中国橡胶树大风、寒害的时空分布分析

利用福建、广东、广西、云南、海南等五省份393个测站1984—2015年气温、日照、风速等气象要素, 按照橡胶树大风灾害和寒害等级指标计算各台站逐年橡胶风寒害等级, 分析风灾和寒害的平均状态, 并使用MVEOF方法, 分离寒害和大风灾害距平的主要模态及对应时间系数。结果显示: 五省区域内橡胶树寒害影响区域广, 除海南南部部分地区外, 研究区域均可受到寒害影响。寒害强度和发生频率均高于大风灾害, 以中度寒害为主, 其中海南南部、东部的沿海地区及云南景洪、勐腊等测站平均寒害较轻; 风害以轻度为主, 主要发生在东南沿海及云南山区。风寒害距平MVEOF分析结果展示了风寒害的两种主要分布形式, 第一模态寒害及风灾基本呈现全区域一致的偏强或偏弱, 时间系数的正值(负值)对应了寒害整体偏强(偏弱)、风灾整体偏弱(偏强)的年份; 第二模态时间系数均为正值, 寒害在南部明显偏轻, 风灾在雷州半岛、及东南沿海明显偏重。随着时间变化, 第一模态时间系数下降, 第二模态上升。上述研究表明, 我国橡胶树寒害的发生具有空间一致偏强（偏弱）的特征, 其风险大于风灾; 广东、广西、福建寒害较重, 海南和云南南部寒害较轻。风灾分布空间差异性较大, 海南和雷州半岛等东南沿海地区是风灾较重的区域。研究时段内寒害整体减轻, 风再在其高发区加重。     

新月形沙丘稳定性机理——以甘肃河西沙区为例

新月形沙丘是一种重要的沙丘类型,一般存在于绿洲边缘。研究新月形沙丘的稳定性,对于揭示绿洲缘的风沙运动规律有重要学术价值,而到目前新月形沙丘的稳定性还是沙漠生态学领域中一个的尚未解决的科学问题。以河西沙区新月形沙丘为例,通过调查其分布环境、测定沙丘各部位风速和风蚀积沙等,分析了新月形沙丘顶部稳定机理。结果表明:1)甘肃河西沙区的新月形沙丘分布在沙漠边缘的下风向,一般为斑块状分布。分布区域为平坦的沙粘质或沙砾质滩地,丘间地较为开阔且具有明显的主风向。2)主风向(NW)过程是新月形沙丘顶点与沙脊线重合的过程,也是新月形沙丘前移和高度降低的过程;反主风向(SE)过程是新月形沙丘顶点与沙脊线分离的过程,也是新月形沙丘背风坡上部风蚀与沙丘增高的过程。3)新月形沙丘越高大,两翼越长、夹角越小。4)较为开阔的前后滩地是新月形沙丘及新月形沙丘链存在所必须的环境条件,相对单一的主风向是新月形沙丘及新月形沙丘链维持其稳定性的关键因子,反向风及两翼的廊道效应是新月形沙丘增高增大的关键因子,主、反两个方向的风速及其分布频率是控制该区域新月形沙丘及新月形沙丘链高度的限制因子。     

珠江三角洲地面风场的特征及其城市群风道的构建

利用珠三角20个观测站1964—1983年的风数据分析了珠三角城市群地面风场风向、风速分布与季节变化特征,并基于经验正交函数(EOF)进行了地面风场的空间分类。呈缺口盆地地形的珠三角风速较低,为3—2 m/s,整个区域风速南高北低;以伶仃洋为界,西岸高于东岸;西南部潭江谷地夏季多南风,冬季为北风,东岸东江谷底全年多东风,北江与西江河谷冬季盛行北风,夏季为东南风。综合风向与风速,结合地形,可将珠三角地面风场由南向北依次划分为较高风速区、中风速区和低风速区三类。根据空间尺度以及在区域中发挥的作用,珠三角城市群应构建多级风道,且风道还有常年与季节之别:伶仃洋(伶仃洋—虎门—狮子洋—广州水道)、西江(磨刀门—九江—三水)、潭江河谷应属于一级常年风道;北江(清远—三水)和东江(博罗—狮子洋)为一级季节风道。广州—三水段、黄埔—东莞段、中山—江门段以及伶仃洋段是影响整个珠三角大气环境质量风道的枢纽地段。城市群规划中对枢纽段超高建筑群进行风环境影响的评价,对枢纽段河道宽度、建筑物高度与密度的控制,将有助于提高珠三角城市群的空气质量,并防范下垫面粗糙度改变引起峡谷风的新风险。     

