基于CiteSpace的城市空间形态与碳排放关系研究进展

城市空间形态与碳排放的关系是低碳城市建设的理论依据。基于WOS和CNKI数据库,采用CiteSpace软件对1991—2022年城市空间形态与碳排放的关系进行了综述。从发文趋势、合作网络、突现词探测、关键词分析等角度,分析了该领域的发展动态、研究热点,并通过关键词聚类对文献相关内容进行综合解析。结果表明:(1)1991—2022年该领域发文量总体呈上升趋势,在国际重要事件节点上,发文量有大幅上升。(2)中国是该领域发文最多的国家,发文量达34.03%,美国发文中心性最高,为0.48,且国家、机构合作紧密。(3)关键词共现表明探究城市形态对碳排放的影响一直是学术界关注的热点;突现词探测表明研究重心逐渐从与交通碳排放相关的城市空气质量转移到与城市形态和碳排放有关的内容上来。(4)从关键词聚类标签来看,国内外将城市碳排放测算作为重中之重,并通过指标量化城市空间形态分析城市形态对碳排放的驱动作用;通过建立模型定量探讨城市空间形态与碳排放的关系是未来的研究趋势。未来应编制规范的城市层面碳排放清单以提高测算精度、拓宽城市形态与碳排放关系的研究尺度、深入挖掘三维城市空间形态与碳排放的关系。

基于集中度与集中期的径流年内分配研究

借鉴年降水量年内分配的向量法,描述径流年内分配的径流集中度和集中期,尝试提出一种计算河川径流年内分配不均匀性的定量新方法。实例研究表明,用月径流量计算的集中度比径流年内不均匀系数有更高的分辨能力和敏感性,用月径流量计算的集中期对应的月份与月径流最大值出现的实际月份完全一致,径流集中度、集中期能够充分定量地表征径流在年内分配的非均匀性。

中国北方农牧交错带C3草本植物δ^(13)C与温度的关系及其对水分利用效率的指示

由于植物稳定碳同位素组成(δ13C)综合反映了植物光合过程中C、H2O交换的信息,因而从理论上讲它可以作为植物长期水分利用效率的潜在指标,并揭示与植物生理生态过程相联系的一系列气候环境信息。通过对中国北方农牧交错带400 mm等降水样带上28个科的118种C3草本植物叶片δ13C值的测定,探讨了C3草本植物δ13C和水分利用效率(WUE)对环境温度梯度变化的响应以及气候环境因素对其产生的影响,揭示了样带控制植物δ13C变化的主要环境因子。结果显示:在400 mm降水带上C3植物δ13C分布区间为-31.5‰--23.0‰,平均值为-27.6‰,分布范围与黄土区干旱-半干旱区C3草本植物一致。整体C3植物δ13C随年均温度和夏季均温升高分别变重0.14‰/℃和0.27‰/℃,指示植物WUE随大气温度升高而增加。但这仅是一种表象,温度与植物碳同位素的这种关系实质上是温度升高导致的土壤相对湿度(或湿润指数)降低造成水分胁迫进而影响植物碳同位素分馏的结果,植物可利用的有效水分是本样带植物碳同位素分馏的控制因子。5种C3广适性植物δ13C均随温度升高而变重,但变化幅度不同,而且它们之间平均δ13C值有显著差异,表明不同物种的水分利用状况对温度的响应不同,说明不同物种有不同适应环境变化的策略。此外,本结果还显示不同寿命的草本植物δ13C值以及用碳同位素表征的WUE表现出多年生草本>2年生草本>1年生草本(可能与不同寿命草本植物的根系分布和吸水能力有关),这与Ehleringer等在沙漠地区研究的结果一致,而与湿润气候区的结果相反,表明不同寿命的草本植物δ13C值和WUE的变化可能与当地水分条件有关。

