上海市高温日的日最高气温空间分布特征及改善措施

利用2013年7月12日、8月13日、8月29日3个高温日的Landsat OLI遥感数据和气象数据,采用空间回归法评估了上海市高温日的日最高气温空间分布特征,从气温分区、景观格局和空间自相关3个方面综合分析了3个温区(低温区、中温区和高温区)的热环境分布特征;在此基础上,结合上海市土地利用数据,着重研究了高温区(日最高气温≥38℃)的分布特征和土地利用类型的组合特征。结果表明:通过地表温度、归一化水汽指数和太阳辐射,采用最小二乘回归法建立的预测模型可较好的预测上海市高温日的日最高气温(RMSE=1.75℃,R^2=0.92),可获得完整的、连续的城市热环境空间分布。城市热环境具有非均衡性、多样性和破碎性,且相似的温区斑块具有空间聚集性,上海市低温区(日最高气温<35℃)主要分布在水域和上海南部地区,高温区(日最高气温≥38℃)主要分布在城市或郊区居民区。城市用地将增强城市热环境,水域和植被有助于改善城市热环境,今后可通过合理的城市规划、控制城市发展规模及增加绿化面积等措施减缓极端高温天气产生的影响。

平原河网地区闸控型河道生态修复效果评价

针对城市河道治理后反复出现水华现象的问题,以上海市青浦区小涞港河段为研究区域,基于层次分析法和熵权法的组合赋权法,参考相关研究并结合实地调查,优化选取水质、底泥、护岸等相关指标建立评价指标体系,进行河道生态修复效果评价。结果表明:较高的硝酸盐浓度[NO3--N浓度为(3.055±2.863)mg/L,其与叶绿素a浓度显著相关,r=0.36,P<0.05]是闸控型平原河网水系河流重要的水华潜在风险因素,建议结合现有闸泵工程活水畅流技术,进一步优化曝气方式,创造合适的缺氧微环境以及通过硫、铁元素耦合强化总氮去除;河道底泥以营养盐污染[内源氮浓度为(2171.99±1664.40)mg/kg]为主,现有沉水植物种类较为单一,易产生丝状藻华孳生现象,建议增加沉水植物的种类并进行合理配置,降低底泥营养盐污染,增强以沉水植物为核心的水生生态系统稳定性;采用的浆砌混凝土硬质护岸对雨水径流污染的净化拦截能力严重不足,建议适当拓宽河道,对护岸进行生态化改造,选择合理的填料基质和植被配置,以强化护岸对面源污染的截留功能。

城市河岸土地利用对河流廊道功能影响初探——以上海苏州河为例

城市河岸土地利用往往改变河岸的自然地理条件,对城市河流功能产生影响。通过总结城市河岸廊道功能以及国内外城市河岸规划土地利用的实践,分析了河岸土地利用对城市河流廊道功能的影响,并以上海苏州河为例进行了实证分析。结果表明,苏州河河岸规划土地利用方式提高了河岸开放带宽度,改善了河岸舒适性,控制了河岸建筑高度,有利于保护和开发苏州河河流的景观、遗产和经济廊道的功能。干流河岸在自然廊道功能方面,仍存在一定缺陷,与支流的部分河段相比仍有差距。

沙地云杉生态型表观性状分化

沙地云杉为内蒙古特有树种,干旱适应性强,已成为我国西部重要造林树种。在长期适应干旱生态条件的过程中沙地云杉形成了紫果型、绿果型和红果型等多种生态型。文章对各种生态型沙地云杉的表观性状分化进行了比较研究,可为沙地云杉生态型分化机理研究提供理论参考,对扩大沙地云杉造林面积和西部大开发的生态环境建设具有重要的指导意义。

喀斯特山区生态旅游环境承载力评价体系的构建

旅游环境承载力的评价可为生态旅游合理开发提供依据。本研究从自然资源、生态环境、社会环境和经济环境4个角度出发构建了喀斯特山区生态旅游环境承载力评价体系,根据专家评价的结果,运用层次分析法对各个指标进行了权重计算,得出了最主要的影响因素是自然资源承载力和生态环境承载力,其中自然资源承载力又起主导作用的结论。

