城市化流域生态系统服务价值时空分异特征及其对土地利用程度的响应

以南京市九乡河流域为研究区域,以2003与2009年2景QuickBird影像数据为基本信息源,应用空间自相关模型,结合GIS空间分析技术,定量探讨了城市化流域生态系统服务价值时空分异特征,以及土地利用程度对生态服务价值空间分异的影响.结果表明:2003-2009年,九乡河流域生态系统服务总价值减少了2.59％,而流域生态系统服务价值的空间聚集性增强;生态服务价值的高-高区域主要集中在流域上游,低-低区域主要集中在流域下游的仙林大学城一带;九乡河流域生态系统服务价值空间分异发生了明显变化,下游仙林大学城一带低-低分布区快速扩张,而高-高分布区仅在九乡河源头及下游的局部区域有所增加;流域生态服务价值空间自相关表现出明显的尺度效应,随着研究尺度增大,生态服务价值的空间自相关性逐渐增强;九乡河流域生态服务价值的空间分异及其变化主要是由土地开发利用引起,流域土地利用程度对生态服务价值存在明显的负效应.     

生物有机肥对板栗土壤微生物群落代谢活性的影响

2011年在陕西省柞水县下梁镇沙坪村板栗园,设置对照、施用复合肥和施用生物有机肥3个处理,于板栗收获期采集土壤样品,并运用Biolog方法研究了生物有机肥对土壤微生物群落代谢能力的影响.结果表明:生物有机肥处理的微生物群落碳源利用率(AWCD)、Shannon均匀度、丰富度指数和McIntosh指数均显著高于对照和复合肥处理;与对照相比,施用生物有机肥处理的土壤微生物对糖类和多聚物类碳源的利用能力增强,而施用复合肥处理对各类碳源的利用能力均较弱.主成分分析表明,不同施肥处理的土壤微生物群落明显不同,起分异作用的碳源主要为糖类和氨基酸类.     

孢粉记录的重庆岩溶槽谷区700年来植被演替与喀斯特石漠化

在精确AMS¹⁴C测年的基础上,对采自重庆中梁山岩溶洼地的剖面样品进行了孢粉分析,并结合详细的历史文献资料,获取了该地区近700年以来的植被变迁与石漠化演化记录。结果显示：（1）1274-1553 cal a AD研究区周围主要分布以松属、柏科/杉科占优势的亚热带常绿针叶林,伴人植物花粉少量出现,人类活动相对较弱。（2）1553-1780 cal a AD,针叶树松属、柏科/杉科花粉含量下降,伴人植物花粉增多,指示研究区人类活动开始加强。（3）1780-1840 cal a AD,松属花粉含量急剧下降,灌木和伴人植物花粉急剧增加,指示该地区人类活动加剧,石漠化现象出现。（4）1840-2000 cal a AD,玉米花粉含量大幅度增加,表明人类活动更加强烈,石漠化现象进一步加剧。近700年来不断增加的人类活动是重庆地区植被退化、石漠化现象严重的重要因素。该研究结果对重庆岩溶地区的全面治理,恢复和重建自然生态环境具有重要的指示意义。     

平朔黄土露天矿区复垦地表层土壤微生物与酶活性分析

矿区是当今世界陆地生态系统被破坏和退化最严重的区域之一,在进行露天煤矿土地复垦与生态重建时不仅要恢复地表植被和生物,还应重视地下土壤微生物生态系统的构建,而国内外相关研究多集中在植被重建及土壤理化性质监测方面,利用土壤微生物及酶活性揭示矿区重构土壤状况的研究尚不多见。通过8个样地24个土壤剖面的采样分析,采用时空替代法和单因素方差分析法对平朔矿区不同复垦年限的排土场和原地貌0—20 cm表层土壤中细菌、真菌、放线菌的数量及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性及变化进行研究,旨在分析其特征及差异。研究结果表明:(1)从微生物数量及酶活性特征来看,无论复垦年限的时间长短,细菌数量在3类微生物中占有绝对优势,占微生物总数的99.20%以上,其次是放线菌,真菌的数量最少;脲酶活性在3种酶中活性最大,其次是蔗糖酶活性,磷酸酶活性最低。(2)从微生物数量和酶活性的变化状况来看,3类微生物数量和3种酶活性在0—20 cm土层随复垦年限的变化趋势相一致,均随复垦年限的变化先增长后降低,而后又随着复垦年限的增长不断增加。(3)在0—20 cm土层,复垦27年的南排土场的土壤细菌、放线菌和真菌数量在复垦后达到了189.3333×10⁵ cfu/g、0.1312×10⁵ cfu/g和1.1463×10⁵ cfu/g,复垦效果达到原地貌3类土壤微生物数量的65.88%、66.46%和67.74%;蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性分别达到1.9600 mg 100 g^-1 h^-1、6.3600 mg 100 g^-1 h^-1和1.4533 mg 100 g^-1 h^-1,复垦效果分别达到原地貌83.40%、86.30%和86.85%。因此开展矿区土地复垦后土壤微生物及酶活性的相关研究,能够在一定程度上及时反映土地复垦后的土壤质量以及生态系统的恢复状况,以便采取更加合理的复垦方法来提高矿区生态恢复的速度和效果。     