土壤水分与遮荫水平对棉花叶片光合特性的影响研究

以盆栽棉花 (中棉 2 3号 )做为供试材料 ,通过人工遮荫 ,设计了 3种遮荫水平 (不遮光 (CK ) ,遮光 75 %(DN) ,遮光 40 % (SN )和高、中、低 3种水分组合处理 ,其土壤含水量分别为田间持水量的 85 %～ 10 0 % (高水分 ,HW )、65 %～ 85 % (中水分 ,MW )和 45 %～ 65 % (低水分 ,LW ) 探讨了土壤水分和遮荫水平共同作用对棉花苗期至蕾期中午的气孔导度、净光合速率、蒸腾速率和叶水势等的影响 高水分下 ,DN和SN的气孔导度比对照分别增加 16 69%和 2 8 0 1% ,净光合速率分别减少 45 74%和 2 0 5 4% ,中水分下 ,DN和SN的气孔导度分别增加2 8 86%和 2 3 2 8% ,净光合速率分别减少 3 1 97%和 1 64 % ,低水分下三者气孔导度没有显著差异 ,但DN和SN的净光合速率比对照分别减少 46 2 2 %和 13 45 % ;相同水分条件下 ,DN和SN的气孔导度不存在显著差异 ,但DN和SN的净光合速率差异显著 (低水分下除外 ) 回归分析表明 ,气孔导度随叶 -气水汽压差 (VPD)的增加而下降 ,且与净光合速率表现出较弱的相关性 土壤不分与遮荫水平对叶片蒸腾速率和叶水势的影响很小 ,CK、DN和SN之间不存在显著差异 除中水分下SN的胞间CO2 浓度 (Ci)与对照相比没有显著变化外 。

湖南市域化石能源消费碳排放时空格局及驱动因素

研究碳排放时空格局演变及其影响因素对指导碳减排具有重要意义。利用2008—2013年湖南省14地市规模以上工业企业终端能源消费数据,运用IPCC提供的参考方法和对数平均迪氏指标分解模型(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)对湖南市域碳排放量、人均碳排放量、碳排放强度的时空格局及碳排放量变化的影响因素进行了研究。结果表明:1)2008—2013年湖南市域碳排放量随时间变化趋势不一,大致呈3种类型变化;累积碳排放量居前3位的市域依次是娄底、岳阳和湘潭,三者累积碳排放量占全省同期的48.92%,而吉首、张家界和怀化3市的累积碳排放量合计仅占全省的2.59%。2)湖南市域能源消费碳排放量、人均碳排放量存在相似的空间差异,二者均表现为东高西低的格局,且具有较强的相关性,碳排放量高的市域,人均碳排放量也较高;2008—2013年湖南市域碳排放强度呈下降趋势,属于低强度区的市域由2008年的4个增加到2013年的7个,碳排放强度的空间分布与市域产业类型有关。3)能源结构、能源强度对碳排放的增长主要起抑制作用,但能源结构的贡献很小,碳排放量的降低主要是由能源强度引起的;经济发展是碳排放增长的最主要因素,在2008—2010年和2011—2013年两个时段其累积贡献值分别为74.285和27.579;人口规模对碳排放的驱动较小,在2011—2013年对碳排放增加产生的累积贡献值仅为2.252。湖南当前及未来碳减排的重点是加快发展清洁能源与提高能效并重,优化能源结构和促进产业结构升级,从战略层面促进湖南"四大区域"协调发展。

控温条件下C3、C4草本植物碳同位素组成对温度的响应

采取人工控制实验,探讨了6种C3、C4草本植物在昼/夜温度指标为20/12℃!36/28℃的范围内植物碳同位素组成(δ13C)及其对温度变化的响应,并结合植物比叶面积(SLA)、胞间CO2浓度(ci)与环境CO2浓度(ca)的比值、碳同化率(净光合速率Pn/胞间CO2浓度ci)等光合生长指标对植物δ13C的影响进行了分析。结果表明:所有C3、C4植物样品的δ13C值分别变化在-28.3‰!-32.1‰和-14.4‰!-17.6‰之间;在C3植物中,油菜δ13C值分布范围最集中,位于-31.1‰!-32.1‰之间;C4植物中,谷子δ13C值分布范围最窄。在控制的温度范围内,3种C3植物的平均δ13C值随温度升高而显著变低,而C4植物δ13C平均值与温度呈先增大后减小的抛物型关系,但线性回归结果未达到显著水平(P>0.05)。单个植物种的δ13C值对温度的响应不同,茄子、高粱的δ13C值与温度呈线性负相关,其它4种植物与温度均呈二次抛物线关系,这可能与不同植物种具有不同的光合最适温度以及植物δ13C分馏对温度变化的敏感程度不同有关。

