亚热带水田土壤团聚体有机质对长期秸秆还田的响应

为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况,以江西省进贤县稻田红壤为研究对象,分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理,利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量,并通过土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)固存量和累积碳投入量计算土壤固碳效率.结果表明:①稻田红壤的优势团聚体粒级为[0.250,2.000)mm,质量占比为40.64%~47.04%.与常规处理相比,常规+秸秆还田处理对各级团聚体的质量占比和土壤团聚体稳定性指标均无显著影响.②相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下全土的SOC和总氮(total nitrogen,TN)含量分别显著增加13.60%和10.17%,但全土的C/N以及各级团聚体的SOC含量、TN含量和C/N均未发生显著变化.③相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下土壤的SOC固存量和累积碳投入量分别显著增加55.37%和216.76%,但固碳效率显著降低50.85%.综上,在南方亚热带红壤双季稻种植区,秸秆还田有利于SOC的固存,但降低了土壤固碳效率,对土壤团聚体稳定性的影响不显著.

山东省自然资源卫星应用标准体系构建研究

随着遥感技术的快速发展,自然资源卫星在山东省资源调查、环境监测、灾害预警等领域发挥着越来越重要的作用。但是,当前山东省自然资源卫星应用方面的标准化工作进展缓慢,制约了卫星应用的深入开展与水平的提升。因此,构建山东省自然资源卫星应用标准体系十分必要。本文旨在探讨山东省自然资源卫星应用标准体系的构建方法和思路,为山东省自然资源卫星应用提供理论支撑和标准化指导。

不同生态修复方式对内蒙古荒漠草原露天矿山土壤肥力的影响

为了探究不同修复方式对内蒙古露天受损矿区土壤的修复效果,分别用植生袋修复、生态包修复、植生毯修复、自然恢复和客土改良5种生态修复方式对乌海露天矿区受损土壤进行修复,测定修复后土壤的理化性质并进行主成分分析,采用内梅罗肥力指数和IFI指数评价修复后土壤的肥力.结果表明:①与原生植被相比,植生袋修复后土壤的有机质、水解氮、速效钾、速效磷含量显著增多(P<0.05),分别升高了1361.11%、742.73%、294.74%、124.36%;内梅罗肥力指数和IFI指数分别为2.00和1.16,显著高于其他修复方式(P<0.05),修复效果最好.②主成分分析结果显示,有机质、水解氮、铵态氮、速效钾以及全钾含量是研究区土壤生态修复效果的主要限制因子.

土壤模拟增温装置对碳排放监测的影响分析

在全球气候变暖的环境下,土壤碳的微弱变化会对陆地生态系统碳循环产生较大的影响,进而对未来气候变暖产生正反馈。目前全球开展了许多有关野外原位模拟增温的实验,主要集中在土壤碳排放与土壤微生物对增温的响应方面。在研究过程中,不同增温装置的增温效果、增温时间以及增温实验开展地点上的差异对研究结果带来的影响不容忽视。基于以往全球气候变化研究的相关成果,本文系统总结了常用增温装置的特点及不足,研究结果表明:(1)在条件允许的情况下,主动增温装置的可控性与增温效果较好,主动增温的效果优于被动增温;(2)大部分增温实验的持续时间集中在1~5年,且增温装置的增温效果仅局限于浅层土壤,建议开展长时间尺度与深层土壤增温实验;(3)增温实验多集中于北半球中高纬度和高海拔地区,未来可以在热带、亚热带地区开展更多的野外原位增温实验;(4)未来应将增温、氮沉降、降雨变化以及CO_(2)倍增实验结合起来,探究不同全球变化因子间的交互作用对陆地生态系统碳循环的影响。研究结果对后续全球气候变化的相关研究具有一定的参考价值。

数字经济驱动河北省绿色创新发展的对策研究

随着数字经济的快速发展和日益严峻的环境问题,数字经济在绿色创新中的作用越来越受到关注。本文从绿色创新投入、产出及政府对绿色创新的支撑环境三方面对河北省绿色创新的能力展开分析,进一步研究河北省绿色创新存在的问题,并从提供数字化支持,提升绿色技术创新水平;加速数字化应用,普及绿色创新技术应用场景;打通数字化转型的传导机制,帮助企业深化数字化转型;缓解企业融资约束问题;制订差异化数字经济推动绿色创新产业政策等方面,提出数字经济驱动河北省绿色创新发展的策略,以供参考。