不同方法提取三种生态型沙地云杉总DNA的比较

沙地云杉为内蒙古特有树种,干旱适应性强,是我国西部重要造林树种。在长期适应干旱生态条件的过程中沙地云杉形成了紫果型、绿果型和红果型3种生态型。前期研究证明:紫果型沙地云杉有更强的抗旱能力,绿果型抗旱能力弱,红果型处于二者之间,是一个比较典型的过渡类型。本文从分子生物学的角度,详细叙述了沙地云杉总DNA的提取过程、方法,并对已知的植物DNA提取方法作了针对性的改良;对实验过程提取DNA的影响作了分析。为今后针对进行沙地云杉的植物基因研究和生物工程打下基础,对扩大沙地云杉造林面积和西部大开发的生态环境建设具有重要的指导意义。

以生态修复为导向的海洋生态补偿模式研究

如何妥善处理海洋开发利用与海洋生态系统损失之间的矛盾关系是我国沿海城市面临的重大挑战。文章分析了海洋生态补偿模式现状及其存在的问题,认为单纯收取生态补偿金并不能实质性解决海洋开发活动带来的海洋生态损失问题,实施生态修复是降低和减缓海洋生态系统损失的主要手段;建议利用海洋生态系统服务货币化来连接海洋生态损失与海洋生态修复,量化用海单位所造成的海洋生态损失和生态修复所带来生态系统功能增益,进而指示海洋生态损失与海洋生态修复是否达到平衡;进一步提出以生态修复为导向的海洋生态补偿模式的技术框架,为落实与完善海洋生态补偿制度提供参考。

城市园林中鸟类及蜂蝶的重要性及其招引与保护

鸟类及蜂蝶是城市生态系统的重要组成部分,一定程度上也是生态园林的具体体现,它们还可以提高园林的艺术感染力。因此有必要对它们加以招引和保护。本文在分析鸟类和蜂蝶生活习性的基础上,从提供食物、水源、栖息地等多个方面入手,提出了在园林设计中,有效吸引和保护鸟类、蜂蝶的途径和具体方法。针对不同地区分别推荐了适宜的植物群落配置,介绍了冬季补饲、悬挂巢箱、引鸟屋顶和引鸟水景的一般做法,最后从招引和保护鸟类和蜂蝶的角度,提出了城市建设和园林绿地养护管理中的一些需要注意的问题。

城市黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用研究

氮超标是目前许多城市黑臭河道治理过程中急需解决的突出问题。在外源输入有效控制后,底泥内源氮成为水体氮污染的主要来源。硝化与反硝化过程是削减底泥氮负荷和控制内源氮释放的重要途径,从硝化与反硝化耦合作用角度探讨底泥内源氮的行为,对于有效解决黑臭河道氮超标治理难题具有重要的现实意义。对此,文章首先通过理论分析探讨了影响底泥内源氮硝化-反硝化有效耦合的重要因素,认为溶解氧水平和缺氧微环境分布是非常重要的参数,在这矛盾平衡中影响着硝化-反硝化作用的进行。其次评述了黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用的研究现状,指出对于污染严重且受人为干扰频繁的城市黑臭河道,曝气扰动是影响底泥内源硝化-反硝化作用的重要因素。为了实现对底泥内源氮的有效控释,往往需要通过选择合理的曝气条件从影响溶解氧水平和缺氧微环境分布两方面来控制硝化-反硝化反应平衡。最后探讨了今后相关研究的发展动态,包括曝气扰动的合理界定、模拟试验装置的有效构建、水动力条件下底泥硝化与反硝化性能的合理评定以及其微生物机制系统分析。

