FORECAST模型在全球针叶林生态系统研究中的应用

FORECAST模型是一个基于森林生态系统过程的林分水平模型,它可以模拟多种管理策略对森林的影响来预测森林生态系统结构和功能的未来发展趋势,帮助我们制定合适的管理策略,为森林生态系统的优化管理服务。本文选取了国内外几种针叶树种,其中包括小干松(Pinus contorta)、欧洲赤松(P.sylvestris)、花旗松(Pseudotsugamenziesii)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、云杉(Picea asperata)、长白落叶松(Larix olgensis)、马尾松(Pinus massoniana),对FORECAST模型在其研究上的应用进行简介,通过对各种管理策略的结果分析,探讨各树种的合理管理模式,并利用FORECAST模型解决研究上的不足。

海州湾生态系统服务价值评估

参照千年生态系统评估的分类体系,并考虑污染等因素引起生态系统服务的退化,评估了海州湾生态系统的潜在和实际服务价值。结果表明,2005年海州湾的潜在服务价值为16.64×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.90×106元/km2。潜在服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占53.39%,35.48%和10.84%。考虑赤潮、食品中累积的污染物超标以及温室气体排放等因素造成的生态服务质量和数量的退化,2005年海州湾生态系统提供的实际服务价值为14.08×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.61×106元/km2。实际服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占48.32%,41.94%和9.74%。海水富营养化和污染等因素导致的生态服务价值降低2.56×108元,影响最大的是食品供给和气候调节服务。

基于Holdridge和CCA分析的中国生态地理分区的比较

在前人工作基础上,对中国自然地理要素与生态地理区域的关系进行了综合分析,采用全国地形、土壤、气候、植被及遥感植被指数等数据,综合分析中国范围生态地理区域的分异规律,制订了生态地理分区的初步方案,并建立了相应的地理信息系统。基于Holdridge模型和CCA分析划分中国生态地理分区,建立了分区的指标体系,得到中国生态分区的大致界线,初步总结了各生态地理分区的地形、植被、气候等综合自然地理特征,完成对中国区域生态地理分区的划分。基于CCA分析的生态地理的分区,不仅结合自然区划和生态地理两种方法,而且加入了生态群落和遥感数据的综合应用。结果显示,由于受到模型适用性及数据误差的原因,基于CCA分析的结果比Holdridge模型的结果更合理一些。

加拿大森林火险气候指数系统(FWI)的原理及应用

森林火险等级预报系统对预测预报森林火灾十分重要。加拿大森林火险等级系统(CFFDRS)是当前世界上发展最完善、应用最广泛的系统之一,是世界上唯一能适应从区域到全球任何尺度的系统,加拿大森林火险气候指数(FWI)系统是CFFDRS的重要组成部分。加拿大火险气候指数系统以时滞-平衡含水率理论为基础,通过天气条件的变化计算可燃物含水率的变化,然后根据不同位置或大小的可燃物含水率划分森林潜在火险等级。从FWI的发展状况、基本结构、程序,以及优点和局限性作了简单的描述,并讨论了如何在基于FWI技术的基础上发展中国的森林火险等级系统。

2005—2009年浙江省不同土地类型上空对流层NO_2变化特征

利用OMI(Ozone Monitoring Instrument,OMI)2005年1月2009年12月对流层NO2柱浓度月平均值卫星遥感资料以及浙江省2005年1月2008年3月由NO2污染指数数据计算得出的地面NO2日均值质量浓度,分析了浙江省对流层NO2的时空分布特征和变化趋势;此外,结合由时间序列的MODIS-EVI数据所获取的浙江省土地利用图,分析不同土地利用类型上空对流层NO2柱浓度的变化差异。研究发现在2005 2009年间,浙江省对流层NO2柱浓度呈现显著的增长趋势和季节变化特征,其中NO2柱浓度最高值出现在冬季,最低值出现在夏季。从区域分布来看,对流层NO2柱浓度的最高值分布在靠近上海大都市的杭州-嘉兴-湖州平原和宁波地区以及人口密集的西部和东部沿海城市区。此外不同土地利用类型上NO2柱浓度分布差异显著。农田、水体和城市地区NO2柱浓度较高,其中城市用地上空的NO2柱浓度明显高于其他土地利用类型上空的NO2柱浓度;森林上空NO2柱浓度值最低。NO2柱浓度逐年增加趋势主要表现为:在农田、水体和城市居民用地类型上空污染严重的NO2-Ⅰ类别增加显著,而在森林和草地类型上空,则表现为污染较轻的NO2-Ⅲ类别增加显著。

