基于土地利用变化情景的城市暴雨洪涝灾害风险评估——以深圳市茅洲河流域为例

近年来频发的暴雨洪涝成为威胁城市可持续发展的主要灾害类型,而土地利用变化改变了区域原有的景观结构和水文过程,是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的重要诱因,定量探讨土地利用变化对暴雨洪涝灾害及其风险影响具有重要意义。以深圳市茅洲河流域为例,基于CLUE-S模型、SCS模型及等体积淹没算法等,对12种暴雨洪涝致灾-土地利用承灾情景下的城市暴雨洪涝灾害风险进行定量模拟。研究结果显示,相同土地利用空间格局下城市暴雨洪涝灾害随暴雨致灾危险性增加风险加剧显著;在同等致灾危险性水平下随建设用地面积增加,中等风险和高风险区面积均呈现较为明显的增加趋势,中、高风险区面积与建设用地面积的增加率表现出较高的协同变化特征;以50年遇危险性水平为例,随着建设用地面积由基期的15368.85hm~2增加至近期16076.07hm~2和远期16750.89hm~2,高风险区面积由254.07hm~2增加至276.48hm~2和286.2hm~2。由此可见,尽管暴雨强度的增加是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的根本诱因,但是以建设用地面积增加为表征的土地利用变化对暴雨洪涝灾害风险的影响不容忽视。     

植被-地温指数(NDVI-LST)在新疆干旱监测中的适用性

采用MODIS归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表温度(Land Surface Temperature,LST)产品数据分析新疆2000—2015年生长季3阶段NDVI与LST的时空变化特征及相关关系;利用多元线性回归方法分析不同时期影响NDVI-LST相关关系的气象因子;并按不同土地覆盖与土地利用(Land-Use and Land-Cover Change,LUCC)类型分析NDVILST相关关系时空变化特征。结果表明:(1)生长季3时期LST与NDVI均存在显著相关关系,可利用两者的特殊关系进行干旱评估。(2)不同时期气象因子对NDVI-LST相关关系影响程度不一;并且不同LUCC类型的NDVI-LST相关关系也存在明显差异。(3)在生长季中期利用植被健康指数(Vegetation Health Index,VHI)对新疆大部分地区的植被健康和干旱进行监测是可行有效的,而初期与末期的干旱评估需要利用其他干旱指数进行补充研究。     

我国重点保护动植物物种价值评估

对野生动植物生态经济价值的认识是有效保护的基础,运用条件价值评估法对我国重点保护动植物物种的价值进行研究。通过网络问卷调查法共收集到5500份问卷,其中有效问卷4672份。通过对有效问卷分析得到总的平均支付意愿为209元人~(-1)a~(-1)。其中,动物和植物分别是111.37元人~(-1)a~(-1)和97.65元人~(-1)a~(-1),不同保护级别物种的支付意愿大小差别显著。基于2016年全国城镇就业人口数据求得我国重点保护动植物物种的保护效益为18.29万亿元/a,其中动物8.20万亿元/a,植物10.09万亿元/a。支付意愿影响因素分析表明,收入、学历、对重点保护物种的了解和感兴趣程度以及是否参加过重点保护物种保护活动对支付意愿大小有显著影响。     

