独流减河流域绿色基础设施空间格局与景观连通性分析的尺度效应

尺度效应是景观生态学研究的核心问题之一,是正确理解和感知景观格局与生态过程相互作用及其动态变化特征的基础.针对GI（绿色基础设施）进行空间格局与景观连通性分析具有强烈的尺度依赖性的问题,以天津市独流减河流域为例,利用ArcGIS 10.1、ENVI 5.3和eCognition 8.9软件进行面向对象土地利用分类,基于MSPA（形态学空间格局分析）方法和景观连通性分析方法,借助GuidosToolbox 2.6和Conefor 2.6软件,通过设置不同的粒度、边缘宽度和扩散距离,对2016年研究区GI的粒度效应、边缘效应和距离效应进行定量分析和评价.结果表明:①MSP（形态学空间格局）类型具有明显的粒度效应和边缘效应,较小的粒度和边缘宽度会得到更为详细的空间格局信息.②粒度效应改变GI像元的空间分布,会导致GI空间信息的丢失或增加,直接影响MSP类型的空间配置和量化关系;而边缘效应不会改变GI像元的空间分布,使得GI空间信息不发生改变,但对MSP类型的影响更为显著.③景观连通性与扩散距离具有直接关系,扩散距离越大,GI核心区景观连通性越高,当扩散距离增至一定程度时,所有核心区会连接成一个网络整体,景观连通性达到最大,研究区GI核心区的扩散距离关键值在2.5~4.5 km之间.研究显示,独流减河流域GI要素尺度效应明显但机理不同,基于MSPA和景观连通性分析方法能够更加直观地反映各景观类型和网络组分的空间变化特征和数值变化规律.      

《中华人民共和国鼠疫与环境图集》研制的设计思想、原则、方法与结果

全面系统地总结了<中华人民共和国鼠疫与环境图集>的设计思想、研制方法和原则以及图集所揭示的内容和规律首次利用图集的方式进行空间分析,研究我国鼠疫的流行、防治和疫源地特性及其与环境的关系.图集主要由序图组、环境背景图组、世界鼠疫流行及疫源地背景图组、自然疫源地与环境图组、流行图组、宿主分布图组、媒介蚤图组、鼠疫菌生物型图组、防治机构图组和防治效果图组组成.在鼠疫病情数据的处理和病情图的制作、环境背景图的制作和疫源地特征图制作等方面,都力求多层次、多角度和多种方式地表达鼠疫与环境的关系.它客观、科学地反映和阐述了我国200多年来鼠疫流行的空间和时间特征,揭示了我国鼠疫疫源地的分类和分布以及鼠疫菌的质粒组合和生化特性的地域分异规律,并发现鼠疫疫源地的分布和形成与地球化学环境密切相关.     

多重分形与地球化学元素的分布规律

为进一步探讨用分形与多重分形的方法研究地球化学场中元素的分布规律的重要意义,运用Q Q图和直方图探讨了元素的空间分布规律,随后运用多重分形矩方法研究了安徽省长江以南以北各约22000km2和18100km2区域内5489个和4524个水系沉积物样品中14种元素的分形分布规律。结果表明,金属地球化学场元素在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布,而四连续多重分形分布,其α f(α)曲线上凸且连续,拥有主要大型矿床的安徽江南地区α f(α)曲线的开口明显大于成矿相对较弱的安徽江北地区。元素的多重分形谱函数的形态特征对区域成矿潜力研究将具有一定的指示意义。     

龙虎山世界地质公园丹霞景观特征及其科学价值

江西龙虎山世界地质公园是一个集地质、地貌、人文、自然生态景观为一体的综合性地质公园,其中以丹霞地貌景观最具特色。它是国内发育老年早期丹霞地貌的典型地区之一,以孤峰、峰林、残丘等丹霞地貌景观为特色。公园内拥有丹霞地貌景观、丹霞水体景观、丹霞生态景观和丹霞文化景观等4大丹霞类型。地质公园的地质遗迹记录了中生代以来地球历史的丰富信息和演化过程,展示了世界上一些重要地质事件的突出证据;孕育了分布最密集、造型最精美的造型石;是世界上极具濒危的中华秋沙鸭最大群体的越冬地;古崖墓文化、道教文化、佛教文化等历史人文遗迹以其独特的方式融汇在具有突出价值的自然美之中,构成了人与自然和谐共处的最富特色的例证。这些具有国际意义的自然现象、自然演化过程和杰出的天然美景集中展示于公园,具有不可替代的美学价值、科学价值和重要的保护意义。     

