Estimating water quality pollution impacts based on economic loss models in urbanization process in Xi'an；China

IEECAS SKLLQG

Discussion on Sustainable Urbanization in Tibet

National Natural Science Foundation of China [40830741]

旅游及城市化影响下的避暑山庄植被及其生态规划研究

避暑山庄是现存我国最大的皇家园林。由于种种原因，避暑山庄植被从建庄至今，发生了很大的变化，原始植被破坏殆尽，仅留下少数古树，现状植被多为五十年代大搞绿化时所植，植物配冤出现了与这一历史名园不相协调的矛盾;近几十年来旅游及城市的发展对避暑山庄植被有一定的冲击，要求有相应的对策。 我有从生态学的观点出发，首先对避暑山庄的历史及现状植被进行了研究，然后研究了旅游与城市化对避暑山庄植被的影响，最后，对避暑山庄不同游览区的生境优劣(土壤肥力及小气侯因子)及环境污染(S、Pb)的现状进行了观测与分析。根据上述研究，我们进进了避暑山庄植被生态规划。结果如下: 1、避暑山庄盛期的主要植被是以油松、栎类为主的针(阔)叶林或混交林，尚有以白榆、国槐、旱柳、元宝械等组成的混合林等10个植物群落。 2、避暑山庄现状植被可划分为14个植物群落，以油松群落面积最大。 3、旅游及城市化对避暑山庄植被的影响，主要表现在对土壤的影响及对植被的直接影响，主要方式有机械破坏及造成的环境污染的危害等，这些影响与避暑山庄古松死亡(26.5棵/年)有很大关系。 4、山庄各游览区环境污染的大小顺序是:宫殿区>湖洲区>平原区>山峦区。其中避暑山庄S污染严重是北京北京植物园的2.1倍。 5、避暑山庄各游览区生境优劣:山峦区优予胡洲区，湖洲区优于平原区，平原区优于宫殿区;在山峦区，沟谷优于阴坡，阴坡优于阳坡。 6、避暑山庄湖水出现了富营养化污染，总N及总P含量超过国家标准3倍多。 7、基于上述分析，提出了以旅游为主的避暑山庄植被生态规划原则，根据这一原则，规划出11个植物群落。 8、共编绘了1:10000的避署山庄历史、现状及规划植被图3幅。

