基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价

为了解秦岭山地土壤侵蚀及土壤保持生态服务功能的空间分布特征,采用InVEST 土壤保持模型,从研究区、流域、县域3个尺度,对其潜在与实际土壤侵蚀量进行计算,在此基础上进一步应用该模型量化研究区土壤保持生态服务价值,得到土壤保持服务价值空间分布图。研究结果表明：（1）2012年秦岭山地潜在与实际土壤侵蚀量分别为4588×108 t、152×108 t,五大流域和各县区以轻度侵蚀和中度侵蚀为主,较为严重的地区为汉江流域南部紫阳县6323 t/(hm2[DK]·a)[JP2]和岚皋县5869 t/(hm2[DK]·a),属强烈侵蚀。（2）全区土壤保持总量4337×108 t,[JP]其中泥沙持留量143×108 t,单位面积土壤保持量为71979 t/(hm2[DK]·a);减少泥沙疏浚工程和水质治理花费的土壤保持服务价值共计4184亿元。各县区土壤保持服务价值量在001亿元至475亿元不等,价值量在096~191亿元之间的县区占全区的4413%,其次为191~285亿元（2522%）。（3）对于秦岭山地土壤侵蚀的防治及其生态效益的建设,保证林地面积的绝对优势是首要条件;对于大于25°的坡耕地,应继续推行还林还草政策     

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。     

荆州市浅层地下水环境质量综合评价与分区

通过实地调查荆州市浅层地下水环境,合理选择评价指标集（16项）,分别采用模糊数学综合评价法和F值法对该浅层地下水环境质量进行综合评价,分析对比两种方法的评价结果,对浅层地下水环境进行分区和污染分析。评价结果表明：浅层地下水环境质量不容乐观,整体状况较差。浅层地下水中主要超标组分为Fe、Mn、NO-3、NO-2、As、Ba等,对比分析荆州市2006~2011年主要超标组分的平均含量,可知6 a来,Fe、Mn、NO-2的平均含量均超过地下水Ⅲ类水质标准,NO-3、As、Ba的平均含量虽然均未超过地下水Ⅲ类水质标准,但其平均含量呈现随着年份递增的趋势。浅层地下水环境质量分区结果显示：严重区面积为2 623 km2约占305%,较严重面积为1 33128 km2约占1548%,合格区面积为3 07192 km2约占3572%,较好区面积为1 5738 km2仅占183%。浅层地下水环境质量在很大程度上不仅受当地特有的区域原生地质环境影响,还与人类活动有密切关系     

鄱阳湖流域水化学环境参数的变化特征

分别于2010年2月和7月,对鄱阳湖湖区和入湖河流的pH、TDS以及主要离子浓度进行了测定,分析了主要离子组成的时空变化特征及其影响机制。结果表明,鄱阳湖流域水体属于弱矿化度软水,Ca2+是湖水和河水的主要阳离子,分别占阳离子总数〖JP〗的5935%、4989%;HCO-3是湖水和河水的主要阴离子,分别占阴离子总数的5337%、5937%,水质类型为Ca-HCO-3型水;主要离子组成和TDS浓度具有明显的季节和沿程变化特征,这与降雨季节性变化以及不同水系的地质背景有关;从河流水系上游至湖区的水化学特征依次为HCO-3型、HCO-3-SO2-4和SO2-4型。从水化学控制机制上看,鄱阳湖丰水期受大气降水作用和地质条件影响显著,而枯水期降雨量大大减少,主要受岩石风化、蒸发沉淀作用和人为输入的影响。除此之外,SO2-4型水的增加与长江干流酸化以及丰水期长江顶托倒灌现象有密切关系     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征,并利用稳定同位素混合模型,研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中,平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1,远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关;（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰;（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1;白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1;白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。     

长江流域湿地现状与变化遥感研究

湿地与湿地环境问题早已引起国际与国家层面的高度关注。基于多时相卫星遥感数据（MSS、TM/ETM、CBERS 02等），以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，在长江流域系统开展了1975、2000、2007年等不同时相湿地遥感信息提取、编图及以次级流域为单元的统计分析，全面掌握长江流域主要湿地类型、面积、结构、分布现状以及30余a的湿地变化规律，分析其自然及人类地质营力作用机制，研究其变化态势，为流域内国土资源的合理开发利用提供大区域基础资料。结果表明：长江流域湿地现状总面积为7931 9×104 km2，其中河流、湖泊、沼泽、人工湿地各占4233%、2093%、1853%、1821%；湿地类型发育齐全，空间分布广，但次级流域或局域湿地分布严重不匀且[JP2]类型结构不全；从1975~2007年的30余a，湖泊湿地总量消减889×102 km2，沼泽湿地消减591[JP]×102 km2，河流湿地增加350×102 km2，人工湿地增加了6302×103 km2，湿地总量累计增加了5172×103 km2；湿地变化方式主要是面积的增减和类型的转换，变化受制于自然与人类活动地质营力共同作用；湿地变化阶段性特征明显，2000年前为湿地不良变化期，2000年后为良性缓变期，长江流域湿地环境表现为总体趋好、局域问题较多态势     