基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原小流域降雨-径流关系中的应用

基于土地利用、土壤类型等信息数据和流域水文、气象资料,应用美国农业部水土保持局研制的小流域设计洪水模型-SCS模型对王东沟流域径流过程进行了模拟。按照集水区自然分水线划分流域子单元,并提出了适合该流域产流计算的CN值表。结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,模拟精度在75%以上,说明模型在参数的确定上较为合理,可以应用于黄土高原典型流域,为建立分布式水文模型对流域进行生态水文综合评价提供了科学方法。

根系分区交替灌溉不同交替周期对苹果树生长、产量及品质的影响

以1112年生苹果树为研究对象,于2006—2007年在烟台市农业科学研究院果树研究所试验果园进行了根系分区交替灌溉(APRI)试验,研究了APRI灌溉模式下不同交替灌溉周期对苹果树生长、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,APRI处理的苹果树湿润一侧土壤含水量随深度增加而减少,并出现明显拐点,交替周期愈短拐点愈接近地表,干旱一侧则随深度增加而增大,二者含水量最大差值出现在土壤表层010cm。每2周交替灌溉1次的APRI1处理的叶水势、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度稍有降低,但与对照均没有明显差异,而每4周交替灌溉1次的APRI2和APRI3处理的上述指标则显著低于对照(P<0.05)。APRI处理显著抑制植株的新梢生长,但对果实直径没有显著影响。APRI1和APRI2处理的苹果产量比对照和APRI3下降了11.1%14.8%,但供水量减少了50%,水分利用效率提高了71%80%,而且显著提高了可溶性固形物含量和果实干物质含量,使果实含酸量降低,果实硬度增加,果实品质明显改善。由此可以推断采用根系分区交替灌溉并进行适宜的交替周期处理(如试验中的APRI1)可以达到大量节水、提高苹果品质而不明显降低产量的目的,是苹果生产中一种切实可行的灌溉方式,值得旱地苹果园大力推广。

遮阴对作物生长影响的研究进展

光照环境对植物光能利用效率和生产力起着决定性作用。从植物的生长、光合作用 (光合速率、蒸腾速率、气孔开度、水分利用效率 )、植物矿质营养等方面就国内外有关遮阴对作物影响的许多研究成果进行了分析和评述 ,讨论了遮阴条件下作物的生态、生理和生化因子之间的相互关系以及对遮阴的适应机制 。

黄河三角洲地区经济发展与生态环境建设互动度研究

经济与环境互动发展是实现社会可持续发展的必然要求,也是当今社会关注的热点问题。以黄河三角洲核心区域东营市和滨州市为例,构建了经济与生态环境建设互动发展的评价指标体系,选用主成份分析法计算各指标权重,应用互动度对黄河三角洲地区2001—2011年的经济发展与生态环境建设互动水平进行定量分析。结果表明:东营市、滨州市经济发展与生态环境建设互动度11年间整体呈上升趋势,互动水平由一般互动发展型向中等互动发展型演进,但生态环境保护滞后于经济发展;在空间分布上,黄河三角洲地区经济发展与生态环境建设互动度在由低到高的演进过程中呈现出由分散到集中的趋势,即较高水平的县(区)相对集中分布,但县(区)之间互动水平空间差异明显。最后,对黄河三角洲地区经济与环境互动发展提出了建议。

不同生育期遮荫条件下番茄矿质氮的分配效应

光合有效辐射是影响作物生长发育、产量构成以及营养状况的重要因子。由于遮荫造成的光照强度的降低经常引起干物质积累的减少和营养状况的下降。然而 ,在夏季晴天中午遮荫并不总是导致营养状况的降低。该文以番茄为材料 ,观测了不同生长阶段 (开花早期 ,盛花期和开花后期 )夏季午间遮荫 (0遮荫 ,40 %遮荫和 75 %遮荫 )对矿质氮在番茄各器官中的含量及其分配的影响 ,发现不同时期影响不同。遮荫不影响开花早期和盛花期叶片氮的含量及其分配。但开花后期 ,40 %遮荫使叶氮含量增加 ,叶、茎、茬中氮的分配指数高于开花早期和盛花期 ,并且产量增加。这些结果表明 ,在某些时期中度遮荫可以克服夏天辐射过强、气温过高对番茄的不良影响 ,有利于改善番茄氮素营养状况和提高经济产量 ,在生产中有一定意义。

