1961-2016年长江源区径流量变化规律

利用长江源区沱沱河站和直达门站1961—2016年月平均径流量数据,运用滑动平均、累积距平曲线、集中期、集中度、滑动t检验、小波分析等方法指标,定性和定量相结合,统计分析了长江源区径流量的年际、年代际、年内、突变和周期变化特征。结果表明:长江源区1961—2016年径流量总体呈增加趋势。沱沱河站径流量集中度、相对变化幅度、年内分配不均匀系数高于直门达站。1996年是沱沱河站径流量发生显著突变的年份,2004年是直门达站径流量发生显著突变的年份。沱沱河站存在8～12 a和3～4 a的周期振荡特征,直门达站存在6～8 a和3～4 a左右的周期振荡特征。     

Observations on the spatial and temporal variation in the phosphorus status of lakes in the British Isles

Abstract. An examination of total phosphorus (TP) concentrations from 902 lakes in England, Scotland and Northern Ireland (NI), suggest that only Scottish lakes have a high percentage (73%) of oligotrophic waters (TP<10 μg PI^-1). The TP status of upland lakes in NI was greater than Scottish lakes particularly if lake catchments were afforested. Although lowland lakes in NI drain a predominately non-urbanized landscape, 38% of lakes below 100 m had TP concentrations > 100 μg PI^-1 and only 29% <35 μg PI^-1. English lakes tended to have higher TP concentrations (70% > 101 μg PI^-1) which may reflect P inputs from sewage treatment works (STWs) although lakes draining agricultural catchments frequently produced high TP concentrations. Between 1985 and 1995, annual point source TP inputs to Loch Leven, Scotland, declined by 8 tonnes P or 40% of the 1985 TP loadings to the Loch. As point source inputs were proportionally richer in dissolved molybdate reactive phosphorus (MRP) than diffuse inputs, the MRP loading was reduced by 46%. From 1974 to 1995, TP concentrations in Lough Neagh (NI) increased despite reduced TP inputs from STWs. Partitioning of annual TP loadings from two major inflowing rivers to Lough Neagh, showed river MRP loadings from non-point sources had been increasing at annual rates of 1.9 and 2.3 kg P km^-2. The remaining non-MRP river loadings had not been influenced by lower TP loads from STWs and showed no tendency to increase with time. Insufficient data is available from other lake systems in the British Isles to judge whether the increase in non-point source MRP loadings observed in the Lough Neagh catchment has been repeated elsewhere.     

辽河河口芦苇湿地沉积物中有机质含量的时空变化

以辽河河口芦苇湿地为研究对象,对湿地土壤沉积物中有机质含量的变化规律进行研究,分别研究了湿地沉积物中有机质(SOM)在时间、空间上的变化规律。结果表明:时间变化上,近河区和远河区的芦苇湿地沉积物中SOM含量受时间影响显著,其中在9月份和10月份SOM含量较高,9月份SOM含量出现最大值。空间变化上,纵向上只有表层0—10cm深度和其他深度(10—20cm,20—30cm,30—40cm,40—50cm)以及10—20cm与40—50cm深度的SOM含量上有显著的差异,其他深度间差异并不明显。远河区湿地沉积物在4月、5月、6月、9月、10月份时,0—10cm和10—20cm深度的沉积物中SOM含量较高,最大值多数在0—10cm深度的沉积物上。在7月份和8月份时,0—10cm深度沉积物的SOM含量最低。近河区湿地沉积物中SOM含量变化与远河区相比有差异,在4月、5月、6月、7月、8月份时受地表径流影响较为明显,SOM含量的最大值并不显著,各深度间SOM含量相差不大,20—40cm深度的SOM含量略高。在9月、10月份,SOM最大值在0—10cm深度的沉积物上,其他深度SOM含量相差不大。并且纵向上各深度间的SOM含量存在着线性相关关系。横向上在S1—3与S2—3位于缓冲区与试验区的交界处,SOM含量较高;S1—6与S2—6和S2—7位于缓冲区与核心区的交界附近且SOM含量较高,这些点的SOM含量均远高于其他各点的SOM含量。通过研究SOM含量的时空变化,更加清楚地认识SOM的变化规律,为合理利用和开发芦苇湿地以及控制湿地污染,探究碳储量提供数据支持。     