岷江上游植被在汶川地震中的损毁及灾后恢复状况

岷江上游是四川盆地和长江干流的重要生态屏障,其植被资源在汶川地震中遭受了严重破坏。以震前（2006年）和震后（2008年和2010年）的遥感影像数据为基础,研究了该区域植被在地震中的受损情况及灾后恢复状况。研究表明：受地震影响,岷江上游森林、灌木、草地和荒漠植被面积在2006～2008年分别下降23 124、15 409、7 482 和2 656 hm2,降幅依次为273%、253%、104%和412%,而沼泽面积变化不大;经过灾后恢复,森林、灌木、草地和荒漠植被面积在2008～2010年分别恢复12 104、21 283、10 554 和2 847 hm2,分别占受损面积的52%、138%、141%和107%,而沼泽面积变化依然不大。植被的这些变化对区域的生态服务功能产生了深远影响。对合理开发利用区域资源、妥善处理经济建设和生态环境保护矛盾以及科学保障长江流域的生态安全都具有一定的指导意义     

丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在ArcGIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳（SOC）含量的空间变异特征进行了研究。结果表明：丰乐河流域SOC含量为1431±4.50 g·kg-1,不同土地利用类型下SOC含量差异显著（p<001）。其中,林地SOC含量的均值最大,为1558±593 g·kg-1;水田和旱地次之（分别为1539±309 g·kg-1、1146±304 g·kg-1）;园地最小(1109±348 g·kg-1)。流域SOC含量变异系数（CV）为3144%,属中等变异程度。其中,林地的CV为3806%,在4种土地利用类型中为最大;园地、旱地的CV分别为3138%、2652%;水田的CV最小,为2007%,表明人类活动影响表层土壤有机碳含量的变异程度。研究区表层SOC半方差模型为球状模型,块金效应小于25%,存在强烈的空间自相关性,且空间变异主要由结构性因素引起。SOC含量空间分布的各向异性显著,在南北方向上变异程度最为剧烈。SOC含量空间分布表现为东北部、西南部较高,西北部偏低,总体呈斑块状分布     

运用证据权重与确定性系数合成模型进行钉螺-环境因子的空间关系研究

钉螺是血吸虫唯一中间宿主,研究钉螺与孳生环境因子的空间关系对采取有效的查螺、灭螺措施有重要的科学和社会价值。以鄱阳湖恒湖农场茶叶港草洲为研究对象,应用证据权重法与确定性系数法合成模型研究植物南荻、苔草、藜蒿、土壤温度、土壤湿度、导电率、海拔高程7个证据因子与"钉螺出现与否"的空间关系。结果表明:研究区内一定范围内高程的增加易于钉螺孳生;钉螺在湿度相对较大(大于0.35%(m~3/m~3))的环境中分布较少;苔草丰度过大(高于4 368 cm~3/m2)过小(低于1 457 cm~3/m2)都不利于钉螺孳生;钉螺较易孳生在南荻丰度较大(高于2 745 cm~3/m2)的区域;电导率较高(高于0.07 m S/cm)区域钉螺较少;土壤温度在16~20℃范围利于钉螺孳生。在模型预测结果图中,占研究区总面积13.7%的极高易发区的较小范围内预测到82%的钉螺空间分布,评价曲线的曲线下面积高达88.7%,说明模型的预测成功率很高,表明该模型适合研究区域钉螺孳生与其影响因子之间的空间关系。     

基于栖息地指标法的生态流量研究

以大渡河流域为例,根据指示鱼类对栖息地的环境要求,构建包含水深、水面宽、流速、湿周和过水面积5个参数的栖息地评价体系,选择大渡河上游具有代表性的河段,建立流量与各指标之间的关系式,确定指示鱼类不同阶段的最低流量适宜值,得到满足各栖息地指标要求的最小生态流量。计算得出,足木足河的非避冬期最小生态流量为183～785 m3/s,避冬期为66 m3/s;大金川的非避冬期最小生态流量为266～865 m3/s,避冬期为266 m3/s;梭磨河的全年最小生态流量为283 m3/s;绰斯甲河的非避冬期最小生态流量为319～382 m3/s,避冬期为319 m3/s。区域最小生态流量的确定,可为研究区鱼类的保护提供参考,进而为维系地区生态平衡,协调生态环境与社会发展提供保障     

