不同取样尺度下亚高山草甸土壤呼吸的空间变异特征

基于对4个取样尺度(10、5、2.5、1.25 m)下亚高山草甸土壤呼吸速率的观测,对不同尺度土壤呼吸的空间变异特征进行了研究,分析了不同尺度土壤全氮、有机碳、碳氮比、全硫、土壤温度和土壤水分对土壤呼吸空间异质性的影响,并对各尺度不同置信水平与估计精度下的必要采样数量进行了计算.结果表明:除1.25 m和2.5 m尺度上土壤温度的空间变异属于弱变异外,土壤呼吸及其相关因子的空间变异均属于中等变异,土壤呼吸和土壤温度的变异系数随着取样尺度的增大而增大,而土壤全氮、有机碳、全硫和土壤水分的变异系数随着取样尺度的增大均有减小的趋势;不同取样尺度,影响土壤呼吸的关键因子不同.在10 m尺度,土壤呼吸与土壤全氮、有机碳呈极显著正相关,与土壤温度呈显著正相关,与土壤全硫、碳氮比和土壤水分相关性不显著;在5 m尺度,与土壤全氮和有机碳呈极显著正相关,与土壤全硫、碳氮比、土壤水分和土壤温度相关性不显著;在2.5 m尺度,与土壤有机碳、全氮和土壤水分呈极显著正相关,与土壤全硫、碳氮比和土壤温度相关性不显著;在1.25 m尺度,与土壤全氮、有机碳和土壤水分呈极显著正相关,与碳氮比呈显著负相关,与土壤温度呈极显著负相关,与土壤全硫相关性不显著.随着取样尺度的减小,土壤水分所起的作用逐渐增大,相关系数从0.27~0.49,土壤温度与土壤呼吸的相关性由显著正相关向极显著负相关变化;4个取样尺度95%置信水平误差在10%和20%内必要采样数量分别为28、21、18、14个和7、5、4、4个,随着取样尺度的减小,必需的采样数量减少.     

城市近地面大气颗粒物空间分布的监测与分析

城市近地面环境与人呼吸带高度范围相当,近地面大气颗粒物对行人健康有直接影响.当常规环境监测点位置和数量不足以全面反映近地表大气颗粒物空间分布状况时,选择合适的颗粒物载体显得十分必要.植物叶片的滞尘效应使之成为大气颗粒物的良好指标,尤其是常绿灌木叶片更能直接反映近地表环境悬浮颗粒物状况.以大气颗粒物污染严重的代表性城市石家庄市为研究区域,选择道路绿篱灌木大叶黄杨,于连续晴朗干燥天气条件下采集了3个5 d周期内、63处样点的滞尘叶片样品,测试叶片滞尘量和滞尘颗粒物粒度,利用ArcGIS讨论叶片滞尘量和滞尘颗粒粒度的空间分布及空间变异特征.结果显示,石家庄市大叶黄杨叶片平均滞尘量为0.3843 g·m-2·d-1 (变化于0.09310.9155 g·m-2·d-1),滞尘颗粒物粒度均值为1.9185μm(变化于1.30672.2500 μm),98.27%的颗粒小于10 μm,表明大叶黄杨叶片在城市近地表环境中对可吸入颗粒物有较好滞留性能,对行人呼吸健康有益.空间变异性分析表明,大叶黄杨叶片滞尘量和滞尘颗粒物粒度均具有空间自相关性,其中滞尘颗粒物粒度的块金值/基台值更小,即空间自相关性更强,表明滞尘颗粒物尺度除受局地污染源影响外,叶片表面属性因素起更重要作用;而滞尘量相对较大的块金值说明局地小尺度过程的影响不容忽视,即更易受到局地起尘源的影响.通过PM1、PM2.5、PM5、PM10等不同粒级颗粒物的分析表明,颗粒物越细其空间分布差异越大,这种细颗粒物的空间变化为进一步探讨城市不同地区人对大气颗粒物的暴露风险研究提供了基础.     

北方寒区水库氮、磷营养盐的时空变异特征

为揭示北方寒区水库氮、磷营养盐浓度时空分布特征和变化规律,有代表性地选择了锡林郭勒盟多伦县大河口水库18个水质监测点进行采样检测,并以2014年5,7,10,12月水库各采样点水质参数指标为基础,应用ArcGIS9.2统计模块分析不同期水库氮、磷营养盐浓度的时空变异性。结果表明:大河口水库NH_4~+-N、NO_3~--N、TN和TP等主要营养盐因子既有明显的季节变化特征,也存在显著的空间分布差异。水库TN、TP浓度由高到低呈现出秋、夏、春、冬季节性变异特征,且冬季与春、夏、秋3季差异显著;秋、冬季NH_4~+-N浓度明显高于春、夏季;夏季NO_3~--N浓度明显高于其他季节。在空间分布上,水库NH_4~+-N、NO_3~-N、TN、TP浓度分布呈现春季由库中心水域向周边逐渐降低,其他季节由滦河、吐力根河入库水域向出口处逐渐降低的显著空间变异特征。大河口水库氮、磷营养盐浓度时空变异特征受季节、水动力学特征、冰封和冻融等自然因素和人类生产、生活排污的人为影响均较为显著。     

地球化学分散模式分维计算方法的探讨

用半变异函数法、关联维法和三棱柱法对新疆东准噶尔金、银贵金属成矿区内卡拉麦里一带Au、As原生晕数据的空间结构性进行了研究 ,结果显示 ,Au、As元素在不同方向上的分维值变化情况与区域上的构造控矿特征相吻合 ;就区域上而言 ,As比Au的空间分布更复杂些。此外 ,对三种分维计算方法各自的优、缺点和实用性进行了探讨 ,并指出了分形地球化学的找矿意义     

