太湖河蚬时空格局

2006年12月-2007年11月对太湖河蚬种群进行了周年逐月调查.河蚬在分布区的年均密度和生物量分别为265.7ind./m2和100.9g/m2,在夏、秋季均达到高值.根据壳长频数分布的周年变化,太湖河蚬一年一代,繁殖期主要在5-7月份.河蚬主要分布在贡湖湾、马迹山以南区域、西南湖区和小梅港沿岸区域.分析表明,太湖中河蚬的空间分布表现出明显的差异性,这种差异性受到多种因素的综合影响.在北部梅梁湾和竺山湾湖区湖泊中的低溶氧量是限制河蚬生长的最重要因素;在贡湖湾、马迹山以南湖区和西南部湖区,各种生境条件和底质性质适合河蚬的生长繁殖,其密度和生物量的最高值出现在贡湖湾的中心区域(820.0ind./m2,522.9g/m2);在东太湖湖区浮游植物密度较低,底质中有机质较少,食物来源是影响河蚬分布的较重要因素.     

梁子湖水质时空格局分析

基于大样本监测数据,从点位、湖区、全局3个层次,对梁子湖水质的季节变化和空间差异进行综合分析,发现梁子湖水质存在显著的季节差异和较大的空间差异:(1)季节上,夏、秋、冬季污染相对较重,春季污染相对较轻;夏、秋季主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn)),冬季为总氮(TN);(2)空间上,东梁子湖和牛山湖污染相对较重,西梁子湖污染相对较轻;东梁子湖主要污染指标为COD_(Mn)、总磷(TP)和TN,牛山湖为COD_(Mn)、TN和氨氮,西梁子湖为COD_(Mn)和TN.研究结果有助于更好地了解梁子湖水质的时空变化特点,进而制定有针对性的保护措施和管理对策.     

基于全球涡度相关的森林碳交换的时空格局

森林碳交换的时空格局及其驱动机制是陆地生态系统碳循环研究的核心内容,是建立和校验生态系统碳循环模型、评价和预测森林在全球碳平衡中作用的基础．近10a来,涡度相关（EC）技术的快速发展已经在陆地生态系统与大气圈的能量和物质交换领域做出了卓越的贡献．在整合全球通量观测网络（FLUXNET）及各区域通量观测网络中森林站点已发表的EC测定数据的基础上,分析了森林碳交换组分——净生态系统生产力（NEP）、总初级生产力（GPP）和总生态系统呼吸（TER）的时空格局及其驱动因素．从全球尺度看,森林NEP具有明显的纬度格局,受TER和GPP联合控制,其值从大到小依次为：暖温带森林〉寒温带和热带雨林〉北方森林和亚高山森林．在气候因素中,年均温（MAT）对森林碳交换的影响大于年降水量（sAP）的作用．随MAT升高,GPP呈线性增加,而TER则呈指数式上升,从而使NEP在MAT超出20℃的阈值之后开始下降．SAP小于1500mm时,GPP,TER和NEP的变异性很大,但均呈现随SAP增加而升高的趋势．森林碳交换的时间动态及其影响因子因时间尺度而异．NEP具有明显的年际变化,主要是由于气候波动和碳交换组分对环境变化响应的不同步性引起的．在更长的时间尺度上,碳交换具有明显的林龄效应．随森林的发育进程,一般表现为：森林采伐初期为碳源,当相对林龄（即实际林龄与轮伐期年龄的比值）达到0.3左右时由碳源转变为碳汇,近熟林或成熟林的碳汇强度达到最大．这一格局与叶面积指数和相应的GPP变化相关．研究结果突出了碳交换组分的时空动态在森林碳循环研究中的重要性,并建议全球碳平衡研究中除了考虑森林类型之外还应兼顾森林碳交换的年际变化和林龄效应．     

青藏高原新生代构造隆升阶段的时空格局

青藏高原不同部位低温热年代学记录、沉积记录和构造变形记录揭示出存在60~35,25~17,12~8Ma（藏南17~12Ma）和大约5Ma以来4个主要强构造隆升剥露阶段.除了藏南地区在17~12Ma发生藏南拆离系的活动及其所控制的高喜马拉雅结晶基底岩系的快速抬升剥露这一特殊情况外,青藏高原不同地区主要强构造隆升剥露阶段具有准同时性.几个强隆升剥露阶段对应于几个强构造变形活动时期,反映隆升剥露主要受构造动力控制.新生代以砾岩为代表的粗碎屑物的分布、前陆盆地或走滑拉分盆地的分布及其沉积充填、角度不整合的发育和地层间断缺失,以及受断裂控制的盆山地貌变迁和高原扩展与青藏高原几个强构造抬升剥露阶段也具有良好的匹配关系.本文还讨论了青藏高原作为地表隆升的高原形成过程,揭示高原的形成是随时间演变不断扩展的过程.     

