岷江上游典型油松人工幼林的生态环境效应

油松林是岷江上游和大渡河上游地区河谷与中山段灌丛地上恢复重建的代表性人工林类型之一,还缺乏深入研究。选择岷江上游典型的油松幼林,通过2a的定位监测,研究了油松林恢复重建的生态环境效应。1)与重建前的灌丛比较,油松幼林林下土壤物理性质(容重、土壤孔隙度、非毛管孔隙度、土壤重力水库容、土壤水向下渗透性速度、土壤通气度)得到明显改善,土壤持水能力提高了16%;2)油松幼林林冠对降雨的拦截和再分配作用明显。雨量等级低,拦截作用越大,尤其是当降雨量小,历时较长时,截留率越高,对降水的涵养比率越高。油松幼林生态系统能全部就地涵养全年降雨频率60%～70%的<10mm等级的雨量而不致产生明显的地表径流;对于占全年降雨频率35%～30%的10～50mm等级的降雨量,有至少30%～50%能被油松林生态系统就地涵养;3)重建的油松幼林林下土壤平均侵蚀模数36t·km-2·a-1,灌丛地表为713t·km-2·a-1,分别比裸地少99 55%和91 09%,而同期灌丛地表平均径流模数有38 90×104m3·km-2·a-1,油松幼林为7 23×104m3·km-2·a-1,分别比裸地减少79 47%和99 96%,油松林重建基本控制了土壤侵蚀和水土流失;4)油松林重建明显降低了不同深度的土壤温度。夏季降低的效果明显强于秋季。油松林内与林缘灌草丛5cm层土温较裸地分别平均     

中国地市尺度工业污染的集聚特征与影响因素

随着工业化的快速发展,中国工业污染形势极为严峻,而且不同工业污染物的分布有着明显的空间差异性。根据2013年中国286个地市工业废水、工业SO₂和工业烟（粉）尘等工业污染数据,以污染总量和污染强度为测度指标,采用探索性空间数据方法,引入空间计量经济模型,对全国工业污染的地理集聚特征及影响因素进行计量分析。结果显示：① 工业污染空间集聚显著,空间分布差异大。工业废水、工业SO₂、工业烟（粉）尘总量和强度存在显著的空间相关性和空间集聚性;废水总量东高西低,强度西高东低;SO₂总量北高南低且高污染区域较多,强度西高东低;烟（粉）尘总量与强度空间格局相似,集中于晋陕甘一带。② 工业污染空间溢出效应显著。三大污染物总量和强度均表现出显著的空间滞后和空间误差溢出效应,区域污染物排放会受到周边地区污染物排放的显著影响。③ 三类污染物由于不同的特性、空间格局和产业指向性,使得影响空间分布的关键因素存在有显著差异。经济发展水平、人口密度、第三产业比重、利用外资规模、能源强度的提升,会增加污染物总量,但经济发展水平、人口密度、科技支出水平的提升,则有利于降低污染强度。④ 要进一步降低工业污染,提高环境质量,既要充分重视工业污染的空间交互作用,加强地区间联防联控,同时也要提高区域经济发展水平,促进产业结构升级和生产工艺高级化,加大科技投入,控制能源强度,因地制宜、因势利导的制定差异化工业污染防治措施。     

北江流域汛期降水结构变化特征

选取北江流域18雨量站1961—2017年逐日降水数据,采用降水发生率、降水贡献率指标,利用Mann-Kendall法进行变化趋势检验,分析流域汛期（3—8月）不同历时、不同等级降水结构的时空变化特征,结果表明：1）汛期降水发生率随降水历时的增加大致呈指数形式递减,其中1~4 d历时降水发生率合计69.88%;降水贡献率随降水历时的增加而先增加后减小、到≥10 d历时又显著增加。降水贡献率的空间差异主要表现为历时2~4 d与历时≥10 d在北部与东南部反向变化。2）降水发生率随降水等级的增加而减小,其中小雨发生率约占65%;西部大雨贡献率偏高;东南部暴雨贡献率偏高,其中清远、佛冈站约为39%。3）中短历时（1~6 d）降水发生率呈不显著下降趋势,而贡献率呈不显著上升趋势;长历时（≥7 d）降水发生率、贡献率均呈显著下降趋势。各等级降水变化趋势方面,小雨、中雨发生率、贡献率不显著下降,大雨、暴雨发生率、贡献率不显著上升。     

