秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险区识别及其影响因素

综合考虑干旱热浪耦合危险性、暴露性和脆弱性,构建干旱热浪耦合风险评价框架,对秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险区进行识别,探讨不同指标要素与风险空间格局的响应关系.结果表明:(1)1960～2018年秦岭—淮河南北干旱热浪具有群聚群发性.其中,耦合频发期为:20世纪70年代末～80年代初,空间集聚中心主要分布在淮河平原、长江中下游东部、川东丘陵以及巫山山区,而20世纪90年代后干旱热浪耦合逐渐减弱;(2)秦岭—淮河南北干旱热浪耦合风险具有空间分异特征,排名前30位高风险区,有70％的城市位于长江中下游、淮河平原,30％位于四川盆地东部,上述城市人口密集,干旱热浪耦合暴露性强,使得区域面临干旱热浪耦合风险较高;(3)路径分析验证干旱热浪耦合风险因素关系表明:秦岭—淮河南北危险性、暴露性与风险呈反向关系,说明区域干旱热浪高暴露、高致灾危险区,因社会应对灾害能力较强,可在一定程度缓解系统的受灾风险.     

1960~2014年秦岭南北无霜期时空变化特征及对比分析

全球气候变暖背景下,自然生态环境敏感区农业热量资源的时空特征研究具有重要的现实意义。依据1960~2014年秦岭南北47个气象站数据,利用线性趋势、M-K检验和kriging插值法对无霜期时空变化进行分析。结果显示：从时间上看,秦岭南北无霜期随纬度增加而减少,初霜日和无霜期在年际波动中略有下降后快速上升,终霜日在波动中略有上升后快速下降。55年来无霜期呈显著的延长趋势且发生增多突变,秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地的延长速率分别为0.400 6、0.280 4、0.396 1和0.407 5 d/a,突变年份分别为1999、2002、2001和1990年。从空间上看,无霜期平均值和标准差由南向北增加,80%站点初霜日推后、终霜日提前和无霜期延长。多数无霜期延长是初霜日推后与终霜日提前的共同影响。无霜期在28个站点呈波动变化,19个站点发生突变,突变时间多在1990s~2000s,2000s的突变区域面积最大且集中分布在东北部。分析结果可为气候变化对生态环境和农业生产布局的影响提供参考。     

黄河流域秦岭主要林分凋落物的水文生态功能

用水量平衡场和收获法研究了秦岭松栎林带主要林型凋落物在生态系统水分循环和营养循环中的功能。26龄锐齿栎林、24龄油松林和24龄华山松林凋落物现存量平均值为17.475t/hm₂,排序为华山松林>油松林>锐齿栎林。3种林分年凋落物平均值为4.179t/hm₂,前者是后二者的1.4倍,但凋落物现存量不及后二者一半。生长季节,3种林分凋落物层蓄留量平均值为44.81mm,占同期大气降水量的4.47%,阔叶林较针叶林高。地面蒸发量及其蒸发率为:无林裸地>阔叶林地>针叶林地,无凋落物覆盖>凋落物覆盖;针叶林地表蒸发季节变化相对稳定,阔叶树的变化较大。3种林分凋落物N、P、K、Ca和Mg含量平均值分别为1.08%、0.07%、0.37%、1.37%和0.21%,锐齿栎林较大,油松林和华山松林则差异不大。凋落物主要营养元素积累量平均值为502.5kg/hm₂,排序为:油松林>华山松林>锐齿栎林。锐齿栎林、油松林和华山松林5种营养元素年吸收量、归还量分别为334.4kg/hm₂和147.2kg/hm₂,195.5kg/hm₂和66.9kg/hm₂及138.8kg/hm₂和80.4kg/hm₂,不同林分营养元素的年吸收量和归还量也存在一定差异。锐齿栎林不仅对林地营养元素要求较高,而且循环较快。     

西秦岭山地农村生活能源建设与退耕还林的生态经济效益评价

在西秦岭山地使用太阳灶和沼气。生态经济效益显著。1户1台1．5m^2太阳灶、1个80沼气池每年所得刭的热量等于773k标准煤。折合1353kg薪材。净收益为268元。一年内所替代的薪柴等于0．338hm^2有林地一年的生长量，可使0．042275m^2有林地免遭砍伐。农户从退耕还林中得到的收益为平均每年465元。与种植粮食比较，这些收益主要是不再种粮后所节省的生产成本。退耕还林以扩大林木增量为目标，应作为中长期的战略。稳步实施。使用太阳灶和沼气以保护林木存量为目标。是巩固退耕还林成效的有力措施和生态建设的必要手段。应加大投入和建设力度。     

