面源污染时空格局动态演变预测与防治分区研究

为对面源污染时空格局精准预测,改善其污染情况,此次研究以某研究区域为例,开展面源污染时空格局演变并提出一定的防治策略。以研究范围内不同区域为实例,对20年来的面源污染排放强度进行核算,建立数据统计模型,并利用EKC预测模型获取空间自相关关系,获取研究区内时空格局动态演变情况。研究区分析结果表明:各区域污染数值均超过1%的置信水平,且空间相关测度GMI指数大于0.20;研究区域D及F为热点区域,区域A和G为过渡区域,区域B和E为冷点区域,可依据此进行分区治理。

基于遥感数据的辽西北地区玉米干旱风险时空动态格局

归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)目前已被国内外广泛应用于干旱的定量识别与监测,它是利用遥感方法获得的一个衡量地表植被生长状态以及植被覆盖度的指标。因此在气象干旱背景下,对干旱时段的NDVI进行计算,建立玉米干旱风险诊断模型,通过作物对干旱的响应表征农业干旱的风险。本文在气象干旱条件下,从玉米对干旱的响应出发,利用NDVI建立玉米干旱风险诊断模型,评估了研究区典型干旱年内典型干旱时段玉米的干旱风险。利用K均值聚类算法(K-Means)将玉米干旱风险分为低风险、中等风险及高风险3类,运用GIS与RS手段绘制了玉米干旱风险等级图,并对玉米干旱风险的时空格局进行了动态分析。结果表明,在玉米干旱风险时间变化规律上,由于土壤水的影响,玉米干旱风险不能完全与典型干旱年内典型干旱时段的降水距平百分率成反比;从玉米干旱风险空间分布特征来说,受纬度、海拔高度以及防旱抗旱能力的影响,干旱风险表现为南北差异明显。研究玉米干旱风险的时空动态格局,能够为政府部门和田间管理者掌握干旱的发生、发展变化,以及因地制宜地制定防御对策提供科学依据。

近10年新疆草地生态系统净初级生产力及其时空格局变化研究

基于2001-2010年遥感监测和气象数据,采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟分析新疆地区草地植被净初级生产力(NPP)及其时空变化特征。结果表明,新疆草地植被NPP空间分布特征受区域水热条件的制约,草地植被大体上由北向南依次出现高山与亚高山草甸、平原草地、草甸、荒漠草地和高山与亚高山草地,其NPP也逐渐由395g C/(m2·a)减少到接近0g C/(m2·a)。10年间,新疆草地NPP总量平均值为56.47Tg C。新疆不同草地类型的NPP存在较大差异。其中,草甸的平均NPP最高,为155.29g C/(m2·a);荒漠草地的平均NPP最低,为57.68g C/(m2·a);总体表现为草甸>高山与亚高山草甸>平原草地>高山与亚高山草地>荒漠草地;新疆地区草地植被NPP整体水平较低,其中,高山与亚高山草甸、平原草地和草甸属于较低生产力的生态系统;而荒漠草地和高山与亚高山草地则属于最低生产力的生态系统。新疆主要草地植被6-8月NPP占全年NPP的63.17%。不同草地类型的平均NPP月际变化差异较大,均在7月达峰值。前7个月平均增长速度最快的是高山与亚高山草甸,最慢的是高山与亚高山草地;后5个月平均下降速度最快的是草甸,最慢的是荒漠草地。除草甸呈增长趋势外,其他4种草地类型的平均NPP总体上表现出一定的下降趋势,其中,平原草地的平均NPP下降速率最快。全区草地植被NPP总量在2007年达最高值,为60.21Tg C/a,最低值出现在2006年,为53.41Tg C/a。草甸是新疆5种草地类型中NPP总量唯一呈逐渐增长的草地类型,而其他4种草地类型均呈下降趋势,其中平原草地的NPP总量下降速率最快。近10年来,新疆全区草地植被总NPP的年际变化较大,有进一步下降趋势。

淹没式交替施用白僵菌和农药的马尾松林动物和虫生真菌群落的结构及时空动态

本文对大面积交替施用白僵菌和农药的马尾松林动物和虫生真菌群落进行了每月1次1周年系统的调查．立地条件和林分状况相似的等面积的两块样地，各自的总物种数相近；植食类群物种数皆约52％，个体数87％左右；捕食性昆虫类群种数皆约11.5％；蜘蛛类群种数均约25％；虫生真菌皆为2种．乔木层和灌木草本层中的优势类群为鳞翅目、同翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目、直翅目和蜘蛛目．灌木草本层中的物种最多．土壤层中的个体数量最大．以调查月份为实体，将群落物种数S、个体数N、多样性指数H′、均匀度指数R和优势度指数D做为属性，采用中间聚类法和主成分分析一致地将1周年划分为4组．其中两样地5-8月群落的多样性和稳定性皆较大．侧重于放菌的一块样地，其群落稳定性稍大，自然控制害虫的作用稍强．

常年释放白僵菌的马尾松林虫生真菌和动物群落的结构及时空格局

本文对常年以白僵菌防治马尾松毛虫的纯马尾松林区虫生真菌和动物群落首次进行了系统的调查研究．发现立地条件及林分状况相似的等面积样地，1周年总丰富度和总个体数相近．植食性类群、捕食性类群和蜘蛛类群的丰富度百分率分别保持在50％、11％和26％左右．植食性类群个体数量在80％和90％之间，捕食性类群个体数量约2％．益害生物的种数之比介于0.9—1.0．种一多度关系近似正态分布，拟合出了数学模型．以灌木草本层中丰富度最高，且各个目之间个体数量组成最均匀．土壤层中个体数量最大．采用高差平方和法聚类分析和主成分分析，将1年分割为A（12月→次年2月，越冬期）、B（3→6月，发展期）、C（7→10月，鼎盛期）和D阶段（11月，衰退期）．这种类型群落的稳定性和自我平衡能力较强，全年处于A→B→C→D→A的循环演替之中.

湖南省耕地多功能时空分异特征及融合模式探讨

以县域为研究单元,运用变化率指数、均衡度指数模型、空间聚类、功能识别等多种方法,对湖南省耕地多种功能值、综合强度以及均衡度进行测度,分析其时空演化特征,辨识归纳多功能典型融合模式及演进趋势。结果表明:1996~2017年洞庭湖区与湘中南地区耕地经济贡献功能明显增加,长株潭地区受城镇化、工业化的影响,经济贡献功能下降;58%的县域单元耕地社会保障功能增加,下降区域主要分布在湘西和湘南地区;耕地生态安全维护功能的演变呈现先增后减的态势,研究末期下降区县超过89%。耕地多功能综合强度变化较平稳,但区域差异较显著,高值区主要在湘中南和洞庭湖区,低值区分布于湘西和湘南地区。耕地多功能均衡度总体处于较高水平且在不断上升,在空间上经历了由分散向局部集中演变的过程。各县市功能融合形式多样,呈现出多元化特征,共有8种融合模式,但大部分的地域单元在转向功能融合模式,除了生态优先发展模式,其它单一功能主导型的地域单元逐渐减少。

长江上游农田生态系统净初级生产力动态变化分析

本研究利用近20a的MODIS遥感数据和气象站点观测的气象数据,基于CASA模型,估算了长江上游地区1995—2015年的农田生态系统净初级生产力(NPP),并详细阐述其20a间时空格局动态变化。结果表明:近20a来农田NPP平均值变化范围在425.19~425.71gC·m^(-2),2010年出现最低值339.42gC·m^(-2);近20a来农田NPP变化区域主要集中在四川盆地;长江上游农田生态系统随着海拔高度的增加NPP也在不断增加。