基于MODIS数据的干旱遥感监测研究

干旱是影响社会发展和农业生产的重要因素之一。本文基于EOS/MODIS卫星遥感资料,选取江西省2001-2006年的NDVI时间序列数据,分析了NDVI对干旱的响应规律。计算了NDVI与气温、降水之间的关系。并提取植被状态指数(VCI),分析VCI与气温距平、降水距平的空间分布规律。结果表明:2003年江西夏季旱灾以高温少雨天气为主。这一时期的NDVI数值明显低于其他年份同一时期的NDVI值。气温温度越高,NDVI值越大;日照时数时间越长,NDVI值越大;降水量越高,NDVI值越大;降水距平百分率越高,VCI值越高;平均温度距平越小,VCI值越高。说明气候因素对NDVI指数和VCI指数有很大影响。研究表明,基于MODIS的植被指数可以反映旱灾的时空分布规律。     

基于区域ET结构的黄河流域土壤水资源消耗效用研究

文中依据水资源的特性, 对土壤水资源做了重新定义. 并结合其动态转化关系, 以消耗项—蒸发蒸腾(ET)为基础, 剖析了土壤水资源的消耗结构和效用. 将区域土壤水资源的消耗效用分解为3部分: 高效消耗(植被蒸腾消耗)、低效消耗(植被的部分棵间蒸发)和无效消耗(裸地和植被的部分棵间蒸发). 此外, 按照是否参与生产, 又将高效消耗和低效消耗作为生产性消耗, 无效消耗由于其参与水循环而被认为是非生产性消耗. 在此基础上, 以黄河流域为例, 采用WEP-L分布式水文模型, 对土壤水资源的消耗效用做了分析. 结果表明: 全流域2078.89×10⁸ m³土壤水资源中, 植被蒸腾的消耗量为381.89×10⁸ m³, 棵间和裸地的土壤蒸发消耗量为1697.09×10⁸ m³; 有效消耗量为920.50×10⁸ m³, 无效消耗量为1158.86×10⁸ m³; 在有效消耗中, 高效消耗占41.5%, 低效消耗占58.5%, 且区域间的差异较大. 林草农田ET的消耗效用均表现为: 无效消耗量最大, 且裸地占较大比重, 低效消耗量次之, 高效蒸腾消耗量最小; 有植被覆盖的土地的无效消耗量较裸地的无效消耗量小; 草地的无效消耗量远大于林地的无效消耗量. 在有效消耗中, 农田中低效消耗占较大比重, 林草地的高效和低效消耗相近, 但草地的低效消耗量大于林地. 由此可见, 在调控土壤水资源的利用效用时, 应结合区域特点, 按照减少无效消耗、提高低效消耗, 增大高效消耗的原则进行区域植被盖度和种植结构的调整.     

青海湖浮游植物群落时空格局及其环境驱动因子

为了解青海湖浮游植物群落结构特征、时空分布格局及其关键环境驱动因子,于2020年5月(春)、8月(夏)、10月(秋)对青海湖进行系统调查,分析浮游植物群落在3个季度和4个区域(湖滨带、进水区、浅水区和深水区)间的差异。3次调查共检出浮游植物6门39属65种,物种组成以硅藻(36种,占总物种数的55.38%)、绿藻(17种,26.15%)和蓝藻(7种,10.76%)为主。4个区域间的浮游植物丰度存在显著差别,其中深水区丰度显著高于其他区域,主要原因可能在于深水区的环境较为稳定。3个季节间,浮游植物丰度和生物量具有较大差异:夏季和秋季的丰度、生物量均为春季的近10倍;浮游植物的优势类群和种类也发生了较大的变化:春季最具优势类群为硅藻门,优势种也主要隶属于硅藻门,而夏、秋两季则以蓝藻门种属占据主要优势。春季浮游植物的Pielou均匀度和Simpson多样性指数显著高于夏、秋两季,秋季Margalef指数和Shannon-Wiener多样性指数高于夏季。PERMANOVA分析和NMDS分析显示,青海湖浮游植物群落结构在不同区域和不同季节间具有显著差异。此外,dbRDA分析表明:盐度、水温和总磷...     

