基于卫星遥感数据的森林病虫害监测与评价

森林病虫害由于在森林资源中造成的重大破坏而被人们称为“不冒烟的火灾”,其对生态系统的研究具有重要意义。现有基于遥感数据的病虫害研究多集中在森林病虫害的监测、爆发原因以及发病区域内生产力的变化情况,而对于森林病虫害发生后森林中植被指数与叶面积指数之间的相关性的变化情况还相对较少,处于需要持续性深入探讨的阶段。以加拿大不列颠哥伦比亚地区2002—2012年森林病虫害数据为基础,分析不同严重程度的病虫害对叶面积指数（LAI）与归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）的影响。结果表明：① 受病虫害感染的像元在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别中,NDVI与LAI之间的相关性由弱变强,又由强变弱;② EVI与LAI之间的相关性,在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别的像元中则依次变强。这一研究将为今后利用遥感数据识别病虫害、评价生态系统影响提供基础。     

中国城市网络的空间组织特征研究——基于开发区联系的视角

城市网络研究是全球化和信息化背景下城市研究领域的前沿热点。基于开发区数据,借助引力模型构建了中国城市关联网络,并采用社会网络分析方法对网络发育特征进行了研究。研究显示：① 城市网络中心度呈现为少数城市占主导的金字塔结构,网络覆盖城市具有沿海、沿江和地方中心三个指向。高新区城市关联网络由珠三角和长三角城市群内的城市共同主导,经开区城市关联网络由长三角地区城市主导。② 城市网络从城市群内部开始向其他区域扩展,并从团簇结构逐步向鸟巢结构转变。高新区和经开区城市关联网络在哈尔滨-成都-深圳（广州）-福州-上海围合成的网络密集区内分别呈现北密南疏和东密西疏的非对称格局。③ 基于国家级开发区所形成的两类城市网络均表现出极弱的多中心特征。随着时间的推移两类网络的多中心趋势均在增强。④ 板块经济的运行以及城市群战略的实施对城市网络联系具有积极的影响。基于国家级开发区数据,测度了城市间的关联网络,结果反映了开发区政策对于中国城市网络体系重构的重要作用,不仅对于理解中国城市关联网络的演化具有重要意义,而且为城市网络研究提供了新的数据源。     

山东省产业生态化时空分异特征与影响因素——基于17地市时空面板数据

本文综合构建了产业生态化评价指标体系,并利用熵值法、耦合协调分析、探索性空间数据分析方法、空间计量等多种计量方法对2005—2016年山东省17地级市产业生态化水平时空分异特征与影响因素进行了综合研究,结果表明：① 产业生态化依赖于产业化物质消耗型规模增长,但不以结构优化为基础的产业化势必忽视经济要素的横向转移反馈作用与集群效应,导致资源配置的低效现象;② 产业生态化水平逐年递增反映出产业系统与生态环境系统由拮抗向良性共轭方向发展,但其增长率较低说明了产业轻型化与清型化进程滞缓,其质量提升之路漫长而艰巨;③ 产业生态化呈现东中西递减的空间梯度分异特征,东部沿海地区始终是热点区,西部地区尤其是鲁西南地区始终是冷点区;④ 产业生态化水平空间相关性较为显著,经济发展水平、产业结构、外商投资等因素负向溢出效应比较明显,而政府调控以及环境规制强度等因素正向溢出效应突出。     

中国老龄事业发展水平时空演化及其与经济发展水平的空间匹配

基于“积极老龄化”理论框架,从健康、参与和保障三大维度构建中国老龄事业发展水平评价指标体系。以中国大陆31个省（自治区、直辖市）为研究对象,运用数理统计、重心和空间重叠性、空间错位分析和计量经济模型等方法,分析了2004—2016年中国老龄事业发展水平的时序变化、空间格局、错位特征及其影响机制。结果表明：① 2004—2016年,中国老龄事业发展水平整体快速增长,区域差异逐渐缩小,但区域失衡特征不容忽视。东部地区整体水平高于中部、西部及东北地区,并伴有“西部崛起,中部及东北地区塌陷”特征。东部地区呈现“两极化”现象。② 中国老龄事业基本处于低水平发展阶段,空间分布由西南-东北辐射递减模式转变为显著的“中部塌陷”式,形成一条由北向南的低值集聚带,纵贯中国中部,与区域经济发展存在错位关系。③ 负向错位区主要分布在黄河、长江中上游地区,正向错位区主要集中在东部沿海、长城以北等地区。空间错位强度存在显著的地域差异性,其中西部地区尤为显著。④ 老龄事业发展水平的动态变化是多因素交互作用的结果。经济发展水平、政府政策和行政导向及产业结构的时空分异对其产生正向影响。市场经济规模扩大和人口老龄化未对老龄事业发展起推动作用,与理论预期不符。家庭规模小型化的倒逼作用不显著。     

