度协调区逐步破碎化.

人类活动强度(Human Activity Intensity,HAI)是表征人类活动对自然环境作用程度的客观指标,植被作为生态环境变化的综合指示器,对人类活动变化十分敏感,深入探究HAI与NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)时空分异及其关联性,对维稳自然环境、合理控制人类活动以及协调人地关系具有重要意义.以黄土高原为研究区域,使用夜间灯光、人口密度及土地利用数据表征人类活动强度,分析2000-2020年HAI与NDVI的时空分及其关联性.结果显示:(1)2000-2020年黄土高原HAI整体变化较缓(年均速为1.39％),空间呈现"七点一圈一带"的分布格局,呼包鄂榆及晋中城市群HAI强度变化较频繁,高强度区向西北方向呈集中分布态势.(2)2000-2013年NDVI增速较快(2.11％/a),2014-2020年增速放缓至0.82％,整体呈现东南高西北低分布,高植被覆盖区域向西北移动且多方向扩张.(3)HAI与NDVI相关性空间分异明显,且在关中、呼包鄂及晋中城市群呈空间聚集分布.人类活动对植被覆盖的作用具有双向性,高强度人类活动致使植被覆盖锐减,退耕还林等工程有效抑制植被退化,生态环境有所改善.研究结果可为精细量化人类活动强度、黄土高原未来国土空间规划及生态环境修复与维稳提供一定理论依据与参考.