城市化影响下北京植物多样性现状与保护对策研究

城市化是引起生物多样性降低的主要原因之一，因此，应特别注意城市区域和城市化过程中的生物多样性保护。北京近三十年来经历了最为持久的城市化过程，城市的迅速扩张，人口的快速增加和经济的蓬勃发展给北京的生态环境带了巨大的压力，也给生物多样性工作带来了巨大的挑战。为有效开展生物多样性保护工作，迫切需要开展北京生物多样性现状及保护对策的研究。北京市以前在生物多样性方面作过大量工作，但缺乏系统的整理。本文通过深入的现场调查和对已有文献资料的整理，对当前北京市维管植物多样性现状及问题作了分析，并提出相应对策，以期为北京生物多样性保护工作提供参考。主要内容如下： 1．北京市自然生态系统主要有森林生态系统、灌丛生态系统、草甸生态系统和湿地生态系统4种类型。在人类长期干扰下，各生态系统多为次生。目前森林生态系统面积逐步扩大，而草甸生态系统和湿地生态系统受人为活动破坏严重，呈现严重退化趋势。 2．整理关于北京物种新纪录的各种文献，结合野外调查，构建了北京维管植物多样性数据库。北京维管植物多样性比较丰富，已知维管植物有2276种，然而特有性不强，严格属于北京特有维管束植物仅有5种。境内共分布有25种国家重点保护植物，包括野大豆、紫椴、河北梨以及22种野生兰科植物。根据调查资料初步评估，确定40种植物在北京处于受威胁状态。 3．根据北京人口密度、城市人口比例以及建设土地比例，将北京市按城市化程度的高低划分为城区，近郊区、远郊区三个区域。物种丰富度以远郊区最高，城区次之，近郊区最低，而外来物种比例则以城区最高，远郊区最低。城区分布有北京市93%以上的外来种，是其物种丰富度较近郊区为高的原因之一。对北京市特有植物、受危植物、国家保护植物和北京市保护植物的分布的分析表明，远郊区分布有93%以上的上述植物，是北京市生物多样性的重点保护区域，而城区和近郊区也分别分布有近1/4和1/3，说明保护稀有濒危物种方面，城区和近郊区也不容忽视。 4．对北京市外来植物作了分析，认为北京有126种归化植物，其中47种为入侵植物。菊科、禾本科、大戟科和苋科在入侵植物中占优势，美洲为最大起源地，其次为欧洲。园艺苗木引种是入侵物种的主要侵入途径，导致海淀、丰台、西城、朝阳等城区分布有较多的入侵种。 5．对外来物种火炬树的地理分布格局和入侵潜力作了研究。火炬树在人为大力推广下已遍布各风景区，在公路两侧也常见分布并侵入农田，甚至出现在某些自然保护区。火炬树在贫瘠和肥沃生境下均具有较高的繁殖速度，在3年内靠克隆繁殖扩散距离已超过6米，并能行成郁闭度很高的单优群落，其物种丰富度、个体密度以及物种多样性指数均显著低于本地荆条灌丛群落。由于其强阳性生长特性，使其不能侵入森林，然而却能对灌丛生态系统构成危害，其克隆繁殖的特点也使其难以根除，在北京地区具有潜在的入侵能力，不适合继续作为绿化北京的主要树种。 6．北京市生物多样性面临的主要问题包括城区本土生物多样性低、生态系统退化、湿地萎缩、污染严重、强度的旅游开发和外来物种入侵等。本文对这些问题作了分析，提出在城区大力应用本地种构建自然群落，对退化生态系统因势利导结合人工和自然力进行恢复，规范旅游活动向生态旅游方向发展，加强公众教育，促进全社会参与生物多样性保护工作。

城市增温效应及其受地理、气候和城市化发展的影响

城市增温的原因包括全球变暖和城市热岛效应两个方面，二者对城市环境、社会经济和市民健康均有相当程度的影响。本文的研究目的是：(1)通过比较处于不同气候带上同样规模城市的气温变化趋势和速率差异，探讨地理位置对城市增温现象的影响；(2)通过分析近期人类活动和城市发展规模与城市增温现象的相关性，搞清楚城市化发展过程中显著影响热岛效应的因素。了解城市增温的地理分异规律及其受城市化发展的影响，对全面认识城市增温现象、积极寻求应对城市增温所造成的环境危害的策略具有重要的科学和实践意义。 本文按照经纬度在全国范围内选取6个特大城市：济南、西安、兰州、广州、上海和北京为研究对象，按城市所处地理位置分为代表水分梯度的同纬度经向分布城市，近海到内陆依次为济南、西安和兰州，以及代表温度梯度的纬向分布城市，低纬度到高纬度依次为广州、上海和北京，借助统计学方法，对各城市分别进行了年均气温比较分析，并对近期人类活动对不同城市增温效应的影响进行了分析。结果表明： 1．各城市气温均呈上升趋势，其中年均最低气温上升幅度最大，年均气温上升幅度次之，年均最高温度上升幅度最小；温度普遍升高的前提下高纬度地区温度升幅较大，内陆地区增温比近海地区大，即城市增温幅度与水分梯度和温度梯度呈负相关关系；不同城市在不同年代冷暖变化的强度和峰谷相位不尽一致，北京、西安和广州从上世纪50年代到70年代气温整体趋势变冷，其他城市缓慢升温，进入80年代后6个城市均进入加速增温阶段。 2．城市热岛效应对最低气温影响最明显，即城市最低气温与参照站差值增长趋势最为显著，其次为年均温，市区最高气温与参照站差值增长趋势最缓慢；自1978年改革开放以来，6个城市年均最低气温和年均温城乡差值均达到极显著水平，兰州最高，达0.69℃/lOa和0.49℃/lOa;从近海到内陆随着年降水量减少，3个城市（依次为济南、西安和兰州）热岛效应依次增加，从高纬度到底纬度随着温度升高（北京、上海和广州），城市热岛效应有减小趋势。 3．不同城市增温均表现出与人口（包括市辖区年末总人口、市辖区人口密度）、市辖区地区生产总值、年末实有道路面积、建成区面积和第二产业占GDP比重等代表城市发展因素的指标呈显著正相关，与绿地有关的因素，包括园林绿地面积和年末耕地面积呈显著负相关，而同样的因素对同一个城市不同气候参数的影响也不相同，最低气温对增温因子的敏感度高于其他气温参数，而对降低增温效应因子的敏感度小于其他气候参数，同样的因素对不同城市气候参数也有不同效应。 本项研究的结果证实了城市增温是一个比较复杂的过程，其中即反映了全球气候变化的大背景，也受到了影响水热环境的地理因素的制约，同时又与城市化发展的进程密切相关。

