基于GWR模型的秭归县柑橘园土壤有机碳空间异质性分析

研究柑橘园土壤有机碳空间异质性及其与土壤理化性质、地形特征和气候变量之间的关系，为提升经济林生态系统服务提供科学依据。在秭归县柑橘分布区内进行野外采样，基于随机森林和地理加权回归模型并结合8个地形因子、2个气候因子和13个土壤变量，建模分析了土壤有机碳的主要影响因素，并进行了土壤有机碳含量的空间分布预测。结果表明：研究区0～20 cm(表层)和20～40 cm(下层)土壤有机碳含量平均值分别为11.95和9.01 g·kg^-1,长江北岸(9.24和7.56 g·kg^-1)土壤有机碳含量低于长江南岸(14.48和10.36 g·kg^-1),但长江北岸(0.53和0.66)变异系数高于长江南岸(0.45和0.58)。影响因素对土壤有机碳含量空间分布的相对贡献在土层间存在差异，表层为全氮(53.0%)>全钾(11.9%)>碱解氮(11.4%)>年均降水量(7.6%)>土壤含水量(7.3%)>年均温度(5.1%)>海拔(3.7%),下层为全氮(69.7%)>碱解氮(14.2%)>容...     

亚热带红壤丘陵区湿地松人工林固碳释氧效益研究

用标准样方法对19年生湿地松（〖WTBX〗Pinus elliottii〖WTBZ〗）人工林碳素含量及碳贮量进行了测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在5092±046%～5438±026%之间波动,按碳含量高低排列为树叶>树枝>树干>树根>树皮,且各器官的碳素含量随年龄的增长而提高。不同林冠层枝、叶碳素含量存在差异,上层叶与下层叶的碳素含量较低,下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为4516±04%、4228±041%、4088±031%,土壤层碳素含量平均为043±004%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松林生态系统碳贮量为12194 t〖DK〗·hm-2,其中乔木层碳贮量为8618 t〖DK〗·hm-2,占总量的7067%,下木层和凋落物层碳贮量分别为06 t〖DK〗·hm-2(049%) 和886 t〖DK〗·hm-2（727%）。林地土壤（0～60 cm）为263 t〖DK〗·hm-2,占总碳贮量的2157%。乔木层年净固碳量为454 t〖DK〗·hm-2,年净释氧量为1212 t〖DK〗·hm-2。采用造林成本法计算得出试区湿地松林平均每年发挥的净固碳释氧效益达9 034元〖DK〗·hm-2。     

湘中丘陵区不同经营目标毛竹林年龄结构、生物量分配与碳贮量格局

经营模式对毛竹林生物量、碳贮量具有重要影响。研究了湘中丘陵区毛竹笋用林(Ⅰ)、笋材兼用林 (Ⅱ)和材用林(Ⅲ) 3种不同经营目标下的竹林年龄结构、生物量分配及碳贮量格局。结果表明：应减少1～2 a、增加5～6 a生竹的留养比例,控制达到1～2 a、3～4 a、5～6 a各占1/3左右的立竹年龄结构。不同层次生物量表现为乔木层＞凋落物层＞林下植被层,毛竹笋用林经营有利于增加乔木层生物量。乔木层生物量及所占比例分别为5183～5566 t/hm2、8895%～9293%,林下植被层生物量及所占比例分别为154～258 t/hm2、258%～443%,凋落物层生物量及所占比例分别为269～386 t/hm2、449%～662%。毛竹林总碳贮量排队顺序为Ⅱ（14263 t/hm2）＞Ⅰ（13389 t/hm2）＞Ⅲ（13004 t/hm2）,笋材兼用林有利于提高竹林碳贮能力。不同层次碳贮量排列顺序总体均表现为土壤层＞乔木层＞凋落物层＞林下植被层。湘中丘陵区毛竹林生物量、碳贮量较低,应提高集约经营水平     