1980—2015年风蚀影响下中国北方土壤有机质与养分流失时空特征

中国北方干旱/半干旱区是全球主要的沙尘源区之一,风蚀造成的沙尘排放可导致大量的土壤有机质（SOM）与养分流失,并通过传输与沉降过程对其进行空间再分配,对空气质量、气候变化、植被生长及生物地球化学过程等具有重要影响。本文利用WRF/Chem（Weather Research Forecasting with Chemistry）v3.7.1大气化学传输模型,对1980—2015年间中国北方沙尘排放及其引起的SOM、全氮（TN）与全磷（TP）的时空变化过程进行了精细化模拟,探究了中国北方风蚀引起的SOM、TN与TP养分流失的时空变化特征。结果表明：① 1980—2015年来平均每年约有66.59 Tg的沙尘颗粒排放至大气;② 沙尘排放具有较大的时空差异,沙尘排放源区主要集中在新疆东部、内蒙古西部的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠等地区;③ 每年因沙尘排放引起的SOM、TN和TP流失量分别约为0.07 Tg、0.004 Tg和0.005 Tg;④ 1980—2015年间中国北方沙尘排放及其引起的SOM、TN与TP的流失量具有较强的年际波动,未呈现显著的趋势性变化特征。本研究对于认知风蚀在碳循环与养分循环过程中的作用,以及对深入了解中国北方的土地退化机理具有重要意义。     

High-throughput sequencing of 16S r RNA amplicons characterizes gut microbiota shift of juvenile sea cucumber Apostichopus japonicus feeding with three antibiotics

Sea cucumber Apostichopus.japonicus is an important marine economic species in Asian countries due to its profound nutritional and medicinal value.So far,with the rapid development of intensified artificial aquaculture of sea cucumbers,the use of antibiotics is still an inexpensive and dispensable way to treat pathogenic infections,especially during the nursery phase.However,there is little information on the effects of antibiotics on the intestinal microbiota of sea cucumber.Therefore an Illumina based sequencing method was used to examine the intestinal bacterial composition of juvenile A.japonicas following diets with three typical antibiotics(tetracycline,erythromycin.,and norfloxacin)under 15,30,and 45 d.The findings reveal that different antibiotics have distinct effects on the growth performance of juvenile sea cucumbers.However,the richness and diversity of microbiota were barely affected by antibiotics but the community composition alterations indicated that the three antibiotics exhibited their respective patterns of reshaping the intestinal bacteria of juvenile sea cucumbers.In common,the abundance of some sensitive genera with helpful functions,such as Thalassotalea,Shewanella,Sulfitobacter,and Halomonas decreased significantly with exposure to antibiotics and the abundance of multiple potential pathogenic-and suspected antibiotic-resistant microorganisms like Arcobacter,Leucothrix,and Clostridium_sensu_stricto_1 was found increased significantly in the antibiotic groups.These results suggest that low doses of antibiotics could affect the composition of the intestinal microbiota of sea cucumbers and might increase the risk of infection of the hosts.This study could help us to explore how antibacterial compounds modify the gut microbiota of sea cucumbers and provide theoretical guidance in hatchery management by scientific antibiotic use in sea cucumber mariculture.     

