基于生态流方法的土地整治项目对农田生态系统的影响研究

将土地整治活动作为外界对农田生态系统(项目区)集中性的外部激励,以陕西关中凤翔县典型土地整治项目为例,分析了项目实施前后生态流(物质流、能量流、信息流)变化状况,建立了土地整治生态影响概念性模型,明确了相应生态流的流向与路径关系,使用可用能法和能值法测算项目区外部输入及生态产品输出,应用生态流分析法,对土地整治项目生态流和系统效率进行了定量计算。根据设定的土地整治工程使用年限,评估了项目实施后区域净生态价值、自然资源依赖度、可更新资源依赖度、生态产出率、生态承载力和生态可持续度等指标的时间变化过程。得到以下研究结果:(1)可用能法和能值法测算出的系统生态效益均呈现由项目建设初期陡降为负值,而后指数增加,再趋于平稳的过程;(2)可用能法测算出项目实施后的第29年,生态效益由亏转盈,体现出系统从被扰乱后恢复自然平衡状态的过程;(3)能值法测算出项目实施后的第4年,生态系统趋于平衡状态;(4)研究区土地整治项目的经济效益为负,于项目实施3a后趋于平稳,总投资中农业生产年投入占资金总额的78.35%。通过可用能和能值方法的结合,可以定量计算系统稳定性,为土地整治项目的物质、劳动力和资金投资选择等提供借鉴。     

江苏省土地利用变化的图谱特征

基于地学信息图谱理论与方法,运用ArcGIS 10.0软件,以江苏省1990、2000和2010年3期遥感解译数据为空间数据源合成江苏省1990—2000和2000—2010年两个10年阶段的土地利用变化图谱以及耕地利用变化模式图谱,据此揭示江苏省土地利用变化时空特征及规律.结果表明: 1990—2000年,江苏省土地利用变化以耕地与城乡建设用地、耕地与水域以及耕地与林草地的图谱单元互换为主要特征,尤其是以“耕地→城乡建设用地”、“耕地→水域”最为显著,耕地数量减少、空间分布集中.2000—2010年,江苏省土地利用变化最显著的仍是“耕地→城乡建设用地”图谱单元;同时,“草地→水域”、“城乡建设用地→水域”图谱类型分布集中且扩大趋势明显;与1990—2000年相比,空间图谱变化总面积和空间分离度均有所增大.江苏省耕地利用变化模式以后期变化型为主,前期变化型次之,反复和持续变化型耕地所占比例较小.     

江西南昌西山地区表土孢粉与植被关系研究

选取江西南昌西山地区的表土和苔藓样品做孢粉分析,得出其与植被的关系,并且初步推断西山洗药湖沼泽表土花粉的来源,为钻孔花粉来源分析提供帮助。研究结果表明:南昌西山地区表土花粉组合能够较好的反映出当地植被状况。由于沼泽对区域花粉的汇聚作用,其表土花粉谱更能代表整个区域的植被状况。沼泽表层样品中主要花粉类型松属(Pinus)、蒿属(Artemisia)花粉来源于西山地区小区域和东南部季风区大区域;杉木属(Cunninghamia)、大戟科(Euphorbiaceae)等主要来源于洗药湖沼泽周围山地;莎草科(Cyperaceae)等花粉源则为沼泽内部的植物;禾本科(Poaceae)花粉来源相对复杂。聚类分析较难区分马尾松林带和杉木林带;毛竹林带、农田带、沼泽表层带和周围山地带则可以清晰地划分出来。由主成分分析可知,影响西山地区表土花粉组合的第一因子是湿度,第二因子是人类活动。     