山西晋阳湖浮游藻类分布的时空格局及水质分析

对山西晋阳湖的浮游藻类进行了研究,共发现156种及11变种,隶属于5门,25科,67属.其中以绿藻门种类最多,达29属57种4变种;硅藻门次之,17属34种6变种;蓝藻门和裸藻门分别为15属32种1变种和5属31种,黄藻门最少,只有1属2种.秋季浮游藻类种类最多,冬季最少.浮游藻类细胞密度变化范围为2.84×10~6-2.30×10~9 cells/L,平均细胞密度为4.86×10~8 cells/L.每个季节水体的浮游植物细胞密度均已达到富营养化水平.多样性指数、均匀度指数均较低,而优势度很高,说明水体处于富营养状态,污染严重.     

南水北调中线干渠浮游植物群落时空格局及其决定因子

为了解南水北调中线干渠浮游植物群落的时空格局,自2018年8月开始分4个季度对干渠沿程的11个样点进行采样调查,同步开展水环境调查;共检出浮游植物7门83属145种,物种丰富度上,硅藻种类数最多,绿藻和蓝藻分别占第2和第3位,且春季＞秋季＞冬季＞夏季;优势种包括极小曲丝藻(Achnanthidum minutissim...     

长江中游城市群水资源承载力时空格局及耦合协调性

长江中游城市群是实施生态优先绿色发展战略的重点区域,从水资源承载系统内的水资源、社会、经济、生态环境4个子系统中选取24项指标构建水资源承载力评价体系,综合运用改进熵权TOPSIS模型、空间自相关分析和耦合协调发展模型定量评价2012-2018年长江中游城市群水资源承载力时空变化过程及子系统间的耦合协调性.结果表明,（1）长江中游城市群整体水资源承载力水平表现为：缓慢上升（2012-2015年）、下降（2015-2017年）、再上升的趋势（2017-2018年）;（2）水资源承载力的空间差异不明显（仅2016年差异显著）,武汉城市圈水资源承载力的空间差异相对较大且呈现低值包围高值的空间分布特征;（3）各城市生态环境子系统承载力得分较为均衡,但其他子系统的承载力均差异较大;（4）影响水资源承载力的主要因素依次为城市污水处理厂日处理能力、人均GDP、城镇化率、第三产业比重和人均水资源量;（5）长江中游城市群水资源承载系统的耦合协调度总体处于中等水平,且水资源承载力与耦合协调度有极强的正相关关系.研究结果可为长江中游城市群水资源承载力改善及水资源优化配置提供依据.     

基于马尔科夫链模型的鄱阳湖流域水文气象干旱研究

基于气象和水文干旱的二维变量干旱状态基础上,通过一阶马尔科夫链模型对二维变量干旱状态进行频率、重现期和历时分析,建立水文气象干旱指数,从干旱灾害形成、演变和持续3方面对干旱灾害进行研究,同时预测未来6个月非水文干旱到水文干旱的概率.结果表明:(1)修河流域在干旱形成中危害大,抚河流域和修河流域在干旱演变中危害大,赣江流域和饶河流域在干旱持续中危害大;(2)鄱阳湖流域状态4(气象、水文干旱)发生的频率最高,为0.30,连续湿润或者干旱的概率最大,湿润状态(状态2)与水文干旱(状态4、状态5(气象湿润、水文干旱))的相互转移概率最低;(3)在长期干旱预测中,鄱阳湖流域从状态2转到状态4和状态5的平均概率为0.11,属最低,而状态1(气象、水文无旱)和状态3(气象干旱、水文湿润)到达状态4的概率为0.23,发生概率最大.修河流域在非水文干旱状态下未来发生气象、水文干旱状态的平均概率为0.28,是"五河"中最高的,而赣江流域在正常或者湿润状态下未来发生气象、水文干旱的概率最低,为0.18,该研究对于鄱阳湖流域水文气象干旱的抗旱减灾具有重要理论与现实意义.     

浙江千岛湖深水区大型底栖动物时空变化格局

2007-2008年对浙江千岛湖深水区底栖动物群落进行了研究.共调查到8种底栖动物,其中寡毛类7种,线形动物门1种.群落类型不存在季节差异,优势种为霍甫水丝蚓和正颤蚓.群落年均密度和生物量分别为594.6ind./m~2和0.54g/m~2.双因素方差分析表明,密度和生物量无季节变化,但存在显著的空间差异,两者均是上游中游下游.密度和生物量与水深、透明度显著负相关,前者与水柱混合水样的TN和TP、与底部局部水样的TP显著正相关,后者与水柱混合水样的TP显著正相关.逐步回归分析表明,水深是密度和生物量的唯一最优解释因子,随水深增加密度和生物量均呈指数式下降.     