基于多时相Landsat影像的庆元县植被覆盖变化研究

利用多时相陆地资源卫星Landsat TM和增强型专题绘图仪ETM影像数据,使用像元二分模型对浙江省庆元县1994-2007年植被覆盖度及其动态变化进行研究。结果表明:13 a来,庆元县植被覆盖度持续增长,至2007年高植被覆盖度区域占全县总面积的90.77%,植被覆盖度等级间的转移方向以中高覆盖区(50%～75%)向高覆盖区(>75%)转变为主,其中1994年至1999年间的变化最为显著。13 a间植被覆盖度随坡度的增大而增加,坡度越小植被覆盖度增长幅度越大,特别是地形平缓区域(<15°)的植被覆盖度增长幅度达15%以上。全县植被覆盖度时空变化分级统计结果显示,1994-1999年,庆元县东部地区的植被恢复较为明显,1999-2007年,百山祖自然保护区等地的植被恢复较好。13 a间各类植被覆盖区的景观破碎度不断降低,平均斑块面积不断增大,特别是高覆盖区在总体面积大幅提高的同时,平均斑块面积由9.66 hm2增长到182.82 hm2,增加了18倍。

乡村避暑老年游客满意度研究

老年避暑游客成为旅游市场中不可忽视的群体,有重要的社会意义。游客满意度影响游客对目的地的形象感知而对旅游地的发展产生重要影响。对此,以浙江省临安市西天目村为研究地,通过对老年避暑游客进行问卷调查获取一手数据,采用模糊层次分析法(FAHP)对旅游地六要素的游客满意度进行计算,得出满意度顺序为住宿>饮食>交通>环境>购物>康体娱乐,游客对旅游地总体满意度评价"一般"的结论。在对六要素各因子层进行分析之后,建议针对性地完善老年人康体娱乐等基础设施,提高服务水平,美化建筑周边环境,同时注重避暑地的卫生工作及投诉渠道建设,加强具有吸引力的品牌产品。

基于FWI的浙江省森林火险等级划分

根据研究区内及附近气象站每日气温、相对湿度、风速和降水数据计算1991-2006年浙江省每日加拿大森林火险天气指数(FWI)系统各组分值;并利用Spline空间插值方法获得1991-2006年所有森林火灾发生日的FWI系统各组分值.浙江省森林火灾主要发生在松林、针阔混交林和杉木林.11月至翌年4月森林火灾发生日的FWI、细小可燃物湿度码(FFMC)和腐殖质湿度码(DMC)平均值较高.根据1991-2006年FWI各组分指数的分布和火灾发生情况,对FWI按低、中、高、很高和极高进行分级,其FWI指数取值范围分别为0-0.6、0.7-4.4、4.5-8.6、8.7-15.2、≥15.3.表明FWI指数对浙江省森林火险有显著的指示意义,FFMC和DMC对预测火灾的发生和蔓延有较好的指示作用.