小流域综合治理前后土地利用结构和土壤侵蚀强度变化研究

土地利用结构调整和减少土壤侵蚀面积、降低土壤侵蚀强度是小流域综合治理工程的主要效益,小流域综合治理前后土地利用和土壤侵蚀变化分析是评价工程实施效益的重要方面。以云贵鄂渝水土保持世行贷款/欧盟赠款项目重点监测小流域-盆古小流域为研究对象,基于治理前后的两期高分辨率遥感影像和eCognition、Arcgis软件,对盆古小流域治理前后的土地利用和土壤侵蚀变化情况进行了分析研究。结果表明:2008~2011年盆古小流域旱地、水田等面积减少,有林地和梯田等面积增加;小流域轻度侵蚀在有林地中分布最多,而轻度以上侵蚀主要分布在旱地中;另外,小流域土壤侵蚀这一期间整体呈现由强转弱的趋势,表明小流域综合治理工程取得了明显成效。     

中国自然湿地甲烷排放: 1995-2004年研究总结

From studies undertaken during 1995-2004, annual budgets of CH₄ emissions from natural wetlands and its temporal and spatial variations were examined throughout China, and various factors influencing CH₄ emissions were also evaluated. The seasonal variation in CH₄ emissions that increased with increasing plant growth reached its peak in August;decrease in the emissions was found in freshwater marshes but not in peatlands. Emissions were mainly controlled by temperature and depth of standing water. Low CH₄ emissions at the early plant growing stages were not because of deficiency of organic C for CH₄ production but because of low temperatures. Low temperatures not only reduced CH₄ production but also stimulated CH₄ oxidation by lowering the activity of other aerobic microbes which left more O₂ in the rhizosphere for methanotrophs. Low summer temperatures (below 20 ℃) in the Qinghai-Tibetan Plateau lowered CH₄ production and CH₄ emission resulting in little or no seasonal variation of emissions. Diel and spatial variation in CH₄ emissions depended on plant species. For plants that transport CH₄ using the pressure-driven convective through-flow mechanism, diel variation in CH₄ emissions was governed by diel variation of solar energy load (that produces temperature and vapor pressure differences within various plant tissues) and stomatal conductance. For plants that transport gases using the molecular diffusion mechanism only, the diel variation of CH₄ emissions was because of differences in the magnitude of O₂ produced through photosynthesis and then delivered into the rhizomes and/or rhizosphere for CH₄ oxidation. Emergent plants could transport more CH₄ than submerged plants because the former transport CH₄ directly into the atmosphere rather than into water as do submerged plants where CH₄ can be further be oxidized during its diffusion from water to the atmosphere. Emergent plants with high gas transport capacity could not only transport more CH₄ into the atmosphere but also live in deeper water, which in turn would inundate more plant litter, resulting in increased availability of C for CH₄ production. Annual CH₄ emission from natural wetlands in China was estimated to be 1.76 Tg, up to 1.17 Tg of which was emitted from freshwater marshes. CH₄ emission from freshwater marshes mainly occurred during the growing season and less than 8% was released during the freeze-thawing period despite the fact that thawing efficiently released CH₄ fixed in ice column into the atmosphere.     

基于土地利用变化的县域水土流失消长评价方法探讨

以人类活动扰动比较大的内蒙古自治区达拉特旗和人类活动扰动比较小的青海省称多县为例,收集了2014—2015年和2017年土地利用、遥感影像等资料,采用中国土壤流失方程计算了水力侵蚀模数。在此基础上,分析了2017年与2014—2015年土地利用和水土流失面积的差异,对比了基于两期土地利用图和基于遥感影像变化得到的水土流失消长变化之间的差异。结果表明:基于两期土地利用图得到水土流失面积变化大,基于遥感影像变化得到的水土流失面积变化小,前者水土流失面积变化量是后者的64倍(称多县)和94倍(达拉特旗)。基于遥感影像变化得到的水土流失面积消长结果更符合实际情况。水土流失面积消长量远小于土地利用面积变化量。本结果可为即将开展的全国水土流失消长评价工作提供技术参考。     