土地利用格局对SWMM模型汇流模式选择及相应产流特征的影响

城市下垫面土地利用格局与地形的复杂性将导致地表汇流模式的多变性。在城市雨洪管理模型中,不同汇流模式的选取对雨洪模拟结果产生重要影响,而这一影响往往被忽视。基于设定与巴中城市社区尺度相近的实验区以及巴中市的真实降水数据,并根据实验区土地利用格局特征,在SWMM雨洪管理模型汇水模块中设置Outlet、Impervious、Pervious 3种汇流演算模式及其演算面积比,分析了不同土地利用格局响应下的不同汇流模式选择对城市雨洪模拟结果的影响。结果表明:(1)Outlet、Impervious两种汇流演算模式下汇水区地表径流的模拟结果相同,但与Pervious演算模式下的模拟结果差异显著。在Pervious模式下地表径流相对另外两种汇流模式最大降低了52%,降雨下渗量提高了近1倍。(2)在Pervious模式下,演算面积比对汇水区地表径流模拟结果具有重要影响。在总不透水面(IA)面积一定的情况下,有效不透水面(DCIA)的减少引起非有效不透水面(UIA)的比率增加。这种土地利用格局的变化致使汇水区总径流量、径流系数显著下降,降雨下渗量逐渐增加,洪峰流量则呈先增后减的趋势,且在非有效不透水面(UIA)比率为30%和40%时(此时非有效不透水面与渗透面面积相接近),洪峰流量最小。对结果的分析表明了雨洪管理模型在小尺度汇水区上应用时,应根据土地利用格局特征选择相应的地表汇流模式。正确的评价和分析不同土地利用格局方案对地表径流的影响,从而更为科学地指导城市雨洪管理和海绵城市的规划与建设。     

亚热带米槠天然林土壤氨氧化微生物对模拟氮沉降的响应

我国亚热带地区是全球氮沉降的热点区域。氮沉降会影响氨氧化微生物的丰度和群落结构,进而改变土壤微生物驱动的养分循环。目前对新近发现的完全氨氧化菌认识不足,极大地制约了对森林土壤氨氧化微生物响应氮沉降的整体认识。本研究以福建省三明市辛口镇格氏栲自然保护区长期模拟氮沉降处理土壤为研究对象,利用实时定量PCR方法,研究氨氧化微生物(包括氨氧化细菌AOB、氨氧化古菌AOA和完全氨氧化菌comammox Nitrospira),尤其是完全氨氧化菌的amoA基因丰度。模拟氮沉降处理包括:不添加N(CK)、低氮(添加40 kg N·hm^-2·a^-1,LN)和高氮(添加80 kg N·hm^-2·a^-1,HN)。结果表明: 8年的氮添加降低了土壤pH值和有机碳含量,提高了土壤硝态氮含量。供试土壤的AOB丰度低于检测限,无法获得目的片段。高氮处理显著提高了AOA丰度,但对完全氨氧化菌clade A和clade B丰度无显著影响。两种氮添加处理均降低了完全氨氧化菌/AOA值,表明氮添加降低了完全氨氧化菌在亚热带森林土壤氨氧化微生物类群中的相对竞争力。针对完全氨氧化菌clade A和clade B的扩增都存在非特异性产物,表明针对森林土壤的高特异性和覆盖度设计引物的必要性。Clade A和clade B丰度与总氮和铵态氮含量呈显著正相关,clade B丰度还与有机碳含量呈显著正相关。总之,模拟氮沉降提高了AOA在亚热带米槠天然林土壤硝化过程中的相对重要性,这些发现可为该地区应对全球变化和氮沉降的风险评估提供理论依据。     

东秦岭卢氏盆地新发现的旧石器

2019年6-8月,在秦岭东部南洛河流域河南卢氏盆地开展古人类和旧石器考古遗址调查,在南洛河不同阶地之上的黄土堆积地层中新发现旧石器地点27处,采集石制品123件。部分石制品采自于阶地顶部暴露的黄土地层剖面上。石制品包括石核、石片、断块、碎屑、石器等类型,整体属于简单的石核-石片工业。原料为取自河滩砾石堆积的石英、砂岩和石英岩等。石核为简单剥片的单台面石核和转向剥片石核。石器组合中既有手镐、砍砸器等重型类型,也有以石片为毛坯的中小型刮削器等。根据黄土-古土壤地层序列初步判断,多数地点的石制品出自黄土L1-S2地层堆积,年代范围涵盖中更新世晚期至晚更新世;西庄村南（19LS35）和九寨山（19LS27）两个地点的2件石制品则出自更早的S9和S13古土壤地层堆积中,它们的发现为进一步探寻南洛河流域最早的古人类活动提供了关键性的考古学证据。本次调查扩大了卢氏盆地旧石器时代遗存的时空分布范围,为本区域旧石器遗址的保护和制订研究计划提供了更为全面的依据。     