不同生长阶段遮荫对番茄光合作用、干物质分配与叶N、P、K的影响

对番茄植株做了两种不同程度的遮荫处理 ,观测了夏季午间遮荫对光合速率、干物质积累量及其在根、茎、叶之间的分配 ,和叶 N、P、K的含量以及经济产量的影响 ,发现不同时期遮荫影响不同。 (1 )遮荫增加三个阶段 (开花早期、盛花期和开花后期 )的气孔导度和胞间 CO2 浓度 ,显著降低开花早期中午的净光合速率 ,但盛花期中度遮荫 (4 0 %遮荫 )使净光合速率随着时间的增加逐渐上升 ,在开花后期表现更加明显 ,平均净光合速率比对照高 2 0 %以上 ,蒸腾速率也增加较多。 (2 )开花早期和盛花期重度遮荫 (如本实验中的 75 %遮荫 )显著降低根、茎的干重 ,而开花后期中度遮荫的根、茎干重高于对照 ,但遮荫对叶干重的影响不明显。 (3 )开花早期和盛花期遮荫不明显影响叶片中 N、P、K的含量 ,但开花后期中度遮荫使 N、P、K含量增加。 (4 )开花早期两种遮荫对果实产量影响较小 ,但盛花期重度遮荫使产量降低 ,全部产量中无效部分所占的比例上升 ,开花后期中度遮荫的总产量和有效产量增加 ,单果重也增加。这些结果表明 ,在某些时期中度遮荫可以克服夏天辐射过强、气温过高对番茄的不良影响 ,对番茄生长、干物质积累和提高产量等有利 ,在生产上有意义。

基于地理信息的SCS模型及其在黄土高原典型流域降雨-径流关系中的应用

基于土地利用、土壤类型等信息数据和流域水文、气象资料,应用美国农业部水土保持局研制的小流域设计洪水模型-SCS模型对王东沟流域径流过程进行了模拟。按照集水区自然分水线划分流域子单元,并提出了适合该流域产流计算的CN值表。结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,模拟精度在75%以上,说明模型在参数的确定上是较为合理的,可以应用于黄土高原典型流域。为建立分布式水文模型对流域进行生态水文综合评价提供了科学方法。

根系分区不同灌水上下限对茄子生长与产量的影响

为了探明根系分区交替灌溉不同灌水上、下限对作物生长状况、气体交换与产量的影响,以指导节水灌溉,通过玻璃土箱试验,选取常规滴灌(conventional drip irrigation,CDI)和根系分区交替滴灌(alternate partial rootzone dripirrigation,APRDI)2种灌水方式,研究其在3种灌水上、下限水平下(CDI处理:植株两侧根区土壤含水率控制在田间持水率(Fc)的85%～100%;APRDI85-50处理:植株一侧根区土壤含水率维持在Fc的85%～100%,另一侧维持在Fc的50%～85%,当任意一侧根区土壤含水率<50%Fc时即进行交替灌水;APRDI70-30处理:根区一侧含水率保持在Fc的70%～100%,另一侧控制在Fc的30%～70%,当其中一侧根区土壤含水率<Fc的30%时即进行交替灌水)作物生长、产量及水分利用效率的差异。结果表明:与CDI相比,2种APRDI处理叶水势降低了19.0%和26.4%,气孔导度和蒸腾速率也显著下降,但APRDI85-50的光合速率增加了14.7%而APRDI70-30与CDI差异不明显,蒸腾效率比CDI分别提高了26.1%(APRDI85-50)和5.1%(APRDI70-30)。APRDI处理刺激了根系生长,显著增加了根干质量和根密度,有效控制了植株营养生长,使APRDI85-50的灌水利用效率比CDI提高了43.4%,产量增加10.8%,而CDI的灌水量比APRDI85-50处理增加了29.4%,说明交替滴灌下的APRDI85-50处理是一种经济可行的灌溉方式。

黄土高原长武试区土地利用变化对产水量的影响

根据1986年、1996年土地资源调查或土地详查资料以及土地利用总体规划,分析了长武试区土地利用的数量变化及其变化的幅度和趋势。利用1988年汛期5—10月降雨资料,分别计算了1986、1996和2010年土地利用状况下流域的产水量。结果表明长武试区土地利用变化的主要特点是农田、草地面积所占比重的减少和林果面积迅速增加。同样降雨类型,1996年流域下垫面状况下的产水量比1986年少产水0.5747×104m3,2010年产水量将比1986年少产水0.5914×104m3,产水量减少的直接后果使流域汇入河流的水量减少,引起水循环路径改变,加剧了河段断流与干旱灾害发生。