三门峡水库回水变动区土地利用/土地覆被变化及其景观格局分析

该文针对三门峡水库回水变动区水位变动情况,借助RS、GIS技术对潼关以下库区1987～2002年间典型年的汛期和非汛期土地利用/土地覆被变化情况进行了分析;并基于景观生态学理论和方法,对研究区生态系统景观格局随水位变动的变化情况进行了分析。其结果表明：研究区内河流与耕地面积在汛期和非汛期均呈减小趋势,而裸地的面积却逐渐增大,林地面积不论是在汛期还是在非汛期,其波动都不大。季节性淹水区内各生态系统除砾石滩地面积略有增加外,其他类型的面积均有所减少,受水位变动的影响较大;台地和阶地区内耕地面积有所减少,但草地和裸地面积有大幅度的增加,表明在水位变动的影响下草地分布的高程有所升高;其他生态系统类型受水位变动的影响不大。景观格局分析表明：研究区景观多样性、景观均匀度均呈下降趋势,生态系统正朝单一性、不均匀化的方向发展;景观破碎度略有增加;相对优势度也有一定的增加,研究区受阶地上各生态系统类型的支配程度正在增强。     

陕北黄土区阳坡微地形土壤水分特征研究

采用定点动态监测的方法对陕西省吴起县合沟流域内的阳坡微地形土壤含水量进行了对比研究。结果表明:(1)微地形土壤水分的季节变化滞后于降雨的季节变化,其对土壤含水量的影响旱季大于雨季;(2)在0—180 cm土层中,随着土层深度的增加,微地形土壤含水量呈增加的趋势,变异系数减小;(3)微地形不同土层的土壤含水量具有差异,在0—20 cm土层,所有微地形土壤含水量均大于对照坡面,土壤含水量呈现:缓台>塌陷>切沟>陡坎>浅沟;20—80 cm土层土壤含水量则表现为:切沟>缓台>塌陷>陡坎>浅沟>坡面;80—180 cm土层中,土壤含水量最大的是缓台,坡面、浅沟、切沟土壤含水量相差不多,陡坎土壤含水量比坡面略小,塌陷土壤含水量最小。     

Temporal changes in the spatial distributions of some soil properties on a temperate grassland site

Abstract. Precision Agriculture seeks to match resource application and agronomic practice with soil and crop requirements as they vary in both space and time. Therefore, an understanding of both the temporal and the spatial components of variability is essential before decisions can be made about the feasibility of site-specific management. In the present study, the spatial and the temporal components of variability in certain key soil properties of a grassland field were evaluated to assess the likely feasibility of adopting a site-specific approach to grassland management. A 7.9 ha grassland field was selected for the study and soil samples were taken three times at regular 25 m intervals across the field over a two year period, and chemically analysed. Classical and geostatistical procedures were used to evaluate the spatial variability and the temporal stability of soil property distributions. Soil extractable P and K had the greatest within-field variability and soil pH the least. Soil K distributions were also highly unstable over time and it was concluded that the optimal risk aversion strategy would be to apply uniform dressings of this nutrient to the entire field. In contrast, soil pH, P, Mg and sulphate distributions were not only temporally stable, but were also spatially correlated over reasonably large ranges. It was concluded that these properties might be managed in a site-specific way based on the results of periodic soil testing in three clearly defined management sub-units within the field. Over the two year period, C and N accumulated in the soil at surprisingly high rates on certain parts of the field but not in others.     