基于城市微气候模拟软件的城市道路绿化带对PM2.5消减作用的研究

随着经济的快速发展及机动车保有量的持续增长，车辆造成的道路污染问题日益严重。广州作为中国重要的经济发展城市，交通源排放问题高度集中，机动车排放是城市PM2.5的主要来源之一，开展减缓城市道路污染危害的研究具有重要意义。本研究为调查绿化带对广州城市道路PM2.5的影响，运用实测与城市微气候模拟软件（ENVI-met）模拟结合的研究方法，实测并分析城市道路空间PM2.5的浓度分布及其影响因素，使用实测数据对模拟软件进行验证分析，模拟研究理想道路模型下不同高宽比、风向等因素及绿化带植配类型对PM2.5的消减作用。研究表明：（1）城市道路空间PM2.5浓度分布受污染源、街道高宽比、风速风向、绿化带等综合影响，自然消减情况下，其主要受风速风向和高宽比双因素影响；（2）通常街道高宽比越大，越有利于道路空间PM2.5的扩散；（3）城市道路空间PM2.5自然沉降最小距离为12 m，0-12 m范围内应保持无障碍物的开敞环境，PM2.5消减的关键范围是12-24 m，此范围内可以利用生态手段沉降颗粒物；（4） PM2.5消减率受绿化带和风向的双控制，应根据主导风向选择绿化带植配方式。在主导风平行面和垂直迎风面绿化带对PM2.5有正消减效应，建议植配类型为"乔-乔+灌+草"；在主导风垂直背风面绿化带对PM2.5呈负消减效应，植配类型为"乔-灌"绿化带消减率接近于自然消减率，而植配类型为"乔-灌+草"和"乔-乔+灌+草"的绿化带加重了颗粒物在该区域的积聚。     

中国沙棘开花生物学的初步研究

对雌雄异株的中国沙棘的花期物候、开花式样进行了观察,检测了柱头可授性、花粉活力和花粉-胚珠比(P/O).中国沙棘风媒传粉发生在四月下旬或五月上旬,单花花期约7天;传粉盛期在第3天到第5天,柱头的可授性从第2天到第4天或第5天.中国沙棘花先叶开放、花小、无花冠、花药成熟时萼片从两个侧面的纵缝中裂开,形成有利于花粉散布的对流风洞,具有典型的适应风媒传粉的花部特征.开花期内花粉的散发与温度、相对湿度、日照强度有关,受风向、风速作用显著;不同方位的花粉散布距离不等,当风速大于3 m/s时,主风方向花粉可散布到85 m以外.     

气候变化背景下东北水稻的时空分布特征

以受气候变化影响显著的中国东北地区(黑龙江、吉林和辽宁)为研究区域,以水稻为研究对象,利用1980—2010年东北三省分县水稻播种面积、水田分布以及水稻气候适宜性分布等多源数据,结合作物空间分配模型(SPAM),在5′×5′的像元尺度上模拟了东北地区水稻时空变化过程,结合气温、降水等气候因子的空间分异,重点分析了水稻分布在不同积温与降水区间的时空变化特征.结果表明: 水稻分布的核心纬度由北纬39°—46°推移至41°—47°,经度则由122°—127°向东推移至131°,同时还呈现向200 m以上的较高海拔地区扩展的趋势;区域内积温带均向北偏移,新增的水稻面积主要集中在2800～3400 ℃·d的积温区间;研究期间区域内降水量2000年以前呈增加趋势,之后下降,水稻面积变化则主要发生于300～600 mm的降水区间内.     

低覆盖度固沙林的乔木分布格局与防风效果

低覆盖度植被是我国干旱、半干旱区经过漫长的自然演替过程逐步发育形成且广泛分布的植被类型。前人研究认为,植被覆盖度达到40%为固定沙地,40%-20%为半固定-半流动沙地。但在实践观察中发现:在低密度(或覆盖度)时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著。在干旱区、半干旱区,存在着大量天然的乔木疏林,其覆盖度均在低于40%,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,即使覆盖度降低到20%时,地面也不会出现风蚀现象。因此,在内蒙古浑善达克沙地,针对覆盖度在20%左右的乔木疏林,同时测定了随机与行带式两种分布格局的防风阻沙效果。结果表明:(1)在不同的对照风速下,行带式配置的林内的相对风速均低于随机分布,其中在200 cm高度处行带式配置的平均相对风速比随机分布的低53.89%,在50 cm高度处低36.82%;(2)行带式林内的水平风速流场变化有一定规律,而随机分布林内风速流场变化主要受树冠在空间的分布影响,变化非常复杂;(3)随机分布的疏林内出现风速超过旷野对照的现象,在50 cm和200 cm的两个观测高度上分别有约27.45%和22.55%的风速测定值超过对照风速,说明出现明显的局部风速"抬升"现象,形成了强的涡流;(4)行带式配置林内的平均地表粗糙度达到1.01 cm,比随机分布的疏林内增大约5倍之多;(5)总体而论,行带式分布格局第1带降低风速的作用最显著,第2带及其以后各带间的风速均比第1带后的风速小,但逐带降低的叠加效益不明显;(6)由于乔木基本(枝下高)没有枝条对风的阻碍,乔木行带式固沙林在迎风面的第1林带的基部有一定的风力"抬升"作用,对林带基部地面产生较强的侵蚀作用,多数第1带树木的根系被侵蚀裸露,过境的风沙流只能在林带后树冠外侧堆积;(7)随机分布林内在许多位置出现了非常低的地表粗糙度,地表粗糙度低的位置基本与风速"抬升"区相吻合,这种"抬升"区形成的强的涡流是疏林内出现风蚀坑的重要因素,这也是浑善达克沙地出现榆树与风蚀坑相间分布的主要原因。     