黄土区坡地降雨入渗产流中的滞后机制及其模型研究

滞后作用的存在，不但影响降雨过程中的入渗特性，而且影响产流量。该文通过对入渗产流中的滞后机制分析，建立了考虑滞后作用的坡地降雨入渗产流模型。利用黄土高原沟壑区典型小流域坡地天然降雨入渗－ 产流的实测资料对模型进行了检验，结果表明： 在降雨入渗－产流过程中， 滞后作用加快入渗速率， 减少径流量； 滞后模型使土壤含水量、产流过程接近实测值。因此，在降雨入渗产流过程中考虑滞后作用的影响是必要的。

番茄不同生育阶段遮荫对光合作用与产量的影响

研究了番茄夏季不同生长阶段午间遮荫对光合作用、干物质分配和产量构成的影响。结果表明 ,不同时期遮荫使番茄初花期、盛花期和末花期午间气孔导度 (Gs)和胞间CO2 浓度 (Ci)增加 ,75 %遮荫显著降低净光合速率 (Pn) ,但盛花期中度遮荫 ( 40 %遮荫 )的Pn随着遮荫时间的增加逐渐上升 ,在末花期阶段表现尤为明显 ,8d平均Pn比对照增加 2 2 %,蒸腾速率也显著增加。在初花和盛花期 ,重度遮荫 ( 75 %遮荫 )显著降低根、茎干样质量 ,但中度遮荫使末花期的根、茎干样质量分别比对照 (不遮荫 )增加 43 %和 2 2 %,叶干样质量的增加不明显。初花期遮荫对果实产量影响不明显 ,但盛花期 75 %遮荫的总产量和有效产量显著降低 ;在末花期 ,与对照相比 ,40 %的遮荫使总产量和有效产量显著增加 ,单果质量亦增加 35 %。这些结果表明 ,末花期午间适度遮荫有利于提高光合作用 ,增加干样质量和经济产量。

基于缓冲区分析的城市化与地表水质关系研究--以烟台沿海区县为例

将城市化过程中的人为土地定义为建设用地,利用2004年TM影像得到烟台沿海区县建设用地数据。用缓冲区分析提取乡镇水平上建设用地比率和人口密度数据,缓冲半径从100m到2000m,利用ArcView空间分析功能对建设用地比率、人口密度、河网等级和水质进行叠置分析,并结合逐步回归分析方法揭示烟台沿海区县28个水质监测站各水质参量的空间变化情况。结果显示,通过建设用地比率和人口密度共同作用可以解释85%以上的水质参量模型,反映城市化的建设用地比率比人口密度能更好地解释水质参量的空间变化,大多数水质参量的最佳模型出现在2000m的缓冲半径上,表明建设用地比率和人口密度是影响研究区域水质的首要因素。同时,运用缓冲区分析等GIS空间分析方法为区域城市化进程与水环境质量的研究提供了新的途径。

水分胁迫与光照条件对棉花干物质和产量形成影响的数学模型

从作物冠层净同化速率入手 ,通过引入对CO2 浓度、空气湿度、光照强度和土壤含水量反映较敏感的光能利用系数 (β) ,建立了考虑水分胁迫和光照条件对作物干物质积累与产量形成影响的数学模型 .模型考虑了水分胁迫与低光照下冠层阻力增加的设定 ,将反映作物冠层水分状况的功能叶水势 (Ψl)作为参数纳入本模型 .通过对土壤相对含水量 (Aw)、气温 (Ta)、水汽压差 (VPD)的多元回归估算出Ψl,并将空气动力学阻力 (Ra)简化为风速 (u)的函数 .盆栽试验应用实例和敏感性分析表明 ,该模型在诊断环境因子特别是土壤水分与光照因子对作物生长和产量构成的影响具有一定的实用性 .

降雨入渗和产流问题研究的若干进展及评述

２０世纪以来，入渗与产流研究取得了长足进展。该文从入渗影响因素、入渗计算与分析、坡地产流、流域产流４个方面，着重介绍了国内外研究的若干成果和进展，并做了简要的评述。