黄绵土N2O排放的水分效应及动力学特征

通过室内模拟试验,研究湿度对西北地区黄绵土N2O排放的影响.结果表明:在试验温度下,随着土壤湿度增加,土壤N2O捧放量增加;但土壤孔隙含水量(WFPS)为20.67%时例外.此时黄绵土对空气中N2O有吸附现象,即在低含水量时,黄绵土有可能是N2O的汇.在试验设计的土壤湿度范围内,15℃条件下土壤N2O排放的最大水分效应区间在49.18%～57.86%(WFPS)之间,20℃条件下在38.14%～49.18%(WFPS)之间,25℃、30℃和35℃时累积量湿区在20.67%～38.14%(WFPS)之间,即随着温度的升高,N2O的最大水分效应区间提前.土壤N2O累积排放量(y)动力学曲线符合修正的Elovich方程(P<0.01),随着湿度的增加,表观排放速率(b)增大,25℃、300C和35℃时,N2O初始排放量(a)也随着湿度增加而增大;15℃、20℃和25℃时,土壤湿度(20.67%～57.86%WFPS)对农田土样N2O排放总量的作用表现为线性关系,30℃和35℃时表现为对数关系.     

太白山植被指数时空变化及其对区域温度的响应

太白山地处陕西秦岭腹地中段,是秦岭最高峰。基于5月的遥感影像提取研究区NDVI数据,结合实际调查,对太白山自然保护区1979-2009年植被指数变化特征进行分析,研究不同植被带NDVI对温度变化的响应。结果表明:近30 a来,太白山5月植被指数NDVI平均值达0.2以上的面积占研究区面积的89.5%,植被整体覆盖较高;但NDVI表现出明显的垂直性差异,中低海拔区NDVI大多分布在0.2以上,而较高海拔区NDVI则主要分布在0.2~0.5区间。有56%以上的区域NDVI基本没有发生变化;NDVI增加极显著和减少极显著区占总面积的4.88%和3.92%。近30 a来,研究区年平均温度呈明显上升趋势,线性增加趋势为0.35 ℃/10 a;随着海拔的升高,各植被带NDVI对温度的变化更为敏感,高海拔植被对温度变化的敏感性远大于低海拔植被,即人为影响相对较小、但海拔相差巨大的太白山植被生态系统,已成为气候变化影响的敏感场所。     

秦岭地区气溶胶光学厚度的时空演变特征及其影响因子

气溶胶是大气中极其重要的组成部分,它不仅影响人类的健康,还能增加大气的化学反应,导致环境温度改变。基于2002年1月-2017年12月Terra/MODIS MOD04_3 k气溶胶光学厚度(AOD)产品,通过空间分析法和空间面板模型对2002-2017年陕西秦岭地区AOD时空变化特征以及对影响秦岭山区AOD的因子权重进行排名,为气候变化研究及环境治理提供理论基础。结果表明,秦岭地区16年来AOD高值区主要集中在秦岭北坡边缘上的关中城市群、秦岭南坡边缘上的巴蜀城市群;16年间的AOD平均值为0.28。秦岭地区春(0.36)、夏(0.34)两季AOD均值明显高于秋(0.23)、冬(0.17)两季。秦岭山地16年来年均AOD小于0.3的低值区不断增加,年均AOD大于0.7的高值区不断减少。秦岭地区AOD四季演变趋势存在明显的差异性。其中春季变化平稳,轻度增加区在秦岭中部地区分布,减少区主要分布在关中和巴蜀城市群地区。夏季88.3%的地区以减少为主;冬季73%的地区以增加为主;秋季变化存在空间差异性,减少区主要分布在秦岭西南地区,增加区主要分布在东北地区,中部为基本不变区。空间面板模型结果表明,年均温度、年均风速和年均湿度对秦岭山地AOD具有显著的正向驱动作用,海拔有显著负向效应;年降水、NDVI和日照百分率对AOD均有明显的影响但均未通过显著性检验;年均气温、年均风速和海拔3个因子还具有显著的空间溢出效应。     

农田土壤磷酸酶活性与土壤N2O排放通量的相关性

 以黄土高原南部旱地小麦田和空闲地为研究对象,设置6种处理,研究了耕作措施、肥料条件变化对小麦不同生育期土壤磷酸酶活性和土壤N²O排放通量的影响.结果表明,耕层土壤磷酸酶活性与土壤N²O排放通量呈显著负相关,相关系数为0.4660.在小麦生育期内,N²O排放通量在拔节期最高,苗期和成熟期最低;磷酸酶活性变化与之相反.农田种植小麦和覆膜均增加了土壤磷酸酶活性和N²O的排放.施肥可以提高磷酸酶活性,单施磷肥比同时施用氮、磷肥时N²O的排放量高.     