基于CA Markov的土壤有机碳储量空间格局重建研究——以泛长三角地区为例

选取了泛长三角地区的高程、坡度、坡向、GDP、人口、温度、降雨量、河流距离、城市距离和海岸线距离10个驱动因子作为土地利用变化驱动力,基于这些驱动力因子,利用Logistic分析制作土地适宜性图集;运用CA Markov模型模拟得到2000年、1995年、1990年、1985年、1980年、1975年6期的土地利用格局;采用全数检测的方法对模拟结果进行精度检验;在此基础上,得到了泛长三角地区土壤有机碳储量,进而重建历史土壤有机碳储量空间格局。研究结果表明：（1）模型模拟精度为8873%,说明CA Markov模型对历史土地利用模拟具有一定可行性;（2）泛长三角地区历史土壤有机碳储量从今往前逐期递增,且明显高于2010年土壤有机碳储量水平,1995、1990、1985、1980、1975年土壤有机碳储量分别为3235 1、3241 9、3247 6、3251 8、3255 3;（3）各时期泛长三角地区土壤有机碳储量空间格局呈现出南高北低的趋势,土地利用类型与土壤有机碳储量密切相关,城市建成区有机碳储量低于其他区域,土壤有机碳储量增加区域主要出现在其高值区周边;（4）耕地与林地面积的增加,建设用地面积减少,导致了1995~1975年间有机碳储量的增加。基于CA Markov模型可以有效重建历史土壤有机碳储量的空间格局     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟,以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础,引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上,Ens在024~090,模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上,模拟年总量误差为81%。模拟结果显示,流域多年平均径流量为10415×108m3,营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L;湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L;武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a,TP为3 075 t/a,2000年开始,流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异,陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道,贡献率分别达到27%、24%和20%,应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

墨西哥柏人工林生物量和生产力研究

对四川川中丘陵地区 2 0世纪 80年代中叶引种造林的墨西哥柏人工林分生物量和生产力进行了测定和研究。按“径阶平均标准木法”和“样方收获法”分别调查了乔木层、草本植物层和枯枝落叶层的生物量。据调查数据 ,用“相对生长法则”建立了乔木层单株立木各器官生物量干重的回归方程 ,方程的精度均在 98.5 %以上。同时还研究了林分平均净生产量和产量结构。结果表明 :川中丘陵区 11年生墨西哥柏林分生物量平均为 77.75 6t/hm2 ,净生产量为 892 8.73kg/hm2 ·a。其中 ,乔木层生物量为 75 .710t/hm2 ,占林分总量的 97.37% ;净生产量为 6 882 .73kg/hm2 ·a ,占林分净生产量的 77.0 9%。林分中草本的生物量和净生产量分别为 1.0 5 0t/hm2 和 10 5 0kg/hm2 ·a ;枯枝落叶现存量为 0 .996t/hm2 ,占林分平均生物量的 1.2 8% ,林分年枯枝落叶量为 996kg/hm2 ·a ,占林分生产力的11.15 %。     

宝天曼自然保护区土壤有机碳异质性及其影响因素

自然界中,土壤碳库对于维持生态系统碳平衡起决定性作用,而土壤有机碳又是碳库中不可或缺的一员,研究土壤有机碳对于全球生态系统碳平衡具有十分重大的意义。因此,基于宝天曼土壤有机碳实测数据并运用半方差函数、克里格插值分析山地土壤有机碳垂直性特征及空间分异程度,利用地理探测器对影响土壤有机碳分布的环境因子进行相关分析,结果表明:(1)宝天曼土壤有机碳介于0.31～7.7 g/kg,属于较低水平,最高值(7.70 g/kg)出现在北坡987 m处;(2)不同土层深度的半方差函数模型不同,0～20和40～60 cm对高斯模型拟合效果更明显、20～40 cm对球状模型拟合效果较好,而线性模型对于60～80和80～100 cm土层深度拟合效果较佳,克里格插值表明0～20和20～40 cm空间分异特征相似,呈西南向东北增加的趋势,而40～60 cm土壤有机碳空间分异呈现东北高、西南低;(3)宝天曼不同土层深度受单个环境因子影响程度不同,解释力介于0.127～0.407,其中NDVI对0～20 cm土壤有机碳解释力最显著(0.407)、高程对40～60 cm土壤有机碳解释力最高(0.373),交互探测结果表明NDVI与坡度解释力最高、高程与其他因子交互探测后解释力显著增大,表明宝天曼土壤有机碳受多种环境因子共同影响,而非单一因素起决定性作用。     

不同水土保持林地土壤有机碳研究

研究了重庆四面山低山丘陵区不同水土保持林地0~20、20~40 和40~60 cm的土壤有机碳含量及不同深度的土壤有机碳密度。结果表明：0~20、20~40 和40~60 cm土层中土壤有机碳含量的平均值分别为3309、751和321 g/kg;0~20 cm的土壤有机碳密度介于497～1431 kg/m2,而0~60 cm的土壤有机碳密度介于784～1794 kg/m2,均值为1278 kg/m2;土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但其减少程度随水土保持林树种组成不同而异;不同水土保持林地60 cm深度的土壤有机碳密度存在显著差异,表现为：天然次生林>人工林>农耕地,其中,天然阔叶混交林土壤有机碳密度最大,为1794 kg/m2,农耕地的最小,仅为784 kg/m2。人工水土保持林中,阔叶混交林的土壤有机碳密度最大。从增加土壤碳的角度,建议营造阔叶混交林     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

