生境异质性对金沙江干热河谷锥连栎天然更新幼苗早期生长的影响

锥连栎林是金沙江干热河谷仅有的几种重要天然植被之一,由于恶劣的气候环境以及长期严重的人为干扰作用,林地生境破碎化程度较高,幼苗天然更新极为困难.分析了锥连栎林更新幼苗主要生长的落叶堆积洼地、落叶堆积平地、菁沟冲积台地和缓坡草丛等4种微生境特点,并比较研究了不同微生境下天然更新幼苗生长的形态特征、生物量分配以及幼苗生存状...     

花岗岩风化壳的不均一性与海岸带的可蚀性研究——以南海北大陆海岸带为例

海岸带岩土动力学特征的差异是影响海岸侵蚀过程与方向的重要因素之一。南海北大陆海岸带主要由花岗岩风化边坡组成。通过对该海岸带的北东翼及西南翼典型花岗岩风化壳剖面的黏土矿物及风化指标研究发现,两者存在不均一性：横向上,北东翼黏土矿物主要以高岭石、伊利石为主;西南翼黏土矿物主要以高岭石、伊利石和绿泥石为主,两翼均未见较明显的蒙脱石。相同层位比较,西南翼黏土矿物总量高于北东翼。垂向上,自地表到深部,北东翼黏土矿物组合及总量无明显的分层性,而西南翼则呈明显的分层性且地表含量明显高于深部。海岸带的风化作用也存在明显的不均一性：表现为横向上,北东翼海岸带风化程度要稍弱于西南翼;垂向上,北东翼化学风化指标n（Al2O3）/n（SiO2）,n（Fe2O3＋Al2O3）/n（SiO2）,n（TiO2）/n（Al2O3）、CIA在风化壳中呈无规律变化,而西南翼则呈明显的分层性,这种分层基本与表土层、红土层及砂土层成一定的对应关系。从化学可蚀性指标来看,由南海北大陆海岸带花岗岩风化壳演化而成的土壤均为强抗蚀性,但相同层位比较,北东翼可蚀性要稍弱于西南翼剖面。研究认为,组成南海北大陆海岸带的花岗岩风化壳之黏土矿物与风化作用的不均一性可很大程度影响海岸带的可蚀性。     

亚高山草甸土壤呼吸的空间异质性研究

运用传统和地统计学的方法,对山西云顶山亚高山草甸的土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和土壤有机碳的空间异质性以及它们的关系进行了分析.传统统计分析表明,土壤呼吸及环境因子均呈正态分布,变异系数在12%~24%之间,属于中等变异;土壤呼吸和土壤有机碳的相关系数(r=0.61)大于和温度(r=0.27)、水分(r=0.26)的相关系数,表明土壤有机碳对土壤呼吸空间分布的影响要远大于土壤温度和水分的影响.地统计学分析结果表明,线性模型能很好地反映土壤呼吸以及环境因子的空间结构特征.土壤呼吸、土壤温度、土壤水分及土壤有机碳的C0/(C0+C)值分别为41%、3%、77%、57%,表明土壤温度具有高度的空间自相关性,土壤呼吸和土壤有机碳具有中等程度的空间自相关性,土壤水分表现出较弱的空间自相关性,结构因素对土壤温度和土壤呼吸的空间分布起着主导作用,而随机因素对土壤水分和土壤有机碳的空间变异则起着主导作用;土壤呼吸、温度和水分的变程均为53.2 m,有机碳的变程为52.1 m;土壤呼吸和土壤温度具有较好的分形特征,存在尺度上的依赖性.分维数从大到小依次为:土壤水分(1.96)>土壤有机碳(1.95)>土壤呼吸(1.85)>土壤温度(1.60),表明土壤水分依赖于尺度的变异最小,空间分布结构最复杂,而土壤温度的空间分布格局最简单;土壤呼吸的空间分布表现出与土壤水分和有机碳相似的特点,并表现出自己的规律性.随着置信水平和估计精度的降低,土壤呼吸及其影响因子所要求的采样数量均出现较大幅度的下降.     