黄河流域自然保护地空间格局演变与影响因素研究——以青甘宁片区为例

自然保护地空间格局及影响因素的研究对于构建黄河流域以国家公园为主体的自然保护地体系具有现实意义。以黄河流域青甘宁片区国家级自然保护地为案例地,基于2003-2021年306个自然保护地点数据,借助ArcGIS 10.8空间分析工具,运用核密度分析、标准差椭圆等方法,从类型、密度等方面,对研究区域内自然保护地空间分布的时空格局进行研究;运用空间分析、相关性分析和地理探测器对影响因素进行探讨。结果表明,1)青甘宁黄河流域自然保护地空间结构类型为凝聚型和随机型;2)从分布密度上看,呈现出以省会及重点城市为核心,以黄河为轴的点状集聚与线状扩张并存的演变态势;3)自然保护地空间格局方向分布变化不显著,方向与黄河在该区域的流向一致;4)影响流域自然保护地空间分布的因素依次为社会因素(0.6260)>自然因素(0.5797)>经济因素(0.5413),影响因素存在双因子增强和非线性增强。社会因素成为首要因素与青甘宁地区的自然人文环境密切相关,影响因素在共同作用下最终形成了自然保护地空间格局。

基于样方分析的甘肃省白龙江流域景观生态风险演变

为解决白龙江流域土地资源的可持续利用和生态环境保护等问题,通过景观指数和景观生态风险研究样方的选取,改进了景观生态风险评价模型,研究了2000—2020年白龙江流域景观生态风险演变规律,分析景观生态风险变化的潜在特征。结果表明:在研究期内耕地面积减少最多,草地面积增加最多。白龙江流域景观生态风险在3000 m海拔是一个重要节点,中风险区和较高风险区在小于3000 m的空间内明显增加,在3000 m以上是低风险区和较低风险区得以保存的空间。在时间尺度上,低风险区和较低风险区随时间变化面积递减,较高风险区随时间变化面积递增。通过对研究样方分析可知,耕地的扩张是景观生态风险增加的主要原因;耕地向草地的转变是景观生态风险降低的主要原因。可见在白龙江流域耕地和草地成为了景观生态风险变化的风向标,通过对风险演变影响因素的分析,为流域风险识别和治理提供了新途径。

基于GIS的滇中地区人居环境适宜性评价

科学评估人居环境适宜性,有助于城市可持续发展,实现人类活动与自然环境和谐共处。研究基于地理信息系统(GIS)技术,以1 km×1 km栅格为基本研究单元,构建了滇中地区地形、水文、植被、气候单要素和综合人居环境适宜性评价模型与标准,从空间上定量评价了滇中地区的人居环境适宜性空间分布特征。研究表明:(1)从自然单要素的适宜性评价结果来看,气候、水文和地被的适宜性评价结果均以比较适宜为主;而地形是该区域人居环境适宜性的主要限制要素,且在空间上分区比较破碎,以一般适宜地区为主,主要分布在区域的西部和北部。(2)从人居环境适宜性综合评价结果来看,整体的人居环境状况较好,空间上呈片状分布的特征,临界适宜和一般适宜地区区域点总面积的80%以上;昆明市的不适宜地区面积占比最高,高度适宜地区面积较小但多数分布在楚雄州,曲靖市整体的人居环境状况最好。(3)结合人口数量和密度空间分布数据来看,人口分布与人居环境适宜性在空间分布上存在较高一致性,滇中地区近90%的人分布在临界适宜、一般适宜和比较适宜地区。

