基于SBAS-InSAR技术的港口地表二维形变监测与分析

为了大范围监测果园港港口地表形变情况,预防地面沉降和塌陷所带来的危害,采集2014年11月—2017年11月果园港升轨和降轨的Sentinel-1A号数据,应用SBAS-InSAR技术进行地表形变数据提取与分析。结果表明:得到的垂直方向地表形变变化趋势与水准测量结果相一致;果园港地表垂直方向形变速率为-33.49~13.49 mm·a^(-1),东西方向形变速率为-16.16~29.44 mm·a^(-1);大幅度沉降主要发生在港口的堆场区和交通枢纽处,且沉降速率与距交通线路的距离呈现显著相关。

基于时序遥感数据的东南丘陵地区撂荒耕地提取——以福建省闽清县为例

近年来,我国耕地撂荒现象十分普遍,已对国家粮食安全构成严重威胁。通过使用遥感技术,人们能够及时获取撂荒耕地信息,为撂荒耕地治理工作提供数据支撑。东南丘陵地区地形复杂、耕地地块破碎、混合像元较多,基于传统方法的撂荒耕地提取精度难以满足当前要求。基于此,以福建省闽清县为研究区,基于谷歌地球引擎云平台(Google Earth Engine,GEE),利用Sentinel-2和Landsat8数据,结合耕地图斑矢量边界,构建地块级长时序归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集,并采用年际NDVI最大值,结合LandTrendr算法和年内NDVI差值法提取撂荒耕地。利用研究区高分影像和119个野外实地调查样点数据,验证了本方法撂荒耕地提取精度为85.71%,表明该方法可以减少混合像元的影响,有效提取东南丘陵地区撂荒耕地信息。

一株柚子叶部病原真菌的鉴定及生物学特性研究

分离鉴定柚子炭疽病的病原菌,对其致病性和生物学特性进行研究。利用组织分离法对柚子炭疽病的病原菌进行分离纯化;利用离体叶片接种方法检测其致病性;通过形态学观察和ITS基因序列同源性比对及其系统进化分析确定其分类地位;利用单因素试验研究其生物学特性。结果表明,分离得到的致病真菌YZ4被鉴定为胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides);最适合YZ4生长的碳源为淀粉,氮源为蛋白胨,最适生长pH为5.0。研究结果为柚子炭疽病的防治提供基础数据。

南方山区耕地林果化时空演变及影响机理

为厘清南方山区耕地林果化时空演变趋势,探究耕地林果化的驱动机理,该研究以福建省为研究对象,截选2000—2020年5个时间节点,利用地形梯度分级、空间自相关分析等方法分析耕地“林果化”的时空演变特征,并借助最优参数地理探测器模型揭示其驱动因素。研究表明:1)福建省耕地林果化规模呈现“平稳发展转向骤增”的变化趋势,2015—2020年增加显著。2)水平空间上,林果化程度由“东高西低”向“西高东低”转变,Moran’s I从0.396增加至0.672,林果化行为在空间上呈现明显的集聚特征。3)垂直地带上,耕地林果化呈现明显的地形梯度效应,主要发生在海拔0~1000 m、坡度0°~2°和10°~20°、地形位指数为0.1~0.8的阴坡和半阴坡区域。4)不同时期耕地林果化空间分异的主导因素不同,其中高程、距居民点距离、GDP始终是稳定的驱动因子;各影响因子交互后对林果化的解释程度均呈现增强。耕地林果化演变是自然禀赋、区位条件和经济政策共同作用下的复杂结果,地方政府推行林果化管控过程中应基于耕地本底条件及驱动机理的不同进行分区整治,今后耕地占补平衡有必要推动平原林果地和山坡耕地空间置换。

