湿地植被叶面积指数对光化学指数和光能利用率关系的影响————基于实测数据和PROSPECT-SAIL模型

光化学指数PRI(Photochemical Reflectance Index)是估算光能利用率LUE(Light Use Efficiency)的一种快速监测的有效指标,分析各种因素对二者的影响是提高估算精度的前提.论文针对三种杭州湾典型湿地植物 [旱柳(Salix matsudana),柽柳(Tamarix chinensis)和芦苇(Phragm itescommunis)],实地观测了其光合作用及日变化,叶面积指数以及同步植被光谱.同时采用PROSPECT-SAIL模型模拟叶面积指数LAI(Leaf Area Index)从小到大变化时植被冠层反射率,分析LAI的变化对冠层PRI的影响.结果表明:1)三种植被在日变化上,芦苇,旱柳和柽柳的PRI和LUE的相关性较好,R²分别为0.581 6,0.524 6和0.514 6;而对同一种植被在不考虑时间变化的条件下,PRI和LUE的相关性会有所减弱,对于LAI较小的冠层,PRI不能精确反映LUE;2)当LAI < 5时,冠层下土壤背景对冠层PRI影响较大,在不同土壤背景下,土壤亮度低的对冠层PRI影响较小;3)当LAI > 5时,土壤背景对冠层PRI影响较小,冠层自身的LAI才是影响PRI和LUE相关性的决定因素.因此,PRI和LUE关系模型还需要进一步探索和完善,引入更精确的模型和参数,不断提高LUE估算的准确度.     

Combination system of full-scale constructed wetlands and wetland paddy fields to remove nitrogen and phosphorus from rural unregulated non-point sources

Constructed wetlands (CWs) have been used effectively to remove nitrogen (N) and phosphorus (P) from non-point sources. Effluents of some CWs were, however, still with high N and P concentrations and remained to be pollution sources. Widely distributed paddy fields can be exploited to alleviate this concern. We were the first to investigate a combination system of three-level CWs with wetland paddy fields in a full scale to remove N and P from rural unregulated non-point sources. The removal efficiencies (REs) of CWs reached 57.3 % (37.4–75.1 %) for N and 76.3 % (62.0–98.4 %) for P. The CWs retained about 1,278 kg N ha^?1 year^?1 and 121 kg P ha^?1 year^?1. There was a notable seasonal change in REs of N and P, and the REs were different in different processing components of CWs. The removal rates of wetland paddy fields adopt “zero-drainage” water management according to local rainfall forecast and physiological water demand of crop growth reached 93.2 kg N ha^?1 year^?1 and 5.4 kg P ha^?1 year^?1. The rice season had higher potential in removing N and P than that in the wheat season. The whole combined system (0.56 ha CWs and 5.5 ha wetland paddy fields) removed 1,790 kg N year^?1 and 151 kg P year^?1, which were higher than those from CWs functioned alone. However, another 4.7-ha paddy fields were needed to fully remove the N and P in the effluents of CWs. The combination of CWs and paddy fields proved to be a more efficient nutrient removal system.     

森林经营主体的碳汇供给潜力差异及影响因素研究

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措。论文基于浙江、江西和福建三省农户和林场的调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann 模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行了分析,并基于此比较了不同森林经营主体碳汇供给潜力的差异,同时模拟了不同营林成本和利率水平下对森林经营主体碳汇供给差异造成的影响。可以发现,在可能的碳汇林经营模式下,基于目前杉木市场价格远高于碳价格的现实,森林经营主体的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的;林场凭借着规模、技术和资金等资源禀赋优势将成为今后碳汇林的适宜经营和供给主体;从影响因素来看,目前市场利率处于低位徘徊的前提下,即碳汇林地的潜在投资价值巨大,尤其对劣等土地的投资效果明显;理论上营林成本会提升继而导致碳汇供给增加,这反而对于森林固碳有显著正面影响。     

三种不同生态型竹种植硅体碳汇比较研究

为研究不同生态型竹种生态系统中植硅体碳的分布和积累特征,论文选取了浙江省境内发育于同一土壤类型的3种竹林生态系统,分别采集其不同年龄的地上部分（叶、枝、秆）和现存凋落物以及不同深度的土样,分析各样品的植硅体含量、植硅体碳含量和硅含量。结果表明：1）3种不同生态型竹种器官中植硅体和植硅体碳积累和分布特征均为叶>枝>秆,土壤中植硅体和植硅体碳储量达到最大,且随土层深度增加植硅体碳储量有增加趋势;2）通过3种竹种植硅体碳储量比较,散生竹高节竹生态系统植硅体储量最高,丛生竹绿竹和混生竹茶秆竹植硅体碳储量相近;3）根据3种竹种在全国的分布面积估算,茶秆竹生态系统总固碳能力略大于绿竹,而远远高于高节竹。     

