近20年中国粮食生产变化特征及其对区域粮食供需格局的影响

中国是一个农业大国,用占世界不到9%的耕地养活了占世界近20%的人口。国家及区域尺度粮食安全问题一直备受关注。以省为研究单元,借助GIS空间分析与统计工具,分析了1999—2018年中国粮食生产变化的总体特征、地域格局演变特征及这些变化对区域粮食供需格局的影响。研究结果表明：全国粮食总产量呈现显著增加的趋势,增长率为0.11亿t/年。北方粮食总产量呈显著增长趋势,而南方粮食总产量基本维持稳定。玉米产量的增加对这些变化起到了主导作用。在省域尺度上,近20年五种主要粮食作物（稻谷、小麦、玉米、豆类和薯类）产量时空变化具有较大差异。粮食产量的变化对区域粮食供需格局产生了较大影响。特别是东南沿海地区的广东、浙江、福建三省,从稻谷和小麦两大口粮供过于求型变为了供给不足型省份。但在全国尺度上,人均粮食占有量在Y 1999—2003时段（1999—2003年五年平均情况）和Y 2014—2018时段（2014—2018年五年平均情况）分别为368.0 kg/人和461.5 kg/人;人均两大口粮占有量在Y 1999—2003时段和Y 2014—2018时段分别为220.3 kg/人和247.6 kg/人。播种面积的变化是全国及区域尺度上粮食作物产量变化的直接原因。但其根本原因则更多归因于土地利用价值驱动的属性、功能及质量的变化。此外,根据导致耕地减少的四种主要类型——“非农化”“非粮化”“荒废化”和“生态化”,探讨了其形成原因并提出相应的提高区域粮食生产的对策建议,以期对区域粮食种植格局调整及实现两大口粮需求省份向自给型省份转型提供参考。     

中部地区乡村生产要素协同转型的时空格局及影响因素——以湖南岳阳为例

乡村生产要素（人—地—资本）协同转型,即劳动力转移、农地流转、资本循环协同演进,对乡村发展至关重要。本文构建了要素协同转型的理论框架,探讨影响因素的作用机制;以湖南岳阳市为例,揭示了要素转型发展水平,探究了要素协同的时空演化;从内生和外源两个维度,探讨了协同水平空间异质性的影响因素。基于要素转型会由“失配”转向“协同”的理论假说,实证发现：劳动力转移水平远高于农地流转和资本循环,三者空间分异显著;要素协同程度不高但在增强,空间集聚明显;坡度、耕地资源禀赋、距县城的距离、政府农业农村投入分别是关键的内生与外源解释因素,除距县城距离仅有正向影响外,其余因素正、负向影响并存。政策举措应因地制宜。     

饮用水常规处理工艺中细菌群落的时空分布

为弄清饮用水常规处理工艺过程中细菌群落的时空分布和动态变化规律,以我国南方某市一常规处理工艺水厂为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序技术对夏季和冬季原水、沉后水、滤后水、出厂水和滤砂生物膜等细菌群落进行解析.结果表明,出厂水pH值、浊度、COD_Mn、菌落总数等指标均满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求.夏季细菌多样性明显高于冬季,混凝沉淀和消毒是影响细菌群落多样性和组成的主要工艺单元.细菌群落组成呈现一定的季节性变化,水样中优势菌门主要包括变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）等,在滤砂生物膜样品中,变形菌门（Proteobacteria）亦占绝对优势.在属水平上,检测到的条件致病菌属包括弧形菌属（Vibrio）、不动杆菌属（Acinetobacter）和分支杆菌属（Mycobacterium）.水温和溶解氧是影响细菌群落的主要水质参数.     

关于建立藻类自动检测、分类与存储系统的方法的研究

基于计算机视觉和模式识别理论,研究自动和便捷的的藻类检测分类系统,实现提高检测的准确性和工作效率,实现水生生物的自动检测、分类与存储。     

黄土高塬沟壑区氮素流失的时空变异特征

为了探讨黄土高塬沟壑区水体氮污染的时空变化情况,选取黑河流域(泾河支流)为研究区域,测定2013—2014年枯水期和汛期流域地表水和地下水中主要离子及NO_3~--N和NH+4-N的浓度并进行分析.结果表明,黑河流域枯水期水化学主要为Na+K-Cl-SO_4型,汛期主要为CaMg-HCO_3型.枯水期及汛期阳离子均主要为Na+,阴离子在枯水期主要为SO_4~(2-)而汛期则转变为HCO_3~-.汛期NO_3~--N浓度普遍大于枯水期,平均值分别为2.37和1.63 mg·L~(-1);且空间分布不均衡,地表水中的浓度为:上游(1.35 mg·L~(-1))中游(1.05 mg·L~(-1))下游(0.93 mg·L~(-1)),而地下水中的浓度为:下游(3.84 mg·L~(-1))中游(2.54 mg·L~(-1))上游(2.35 mg·L~(-1)).NH_4~+-N在时间分布上没有明显的规律,汛期及枯水期变化不大,空间分布特征与NO_3~--N类似,但其整体浓度较低,在0.11 mg·L~(-1)左右波动,较为稳定均且未超过IV类水标准.水体中NO_3~--N不仅来自于农田氮肥的施入等人类活动,还可能来自于酸性降雨.地表水的NO_3~--N污染程度存在空间差异,上游污染程度大于中、下游,而超过70%的地下水水质属于良好,对当地饮用水安全暂不造成威胁.     

