基于元胞自动机的城市空间动态模拟

城市空间动态的模拟与预测可以为城市可持续发展规划与管理提供重要的参考依据。SLEUTH元胞自动机模型在城市空间模拟中较强的适用性和可移植性,该模型通过对历史数据的蒙特卡洛迭代自动寻找城市增长误差最小的参数组合,解决了传统元胞自动机模型中转换规则不易确定的问题。以武汉市为研究案例,运用SLEUTH模型进行了城市空间动态模拟与情景预测。2007年至2011年的城市空间模拟结果显示,模拟结果与实际历史数据可以获得良好的空间匹配度,Lee-Sallee形状指数均在0.6以上,显示SLEUTH元胞自动机模型经过本地化校正后具有较强的适用性和满意的模拟精度。进而,设置了现状趋势、基本保护、严格保护等3种情景对武汉2025年城市空间动态进行了预测,结果显示,各情景模式下城市居住用地均明显增长,农业用地、林地、水域等均有所减少;现状趋势情景和基本保护情景下农田、林地、水域减少的幅度较大,会加剧区域的生境破碎、耕地功能下降、水资源匮乏、湖滨湿地萎缩等生态问题,说明这两种情景不能有效满足城市生态系统健康和可持续发展的需要。严格保护情景下,城市居住用地扩张的程度得到了明显的控制,水域和林地得到了有效的保护,对于重要的自然生态系统组分保护及其服务能力维持可以起到显著作用。     

基于地表温度-植被指数特征空间的区域土壤干湿状况

土壤干湿状况是监测土地状况的重要指标之一,在水文、气候和生态等多个领域有广泛应用.地表温度-植被指数特征空间(Ts/VI)综合了传感器从可见光到近红外波段的信息,能较好地反映区域土壤干湿状况.以华北平原作为研究区,选择了研究区的云量较少的16幅MODIS产品,包括每日500m地表反射率产品(MOD09GA),每日1km地表温度产品(MOD11A1),建立温度-植被指数特征空间.首先利用线性方程拟合了特征空间的上下边界,改进了计算特征空间的干湿边的方法,并分析了干湿边参数随时间变化的趋势,比较了归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)构建的地表温度-植被指数特征空间形状的差异.基于研究区107个土壤湿度站点的数据,讨论分别由Ts/NDVI和Ts/EVI特征空间计算得到的温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,简称TVDI,分别为TVDIN与TVDIE)和土壤湿度的相关性,以此验证TVDI反映区域土壤干湿状况的能力.利用Ts/EVI空间计算得到的TVDI分析了研究区4个时期土壤湿度的5空间分布规律.同时在气象站点尺度上,讨论了TVDI与降水变化的相关性.研究结果表明,TVDI能够反映土壤表层的干湿状况;Ts/EVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性比Ts/NDVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性要高.降水随时间变化的规律和TVDI也有明显的相关性,即:每次连续降水以后TVDI值下降,表明土壤湿度升高;经过一段无降水的时间之后,TVDI值上升,土壤湿度降低.研究区不同时期的TVDIE图表明,TVDIE能够有效的反映土壤湿度的时空差异,是一种有效的实时监测土壤干湿状况的手段.     

北京市域生态敏感性综合评价

区域生态敏感性评价对于制定区域环境政策,有效进行环境管理具有重要作用.在综述当前生态敏感性评价研究的基础上,综合考虑自然和人文两大类影响因子,构建了反映对水土流失、河流水量水质、土地沙化、泥石流、采矿、路网、濒危物种不同敏感程度的7个指标,运用地理信息系统和遥感技术,综合分析和评价了北京市域生态敏感性程度及其空间分布状况.结果表明,高生态敏感区主要有两类,分别分布于北京东北-西南走向的山区-平原过渡地带和永定河、潮白河、北运河、大石河河岸带,此外,大兴南部也有集中分布.中敏感区除分布于上述高敏感区外围以外,还集中分布于怀柔中部的红螺山、云蒙山地区和门头沟妙峰山地区.不敏感区则主要集中在怀柔、延庆的北部山区,其余地区为低敏感区.敏感性程度的空间变化基本规律是:在山区,从平原-山区过渡地带沿西北方向朝低山区和中山区衰减,在平原,则沿河道两侧向外围衰减.在评价的基础上,尝试提出了环境保育和生态建设的相关对策.     

蔬菜吸收不同形态外源碘的动力学特性

采用水培法,研究了两种蔬菜(小白菜和芹菜)对两种不同形态碘源(I-,IO-3)的吸收和积累特性.结果表明:供试蔬菜吸收碘的速率表现为在短时间(＜60 min)内迅速增加,随着时间的延长蔬菜对碘的吸收速率逐渐下降;在低浓度范围内(0.01～0.50 mg/L)蔬菜对IO-3的吸收速率与碘浓度变化曲线符合饱和吸收动力学特征(表现为遵循酶学方程),进一步研究表明,解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)对低浓度(＜0.50 mg/L)下蔬菜IO-3吸收速率具有明显的抑制作用,说明两种蔬菜对低浓度的IO-3可能存在主动吸收,而在高浓度范围内(0.50～10.0 mg/L),蔬菜对碘的吸收速率随着碘浓度的提高呈现直线上升的趋势.两种蔬菜相比,在同样条件下芹菜对碘的吸收速率明显大于小白菜.蔬菜可食部分中碘的含量随着碘浓度的提高而增加,在一次加碘条件下表现为先增加后降低的趋势,而在持续加碘条件下蔬菜中碘的含量在整个处理期间表现为不断增加; Cl-的添加对低浓度下蔬菜碘的吸收具有明显的抑制作用,而随着碘浓度的提高Cl-的抑制作用逐渐减弱.供试蔬菜对碘的富集系数随碘浓度的提高而降低,碘在蔬菜不同器官的分配次序表现为根＞叶＞茎.     

