2001-2009年中国碳排放与碳足迹时空格局

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001—2009年中国陆地植被净初级生产力、能源消费碳排放、碳足迹和碳赤字;在GIS(Geographic Information System)技术支持下,运用空间自相关分析方法讨论其时空格局;据此划分生态经济区。结果表明:(1)2001—2009年全国植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)平均值为3.32 Pg C/a(1 Pg=1015g),呈西南地区东南沿海华中、华东地区东北、华北地区西北地区的空间格局;(2)2001—2009年全国能源消费碳排放逐年增加,年均增长率16.7%,多年平均值2.53 Pg C/a,呈东部中部西部的空间格局;(3)2001—2009年全国碳足迹逐年增加,年均增长率14.7%,多年平均值6.98×106km2;具有正碳赤字(即碳源)的省份为山西、环渤海地区各省、长三角地区各省、广东;相邻省份碳赤字的相对大小由于互相影响而改变;(4)全国分为中东部、南部、北部、西部四个生态经济大区。研究结果直观揭示了中国碳排放和碳足迹的时空动态,为实现自然-社会二元系统的可持续发展提供科学依据。     

柴达木盆地东缘山地祁连圆柏林上限树木径向生长与气候要素的关系

利用柴达木盆地东缘山地祁连圆柏林上限6个样点树轮宽度资料建立了标准年表,通过聚类分析发现,样点间树木径向生长具有不同的亲疏关系.其中,北部两个样点之间有较高的一致性,而中、南部4个样点之间有较高的一致性.气候要素对两类样点树木径向生长的影响不同.其中,北部两个样点树木径向生长与当年6月降水变化呈正相关,中、南部4个样点树木径向生长与前一年11月及当年7月温度变化呈正相关.     

斑块尺度湿地植物群落多样性的维持能力

基于GIS技术和主成分分析方法,对1950、1967、1983和2000年挠力河流域湿地景观斑块特征与斑块内植物群落多样性之间的关系进行了研究.结果表明： 1950—2000年间,研究区湿地斑块平均面积逐渐减小,能够维持2种及2种以上植物群落的斑块数量逐渐减少,最小斑块面积为10.1 km²;湿地斑块面积与植物群落多样性指数和群落类型数均呈极显著正相关关系（P<0.01）,湿地斑块面积越大,维持植物群落多样性的能力越强;随着湿地斑块面积的逐渐减小,斑块破碎化指数和分维数逐渐增大,形状指数和斑块内植物群落多样性指数逐渐减小;随着湿地斑块空间分离度的增大,斑块内植物群落多样性指数呈减小趋势;主成分分析结果显示,研究区湿地斑块面积大小是影响斑块内群落多样性的最重要因素,其次为斑块的破碎化程度和分离度.     

基于CLDAS强迫CLM3.5模式的新疆区域土壤温度陆面过程模拟及验证

利用中国气象局国家气象信息中心研发的中国气象局陆面数据同化系统(China Meteorological Administration Land Data Assimilation System,CLDAS)大气近地面强迫资料,驱动美国国家大气研究中心公用陆面模式(Community Land Model,CLM3.5),对中国新疆地区土壤温度时空分布进行逐小时Off-line模拟(模拟时段为2009—2012年);利用国家土壤温度自动站(新疆区域105站点)数据验证CLDAS驱动场强迫下的CLM3.5模式在中国新疆地区3个土壤层(5cm、20cm和80cm)的土壤温度模拟能力。研究发现:在月变化方面,第1层(5cm)土壤温度模拟与实测值差异最大,在每年7月最大差异达5k左右;第2层(20cm)在每年7月达最大差异(3k左右),而第3层(80cm)在每年7月均模拟的很好。造成这种现象的原因可能因为新疆地区7月前后浅层土壤温度变化剧烈,温度白天最高可达300K以上,昼夜温差大,导致模式不能很好抓住浅层土壤温度的变化趋势。研究还发现,在80cm土壤深度,模式在1月、12月的模拟结果均较前两层差。在日变化方面,研究发现:较浅的两层(5cm和20cm)土壤温度模拟值在夏季和秋季均较差。与月变化模拟结果类似的是,80cm土壤层日变化在1、12月模拟较差,然而在其他时段却模拟的很好。在小时变化方面,分析发现:第1层土壤(5cm)模拟结果在每年的1—4月及9—11月的全天(即24 h),模式也会有不同的偏差:其中,在03UTC—21UTC之间主要表现为模式结果比观测结果偏高,而在日内21UTC—00UTC主要表现为模拟结果偏小。在每年的5—8月,全天模拟值都偏小,其中在09UTC达当日最大值。而距离第2层(20cm)处的土壤温度模拟值在大部分月份都偏差较小(-1K至1k之间),并在日内12UTC偏差达到当日最大值。研究发现,在土壤20cm处,模式模拟的最大值较观测值提前,而第3层(80cm)的土壤温度基本不受日内变化影响,表现较为平稳。造成这种影响的原因可能是因为新疆地区5—8月、9—11月为昼夜温差大,深层土壤温度较浅层土壤温度温差变化小,这也造成了模式对于浅层土壤模拟较深层差的主要原因。总体研究表明:CLDAS驱动场强迫下的CLM3.5模式可较为精确的模拟中国新疆地区多年平均土壤温度时空分布,并较为准确的反映中国新疆地区土壤温度的小时、日、月及年际的变化规律。模式浅温度模拟不好的原因可能与模式参数化方案及地表参数有关,后期将继续修正该问题。     