泉州湾湿地碳库生态安全评价及其障碍因素研究

【目的】根据湿地“碳库”特征,构建湿地碳库生态安全综合评价体系。以长时间尺度观测数据为基础,评价滨海湿地生态环境质量,为相关部门管理湿地碳库提供依据。【方法】以泉州湾河口湿地自然保护区为评价对象,采用DPSIR模型,筛选出包括二氧化碳排放、碳储量在内的32个指标;结合专家法、熵权法等构建泉州湾湿地碳库的生态环境质量评价指标体系;运用遥感技术、统计学方法,基于遥感影像、野外实测数据及政府公开数据评价湿地生态安全状况,并借助障碍度模型识别出影响生态安全水平提升的主要因素。【结果】2012-2021年泉州湾湿地碳储量总体呈逐年上升趋势,其中,2012年碳储量最低,为168221×10^(6)t,2020年碳储量最高,为654463×10^(6)t。生态始终处于较安全状态,生态安全最低值出现在2012年,为0.399,最高值出现在2021年,为0.451;驱动力指标、影响指标、压力指标、响应指标数值均呈逐年上升趋势,状态指标数值以2015年为分界点,先增加后减少。【结论】利用与保护之间的长期博弈及湿地本身的脆弱性可能是导致泉州湾湿地碳储量和生态安全情况波动的主要原因。人均耕地面积、地表水资源量、单位GDP电耗、工业废水排放量、第一产业产值是近年泉州湾湿地生态安全水平提升的主要制约因素。

基于生态安全格局的厦漳泉地区国土空间生态保护修复区与预警点识别

厦漳泉地区是福建省开展生态保护修复的关键区域,识别、预警国土空间生态薄弱区对实施国土空间生态修复具有重要意义。研究通过MSPA、MCR等模型方法识别2000-2018年动态稳定性与连通性兼具的生态源地,提取生态廊道、生态节点等构建该地区的生态安全格局,采用FLUS模型在生态安全格局限制下模拟2030年土地利用变化,综合划分厦漳泉地区国土空间生态保护修复区并展开预警。结果表明,厦漳泉地区生态安全格局由12个生态源地,66条潜在生态廊道、13条重要生态廊道与若干生态节点等构成,生态源地主要分布在研究区西部,生态廊道为纵横交错的网状结构,部分生境较脆弱的县(区)无生态源地与廊道分布,生态节点集聚特征显著;2030年研究区耕地、林地面积呈减少趋势,建设用地面积增幅显著,建设用地向四周的耕地与林地呈环状扩张,挤压生态空间,威胁生态源地与廊道。综上,研究划分了1个生态源地保护带、2个生态修复核心区,并明确生态保护空间预警点,可为完善国土空间生态安全格局的保护与建设等提供基础信息,对开展生态保护修复协同治理、提升区域生态环境质量与人民福祉有重要意义。

一株鸡蛋花叶部病原真菌的鉴定及生物学特性研究

本研究采用组织分离法从鸡蛋花(Plumeria rubra Linn.cv.Acutifolia)叶片中分离出一株病原真菌菌株,命名为JD3,并对菌落形态特征和ITS序列分析。结果显示,鉴定JD3菌株为胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides),该菌株能够利用多种碳源和氮源,其中D-甘露糖醇为最佳碳源,酸水解酪蛋白为最佳氮源。本研究结果可为诊断和防治鸡蛋花炭疽病提供参考。

旅游城镇化格局与生态系统服务的时空关联分析——以武夷山市为例

以典型旅游城市武夷山市为例,在分析城镇化格局、碳存储服务与土壤保持服务时空变化格局的基础上,采用双变量空间自相关等方法探索武夷山市旅游城镇化格局与生态系统服务之间的时空关联。研究表明:(1)2000—2010年武夷山市旅游城镇化进程发展迅速,陆地表层人类活动由3.79%升至5.05%,2010—2020年城镇化进程放缓,2020年陆地表层人类活动仅为5.33%;空间分异明显。(2)2000—2020年,碳存储服务呈下降趋势,土壤保持服务价值总量呈上升趋势,由2000年的26.38106 t升至2020年的45.26106 t。(3)陆地表层人类活动与碳存储服务之间存在负相关关系,而陆地表层人类活动与土壤保持服务存在正相关关系。旅游城镇化格局与碳存储和土壤保持2种生态系统服务之间呈现显著的时空关联特征。