基于格网数据的巢湖流域洪涝灾害损失评估

洪涝灾害是区域可持续发展的巨大威胁之一。随着全球气候变化、城市化进程加快和人口与经济集聚,洪涝灾害的损失日益严重。提出了洪涝灾害损失评估流程,建立基于网格数据的洪涝灾害损失估算模型,厘定各类资产的损失率。以空间网格为计算单元,在2003年洪水监测的基础上,应用GIS空间分析技术,对2003年巢湖流域的洪涝灾害损失进行了估算。结果表明：巢湖流域总淹没面积2 12504 km2,水田淹没面积最大,为1 71924 km2,洪涝灾害损失总值为194 828万元,无为、合肥、庐江县等洪涝灾害损失较大,舒城和肥西县损失较小。通过验证,该模型效果较好     

基于生态足迹的苏州市可持续发展动态研究

以苏州市为例,应用生态足迹分析法对苏州市1990~2010年生态足迹及生态承载力进行统计核算,并对苏州市可持续发展程度进行了定量研究和动态分析。研究结果表明,苏州市2010年人均生态足迹为6.48hm2,人均生态承载力为0.27hm2,人均生态赤字高达6.21hm2,远远超出了目前的生态承载力,城市生态系统处于不可持续的发展状态。通过动态分析,结果显示苏州市的生态足迹不断增大,但增长速度正在变缓,生态承载力稳中有降,万元GDP生态足迹也在下降,这表明苏州市的资源利用率不断提高。提出了苏州市需尽快进行社会经济结构调整,控制人口增长,对耕地实行严格的保护,提高能源利用效率和降低能源消耗等措施,以减少生态赤字,促进社会经济可持续发展。     

基于Landsat的近20余年东洞庭湖湿地草洲变化研究

利用多时相Landsat TM/ETM+影像,采用决策树分类法解译水域、泥沙滩地、草洲3种湿地类型,结合数字高程模型和相关水文信息,通过矩阵转移和贝塞尔曲线插值的方法,对低水位条件下东洞庭湖湿地草洲的时空变化特征进行分析。结果如下：（1）1989～2011年,草洲面积增加30506 km2,泥滩地面积减少27428 km2,水域面积呈波动状态;（2）草洲的主要扩张区域为长洲、新生洲、飘尾洲沿湖盆边缘部分、牛头洲大面积区域、武光洲 柴下洲、中洲 团洲部分;（3）草洲面积按高程分布呈先增后减特征,草洲覆盖的优势区域与非优势区域的高程分界点逐渐降低,水域和泥滩地分布的优势区域高程范围缓慢下移。草洲植被的生长分布和淹水条件关系密切,泥沙淤积和水文条件的改变都能导致淹水条件的变化,进而推进东洞庭湖草洲范围的扩张。此研究对于进一步明确洞庭湖湿地演变趋势及其形成机制具有重要意义     

川西亚高山植被恢复过程中的土壤和地被物水源涵养能力评价

运用以空间代替时间,以糙野青茅草地、柳树灌丛、白桦林、混交林、冷杉林为植物自然恢复的序列,采用环刀法和实地调查-水浸法研究了川西亚高山植被恢复过程中土壤和地被物的持水能力。结果表明：土壤容重随深度增加而加大、随植被恢复而降低;土壤持水能力随深度增加而降低、随植被恢复而增加,表现为混交林>冷杉林>柳树灌丛>白桦林>草地;地被物储量及其持水能力随植被恢复极显著增加,其组成由草地的凋落物为主到冷杉林时以苔藓为主;生态系统土壤和地被物的持水能力随着恢复而显著提高,表现为混交林>冷杉林>柳树灌丛>白桦林>草地。因此,亚高山植被自然恢复能显著增加区域生态系统的土壤和地被物持水,适度增加阔叶树亦有利于促进川西亚高山恢复植被的土壤持水     

长江上游长薄鳅生长和种群参数的估算

2010年9月~2012年8月在长江上游攀枝花等9个采样点收集到长薄鳅（Leptobotia elongata Bleeker）样本1 528尾,基于体长频率数据采用世界粮农组织（FAO）开发的FiSAT II软件研究了长江上游长薄鳅的生长与种群参数。估算结果显示长薄鳅的极限体长（L∞）为6561 mm,生长系数（k）为015/a,理论生长起点年龄（t0）为－0048 a。采用Pauly的经验公式估算长薄鳅的自然死亡系数（M）为033（其中长江上游年平均水温为184℃）,总死亡系数（Z）、捕捞死亡系数（F）和开发率（E）分别为085、053和062。2010～2011年长江上游长薄鳅年均资源重量和资源数量分别为1321 t和162 862尾,最大可持续产量（MSY）为517 t。经相关估算参数和相对单位补充渔获量分析得出,当前长江上游长薄鳅已处于过度捕捞状态,有必要采取有效保护措施