基于用户兴趣点数据与Landsat遥感影像的城市热场空间格局研究

地图用户兴趣点(POI)数据能够反映微观尺度上城市系统中的人类活动。利用2015年夏季Landsat 8遥感影像提取了南京市地表温度和主要土地覆盖类型,利用空间与非空间多元回归模型在2、5、10 km 3个尺度上研究了地表温度与同期POI密度及植被和水体盖度的相关性,并利用方差分解技术定量区分人类活动因子(POI密度)及生态基础设施(植被和水体盖度)对城市热场的相对重要性。结果表明,在3个观测尺度上,POI密度与地表温度均存在极显著的正相关(P0.001),且相关性随观测尺度的增大而升高。植被和水体均具有显著的降温效应,水体盖度与地表温度的相关性仅在2 km尺度上显著,在5 km和10km尺度上其降温效应不再显著。方差分解结果表明,人类活动因子和生态基础设施对地表温度的独立解释率为1.6%—15%,而二者共同解释率达到了40%—70%。研究表明POI作为城市功能节点可以综合反映城市中人类活动的热源强度,在城市热场空间格局研究中是一种可与遥感数据互补的有用数据源。     

塔克拉玛干沙漠北缘柽柳灌丛沙堆对甲虫的庇护作用

以塔克拉玛干沙漠北缘典型荒漠区柽柳灌丛沙堆-柽柳包为研究对象,在2005—2006年期间调查了柽柳包及相邻沙漠裸地地表甲虫多样性。结果表明:2005年和2006年柳包上地表甲虫个体数量和物种数均高于沙漠裸地,柽柳包上的地表甲虫物种数分别为21种和16种,沙漠裸地中分别为10种和12种,柽柳包上物种丰富度明显高于沙漠裸地。选取优势种髋胫小土甲(Penthicicus koltzei Reitter)进行相对种群密度的估算,髋胫小土甲在柽柳包上分布数量较多,密度可达到每平方米在13头以上;但沙漠裸地仅有6头左右。柽柳包对甲虫多样性有明显的庇护所的作用,有利于维持甲虫物种多样性。2种不同生境条件下地表甲虫的数量存在明显的季节变动,其数量高峰分别出现在2005年6月和2006年7月,可能与不同季节环境的极端性(如气温峰值和洪水早晚)导致的食物丰富程度有关。     

横断山区东部四种林型地表甲虫的物种多样性

2001年7月8—14日在横断山区东部选择皆伐后经过管理的人工次生林(MSF)、无人管理的农耕区次生林(USF)、邻近天然的冷杉林(NAF)和杜鹃矮曲林(NRF)4种林型,共设置样地20块,以巴氏罐诱法收集地表甲虫的物种组成和数量数据,并以地表甲虫的种类和数量分布为属性做主成分分析和聚类分析,研究森林皆伐和管理行为对地表甲虫物种多样性的影响。共采集地表甲虫标本4292号,步甲科、觅葬甲科和隐翅虫科分别占总数46．8％、13．1％和11．4％,是数量最多的类群;金龟科、象甲科和拟步甲科的数量也各在5％以上,为常见类群。其中,步甲科的个体数量在NRF显著多于其他林型,在USF显著少于其他林型;觅葬甲科在两个天然林显著多于两个次生林;拟步甲科在NRF显著多于其他林型;花萤科在MSF和NAF显著多于USF;叩甲科在USF显著多于MSF和NAF;象甲科在NRF和MSF明显多于USF;叶甲科在NRF明显多于USF。地表甲虫的个体数量从USF、MSF、NAF到NRF逐渐增多,而均匀度指数则逐渐降低;MSF内物种丰富度和多样性指数分别显著高于USF和NRF。主成分分析和聚类分析表明,除了USF与其他林型有明显差异外,其他林型间有一定的相似性,但MSF与天然NAF间相似性较低。以上结果表明,森林砍伐后并种植人工林措施改变了该地区地表甲虫群落的物种分布格局,有助于恢复物种多样性。     