城市工业遗留地土壤重金属污染及修复研究

随着城市产业结构和用地规划调整,一些工业用地正逐步规划成为市民服务的公共绿地。为了解上海市工业遗留地重金属污染状况,选择上南船厂、浦东钢铁有限公司、港口机械制造厂和江南造船厂为对象进行调查和研究。结果表明,研究区域的土壤受到不同程度的Zn、Cu、Pb、Cd污染。污染程度根据土壤中重金属含量对植物的毒害阈值划分为5个等级。上南船厂表现为Zn单一极重污染及Zn/Cu极重、Cu/Pb重度复合污染;浦东钢铁有限公司部分土壤表现为Zn和Pb单一极重污染及Zn/Cu/Pb/Cd重度复合污染;港口机械制造厂以中等Cu/Pb/Cd污染和重度Zn/Cu/Pb/Cd污染为主;江南造船厂则表现为Cu单一极重污染及Zn/Cu/Pb/Cd重度复合污染的特点。最后针对土壤的各种污染类型和污染程度分别提出相应的修复建议。

沿海岛屿与内陆6种绿化树种物候差异性研究——以上海崇明岛和闵行为例

研究绿化树种在沿海岛屿和内陆物候差异性不仅为沿海岛屿的绿化建设和植物景观配置提供科学依据和参考,还为建设典型生态岛屿以发挥最大生态效益提供指导。本文比较了上海崇明岛和闵行地区的银杏Ginkgo biloba、乌桕Sapium sebiferum、无患子Sapindus mukurossi、紫薇Lagerstroemia indica、紫荆Cercis chinensis和栾树Koelreuteria paniculata 6种绿化树种物候的差异,结果表明,上海崇明岛的绿化树种萌芽开始和结束时间、展叶开始和结束时间比闵行平均晚10~18d,但落叶开始时间和结束时间却比闵行地区平均早15~25d,崇明岛绿化树种的平均叶寿命比内陆闵行的平均寿命短53~89d。说明两地小气候环境对6种绿化树种物候相有影响,即两地对萌芽结束时间、萌芽持续时间、落叶持续时间影响显著。

亚热带常绿阔叶林植物叶-小枝的异速生长

植物生态学研究的重要内容之一是识别和定量刻画种间生态变异的主要维数,叶大小-小枝大小维(谱)是其中之一,目前的研究相对比较薄弱,两者之间是异速还是等速生长关系仍存在着争论。亚热带常绿阔叶林植物叶大小-枝大小维的研究报道很少。该文以我国东部亚热带典型区域福建梅花山常绿阔叶林的68种常绿乔灌木植物为对象,进行了叶-小枝关系及其生态意义的研究。结果表明:1)小枝茎截面积与叶干重、总叶面积和单叶面积之间的SMA斜率分别为1.29、1.23和1.18,呈现异速生长关系,支持叶大小-小枝大小为异速生长的相关研究结论,但SMA斜率低于预期值,其原因及生态意义有待进一步研究;2)小枝总叶面积与单叶面积呈显著正相关,而与叶片数量不相关,反映了小枝总叶面积的增加主要是由单叶面积大小决定的,可能与这一地区湿润气候有关;而单叶面积与枝条长度呈正相关则可能反映了植物对常绿阔叶林内较弱光照环境的适应;3)叶干重同小枝干重、叶面积为等速生长关系,可能反映了植物与动物之间代谢方式的差异。

干旱胁迫对沙地云杉生态型保护酶活性的影响

通过不同干旱胁迫处理,测定了3种生态型(紫果型、绿果型和红果型)沙地云杉叶片和根部的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ASP)、过氧化物酶(POD)的活性。结果表明:在叶片中,无论哪种生态型,SOD活性先上升,后下降;紫果型沙地云杉CAT活性一直上升,但变化幅度不大,红果型和绿果型则先升后降;ASP和POD活性变化趋势一致,紫果型一直以较大幅度增加,红果型和绿果型开始迅速增加,而后又迅速下降。在根部,酶活性的变化与叶片中基本一致。因此得知,紫果型沙地云杉抗旱能力最强,绿果型最弱。

