基于遥感与碳循环过程模型估算土壤有机碳储量

土壤有机碳含量的估算是当前全球碳循环研究的热点之一,但不同学者之间的估算值差异较大。从估算方法看,主要有基于土壤剖面的直接估算法和基于生态系统碳循环过程模型的间接估算法,这两种方法各有优缺点。直接估算法由于只反映了不同土壤或植被类型的土壤有机碳含量平均值的差异,因而空间分辨率较低。而间接估算法由于参数的简化,影响了土壤有机碳估算的空间精度。作者将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳结合起来,以求提高土壤有机碳估算的空间分辨率。考虑到受温度、水分的影响,土壤呼吸与土壤有机碳含量的关系并不好,而土壤基础呼吸由于剔除了温度和水分的影响,从而使其与土壤有机碳的关系非常密切,其测定系数R^2可达0.78。采用了结合遥感和碳循环过程的CASA模型及Van＇t Hoff土壤呼吸模型,首先估算了8km分辨率的土壤基础呼吸的空间分布,在此基础上结合实测的土壤有机碳估算了8km分辨率的土壤有机碳的空间分布。     

基于DMSP/OLS灯光数据的快速城市化过程的生态效应评价研究——以环渤海城市群地区为例

快速有效地评估城市化过程带来的生态环境后果,对于优化城市土地利用格局、降低和防范城市生态环境风险,非常必要。因此本文综合利用DMSP/OLS夜间灯光数据和SPOT/VGT时间序列数据等多源遥感信息,以NDVI与时间的积分值来表征一定时间段内的植被初级生产力,探讨了环渤海城市群地区城市化过程对植被初级生产力的季节性变化影响。发现：（1）研究区全年总的平均初级生产力总体表现为城市地区低于非城市地区的特征。（2）研究区平均初级生产力一般是在8月份最高,而在1月份最低;同时,一个生长季内,平均初级生产力总体呈现为4-11月城市地区低于非城市地区,而12月到次年3月则是城市地区要高于非城市地区的趋势,但这种趋势在各土地覆盖类型间也存在很大的不同。（3）研究区全年总的平均初级生产力,城市地区NDVI为110.23d/km^2,而非城市地区为123.94d/km^2,两者相差13.71d/km^2,即城市化过程已经在一定程度上减弱了研究区的植被初级生产力。     

大气污染对中国重点城市地面总辐射影响的时空特征

利用2000年6月\_2003年12月全国33个重点城市的PM10日监测数据与地面总辐射日观测数据, 结合总云量、 降水量等气象观测数据, 定量分析了人类活动排放的污染物质与地面总辐射的关系, 并分析了人类活动影响下的地面总辐射减少的时空分布特征。结果表明： 各观测站点的总辐射随着PM10浓度的增大而减小; 其空间特征表现为西北、 华北和华中地区的重点城市所受的影响较大, 而华南、 西南地区的重点城市所受影响较小; 其时间特征表现为春、 秋季影响较大, 而夏、 冬季影响相对较小\.总的来说, 在2001\_2003年人类活动产生的气溶胶使我国晴天地面总辐射减少20.1±1.9 W·m-2。     

河流分类体系研究综述

简要阐述河流分类的目的和方法,重点对基于地貌、水文、生态、价值的分类体系进行了回顾,按照时间顺序说明了各种分类体系的发展过程。河流分类体系不断走向系统与综合,体现在从单要素到多要素、从定性到定量、从结构到过程、从单尺度线状河流到多尺度等级系统,以及从自然系统到包含社会价值。随着河流生态学实验及理论的发展、多学科的合作以及多尺度数据源条件的改善,具有预测功能的分类体系将逐步取代描述性的分类体系。国际河流分类体系的研究成果对于我国多类型河流的生态恢复与管理具有重要的借鉴意义。     

数字地球及其在全球变化研究中的应用前景

本文介绍了对“数字地球”的不同学术理解和当前国内外数字地球发展重点领域或方向,展望了“数字地球”在全球变化研究中的应用前景,指出在第四纪环境演变研究中要重视广泛应用对地观测技术,建立数据库,进而阐明全球变化的区域响应过程,揭示区域和全球变化过程中人与自然在其中的作用程度,为可持续发展模式的建立提供科学依据。     