顾及PWV的广西地区多尺度PM_(2.5)浓度预测

针对现有的雾霾预测方法较少考虑可降水量的影响,且大部分预测方法都没有对模型回归残差进行有效处理因而预测精度不是很高的问题,利用广西南宁、桂林、梧州和百色四市2017年的PM_(2.5)日均值数据,结合大气污染物、气象因子和大气可降水量PWV等因素,分别建立全年和分季度的ARIMA模型对该地区PM_(2.5)日均浓度进行短期预测,并将ARIMA模型预测残差分别用前馈神经网络径向基函数RBF和多层感知器MLP进行拟合,以达到优化ARIMA模型的目的。结果表明,除桂林外,分季度ARIMA模型预测效果优于全年ARIMA模型,季度ARIMA-MLP神经网络预测精度优于分季度ARIMA模型,表明该类模型可以用于区域PM_(2.5)浓度预测。

坡谱信息熵与区域水土流失关系研究

坡谱信息熵可以在宏观上反映地形起伏特征和地貌组合差异,且计算相对便捷。为探索坡谱信息熵与区域水土流失之间的关系,文章以西北黄土高原水土保持区为例,基于ALOS数字高程模型(空间分辨率12.5 m)计算研究区内的坡谱信息熵、土壤侵蚀模数,构建坡谱信息熵与土壤侵蚀模数之间的函数关系。研究结果表明:研究区内坡谱曲线主要为“L”形、“S”形,坡谱信息熵值在0.67~1.72nat之间;平均土壤侵蚀模数为1940t/(km^(2)·a)。在流域尺度、二级尺度和三级尺度上,构建坡谱信息熵与土壤侵蚀模数的函数模型,均呈极显著的多项式函数关系,但在流域尺度上,坡谱信息熵与土壤侵蚀模数的关系存在较大不确定性。

植被叶面积指数遥感反演研究现状与展望

为客观了解植被叶面积指数(LAI)领域的研究现状、热点和发展趋势,本文通过文献计量法,对中国知网数据库中与LAI相关的2937篇核心论文进行梳理与分析。结果表明,1992—2023年间,该领域的研究文献各年度发文量总体上呈倒“U”型分布,并于2014年达到峰值。杨贵军、黄文江、曹卫星等是该领域的核心作者;中国农业大学、中国科学院大学、西北农林科技大学为该领域贡献较突出的院校;《农业工程学报》《生态学报》《农业机械学报》在该领域的发表论文量较多。在此期间,通过LAI估算水稻、小麦、玉米等作物产量是研究的热点;同时,陆续有学者基于高光谱、无人机遥感等技术,优化参数以提升LAI反演精度,并将LAI应用于植被冠层结构、生态系统固碳释氧等研究中。LAI领域研究未来可能主要围绕无人机遥感、时空尺度、PROSAIL模型、机器学习等方向,致力于黄河流域生态环境保护以及植物多样性、功能性等研究。

中国陆地生态系统生态敏感性评价

良好生态环境是实现可持续发展的基础。全国范围生态敏感性评价鲜有报道,且在研究内容与方法上存有不足。基于空间信息技术,利用遥感、气象、土壤等数据,评价全国陆地生态系统五种生态问题及其综合的生态敏感性,并在国家、生态区与流域片三个地理单元层面上分析其区域分布特征。结果表明:①23.48%和3.78%区域分别为土地沙化和冻融侵蚀极敏感区。前者主要分布在西北地区和青藏高原西北部,后者主要在青藏高原和西北地区山区。59.36%、51.26%、9.56%区域分别为水土流失、土地沙化和冻融侵蚀敏感区。石漠化与土地盐渍化的极敏感区与敏感区均较少。②26.00%和68.17%区域的综合生态敏感性分别为极敏感和敏感。前者主要分布在西北地区和青藏高原西北部,后者广泛分布在除长江中下游平原和苏北外的地区。高敏感地理单元主要包括两生态区(西北>世界屋脊)与三流域片(内陆河>黄河>西南诸河)。研究结果可为区域生态保护与高质量发展、国土空间优化提供一定理论依据。