三峡库区乔木林生物量和碳储量的估算

以三峡库区为研究地点,建立库区优势树种立木生物量模型,并测定乔木含碳系数,结合库区第7次和第8次森林资源连续清查数据,估算了整个三峡库区乔木林的生物量和碳储量。研究结果表明:(1)整个库区乔木林生物量和碳储量第7次调查为12 583×104t和6 471×104t,单位面积生物量75.70t/hm2,碳密度38.93t/hm2,第8次调查为14 253×104t和7 396×104t,单位面积生物量77.46t/hm2,碳密度40.20t/hm2。可见,这5a中,三峡库区生物量和碳储量都有所增加。(2)对于不同森林植被类型来说,松类的生物量和碳储量都显著高于其他类型,分别占三峡库区生物量和碳储量的40%和50%。(3)三峡库区森林植被生物量和碳储量随龄级增大先增大后减少,在中龄林时达到最大,比较两次调查的生物量和碳储量,森林植被主要以幼林龄和中龄林占优。(4)两次调查显示三峡库区森林植被生物量和碳储量主要分布在天然林中,对于碳汇起到主要作用,同时,人工林所占的比例有所提高,其碳汇能力也逐步提高。     

长江中上游防护林体系森林植被碳贮量及固碳潜力估算

基于“八五”期间长江中上游流域各省的森林资源调查资料，结合经典的材积源生物量法估算了长江中上游防护林体系生物量碳密度和碳贮量，并根据不同树种生物量-生产力回归关系推算了该地区当前的固碳潜力。结果表明：长江中上游地区森林平均碳密度为2575 t/hm2；碳贮量为1 39459 Tg (1 Tg = 1012 g)，其中林分（包括经济林）碳贮量为1 20430 Tg，灌木林为13437 Tg，竹林为5592 Tg，三者分别占总碳贮量的8636%、963%和401%。整个防护林体系森林植被的固碳潜力为36856 Tg/a。位于本区西部的四川盆地嘉陵江流域和西部高山峡谷区，其森林碳密度、碳贮量和固碳潜力较高，而东部地区的川鄂山地长江干流、鄱阳湖水系以及洞庭湖水系相对较低，因此，长江中上游森林碳密度、碳贮量和固碳潜力总体上呈现自西向东逐渐降低的趋势。     

长江三角洲水田保护性耕作制度的碳收集效应估算

耕作制度对农田土壤有机碳的稳定和积累作用显著,探讨耕作制度演变下农田土壤碳库动态,将有助于农田土壤碳收集的技术选择及政策制定。利用已发表的田间定位试验数据,构建不同耕作制度下长江三角洲水田耕层土壤有机碳密度的估算模型。依据该区近20多年来耕作制度演变动态,对保护性耕作制度的土壤碳收集效应进行了初步估算。结果表明,油菜面积的扩大、小麦的少免耕和作物秸秆的还田分别约增加土壤耕层有机碳0.94 Tg、2.76 Tg和3.95 Tg,其中以麦稻复种转向油稻复种的单位面积碳收集效应为最高。最后,就碳收集效应估算的方法进行了相关讨论,并就土壤碳收集研究和如何提高土壤碳收集潜力提出了一些建议。     

沿江大开发背景下长江江苏段水环境污染负荷趋势

沿江开发是当今世界各国经济发展和国土整治关注的焦点,江苏省沿江开发过程中高密度和高强度的产业集聚将对长江江苏段水环境带来压力。根据江苏省沿江各地市社会经济和调查的环境监测资料,分析了沿江大开发背景下长江江苏段的水环境污染负荷及治理现状并预测了未来演变趋势,结果显示:2002年长江江苏段污染负荷的废水总量为210 997.80×10\+4 t,COD\-\{Cr\}总量为380 817.20 t,NH\-3 N总量为28 391.36 t;预测2010年将分别达到395 977.10×10\+4 t、598 197.80 t和42 381.56 t,较2002年分别增长87.7 %、57.1 %和49.3 %。污染源治理方面工业污水90%以上已达到了国家排放标准,而生活污水处理无论在污水处理厂数量还是处理深度都难以满足实际需要。为使长江水域生态环境不受破坏和饮用水源地的供水安全得到保障,提出了优化产业结构、削减污染负荷、加强生活污水处理厂建设和提高沿江主要支流的治理力度等多项调控措施。     