Land-cover changes in an urban lake watershed in a mega-city, Central China

Urbanization can exert a profound influence on land covers and landscape characteristics. In this study, we characterize the impact of urbanization on land cover and lacustrine landscape and their consequences in a large urban lake watershed, Donghu Lake watershed (the largest urban lake in China), Central China, by using Landsat TM satellite images of three periods of 1987, 1993 and 1999 and ground-based information. We grouped the land covers into six categories: water body, vegetable land, forested land, shrub-grass land, open area and urban land, and calculated patch-related landscape indices to analyze the effects of urbanization on landscape features. We overlaid the land cover maps of the three periods to track the land cover change processes. The results indicated that urban land continuously expanded from 9.1% of the total watershed area in 1987, to 19.4% in 1993, and to 29.6% in 1999. The vegetable land increased from 7.0% in 1987, 11.9% in 1993, to 13.9% in 1999 to sustain the demands of vegetable for increased urban population. Concurrently, continuous reduction of other land cover types occurred between 1987 and 1999: water body decreased from 30.4% to 23.8%, and forested land from 33.6% to 24.3%. We found that the expansion of urban land has at least in part caused a decrease in relatively wild habitats, such as urban forest and lake water area. These alterations had resulted in significant negative environmental consequences, including decline of lakes, deterioration of water and air quality, and loss of biodiversity.

Study on Water Resources Regulation and Reservoir Operating Prediction for Suppression of Salt Water Intrusion in the Pearl River Estuary

Salt water intrusion occurred frequently during dry season in Modaomen waterway of the Pearl River Estuary. With the development of region's economy and urbanization, the salt tides affect the region's water supply more and more seriously in recent years. Regulation and allocation of freshwater resources of the upper rivers of the estuary to suppress the salt tides is becoming important measures for ensuring the water supply security of the region in dry season. The observation data analysis showed that the flow value at the Wuzhou hydrometric station on the upper Xijiang river had a good correlation with the salinity in Modaomen estuary. Thus the flow rate of Wuzhou has been used as a control variable for suppression of salt tides in Modaomen estuary. However, the runoff at Wuzhou mainly comes from the discharge of Longtan reservoir on the upper reaches of Xijiang river and the runoff in the interval open valley between Longtan and Wuzhou sections. As the long distance and many tributaries as well as the large non-controlled watershed between this two sections, the reservoir water scheduling has a need for reasonable considering of interaction between the reservoir regulating discharge and the runoff process of the interval open watershed while the deployment of suppression flow at Wuzhou requires longer lasting time and high precision for the salt tide cycles. For this purpose, this study established a runoff model for Longtan - Wuzhou interval drainage area and by model calculations and observation data analysis, helped to understand the response patterns of the flow rate at Wuzhou to the water discharge of Longtan under the interval water basin runoff participating conditions. On this basis, further discussions were taken on prediction methods of Longtan reservoir discharge scheduling scheme for saline intrusion suppression and provided scientific and typical implementation programs for effective suppression flow process at the Wuzhou section.

