广东省气候生态环境监测与服务系统的设计框架Ⅰ--主要生态环境问题浅析

广东地处祖国大陆南端,在气候类型上,71．6％为南亚热带、20．8％为中亚热带、7．6％为北热带。自北而南,土壤类型由红壤过渡到赤红壤、砖红壤,植被类型由亚热带常绿阔叶林过渡到亚热带季雨林、热带季雨林。近年来,广东生态环境保护、生态建设、资源管理得到加强,环境污染防治取得进展,生态环境质量也在逐步改善和提高。但广东生态环境形势依然严峻。充分认识并深入分析广东存在的主要生态环境问题,是气象部门气候生态环境监测与服务系统设计的前提。     

基于地学信息的土壤属性高精度曲面建模

目前土壤属性的曲面建模面临两大问题,一是缺乏足够多的采样点进行模拟,二是采样点的土壤属性与环境变量间存在非线性关系。高精度曲面建模(HASM)方法在如何融合地学信息对土壤属性进行空间插值,尚需深入研究。本文提出高精度曲面建模与地学信息相结合的土壤属性空间插值方法(High accuracy surface modeling for soil properties, HASM-SP),分别基于研究区的土壤类型、土地利用类型和母岩类型,模拟了江西省典型红壤丘陵区土壤的速效磷(AP)、锂(Li)、pH、碱解氮(AN)、全钾(K) 和铬(Cr) 6 种土壤属性的空间分布。将HASM-SP与普通克立格(OK)、OK与地学信息相结合的方法(OK-Geo) 和分层克立格(SK) 相对比,结果表明：结合地学信息可以使插值方法(HASM-SP和OK-Geo) 模拟结果的平均误差更趋近于0;相对于其他3 种方法,HASM-SP具有较小的平均绝对误差和均方根误差。从模拟的空间分布图上来看,HASM-SP获得了由于地学要素类型突变导致的土壤属性空间变异的细节信息。因此,基于地学信息的土壤属性高精度曲面建模方法(HASM-SP) 与传统插值方法相比,不仅提高了土壤属性空间分布的模拟精度,还能更好地刻画突变边界处土壤属性的空间变异,使土壤属性分布图更好地符合地学规律和实际情况。HASM-SP的提出对于丰富土壤属性的高精度曲面建模理论具有重要意义,并为土壤管理、精准农业的实施以及区域环境规划等提供科学依据。     

东昆仑造山带纳赤台群形成的大地构造环境探讨

纳赤台群是东昆仑造山带重要的岩石地层单位,对恢复早古生代地质演化历史具有重要意义,但对其形成构造环境分歧较大。在野外详细地质填图的基础上,对东昆仑造山带奥陶—志留系纳赤台群碎屑岩进行地球化学分析,以探讨东昆仑早古生代构造环境,为东昆仑早古生代构造演化研究提供地球化学证据。研究结果表明,纳赤台群形成于被动大陆边缘,而非活动大陆边缘的弧前盆地沉积,该结果与前人根据地质分析得出的结论一致。      

南方红壤丘陵地区土地利用变化特征——以吉泰盆地为例

本文以南方红壤丘陵典型案例区吉泰盆地为例,运用RS和GIS技术,在对典型时段遥感影像进行解译的基础上,采用土地利用程度综合指数、土地利用类型动态度以及土地利用类型变化趋势和状态指数等模型,计算了1995-2006年吉泰盆地土地利用变化数量特征,揭示了南方红壤丘陵地区11年来土地利用变化的时空格局。研究结果表明:①1995-2006年吉泰盆地土地利用结构基本稳定,林地和耕地是该区主要土地利用类型;②11年来吉泰盆地水域和建设用地面积缓慢增长,水域增幅较多,其他地类面积有所下降,草地减幅最大;③林地转化为耕地,耕地转化为水域,以及草地转化为林地是吉泰盆地主要土地利用类型的转移模式,三种类型的转化面积依次为2887.91 hm2、2821.19 hm2和2326.97 hm2。从空间分布上看林地转为耕地模式分布最为广泛,耕地转化为水域分布较松散,草地转林地主要分布在吉泰盆地的北部地区;④动态度和状态指数研究发现,吉泰盆地未利用地的年变化率绝对值最大,林地年变化率最小。在未来的一段时间内,水域和建设用地规模呈增大的趋势,其余地类呈不同程度减少的态势。     

脱水对生物结皮中齿肋赤藓光合色素含量和叶绿体结构的影响

通过脱水对生物结皮中齿肋赤藓叶绿体结构特征和光合色素含量的影响研究,结果表明,在脱水过程中,齿肋赤藓光合色素含量及叶绿体结构变化特征表现为4个阶段:①启动期,脱水0～2 h,光合色素含量与完全湿润时差异不显著(P>0.05),此时透射电镜下叶绿体中基粒片层结构和类囊体清晰,纵向排列,叶绿体双层膜系统保持完好;②快速增加期,脱水2～6 h内,光合色素含量快速升高,在脱水6 h 时达最大值,此时叶绿体结构发育最为充分,嗜锇颗粒数量最多且集中分布;③相对稳定期,脱水6～10 h,光合色素含量在达到最大值后,逐渐降低,但差异不显著(P>0.05),叶绿体结构依然完整;④缓慢衰退期,脱水10 h后,直至完全干燥,光合色素含量逐渐降低,完全干燥时叶绿体趋于解体。研究还表明,齿肋赤藓光合色素含量变化明显滞后于形态结构变化,其含量在完全湿润时并非最高,而在脱水6 h时(RWC为26.4%)达最大值,而后随含水量降低而降低,与种子植物光合色素含量随含水量降低不同,这可能与其内部结构修复有关,再水化后光合色素完全恢复,说明齿肋赤藓光合色素对水分的响应是可逆的。     