大坳水库后生浮游动物多样性特征及其与环境因子的关系

为研究大坳水库后生浮游动物群落结构特征,提供水生态健康评价基础数据,于2021年8月(丰水期)和11月(枯水期)开展了2次水生态相关调查。结果表明:①大坳水库后生浮游动物共鉴定出3类26种,其中轮虫13种、枝角类4种、桡足类9种,优势种为螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、田奈同尾轮虫(Diurella dixonnuttalli)、暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)、泡轮虫属一种(Pompholyx sp.)、圆筒异尾轮虫(Trichocerca cylindrica)和象鼻溞属一种(Bosmina sp.);②大坳水库丰水期(8月份)后生浮游动物的密度和生物量均大于枯水期(11月份);③大坳水库后生浮游动物Shannon-Wiener指数在丰水期和枯水期平均值分别为0.88和1.05,PCoA分析结果表明丰水期后生浮游动物群落结构存在空间分布差异;④RDA冗余分析结果表明大坳水库丰水期和枯水期物种-环境累计变异总解释率分别为62.4%和65.1%,高锰酸盐指数是影响大坳水库后生浮游动物群落结构变化的主要驱动因子。

秦岭中段北麓农耕地秸秆还田对土壤团聚体及可蚀性季节性变化的影响

选取秦岭中段北麓陕西关中地区典型农业土壤塿土,添加小麦、大豆、玉米秸秆,并选择无秸秆添加作为对照。秸秆混入375 d,共采集样品11次,探究秸秆混入对团聚体特征及可蚀性季节性变化的影响。结果表明:(1)土壤有机质呈现明显的季节性变化,随着秸秆混入时间的延长,土壤有机质含量呈上升趋势;与混入前相比,实验结束时添加小麦、大豆、玉米秸秆的处理有机质含量分别提高了19.56%、18.28%、18.61%。(2)秸秆混入降低了小于1 mm团聚体比例,增加了大于1 mm团聚体占比;与混入前相比,实验结束时添加小麦、大豆和玉米秸秆三种处理的平均重量直径(MWD)分别提高了67.31%、68.53%、56.98%,几何平均直径(GMD)分别提高了45.77%、35.00%、40.25%。(3)与裸地相比,混入秸秆样地的土壤可蚀性值均显著降低,添加小麦、大豆、玉米秸秆处理的土壤可蚀性平均值分别降低了28.92%、23.33%、26.40%。研究结果探明了秸秆混入对土壤团聚体特征和土壤可蚀性的季节性变化的影响,对我国南北过渡带水土流失区农业生产实践具有重要的参考价值。

基于随机森林和支持向量机的云南省土地利用分类

针对基于遥感进行大尺度空间上土地利用类型分类研究的精确性问题,对比提出适用于多样性高原山地地貌大尺度下精确高效的土地利用分类提取方法和土地分类模型。基于2019—2021年云南省Sentinel-2卫星影像数据,分别采用随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machines,SVM)算法对云南省土地利用进行分类,通过目视解译随机抽样选取1 525个样本点进行精度验证。结果表明:应用RF和SVM分类算法对云南省土地利用分类精度均达80%以上,2019—2021年云南省土地利用中耕地主要呈现先增加后减少趋势;采用RF与SVM总体精度和Kappa系数均值能够更加有效进行土地利用分类比较分析;研究区内RF算法识别地物信息的准确度高于SVM,更适合云南省高原山地土地利用分类研究。

白洋淀流域水域空间格局变化及维持机制

本文基于VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,还原了白洋淀天然入淀径流量(即不受大坝干扰情境),结合实际入淀水量的组成,探究了白洋淀入淀径流量衰减过程、淀区水量维持变化以及流域陆地水储量的响应。研究结果表明:(1)白洋淀年均总入淀水量在天然状况下为23.79×10^(8)m^(3),实际仅为8.59×10^(8)m^(3),且总入淀水量呈减少趋势,2000年后流域内外调水成为入淀水量的重要组成部分;(2)模拟天然状况中,上游径流量能够维持淀区耗水量,在实际状况中,1960―1979年径流量基本能满足淀区耗水量需求,1980―1997年淀区出现长时间水量赤字,1998―2016年淀区耗水主要靠上游水库、黄河等流域内外调水补给;(3)白洋淀流域陆地水储量显著下降,西南流域下降趋势大于东北流域。白洋淀流域水资源减少,淀区来水与耗水失衡,且过度依赖人工调配水,增加了白洋淀流域水资源应对未来气候变化的不确定性。尤其在雄安新区建设背景下,实现淀区水生态保护与恢复目标面临更多挑战。