基于RS和GIS的四川省土地利用/覆盖变化及可持续利用研究

LUCC是全球变化研究的核心主题之一，也是社会经济可持续发展的关键问题。改革开放后四川的社会经济发展非常快，在各种因素的驱动下，土地利用/覆盖发生了深刻变化。目前四川省缺乏基于实际调查数据的、全域性的、具有连续时间序列的LUCC和驱动力分析及土地可持续利用研究成果，这对我们从全局上把握全省土地利用现状、发展变化趋势，利用土地政策参与宏观调控，实现长期可持续发展目标，建设资源节约型、环境友好型社会极为不利。本研究针对这一问题，选取全川八大土地利用类型作为研究对象，研究了全省1996年到2006年的土地利用/覆盖格局和变化情况，分析了不同尺度的驱动因素，对全省农用地和建设用地的集约利用状况、潜力进行了分析评价，并提出相应的对策措施。 1．1996年-2006年10年来整个省域的土地利用/覆盖格局变化。 （1）1996年-2006年全省的土地利用/覆盖格局 1996年，全省是一个以农用地为主的土地利用/覆盖格局，林地和牧草地属于优势覆盖类型（合占69.17%），居民点及工矿用地和交通用地合占只有3%左右。 2000年的LUCC格局较为明显的特点是耕地所占比重下降0.4个百分点，水域和未利用土地所占比重有所下降，牧草地保持不变，其余地类所占比重有所上升。 与2000年相比，2004年林草地的优势格局进一步得到强化（合占比重达到70.23%）。耕地面积占幅员面积的比重下降0.83个百分点，略有下降的有未利用土地、水域和牧草地。值得关注的是在“退耕还林还草”的大背景下，牧草地占幅员面积的比重下降0.04个百分点。 到2006年，仍为林草地为主导优势的格局，二者合占上升0.15%。在城市化快速推进的背景下，居民点及工矿用地中的城市用地和建制镇用地占比重超过15%，农村居民点占比重降至76%。交通用地中农村道路占比重降至57.8%,公路用地占比重升至37.5%。五个地貌区的土地利用/覆盖格局与全省的变化基本一致。值得关注的是盆西平原区的交通用地上升幅度和盆地丘陵区的未利用土地的开发利用力度明显大于其它地貌区。 （2）1996-2006年10年间土地利用/覆盖格局的变化 1996-2000年4年间，耕地、水域和未利用地三个地类下降，年均减少0.75、0.19和0.32个百分点。其中耕地年均减少49229.0公顷，约一半流向林地，13.77%流向园地，约20%流向建设用地。另外5个地类面积增长，增长绝对量最大的是林地，年均增长40063.7公顷，交通用地增幅最大，4年年均增长达1.95%。 2001-2004年是西部大开发逐步推进、“退耕还林还草”项目全面展开和土地整理深入实施的关键期，LUCC更为深刻。耕地、未利用地、水域和牧草地四个地类面积下降，其余地类按增长幅度依次是园地、交通用地、居民点及工矿用地和林地。耕地加速下降，年均降幅达到1.59%，其减少去向主要是林地（占66.75%）和园地（占19.84%），其增加来源主要是未利用地、园地和水域。交通用地的增幅最大，为3.96%,其增加主要来源于耕地、未利用土地和林地，分别占49.96%、16.63%和13.09%。居民点及工矿用地增长幅度为3.12%。 从1996年到2006年的10年间，耕地、未利用地、水域和牧草地下降幅度分别为10.36%、3.61%、1.34%和0.26%。园地增幅达23.61%。绝对面积增长最大的则是林地，达630733.3公顷。交通用地和居民点及工矿用地增幅也较大，分别为15.00%和9.31%。 10年间年均总变化量为310326.6公顷，2000年-2004年之间变化最大（为356865.8公顷），高于平均变化量，而1996-2000年间和2004-2006年间都小于平均变化量。 （3）10年间不同地貌区的LUCC变化 盆西平原区的特点是园地大幅上升达77%，居民点及工矿用地和交通用地也大幅上升，耕地、未利用地下降幅度大，该区耕地、水域、未利用地的减少强度和园地、居民点及工矿用地、交通用地的上升强度均居五区第一；盆地丘陵区的特点是牧草地下降幅度大，为-36.89%,交通用地、园地和林地上升幅度较大，该区耕地减少、未利用地减少、林地增加、居民点及工矿用地和交通用地增加的变化强度均居五区相应地类增减的第二位；盆周山地区的特点是耕地减少较多，交通用地和园地增长较大，该区林地变化强度居各区第一位，牧草地和水域变化强度居各区第二位，耕地、居民点及工矿用地和未利用地居各区第三位；川西南山地区的特点是园地、耕地、交通用地和居民点及工矿用地变化幅度大，另外四个地类变化较小。该区减少的牧草地占全省牧草地减少的97.91%，变化强度居各个地貌区的第一位，园地相对变化强度居五区的第二位；川西北高山高原区的特点是耕地大幅下降、园地大幅上升，交通用地升幅也较大，其余地类变化不大。值得注意的是，该区牧草地和水域面积增加，与全省该地类的变化相反。其余地类的相对变化强度均是五个地貌区中最小的。 