祁连山浅山区不同植被类型土壤水分时间异质性

资源供给的时间异质性与环境异质性对植被群落动态甚至景观格局的形成有着同等重要的意义.干旱区山地生态系统植被通常具有明显的空间自组织特征,土壤水分时间异质性可能在这种自组织格局的形成和稳定过程中扮演了重要角色.以祁连山排露沟小流域林草复合景观为例,通过连续监测林线附近草地、灌丛及林地对应的土壤水分状况,比较不同植被类型降水截留以及植物根系提水作用对土壤水分的影响,发现在生长季内典型月时间尺度上草地、灌丛及林地之间土壤水分时间异质性(变异系数CV)具有显著差异(5cm深度,F2,27 =11.25,P <0.01;20cm深度,F 2,27 =5.51,P<0.01),草地与灌丛5cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.65、0.61)明显高于林地(0.52),灌丛与林地20cm深度土壤水分时间异质性(CV=0.84、0.84)明显高于草地(0.72).灌丛5cm深度土壤水分具有较高的时间异质性是因为其较高的冠层截留率,而草地表层5cm深度具有相对较高的时间异质性是因为强烈的土壤蒸发;20cm深度土壤水分时间异质性差异则主要由植被截留差异所致.不同植被类型5cm深度土壤水分时间异质性均明显低于20cm深度(P<0.01),土壤湿度变异系数最大值并不一定发生在表层.     

宁夏白芨滩国家级自然保护区地表甲虫群落多样性

2006年7—9月在宁夏白芨滩国家级自然保护区内选取5个不同样地,主要以巴氏罐诱法结合网捕等采集方法对各样地地表甲虫群落组成和多样性变化进行了调查。结果共获得甲虫标本1 896号,分属17科,其中拟步甲科数量最多,占25.58%;叶甲科次之,占20.99%;肖叶甲科、芫菁科和瓢虫科的数量也相对较多,它们共同构成该地区地表甲虫的优势类群。白芨滩样地地表甲虫的物种数和个体数量最丰富;长流水样地的多样性指数、均匀度指数、优势度指数最高;马鞍山样地的物种数、个体数量和与此相应的均匀度指数、多样性指数、丰富度最低。通过聚类分析显示白芨滩样地和大泉样地具有一定程度的相似性,长流水样地与磁窑堡样地相似性程度较高,马鞍山样地与其他4个地点差异最大。表明生境类型差异性与地表甲虫群落的物种多样性和相似性密切相关;荒漠化环境治理使地表甲虫栖息环境的空间异质性增大,从而增加了地表甲虫的多样性。     

大兴安岭呼中林区地表死可燃物载荷量空间格局

利用地统计学方法,依据时滞分类标准对大兴安岭呼中林区地表死可燃物进行了对比研究.结果表明:一级地表死可燃物表现为强烈的空间自相关性,占总地表死可燃物载荷量的55.54%,平均载荷量为762.35gm-2,其载荷量的决定因素是林分因子和立地年龄;二、三级地表死可燃物的平均载荷量之和为610.26g·m-2,具有较弱的空间自相关性,其载荷量的决定因素为干扰历史.地表死可燃物类型和数量影响因素的复杂性和空间异质性是造成插值精度不高的主要原因,但采用实地调查数据,并结合地统计学方法,可快速准确地计算出地表死可燃物载荷量的空间分布格局,可间接为林业管理提供依据.     

农作物产量预报模型研究与实践

选取玉米、大豆、小麦三种作物,建立产量的定性和定量预报模型,即年景趋势预报模型、逐步回归周期分量预报模型和多层递阶预报模型。经过检验和预报实践检验,表明所得到的预测模型具有一定的实用价值。     