大食物观下的南方山区耕地“非粮化”适应性恢复策略

本文探究了我国南方山区耕地“非粮化”恢复面临的困境,剖析了社会发展阶段与耕地认定标准的关联逻辑,探讨了面向大食物观的耕地认定标准细化方案,提出了强化硬性指标约束管控、采取适应性恢复等南方山区耕地恢复策略。

东南崩岗侵蚀区崩壁土壤岩土特性的空间分异特征

为明确花岗岩崩岗区崩壁土壤理化性质与抗剪强度的空间异质性,进一步量化两者之间的定量关系,以福建省安溪县典型崩岗区崩壁土壤为研究对象,对崩壁垂直(红土层、砂土层和碎屑层)和水平(表层和内部)两个方向不同深度土壤理化性质和抗剪强度的差异进行分析。结果表明:崩壁不同土层表层土壤游离态铁铝氧化物和无定形态铁铝氧化物含量均大于内部土壤,而有机质、pH值、颗粒组成和抗剪强度参数不同土层表层和内部土壤的差异规律不明显;崩壁不同土层土壤性质差异显著,红土层土壤的游离态铁铝氧化物、无定形态铁铝氧化物含量、黏粒、黏聚力最大,碎屑层最小;相关分析表明土壤游离态和无定形态铁铝氧化物、有机质、中粉粒和更小细颗粒与土壤黏聚力呈显著正相关,游离氧化锰、粗粉粒及以上粗颗粒与黏聚力呈显著负相关;内摩擦角与游离氧化铁呈显著正相关;逐步回归分析表明无定形氧化铝、游离氧化铁、细黏粒、细粉粒为影响崩壁抗剪强度的主要土壤因子,根据4个主要影响因子建立了崩壁土壤抗剪强度的预测模型(r=0.96,P<0.01,RMSE=10.44)。

基于RSEI的生态环境质量评价及驱动力分析——以闽江流域(福州段)为例

生态环境对社会经济可持续发展至关重要。为了研究闽江流域(福州段)生态环境的变化情况,本文以2010、2015和2021年的遥感影像为基础,通过主成分分析构建遥感生态指数(RSEI),对闽江流域(福州段)近12年的生态环境质量进行评价和监测,并结合地理探测器对其变化原因进行分析。结果表明:(1)闽江流域(福州段)2010、2015和2021年的RSEI指数分别为0.62、0.70和0.68。(2)大部分地区的RSEI指数等级为良和优;生态变好的面积大于生态变坏的面积,生态环境整体向好发展。(3)干度和热度是生态环境质量时空变化的关键驱动因子。

基于时空扫描统计的耕地质量等级变化监测——以福建省闽侯县为例

[目的]分析福建省闽侯县多年耕地质量等级的时空变化及布局,为东南丘陵区复杂地貌地带耕地质量的时空格局演变研究提供新思路与新助力。[方法]将时空统计扫描法引入多时序耕地质量监测中,结合传统空间分析方法,对县域耕地质量的连续变化趋势及空间分布进行研究。进一步地,将引入时空扫描模型产生的试验结果与运用传统空间自相关分析法中的局部自相关模型的试验结果进行比对。[结果](1)在挖掘高值的聚类特征上,时空扫描模型优于局部自相关模型;(2)2018—2019年闽侯县耕地质量等级在变化幅度和空间分布广度上均大于2019—2020年的耕地质量等级变化与分布状况;(3)2018—2020年闽侯县整体的耕地质量逐年稳定并呈现上升趋势。(4)根据闽侯县耕地质量的时空格局变异情况将耕地划分为高级优质提升区、低级优质提升区、首要重点整治区、次要重点整治区、适度改良区5个区。[结论]补足养分因子、兴建水利和平衡土壤pH值是防止并逆转耕地质量劣化和保持农田高质量、高产出的重要实施方案。此外建立耕地保护区,防范耕地非农化也有助于耕地质量的稳固和提升。