用变化强度分值考量变化强度，盆西平原区的变化强度最大，盆地丘陵区和盆周山地区的变化强度相当，川西北高山高原区的变化强度则要小得多。 （4）1996年及2006年全省土地利用/覆盖格局的景观生态学分析 全省是以自然景观占优势（占约70%）、农业景观为补充、建设用地景观居于从属地位的土地利用景观格局。景观多样性和均匀度不高。到2006年，全省总的景观格局并无大的改变。总体情况是随着时间的推移和人类活动的加强，区内景观优势度上升、多样性和均匀度变小。但斑块数减少，斑块面积和斑块孔隙度有所增大。斑块的形状指数和分维数均有所下降，表明受人为干扰有加剧的趋势。反映景观格局结构的破碎度指数有轻微下降。景观指数的变化表明全省土地利用有缓慢集中、规模聚集的趋势。 （5）三大生态建设工程对土地利用/覆盖变化的影响 1996-2006年间LUCC与三大生态建设工程实施的耦合分析，发现退耕工程对耕地、林地、牧草地等地类覆盖变化的影响最大，天保工程次之，长防工程最小。 2.四川省LUCC驱动力分析 （1）总体分析： 从整体上分析，人为因素对区域整体LUCC的影响从1996年的63.32%增加到2006年的66.99%，变得日益强烈。同时人为因素影响强度表现出明显的区域差异，地势平缓、经济区位条件好的区域其人为影响强度明显较高。 政策体制转变下的经济高速增长、快速的城市化、工业化过程和生态建设是四川省LUCC宏观尺度的驱动因素。区域的LUCC主要受到了由内向外(从城市到乡村)和由外向内(从山顶向平地)两种作用力的共同推动。局部尺度上，如距离交通线、水利线、中心城市的远近，地形凸起、大型独立项目落址、重污染项目的阻隔等，甚至一些乡规民俗等因素也会成为LUCC的驱动影响因素。在较小的尺度上,人类个体行为选择对LUCC的影响也是存在的。 　　根据驱动因子的特性作者将其划分为驱变、阻变、良性、惰性因子等类型。 （2）分地貌区的驱动因子分析 各地貌区都存在城市化、工业化、生态工程实施、自然灾害等驱动因子，但主次不一。对于盆西平原和盆地丘陵区，城市化、工业化是前两位的因子，而对另外三个地貌区，生态工程实施和产业结构调整则成为第第一、二位的驱动因子。 （3）分地类的驱动因子分析（以坡耕地为例） 分坡度的耕地变化分析发现，耕地减少主要集中在2°以下的平地、15°-25°和25°以上三个坡度级，是其它坡度级耕地减幅的三倍左右。这表明耕地减少受城市化进程和“退耕还林还草”工程驱动影响尤为巨大。 3.土地利用格局优化、集约利用评价和可持续利用及对策研究 （1）土地利用格局优化的战略选择及调整预测 土地利用格局调整的战略是农业生产用地、建设用地和生态及其他用地占幅员的比重分别稳定在13%、7%和80%左右，重点是三大类别内部二级和三级地类的合理调整。 （2）全省土地集约利用评价 全省农用地利用集约度为0.46，总体上集约度不高，处于较适度利用阶段。建设用地利用集约度为0.38，处于较适度利用阶段。集约利用提升空间较大。 农用地的潜力主要在于加强土地保育、完善利用制度、提高单产。城市建设用地的包括存量潜力、强度潜力、结构潜力，空间很大。农村居民点整理潜力可以逐步挖掘。 （3）新增建设用地集约利用的统筹安排 据测算，到2020年，四川省城市建设用地需求量在463850-492360hm2之间，城镇各业新增建设用地规模为361276.79hm2，占用耕地200565.94 hm2。2004-2020年间四川省农村居民点整理潜力33.86万hm2。农村居民点建设用地需求量为70.57万公顷。 （4）土地集约利用措施与坡耕地可持续利用战略 提出了土地集约利用的措施。在对坡耕地生态系统结构与功能分析的基础上，提出坡耕地可持续利用战略与生态恢复战略，并从技术和政策层面提出了坡耕地合理利用和生态退耕的措施和建议。 LUCC is one of the key questions of global change and sustainable development of society. After the opening and reform of China, the society and economy of Sichuan Province developed very fast ,the land-use/cover changed very strong droved by many factors .But nowadays we have no constant spatial-temporal study and driving force analysis about the whole province based on investigation. And it is lack of land sustainable utilization study based on correlative study. So we choose all the land