潜流带生物地球化学特征研究进展

潜流带(即地表水-地下水交互作用带)是位于地表水和地下水之间发生物质和能量交换的,具有物理、化学、生物梯度的饱和含水带。潜流带内发生着强烈的生物地球化学过程,在改善水环境质量和维持水生态系统稳定中发挥着重要作用。潜流带生物地球化学特征主要受河床沉积物结构特征、水文特征、环境特征、生物群落格局、物质输入等因素的影响,潜流带内C、N、P元素以及有毒金属元素(Fe、Mn、As、Hg等)会发生氧化-还原、吸附与解吸、沉淀与溶解、生物催化等生物地球化学过程。原位监测、数值模拟、原位培养和地球物理探测等技术是潜流带中生物地球化学过程研究中常用的研究手段。未来针对潜流带的研究可以从监测和数值模拟技术、河床沉积物变化特征以及微生物生态系统的结构和功能等方面进一步开展。     

土壤粒径的光谱响应特性研究

以实验室制备的5个不同粒径水平的土壤样本和室内高光谱数据为基础,通过对光谱数据进行重采样、数学变换等预处理并进行单因素方差分析、相关性分析和回归分析,探讨土壤粒径的高光谱特性,建立了光谱数据预测土壤粒径的校正模型。结果表明,土壤粒径对反射光谱有显著的影响,波长越长影响越大;在全波段范围内土壤粒径和光谱数据都呈负相关关系,对原始光谱数据进行微分变换能增加其与土壤粒径的相关性;以反射率一阶微分建立的回归模型为反演土壤粒径的最佳模型,其建模决定系数■、预测决定系数■、预测相对偏差RPD分别为0.666,0.653,2.043,预测均方根误差RMSE为0.175。     

济源地区中-下三叠统碎屑锆石年代学特征及其物源分析

沉积物源组成及其演化是研究沉积盆地及盆山系统演化的关键。对济源地区中-下三叠统3个组进行了碎屑锆石U-Pb同位素分析,结果显示,下三叠统刘家沟组碎屑锆石具有6个年龄峰值:270,329,385,450,1885,2511Ma,其中晚古生代碎屑锆石应来自内蒙古隆起,早古生代碎屑锆石来自秦岭造山带,而新太古代-古元古代碎屑锆石则来自华北克拉通基底。下三叠统和尚沟组碎屑锆石年龄主峰值为420Ma,次峰值为745Ma和952Ma,均来自秦岭造山带。中三叠统二马营组碎屑锆石年龄主峰值为254Ma,可能来自华北板块南缘再旋回的沉积物,次峰值为1690Ma和2524Ma,应来自华北克拉通基底,其中1690Ma的碎屑锆石对应了华北板块南缘广泛出露的熊耳群。新元古界碎屑锆石由刘家沟组至和尚沟组增多,说明秦岭造山带基底逐渐剥露,是造山作用增强的体现。中三叠世末,秦岭造山带进入全面碰撞造山阶段,从地质演化过程来看,秦岭造山带在中三叠世也应处于持续隆升状态,然而二马营组中却没有来自秦岭造山带的碎屑锆石记录,而是以华北板块南缘盖层和基底为主,推测秦岭造山带的造山作用影响到了华北板块南缘,使华北板块南缘不断抬升,阻挡了秦岭造山带为济源地区提供沉积物。     

中国耕地土壤相对湿度时空分异

以全国653个农业气象站1993-2013年耕地的土壤相对湿度数据为基础,运用地统计方法,分析中国耕地土壤相对湿度时空分异特征与规律。结果表明:自1993年以来全国耕地的土壤相对湿度呈现波动上升趋势。全国耕地的土壤相对湿度普遍大于60%,分布区域自4月中旬开始随夏季风推移不断向北向西扩大,自10月下旬开始向东、南方向缩小。耕地土壤相对湿度值随土壤深度的增加而增加。年际尺度上,耕地的土壤相对湿度在夏秋季上升速度最快,变化幅度随土层深度增加而变小。土壤相对湿度与降水量存在较强的正相关关系,与潜在蒸发量、气温普遍存在较强的负相关关系。土壤相对湿度与各气象要素的相关性随深度加深而减弱。春、夏、秋季气象因素对旱地土壤相对湿度影响较大,冬季气象因素对水田影响更大。     

2001-2015年中国植被覆盖人为影响的时空格局

基于MODIS-NDVI和气温、降水数据,使用基于变异系数的人为影响模型定量计算了2001-2015年中国植被覆盖人为影响,辅以趋势分析、Hurst指数等方法探讨了中国植被覆盖人为影响的时空变化特征及未来演变趋势。研究发现：① 2001-2015年,中国植被覆盖人为影响由南向北空间分异愈发明显,年均值为-0.0102,植被覆盖在人类活动影响下轻微减少,负影响面积占51.59%,略大于正影响面积。② 中国植被覆盖人为影响年际变化特征明显,整体呈负影响波动减少趋势,降速为0.5%/10a,其中正影响、负影响均呈增大趋势,正影响增速（0.3%/10a）远大于负影响（0.02%/10a）。③ 2001-2015年间,中国植被覆盖人为正影响重心向东北方向移动,负影响重心向西南方向移动,东北部植被覆盖在人为影响下不断改善,西南部人类活动对植被破坏程度不断增大。④ 中国植被覆盖人为影响主要呈负影响减少和正影响增大趋势,面积占比分别为28.14%和25.21%,生态环境趋于改善。⑤ Hurst指数分析表明,中国植被覆盖人为影响未来演变趋势的反向特征强于正向特征,主要呈人为负影响先减少后增大趋势,面积占比15.59%。     

