1961-2010年我国冬小麦可种植区变化特征

冬小麦是我国的主要粮食作物之一,在我国粮食生产和粮食安全方面占有重要地位。论文以全国553个气象台站1961-2010年的基本气象资料为基础,根据温度垂直递减规律,将气象站点的最低温度数据处理到海平面水平,而后利用ArcGIS软件,对海平面水平的最低温度数据进行空间插值,得到海平面水平的最低温度空间分布图;再利用全国的DEM数据将插值后的温度数据还原到相应的海拔高度,得到当地的最低温度空间分布图。参考崔读昌提出的我国内地冬小麦种植北界条件,并综合北疆有积雪覆盖区冬小麦安全越冬的判定条件,计算得到全国1961-2010年内不同年代际的冬小麦可种植区概率。利用不同年代际冬小麦可种植区概率分布图,从空间的角度分析了这50 a冬小麦可种植区的扩张状况、可种植概率的变化情况等,为我国的冬小麦种植区的选择提供参考。     

基于生态系统服务价值的京津冀城市群湿地主导服务功能研究

湿地是地球三大生态系统之一,在气候调节、水资源供给、净化环境等方面具有重要的价值和作用。基于1990-2015年6期土地生态遥感解译数据和社会经济数据,通过修正生态系统服务价值当量因子和计算湿地价值的内外部贡献率,利用GIS定量研究了京津冀城市群及各个城市25年间不同湿地类型、不同功能生态系统服务价值的变化,并基于此进行功能定位。结果表明：（1）京津冀城市群湿地的生态系统服务价值呈现先上升后波动下降的趋势,2015年湿地价值较1990年上升了29.3亿元,主要是由于河渠、水库坑塘价值的增加,以及水文调节、水资源供给价值的增加;（2）京津冀城市群的13个城市中,天津市生态系统服务价值最高,且东部沿海区域湿地价值有增加趋势,南部内陆城市不仅湿地面积少且价值逐年下降;（3）水文调节、水资源供给和净化环境是京津冀城市群大部分城市湿地的主导功能,而河渠、水库坑塘、滩地则是提供服务功能的主要湿地类型。生态系统服务价值的减少与增加都与人类活动密切相关,因此了解湿地价值的变化趋势及变化原因,明确湿地的功能定位,不仅可以增强人们对湿地生态的保护意识,同时也为未来京津冀地区湿地的修复、恢复及可持续利用提供科学依据。     

基于降水化学的北京城乡大气污染物差异探析

降雨化学成份的变化间接反映大气污染特征,是研究大气环境及沉降物影响的重要途径.本文比较了2013与2014年雨季北京市区到郊县延庆4个样点上降雨成份的时空差异,并结合PMF模型分析了各主要离子的可能来源.结果表明,4个样点降雨pH中值分别为6.52、6.57、6.60、6.52,从市区到远郊略有增加.各离子浓度都是春秋季高,夏季低.降雨中各离子的雨量加权平均浓度(VWM)表现为:Ca~(2+)、NH_4~+、SO_4~(2-)较高,分别在100~400μeq·L~(-1)、100~350μeq·L~(-1)、150~500μeq·L~(-1)之间,Mg~(2+)、Na~+和NO_3~-分别在0~150μeq·L~(-1)、0~250μeq·L~(-1)、0~150μeq·L~(-1)之间,K~+和Cl~-较低,分别在0~45μeq·L~(-1)、0~90μeq·L~(-1)之间.NH_4~+、Mg~(2+)的VWM从市区到郊区递减,K~+、SO_4~(2-)-S、Na~+、NO_3~呈近郊区略有增大,远郊区全部减小的趋势.SO_4~(2-)是主要的致酸离子,Ca~(2+)、NH_4~+和Mg~(2+)对雨水中酸根离子的中和因子平均值分别为0.5、0.4和0.1.市区BNU点SO_4~(2-)-S(以S计)与Ca~(2+)的沉降量分别为55.66 kg·hm~(-2)·a~(-1)和24.10 kg·hm~(-2)·a~(-1),在远郊YQ点为26.03 kg·hm~(-2)·a~(-1)和10.84kg·hm~(-2)·a~(-1).NH_4~+-N与NO_3~-N的沉降量在4点的变化范围为7.27~14.05 kg·hm~(-2)·a~(-1)及2.50~5.07 kg·hm~(-2)·a~(-1).Mg~(2+)和Cl~-从市区到远郊分别在1.32~4.48 kg·hm~(-2)·a~(-1)及3.67~6.10 kg·hm~(-2)·a~(-1)之间变化.所有离子以湿沉降为主,沉降量与相应的降雨量变化较为一致.根据PMF模拟结果,4点的地面扬尘和建筑源污染均较高,市中心尾气污染最严重,近市区二次源污染严重,近郊区氮污染严重,远郊区受养殖场、垃圾源等的NH_3排放影响较大.     