建国以来中国山洪灾害时空演变格局及驱动因素分析

本文揭示了建国以来中国山洪灾害时空演变格局,探测了影响历史山洪灾害空间分布的驱动因子.采用6万多个山洪灾害历史记录数据,利用重心对比方法,从重心地理位置、聚集程度、移动趋势3个方面揭示了1951～2015年中国山洪灾害时空演变特征,初步分析了降雨、人口与山洪灾害之间时空演变的关系.进一步选取2000～2015年间相关数据,基于自然流域单元,构建了降雨、人类活动、地表环境相关因子,利用地理探测器分析方法,探测影响历史山洪灾害空间分布的驱动因子.分析结果表明,建国以来,中国历史山洪灾害空间分布转移与降雨和人口分布的变化趋势呈现出明显的相关性; 2000～2015年间山洪灾害空间分布呈现出区域分异特征,降雨因子的驱动大于人类活动因子和地表环境因子,地表环境和人类活动在成灾环境中具有交互作用.研究结果揭示了山洪灾害驱动因子具有明显的时空异质性,中国山洪高风险区包括川渝生态区、华南生态区、云贵高原和长江中下游地区;低风险度区包括西北干旱区、青藏高原、内蒙古高原和东北生态区.研究结果有助于科学理解山洪成灾环境、山洪灾害风险度分区,也为进一步做好治灾防灾工作提供了科学依据.     

基于时空大数据的石油安全智能分析方法研究

传统石油安全战略分析方法存在数据更新不及时、处理复杂数据困难、效率较低等不足,难以适应大数据时代快速分析的要求.为了满足石油安全供应对多元异构大数据高效分析的需求,本文设计了涵盖石油全产业链与安全密切相关指标体系,即综合考虑生产、运输、储备、加工与消费等环节的多层次影响因素;提出了事件驱动的石油安全智能分析模式,当突发战争、公共卫生、天气、海盗、灾害等重大事件时,可对石油全产业链中一个或多个环节进行多角度的智能分析与挖掘.采用大数据、人工智能、云计算、物联网等技术手段,构建石油安全智能分析平台,通过时空大数据驱动自动计算石油安全相关环节造成的影响,从而实现一种面向石油安全的新型“事件-计算-响应-应对措施”工作模式.以马六甲海峡因多种事件造成通道阻塞为例,采用2021年中国从全球石油进口数据为基数,可“一键式”高效测算并以多种可视化形式实时展现2023年前6个月对全国及单一港口的海上石油进口影响.实验证明本方法是一种高效的石油安全战略分析方法,为新时代石油资源战略研究从定性分析向智能分析范式转变提供参考．     

低头坝养鱼对上下游局域栖息地和鱼类群落时空格局的影响

河流鱼类的群落特征会随栖息地环境的变化而发生变化.为了解鱼类群落对低头坝养鱼的响应程度,2013—2014年共6次调查了乌龙河(长江下游支流)两个可涉水河段样点(上游坝和下游坝)的环境因子、鱼类多样性及其群落结构.共采集到5目10科21属24种鱼类,以鲤形目鲤科最多,占总数的58.3%.通过解析时空动态变化与局域栖息地条件对鱼类群落的影响,发现季节因素对鱼类群落结构无显著影响,而鱼类群落所在空间位置(上游坝,下游坝)对群落结构差异具有较显著影响,其中上游中华鳑鲏(Rhodeus sinensis)、(Hemiculter leucisculus)、棒花鱼(Abbottina rivularis)、大鳍鱊(Acheilognathus macropterus),下游食蚊鱼(Gambusia affinis)的多度决定了这种差异;而3个栖息地变量(溶解氧浓度、电导率和流速)均对鱼类群落特征具有显著性影响.栖息地环境差异对河流上、下游鱼类群落的影响较大,具体体现在下游样点鱼类的捕获重量、捕获数量、密度、多样性明显下降,推测利用低头坝养鱼是造成这些现象的重要原因.     