施用竹炭对卷心菜光合及叶绿素荧光特性的影响

为研究人工施用竹炭对卷心菜光合及荧光特性的影响,进而明确竹炭的施用量,以实现科学指导施肥,提高有机种植产量的目标。试验以上海崇明多利农庄的有机种植卷心菜为试材,设置了3个竹炭有机处理试验:无碳(CK)、中碳(MC)和高碳(HC)。于2014年7月(莲座期)测定其在不同处理条件下叶片的相对叶绿素含量、光合参数和荧光特性,研究其光合及叶绿素荧光特性与差异。结果表明:(1)不同处理条件下卷心菜叶片的相对叶绿素含量(SPAD)由大到小依次为:MC、CK、HC;(2)净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs对光强的响应由大到小依次为:MC、CK、HC;(3)卷心菜的最大净光合速率Pnmax、光饱和点Lsp和表观量子效率AQY为MC时最高,但对应的胞间CO2浓度Ci、暗呼吸速率Rd和光补偿点Lcp最低;(4)初始荧光F0、最大荧光Fm、PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm和PSⅡ的潜在活性Fv/F0由大到小依次为:MC、CK、HC。表明施用竹炭对莲座期卷心菜光合作用有显著影响,且MC处理时最有利于增加卷心菜相对叶绿素含量及其光合作用,提高光能利用率,进而促进产物积累。

重庆森林火灾发生规律与发展趋势分析

通过对重庆2000-2010年的森林火灾发生情况进行研究,结果表明:2000-2006年重庆森林火灾呈阶梯状上升式分布,2006-2010年呈阶梯状下落式分布,且隔几年出现一个高峰年;重庆森林火灾主要发生在春,夏两季,其中3月与8月是火灾发生次数较多的两个月;在一天中,森林火灾发生的次数基本呈正态分布,相对集中在10:00-18:00,高峰期在14:00-16:00;森林火灾基本上是人为火源引起的,主要为烧荒烧炭、上坟烧纸、烧灰积肥、野外吸烟以及小孩玩火等;森林类型上,主要以针叶林发生森林火灾次数最多、受害面积最大,其次为针阔混交林,阔叶林最少。

模拟轮伐期长短对杉木人工林氮动态的影响

近年来由于杉木Cunninghamia lanceolata连栽造成生产力日趋下降,已严重影响了杉木人工林的持续经营。运用FORECAST模型模拟杉木人工林在200 a间的生长情况,从而揭示其在不同轮伐期下氮循环的特点。模拟分好、中、差3种立地条件和10,25,50 a等3个不同的轮伐期长度。预测结果显示:杉木人工林氮的吸收量和归还量都随着轮伐期的增长而增加;叶片氮的含量也随着轮伐期的增长而增大;土壤有效氮在25 a轮伐期时下降,而后随着轮伐期变长又有所回升。以中等立地为例,10,25,50 a轮伐期土壤有效氮的200 a的平均值分别为96.24,86.87和96.07 kg.hm-2;吸收氮的平均值分别为49.22,58.44和69.07 kg.hm-2;凋落物形式归还氮的平均值分别为26.75,44.76和60.74 kg.hm-2。随着轮伐期增长,氮的循环系数增大,不同轮伐期的前4个轮伐期(前4代)氮的循环系数分别为0.544,0.766,0.847和0.879。模型预测的氮的吸收量与实测值具有很高的拟合度,达到显著水平。

天目山地区大气酸沉降的动态特征

随着工业的快速发展,大气环境的污染情况也更加严重。针对中国的大气酸沉降日益加剧的现状,本研究着眼于工业较发达的长江三角洲地区,通过在2012年8月-2013年9月期间采集天目山地区降水样品,并进行相关的数据分析,以探究大气酸沉降的现状和特征,为该地区的生态环境保护提供数据支持。结果表明:天目山地区的降水属于典型的酸性降水,其酸碱度年平均值为p H 4.81,其变化具有明显的季节性特征:夏高冬低;水中的硫酸根/硝酸根(SO42-/NO3-)离子质量浓度的比值范围为4.13~8.89,说明该地区的酸沉降中,硫酸根(SO42-)对酸雨的酸度贡献较大。天目山大气湿沉降的电导率CE值以及铵态氮(NH4+-N),硝态氮(NO3--N)和硫酸根(SO42-)的质量浓度随时间而呈规律性变化,大体表现为:秋季或冬季最高,而夏季最低。研究期间,天目山地区的大气湿沉降的无机氮总量为5.25 kg·hm-2,降水的无机氮月平均质量浓度为1.109 mg·L-1。降水样品的硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)质量浓度,硝态氮(NO3--N)和硫酸根(SO42-)质量浓度变化均呈线性相关关系,分别是y=1.392 0x-0.315 5,R2=0.768 0和y=0.180 3x+0.013 8,R2=0.886 6;地面搜集降水样品的硝酸根(NO3-)质量浓度和臭氧监测仪器(OMI)卫星对流层二氧化氮(NO2)的垂直柱浓度也存在密切的相关关系,并且这种相关性呈季节性变化,表现为秋冬季正相关性,而在春夏季则为负相关性。

