退化土地评价及其生态重建方法研究

本文系统分析了退化土地评价研究的历史和方法，总结了退化土地的主要类型、分布和形成机理，最后概述了退化土地重建领域的研究进展。     

三峡水库库首水温监测及初步分析

水温是评价水库水生态系统影响的重要水质参数之一,为研究三峡水库库首水温分布状况,于2011年在距三峡大坝约为35 km处,对三峡水库建成后各个运行期库首水温进行了详细监测。研究发现：在已确定的三峡工程常规调度运行方式下, 12~4月库首底部形成明显的低温区域,3月表层和底部水温之差为全年的最大值208℃,最大温度梯度为0156。5月底部低温区迅速减弱,表层和底部水温之差小于10℃。6~9月期间,低温区一直处于减弱的趋势,水体垂向掺混逐渐增强,库首水温垂向分布基本均匀一致。但进入10月后,由于上游来流水温较低,水体由于密度较大而潜入底部对低温区域起到了加强的作用,致使表底层温差达到146℃。根据2012年3~5月对三峡水库库首茅坪断面水温监测数据可知,在横向断面上,水温几乎没有差别。在分析三峡水库库首水温空间分布时,可以近似认为其横向水温分布基本一致。为研究三峡大坝的建成对河道水温的改变以及坝前是否存在水温分层现象提供依据和参考     

鄱阳湖流域水文效应对气候变化的响应

以鄱阳湖流域为研究区,以地表 地下耦合的分布式水文模型WATLAC为模拟工具,探讨流域水资源对气候变化的响应。水文模型以2000～2008年为模拟期,以流域河道日径流量来率定（2000～2005年）与验证模型（2006～2008年）并取得了满意的模拟效果。基于此,假定未来气候变化情景方案,通过径流量、土壤蒸发量和基流量来探讨气候变化对流域水资源的影响。结果表明,径流量与基流量对降雨变化有着较强的敏感性,而土壤蒸发量对温度变化的敏感性较强。在降雨一定条件下,水文变量均与气温变化近似呈线性关系;在气温情景一定条件下,水文变量均与降雨变化呈非线性关系。随着降水的减少,气温对径流、土壤蒸发和基流的影响也随之减弱;气温对上述变量的显著影响主要表现在降水增加的情况下。相同的气温变化情景下,降水增加比降水减少对径流量的影响更加显著,降水减少比降水增加对土壤蒸发量与基流量的影响更加显著,表明降水变化对水文变量有着不同程度和方向的影响作用     

长江三角洲地区耕地质量变化的初步研究——以锡山市为例

长江三角洲地区耕地质量变化的监测是区土地可持续利用研究的重点领域。锡山市位于太湖平原北部，其耕地质量变化过程反映了长江三角洲腹地经济发展水平较高地区的耕地现状和发展趋势。本研究以锡山市为典型区，依据第二次土壤普查资料，多年土壤监测数据和有关耕地系统状态的统计数据，结合研究区耕地状况的调查分析，提出了支持压力－状态－响应模型的耕地质量评价指标体系，并据此指标体系分析了该区耕地质量变化趋势。结果表明，该区耕地系统的发展总体上是可控的、有序的、但是耕地系统产出能力的稳定性呈下降趋势，系统高水平投入的维持面临较大的压力。鉴于人口增加和耕地持续减少的态势在很长一段时间内难以逆转，耕地占补的质量差异因素，是该区能否实现耕地总量动态平衡的关键所在。     

基于不透水表面指数的城市扩张趋势及驱动机制分析——以南京市为例

城市扩张趋势及驱动机制研究存在两大难题:(1)传统景观数据的混合像元问题影响城市扩张趋势研究的准确性;(2)城市扩张驱动因子的共线性问题影响驱动机制研究结论的可靠性.针对上述问题,以南京市为例,利用不透水表面分析结果,采用不透水面加权平均重心分析、线性方向均值分析及标准差椭圆分析方法开展2000～2017年城市扩张趋势研究,并利用偏最小二乘回归分析方法对城市扩张驱动机制开展定性及定量分析.结果表明:南京市整体上表现为多中心非同步的蔓延式扩张;2000～2017年的3个时间跨度内,南京市整体的不透水表面扩张速度不断增长,年均不透水表面加权平均重心转移距离分别为303,379,611 m,全市尺度上往顺时针偏北259.12.方向转移2 564 m,具体到各辖区,重心转移距离存在较大差异;城市扩张的外部形态特征具有明显的方向性,2000、2005、2010以及2017年4个时期,不透水表面的标准差椭圆扁率均在2.232以上,主要表现为南北向扩张,各辖区扩张方向性不同;城市外部空间特征及发展战略、河流水系及自然保护区分布、土地利用规划等因素表现为对城市扩张方向的约束和限制作用;第二产业从业人员数量、人口密度、第三产业固定资产投资额、地区生产总值、城乡人均可支配收入等因素成为影响城市扩张规模的主要因素.     

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     

汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点,以汉江上游流域LUCC模拟为例,构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型,并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加,其中建设用地增幅最大,与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符;除建设用地增幅变化较大之外,1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近,表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律,在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上,应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下,汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势,LUCC对径流量年内影响较汛期显著,多年平均蒸散发量呈增加趋势     

Deep learning architecture for air quality predictions

With the rapid development of urbanization and industrialization, many developing countries are suffering from heavy air pollution. Governments and citizens have expressed increasing concern regarding air pollution because it affects human health and sustainable development worldwide. Current air quality prediction methods mainly use shallow models; however, these methods produce unsatisfactory results, which inspired us to investigate methods of predicting air quality based on deep architecture models. In this paper, a novel spatiotemporal deep learning (STDL)-based air quality prediction method that inherently considers spatial and temporal correlations is proposed. A stacked autoencoder (SAE) model is used to extract inherent air quality features, and it is trained in a greedy layer-wise manner. Compared with traditional time series prediction models, our model can predict the air quality of all stations simultaneously and shows the temporal stability in all seasons. Moreover, a comparison with the spatiotemporal artificial neural network (STANN), auto regression moving average (ARMA), and support vector regression (SVR) models demonstrates that the proposed method of performing air quality predictions has a superior performance.     

三峡库区重庆段土壤保持服务时空分布格局研究

土壤保持是生态系统服务与功能的重要组成,在防止土壤侵蚀、减少径流泥沙与农业面源污染等方面具有至关重要的作用。以对国家生态安全具有重要作用的土壤保持生态功能区——三峡库区重庆段为研究区域,研究得到了2000~2013年时间序列区域土壤保持服务"流量"结果,结果表明:(1)三峡库区重庆段多年平均土壤保持量为604.39 t/hm~2·a,沿长江干流自西向东逐渐增强,区域差异显著;(2)三峡库区的土壤保持服务存在明显的垂直分异特征,随着高程的增加,以300 m与900 m为节点,出现递减-递增-递减的分段规律,与人类活动存在明显的相关关系;(3)增加森林覆被面积是改善区域土壤保持、减少水土流失的重要举措。同时,在三峡库区开展坡改梯工程,减少坡耕地的数量能够有效控制区域水土流失;