1996—2020年海南岛水源涵养量时空变化及地理探测

[目的] 分析影响海南岛水源涵养量时空变化的主要驱动因素,为海南岛生态系统水源涵养功能重点区域识别及保护,水资源管理及区域可持续发展等方面提供决策依据。[方法] 基于InVEST模型产水量模块,定量分析海南岛1996—2020年水源涵养的时空变化,并对海南岛的水源涵养影响因素展开地理探测分析研究。[结果] ①1996—2020年海南岛水源涵养总量略微上升,多年平均水源涵养量为41.77 mm,水源涵养总量为1.42×10⁹ m³。空间上,海南岛水源涵养分布呈现东高西低及北高南低的特征。各地类中,林地的水源涵养能力较强,且面积占比大,对海南岛水源涵养量的贡献显著。②水源涵养量有较强的空间正相关性,呈现明显聚集特征,水源涵养重点区域主要分布于海南岛东中部、东部沿海海岸带以及海口市西部的火山熔岩湿地。③各因子对水源涵养影响力从大到小依次为降水量、土地利用类型、实际蒸散发和高程;因子交互作用,尤其是降水与土地利用的交互显著增强水源涵养分布的解释。[结论] 气候作用和人类活动主导了海南岛水源涵养量空间格局。未来既要充分考虑气候变化对水源涵养的影响,通过建立有效措施确保海南岛生态系统水源涵养功能有效适应全球变化,又要通过土地资源的合理利用与管理,确保土地生态安全。     

基于SWAT模型的南渡江流域土地利用/覆被变化的径流响应

为了探究热带岛屿性流域土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)的水文效应,以海南岛典型热带岛屿性流域南渡江流域为研究区,构建本地化SWAT模型,模拟流域水文过程及其对LUCC的响应,揭示流域径流的变化规律,对比不同土地利用类型的水文过程及调蓄能力,探讨了典型热带岛屿性流域LUCC的径流效应。结果表明:SWAT模型在南渡江流域的适用性良好,径流模拟对植被蒸散发、产生径流的坡面状况、土壤状况和地下水过程较敏感。不同土地利用类型对流域的产流贡献顺序为耕地>其他林地>橡胶林地; 耕地产流能力最强,其他林地和橡胶林地具有一定的截流蓄水作用。综上所述,与1990年相比,2015年南渡江流域河流径流量减少,流域LUCC导致的地表径流减少是河流径流量减少的直接原因,而蒸散发加剧是地表径流减少的主要原因。     

海南霸王岭热带山地雨林树木苗期构筑型研究

为了解热带山地雨林主要树种苗期构筑型特征 ,笔者综合考虑树种在热带山地雨林群落中的重要性、林窗更新进程中的作用及苗圃出苗情况后 ,2 0 0 2年 7— 8月在海南霸王岭自然保护区东二保护站苗圃选择了热带山地雨林中 2 0种主要树木的幼苗 ,分不同苗龄进行了构筑型特征系统观测 .对苗龄≤ 3个月和 3个月 <苗龄≤ 12个月的幼苗 ,采用了不同的指标体系进行研究 .对比了幼苗的构筑型特征 ,并讨论了构筑型与生态对策、群落结构的关系 .结果表明 :大多数热带树木幼苗萌发方式为子叶出土、子叶叶状对生 ;初生叶多为互生 ,其次为对生、轮生 ;分枝角度中 30°和 6 0°居多 ,其次为 4 5°、75°;幼苗枝下高与树高之间符合指数函数关系 ,而树高与基径之间符合幂函数关系 ;Rauh型、Massart型树木通常采取K对策 ,Leeuwenberg型、Attims型树木通常采取r对策 ,Roux型采取r对策或K对策 ,Aubreville型的生态对策在二者之间 .     

人畜饮水蓄水池的改进方案——以山东省小钦岛地区为例

无地下淡水的海岛地区,淡水资源十分匮乏,传统的蓄水池难以全面而又安全的满足岛区人民生产生活以及人畜饮水的基本需要。笔者针对传统蓄水池的汲水方法中难以监测水位、水泵置位深度不定等特点,试在传统水泵控制器基础上添加了一些简单的分立元件,达到自动测定水位,并根据水位情况自动调控水泵汲水的目的,以方便对蓄积水的监测和使用。     

海南冬季主要瓜菜寒害风险区划

基于自然灾害风险分析原理,利用海南岛18个市县历年逐日气象要素、瓜菜产量、面积、寒害灾情和DEM等资料,构建基于瓜菜生物学特性的寒害致灾等级指标,综合寒害致灾危险性、孕灾敏感性、承灾体易损性和防灾能力,评估海南岛冬季瓜菜寒害风险。结果表明:西瓜冬季寒害危险性从中部向东西减小,豇豆和丝瓜冬季寒害危险性从南向北加重,辣椒冬季寒害危险性从东南向西北增加,瓜菜不同等级寒害风险概率分布形式差异明显;瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性从中部五指山地区向周围低海拔区降低;瓜菜冬季寒害灾损风险和防灾能力在区域上存在明显差异。瓜菜冬季寒害综合风险分布形式总体一致,中部和北部高、南部和东西部沿海低。这种寒害风险分布主要受海南冷空气活动和地形因素作用,与实际寒害发生规律一致。     