冻融过程对生物结皮中齿肋赤藓叶绿素荧光特性的影响

以新疆古尔班通古特沙漠苔藓结皮中的优势种齿肋赤藓（Syntrichia caninervis Mitt．）为研究对象,利用便携式调制叶绿素荧光仪Mini-PAM（Walz公司,德国）测定其在冻融作用影响下叶绿素荧光特性的变化特征。结果表明,冻结过程中随着处理温度的降低,齿肋赤藓的初始荧光（F0）、最大荧光产量（Fm）、PSⅡ的最大光化学效率（Fv /Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv /F0）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）均呈显著下降的趋势（P<0.05）,而非光化学猝灭系数（NPQ）则逐步上升。低温胁迫下NPQ的增加表明齿肋赤藓PSⅡ系统通过提高非辐射性热耗散消耗过剩光能,从而保护PSⅡ反应中心免受因吸收过多光能而引起的光氧化伤害。消融过程中,齿肋赤藓的叶绿素荧光参数（F0、Fm、Fv /Fm、Fv /F0、ΦPSⅡ、ETR和qP）可恢复至未冻结前的正常水平。齿肋赤藓叶绿素荧光强度和诱导曲线的形状在冻融过程中均随处理温度的降低或升高而发生了明显的变化。一定范围内的低温胁迫不会对齿肋赤藓的光合器官造成永久伤害,光合系统仍维持在可恢复的状态。     

南方红壤丘陵区采伐变量对森林面积和生物量影响模拟

在优化森林结构的同时保障其木材生产功能和生态功能,实现森林可持续经营,如何采取科学、合理的森林管理措施越来越受到人们的关注.本文选取采伐年龄、采伐斑块大小、采伐频率、采伐面积比例作为变量,以江西省泰和县为研究区,设定多种强度和方式的森林管理方案,耦合生态过程模型(PnET-Ⅱ)和景观模型(LANDIS-Ⅱ)模拟初始年(...     

模拟酸雨对阳离子在土体内迁移的影响

利用室内模拟酸雨的土柱实验,研究了在红壤表土施用钾肥后酸雨对不同土层交换性阳离子迁移的影响.结果表明,在不同土体深度,表土直接受酸沉降的淋溶,也是最容易发生酸化的土层, pH 2.5酸雨淋溶后,表土 pH值下降到 3.5～ 4.2,这是铝的缓冲范围,且土壤交换性 H 和 Al3 含量的增加显示出土壤对酸沉降的缓冲效率和缓冲能力的急剧减弱; pH 4.5酸雨淋溶后, A和 B层土壤 pH值上升了 0.3～ 0.5,其机理与的专性吸附释放 OH-有关;表土施用钾肥后, K 交换土壤表面的 H 和 Al3 ,引起土壤交换性 H 和 Al3 向下迁移;不同 pH值的酸性降雨引起土壤中交换性阳离子向下迁移和淋失的程度也有明显的差异, pH 2.5酸雨淋溶后土壤溶液中钾的含量高于 pH 4.5酸雨淋溶的,但交换性钾含量低于后者; pH 2.5和 pH 4.5酸雨淋溶后交换性钙的淋失量分别占原土的 50%～ 70%和 20%～ 40%,这表明酸雨淋洗会导致养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠.     

新矿物—赤路矿的发现和研究

赤路矿(chiluite),是一种含铋、碲、钼、氧的新矿物,化学分子式是Bi_6Te_2Mo_2O_(21)。 赤路矿产在辉铋矿石英脉中,与硫碲铋矿、辉钼矿、钼铋矿共生,常呈羽毛状或不规则粒状,有时可见六边形晶体,粒度一般<30μm,反光显微镜下呈灰色,弱非均质,反射率560nm,R′g 18.10％,R′p 17.15％,透射光下褐色,一轴晶负光性,折光率ω=2.4,ε=2.3,硬度3.2,比重3.65。X射线粉晶分析,赤路矿属六方晶系,主要线条:d_(meas)A(I)(hkl)是3.300(10)(004),3.050(9)(104),2.510(5)(105),2.060(5)(312),1.655(5)(008)。电子探针分析结果,Bi61.66,Te11.19,Mo10.29,O16.06。 在400-900℃条件下合成了赤路矿的同质多象晶体,并进行了红外光谱,差热分析及电子能谱测定元素价态等研究工作。     

红壤区植被覆盖变化及与地貌因子关系——以赣南地区为例

以HJ卫星CCD影像为数据源,计算和分析赣南2008和2011年植被覆盖演变和空间分布特征及与地貌因子关系。结果表明:红壤区域植被覆盖度与高程在2008、2011年相关系数分别为0.946 1、0.954 5,具有强正相关性;植被退化主要集中在高植被覆盖区域,100~300 m高程、1~5°坡度、306~360°坡向范围分别占总退化面积的88.84%,88.41%,30.73%;50~150 m高程、13°以下坡度和27°坡度以上区域为退化最剧烈区域。量化了植被覆盖与地貌因子的关系,为红壤区域环境治理和监测提供科学依据,具有一定的实用价值。