Effects of irrigation and landscape heterogeneity on butterfly diversity in Mediterranean farmlands

Irrigation effects on biodiversity are poorly known, particularly in Mediterranean agro-ecosystems. In this study we analyzed irrigation effects on butterfly species richness, abundance and diversity as well as on species composition in a farmed landscape under Mediterranean climate. The study area consisted of four contiguous agricultural sub-areas with a decreasing degree of intensification: irrigated, mixed (dry and irrigated), dry and environmentally protected (i.e. Special Protection Area, SPA) dry farmland. Forty one km-transects (ten per sub-area) were searched for butterflies in 2008 and 2009. Contrary to expectations, species richness (alfa, beta and gamma diversity) was highest in both years in the most intensified sub-area (i.e. irrigated) followed by SPA, dry and mixed sub-areas. Landscape characteristics accounted for most of the between-subareas differences in species richness. Species richness was negatively related to mean field size at the landscape level and positively related to the number of trees and large shrubs along transects. Therefore, the higher number of butterfly species recorded in the irrigated farmland could be due to a more complex landscape. In contrast, butterfly abundance was highest in cereal steppes (i.e. dry and SPA sub-areas), with abundance being negatively affected by mean field size. Inter-annual change in butterfly abundance was much sharper in rainfed (i.e. dry and SPA) than in irrigated (i.e. irrigated and mixed) sub-areas. Irrigated farmland may provide more favorable conditions for butterflies by buffering the (year-to-year and summer) drought periods characterising Mediterranean climate. Species composition differed among sub-areas, with differences being partly explained by field size and number of trees and shrubs along transects. Our study suggest an important role of landscape characteristics in boosting butterfly biodiversity in intensively managed irrigated croplands and emphasizes the importance of encouraging studies on farmland butterfly diversity in different (bioclimatic) regions allowing the design of region-specific agri-environmental schemes.     

湖南水府庙水库流域景观格局与水质特征关系分析

以湖南水府庙水库流域为例,在土地利用类型遥感解译结果以及水质监测数据基础上,选用景观和斑块类型2个水平上的景观指数,采用空间分析和Pearson相关分析、典范式对应分析等统计分析方法分析了该流域内景观格局特征,并探讨了景观格局与河流水质特征的之间的关系。结果表明：1）研究区土地利用类型与河流水质显著相关,其中林地面积所占比例与多数污染指标呈显著负相关,而耕地、建设用地面积所占比例与各污染指标呈正相关。2）景观格局在景观和斑块类型水平上对水质的影响表现出差异性,其中斑块破碎度在2个水平上对水质的影响均较大;斑块形状的复杂程度与水质均无明确相关性。3）景观格局在流域尺度上对水质影响的异质性表现在土地利用类型的空间分布以及各种景观类型的空间格局特征对河流中污染物源、汇的贡献和迁移转化的影响的差异性。     

再生水补给型城市景观水体中抗生素抗性基因的污染特征——以圆明园为例

由于抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)对环境和人类健康存在潜在威胁而逐渐受到人们的重视,高人口密度城市中典型景观水体是ARGs储存库和传播媒介.本研究采用实时荧光定量PCR技术,研究了圆明园不同点位的ARGs污染情况和分布特征.结果表明:园区中ARGs的绝对丰度范围在n.d.(未检出)～1.08×10~9copies·L~(-1)之间;园区进水口目标ARGs的丰度低于末端,表明封闭的水体可能为ARGs的积累提供了理想培养基.在所检测基因中,磺胺类ARGs占主导,ARGs的绝对丰度依次为:sulIIsulImefAtetQtetMermB.磺胺类ARGs与指示微生物粪大肠菌群和大肠杆菌间存在显著相关性,表明指示微生物在ARGs的传播中可能起着关键作用.     