上海城市热环境的空间格局分析

城市热环境是城市空间环境在热力场中的综合表现，通过对城市热环境的研究可以揭示城市空间结构、城市规模的发展变化。在RS、GIS的支持下，研究城市热环境的空间格局分析方法。借鉴景观生态学的研究方法，首次提出热力景观观点用以研究城市热环境空间格局，创建了热力景以空间格局的评价体系（总体评价指标、类评价指标、块评价指标）。对不同时期上海城市热环境的空间结构与格局进行了研究，使传统的对热环境空间格局的定性研究进入了定量阶段。     

城市空间热环境的遥感研究--热场结构及其演变的分形测量

如何定量分析城市热环境（热场）结构及其演变特征是当前热环境遥感研究中的难点问题之一。本文将分形几何引入到对热场结构信息的定量研究中，针对城市热环境的结构特点设计出3种不同的分形计算模型，灰度曲面分形，剖面线分形和像元点分形。其中灰度曲面分形计算侧重揭示热场整体的分形特征，剖面线分形可用于对典型区域的热场结构信息变化的对比分析、像元点分形形计算则给出了像元热场变化梯度的定量描述，应用上述模型对1990年、1995年、1998年上海城市热环境的结构信息及其变化过程进行了分析。     

基于遥感和GIS的上海城市空间热环境研究

城市热环境的空间格局对城市微气候、城市生态环境演变有重要影响。为探讨城市热环境空间格局的研究方法,借鉴景观生态学的研究方法,首次提出热力景观概念,以景观的观点来研究城市热环境的空间格局。在RS,GIS的支持下,创建了热力景观空间格局的评价指标体系。应用转移矩阵法对1990年,1995年和1998年上海城市多时相热力景观的转移概率进行,分析了热力景观的动态变化和热力景观类型的组分转换过程。通过分析,揭示了上海城市近10年热力景观类型的变化强度和趋势。     

中国森林生态系统碳周转时间的空间格局

森林生态系统持续的碳吸收能力在很大程度上取决于净初级生产力(NPP)的增长趋势及生态系统碳周转的时间,因此,获取生态系统碳周转时间的空间分布格局是有效评估生态系统碳汇潜力的基础.本研究采用数据-模型融合方法,基于区域生态系统碳循环过程模型(TECO-R),结合生态系统观测数据(NPP、生物量及土壤有机碳)、遥感数据(NDVI)及气象、植被与土壤等辅助空间数据,利用遗传算法(Genetic Algorithm)反演了中国森林生态系统各碳库的周转时间及分配系数,并在此基础上估算了平衡状态下森林生态系统碳周转时间的空间分布格局.研究结果表明:数据-模型融合技术能有效地反演中国森林生态系统碳循环过程模型中的关键参数,从而很好地模拟中国森林生态系统的碳循环过程;反演的中国森林生态系统的碳周转时间在空间上存在很大的异质性,其值大多介于24～70年之间;不同森林类型的统计结果表明,落叶针叶林与常绿针叶林的平均周转时间最大(分别为73.8与71.3年),其次是混交林与落叶阔叶林(38.1与37.3年),而常绿阔叶林的值最小(31.7年);从全国尺度看,中国各种森林生态系统总的碳周转时间的均值为57.8年.     

土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接影响

中国土壤有机碳储量及其在全球变暖背景下的变化趋势是影响全球碳循环的一个重要因素。土地利用变化对土壤有机碳储量既有直接影响,也有间接影响。一方面,土地利用变化直接改变了生态系统的类型,从而改变了生态系统的净初级生产力（NPP）及相应的土壤有机碳的输入。另一方面,土地利用变化潜在地改变了土壤的理化属性,从而改变了土壤呼吸对温度变化的敏感性系数（常用Q10表示）。在全球变暖背景下,Q10值的改变显著影响着土壤有机碳释放的强度。利用生态系统碳循环过程模型（CASA模型）反演了不同土地利用类型下的Q10值,并评价了土地利用类型的改变对土壤有机碳储量变化的间接影响。研究结果表明,林地与草地转换成耕地后将增大土壤呼吸的Q10值,此外,人类通过灌溉、氮肥的施用也能增大土壤呼吸的Q10值,从而使得全球变暖背景下土壤呼吸的碳通量有所增强。