贵州省雷暴日数的时空分布、周期及突变特征

利用1961—2011年贵州省87个台站地面雷暴观测资料,对该省境内雷暴日数的时空分布、周期和突变特征进行了分析。结果表明：贵州省雷暴日数年际变化较大,下降趋势显著;雷暴日数的时空分布形态不对称,92．16％正偏,峰度76．47％为正值,48a贵州区域内空间分布在0．05置信水平上服从正态分布。雷暴日数分布地域特征明显,从贵州西南部向东北方向呈梯状递减趋势,安顺市、六盘水市和黔西南州3个地区为雷暴高发区。贵州省逐年雷暴日数存在不太明显的18a左右的长周期以及4—5a和8—9a显著的周期变化。贵州省年雷暴日数的下降是一突变现象,具体是从1995年开始的,突变前后平均雷暴日数相差9．32d。     

华北平原AOD时空演化与影响因素

深入了解大气气溶胶时空变化及其影响因素,对控制大气污染,改善大气环境具有重要意义.首先利用2013～2019年的VIIRS IP气溶胶光学厚度（AOD）数据分析华北平原AOD的时空变化规律.其次,选取SO₂、 NO₂、 PM_2.5、气象数据、 NDVI、 DEM、 GDP和POPU作为影响因素,基于XGBoost模型分别建立华北平原5个代表城市的AOD与其影响因素之间的连接模型,定量估算并揭示AOD时空分布规律背后各个影响因素的贡献.结果表明在空间分布上,华北平原AOD以太行山脉为界,呈现东南高西北低的格局.在时间变化上,5个城市AOD年均值整体呈下降趋势,AOD月均值先上升后下降,最高值出现在7月,最低值出现在12月.此外,建立的华北地区5个城市AOD估算模型精度较高,R²在0.60～0.67之间.华北平原的AOD影响因素中,NO₂和SO₂是对5个城市AOD贡献最大的影响因素,此外,PM_2.5是另外一种重要的污染排放影响因素.气象因...     

基于OMI数据的兰州地区对流层甲醛时空变化研究

基于OMHCHO遥感数据产品,对兰州地区2006—2016年对流层甲醛柱浓度的时空分布进行了分析,并对与其排放相关的因素进行了探讨,结果表明:2006—2016年对流层甲醛柱浓度整体呈上升趋势,其中2006—2011年甲醛柱浓度增加迅速,最大增长率为21.0%,2012—2016年甲醛柱浓度平缓波动上升,11年中年均增长率为5.4%;空间上甲醛柱浓度整体呈现由兰州市区西部及与其相邻的永登县部分区域向周边区域递增的趋势,2006—2011年表现为浓度级的增加和区域的扩大,2012—2015年浓度级及其区域基本不变,2016年在东南部出现高值甲醛柱浓度区;每年的最高值出现在6—8月份,11年中最大的柱浓度值出现在2011年的7月份,最低值基本出现在2—4月份,11年中最低的柱浓度值出现在2006年的2月份;四季对流层甲醛柱浓度水平为:夏季冬季秋季春季;影响因素中气温和风向对大气中甲醛的生成和分布有着促进作用,兰州地区生产总值及各产业增加值,尤其是工业产值和机动车保有量的增加,与甲醛柱浓度升高密切相关,这些人为因素是对流层中甲醛柱浓度变化的主要原因.     

磨刀门水道输水水库群饮用水源水质的时空变化

饮用水源水质保护是保障饮用水安全供应的重要环节,分析饮用水源水质及时空变化可为水源地水质提升方案的制定提供重要基础.因此,本研究结合我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）和加拿大环境水质指数部长理事会（CCME-WQI）对粤港澳大湾区磨刀门水道及受其供水的杨寮水库、乾务水库、竹银水库、竹仙洞水库和大镜山水库群丰水期及枯水期10种常规水质指标进行评价,探讨水质的时空分布特征并进行江库连动和库库连通供水模式下水质相关性分析.结果表明,珠海市磨刀门水道和5个水库水质中氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）、总氮（TN）和氯化物这4个指标均不同程度地超过了Ⅲ类水质标准限值,最大值分别为2.22、0.28、5.38和1620 mg·L^-1.受到咸潮上溯和地表径流等影响,水质指标表现出明显的时空差异（P<0.05）.CCME-WQI值表明,珠海磨刀门水道输水水库群水质质量总体一般,空间上水质质量优劣排序为：杨寮水库（93.21）>竹仙洞水库（84.71）>竹银水库（82.57）>乾务水库（77.62）>大镜山水库（68.35）>磨刀门水道（63.40）.水质相关性分析表明大镜山水库和竹银水库水质情况受到了磨刀门水道的影响,是改善水源水质的主要治理对象.     

密云水库细菌群落组成结构及影响因素

密云水库作为华北地区最大水库,是北京和附近地区最重要的地表饮用水水源地.细菌是水库生态系统结构和功能的关键调控者,探明细菌的群落分布特征对维护水库水质安全具有重要意义.基于高通量测序的方法,探究了密云水库水体和沉积物中细菌群落的组成结构、时空分布特征和环境影响因素.结果表明,水库沉积物细菌群落具有更高的α多样性且季节差异不显著,群落中的主要物种来自变形菌门;水体细菌群落中的优势菌为放线菌门,水体细菌群落的季节差异明显,丰水期的优势物种为CL500-29＿marine＿group属和hgcI＿clade属,Cyanobium＿PCC-6307属则在枯水期含量大幅上升;水体和沉积物中的关键物种存在明显差异,沉积物细菌群落具有更多的指示物种;水体细菌的共存网络关系更为复杂,具有更强的抵抗外界环境变化的能力;环境因素对于水体细菌群落的影响明显高于沉积物,SO■和TN分别为水体和沉积物细菌群落的主要影响因子.通过揭示密云水库细菌群落的分布规律和驱动因素,为水库管理和水质保障提供了重要指导建议.