晋江西溪流域不同暴雨过程LUCC的洪水响应

以晋江西溪流域为研究区,构建晋江西溪流域暴雨次洪分布式模型,选择3场不同暴雨强度、雨型分布、历时的暴雨过程,模拟研究区在1988年和2006年土地利用/覆被情景下70年代3场次暴雨的洪水过程,分析其在1988—2006年土地利用/覆被变化(LUCC)情景下的洪水响应。研究结果为:1988—2006年晋江西溪流域LUCC最明显的特征是林地、耕地减少而园地及建设用地增加;LUCC对流域出口流量过程的影响主要表现为洪量、洪峰流量增加,而对洪峰滞时及汇流时间的影响不显著;相同的LUCC对不同场次暴雨洪水过程的洪峰流量、洪量的影响程度不同,LUCC对流域出口流量过程的影响受暴雨强度、雨型分布、历时等因素的影响。     

1961-2018年淮河流域热浪事件时空变化特征

利用淮河流域1961—2018年逐日最高气温与平均气温格点数据,在对基于绝对阈值和相对阈值的热浪事件识别方法进行改进的基础上,分析了逐年的热浪强度、烈度、频次、最长历时等时空变化特征。结果表明,淮河流域基于固定气温阈值的绝对热浪（>35 ℃）的多年平均强度为10.27 ℃、烈度为1.82 ℃,频次为1.3次;基于热浪指数的相对热浪多年平均强度为2.27、烈度为0.63,频次为1.0次。空间分布上,绝对热浪多发于流域西部除边缘山地的内陆地区（支流沙颖河流域）,相对热浪多发于流域西南地区（淮河干流中上游）,总体上流域东北部丘陵地区及东南近海地区的绝对、相对热浪均较弱（少）;时间变化上,淮河流域的热浪事件具有显著的趋势性突变,在20世纪60年代初至80年代早期（约1982—1985年）呈减弱（少）趋势,此后呈增强（多）趋势。     

昆明市不同等级降水日数的时空分布特征

采用线性趋势法,Mann-Kendall检验的方法,分析了近42年（1971-2012年）昆明市12个测站逐日降水资料的时空分布特征和变化规律。昆明市的小雨日数占总雨日数的比重最大,总雨日数的减少主要是由于小雨日数的减少所致。2001年后降水的减少趋势更加明显,且在2009年后出现极端化发展的趋势。全市年总雨日数及不同等级降水日数分布不均匀,存在两个多雨日中心。各站年总降水日数和小雨日数均呈减少趋势,但是东川不显著;中雨、大雨和暴雨日数大部以缓慢减少为主,部分有所增加,但变化趋势并不明显。     

影响坡地降雨产流历时的因子分析

运用小型野外便携式人工模拟降雨装置研究了林地、农地、裸地诸因子（坡度、承雨强度、土壤始含水率、林地植被盖度、枯落层厚度）对产流历时的影响。研究发现,林地影响产流历时的主要因子为承雨强度和植被盖度;农地、裸地则为承雨强度、坡度和土壤初始含水率。建立了不同土地利用方式下影响产流历时的单因子、多因子回归方程。通过方程,由植被盖度、坡度、土壤初始含水率和承雨强度四个易于获得的因子可预测不同土地利用方式下的     

1960~2010年西北干旱区极端降水特征研究

基于中国西北干旱区1960~2010 年70个台站逐日降水资料,采用欧盟组织(STARDEX)定义的降水极值指数,分析结果表明: ① 研究区近51 a来强降水发生频次、湿期平均长度表现出增多和增长趋势,干日数和干期平均长度表现出减少和变短趋势; ② 单次强水的强度在增加,表现为：湿日数减少,而降水的总量却显著增加。③ 湿日数减少主要是0~6 mm强度的降水日数减少,12~24 mm强度的降水日数显著增加,后者对降水总量的增加贡献较大。④ 绝大部分站点强降水（>12 mm）的雨日（量）都以上升趋势为主,表现为下降趋势的站点极少。     

水分胁迫及复水对豌豆干物质积累、根冠比及产量的影响

采用盆栽人工控水法,研究了水分胁迫及复水对豌豆（“银豌一号”）根冠干物质积累、根冠比及单株产量的影响。结果表明：在苗期、初花期及荚果充实期进行水分胁迫,豌豆根、冠干物质积累均受到抑制,随着胁迫强度的增强和胁迫时间的延长,根、冠干物质积累速率显著或极显著降低;水分胁迫导致豌豆的根冠比增大,与胁迫强度和胁迫历时呈现正相关关系。水分胁迫后复水,豌豆根系和冠层干物质积累及根冠比得到了一定程度的补偿,且随着胁迫强度的增强,补偿效应增大,胁迫历时的补偿效应在不同生育时期存在差异,且随着豌豆植株的逐渐成熟,补偿效应降低。水分胁迫后复水对豌豆单株产量的补偿效果以苗期最大,荚果充实期次之,初花期最小;且随着胁迫强度的增大和胁迫时间的延长,补偿效应减弱。     