广州市主城区城市地形类型与风环境评价

对城市地形组合类型及其地形对风场影响的研究,有助于城市风场机理的认识与生态环境的优化。以高层建筑密集的广州市主城区为例,在确定城市宏观地形类型的基础上,基于最小成本路径（LCP）辨识了风道,并对风环境质量进行评价。主要结论有：（1）将城市地形简要概括划分为4个一级地形、11个二级地形类型。（2）以LCP路径与盛行风交角不超过22.5°的标准,筛选确定通风路径作为风道。根据LCP格网的密度与频次,结合不同风向下风速与风频,评价分析了风环境类型与空间分布。（3）根据自然与城市地形的配置,北风风环境质量远高于西北风和东风;东风由于风频与风速最低,因此通风条件较差。（4）珠江航道在三种风向下都是尺度最宽贯穿城市最好的风道;区域性的风道与风环境较好的地段集中在与主风向平行的主干道上,但以近似南北走向的居多;由于广州城市地形高度以珠江新城峰林为中心向外递减,以低地地形为主的主城区外围通风优于中心区域,特别是珠江新城峰林与网络状台地为主的老城区,通风环境较差。基于LCP的评价结果需要同其他方法相互验证,才能使其不断完善优化。     

角倍蚜在冬夏寄主上的分布规律

角倍由角倍蚜Schlechtendaliachinensis（Bell）寄生在盐肤木RhuschinensisMill和滨盐肤木R.chinensisvar．raxburghii（DC）Rehd．叶上致瘿而形成,约占五倍子总产量的80％。藓圃上越冬若蚜和盐肤木林中角倍的分布均属聚集分布。影响越冬若蚜和角倍聚集度的主要生态因子分别为藓长势、湿度、光照和树与藓的距离、风向、风速。于母和雏倍分布在盐肤木和滨肤木的第5～11片叶上,其中7～9片叶上干母数和雏倍数超过50％。干母数与雏倍数存在着显著的线性关系。盐肤木上：y1=3.3394＋0.7662x1,r1=0．9994**滨盐肤木上：y2=3.6707＋0.7431x2,r2=0.9894**     

不同食性哺乳动物及人的牙釉质微结构对比研究

根据动物食性将搜集于西藏、新疆、江苏和吉林4省和自治区16种哺乳动物的581颗牙齿分为食草、杂食和食肉3类,设计了录像-截图-测量-定标4步微米量级牙釉质结构测量方法,测量得到牙釉质的颊面厚度和舌面厚度比、臼齿外轮廓平均牙釉质厚度比等牙釉质分布规律,观测到不同哺乳动物釉柱的组装直径均在100 μm 左右,但柱间晶体的宽度不同,发现3类哺乳动物牙釉柱与釉牙本质界夹角的规律:人和食肉动物狗的釉柱角度最大,接近90°,杂食动物猪釉柱角度约为70°,而食草动物釉柱角度在54°～68°之间.研究表明,不同食性哺乳动物牙齿外在和内在结构都和其生物力学功能密切相关,牙釉质的异型结构是使得釉质具有优异的力学性能的优化结构模式.     

土壤风蚀控制研究进展

土壤风蚀是沙漠化过程的重要组成过程和首要环节，是许多国家和地区需要解决的一个主要环境问题.从风蚀的形成机制出发，按性质将控制风蚀的措施分为生物措施、化学措施和机械措施，并简要论述了这些防治风蚀的措施和一些重要结论.根据各地的具体环境和条件，可以单独或配套使用这些措施，以达到控制风蚀的目的；同时，应加强管理，使这些措施发挥其应有的作用，以便进一步改善环境.     