常绿阔叶林改造为板栗林对土壤氮磷钾库及酶活性的影响

研究天然林改造为人工林对土壤养分库的影响,对于森林的可持续经营具有非常重要的意义。论文为探明天然常绿阔叶林改造为板栗林对土壤氮磷钾库及酶活性的影响,在浙江省临安市三口镇采集了相邻的天然常绿阔叶林和板栗林（板栗林由天然常绿阔叶林改造而来）的表层（0~20 cm）与亚表层（20~40 cm）土壤,测定土壤不同形态氮磷钾素和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性。结果表明：表层和亚表层土壤pH值、水溶性有机氮（WSON）和微生物量氮（MBN）均显著降低,而铵态氮和硝态氮含量均显著增加（P < 0.05）;表层土壤全氮含量显著增加,而亚表层土壤全氮含量无显著变化;表层土壤树脂提取态磷（Resin-P_i）、碳酸氢钠提取态无机磷（NaHCO₃-P_i）、氢氧化钠提取态无机磷（NaOH-P_i）、盐酸提取态磷（HCl-P_i）和残余态磷（Residual-P）含量分别增加了61.4%、53.5%、19.2%、55.1%和25.3%,亚表层土壤Resin-P_i、NaHCO₃-P_i、HCl-P_i和Residual-P含量分别增加了64.6%、61.2%、13.7%和17.3%;而表层土壤碳酸氢钠提取态有机磷（NaHCO₃-P_o）和氢氧化钠提取态有机磷（NaOH-P_o）含量分别下降了24.8%和18.3%,亚表层土壤NaHCO₃-P_o和NaOH-P_o含量分别下降了20.5%和7.7%;表层土壤的速效钾、缓效钾、矿物态钾和全钾含量均显著增加,亚表层土壤速效钾、缓效钾含量显著增加,而矿物态钾和全钾无显著变化;表层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性显著下降,亚表层土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著下降（P < 0.05）。综上,上述林分转变对土壤无机氮磷钾库具有正面效应,而对土壤有机氮磷钾库与酶活性具有负面效应。     

基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进

生态系统服务价值是生态保护、生态功能区划、自然资产核算和生态补偿决策的依据和基础,并且生态系统服务功能呈现出与生态结构和生态功能密切相关的时空动态变化特征,但目前国内尚缺乏统一和完整的生态系统服务价值的动态评估方法。研究基于文献调研、专家知识、统计资料和遥感监测等数据源,通过模型运算和地理信息空间分析等方法,对单位面积价值当量因子静态评估方法进行了改进和发展,构建了基于单位面积价值当量因子法的中国陆地生态系统服务价值的动态评估方法,实现了对全国14种生态系统类型及其11类生态服务功能价值在时间（月尺度）和空间（省域尺度）上的动态综合评估。初步的应用与评估结果表明,2010年我国不同类型生态系统服务的总价值量为38.1×10¹²元,总体变化趋势为从东南向西北逐渐降低,年内变化多表现为以7月为最高,1月和12月最低。总体而言,尽管还需要进一步地改进和完善,论文构建的评价体系为我国生态系统服务价值的时空动态评估提供了一个相对全面的综合评估方案,从而为我国自然资产评估、生态补偿等方面提供更为全面的科学依据与决策支持。     

原位掩蔽对底泥汞释放的抑制效果及中试评估

为解决贵州省百花湖底泥中的汞污染问题,研究了原位掩蔽对底泥中汞释放的抑制效果. 选择沸石、高岭土和赤铁矿为掩蔽材料,通过模拟试验,确定原位掩蔽的最佳覆盖厚度为2.0 cm,此时沸石、高岭土和赤铁矿对底泥汞释放的控制率分别为47.1%、64.9%和62.3%,说明最佳掩蔽材料为高岭土. 以高岭土为掩蔽材料的情况下,试验实施7 d后,水体扰动对控制率的影响不足6.7%. 中试区位于百花湖重度污染区,面积约为22 000 m2,采用驳船少量多次撒布高岭土原位掩蔽汞污染底泥,控制覆盖厚度为2.0~3.0 cm,按月连续监测6次. 结果显示,高岭土对汞污染底泥的控制率达到47.1%. 模拟试验及中试效果显示,高岭土原位掩蔽可有效抑制底泥中汞的释放,并且较薄的覆盖厚度可降低工程成本和对湖底生态系统的影响.      

酸雨胁迫对木荷叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽试验,研究了3种不同pH值（2.5、4.0、5.6）的模拟酸雨溶液对2年生木荷（Schima superba）幼苗叶片气体交换和荧光参数的影响。结果表明：在不同酸雨处理下,净光合速率和气孔导度日变化均呈＂双峰＂型,最大净光合速率和最高表观量子效率（AQE）变化趋势依次是pH4.0〉pH5.6〉pH2.5,说明pH4.0处理对木荷光合作用有促进作用;在不同酸雨处理下,PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）和相对叶绿素含量均呈现出pH4.0〉pH5.6〉pH2.5的变化趋势,pH4.0酸雨处理下表现出最高值,说明适度降低酸雨pH值（pH4.0）并不会对木荷的光合系统活性造成损伤,反而有促进作用,表明木荷对酸雨有较强的适应能力。     

An evaluative model for lead distribution in roadside ecosystems

In roadside ecosystems lead concentrations in different environmental materials decrease with the distance from the road, following a typical pattern. A model that expresses this distribution pattern is proposed to evaluate lead contamination in these ecosystems.     

城市热场剖面的分形维数计算及其意义研究——以上海中心城区为例

城市热环境是城市中建筑物的不断增加及人类活动、大气状况、地表热量传输等多种因素综合作用的结果,因此城市往往具有极为复杂的热表面。由于热量分配、传输具有一定的复杂性,传统的模型预测与定点观测方法在分析城市热表面空间结构及其形成机制方面存在一定的不足。随着空间信息科学的发展,卫星遥感技术为获取城市热场信息提供了可靠的手段。选用上海市2000年6月14日的Landsat ETM+热波段影像,首先反演城市地表温度,再引入剖面线分形的方法,在GIS的支持下,计算从人民广场出发的8个方向的分维数,并进一步探讨剖面线分形的意义,得到如下结论：城市热表面的剖面线具有明显的分形特征,8个方向的分维数为1.530 0～1.780 6,表征不同剖面线的复杂程度。热场表面剖面线的分维数揭示了3个方面的意义：首先不同的分维数反映热场不同方向上温度变化的复杂程度;其次,相对于城市中心,反映不同方向上城市边界形态的差异性;第三,进一步揭示不同方向上,下垫面土地利用类型空间组合变化的复杂程度。