三种活跃火遥感产品（MODIS C6、VIIRS V1和VIIRS J1）一致性与差异性对比

MODIS C6、VIIRS V1和VIIRS J1是NASA火灾信息资源管理系统（FIRMS）2020年首次同步发布的三套全球活跃火遥感产品。鉴于卫星过赤道时间、空间分辨率、火情监测算法有别,分析MODIS和VIIRS不同活跃火产品监测结果一致性和差异性,对明确不同火产品的适用性至关重要。利用中南半岛同年活跃火矢量产品,通过GIS渔网（1 km）定量分析不同时间尺度（全年、旱/雨季和昼/夜）活跃火发生的频次与强度特征,横向对比了三套活跃火产品的一致性与差异。结果表明：① 中南半岛三套产品逐月发生频次一致性最高,逐日次之,逐时最低。全年“有火区”格网占比37.23%,其中VIIRS相应比重三倍于MODIS,且J1略高于V1。三套产品两两比较时,VIIRS V1/VIIRS J1组合总体一致性最高,VIIRS J1/MODIS C6组合一致性最低。② 三套产品旱季“有火区”占比、活跃火发生频次与强度均显著高于雨季,且VIIRS V1与J1活跃火发生强度空间分布一致性更高。旱季V1活跃火累积发生频次最高、发生强度更强;雨季J1相应频次最高,发生强度较强。③ 三套产品白天“有火区”占比、活跃火累积发生频次均高于夜间,发生强度空间分布一致性亦高于夜间,其中VIIRS V1与J1夜间一致性最高。且昼/夜V1活跃火累积发生频次和“有火区”占比均最高,但J1发生强度最强。④ VIIRS V1与J1监测精度更高,空间覆盖范围更广,且VIIRS V1更适用于旱季、白天和夜间活跃火相关研究,而VIIRS J1对雨季活跃火的探测水平更高,但MODIS C6的优势在于历史数据丰富。     

黑河流域植被水分利用效率时空变化特征及其与气候因子的关系

利用中分辨率成像光谱仪（MODIS）产品总初级生产力（GPP）、蒸散发（ET）及气象数据估算了黑河流域植被水分利用效率（WUE）,分析了WUE的时空变化及与气候因子的相关性。结果表明：2005-2014年黑河流域单位面积上多年平均GPP为314.44 gC·m^-2,ET为363.35 mm,多年平均植被WUE为1.15 gC·mm^-1H₂O·m^-2;黑河流域WUE总体呈由南向北递增的空间分布格局,年内呈现单峰型结构,WUE高值区分布在酒泉-临泽东西线上及额济纳斯荒漠河岸林地带,托勒的东南部地区为WUE低值区;黑河流域生态系统WUE具有明显的季节变化规律,表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季的特征,夏季为1.32 gC·mm^-1H₂O·m^-2,冬季为0.75 gC·mm^-1H₂O·m^-2;水分利用效率年均分布与倾向率的增加具有一定的对应关系,莺落峡、民乐一带是WUE的高值区也是整个流域倾向率快速增长区,在WUE稳定性方面,中下游绿洲区变化最为显著,上游高海拔区、中下游戈壁区变化不显著;WUE与年降水量、年平均气温以负相关为主,其中降水是影响植被WUE的主要因素,正相关的区域分布在山丹县、民乐县东部、肃南裕固族自治县南部湖泊区域,而气温只在下游绿洲区呈正相关。     

极端降水事件对科尔沁沙地一年生植被的影响

在科尔沁沙地奈曼旗,大于10 mm的降雨属极端降雨。根据当地多年平均降雨量,设置雨量×降雨次数的双因素模拟试验(T₁,共288 mm、分18次;T₂,共288 mm、分9次;T₃,共576 mm、分36次;T₄共576 mm、分18次;CK,接收当年的自然降雨),考察极端降雨对科尔沁沙地一年生植被的密度、多样性指数、生物量及根冠比的影响。结果表明:(1)在萌发期,植株密度在各处理下均维持在2 000株·m^-2;而在生长发育后期,T₃、T₄维持在400株·m^-2,而T_I、T₂维持在1 600株·m^-2,CK下为1 200株·m^-2,说明降雨总量决定了能完成生活史的沙地一年生植被的数量。(2)T₁、T₂、T₃3种极端降雨模式均显著提高沙地一年生植被的生物多样性指数,说明科尔沁沙地一年生植被的生物多样性不是由年降雨量单一因素决定的,而是由每次降雨量与降雨次数的分布共同决定的。(3)T₃、T₄显著降低了沙地一年生植被的水分利用效率。     