不同树龄厚荚相思木材纤维分子测定

对广西国营高峰林场大塘分场七年生、界牌分场四年生的厚荚相思木材纤维分子形态尺寸进行测定。结果表明：木纤维长度随着树龄增加而增加，随树高的增加而减小，变异范围767～1158μm，平均值900μm；木纤维直径随着树龄增加或树高的增加而减小，变异范围21．70～27．73μm，平均值23．33μm；木纤维双壁厚总体上随着树龄增加而增大，随树高增加而减小，其变异范围4．62～6．25μm，平均值6．13μm；木纤维长宽比随着树龄增加而增大，随树高增加而减小，其变异范围31～49，平均值40；木纤维壁腔比随着树龄或树高增加而增大，其变异范围为0．22～0．44，平均值为0．38。四年生以上的木纤维长度、直径、双壁厚、长径比和壁腔比均符合纤维工业原料的要求，可用于造纸或纤维板生产。     

黄土高原红枣种植区积温变化特征分析

为了揭示黄土高原红枣种植区积温的变化特征,为红枣产业的布局和科学管理提供依据。利用1971—2010年12个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计、M-K及小波分析等方法,对≥0℃,5℃,10℃积温及负积温的变化特征进行了分析。结果表明,40年来≥0℃,5℃,10℃积温呈增加趋势,气候倾向率分别为64.557℃/10 a,66.235℃/10 a,48.023℃/10 a。负积温呈减少趋势,气候倾向率为-33.759℃/10 a。持续日数呈增加趋势,各界限温度初日呈提前趋势,终日除10℃外均呈推后趋势。各界限温度积温均发生突变现象,负积温突变出现最早1986年,其次为≥0℃积温1995年,≥5℃、≥10℃积温1996年;各界限温度积温变化存在多时间尺度的周期变化特征,具有2～4,9～11,32～33 a左右的周期振荡,其中32～33 a左右的周期最为明显。黄土高原红枣种植区近40 a来0℃以上各界限温度积温和持续时间呈增加趋势,热量资源明显改善,适宜种植红枣的区域扩大;但需采取有效措施防御可能发生的干旱灾害及红枣病虫害。     

植物体细胞无性系变异的遗传基础及主要影响因素

植物体细胞无性系变异在组织培养中是非常普遍的现象,对改良植物品种和选育新品种具有重要的意义,但同时也是植物组培在所有其它应用领域的一大难题。植物体细胞无性系变异的遗传基础包括染色体变异、转座子活化、DNA甲基化状态改变、基因突变和DNA重复序列的改变等,这些因素相互关联,不是孤立地作为体细胞无性系变异的起源。在影响体细胞无性系变异的主要因素中,外植体脱分化的细胞分裂方式、培养基的生长调节物质、培养物经受氧化胁迫水平与体细胞无性系变异有着较为密切的联系,其中外源生长素、细胞分裂素是最重要的外部影响因素。通过本综述,在减少组培过程中无性系变异方面,建议深入了解生长调节物质与体细胞无性系变异遗传基础的关系,并以此为基础尝试无性系变异防控办法。     

太湖上游西苕溪近岸森林土壤氮磷养分差异特征

近岸森林土壤受到河水涨落等自然侵蚀和人类活动的双重扰动,增加了土壤养分流失威胁,从而增大了下游河流和湖泊富营养化的风险,影响森林作为河岸缓冲带作用的发挥。对河岸森林土壤养分的研究,可为河岸森林树种的选取、河岸带建设、经营与管理等提供依据。以太湖上游的西苕溪两岸1km范围内的森林为研究对象,选择典型竹林、经济林、纯林和混交林样地34块,分层采集土壤样品,实验室测定有效磷、碱解氮、全氮和全磷等养分含量,利用变异系数分析不同森林类型和不同深度土层中养分含量的变异性,并且采用单因素方差分析和多重比较的方法分析土壤养分含量在不同森林类型间同一深度土层的差异性。结果表明,竹林土壤有效磷、碱解氮、全氮和全磷均具有较高的变异性,经济林土壤中的有效磷和全氮的变异较大,纯林和混交林土壤养分的变异性总体上较低;土壤有效磷、碱解氮和全氮平均含量在不同林型中都表现为0-10cm〉10-30cm〉30-50cm,即随着土层的加深养分含量降低;土壤有效磷含量竹林显著高于纯林,不同土层竹林与经济林的碱解氮含量显著高于纯林和混交林的;经济林的全氮含量较其他林型的较低,而全磷的含量却较高。     