拉萨河干流城市段水环境容量

拉萨河流域是西藏自治区的政治、经济和文化中心,拉萨河生态环境保护状况对维持流域生态安全至关重要。近年来,拉萨河流域内经济快速发展,工业废水和生活污水排放量增加,成为威胁河流水质的潜在因素。明确拉萨河河流水质现状,核定水域的水环境承载力,对于未来拉萨河河流管理和经济规划均具有重要意义。基于河流断面、流量、水位和水质现场监测,污染物排放、水文和水质历史资料收集等工作,利用MIKE11模型,对拉萨河城市段干流水动力和水质进行了模拟,依据国家标准和规范计算了拉萨市干流河段水环境容量。计算结果表明:(1)拉萨市干流河段化学需氧量COD容量较小,氨氮NH+4-N具有较大容量:上游达孜断面按照地表水II类水体要求的浓度标准限值输入时,拉萨市干流段COD容量约为3461 t/a、NH+4-N容量约为602 t/a;若上游达孜断面按照2017年5月1日—2017年5月30日连续30日测定月均值输入,则拉萨市干流河段COD容量约为797 t/a、NH+4-N容量约为1145 t/a。(2)对拉萨市干流河段水环境容量影响较大的因素主要有气候变化、水利水电工程运行调度、上游来水水质和河流自净能力:2014年以后拉萨河流域的暖干化趋势,很可能带来枯水期流量降低,从而改变水环境容量计算中的设计水文条件,使水环境容量降低;拉萨河沿岸灌区取水,旁多水利枢纽、直孔电站运行调度也是影响下游水环境容量的重要因素;流域内草甸、湿地生态系统有机质和养分在气候暖干化背景下加速矿化,可能是造成上游水体中COD浓度较高的重要原因。(3)为加强拉萨河流域水环境管理,应加强上游草甸和湿地水环境效应监测、完善城市污水处理厂及配套设施。     

典型喀斯特峰丛洼地不同植被恢复对土壤养分含量和微生物多样性的影响

以桂西北典型喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中草丛、灌丛、次生林、原生林4个植被恢复阶段为研究对象,通过测定优势种的根际与非根际的土壤p H、养分含量及微生物多样性,探讨不同恢复阶段根际土壤养分的富集效应及土壤微生物多样性的变化特征。研究结果表明:(1)4个恢复阶段的根际与非根际土壤养分均呈现显著差异;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;大多数养分表现出明显的富集效应,AP和AK在原生林的富集率明显高于其他恢复阶段;(2)4个恢复阶段细菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)均高于真菌,根际土壤细菌与真菌Shannon-Wiener指数(H)、丰富度指数(S)与Pielou均匀度(EH)都高于非根际土壤;(3)4个恢复阶段土壤TN分别与p H、SOC、AN呈极显著正相关(P0.01),磷素、钾素与土壤微生物多样性呈显著相关(P0.05)。可研究结果为西南喀斯特脆弱区土壤生态功能恢复与植被恢复重建提供科学依据。     

杉木叶形态特征与叶面积估算模型

植物叶片是碳水交换和能量平衡过程最重要的场所,是农林生产经营中的模型估算以及物种结构变异-功能适应机制分析的关键参考量。采用游标卡尺和手持叶面积仪,测量杉木(Cunninghamia lanceolata)单叶叶长(LL)、最大叶宽(LW_(max))、最大叶厚(LT_(max))3个直测指标,和叶面积(LA)、平均叶宽(LW_(mean))、平均叶厚(LT_(mean))、叶延长率(LE)和叶周长(LP)5个间接转算指标。分析8个形态学指标的统计分布及其相关性,用多变量线性回归模型和非线性回归指数模型对7个形态学指标和杉木单叶叶面积进行拟合,结果表明:杉木单叶面积大部分值(95%CI)分布在0.758—0.836 cm~2,其叶面积的变异程度最大(CV=0.513),叶长、叶宽与叶面积相关性达到极显著(r=0.896,0.682)。拟合LA的多元线性模型为:Y=-0.388+0.165X_1-0.023X_2+1.453X_3(R~2=0.981,SE=0.053),X_1—X_3分别为LP、LE、LW_(mean)。从简便性上考虑,LL的单变量指数模型适合对LA进行估算:LA=0.1×(1+LL)~(1.398)(R~2=0.77,!~2=0.39)。研究结果为准确估测其他叶片功能性状指标提供了方法,为杉木叶面积估算模型提供了基础数据。     