盐生草(Halogeton glomeratus)二型种子的休眠与萌发

盐生草的果实和种子存在二型性,这两种类型的种子在形状、大小、颜色及包被其花被片背部是否具翅上均有显著差异.绿色种子,圆形,直径为(1.552±0.116) mm,宿存花被革质,背部有紫红色翅状附属物,单粒重为(0.808±0.033)mg;黄色种子,椭圆形,长为(1.752±0.155) mm,宽为(1.146±0.088) mm,宿存花被革质,背部无翅状附属物,单粒重为(0.568±0.011) mg.两种种子在3个变温条件(5/25℃、5/25℃、15/25℃,暗12 h /光12 h)下的萌发率均较低,绿色种子为36%,而黄色种子为17%(15℃/25℃).延长储藏时间和划破种皮均能显著提高绿色种子的萌发率,表明绿色种子属于非深度生理休眠.随着储藏时间的延长,黄色种子的萌发率也能缓慢提高,但不显著,而划破种皮能够显著促进其萌发,表明黄色种子属于深度生理休眠.     

机械损伤对拟南芥莲座叶芥子油苷含量和组成的影响

植物可以利用体内次生代谢产物的变化来抵御昆虫取食和机械损伤.芥子油苷是拟南芥的主要次生代谢产物.通过剪刀剪取叶片(40%面积)对温室培养的拟南芥幼苗莲座叶进行机械损伤处理,观察机械损伤后8个时间点拟南芥叶片中不同种类芥子油苷含量和组合模式的变化.结果表明机械损伤后3 h叶片中芥子油苷总含量开始明显上升,脂肪族和吲哚族芥子油苷含量在损伤后3 h也都显著高于损伤前.在检测到的12种芥子油苷中,4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷(4-methylsulphinylbutyl GS,4MSOB)的含量最多,占芥子油苷总量的48.5%,并且在损伤3 h后含量增加.4MSOB含量的变化成为影响莲座叶中芥子油苷组合模式的主导因素.其它各种芥子油苷在损伤后不同时间点的变化也存在差异.     

稻瘟病菌群体遗传结构的研究进展

稻梨孢引起的稻瘟病是世界水稻生产的最重要病害,严重影响水稻的产量和米质。文中综述了分子标记技术在稻瘟病菌群体遗传结构研究上的应用,分析了病原菌遗传宗谱的特点及其与致病谱的关系,探讨了导致稻瘟病菌群体遗传结构发生变化的相关因素。     

泸沽湖流域土地利用方式对土壤肥力的影响

为探讨泸沽湖流域不同土地利用方式对土壤肥力的影响,采用野外调查、取样和室内分析相结合的方法,对泸沽湖流域内3种主要土地利用方式(农田、草地、林地)的土壤理化性状进行对比分析。结果表明:(1)土地利用类型对土壤肥力影响明显,农田含水率、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量相对较高;(2)林地有机质含量相对较高,草地全磷全钾含量相对较高;(3)土壤养分含量与土壤颗粒组成之间有一定的相关性,其中土壤全磷与砂粒呈显著正相关,土壤速效氮含量与粉粒呈显著负相关。     

菲律宾蛤仔(Ruditapes plilippinarum)大连群体两种壳型家系生长发育比较

通过对菲律宾蛤仔大连群体壳宽的选择,于2006年5月建立了壳宽型(WS)和壳扁型(PS)两个家系.对两种壳型亲本的鲜重、性比、产卵量及其子代的生长与存活进行了比较.结果表明:两种亲贝的鲜重差异显著(P＜0.05),WS、PS亲贝的雌雄比例分别为0.88 : 1、0.62 : 1,产卵量分别为124.19万/粒和408.50万/粒;两家系子代的卵径、D形幼虫大小、变态规格无显著差异(P＞0.05),但单水管、双水管稚贝的大小差异显著(P＜0.05);幼虫浮游期间(0～16日龄),WS和PS幼虫平均生长速度分别为(9.46±1.56)ìm d-1和 (9.60±0.38)ìm d-1,差异不显著(P＞0.05).12日龄前,WS和PS幼虫存活率差异不显著(P＞0.05),但16日龄时,WS幼虫存活率明显低于PS (P＜0.05).变态期间(16～24日龄),WS家系的生长速度((2.64±0.34)ìm d-1)显著地小于PS家系((3.91±0.67)ìm d-1) (P＜0.05),WS家系的变态率(5.32%±1.53%)也显著地小于PS家系(15.68%±3.06%) (P＜0.01).PS家系在稚贝的室内培育期间(24～60日龄)和生态池育成阶段(60～180日龄)的生长速度均显著地快于WS家系(P＜0.05);PS家系的存活率也均显著地高于WS家系(P＜0.05).     

应用土壤质量退化指数计算松嫩盐碱草地土壤营养位

土壤质量退化指数是一种定量评价土壤质量的方法,以某一土壤类型为基准,计算其他土壤类型与基准土壤类型之间各土壤属性的差异,进而反应土壤质量退化或改善的程度.采用1999年的数据应用该方法评价土壤营养状况,计算土壤营养位,分析松嫩盐碱草地植被种群分布格局与土壤营养的关系,从而探讨应用土壤质量退化指数计算土壤营养位的可行性.应用土壤质量退化指数评价土壤营养位得到的结果与主成分分析法的基本一致,并且方法更为简便,更利于土壤营养位分析在生产实践中应用.