岸边带生态系统研究进展

水环境恶化,水资源紧缺是全球共同面临的重大环境问题之一,合理进行水资源的开发利用和水环境的管理是当前国际研究的热点.岸边带作为重要的水陆交错带,无论从经济评估角度还是生态学、景观学或者社会科学等方面对人类社会环境都具有重要的作用.国内外大量研究表明:岸边带生态系统具有廊道功能、缓冲功能和植被护岸功能,尤其在非点源污染和土壤侵蚀防治方面具有不可替代的作用.当前,岸边带理论在生态学、景观修复与管理领域仍然是科学前沿,从岸边带的定义、岸边带的结构、岸边带的管理系统理论和模型及岸边带系统的保护和恢复几方面对当前国内外岸边带的研究情况进行介绍.     

酸雨对森林植被的影响及在贵州龙里的初步研究——代“酸雨胁迫影响森林植被及其生态效益的评估”专栏序言

酸雨胁迫条件下森林生态效益评估是亟待解决的环境问题之一.酸雨对森林生态系统的危害可分为直接危害和间接危害.在贵州省龙里建立生态水文实验站,自2005年起开展酸雨监测,对森林植被冠层遭受酸雨直接伤害及其对酸雨的缓冲作用进行模拟实验和分析,结果表明研究区酸雨的直接危害有限;为此,依据生态水文过程理论,利用遥感和地理信息系统技术,建立了土壤酸化、土壤酸化-植被生产力和森林生态效益评价3个空间信息模型;模拟计算了研究区酸沉降对土壤化学性质、植被生产力和森林固碳、保肥方面的生态效益的影响,构建了酸雨对森林植被的间接危害评价方法体系.     

基于体感温度的中国供暖需求分区

冬季,中国北方通过集中供暖提高室内温度,而非集中供暖的南方部分地区室内阴冷,对于供暖的需求日益显现。针对仅以空气温度为依据划分的现有中国供暖区与实际人体供暖需求不一致的问题,利用1971～2010年全国740个气象站点旬气候资料,基于综合空气温度和空气湿度的体感温度模型,分析了体感温度的空间分布格局,重新界定了公里级的中国供暖需求分区。分区结果显示供暖需求高的区域(最高需求区及高需求区)面积比现有的集中供暖区大,增加的供暖需求高的地区主要位于长江中下游地区。新的供暖需求分区结果考虑了空气湿度的影响,与现有的仅考虑空气温度的供暖分区相比,更接近人体对室内冷热程度的直观感受,这可以为我国不同地区制定冬季采暖政策提供科学依据。     

官厅水库库滨带非点源污染控制效应的遥感分析

选取官厅水库库滨带为研究区域,应用SPOT5遥感数据对其结构进行了解析,建立了高分辨率的Quick Bird遥感数据与SPOT数据的尺度转化关系,对SPOT信息提取结果进行了校核,以提高SPOT卫星对库滨带结构的解译精度;最后结合点上的实验结果对流域尺度上的库滨带的环境效益进行了分析.研究结果表明:(1)官厅水库陆相库滨带的结构不利于非点源污染的防治,应该适当增加林地的比例,同时提高林地、草地的植被覆盖度;(2)按照官厅水库流域非点源区年均TN量为188.1×104 t、TP量为101.2×104 t计算,库岸库滨带对TN、TP的去除率分别为11.6%和0.4%;(3)为了有效地防止官厅水库流域的非点源污染,必须加强水库流域的农业管理和库岸库滨带的科学建设与管理.     