闽江口半咸水沼泽湿地土壤甲烷产生过程及硫酸盐还原对其抑制作用研究

甲烷产生和硫酸盐还原是湿地土壤有机物在厌氧条件下碳矿化的两个重要过程,硫酸盐还原对甲烷产生具有明显的抑制作用.本文以闽江口鳝鱼滩半咸水短叶茳芏沼泽湿地为研究对象,通过室内厌氧培养测定了土壤甲烷产生速率、硫酸盐还原对甲烷产生的抑制速率以及研究其抑制率的垂直分布和季节动态,并运用地统计方法量化了土壤甲烷产生速率、硫酸盐还原对甲烷产生的抑制速率的水平空间格局.短叶茳芏沼泽湿地100 cm深度土壤甲烷产生速率年均值为(0.67±0.33)μg·d-1·g-1(dry weight,dw)硫酸盐还原对甲烷产生的抑制速率均值为(0.87±0.55)μg·d-1·g-1(dw).年尺度上,土壤深度对于甲烷产生速率具有显著的影响(p=0.007),而硫酸盐还原抑制对甲烷产生的抑制速率在不同土壤深度则无显著差异(p=0.472),硫酸盐还原对甲烷产生的抑制率范围为62.6%~66.3%;在100 m2空间范围和1m2空间分辨率情景下,甲烷产生速率及硫酸盐还原对甲烷产生抑制速率的变异系数均超过100%,表现出极强的空间变异性;同时,甲烷产生速率、硫酸盐还原对甲烷产生的抑制速率的块金效应值分别为0.85和0.95,表明空间自相关性极弱.     

天津市老年人PM2.5暴露研究

为了解老年人PM2.5暴露特征并为流行病学研究提供数据支持,本研究选取天津市某社区101名老年人(平均年龄为67岁),在2011年夏季(6月13日~7月2日)和冬季(11月30日~12月12日)分别对其PM2.5暴露水平进行了监测,并对其时间活动模式进行了记录.结果显示,老年人平均85%以上的时间是在居室内度过的.夏季和冬季老年人PM2.5个体暴露浓度分别为 (124.2±75.2)μg/m3和(170.8±126.6)μg/m3.使用时间加权模型对老年人个体暴露浓度进行预测,夏季和冬季个体暴露实测浓度与预测浓度差值分别为0.6~220.9 μg/m3和0.6~416.8 μg/m3.吸烟活动会导致老年人个体暴露浓度升高.相关性分析表明PM2.5个体暴露浓度与环境浓度的相关性强于其与室内浓度的相关性,这为使用环境浓度替代或预测个体暴露浓度提供了支持.     

流域土壤基质与非点源磷污染物作用的3种模式及其环境意义

以华北地区典型农业流域为研究对象,针对流域不同空间分布和干扰程度下的土壤基质与污染径流中磷素的相互作用过程进行了模拟研究.研究发现,土壤基质与磷的作用过程呈3种模式,持留型、释放型及持留-释放转换型.持留型土壤基质对污染径流中磷酸盐具有较强的吸附作用,能有效持留径流中的磷素;释放型土壤基质则以解吸过程为主导,向径流中释放大量的磷素;持留-释放转换型土壤基质则呈动态性,当径流中磷酸盐含量较低时,解吸过程占优,以磷素释放为主,当径流中磷酸盐含量较高时,吸附过程占优,以磷素持留为主.结果表明,在自然环境及人类干扰的作用下,流域异质性景观下的土壤基质与非点源污染物的作用过程差异明显,其生态功能具有时空动态性.从非点源污染发生的角度来看,在空间上,土壤基质可成为污染物的汇或释放源;在时间上,同一区域存在源-汇功能的动态转化.因此,异质性景观中土壤基质与污染物作用过程动态机制的认识与判定,对于流域尺度上有效控制非点源污染十分关键.