西藏NPP时空格局与气候因子的关系

根据2000-2012年1 km MOD17A3 NPP遥感数据和气温、降水等气象资料,在GIS支撑下,结合多种统计计算方法,对西藏NPP时空格局与气候因子的关系进行研究。结果表明:2000-2012年间西藏陆地植被的NPP为119.3～148.4 g·m^-2·a^-1,平均为135.2 g·m^-2·a^-1;近年来西藏NPP呈不显著上升趋势,NPP总体上由东南向西北逐渐变小。13年来西藏NPP在总体不变(面积占61.11%)的基础上略有增加(面积占10.7%);不同植被类型中阔叶林的NPP最大,为1 185.2～1 430.2 g·m^-2·a^-1,其次是混交林,为535.1～741.2 g·m^-2·a^-1,其后依次是稀树草原、针叶林、农用地、草地和灌丛;西藏NPP与气温、降水因子分别有较好的正、负相关性。所有植被类型都与年均气温呈正相关,其中草地的NPP与年均气温的相关系数达0.88,其次是针叶林为0.76,相关性最差为热带稀树草原0.13;与年降水量的相关性,除了热带稀树草原正相关(0.26),其余都负相关,草地、针叶林的相关系数分别为-0.79、-0.73。     

巴丹吉林沙漠拐子湖地表辐射与能量平衡特征

利用2013年7月、10月和2014年1月、4月巴丹吉林沙漠北缘拐子湖流动沙地地表辐射、土壤热通量、土壤温湿度和湍流通量等观测资料,分析了拐子湖地区地表辐射收支和能量通量在不同季节条件下的日变化特征及能量分配和闭合状况。结果表明:地表辐射各分量和能量平衡分量的月平均日变化结果整体均表现为标准的单峰型日循环形态,受不同季节影响,日变化曲线存在显著的季节变化差异,各分量均呈7月最大、1月最小、4月大于10月, 1月和7月的R_s↓、R_s↑、R_l↑、R_l↓、R_n日均值依次为98.9 W·m^-2和614.6 W·m^-2、34.6 W·m^-2和87.3 W·m^-2、276.9 W·m^-2和494.2 W·m^-2、214.8 W·m^-2和385.0 W·m^-2、0.4 W·m^-2和128.7 W·m^-2。与塔中、肖塘等地相比,该区域具有相对较高的地表反照率,整体呈冬季高夏季低,年均0.34。1月和7月的H、LE、G₀日均值依次为4.7 W·m^-2和78.8 W·m^-2、0.3 W·m^-2和20.3 W·m^-2、2.9 W·m^-2和35.0 W·m^-2。从能量分配来看,研究区干旱的气候和极低的植被覆盖造成了各季节全天潜热通量占净辐射份额始终较小,白天以感热为能量的主要消耗形式,土壤热通量次之。此外,R_n于正午达到日峰值后逐渐减小,受辐射强迫升温的地面以感热形式对空气的热量输送却不断持续,而促使H/R_n日间始终保持明显的增长趋势。     

黑河底栖动物群落结构及生物多样性

2018年8月对黑河上中游底栖动物群落结构及生物多样性进行了调查研究。结果表明：共采集到底栖动物43种,其中节肢动物34种,软体动物7种,环节动物为2种;优势种为大蚊（Tipulidae sp.）、豆娘幼虫（Damselfly sp.）、水蜘蛛（Argyroneta sp.）、耳萝卜螺（Radix auricularia）、琥珀螺（Suecinea sp.）、白旋螺（Gyraulus albus）。底栖动物的平均密度和生物量分别为76.94 ind·m^-2和3.74 g·m^-2;底栖动物的现存量有着明显的空间差异性,整体上干流（1 032 ind·m^-2、60.0963 g·m^-2）大于支流（276 ind·m^-2、3.5233 g·m^-2）。由Sorensen相似性指数分析得出在不同生境下底栖动物的群落组成存在差异,干流底栖动物（36种）明显比支流（15种）丰富。聚类分析显示,物种相对丰富的牛板筋、小孤山、龙渠、湿地公园、张掖黑河大桥、高崖、罗成、正义峡采样点聚为一类,其余各点聚为一类。根据Carlander生物量指数得出黑河上中游水质整体处于中营养状态,其中上游支流呈现贫营养水平,干流为中营养水平。     