秦岭中段外来植物入侵现状及风险评价研究

作为中国重要生态安全屏障的秦岭,随着经济社会的不断发展,大量人为活动穿梭其中,使得外来植物得以侵入并迅速蔓延和扩张,势必影响当地生物多样性保护,然而这些外来种的入侵现状、危害与风险等信息还缺乏全面详细的研究,为秦岭生物多样性保护埋下巨大“安全隐患”,因此亟待全面系统地研究秦岭林区外来植物的相关现状信息,并对其进行科学有效的入侵风险评估。通过野外调查秦岭中段南北坡外来植物的种类、分布现状、生境类型、扩散趋势等,采用层次分析法构建秦岭外来植物入侵风险评价体系,对该区外来植物进行风险等级划分并提出防范管控措施。结果表明：1）秦岭外来植物有131种,隶属33科87属,主要集中在菊科（Asteraceae）、苋科（Amaranthaceae）、禾本科（Poaceae）、豆科（Fabaceae）,其中菊科植物数量最多（35种）,占总种数的26.7%;2）秦岭外来植物传入年限主要集中在50-150 a之间（54.2%）,大部分通过有意引入和无意引进带入国内（75.6%）;3）秦岭外来植物入侵风险评价体系涵盖外来植物入侵性、已入侵分布现状、扩散性和危害与影响4个方面,共设置了13个指标。131种外来植...     

秦岭南北潜在蒸散量时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量（ET0）。采用样条曲线插值法（Spline）、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明：（1）研究区多年平均ET0为9642 mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;（2）近52 a ET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北ET0下降更明显,春季大部分（78%）站点ET0上升,夏季绝大部分（91%）站点显著下降,秋季和冬季变化趋势不明显;（3）年尺度和春季ET0突变点集中出现在1979～1981年和1993年,夏季85%的站点发生了突变,其中89%发生于1979年,秋季和冬季的突变特征无明显规律可言;（4）夏季降水与潜在蒸散量变化趋势的空间分布整体上呈相反趋势,呈相反趋势的站点占站点总数的70%,秋季则达到76%。23个站点中绝大多数ET0与日照时数、最高气温、平均气温和平均风速呈显著水平（P<001）的正相关关系,相关系数排序为日照时数>最高气温>平均气温>平均风速。风速和日照时数的降低是导致秦岭南北ET0减少的主导因素,风速和日照时数的下降导致夏季和冬季ET0减少,气温上升导致春季和秋季ET0增加或整体保持稳定     

秦岭油松林不同坡位土壤CO2、CH4、N2O通量研究

在秦岭南坡火地塘林区天然次生油松林内选取上、中、下3个坡位,采用静态箱-气相色谱法对土壤CO_2、CH_4、N_2O通量进行了1年的监测.结果表明,坡位间土壤质地和水分的差别是引起不同坡位CO_2与N_2O通量差异的主要原因:下坡位土质为壤土,水分适宜,CO_2平均排放量为(156.49±9.72)mg·m~(-2)·h~(-1),CH_4平均吸收量为(77.43±14.27)μg·m~(-2)·h~(-1),都处于3个坡位间最高水平;中坡位土质为粉砂壤土,土壤粒径小,透气性差,CO_2排放量和CH_4吸收量均为3个坡位间的最小值,N_2O平均排放量为(9.57±0.66)μg·m~(-2)·h~(-1),为3个坡位间的最高值,且显著高于上坡位土壤N_2O通量(p0.01);上坡位土质为砂壤土,土壤孔隙度大且地表植被少,N_2O平均排放量为(5.59±0.74)μg·m~(-2)·h~(-1),为3个坡位间的最小值.总体来说,油松林土壤是CO_2、N_2O的排放源,是CH_4的吸收汇.3个坡位CO_2年通量具有明显的季节规律,表现为倒"S"形变化,且与土壤温度显著正相关(p0.01).受冻融循环的影响,N_2O主要在非生长季大量排放;生长季末期,受降雨事件影响,油松林中坡位出现N_2O吸收峰值.生长季上、下坡位CH_4吸收峰值的出现同样伴随着降雨事件的发生,非生长季,中坡位因土壤水分过高而出现短暂的CH_4排放现象.不同坡位土壤温室气体的全球增温潜势(Global Warming Potential,GWP)从大到小依次是上坡位、下坡位和中坡位.     

秦岭西部不同发育阶段油松和日本落叶松人工林土壤酶活性变化和分布特征

以秦岭西部小陇山沙坝林业试验基地为研究点,采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,比较了不同发育阶段油松(Pinus tabulaeformis)和日本落叶松(Larix kaempferi)人工林林下凋落物分解层(H层)和表土层(A层)理化性质及酶活性的变化。结果表明,2种林型林下凋落物分解层各项土壤理化性质及酶活性指标均明显高于相应表土层。随着林龄的增加,除了土壤纤维素酶活性按幼龄林→中龄林→近熟林呈先升高后降低的变化趋势外,土壤荧光素二乙酸酯水解酶(FDA水解酶)、脱氢酶、蛋白酶、脲酶、酸性磷酸酶活性,以及有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量随林分的发育总体呈现先降低后升高的变化特征。从幼龄林到近熟林的发育过程中,日本落叶松林下各项土壤理化性质及酶活性指标变化波动性比油松大,说明日本落叶松的引进在一定程度上影响了土壤生物化学过程的强度和方向。除土壤脲酶与pH值之间以及酸性磷酶酸与速效氮之间以外,6种土壤酶活性与土壤pH值,有机质、全氮、速效氮、速效磷含量之间均呈在α=0.05或α=0.01水平上相关显著。