基于单键群方法的地震前兆时空群集特征研究

利用单键群分析方法，对1976年唐山和1989年大同地震前多学科前兆异常的时空群集特征进行了研究。对2次地震前兆的单键群构架的信源熵、平均键长和累积滑动频次进行了时空扫描。结果表明，地震前单键群要异常非常明显，并且可以分为5个阶段。1975年6月－1976年6月（第4阶段）异常幅度变化最大。震前1个月（第5阶段）信源熵值进一步下降，平均键长变化维持在第4阶段的水平，累积滑动频次增加。异常的变化阶段可为地震的中短期预报提供判据。最小信源滴的变化经历了一个由外围逐渐向未来地震区迁移的过程，根据这一特点可以追踪和确定地震危险区的范围。     

基于蒸散发构建的日干旱指数及其对区域干旱事件的表征分析

增温背景下,频发的干旱事件已对工农业生产和人民生活造成了巨大损失,旱情的监测和预报日益受到重视.然而,目前用于干旱研究的干旱指数绝大部分是针对月以上的时间尺度,适用于干旱监测和预报的日干旱指数相对稀缺,不利于对干旱监测和预报准确率的改进以及对现有日干旱指数的评估.文章利用气象站实测数据和ERA5高分辨率再分析资料,基于实际蒸散发和潜在蒸散发构建了一个新的日干旱指数——日蒸散发差指数(Daily Evapotranspiration Deficit Index,DEDI),并使用该指数分析了2019年春夏季发生在中国西南、华北、东北和西北东部地区的四个干旱事件的时空演变特征.通过与气象干旱综合指数和标准化降水蒸散发指数对比,系统地评估了DEDI对重大干旱事件旱情信号的表征能力.结果表明,DEDI较好地表征了2019年西南、华北、东北和西北东部地区四个不同强度干旱事件的时空演变过程,并在刻画旱情的起止时间及强度的多峰值方面更具优势.此外,DEDI还考虑了植被等下垫面条件,在气象甚至农业干旱监测和预警方面具有一定的应用潜力.     

基于遥感和POI数据的重庆市主城区城市生态环境格局研究

城市的急剧扩张加速了人类活动对生态环境的影响,引发地表植被破坏、水土流失、热岛效应等各种生态问题.摸清城市建设对生态环境的影响方式,是维护城市生态安全,保证其可持续发展的重要条件.本文以重庆市主城区为研究区,将Landsat遥感影像、土地利用数据、城市功能设施POI等多源数据融合,首先基于RSEI模型实现重庆市主城区2...     

基于遥感影像的区域景观格局分析

以资源丰富的南京市浦口区35个村庄为研究对象,基于遥感影像、地理信息技术以及景观生态学理论,分析并揭示区域景观格局演变特征.结合浦口区分村域的景观资源利用指数、资源利用类型指数、居民聚集指数以及产业结构指数构建乡村发展模式.研究结果表明:浦口区域乡村景观格局的变化特征较为明显,呈现出CL景观的快速缩减;研究区的景观格局在人类活动作用下,斑块聚集度增强,多样性指数及均匀度指数均为持续上升,各个景观类型在研究区域表现趋于稳定;最后,根据村域指数分布结果和区域景观资源分布情况,提出生态有机农业型、生态休闲旅游型、生态科学技术型3种发展模式,为促进区域乡村可持续发展提供了科学依据,同时对我国乡村规划建设具有重要的理论意义.     

黄河流域硅的组成与输出

分析了黄河水体中悬浮颗粒物(SPM)、溶解硅(DSi)、生物硅(BSi)、植硅体和其他相关参数,旨在揭示自然过程与人为活动对黄河输送硅的影响.结果表明,黄河中溶解硅浓度自1986年以来明显下降;1986~2010年,约有34%的溶解硅因土壤侵蚀的减少而滞留在黄河流域.来源于高等植物的植硅体占河流生物硅的67.2%~96.3%,并以平滑棒形为主要形态.由于含沙量大,黄河生物硅浓度普遍高于世界其他河流,在近黄河口处的利津站位,BSi/(BSi+DSi),BSi/SPM比值分别为0.5和0.003,这表明黄河悬浮颗粒物携带的生物硅是河流输送硅的一个重要组成部分.黄河中相对较高的生物硅含量反映了黄河流域浑浊度与土壤侵蚀程度较高;源自黄土高原巨大的泥沙通量可能是导致黄河中生物硅含量较高的原因,这与世界河流系统生物硅通量随产沙模数增大而增加的趋势相一致.在黄河口外的渤海沉积物中的生物硅也主要由植硅体所构成,平滑棒形同样是其主要的形态.研究表明,由河流输送的生物硅主要由来源于表层土壤侵蚀的植硅体所构成,其也是近岸水域硅生物地球化学循环的重要部分.