Research on the Optimization of Capital for the Governance of Bulk Coal in Beijing-Tianjin-Hebei Region

Beijing, Tianjin and Hebei each contributed to the comprehensive governance of bulk coal to treat bulk coal pollution in a mutually beneficial way in 2017. The cooperative game theory is used in this paper to study the environmental benefits and cost effectiveness brought about by this comprehensive governance strategy, primarily focusing on the issue of how to maximize the environmental benefits by choosing an appropriate strategy since the benefits to Beijing, Tianjin and Hebei are closely related. Therefore, the linear optimization, game theory and Shapley value method in the cooperative game model are used to find the ways to minimize the total governance cost of bulk coal in the three areas. In addition, the issues of how to carry out rational distribution and transfer of governance capital among the three places are explored according to the actual amounts of consumption of bulk coal, the influence of the coal burning on the PM_2.5 and the actual cost of coal governance in Beijing, Tianjin and Hebei in 2017. The results show that the governance task in Hebei Province is the most onerous, and requires more investment than the other two cities. Thus, it requires the support from other two cities, with the amount of increased capital required of about 600 million Yuan. At the same time, the cost saved after optimization in Tianjin is calculated to be the largest, which thus can be adjusted appropriately and allocated to Hebei for the governance of bulk coal. The model constructed in this paper can not only be used to solve the issues related to bulk coal consumption in Beijing, Tianjin and Hebei, but also to carry out the effective distribution of capital, by which a win-win scenario among the three places can be achieved.     

山东半岛南北两侧海域真核浮游生物群落特征及与环境因子的相关性分析

为了解山东半岛南北两侧的烟台崆峒岛(KTD)海域和日照东港(DG)海域真核浮游生物群落特征,采用高通量测序技术,以18S rDNA V4区为目标基因,对2017年10月至2018年7月两海域的真核浮游生物多样性进行了检测;同期测定两海域的环境因子(溶解氧、氨氮含量等10个理化指标),并与真核浮游生物丰富度做相关性分析。实验结果表明:通过高通量测序技术共鉴定出浮游生物455种,其中,KTD海域共检测出真核浮游生物36个门类424种;DG海域共检测出真核浮游生物34个门类365种。绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatomea)是两海域浮游植物中整体丰度最高的门类。KTD海域,绿藻门各月丰度在3.0%—21.3%之间,其中2018年7月(K1807)最高,达到了21.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—16.59%之间,其中2018年2月(K1802)最高,达到了16.59%。DG海域,绿藻门各月丰度在2.0%—12.3%之间,其中2017年11月份(D1711)最高,达到了12.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—47.0%之间,其中1月(D1801)最高,达到了47.0%。占优势地位的浮游动物主要是节肢动物门类的物种,其每月丰度分别在6.0%—38.9%和7.6%—48.6%之间。环境因子相关性分析表明水温、DO、pH、硅酸盐、硝酸盐氮等环境因子为影响该海域浮游生物群落结构的主要因子。研究结果对了解双壳经济贝类养殖区饵料组成及其在时空的变化,对海岸带食物网、生态基础管理和海洋经济贝类养殖生产等方面提供数据支撑。     

利用稳定同位素(15N)示踪技术研究浮游藻类氮素吸收速率特征

浮游藻类对溶解态氮的吸收同化是湖泊氮生物循环和水体富营养化发生机制探讨的关键环节。本文通过~(15)N稳定同位素添加实验以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、海链藻(Thalassiosira sp.)、卡德藻(Tetraselmis sp.)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)以及盐水隐藻(Rhodomonas salina)为研究对象,从浮游藻类氮素吸收时间、营养盐基质以及藻种差异三个方面研究五种藻类对铵氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、尿素氮(Urea-N)三种形态氮的吸收特征。研究发现:(1)浮游藻类对三种形态氮的吸收均在1h时吸收速率最高,其氮素吸收过程为快速吸收。(2)浮游藻类优先吸收还原态氮,其中NH_4~+-N吸收速率最高,当培养周期为1d和4d时浮游藻类对NH_4~+-N吸收速率的均值分别为4.05和4.15μmol/(L·h);浮游藻类对Urea-N吸收相对偏好系数为25.18—713.42,表现出对小分子溶解态有机氮的特定偏好性。(3)不同藻种对氮素吸收具有不同特征,其中,剧毒卡尔藻对三种形态氮的吸收速率均为最高,而铜绿微囊藻的吸收速率均为最低;不同藻种不同培养时间氮素吸收速率差异与浮游藻类生长周期等特性有关。不同浮游藻类对不同形态氮素表现出吸收特异性,对水体氮负荷和浮游藻类水华优势种形成将产生重要影响。