社会-生态系统适应性治理研究进展与展望

社会—生态系统（SES）由社会子系统、生态子系统及两者的交互作用构成,具有不同于社会系统或生态系统单独具有的结构、功能和复杂特征。社会—生态系统适应性治理旨在通过适应性的社会权利分配与行为决策机制,使社会—生态系统能够在动态条件下可持续地保障人类福祉。适应性治理理论的形成受到“公共池塘资源管理”“韧性”和“治理”3方面理论的影响,并为“转型治理”与“协作治理”提供了建构基础。该理论具有以下3个主要目的：① 理解和应对社会—生态系统多稳态、非线性、不确定性、整体性以及复杂性;② 建立非对抗性的社会结构、权利分配制度以及行为决策体系,匹配社会子系统与自然子系统;③ 通过综合方法管理生态系统,使其可持续提供生态系统服务。因此,面对人类行为主导地表过程的“人类世”,实现适应性治理有助于应对社会—生态系统的复杂性与不确定性。鉴于中国的生态环境正处于迅速变化时期,且中国与世界各国间的相互影响日益复杂,未来研究可重点关注以下3个方面：① 理解耦合系统的多元互动过程,增强适应能力;② 强调社会—生态系统的整体性研究;③ 提高环境变化背景下理解和预测系统动态的能力。     

国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线备选区的识别

水源涵养功能重要性是生态保护红线划分工作中重要的评价指标之一。通过对以往生态系统水源涵养功能区划分的指标及其区域导向的系统梳理,在进一步明晰国土空间规划中水源涵养功能生态保护红线区域指向的基础上,按照国土空间规划关于“三区三线”自下而上试划的要求,探讨了水源涵养重要性生态保护红线划分及其评价的改进方法。选取中国典型喀斯特区域六盘水市作为研究案例区,分别用环保部2015版与2017版《生态保护红线划定技术指南》中的模型法、NPP法以及本研究提出的改进方法,对六盘水市水源涵养功能生态保护红线进行了试划。对比三种方法的划定结果可以看出,改进方法因评价数据精度的提高减少了《生态保护红线划定技术指南》方法的区域损失,提高了区域判别的精准性,可望为国土空间规划中生态保护红线的划定提供科学依据。     

基于旅游开发影响的五台山植被景观特征分析

以往旅游对植被影响的评价成果较多,但是旅游影响下植被景观与地理因子之间的关系报道较少。本文利用多种数量生态学方法探讨了五台山旅游开发与植被景观之间的生态关系。结果表明：① 旅游开发影响下五台山植被景观可分为单优乔木区、草本区、差级乔草区、中级乔草区、中级灌草区、良级灌草区、良级乔灌草区、优级乔灌草区、以及寺庙区、商业区或居民区9种类型。② 在除趋势对应分析中,第一轴与所有因子的相关性都较大,第二轴与旅游干扰度和海拔呈显著的负相关性。各植被景观类型的空间分布在一定程度上取决于关键性指标的空间格局。③ 除趋势典范对应分析方法能够大大提高植被景观特征与地理因子间的相关性,并将其直观地表达于排序图中。在植被景观特征与地理因子的关系上,第一轴上的相关系数是0.858_DCCA>0.828_DCA,第二轴上的相关系数是0.583_DCCA>0.501_DCA,这说明除趋势典范对应分析方法更优。     

乡村农户旅游适应效果、模式及其影响因素——以西安市和咸阳市17个案例村为例

乡村旅游地面临人地交互作用的剧烈变迁,内部要素适应社会-生态系统变化,趋利避害降低脆弱性具有重要现实意义。本文重新界定基于恢复力和脆弱性的农户适应性理论内涵,构建旅游开发适应力指标体系,以西安市和咸阳市17个不同类型的城郊型乡村旅游地为例,评价和分析农户旅游适应效果与空间差异规律,探讨和归纳适应行为与对策模式,建立BP神经网络辨别和揭示适应性影响因素与重要性关系。研究表明：① 西安市和咸阳市农户适应旅游开发综合效果呈现中等偏下水平的偏态分布趋势,分别处于旅游地生命周期快速发展阶段和探索起步阶段。② 乡村旅游地农户适应效果形成“圈层辐射、两翼包络、外围联动”的县域尺度空间分布格局;村域尺度圈层分化现象显著。③ 经营模式划分的旅游乡村农户适应效果股份制模式>“公司+农户”模式>“政府+公司+农户”模式>个体农庄模式>“农户+农户”模式;常年外出务工和农家乐经营是农户主要适应行为选择,季节性务工、本地上班以及农业生产是辅助适应行为选择,且适应行为组合方式表现为旅游专营型、旅游主导型、均衡兼营型、务工主导型和务农主导型五种适应对策模式。④ 旅游发展机会认知、技能培训机会、社会联结度、劳动力总量、政策知晓度、旅游就业人数、收入来源种类、生活主要能源、受教育程度、公共服务设施是农户主要旅游适应性影响因素。据此,提出后续社会-生态整合研究亟需突破方向和适应旅游开发的政策路径。     

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。