秦岭植被覆盖时空变化及其对气候变化与人类活动的双重响应

论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其“格局—过程—趋势”的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明：1）秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈“中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低”的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,700~3 200 m达0.7以上,1 300~2 700 m达0.9以上,3 400 m以上为0.5以下的低值区;2）秦岭地区的植被覆盖与气候因子的响应关系存在明显的空间差异,对气温的响应总体上没有明显的时滞效应,而与降水的响应存在以滞后1个月为主的时滞效应;3）人类活动对秦岭地区植被变化的作用日趋增强,且以正向作用为主,主要分布在东部地区,而负向作用则分布于中部和西部地区;4）秦岭地区植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,影响因子对植被覆盖变化的解释能力依次为人类活动>降水>气温>潜在蒸散量。     

基于Agent建模的农户土地利用行为模拟研究——以陕西省米脂县孟岔村为例

以Agent强化学习（Reinforcement Learning）模型框架为基础,选择政策、市场、Agent自身及与其它Agent相互作用、土壤肥沃程度等因素作为Agent对环境认识的基础,结合环境反馈值,初步构建了农户土地利用行为决策模型,这对于从微观主体层面揭示土地利用变化的内在机理具有重要意义。论文以陕西省米脂县孟岔村为例,采用农户Agent强化学习模型,模拟了农户土地利用行为,得出以下3个结论：①经过对Agent强化学习模型的检验和验证（按面积统计误差率为5.5%）,认为该模型较适合于微观层面农户土地利用行为的研究;②该模型可定量表达政策、市场、农户自身及与其他农户相互作用等因素对农户土地利用行为决策的影响;③与离散函数的土地利用决策相比,应用连续函数表达农户的土地利用决策比较符合实际农户决策状况（农户最终决策中玉米、蔬菜和其它作物的决策值分别为0.3233、0.4035和0.2732）。同时,在文章的最后还分析了需要进一步研究和探讨的问题：①模型在实现农户决策的空间位置方面取得一定进展,但还存在决策位置失误的问题,函待进一步的研究;②对于影响农户决策的自然因素,探讨定量化表达其对农户影响作用,是下一步研究的重点。     

近30年秦岭山地商洛段林地类型时空变化及其驱动力

在遥感和地理信息系统(GIS)技术的支持下,以商洛地区1978年多波段扫描仪(MSS)和1990、2000、2006年专题制图仪(TM)四期遥感影像为基础,利用ERDAS软件的监督分类与GIS的空间分析功能,提取了商洛地区各类型林地的动态变化信息,研究分析了近30年来商洛地区各种类型林地的时空变化特征.结果表明:林地的总面积由12584.55km2增加到14479.44km2;针叶林、灌丛面积增加,而针阔混交林、阔叶林的面积减少,低海拔地区较高海拔地区变化剧烈.林地破碎化程度严重,且内部结构发生了根本性的变化,大多数阔叶林被灌丛取代.区域社会经济财力、农民收入及适耕地的多少是林地类型变化的主要驱动力.     

近30年秦岭东西两县区森林景观类型的时空变化

在3S技术的支持下,分别以秦岭东部商南县和西部略阳县的1978年多波段扫描仪(MSS)、1990年专题制图仪(TM)、2001年增强型专题绘图仪(ETM)和2006年专题制图仪(TM)影像图为基础,提取并分析了秦岭东西两县森林景观类型的时空变化.结果表明,从景观类型看,商南县以阔叶林和灌丛为主,分别占57.63%、18.51%,略阳县以阔叶林、针叶林和灌丛为主,分别占39.74%、17.69%和17.20%,近30年两县各类森林景观的变化趋势和幅度存在明显差异,商南县的变化幅度大于略阳县.从景观结构看,商南县各景观类型的分离度、破碎度指数的变化大于略阳县,即近30年来商南县各森林景观人为干扰的程度大于略阳县,人口、工业化程度、农业发展情况以及政府政策是引起两县森林景观类型差异性的主要原因.     

地膜覆盖对土壤中N2O排放通量的影响

田间试验研究了西北干旱半干旱地区地膜覆盖对土壤中N2O排放通量变化的影响.结果表明,在小麦生长期内,地膜覆盖措施使N2O排放通量在扬花期最高,成熟期最低;N2O排放通量的增加幅度在小麦分蘖期最高,扬花期最低.在土壤剖面上,随着土壤深度的增加,5,10,20cm土层处N2O排放通量依次递增;地膜覆盖措施使N2O排放通量的增加幅度在10cm土层处为最高.地膜覆盖使土壤中N2O排放通量增加.     

新时期秦岭生态文明建设：存在问题与发展路径

生态文明建设是我国的重大战略,秦岭在我国生态文明建设中具有重要的战略地位,为了清晰认识秦岭在生态文明建设中存在的问题及发展路径,邀请来自不同领域的相关专家就秦岭生态格局与地理过程、科学考察、水资源保护等研究前沿进行访谈,访谈结果表明：在全球气候变化和人类活动深刻影响下,新时期的秦岭生态保护与可持续发展,更要深入认识秦岭在中国乃至世界生态文明建设中的重要意义。综合自然科学与社会科学的理论知识,从系统整体、动态交互等视角持续关注秦岭的重大科学命题。通过综合科学考察及“空—天—地”一体智能监测技术和数据支撑,持续深度挖掘数据,探索新科学问题,在发现秦岭独特地理现象和规律的同时,从机理上深入理解秦岭作为南北地理分界线的生态环境效应,揭示生态系统服务功能及其在维护国家生态安全上的关键作用,开展“基于自然”的秦岭生态保护和修复研究;在新流动性范式下,用动态的眼光看待移民安置工程,关注不同群体和类型移民的生计,通过多元化保障体系解决移民问题;在气候变化大背景下,重视秦岭对气候变化和人为活动的响应研究,摸清秦岭水资源的演化规律和变化趋势,开展系统治理工作,保障水资源的长期安全供给,推进区域的社会经济可持续发展。从而为秦岭生态文明建设和可持续发展提供科学可行的理论和决策支持。