滨海盐碱地绿化植被评价指标体系构建及应用

为建立一套适合滨海盐碱地的绿化植被综合评价指标体系,为上海和其他滨海盐碱地区绿化树种的合理选择引种及配置,也为生态工程建设和评价提供科学依据和参考。根据群落结构和功能的生态学和美学原理,在问卷调查和实地调查的基础上,结合德尔菲法、层次分析法建立包含生态、抗性和景观三大准则(13项评价因子)的指标体系。应用该体系对崇明东滩湿地公园20种植物群落进行评价、筛选和优化,推荐综合得分较高的群落有3个:湿地松+乌桕-木芙蓉+夹竹桃-马尼拉,乌桕-海滨木槿+紫穗槐+金叶接骨木-八宝景天+紫茉莉和国槐+三角枫+榔榆+朴树-紫穗槐+伞房决明-美人蕉;得分较低的群落表现出乡土树种比例小、彩叶树种应用不足、季相变化不明显等问题。

滨岸不同植物配置模式的根系空间分布特征

崇明岛位于长江河口,是世界上最大的冲积岛。滨岸植物配置模式对防止侵蚀、坍塌等具有不同的作用。以崇明岛南岸4种不同的植物配置模式:芦苇(Phragmites australis)-海三棱藨草(Scirpus mariqueter)模式(PSM)、池杉(Taxodium ascendens)-芦苇-海三棱藨草模式(TAPSM)、杂交柳(Salix matsudana×alba)-芦苇-海三棱藨草模式(SPSM)及落羽杉(Taxodium distichum)-芦苇-海三棱藨草模式(TDPSM)为对象,对不同植物配置模式在低、中、高3个潮位根系空间分布进行了调查和分析。结果表明:(1)4种模式中0-40cm土层内平均总根长最大的为SPSM模式,其值为137.0cm/cm2,平均总根长最小的为TAPSM模式(91.4cm/cm2);在3种乔木增配模式中,草本植物根长占总根长比例达94.6%-98.1%。(2)除SPSM模式外,其他3种植物配置模式根长密度均随土层加深而减小,这3种模式根长密度最大的土层皆为0-10cm土层,分别为各自最底层根长密度的15.1倍(PSM)、4.9倍(TDPSM)和2.0倍(TAPSM);SPSM模式在10-20cm土层根长密度最大。(3)在所有4种模式中,直径Φ<0.1mm的微细根对总根长密度的贡献均为最大,比例从74.7%到81.7%,其次为直径0.1mm≤Φ<1mm的细根,直径Φ≥5mm的大根极少。(4)秩和检验显示,4种模式在低、中、高3个潮位根长密度的差异并不一致。根系能够提高土壤抗侵蚀能力,研究4种模式根系空间分布特征,可以为崇明岛滨岸植物配置,建设抗蚀护滩植被带提供科学依据。

崇明岛沿岸防护林结构与功能空间异质性分析

对崇明岛2005年1∶50000航片进行解译,将GIS的空间分析法与景观格局分析法相结合,并对防护林带群落结构进行抽样调查,通过计算完备度、景观格局指数以及疏透度值3项指标,从不同层次上对岛区沿岸防护林结构与功能的空间异质性进行综合分析。结果显示:崇明岛沿岸基干防护林带完备度仅为21%,空间格局分异明显,西岸、南岸林带完备度高于北岸与东岸。景观指数分析结果表明:已有林带分布不连续,多呈片段状分布,其中西岸、东岸的连续性高于南岸与北岸。群落结构与功能调查发现,受树种及群落配置的影响,很少样地林带疏透度值达到最适,目前林带防风效果并不理想。文中最后从数量、结构以及空间分布3方面对岛区未来沿岸防护林体系的构建提出建议,并从研究方法与内容两方面提出了未来岛区沿岸防护林的研究方向。