利用生态位适宜度模型评价土地利用环境脆弱性效应

土地利用对环境脆弱性具有重要影响,土地利用与生境条件匹配越好,土地利用的环境脆弱性效应值会越低。该文通过生态位适宜度模型将土地利用对环境脆弱性的影响定量化。选择典型生态环境脆弱区黄河三角洲垦利县的农用地,通过野外调查选择样地,构建各土地利用方式的生态位适宜度模型,在此基础上,对各土地利用生态单元的生态环境现实条件与现状土地利用方式所要求的最佳生态环境进行比较计算生态位适宜度,获得土地利用环境脆弱性效应分布图。研究结果表明,垦利县土地利用的环境脆弱性效应整体良好,棉田是决定整个垦利县环境脆弱性发展的土地利用方式;土地利用强度与土地利用环境脆弱性效应之间呈现为正相关趋势;灌溉条件和土壤盐分是决定土地利用环境脆弱效应值高低的主导环境因子。该研究结果对指导土地的合理利用与管理,防止土地退化和促进生态环境改善具有一定意义。

应对气候变化的适应技术框架研究

减缓和适应是应对气候变化的两个重要方面,适应则更为现实和迫切,而适应技术的正确选择与表述是应对气候变化研究的关键内容。本研究以易受气候变化影响的农业、林业、水资源、海岸带、生态系统以及人类健康等领域为对象,在分析各领域受气候变化的影响危害及其适应技术响应基础上,初步总结归纳出11项应对气候变化的适应技术表达方式,主要包括预警、工程研发、动态监测、评估、灾害防控、适应空间、适应长效性、模型分析、重大工程、行业标准和规范以及社会影响与宣传等类型的技术表达方式;在此基础上建立应对气候变化的适应技术选择框架,对各领域适应技术进行初步归类;最后提出应对气候变化的各类型适应技术选择的基本操作步骤。研究结果可以为未来适应技术清单的统一归类和选择提供理论参考和技术依据。

我国城市化发展的新特点及其区域空间建设策略

经济全球化成为21世纪最具有广泛影响的事件,将促进全球城市化的高速发展。我国正处在城市化高度发展时期,城市化出现“集群式”发展、城乡二元结构扩大、“驱赶型城镇化”和城市化的区域空间差异性等新特点、新问题。我国快速城市化过程中出现的新矛盾、水土资源流失与大量占用,对沿海地区一些城市的区域环境产生了很多负面影响,诸如酸雨、城市污染、汽车烟雾和交通阻塞等。面对全球城市化的巨大影响与冲击,从区域空间角度出发,提出必须在科学发展观和构建和谐社会的指导下,使我国城市化走向健康之路,实施区域空间建设新策略,注重大城市群区内的保护与建设,因地制宜、合理利用、适度发展、构建区域性的生态安全格局,促进我国信息化的区域合作。

环巢湖地区生态系统服务价值时空演变及驱动因素研究

生态系统服务价值(ESV)是生态要素、结构、功能和产品造福人类的媒介和渠道,评估生态系统服务价值对于全面了解生态系统的健康状况和功能演变至关重要,为区域生态修复与管理提供了科学基础。研究基于土地利用变化动态与价值当量等效因子法,量化环巢湖地区2000—2020年ESV,探究环巢湖地区ESV时空演变特征,利用地理探测器探讨ESV区域差异和驱动机制。结果表明:(1)2000—2020年,ESV总体呈现先上升后持续下降的波动变化趋势,其中调节服务占比最大,水体ESV总体保持较高水平,耕地ESV显示出明显逐年下降趋势;(2)从空间分布上看,生态系统服务高价值区主要集中在巢湖水域及周边等地,随时间推移,价值减少区域逐渐从中心城市向外围转移,到2020年价值减少区域分布更为分散。(3)驱动分析结果显示,自然环境和社会经济因素共同作用ESV,其中植被覆盖和蒸散量作为关键自然环境因子,显著提升ESV,土地利用强度的增加对ESV产生压力,研究发现未来需统筹自然环境保护与经济发展协调统一,这将有助于指导土地利用规划、生态系统恢复和维护生态安全等工作的开展。