安徽省“三生”功能空间特征及分区调控

本文基于“三生”功能评价体系,借助空间自相关、耦合度、障碍诊断模型分析安徽省“三生”功能的空间特征和划分空间类型,识别不同空间区域的障碍功能并提出相应调控对策。结果表明:(1)安徽省“三生”功能数量结构分别呈现纺锤体等级分布、金字塔等级分布和锥形瓶等级分布;生产功能空间分布呈北高南低,生活功能空间分布较为分散,生态功能空间分布呈北低南高。(2)生产功能冷点区到热点区在空间上呈现出由南到北过渡式的分布格局;生活功能在空间上呈现出中间高、四周低的凸字形分布格局;生态功能冷点区到热点区在空间上呈现出由北到南过渡式的分布格局。(3)将安徽省分为优先改善区、重点改善区、潜在改善区、协同提升区、潜在提升区和适度优化区等6种区域。

磺胺甲恶唑(SMX)对双齿围沙蚕的毒性效应研究

磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)作为一种广谱型抗生素,由于大量使用而在水体中广泛存在。为研究SMX对海洋多毛类动物双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的毒性效应,将双齿围沙蚕暴露于1、10和100μg·L^(-1)SMX的海水中15 d,从个体、细胞和分子水平探究SMX对双齿围沙蚕的生长、掘穴行为、抗氧化防御、非特异性免疫以及细胞凋亡等方面的影响。结果表明,1μg·L^(-1)和10μg·L^(-1)SMX对沙蚕体质量的影响不显著(P>0.05),但所有SMX处理组双齿围沙蚕的体长都显著高于对照组水平(P<0.05)。暴露于SMX的双齿围沙蚕掘穴率显著降低,且高浓度SMX(100μg·L^(-1))对双齿围沙蚕有明显的神经毒性作用,表现为乙酰胆碱酯酶活性的显著降低。SMX暴露诱导了氧化应激,导致了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性的升高以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的下降。此外,10μg·L^(-1)和100μg·L^(-1)SMX暴露下酸性磷酸酶(ACP)活性显著降低,表明暴露于高浓度的SMX可能会降低双齿围沙蚕的免疫力。最后,高浓度SMX暴露下,双齿围沙蚕凋亡相关基因大都呈现下调趋势,抑制细胞凋亡。本研究有助于进一步了解SMX污染对水生无脊椎动物的毒性效应,增进对SMX生态毒性的认识。

1980—2020年福建省耕地非农化的时空演变特征

[目的]以县域为单位对1980—2020年福建省耕地非农化时空演变特征进行系统研究,揭示福建省耕地非农化的空间分布、迁移规律和集聚特征,以期为福建省耕地资源保护与可持续利用提供依据。[方法]基于福建省1980,1990,2000,2010,2020年5期土地利用数据,运用重心模型、空间自相关等方法分析福建省耕地非农化时空演变特征。[结果]①福建省耕地资源主要呈带状分布于东南沿海,且耕地面积随时间推移逐年减少。②福建省耕地非农化空间分布地域差异性显著,耕地非农化程度不断加剧,由东南沿海地区逐步向全省范围扩散。耕地非农化高等级区域主要分布在东南沿海地区和西北地区,以耕地转为建设用地、林地和草地为主要类型。③福建省耕地非农化重心偏离于几何中心,其分布具有非均衡性。耕地非农化重心主要位于该省几何中心东南方向,沿先西南后东南再西北的路径转移。福建省东南部地区的耕地非农化程度仍高于西北部地区,耕地非农化空间格局的总体趋势由东南部地区向西北部地区迁移。④福建省耕地非农化呈空间正相关性,空间集聚程度加深。“高—高”集聚和“低—低”集聚的空间变化对福建省耕地非农化空间自相关关系的格局演变起主导作用,“高—高”集聚由东南部地区向西北部地区转移,“低—低”集聚数量减少。[结论]福建省耕地非农化程度不断加深,空间聚集度加强及耕地非农化重心逐渐向西北地区移动。为确保粮食安全,兼顾经济发展,应采取合理措施保护耕地,实现耕地资源的可持续发展。