海南岛红树林湿地土壤有机碳分布规律及影响因素研究

以海南岛为例,选择环岛东、西、南、北四个方向的典型红树林群落,对土壤进行取样,测定土壤有机碳含量,计算土壤有机碳密度。通过对比群落结构、土壤理化性质、不同区域的自然条件,探讨红树林土壤有机碳的分布规律以及影响碳储量的主要因素。研究表明,土壤有机碳分布特征在垂直方向上差异显著,土壤有机碳含量最大值出现在20~40 cm,土壤有机碳密度最大值出现在0~20cm;不同群落类型土壤有机碳含量存在明显差异,以东寨港红树林为例,海莲群落土壤有机碳含量最高,为20.89±6.75 g kg-1,人工无瓣海桑林最低,为12.71±3.62 g kg-1,进一步相关分析显示,土壤有机碳含量与群落植株胸径和基盖度呈显著正相关,与株高无关;在空间分布上,表现为东方四泌湾文昌清澜港儋州新英湾海口东寨港三亚湾。最后结合海南岛红树林面积,得出海南岛红树林土壤有机碳总储量为2.39×106t。     

基于MSPA和MCR模型的海岛型城市生态网络构建——以福建省平潭岛为例

为解决快速发展导致的生态环境问题,探究平衡海岛型城市发展与生态保护的有效途径,以福建省平潭岛为研究区,采用形态学空间格局分析模型(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)和重力模型构建平潭岛生态网络,通过构建踏脚石斑块对生态网络进行优化。结果表明：(1)初步构建的生态网络包括20个重要生态源地和190条生态廊道,重要生态源地主要分布在西部和东北部,生态廊道在中部和南部地区分布较少。(2)阻力较大的地区主要分布在平潭县城及研究区南部和中部。这些地区几乎都是建成区,很大程度上阻碍了生态系统的流动,导致研究区生态网络体系不完整。(3)增加了8个踏脚石斑块作为补充重要生态源地,同时也新增加188条生态廊道,以实现生态网络的优化。(4)优化后的生态网络连通性提高,网络闭合指数(α指数)、网络连接度指数(β指数)和网络连通率指数(γ指数)分别增加了1.99,4,1.33。研究能够阐明构建踏脚石在海岛型城市生态网络完善中的实践路径,并为平潭岛未来生态规划及城市健康发展提供有效的理论支撑,同时也为其他海岛型城市的生态保护和优化提供参考。     

河岸带土壤溶解性有机质垂直分布特征及其性质研究

河岸带有机质（Soil organic matter,SOM）的迁移转化在有机碳从陆地生态系统向水域生态系统中迁移转化及污染物的迁移转化中起到了重要的作用。以崇明岛典型河岸带为研究对象,分析了不同区域河岸带土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、土壤溶解性有机碳（Soil dissolved organic carbon,SDOC）垂直分布特征和三维荧光光谱（Excitation—Emission matrix,EEM）特征,探讨了河岸带对土壤溶解性有机质（Soil dissolved organic matter,SDOM）性质及其潜在环境影响。结果表明：表层土壤（0—30cm）SOC储量占采样深度土壤SOC的40％左右,SDOC占SOC的5％左右,从陆上区域到缓冲区域表层土壤SDOC呈累积效应。河岸带有机质主要来自河岸带植物残体及其代谢产物,地下水也可能是河岸带土壤DOM的另一来源,河岸带土壤中大部分类腐殖质被表层矿物质所吸附。在土壤系统中,综合应用荧光指纹指数[荧光指数（Fluorescence index,FI）,生源指数（The index of recent autochthonous contribution,BIX）和腐殖化指数（Humification index,HIX）]可以有效地揭示其来源和特性,但在土壤体系中单独应用指纹指数需审慎。     

不同种植模式和土壤类型条件下土壤健康的定量评价

Soil health assessment is an important step toward understanding the potential effects of agricultural practices on crop yield, quality and human health. The objectives of this study were to select a minimum data set for soil health evaluation from the physical, chemical and biological properties and environmental pollution characteristics of agricultural soil and to develop a soil health diagnosis model for determining the soil health status under different planting patterns and soil types in Chongming Island of Shanghai, China. The results showed that the majority of the farmland soils in Chongming Island were in poor soil health condition, accounting for 48.9% of the survey samples, followed by the medium healthy soil, accounting for 32.2% of the survey samples and mainly distributed in the central and mid-eastern regions of the island. The indicators of pH, total organic carbon, microbial biomass carbon and Cd exerted less influence on soil health, while the soil salinization and nitrate accumulation under a greenhouse cropping pattern and phosphate fertilizer shortage in the paddy field had limited the development of soil health. Dichlorodiphenyltrichloroethanes, hexachlorocyclohexanes and Hg contributed less to soil health index (SHI) and showed no significant difference among paddy field, greenhouse and open-air vegetable/watermelon fields. The difference of the SHI of the three soil types was significant at P = 0.05. The paddy soil had the highest SHI values, followed by the gray alluvial soil, and the coastal saline soil was in a poor soil health condition, indicating a need to plant some salt-tolerant crops to effectively improve soil quality.     

群体遗传结构的理解

一个植物种群体的空间分布大致可划分为两类 :离散分布与连续分布。然而隐藏在这种表观物理分布内部的遗传变异是十分复杂的。这种变异是如何分布的呢 ?这种分布又是如何维持的呢 ?因此 ,认识一个种的群体遗传结构有助于我们理解该种的进化过程 ,并提供为遗传资源保护做出决策的重要信息。本文对三大经典遗传结构模型 (岛屿模型、步石模型及距离隔离模型 )与渐变群理论及它们的异体和发展进行了详细的分析和评述。目前获得的许多不同类型的遗传标记使这些理论的应用得到不同程度的实现 ,但由于这些理论结论涉及到许多假设 ,在实际应用时应十分慎重。作者认为许多已建立的适合于动物群体遗传结构理论不能简单地直接应用于植物群体上 ,今后一个重要的研究内容就是要建立适合于植物群体的遗传结构理论