嘉陵江流域近50年降水量演变规律分析

利用嘉陵江流域12个气象站点的1960—2009年降雨实测资料,采用地统计学和时间序列等方法,分析了嘉陵江流域近50a降水量时空变化特征,为旱涝、泥石流等自然灾害的防治提供依据。结果表明:流域内年平均降水量910.5mm,降水量由东南到西北逐渐递减;近50a来降水量总体上呈减少趋势,流域整体处于一个丰—平—枯的降水阶段;降水量的周期性比较明显,存在35a、21a尺度的周期;年内降水量具有季节性变化,降水量主要集中在5—9月,占全年降水量的80%左右,春、秋季降水量有减少趋势,流域夏季降水量除渠江有增加趋势外都有减少趋势,冬季变化趋势不明显;近50a来降水量以正常年份居多,降水偏多年份多于偏少年份。通过分析虽年降水量有减少的趋势,但年内降水量却相对集中于夏秋季,因此仍要做好汛期的洪涝、水土流失等灾害的防治,以及春冬季的抗旱工作。     

最近30年河龙区间降雨侵蚀力的时空演变特征

为准确定量评估代表降雨引起土壤侵蚀潜在能力的指标——降雨侵蚀力,收集黄河中游河龙区间各县共96个气象站点1981—2010年的日降雨资料,基于半月降雨侵蚀力模型对区间半月、月、季节、年尺度上降雨侵蚀力的时空变化特征进行评价。结果表明：1）7月下半月、8月和夏季的降雨侵蚀力分别在相应的时间尺度上最大,年均降雨侵蚀力在空间上从西北到东南呈增加趋势;2）河龙区间年降雨侵蚀力总体呈下降趋势,减少的面积占区间总面积的68．45％,7月上半月降雨侵蚀力的减少对区间年降雨侵蚀力的减少贡献最大;3）年降雨侵蚀力增加的地区主要集中于河龙区间西北部和东南部,7月上半月降雨侵蚀力呈增加趋势的面积仅占总面积的1．12％。     

Canopy herbivory can mediate the influence of plant genotype on soil processes through frass deposition

The ecosystem consequences of intraspecific genetic variation is an emerging field of research that strengthens the link between population and ecosystem ecology. Despite recent advances, it remains unclear under what conditions (abiotic and biotic) plant genetic variation will be important to belowground processes. Forest canopy herbivores can have large influences on soil processes by altering the timing, quantity, and quality of forest floor inputs. We demonstrate that the frass inputs from canopy folivores (forest tent caterpillars and gypsy moths) reflect the intraspecific variation in green leaf chemistry (C:N, condensed tannins) of the aspen clones on which they fed. We then varied the genotype and nutrient availability of aspen and monitored the decomposition of both gypsy moth frass and senesced leaf litter in laboratory microcosms for 63 days. Aspen genotype influenced the short-term, frass-induced soil respiration as well as the longer-term, litter-induced respiration. In addition, aspen genotype interacted with nutrient availability to influence the activity of extracellular enzymes measured at the end of the experiment. These results suggest that in aspen forests, canopy herbivores can mediate the influence of intraspecific variation on ecosystem processes through frass deposition. Intraspecific variation is likely more important to ecosystem functioning than previously thought when trophic interactions are also taken into account. The potential for genetic variation within a single plant species to influence the ecosystem effects of herbivores highlights the importance of understanding how and when genetic variation matters to ecosystem processes.     

1961-2013年东北地区夏季降水变化趋势分析

选取东北地区84个气象站1961—2013年逐日降水资料,利用Mann-Kendall统计检验方法、线性回归、气候倾向率和变异系数方法分析了近50年东北地区夏季降水日数、降水量和降水强度的时空变化特征,讨论了夏季不同等级降水日数和降水强度变化趋势和变异场特征。结果表明:近53年,东北地区夏季降水日数呈显著的下降趋势,其变化总体呈现出60年代 > 70年代≈80年代 > 90年代 > 21世纪前13年（2001—2013年）的特征,而降水量和降水强度的升降变化并不显著。东北地区夏季小雨雨日总体呈下降趋势,其中,东北地区东南部降幅最大,平均为-2.5～-1 d/10 a;中雨雨日倾向率也以下降为主;大雨、暴雨雨日倾向率的下降区域位于黑龙江中部、吉林西北部和辽东半岛,而在辽宁中部、黑龙江西部和内蒙东北部为大雨和暴雨雨日上升区。东北地区夏季小雨雨强倾向率在东北地区东南部以上升为主,升幅为0～0.1 mm/10 a,而西北部主要以下降为主,降幅为-0.1～0 mm/10 a;东北地区夏季大雨和暴雨日数波动较大,尤以暴雨日数的波动最为显著,相比于大雨和暴雨,小雨、中雨雨日和雨强的变化都要更稳定。     