珠三角城市群地表热环境与生态系统服务价值解耦的时空特征

珠三角城市群是我国城市化高度发展的区域,城市化气候效应尤其是热岛效应对城市生态系统及其生境产生重大影响。本研究基于2000、2005、2010、2015和2019年MODIS地表温度(LST)数据和土地覆被数据,定量测度地表热环境和生态系统服务价值(ESV),并借助解耦分析模型,分析珠三角城市群2000—2019年LST与ESV之间的解耦状态,揭示两者之间的权衡关系,进而对城市群内部LST与ESV之间协同状态的时空分异进行分析。结果表明: 2000—2019年,珠三角城市群地表热环境空间格局时序变化相对稳定,但呈现出核心区高位波动、外围区低位波动的空间分异;珠三角城市群ESV呈现空间分布稳定而时间序列下降的趋势,城市群区域内9座城市ESV降幅均超过9%;珠三角城市群地表热环境与总体ESV,以及与供给、调节、支持服务价值之间呈现的解耦状态以弱负解耦和强负解耦为主,显示出较为明显的权衡关系,表明珠三角城市群生态系统仍然受到城市化环境特征的显著影响,解耦状态的时空分异与城市化水平在城市群内部的空间分异有关。珠三角城市群未来生态政策的制定须考虑城市群内部城市化水平差异以及城市化环境特征与生态系统之间的权衡状态的分异,精准制定生态管控和修复方案,提高生态规划效率和实施效果。     

水肥耦合对欧美108杨幼林表土层细根形态及分布的影响

采用根钻法对水肥耦合条件下(地表滴灌和随水施肥)欧美108杨幼林(Populus×euramericana cv.‘Guariento’)林地0—30 cm表土层细根形态及分布进行了系统研究。田间试验设计3个灌溉水平(灌溉土壤水势起始阈值为-75、-50、-25 k Pa)和3个养分水平(施N150、300、450 g株-1a-1),组合成9个水肥耦合处理,另设1个对照处理(CK)。研究结果表明:(1)垂直方向上,10个处理下欧美108杨幼林细根生物量、表面积、体积和根长密度均随着土壤深度的增加而递减(且多数处理达到显著水平),而比根长则在低水和中水处理下表现出0—10 cm土层显著小于10—20 cm和20—30 cm土层,在高水和CK处理下各土层之间差异不显著(P0.05)。从表征细根分布特征的多数指标来看,水肥耦合没有改变欧美108杨幼林细根的垂直分布格局,其细根主要分布在0—10cm土层,该层生物量和根长密度分别是10—20 cm土层的1.25—5.05倍和1.05—2.05倍、分别是20—30 cm土层的2.8—13.06倍和1.99—4.99倍。(2)欧美108杨幼林细根生物量、根长密度、表面积和体积均表现出:低肥量下的3个滴灌水平处理均与CK无显著差异,中肥和高肥量下的6个处理均显著大于CK,尤其高水高肥处理促进细根生长的效果最显著,其3个土层细根生物量较CK分别显著提高了316%、386%和442%,根长密度较CK分别显著提高了345%、176%、132%(P0.05);各处理比根长均随着滴灌和施肥量的增加而减小。(3)同一滴灌水平下各土层细根生物量随施肥量变化的回归方程拟合具有较高R2(0.702—0.891),P0.0001,而同一施肥水平下各土层细根生物量随滴灌量变化的回归方程拟合度较低,说明欧美108杨幼林细根的趋肥性强于向水性,故在对其水肥经营管理中应该将施肥措施放在首位。     

中天山地区草地地表辐射收支演变规律

地表辐射对研究地表能量平衡及气候形成机制具有重要意义。利用中天山乌拉斯台地区陆气相互作用观测站2018年5月至2019年4月地表辐射数据,分析了中天山草地不同时间尺度和不同天气条件下的地表辐射与反照率变化特征。结果表明：(1)地表辐射月平均日变化除大气长波辐射较弱外,其余分量均呈单峰型,极值大小及时间存在差异,太阳总辐射与净辐射最大日峰值均出现在6月,为920.9与603.3 W/m~2,大气与地表长波辐射分别出现在7月和8月,为327.5 W/m~2与471.7 W/m~2,而反射短波辐射则出现在2月,为520.6 W/m~2。(2)太阳总辐射、反射短波辐射、大气与地表长波辐射年曝辐量分别为6860.62、2101.72、7171.25、10089.69 MJ/m~2;就季节变化而言,反射短波辐射曝辐量在冬季明显高于其它季节,其它分量则均表现为夏季>春季>秋季>冬季。(3)不同月份地表反照率日变化均呈“U”型曲线,年均值为0.393,最大与最小月均值分别出现在12月与8月,为0.760与0.217。这种变化体现在季节上则为冬季>秋季>春季>夏季。(...