基于栖息地风险评价模型的海岸带滩涂湿地风险评价——以闽三角为例

海岸带湿地是生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的生态系统之一。然而近年来,随着城市化和工业化进程的加快,我国海岸带地区的土地利用正发生深刻变化,生态风险凸显。利用2000、2005、2010和2015年的Landsat TM/ETM+和Landsat 8 OLI遥感影像,融合行政区划图与地形图,并引入一个评价多元海洋、海岸带利用对栖息地造成风险的模型,即Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs(In VEST)模型中的栖息地风险评价(Habitat Risk Assessment,HRA),模型评价闽三角海岸带滩涂湿地的生态风险。结果表明:(1)闽三角海岸带滩涂湿地风险以低风险为主;(2)泉州地区的风险面积最大(约4389.91 hm~2),漳州地区最小(约4630.73 hm~2);(3)修正面积影响的情况下,其他建设用地造成的暴露和影响较大,耕地造成的暴露和影响最小。不同区域滩涂湿地风险程度的可视化表达,可以揭示滩涂湿地高风险地区以及高风险的产生原因,便于管理者对滩涂湿地采取精准的保育措施。     

基于景观生态学原理的生态网络构建方法比较与评价

构建良好的生态网络是国土空间生态修复的重要内容,对保障区域生态安全,提高景观连通性、保护生物多样性具有重要意义。基于景观生态学原理,遵循“生态源地识别-综合阻力面构建-生态网络生成”基本模式构建区域生态网络是相关研究的主流做法。但该模式内部各环节所依赖的理论基础差异较大,相应的细化思路方法多元,考虑到尺度特征和景观的空间异质性,综合评估不同方法组合下研究结果的差异对深化原理认知和有效指导实践都具有重要意义。考虑到采用景观生态学原理构建生态网络中各环节技术方法的差异性,选取生态源地识别的4种方法、综合阻力面构建的2种方法以及生态网络生成的2种方法,分别基于最小累积阻力模型和电路理论对比两个视角,通过方法组合形成相应的生态网络并进行对比分析。研究结果表明：(1)由于原理差异,各环节下不同方法的分析结果具有显著差异,主要表现在生态源地的数量、面积和空间分布;阻力面高阻力值分布状况;以及生态廊道、生态节点的数量与格局特征等方面;(2)在基于最小累积阻力模型原理的对比方案中,构建包含Harary指数、整体连通性指数、可能连通性指数、成本比、网络密度、效能鲁棒性和廊道密度7个指标的评价体系,对该方...     

基于能值生态足迹的粤港澳大湾区环境压力与经济发展脱钩效应

为了更好地反映区域可持续发展能力的问题,选取粤港澳大湾区作为研究区域,利用一套结合遥感技术方法的基于能量流的能值生态足迹模型,精确评估该地区1994—2018年的能值承载力、能值生态足迹以及环境压力的演变过程,并利用脱钩模型和对数平均迪氏指数(LMDI)分解模型进一步揭示经济增长方式对环境压力的影响程度和作用机制。结果显示:1)25年以来,在区域尺度,粤港澳大湾区环境压力增长了超过两倍,生态安全等级由较安全逐渐转变为轻度不安全。2)在城市尺度,珠海的环境压力在11个城市中最低,生态环境一直处于安全状态,与其相反的是佛山的环境压力很高,生态环境甚至由重度不安全恶化为极度不安全。而惠州生态安全等级变化最大,由安全转变为轻度不安全。3)生态安全等级的演变与产业结构和能源结构变化有着密切的关系,而与经济增长的关系则经历了弱脱钩到扩张型负脱钩到弱脱钩再到强脱钩的过程,可见环境压力受经济增长影响的作用在逐渐减弱,究其原因主要是人口密度下降所带来的人口效应和技术进步所带来的技术效应促进了环境压力脱钩。因此未来可以进一步通过合理控制建设用地扩张,大力发展科学技术,减少人口压力有效提高粤港澳大湾区的可持...     

1990-2020年江苏省海岸带景观生态状况指数跨尺度时空特征

江苏海岸带生态系统在复杂的外界干扰下产生了不同程度的空间响应和退化特征,特别是近几十年景观格局发生了显著的时空演变,亟待开展多尺度下涵盖景观组成、布局和功能的景观生态综合评估研究.本研究分析了1990-2020年江苏省海岸带大空间尺度下景观生态状况指数(LECI)的时空分布状况,评估了14个县级行政区的景观生态情况,并...