闽台海岸带生境质量时空演变及其影响因素

快速城镇化、工业化背景下对海岸带生境质量进行评估,揭示影响生境变化的关键驱动因子,对于海岸带生态可持续发展具有重要意义。本研究以福建东海岸和台湾西海岸(以下合称闽台海岸带)为研究对象,借助1990年、2000年、2010年、2020年的土地利用以及社会经济数据,运用InVEST模型及地理探测器分析土地利用变化下生境质量的时空演变特征及其影响因素,为城市生态空间优化提供可靠的理论依据。结果表明:(1)1990-2020年两岸土地利用变化以建设用地的增长及耕地的减少为主要特征。建设用地2000-2010年面积增长最多,年均增长5.66%。耕地作为建设用地面积最大转入来源,面积共减少1781 km^(2),年均减少2.55%。土地变化福建东海岸大于台湾西海岸。(2)1990-2020年闽台海岸带生境质量均值为0.82,总体生态质量良好,但呈下降趋势。2000-2010年两岸低等级生境面积增长最快,2010年后增长速度趋缓。生态用地向非生态用地的转移对生境退化的贡献率超过70%。(3)夜间灯光指数、人口密度、GDP、高程、坡度为影响生境质量变化的主要因素,30年间主导因素由地形因素变为社会经济因素。研究为闽台沿海地区陆海土地资源管理提供科学依据,对区域协同发展具有重要意义。

砂土边坡的速凝高聚物微型抗滑桩加固效果研究

针对常规混凝土凝固较慢、工期长、施工复杂等缺陷,提出速凝高聚物微型抗滑桩加固边坡的新思路,开展高聚物微型抗滑桩加固砂土边坡的模型试验与数值模拟研究。结果表明,在数值模拟中,将Mohr-Coulomb强度参数转换为Drucker-Prager强度参数时,应力洛德角取0能够更准确地反映边坡岩土体的强度特征;模拟得到的各边坡工况的位移、变形发展过程和破坏特征都与试验结果较为吻合,在一定程度上验证了数值模拟的准确性;在施加了5级水平推力(1 500 N)后,单排高聚物微型抗滑桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了33.4%、33.3%和33.3%,而双排桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了55.9%、53.4%和43.4%。加固前的坡面呈现波浪状的变形特征,加固后的坡体变形显著改善。在水平推力达到1 800 N时,单排桩工况中的桩体断裂,而当水平推力达到2 400 N时,双排桩工况中的后排桩首先发生断裂。研究结果验证了速凝高聚物微型抗滑桩在边坡加固中具有一定有效性和可行性。

福州城市绿地冬季鸟类多样性分析

福州位于东亚-澳大利西亚候鸟迁徙的通道上,探究福州城市绿地冬季鸟类的种类、数量、群落结构、多样性的特点及差异,可以为福州冬季鸟类多样性保护提供依据。2021—2023年1月、2月,采用样线法、样点法对福州市7个城市绿地冬季的鸟类多样性进行调查。通过Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)、Simpson优势度指数(λ)和SΦrensen相似性系数(C_(S))分别计算鸟类群落的α多样性和β多样性;并采用BAS法对β多样性进行分解。结果表明:1)记录到鸟类有18目54科197种,其中,国家一、二级重点保护野生动物分别有3,25种;古北界90种,东洋界72种,广布种38种;留鸟87种,夏候鸟10种,冬候鸟91种,旅鸟6种,迷鸟3种。2)Shannon-Wiener多样性指数(H′)最高的城市绿地为福州国家森林公园(H′=3.928),最低的为乌山历史风貌区(H′=2.914);Pielou均匀度指数(J)最高的城市绿地为福州国家森林公园(J=0.871),最低的为闽江河口湿地国家公园(J=0.709);Simpson优势度指数(λ)最高的城市绿地为乌山历史风貌区(λ=0.088),最低的为福州国家森林公园(λ=0.026)。3)各城市绿地间β多样性周转组分(β_(sim)=0.278)高于嵌套组分(β_(sne)=0.242)。福州冬季水鸟种类丰富、数量较多,邻近水体的城市绿地的鸟类多样性高于远离水体的城市绿地。7个城市绿地具有整体保护价值,保护不分优先级。