缺苞箭竹气体交换对CO2浓度及光照强度的响应

为了了解缺苞箭竹的气体交换对短期CO2浓度升高的响应，用Li-6400光合测定系统测定了缺苞箭竹叶净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和叶面饱和水汽压亏缺（Vpdl）随光照强度的变化。结果表明：缺苞箭竹Pn、Gs和Tr随光强增强先增大并维持在一定水平然后又呈现下降趋势，水分利用效率（WUE）随光照强度增强先增大然后维持在一个较高水平，Vpdl呈现先减小后增大的规律；Pn和WUE随CO2浓度升高先增大然后减小，Gs和Tr随CO2浓度升高先减小后增大，Vpdl以随CO2浓度升高而增大。随CO2浓度升高光饱和光合速率提高20％-61％，气孔导度降低36％-57％，蒸腾速率降低30％-53％，水分利用效率提高120％-215％，饱和水汽压亏缺提高4％～11％。

鹿角杜鹃展叶期叶片发育与虫食动态

叶片虫食主要发生在展叶期间,虽然展叶期只是一个短暂的阶段,却可能是了解植食性昆虫和植物之间相互关系的关键。为了解展叶期叶片属性的变化及其与虫食的关系,研究通过野外观察和室内分析,测定福建梅花山亚热带常绿阔叶林中鹿角杜鹃(Rhododendron latoucheae)幼树展叶期间叶片属性(叶片氮、可溶性糖、叶绿素含量、含水量、单宁含量、硬度)和叶片虫食率的日变化动态,并分析它们之间的相互关系。结果表明,(1)叶片在爆芽27d后完成展叶,平均展叶率14.06%,(2)可溶性糖、叶绿素和叶片硬度随叶片的展开上升缓慢,在展叶完成几天内后迅速上升;N含量、含水量和单宁含量在展叶期间含量较高,叶片展开后迅速下降。(3)虫食率随着叶片的发育逐渐上升,在第9天达到峰值(0.55%),并在接近展叶完成时迅速下降。(4)叶片虫食率同N含量、含水量、单宁含量正相关,而与叶绿素含量、可溶性糖含量、和叶片硬度负相关。

常绿阔叶林中栲树展叶期叶片的虫食格局

叶片的虫食主要发生在展叶期。虽然展叶期短暂,它却可能是了解植食性昆虫和植物之间相互关系的关键。为了解栲树(Castanopsis fargesii)在展叶期叶片的虫食格局和展叶方式对叶片虫食的影响,研究了栲树展叶期内的虫食动态变化,结果表明:栲树展叶的两个阶段(折叠期和打开期),虫食叶片的格局存在较大的差异,打开阶段的日虫食频度和日虫食率显著高于折叠阶段(F1,32=8.97,p=0.0054;F1,32=12.38,p=0.0014),展叶期最终叶片虫食频度为50.72%,叶片虫食率为8.25%。折叠期叶片主要受到低强度的虫食,打开期叶片虫食则以较大强度的虫食为主。展叶期叶片的虫食主要发生在夜间,夜间虫食率显著高于日间虫食率(t=2.51,p=0.017),变化趋势与日虫食率一致。栲树叶片在展叶的两个阶段可能采用了不同的防御对策。

崇明东滩湿地公园园林植物群落结构研究

研究以崇明东滩湿地公园内的253个样地为对象进行植物群落结构的调查及分析。结果表明:(1)水平结构上,有木本植物86种,隶属于47科70属,重要值较高的有19种,常绿与落叶树种的比值为0.56:1,乡土种和外来种分别占32.56%和67.44%,乔木树种平均胸径为8.64cm,77.27%集中在5～15cm;(2)垂直结构上,公园的乔灌草比为14.52:14.97:48.83:100,49.01%的样方为二层结构;(3)群落季相和健康状况上,43.08%的样方仅在2个季节有景可观,平均生长势好(4～5)和差(1～2)的植物分别占24.42%和20.93%。在此基础上分析了典型植物群落,并提出今后滨海盐碱地公园绿化的优化对策。