山区LAI遥感产品对比分析及影响因子评价

叶面积指数（LAI）遥感产品对比分析不仅能够提供产品质量的定量化描述信息,还对产品反演算法优化和认知陆面过程模型的不确定性具有重要意义。为研究不同LAI产品在地形复杂、景观破碎的中国西南地区的表现差异,选择2001-2016年间MODIS（C5、C6）和Geoland2（GEOV1、GEOV2）LAI产品,从时空完整性和连续性方面,对比分析不同LAI产品在山区的变化情况,并比较同源不同版本LAI产品在山区的改进效果。选择地形（如高程、地形起伏度）、植被类型、气候因子,使用地理探测器评估LAI遥感产品受不同下垫面的影响程度。结果表明：（1）高海拔和高地形起伏度区域LAI产品质量较差;（2） MODIS LAI产品连续性整体性差于Geoland2,MODIS LAI均值在局部地区高于Geoland2,同源产品LAI差值低于非同源产品;（3） MODIS C6主算法反演比例低于C5,时间连续性优于C5,GEOV2反演成功率和连续性优于GEOV1;（4）各因子对山区LAI变化的贡献量q：地形起伏度最小,MODIS产品受植被类型影响最大,Geoland2产品受高程和气象数据影响较大。通过LAI产品对比分析,能够准确认知山区各因素对LAI产品精度的影响程度,可为山区生产高质量的LAI产品提供借鉴。     

中国县域碳排放时空演变与异质性

县域是实现减排控碳的关键空间单元,研究并揭示县域碳排放的时空演变特征和影响机制对于实现“双碳”目标具有重要意义.以县域作为分析单元,运用数理统计和面板数据回归模型等方法,分析2000～2017年中国县域碳排放时空演变和异质性特征,探究其影响机制.结果表明：(1) 2000～2017年碳排放年均增速为7.12%,历经“大幅上升-缓慢上升-高位波动”3个发展阶段,最终稳定在90×10⁸ t左右;在县域尺度上表现为显著正向空间自相关.(2)普通面板回归模型显示,GDP、建设用地规模、人口规模、人均GDP和人均金融机构存款余额和碳排放关系显著,前三者对碳排放的促进作用最为强烈.(3)时空地理加权回归模型拟合优度较高,除国民生产总值在全局上稳定表现为促进作用以外,其余影响因素的作用方向和强度均在时空上发生了较大转变;表明我国不同类型县域间碳排放水平和主要影响因素各异.该研究一定程度上揭示了县域碳排放的演变特征和异质性,有助于优化“双碳”目标的空间实施路径.     

Associations of Grassland Bird Communities with Black‐Tailed Prairie Dogs in the North American Great Plains

Colonial burrowing herbivores can modify vegetation structure, create belowground refugia, and generate landscape heterogeneity, thereby affecting the distribution and abundance of associated species. Black‐tailed prairie dogs (Cynomys ludovicianus) are such a species, and they may strongly affect the abundance and composition of grassland bird communities. We examined how prairie dog colonies in the North American Great Plains affect bird species and community composition. Areas occupied by prairie dogs, characterized by low percent cover of grass, high percent cover of bare soil, and low vegetation height and density, supported a breeding bird community that differed substantially from surrounding areas that lacked prairie dogs. Bird communities on colony sites had significantly greater densities of large‐bodied carnivores (Burrowing Owls [Athene cunicularia], Mountain Plovers, [Charadrius montanus], and Killdeer [Charadrius vociferus]) and omnivores consisting of Horned Larks (Eremophila alpestris) and McCown's Longspurs (Rhynchophanes mccownii) than bird communities off colony sites. Bird communities off colony sites were dominated by small‐bodied insectivorous sparrows (Ammodramus spp.) and omnivorous Lark Buntings (Calamospiza melanocorys), Vesper Sparrows (Pooecetes gramineus), and Lark Sparrows (Chondestes grammacus). Densities of 3 species of conservation concern and 1 game species were significantly higher on colony sites than off colony sites, and the strength of prairie dog effects was consistent across the northern Great Plains. Vegetation modification by prairie dogs sustains a diverse suite of bird species in these grasslands. Collectively, our findings and those from previous studies show that areas in the North American Great Plains with prairie dog colonies support higher densities of at least 9 vertebrate species than sites without colonies. Prairie dogs affect habitat for these species through multiple pathways, including creation of belowground refugia, supply of prey for specialized predators, modification of vegetation structure within colonies, and increased landscape heterogeneity. Asociaciones de Comunidades de Aves de Pastizales con Perros de la Pradera en la Gran Llanura de Norte América     