resource in Sichuan, combine RS and GIS and field investigation, and take statistic-mathematic means and system analysis, to study the LUCC patterns and different scale driving force of different physiognomy regions, land cover types and periods; to analyze the current situation and potential of land resource intensive utilization, and gave out corresponding measurements. We found that forest and grassland are the dominant cover types of Sichuan provincial land –use/cover pattern, and becoming more and more stronger from 1996 to 2006,the natural landscape is the metric and occupy 70%,the diversity and evenness index are not high; the totally change quantity from 2000 to 2004 is the biggest; cultivated land especially steep cultivated land ,garden plot, forestry land ,settlement and industry land and traffic land changed relative stronger; among five physiognomy regions ,the changing intensity of PEN XI PING YUAN QU is the biggest, CHUAN XI BEI GAO SHAN GAO QU is smallest; under the background of policy system changing, the fast developing of economy, fast urbanization and industrialization and ecology construction are the macro-scale driving force of Sichuan provincial LUCC; to compare the impacts of “TUI GENG GONG CHENG” on LUCC especially to cultivated land ,forestry land and grassland is strongest, “TIAN BAO GONG CHENG ” is stronger,“ HANG FANG GONG CHENG” is smallest; the intensive utilization level of farmland and construction land of whole province is relative moderation, there is huge potential to excavate and fulfill the increasing demand of construction land；we must take synthetic measurements to accelerate the sustainable utilization of land resource, including administrative, economical ,technological and ecological policies.

城市化及其对城市生态环境影响研究进展

<正> 城市化是人类社会发展的必然趋势和经济技术进步的必然产物,是一个国家走向现代化的必经阶段[1,2]。据统计,从1800年起,世界城市人口占世界总人口的百分比每50年翻一番。据预测,世界城市人口所占比例2000年将达到48.2%(1980年为39.9%),2025年将达到62.5%,而且发展中国家城市人口比例的增加要比发达国家更快[3]。世界城市化给全人类带来经济和社会效益的同时也带来了许多问题,尤其是给城市居民带来了一系列生态环境问题[1,2]。目前,困扰全世界的人口、资源、能源、粮食和环境等五大问题无一不与世界性的城市化进程有关。城市生态环境问题的研究将成为解决人类生存和发展问题的最有意义的途径之一。