气候变化、土地退化和粮食安全问题:关联机制与解决途径

气候变化影响全球食物、水、能源生产和消费,并直接威胁国家和区域粮食安全和社会稳定,相关研究关系到国计民生与全球可持续发展。土地退化是近年来国际研究热点,IPCC、IPBES、UNCCD等都开展了土地退化的专题评估,高度关注土地退化的动态、趋势、影响及响应。尽管气候变化与土地退化具有密切关联,但对其复杂关联机制及解决途径缺乏系统的研究。IPCC于2017-2019年开展了第一次气候变化和土地退化评估,并于2019年8月发布了《气候变化与土地》特别报告（SRCCL）。基于此评估报告,对其中气候变化、土地退化与粮食安全之间的关联机制、未来的变化趋势、可能的影响及对策等进行了系统的论述。特别报告的重要贡献在于其厘清了气候变化与土地退化之间的复杂关联与反馈机制,进一步证实土地利用是导致气候变化的主要因素,指出日益增加的人口压力和粮食消费加剧了土地的退化和气候变化。尽管如此,特别报告也强调土地可为当前全球变暖、生物多样性减少等诸多环境问题提供解决方案,并重点指出改变人类饮食结构和消费习惯具有能够同时应对气候变化和土地退化的双赢效果。将全球升温幅度限制在1.5℃以内的窗口期正在迅速缩短,要解决当前日益凸显的气候变化和土地退化问题,需要推动食物消费的转型、降低碳排放、实施可持续土地管理,促进可同时减缓气候变化和土地退化的协同行动,科学合理的应用负排放和碳储存技术。     

辅助数据在面向对象分类方法中的应用——以密云水库上游为例

密云水库上游位于华北平原向蒙古高原的过渡带内,自然条件差异大,人类活动对该区域影响显著。因此,对该地区土地覆盖类型遥感监测方法的研究具有典型的指导意义。基于高分辨率遥感影像,着重探讨辅助数据在面向对象分类方法中的应用,对密云水库上游地区的土地覆盖进行分类提取。结果显示,研究区内共包含26类土地覆盖类型,其中落叶阔叶灌木林、落叶阔叶林、草丛以及旱地,这4种类型的面积占总面积的85%,是全区的主要土地覆盖类型。在分类时,采用多源异构辅助数据,研究了北方山区常绿针叶林、旱地等土地覆盖类型的识别方法,有效降低了"同物异谱"和"同谱异物"现象对分类精度的影响。     

基于对象特征的山东省丘陵地区多时相遥感土地覆被自动分类

对于基于像元的土地覆被分类来说,植被的分类是难点。使用多时相面向对象分类方法可以较好的解决这个问题。以山东省烟台市丘陵地区为研究区,采用Landsat TM(Landsat Thematic Mapper remotely sensed imagery)、DEM(Digital Elevation Model)、坡度、坡位、坡向等多种数据,利用基于对象特征的多时相分类方法对研究区进行土地覆盖自动分类。首先对影像进行多尺度分割并检验分割结果选取合适的分割尺度,然后分析对象的光谱、纹理、形状特征。根据各类地物的光谱特征、地理相关性、形状、空间分布等特征,明确类别之间的差异。建立决策树使用隶属度函数进行模糊分类,借助支持向量机提高分类精度。研究结果表明,通过使用多时相影像采用面向对象分类方法,相对于传统的基于像素的分类可以明显提高分类精度,尤其是解决了乔灌草的区分问题。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用模式下土壤种子库特征

为了解衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用模式下土壤种子库特征,利用土壤种子库"萌发法",对衡阳紫色土丘陵坡地种子库在封山育林(20a)模式(Ⅰ)、退耕还林(2a)模式(Ⅱ)、农耕模式(Ⅲ)的土壤种子库进行分析。结果表明:(1)3种土地利用模式种子库平均密度的大小顺序为:模式Ⅱ模式Ⅲ模式Ⅰ。(2)土壤种子集中分布于0~5cm土层,随土层深度增加,种子数量与种类趋于减少。(3)3种土地利用模式种子库物种Czekanowski相似性系数(CC)较低,Patrick丰富度指数(R)的大小顺序为:模式Ⅱ模式Ⅰ模式Ⅲ(P0.05);Shannon-Wiener指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序均为:模式Ⅱ模式Ⅲ模式Ⅰ(P0.05);Simpson指数(D)的大小顺序为:模式Ⅰ模式Ⅲ模式Ⅱ(P0.05)。(4)土壤种子库所含物种数较接近,物种组成以草本植物为主,菊科、禾本科占优势。(5)封山育林模式和退耕还林模式属于进展演替,封山育林模式处于较高演替阶段,农耕模式属于逆行演替。研究表明:衡阳紫色土丘陵坡地具有依靠土壤种子库实现自然恢复的潜力,但单依靠土壤种子库自然恢复到现存植被是困难的,需要在自然恢复潜力评估的基础上积极充分采取人工促进自然恢复的策略,促进当地的植被恢复。     

施用泥炭对风沙土改良及蔬菜生长的影响

通过盆栽试验比较了施用不同剂量的泥炭(0％、2％、5％、8％及10％)对风沙土改良的效果和对白菜生长及产量的影响。结果表明,泥炭能增强风沙土的持水能力,降低土壤的pH值,增加土壤中有机质、全氮、速效氮和速效磷等的含量;白菜根系长度、生物量、高生长和地上部分的生物量均有增加,其中8％泥炭处理为最佳,其根系长度、根鲜重、干重、高生长、地上部分鲜重、干重依次比对照增加71％、402％、464％、107％、847％和1001％;同时施用泥炭还有利于提高白菜干物质的积累及其品质。     

云南保山西庄山地流域土地利用方式与土壤肥力关系研究

以云南省保山地区西庄流域为例,研究了自然因素及人为活动对土壤性质的影响。该流域的土壤通常pH较低,缺乏有效磷和交换性阳离子。仅发育于石灰岩的土壤具适宜的pH和交换性阳离子量。海拔对土壤有机碳含量具显著影响。文中详细讨论了海拔、母质和土地利用方式等对土壤肥力及土壤侵蚀的影响。