基于储层非均质的水淹水窜风险评价

水淹和水窜是油田在水驱开发时常见的安全问题,储层非均质性是引起水淹和水窜的主要原因之一。为研究储层非均质性对于水淹水窜的作用,通过层次聚类分析法建立储层非均质综合指数关系式,并将其转化为水淹水窜风险概率,把水淹水窜风险概率进行分级,以此判断非均质性对于水淹水窜的作用。以BD油田阜二段第三砂层组为例进行水淹水窜风险评估,结果表明:研究区非均质性严重,水淹水窜风险概率均大于80%,储层非均性极容易导致油田在注水开发时发生水淹水窜。该区在注水开发时需要重视工艺设计与防护措施,以降低水淹水窜风险。     

库布齐沙漠自然植被与人工植被土壤水盐的空间异质性比较研究

干旱半干旱地区土壤水盐的空间分布对土地利用和生态恢复具有重要作用。运用传统统计学和地统计学对库布齐沙漠5种自然植被和5种人工植被0～10和10～20cm深度土壤水分和盐分的空间异质性进行了小尺度比较分析。结果表明：9种群落的土壤水盐平均值下层大于表层,且盐分的空间相关性较水分更高;人工植被土壤水分（CV=5.3%～22.7%）和盐分（CV=15.7%～51.2%）具有空间分布均匀、层间差异不明显等特征,而自然植被水分（CV=9.9%～32.6%）和盐分的（CV=26.9%～180.0%）却与之相反;小尺度上,人工植被土壤不同层间的水分关系、盐分关系以及水盐关系可能随建植时间的增加会越来越不明显,格局强度将不断减弱,这也极有可能改变大尺度上的水盐运移状况,进而影响研究区生态系统的稳定性和安全性。     

流域水生态空间管控下生境监测方法概述

生境被认为是区域内为水环境中生物提供生存和生长环境的物理、化学和生物特征,是水生态空间中支持和维持生物及其生态功能的重要空间.生境特征对阐释流域生态系统的结构和功能具有重要意义.然而,生境具有空间和时间尺度的异质性以及空间自相关性,尤其是大时空尺度下其生态功能的维持具有更加复杂的机制和过程.这决定了表征和阐释生境特征是极其困难的,特别是表征大时空尺度下的特征.尽管现有研究提出诸多涉及不同尺度的生境监测方法,但对实现长期跟踪多尺度下流域生境整体变化仍缺少成熟的方法.本文从生境的概念、生境监测的目的和意义引出生境的特点及生境监测对流域水生态环境管控的重要性,归纳了主流生境监测方法的特点及主要差异,综述了生境监测中关键的科学问题（如空间尺度、区域范围、特征参数和数据信息获取方法等）,提出我国现阶段生境监测核心内容的建议,以期为流域生态空间管控下生境监测的应用和研究提供借鉴.     

Virus transport in physically and geochemically heterogeneous subsurface porous media

A two-dimensional model for virus transport in physically and geochemically heterogeneous subsurface porous media is presented. The model involves solution of the advection-dispersion equation, which additionally considers virus inactivation in the solution, as well as virus removal at the solid matrix surface due to attachment (deposition), release, and inactivation. Two surface inactivation models for the fate of attached inactive viruses and their subsequent role on virus attachment and release were considered. Geochemical heterogeneity, portrayed as patches of positively charged metal oxyhydroxide coatings on collector grain surfaces, and physical heterogeneity, portrayed as spatial variability of hydraulic conductivity, were incorporated in the model. Both layered and randomly (log-normally) distributed physical and geochemical heterogeneities were considered. The upstream weighted multiple cell balance method was employed to numerically solve the governing equations of groundwater flow and virus transport. Model predictions show that the presence of subsurface layered geochemical and physical heterogeneity results in preferential flow paths and thus significantly affect virus mobility. Random distributions of physical and geochemical heterogeneity have also notable influence on the virus transport behavior. While the solution inactivation rate was found to significantly influence the virus transport behavior, surface inactivation under realistic field conditions has probably a negligible influence on the overall virus transport. It was further demonstrated that large virus release rates result in extended periods of virus breakthrough over significant distances downstream from the injection sites. This behavior suggests that simpler models that account for virus adsorption through a retardation factor may yield a misleading assessment of virus transport in "hydrogeologically sensitive" subsurface environments.