基于“风感”的紧凑型城市开放空间风环境实测和CFD模拟比对研究

城市开放空间的风场不仅影响微环境的"风感"舒适度还影响宏观尺度的城市气候。从景感生态学的角度出发,首先阐述"风感"的定义,总结了街道峡谷空间风场的基本规律和特点。运用Kestrel NK4500手持气象站对城市开放空间的风环境进行实测,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟软件Fluent 14.0对不含绿地的同一空间进行风环境模拟,通过两者的数据比对来研究紧凑型城市开放空间内绿地对行人高度风场的实际干扰程度。结果发现,紧凑型城市开放空间的"风感"受建筑和绿地空间布局的共同影响。当建筑高于绿地时,风场受建筑的控制;当林带高于建筑时,林带对风环境的影响程度受其疏密度影响。疏密度较高的常绿林带对风向和风速影响很大,而疏密度较低的林带会影响风速,对风向影响不大。影响风速的主要因素是空间围合所形成的空气域,相比实体、多孔介质,空气域对风的阻力要小的多。如铺装、草坪上方的通风廊道是影响行人高度层通风、导风的关键因素。紧凑型空间内的绿地在行人高度应保持通畅以保证通风,并通过建立平面和竖向上的通风、导风廊道体系,促进空气循环。     

土壤有机碳动态:风蚀效应

土壤风蚀是引起土壤退化最广泛的形式和原因之一。土壤风蚀对土壤碳动态的影响机制一方面是土壤风蚀引起土壤退化使土壤生产力下降,输入土壤的碳数量减少;另一方面是富含有机碳的细粒物质直接移出系统。风蚀土壤碳的去向包括:(1)就近沉积,(2)沉积于水渠和河流,输入水体;(3)以粉尘形式运移,在远离风蚀区的地域沉积;(4)氧化释放至大气。风蚀引起土壤碳的迁移和沉积不仅导致土壤有机碳在地域间的再分布,使土壤性状的空间异质性增加,也显著改变了土壤系统中碳矿化的生物学过程。土壤有机碳的保持可以促进团聚体的形成,使土壤物理稳定性增加,减缓风蚀。对易风蚀土地进行退耕还林还草、实行保护性耕作等措施可以有效增加土壤碳的固存。     

植被的防治风蚀作用

土壤风蚀是造成干旱、半干旱地区土地荒漠化与沙尘暴灾害的首要因素,也是目前全球性的主要环境问题之一.许多研究表明,通过植物防治风蚀是一种最根本、经济而有效的措施.本文在阅读大量国内外该领域文献的基础上,介绍了目前研究植被防治风蚀作用的风洞实验、野外观测和模型模拟3种主要方法,阐述了植被防治风蚀作用的机理及影响因素,并结合当前国内存在的一些问题和不足,对今后应重点开展的研究和需要解决的问题作了探讨.     

绿洲荒漠过渡带风况对波文比和蒸散发的影响

波文比-能量平衡法是目前蒸散发研究常用的方法之一。在利用波文比-能量平衡法对荒漠地区,尤其对绿洲荒漠过渡带的蒸散发进行研究时,发现有波文比波动大、蒸散发结果准确性不高等问题。如何提高波文比-能量平衡法在绿洲荒漠过渡带的准确性成为荒漠干旱区精确研究水分收支急需解决的问题。在以前的研究基础上,发现绿洲荒漠过渡带的不同风况对波文比有不同影响,这可能是造成波文比-能量平衡法在绿洲荒漠过渡带精度不高的主要原因。为了证明这个假设,于2010—2012年在西北民勤绿洲荒漠过渡带进行了野外连续观测,观测了不同风况条件下波文比、不同高度的温度差、湿度差以及蒸散发的变化规律,分析了它们的特征及其影响因素。结果表明,研究区观测期内波文比值在-17.3—16.2范围内变化,波动较大,呈"U"型变化,生长季中期波文比值低于初期和末期;在无风天气,绿洲荒漠过渡带温度、湿度梯度不受水平气流的影响,波文比波动小,异常值少,波文比方法测算出的蒸散量较为准确,能够代表实际蒸散量,所测得民勤绿洲荒漠过渡带波文比日均值为0.07,日蒸散量为1.6mm/d;在绿洲风和荒漠风天气,绿洲荒漠过渡带空气温度、湿度结构发生明显改变,波文比波动大,不同风况使得大气处于逆温或逆湿的状态,波文比-能量平衡法所测得的蒸散量负值增多,适用性降低。因而在应用波文比-能量平衡法估算绿洲荒漠过渡带的蒸散发时应该选择合适的天气和观测点,避开风况对观测结果的影响。     

风洞内粘虫飞翔行为与气流的关系

利用自制的昆虫飞翔实验风洞 ,系统观测了在风洞条件下粘虫在不同流速实验气流中的起飞行为与飞翔行为。结果表明 ,微风能刺激粘虫起飞 ,试虫表现明显的偏爱迎风 (或稍偏一点角度 )起飞的习性 ,飞翔时亦多采取迎风 (或稍偏一点角度 )的姿势。试虫在气流中的实际位移是昆虫飞翔位移与气流位移的矢量和。当气流速度小于 2 m/ s时 ,逆风向位移占多数 ;而气流速度为 3～ 4 m/ s时 ,94 .8%的试虫为顺风向位移。