基于GIS与多目标区位配置模型的沈阳市公园选址

结合地理信息系统(GIS)与多目标区位配置模型(LA),综合考虑4个相对独立的目标因子(人口密度等级、空气污染等级、城市热岛效应等级、土地利用格局)对沈阳市三环内城市公园进行优化选址,并将优化结果与公园现状空间分布进行比较,以评价城市公园空间布局的合理性.结果表明： 与其他因子相比,空气污染因子对研究区城市绿地的选址具有重要影响.与单目标因子相比,多目标综合加权分析的结果能够合理地为城市绿地提供优化的空间选址.GIS与LA相结合的方法为城市绿地的空间优化提供了新思路.     

基于土地覆盖/利用模式的云南省抚仙湖流域生态资产评估

利用Landsat7 TM遥感影像和MODIS卫星影像获取生态系统类型、质量状况等参数,并计算出抚仙湖流域各类生态系统的净第一性生产力（Net Primary productivity,NPP）,结合地理属性数据及统计数据,计算出抚仙湖流域各类生态系统的生态资产。结果表明：2001—2004年抚仙湖流域生态资产分别为：827824．96、799563．89、703491．09、700806．18万元。灌丛对流域生态资产价值的贡献量最大,是生态资产构成中重要组成部分,贡献效率最高的生态系统类型是水田,水土保持价值在流域生态资产构成中占有很大比重。抚仙湖流域生态资产价值量呈下降趋势,需要加大生态建设力度,文章提出了流域生态资产的相关管理对策。     

三峡大坝下游残存疏花水柏枝种群结构和动态

在三峡大坝下游的湖北宜都关洲设立1个40 m×40 m的固定样地,利用高度分级,比较2008与2009年两年间的疏花水柏枝（Myricaria laxiflora）种群数量动态,并运用点格局的Ripley＇s K函数分析了其空间格局变化及种群更新特征。结果表明,疏花水柏枝幼苗数量较少,种群更新存在一些障碍。空间分布格局与空间尺度及植株的大小密切相关。种群总体呈集群分布,各大小级多在9 m时出现最大的聚集强度,随着大小级的增加,聚集强度有减弱的趋势。幼苗与中株有较强的正关联。由于种群现有生境变化较大,应考虑迁地保护,并对原生种群加强长期动态监测;同时,开展疏花水柏枝适应机理研究,实施科学保护。     

Vc生产菌“神舟七号”搭载育种

选取3株性状不同的Vc二步发酵生产菌搭载于"神舟七号"飞船进行空间诱变,返回地面后,经富集培养和分离,获得近12000株诱变菌株。采用试管微量培养并监测pH值法作3次初筛,获300余株优良株,再经摇瓶发酵定酸、糖法作3次复筛,选出12株优良菌株。新菌株摇瓶发酵转化率提高了5%～7%。研究了新菌株生产的最适发酵条件,调整了部分工艺过程,应用于大生产,转化率提高4%～5%。     

Ripley′s指数的一个新变形——G（d）

在对Ripley′s指数的物理背景进行分析的基础上提出了一个新的变形——G（d）指数。原始Ripley′s指数K（d）是一个半径为d（d为尺度）的圆的面积估计量,是有量纲的,且K（d）随着d的增大迅速增大,应用起来不太方便。Ripley′s指数的变形L（d）将K（d）换算成d的估计量,再减去d,使得L（d）在随机分布的假定下有数学期望0,这使得L（d）的应用比K（d）要方便。但L（d）还是一个具有长度单位的量,其上下包迹线呈明显的喇叭形状,对于应用还不是十分方便。提出的G（d）指数是一个比值,无量纲,数学期望也是0。文章给出了4个例子,这些例子说明,它保持了L（d）指数区分分布类型的能力,同时具有稳定这个良好特性,到了一定尺度以后,上下包迹线趋向常数。进一步分析得知,这些常数与单位面积的个体密度相关,呈对数关系,其相关系数r2达到0.9左右。这样在实际应用中,包迹线只要模拟到稳定点即可,余下部分可通过回归公式计算,从而节省计算工作量。     

浙江天台山甜槠种群遗传结构的空间自相关分析

采用空间自相关分析方法对浙江天台山亚热带常绿阔叶林优势种甜槠种群全部个体及不同年龄级个体的小尺度空间遗传结构进行了分析,以探讨甜槠种群内遗传变异的分布特征及其形成机制。根据11个ISSR引物所提供的多态位点,经GenAlEx 6软件计算地理坐标和遗传距离矩阵在10个距离等级下的空间自相关系数。在样地内,甜槠种群内个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩为9.945。甜槠种群的空间遗传结构与其种子短距离传播和广泛的花粉传播有关。Ⅰ年龄级、Ⅱ年龄级和III年龄级个体在空间距离小于10 m时存在显著的正空间遗传结构,其X-轴截矩分别为11.820、9.746和9.792。当距离等级为5 m时,其空间自相关系数r分别为0.068、0.054和0.070。Ⅳ年龄级个体在所有空间距离等级中均不存在显著的空间遗传结构。甜槠是多年生、长寿命植物,自疏作用是导致IV年龄级个体空间遗传结构消失的主要原因。