基于遥感影像的近30年西宁市热岛效应时空变化

利用1987?—?2015年多个时相的Landsat卫星影像及同期气象和社会经济数据,结合多年建成区边界,利用单窗算法反演了地表温度,结合热场变异指数定量分析了西宁市城市建成区热岛强度时空演化特征,探讨了其与城市绿化程度、车辆数等要素的关系,提出了城市化进程中城市热岛效应的调控措施。研究结果显示:(1)西宁市夏季表现为"热岛"效应,冬季为"冷岛"效应;(2)西宁市热岛效应强度在时间序列有三个节点,2000年以前西宁市夏季和冬季白天各个热岛区面积变化不明显,2000年以后热岛区面积,尤其是较强热岛区面积和中热岛区面积都出现迅速增加的趋势,2003年热岛区面积达到最高,2003年以后热岛区面积渐渐回落,2011年以后又增强;(3)夏季"热岛"区面积变化趋势和冬季"冷岛"区面积变化趋势一致,且与建成区变化一致。     

复杂景观中营养型非点源污染物时空变异特征分析

非点源污染的形成不仅受到地表物质来源、景观格局的影响,同时还受到土壤侵蚀过程、降雨过程、灌溉过程、地表和地下水文过程的影响.由于影响非点源污染的因子复杂多样,从而导致它的时空变化较大.正确认识非点源污染的时空变异特征对于科学布设监测点和研究它的变化规律具有重要意义.本文通过野外定点监测,研究了非点源污染的时空变异.结果发现:①干旱年份各种污染物空间变异小于降雨正常年份.②对于不同污染物,无论在干旱年份还是正常年份,地表水中固体悬浮颗粒物的空间变异均较大,其他污染物的空间变异相对较小.③对于固体悬浮颗粒物,干旱年份不同水文期之间的空间变异比较接近,而正常年份的空间变异不同水文期之间差异较大.④非点源污染季节变异较小的监测点主要出现在具有稳定水源和地表径流季节变化较小的地区;而非点源污染空间变异较大的监测点主要出现在山区河流上游地表径流季节变化明显、农业用地面积较大且地表径流季节变化较大和明显受到点源污染影响的地区.     

长沙城市景观破碎化空间异质性研究

景观破碎化表现为景观由单一、均质、连续趋于复杂、异化离散状态.空间异质性是空间景观格局产生的原因.不同尺度下景观破碎化空间异质性表现为不同的特征.遵循"尺度——格局——过程"的思路,以长沙市2005年、2010年遥感影像为数据源,针对都市区空间异质性对不同粒度和幅度水平的响应得到合适的分析尺度,进而对长沙市景观破碎化的空间格局和空间异质性展开研究,最后剖析了景观破碎化与城市生态系统的耦合过程.研究表明:(1)长沙都市区研究中,60 m粒度是一个本征观测尺度,1200 m幅度是理想特征尺度;(2)都市区景观破碎化空间格局复杂;(3)景观破碎化空间异质性受人为因素干扰影响大,随经济社会发展呈正相关关系.     

西江流域土壤砷含量空间变异与污染评价

以广西西江流域为研究区域,采集表层土壤2 585个,采用地统计分析与GIS相结合的方法研究流域内土壤As含量空间变异规律与污染分布.结果表明:西江流域表层土壤As含量为23.82 mg·kg~(-1),高于广西土壤背景值及西江流域自然土壤As含量值,上游(刁江、环江流域)As含量(30.22 mg·kg~(-1))显著高于流域其他区域.土壤As含量:矿区土壤旱地土壤自然土壤水田土壤,矿区土壤As含量显著高于其他类型.As含量高值聚类区集中于刁江流域中上游及大环江流域中下游,南丹北部远离矿区的六寨镇及大、小环江流域上游形成明显的低值聚类区.流域土壤As有明显的空间自相关性,以结构性变异为主,上游As含量由西北向东南递减,流域特征明显,高As含量区沿刁江流域自然分布,流域中下游土壤As含量基本处于0.44~40 mg·kg~(-1)之间;流域土壤样本As总体介于无污染-轻度污染之间,污染在金城江区及南丹县的分布较为突出,这与当地频繁的矿业活动关系密切,建议采取治理措施并加强雨季尾矿库安全排查力度,以保障当地居民的生产与生活质量.     

黄土高原沟壑区小流域土壤养分空间变异特征及其影响因素

了解表层土壤有机质与全量养分的空间变异规律及其影响因素,能够为黄土高原生态脆弱带的土壤养分管理提供参考。基于王东沟的93个野外采样点,综合多种地统计学方法,分析了土壤养分的空间变异特征及其影响因素。结果表明:研究区表层土壤养分含量处于中等水平,空间变异大小依次为全磷>全氮>有机质>全钾,均由结构性因素主导;有机质、全氮较全磷、全钾变异尺度小、空间自相关性弱、空间复杂程度高。有机质、全氮的分布格局为南高北低,主要影响因素包括海拔、坡度、曲率和土地利用;全磷呈现相反的北高南低分布,海拔、坡度、土地利用、土壤机械组成和人类活动对其影响较大;全钾则为内部高四周低,分布较破碎,坡向和土壤机械组成作用较强。据此建立了9个环境因子与土壤养分之间的回归预测模型,以期为研究区土壤资源的可持续利用提供数据支持。     

陆地生态系统土壤呼吸时空变异的影响因素研究进展

土壤呼吸是碳循环中的1个重要过程,土壤呼吸作用的过程及其影响因子对理解陆地碳循环极为关键.本文对迄今为止国内外关于土壤呼吸时空变异性影响因素的一些研究进行综述,分析了气候、植被、土壤因素对土壤呼吸变异性的影响规律.以往的研究表明,气候因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子为气温和降水,植被因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子...