长江中上游防护林体系森林植被碳贮量及固碳潜力估算

基于“八五”期间长江中上游流域各省的森林资源调查资料,结合经典的材积源生物量法估算了长江中上游防护林体系生物量碳密度和碳贮量,并根据不同树种生物量-生产力回归关系推算了该地区当前的固碳潜力。结果表明：长江中上游地区森林平均碳密度为2575 t/hm2;碳贮量为1 39459 Tg (1 Tg = 1012 g),其中林分（包括经济林）碳贮量为1 20430 Tg,灌木林为13437 Tg,竹林为5592 Tg,三者分别占总碳贮量的8636%、963%和401%。整个防护林体系森林植被的固碳潜力为36856 Tg/a。位于本区西部的四川盆地嘉陵江流域和西部高山峡谷区,其森林碳密度、碳贮量和固碳潜力较高,而东部地区的川鄂山地长江干流、鄱阳湖水系以及洞庭湖水系相对较低,因此,长江中上游森林碳密度、碳贮量和固碳潜力总体上呈现自西向东逐渐降低的趋势。     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

长江流域土壤保持能力时空特征

利用MODIS-NDVI数据、地面气象站数据等,采用通用土壤流失方程计算了长江流域2000~2010年土壤保持量,并基于GIS平台与GeoDa软件,辅以Morans I指数以及一元线性回归系数等方法分析了长江流域土壤保持能力的时空分布特征。结果表明:(1)长江源区以及中下游沿岸至长江入海口地区的土壤保持量最低(≤560t/hm2),土壤保持量高值区(≥2 400t/hm2)主要分布于上游四川盆地周围以及中下游长江以南地区;(2)长江流域土壤保持量在市域单元上存在明显的空间聚集现象,"低—低"聚集区分布在长江源区、武汉西部以及流域入海口,"高—高"聚集区主体分布在流域上游与江西南部;(3)土壤保持量年际变化呈增加趋势的区域占62%,其中呈快速增加趋势(b5)的地区分布在陕西南部、湖南西北部、江西东部以及四川东部,呈减少趋势的区域占38%,主要分布于流域上游以及中下游长江以南部分地区。     

基于MODIS的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演

监测和预报悬浮泥沙浓度的沿程分布和时间变化,无论是对于河流水利工程还是河流生态和环境保护都具有重要意义。卫星遥感反演同步性好、速度快、周期短,可以实时和全面地观测大尺度悬浮泥沙分布。旨在建立基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演模型, 并利用建立的模型反演2002~2009 年长江中游河段丰水期的悬浮泥沙浓度, 分析其在时间和空间上的变化特征。研究揭示,MODIS Terra 影像红波段与悬浮泥沙浓度具有显著的相关性（R2=0877,n=125,RMSE=4057 mg/L）,可以用于长江中游丰水期悬浮泥沙浓度的反演。长江三峡工程经历三次蓄水,坝下游宜昌至汉口段悬浮泥沙含量显著减少,荆江河段、洞庭湖及城陵矶至武汉江段下降最为显著。洞庭湖来水来沙是长江中游城陵矶以下江段主要的悬浮泥沙来源之一,从预测结果可知,洞庭湖来水在城陵矶汇入长江后与江水混合以至形成数十公里的混合带,至洪湖以下江段逐渐混合均匀     

长江流域土壤相对湿度变化及其影响因素

以1992~2012年长江流域196个土壤观测站的旬土壤相对湿度资料为基础,通过线性趋势和Kriging插值等方法分析0~50 cm土层土壤相对湿度年际、年内时空分异和季节变化特征,并从气候和NDVI要素探寻其变化原因。结果表明:(1)长江流域年均土壤相对湿度自1992年以来整体上呈波动增加趋势,年际变化倾向率为0.26%/a。江源地区土壤相对湿度增幅大于其他地区。(2)土壤相对湿度表现为东南和西南部较高,东北和西北部较低的空间分布特点。(3)四季土壤相对湿度增加的强烈程度由大到小依次是秋季、冬季、夏季、春季。(4)土壤相对湿度增加的主要原因是潜在蒸发减少和NDVI增加。     

江苏沿江地区20年来农业土壤资源缩减特征

在遥感和地理信息技术支持下,对江苏沿江地区1984~2003年城镇扩张侵占农业土壤资源的特征进行了研究。结果表明,1984~2000年,江苏沿江地区农业土壤资源缩减主要围绕重要城市,缩减图斑面积大,且区域分布相对平衡。2001~2003年,农业土壤资源缩减速率显著增快且各地市呈不平衡发展,除南京外主要集中在常州、江阴、泰兴、常熟地区。20年来江苏沿江地区农业土壤资源缩减了891%,缩减面积达到 190 713 hm2,所有土壤类型均受到城镇扩张影响,其中水稻土被侵占的面积最大。该区域农业土壤资源按肥力质量可分为5等,1984~2000年,Ⅰ~Ⅴ等土壤资源受城镇扩张影响程度依次降低。2001~2003年,Ⅰ、Ⅲ等土壤资源受城镇扩张影响程度明显降低,而Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ等土壤资源受城镇扩张影响程度增加,按受影响程度排序变为Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。