沙冬青对土壤水分变化的生理响应

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim))是生长在沙漠地区及干旱荒漠区的常绿灌木,在干旱环境条件下形成了独特的生物学特性与生理生态适应性。研究结果表明,灌水前后沙冬青的光合作用和蒸腾作用变化很大。在土壤干旱时,其光合速率变化的日平均值仅为2.14μmol·m^-2·s^-1,其最大值仅为3.5μmol·m^-2·s^-1;此时叶片蒸腾速率变化的日平均值为7.03mmol·m^-2·s^-1,最大值为10.5mmol·m^-2·s^-1。而在土壤水分充足时,其光合强度和蒸腾强度明显提高,叶片光合速率的日平均值为5.97μmol·m^-2·s^-1,最大值为8.5μmol·m^-2·s^-1,均为干旱时的2倍以上;此时叶片蒸腾速率的日平均值为23.5mmol·m^-2·s^-1,最高值达30.1mmol·m^-2·s^-1,均为干旱时的3倍左右。分析沙冬青叶片气孔的调节作用与叶片的光合作用和蒸腾作用的关系可知,其气孔活动与蒸腾作用保持较为密切的相关关系,而其光合作用虽然也受气孔活动的影响,更主要是与其自身的生理生化特性有关。     

沙质麦田太阳辐射特征及小麦的光能转化率研究

从5月10日至5月24日对麦田内的太阳总辐射、反射辐射及透射辐射进行了连续监测,同时测定了小麦地上地下生物量、叶面积系数、小麦群丛平均高度和小麦热值等指标。结果表明:①测定期间太阳辐射总量为377.53MJ·m^-2,反射辐射总量为83.45MJ·m^-2,透射辐射总量301.78MJ·m^-2,相应的反射率为0.221,透射率为0.799,透射率偏大与小麦的播种方式有关;②下垫面小麦叶面积系数及高度的变化没有引起反射率的大幅度改变,反射率的波动范围在0.18~0.24之内;③透射率随叶面积系数和小麦平均高度的增大具有明显的下降趋势;④5月10日至5月24日,小麦共固定能量4.41MJ·m^-2,约占总辐射能的1.17%。     

不同施氮量对沙地春小麦株穗性状及产量的影响

在内蒙古奈曼旗对沙地春小麦进行了氮肥施量试验。结果表明,不同施氮量(尿素15.0~51.5g·m^-2)对沙地春小麦穗粒数、千粒重、有效小穗数及其百分率、籽粒产量、生物产量的影响具有显著差异,但对成穗数、株高的影响差异不明显。产量水平以施氮量为37.5g·m^-2时最高。     

稀疏天然植被对输沙量的影响

在内陆沙漠和海滨沙丘地区,均生长着不同类型低密度的天然植被,它对风沙流活动和风成地貌形态的形成与演变都具有一定的影响,但在大多数情况下是不足以防止风沙危害的。因此,为了达到防沙的要求,其中就存在着一个稀疏天然植被的有效临界密度问题。为此,通过对3个不同类型植物种、10组植株密度的风洞模拟研究表明,当平均输沙率减少到流沙表面的50%左右时,其相应的植物株密度为:呈紧密结构半球状植株密度为6株·m^-2;呈漏斗形上密下疏者为7株·m^-2和呈线状具有弯曲弹性的植株介于6~10株·m^-2之间。在各种植株密度的影响下,输沙率与有效起沙风呈正比关系,即q=a×(V_L-V_t)^b。     

脆弱生态带典型区域几种锦鸡儿属优势灌木的光合特征

小叶锦鸡儿在原产地科尔沁沙地光合速率可达12.21μmol·m^-2·s^-1,引种至腾格里沙漠后降低了11.63倍,光合日变化曲线由"凹谷"型变为"单峰"型;毛乌素沙地中间锦鸡儿的光合速率在引种前为4.5μmol·m^-2·s^-1,引种后降低了3倍,光合日变化曲线由"双峰"型变为"单峰"型;在相同的环境条件下,柠条和中间锦鸡儿光合等特性相似,以小叶锦鸡儿光合速率最低,引种前后降幅最大,说明其对引种地的适应性不及中间锦鸡儿。