清涧河流域的水文情势变化阶段及其特征

 为探讨清涧河流域不同阶段的水文变化特性,分析流域水文变化的原因,通过定量指标结合定性原则,筛选了清涧河流域内的代表性雨量站,在此基础上,建立了具有一致性的1955—2002年的降水量序列资料;采用滑动平均和有序聚类分析方法,对选定的水文序列进行阶段划分,并统计分析各阶段降水、径流的变化特性;结合流域水土保持措施状况,进一步讨论引起流域水文变化可能的原因。结果表明:清涧河流域的水文序列可划分为3个阶段,分别为:1955—1979、1980—1989和1990—2002。与第1阶段相比,第2、3阶段汛期和年降水量呈减少趋势;第2阶段径流量小于第1阶段,第3阶段平均径流量大于前2个阶段。各阶段年降水量与径流量之间具有正相关关系,但点群散乱,相关性不好;各阶段暴雨特性和水土保持措施数量、质量的变化,是流域水文变化的主要原因。     

曹娥江干流氮素与水环境因子时空变异特征

氮素是作物的营养元素,以及河流主要水质指标之一,也是引起水体污染、水体富营养化的主要因素,对氮污染的控制与研究已经成为水体环境与生态保护工作的重点。通过对浙江省绍兴地区的曹娥江干流上7个取水断面的一周年(12个月)的实地水质监测,分析了曹娥江干流水环境因子(降水量、水温、pH值、溶解氧、浊度、电导率)与水体中总氮(TN)、可溶态氮(DN)、铵态氮(NH4 -N)、硝态氮(NO3--N)的时空变异特征。结果表明:(1)大田作物作业期间的降水会引发农田氮素流失,从而增加水体中的总氮浓度,而大量的降水在引起氮素流失的同时,也可以起到稀释水体中总氮的作用;(2)可溶态氮浓度平均占总氮浓度的74%,可溶态氮对总氮的贡献具有决定性的地位,其在时间上的变化趋势与总氮相一致,在空间上呈现出从上游到下游下降的趋势;(3)在时间上铵态氮的浓度与水体温度呈负相关关系。空间上铵态氮从上游到下游呈现出下降趋势;(4)在时间上硝态氮浓度与水温呈正相关关系,而空间上却没有明显的变化趋势。     

冀北山地油松树干液流特征及其对环境因子的响应

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2015年3月1日—2016年3月1日对冀北山地小五台山自然保护区油松的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、相对湿度、净辐射、总辐射、风速等环境因子的变化,研究油松树干液流对环境因子的响应。结果表明:(1)小五台地区,油松树干液流启动于4月下旬,结束于10月下旬,前后历时184d。晴天条件下,油松不同月份树干液流速率日变化均呈典型的单峰曲线。不同月份油松树干液流的启动、到达峰值、结束时间以及液流升降速率存在差异。(2)油松树干液流速率日均值变化,除4月和10月较低外,其余各月都达到0.02kg/(h·cm)以上,尤以5月和8月最高,分别达到0.028,0.027kg/(h·cm)。各月峰值变化与日均值变化基本一致。(3)油松树干液流速率与空气温度、净辐射、总辐射、水汽压亏缺、风速呈极显著正相关,与空气湿度呈极显著负相关。各环境因子对油松树干液流速率影响大小顺序为空气温度净辐射总辐射空气湿度风速。(4)油松整个生长季单株总耗水量为(2679.58±579.83)kg,以5月、8月耗水量最大,分别为(585.14±110.92)kg和(510.08±87.96)kg。