三种有机蔬菜结果期光合及荧光特性研究

有机种植是在生态学理论指导下的一种重要的种植体系,但是缺乏对其深入的机理研究。该试验以结果时期的黄瓜、豇豆和番茄为研究对象,测定其在有机种植条件下叶片的光合特性、叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量等指标,研究三者叶片光合特性的特点与差异。结果表明:3种有机蔬菜叶片的叶绿素含量大小为豇豆>黄瓜>番茄;3种有机蔬菜的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs对光强的响应为:豇豆>黄瓜>番茄,拟合的最大净光合速率Pnmax和光饱和点LSP的大小为:黄瓜>豇豆>番茄,表观量子效率AQE、光补偿点LCP和暗呼吸速率Rd的大小为豇豆>黄瓜>番茄;PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)大小均为黄瓜>豇豆>番茄。综合以上结果得出,有机黄瓜和豇豆的叶片的光合固碳能力较强,番茄弱之。

酸雨胁迫对苦槠幼苗气体交换与叶绿素荧光的影响

常绿阔叶树苦槠(Castanopsis sclerophylla)是亚热带地带性顶极群落的建群种之一,在区域森林资源保护和可持续利用方面具有重要的地位。在该区域日益严重的酸雨胁迫下,研究其对于胁迫的生理生态响应具有重要的理论价值和实践意义。该文以苦槠幼苗为研究材料,研究了酸雨胁迫对苦槠幼苗光合生理的影响。结果表明:(1)短时间内,pH2.5处理下的幼苗叶绿素相对含量最低,且与pH5.6处理下的存在显著性差异(p<0.05);经过一段时间处理后,pH4.0处理下的叶绿素相对含量最高,表明低浓度的酸雨会促进叶绿素相对含量的增加。(2)2007年4月,光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)在不同酸雨浓度处理下基本无变化。随着酸雨处理时间的延长,pH2.5处理下的Pn、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率有显著降低,且与pH5.6处理下的存在显著性差异(p<0.05)。pH2.5处理组与pH5.6处理组之间的Fv/Fm和Fv/F0差异性逐渐减小。表观量子效率和气孔导度变化规律不明显。综合来说,酸雨处理前期,高浓度的酸雨胁迫对苦槠幼苗叶绿素相对含量、光合生理参数有显著影响,但随着酸雨处理时间的增加,酸雨胁迫对苦槠幼苗的影响逐渐减小,表明其对外界不良环境具有一定的抵御能力和适应能力。

基于物种分布模型评价土壤因子对我国毛竹潜在分布的影响

基于单类别支持向量机方法的物种分布模型,利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)气候情景模式和联合国粮食与农业组织(FAO)的全球土壤数据,模拟1981-2099年我国毛竹(Phyllostachys edulis)的潜在空间分布及变化趋势,比较考虑土壤因子前后模拟结果的差异,旨在探究土壤因子对毛竹潜在空间分布模拟结果的影响。结果表明,仅以气候因子为模拟变量和同时考虑气候与土壤因子为模拟变量的毛竹潜在空间分布模拟均具有较高精度,毛竹潜在分布区表现为面积增加并向北扩张。模拟因子重要性分析表明表征温暖程度的气候因子在毛竹潜在分布模拟中起主导作用,而表征土壤质地和酸碱性的土壤因子以限制性作用为主。同时考虑气候与土壤因子的模拟结果具有较高的模拟效率,且在未来气候变化情景模式下毛竹潜在分布区面积增幅与向北迁移幅度均小于仅使用气候因子的模拟,表明土壤要素对毛竹潜在分布具有明显的限制作用,该结果对现在的毛竹潜在分布模拟研究具有重要的补充作用。