中国荒漠化气候类型划分方法的初步探讨

在同一气候资料的基础上 ,分别应用Thornthwaite公式和Penman公式计算了潜在蒸散 ,并据此计算湿润指数 ,划分了我国的荒漠化气候类型区 ,并确定了荒漠化潜在发生范围 ,同时对上述两种方法在我国荒漠化气候类型区划中的适用性进行了比较分析。结果表明 ,对我国而言 ,Penman公式法比Thornthwaite公式法更具有合理性。根据Penman公式法的区划结果 ,我国荒漠化潜在发生范围约为4 2 4万km2 ,占国土面积的 4 4 .1% ,分布于全国 19个省 (自治区、直辖市 )。     

库滨带土壤释氮负荷模型的构建与田间尺度模拟分析

岸边带生态系统对氮元素的去除机理主要包括化学释放含氮气体过程.植物吸收过程和泥沙截留3方面.其中,土壤反硝化释氮是岸边带系统最为重要的生态功能之一.因此,建立适当的岸边带土壤释氮模型(包括土壤反硝化、硝化和氨挥发过程),对准确评估岸边带生态功能和构建合理的岸边带生态系统具有重要意义.本研究依据岸边带去氮机埋,参照已有的土壤释氮模型研究成果,构建了适用于水库库滨带土壤特性的土壤释氮速率估算模型(简称土壤释氮模型),并以官厅水库库滨带小区为研究对象,对水库库滨带土壤释氮特性进行模拟分析与验证.模型模拟结果表明,在监测期间(6～9月)土壤水分平均含量分别为16.6%、37.3%、43.9%和55.2%的情况下,土壤反硝化释氮速率分别为0、(102.1±59.3)、(169.3±87.6)和(203.2±119.6)mg·m-2·d-1(以N计);硝化速率分别为(233.3±121.4)、(177.9 ±69.3)、(187.7±75.0)和(166.7 ±121.9)mg·m-2· d-1(以N计);氨挥发速率分别为(3.00±1.13)、(2.64±1.01)、(2.76 ±1.04)和(2.51±1.89)mg·m-2·d-1(以N计);总释氮量分别为1.18、33.64、92.50和65.74g(以N计).同时,结合同步监测的实验数据,应用总量平衡法对模拟结果进行了验证.验证结果表明,实验小区土壤释氮量模拟值与实验值的决定系数(R2)为0.83,证明了该模型可有效地应用于水库库滨带区域.     

贵州典型森林群落植物冠层叶片遭受酸雨直接伤害的模拟实验与效应分析

在贵州龙里地区开展降雨连续监测,依据监测结果,配置不同pH值梯度的模拟酸雨;选择杨梅、油茶等10种贵州典型森林群落优势种,对植物叶片开展模拟酸雨喷淋试验;并利用便携式光合仪LI-6400观测喷淋前后叶片的光合作用,研究酸雨对贵州典型森林群落植物叶片的直接伤害作用.实验结果显示:①pH值5.0和4.0的模拟酸雨基本不会影响供试树种冠层叶片的光合作用;pH值3.0的模拟酸雨使小果红椿、枫树冠层叶片的净光合作用速率不同程度地升高,升高率为11.03%和0.62%,其他树种效果不明显;②pH值2.0的模拟酸雨使供试树种冠层叶片的净光合作用速率降低,其中小果红椿、枫树、白栗和香叶树尤为明显,降低率为28.32%、30.32%、12.21%和11.37%;pH值2.0的模拟酸雨使小果红椿叶片出现可见直接伤害,叶缘和脉间出现黄白色斑点,有穿孔,其他树种未发现可见直接伤害症状.研究表明,研究区典型森林群落植物叶片出现可见直接伤害的酸雨pH值阈值在2.0～3.0之间;同时,在酸雨对叶片造成可见直接伤害之前,存在隐性直接伤害,对叶片造成隐性直接伤害的酸雨pH值阈值为3.0.依据试验结果,从研究区监测数据分析,目前酸雨对该区植物冠层叶片的直接伤害有限.