黄土丘陵区刺槐与油松人工林生态系统生态化学计量特征

为阐明不同人工林生态系统间生态化学计量特征的差异,采用野外采样与室内分析相结合的方式分析了陕北黄土丘陵区落叶阔叶树种刺槐和常绿针叶树种油松人工林乔木、灌草、枯落物和土壤(土层深度0—100cm)C、N、P化学计量特征。结果表明:1)刺槐乔木各器官(叶、枝、干、皮、根)C含量显著低于油松,但N和P含量显著高于油松。因此,油松的C∶N和C∶P显著大于刺槐,而N∶P小于刺槐。2)刺槐林下枯落物N和P含量显著高于油松,但C含量显著小于油松。此外,油松林下枯落物C∶N(70.21)大于刺槐林下枯落物C∶N(19.71),说明油松林下枯落物分解较慢,有利于养分的存储。3)刺槐和油松人工林土壤C、N含量均随土壤深度增加而减少,P含量则基本保持不变。刺槐人工林土壤中C含量低于油松,N、P含量在两者之间无显著差异。4)刺槐人工林内乔灌草叶、枯落物与土壤C、N、P及其计量比的相关性多集中在10—20、20—30cm土层,而油松林中各组分与土壤营养元素的相关性相对较小,其中20—30cm土层中无显著相关性,说明相比刺槐人工林而言,油松人工林内土壤层N、P供应量对植物叶片N、P含量影响不显著。本研究为深入了解黄土丘陵区生态系统养分耦合循环机制奠定了基础,同时也为黄土丘陵区的植被恢复工作提供了一定的指导意义。     

光照-温度交互作用及不同氮源对拟柱孢藻生长的影响

为探讨不同环境因子对拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)生长的影响,对从广东省镇海水库分离的2株拟柱孢藻在不同的温度和光照组合,及不同氮源条件下的生长进行了研究。结果表明,在3种光强下,拟柱孢藻N1和N8藻株的生长随温度的上升而增加,均在28℃高光强下达到最大比生长速率,而N8藻株对低温的适应能力要高于N1藻株。拟柱孢藻N1和N8在各硝态氮浓度下均能正常生长,但仅能在中低浓度的铵态氮和尿素氮中生长,高浓度(128~247 mg L–1)的铵态氮和尿素氮会显著抑制藻细胞生长;在3种氮源下,N1藻株的比生长速率均显著大于N8藻株,这说明N1藻株对不同氮源的利用能力要高于N8藻株。因此,广东省的拟柱孢藻具株系多样性,喜好高温,适应较宽的光照范围,并可利用多种氮源用于生长,这可能是该地区拟柱孢藻水华频发的原因。     

中国苔类植物新记录种——尖齿鞭羽苔

报道1种中国新记录苔类植物——尖齿鞭羽苔Chiastocaulon fimbriatum S. D. F. Patzak et al.。凭证标本存放于中国科学院昆明植物研究所标本馆(KUN)。     

营养对不同地理种群周氏啮小蜂生物学特性的影响

【目的】研究补充营养对周氏啮小蜂海南本土地理种群和北京地理种群的生物学参数是否有差异。【方法】设置不同的营养(10%蜂蜜、10%蔗糖、10%葡萄糖、水、空白)分别饲喂周氏啮小蜂,统计2个地理种群的寄生率、羽化率、出蜂量、寿命。【结果】2个地理种群的周氏啮小蜂羽化后不久即可进行交配,补充10%蜂蜜、10%蔗糖、10%葡萄糖能显著提高2个地理种群的寄生率、羽化率、出蜂量、雌雄蜂寿命,补充不同的营养对两个地理种群的雌雄比、发育历期的影响差异不显著;饲喂10%蜂蜜的海南地理种群寄生率最高(84.60%),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群羽化率最高(97.47%),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群出蜂量最高(60.03头),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群雌、雄蜂的寿命均为最高,分别为9.13和8.53d。营养和地理种群的交互作用对周氏啮小蜂雄蜂的寄生率、羽化率、出蜂量、雌雄比、雌雄蜂寿命具有显著影响,而对周氏啮小蜂的发育历期无显著影响。【结论】补充营养可不同程度促进周氏啮小蜂生殖力、寿命及寄生率,对寄生蜂繁育和利用其进行生物防治具有一定的意义。