添加硫酸钙对崩壁碎屑层土壤抗剪强度的影响

[目的]探究福建省崩壁碎屑层土壤在不同硫酸钙施用条件下的力学强度及微观特征,为今后崩壁土壤恢复和水土保持治理提供数据支撑。[方法]以福建省典型花岗岩崩岗碎屑层土壤为研究对象,以硫酸钙为改良剂,设置0,5,10,15 g/kg 4个浓度梯度,通过室内重塑土试验,使用直剪试验获得了不同剂量下改良土壤的黏聚力和内摩擦角,采用扫描电子显微镜获得了不同浓度下土壤的表观孔隙率。[结果]添加15 g/kg硫酸钙土壤抗剪强度提升效果最佳,在300 kPa垂直荷载条件下,抗剪强度增加9.04%。随着使用量增加,土壤黏聚力比对照处理依次增加27.24%,53.57%,49.39%。改良后土壤内摩擦角变化均不显著,但随着施用浓度的增加均表现出先降低再增加的趋势,且低于空白对照,依次降低8.73%,17.35%,3.91%。添加硫酸钙通过促进土壤形成大团聚体改变了碎屑层土壤的微观结构,低浓度硫酸钙添加下,土壤颗粒呈现大块片状为主,各颗粒之间相距较远且孔隙度大,添加量为15 g/kg时,土壤形成特殊堆叠书页状为主的结构,随着施用浓度增加,土壤表观孔隙率依次减小了15%,25%,47.5%。[结论]添加硫酸钙可以增加碎屑层土壤的力学强度,对治理崩岗有重要指导意义。

2001—2020年福建省县域单元农业碳排放核算和时空演变特征分析

[目的]分析福建省县域尺度农业净碳排放量时空特征,为福建省及其他各省市区制定碳减排对策提供参考依据。[方法]基于种植业和畜牧业的12种碳源构建农业碳排放核算清单,采用碳排放因子法测算出农业碳排放总量;结合福建省农业特征选取7种主要农作物计算碳吸收量;并利用探索性空间分析方法分析了2001—2020年福建省农业净碳排放的时空演变特征。[结果](1)研究期内净碳排放量呈现出先上升后下降的倒“V”型变化趋势。碳源方面,农地利用碳排放占据较大比例;碳汇方面,水稻、蔬菜和甘蔗对碳吸收的贡献较大。大部分县(市)农业碳排放强度呈下降趋势,但年均下降幅度较小。(2)福建省县域碳排放量存在显著的全局空间正相关,呈现出空间集聚特征,聚集态势以高高集聚和低低集聚为主。农业碳排放强度空间分布格局变化较大,整体呈现下降趋势,其中约有一半的县(市)处于较低强度区。(3)2001—2020年福建省各县(市)的空间等级分布格局有一定程度的变动,中等排放区和中低排放区数量增多,高等排放区、中高排放区和低排放区数量减少,两极分化情况有所缓解。[结论]2001—2020年福建省大部分县域农业碳排放量和碳排放强度都呈下降趋势,碳减排取得了一定成效,但下降幅度不够大,未来还应从政策激励、产业结构优化等方面采取措施强化减排效果,促进农业低碳转型。