长江三角洲生态系统服务价值分析及趋势预测

[目的]对长江三角洲生态系统服务价值进行分析及趋势预测,以期为该区未来城市发展以及制定生态环境建设补偿政策提供支持。[结果]以长江三角洲16个地市2000—2014年的土地利用数据和相关统计资料为数据源,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照修正后的生态系统单位面积生态服务价值系数,结合敏感性分析,探讨生态系统服务价值的时空演化规律,并利用马尔科夫模型对其未来3a的发展趋势进行了预测分析。[结果]区域生态系统总服务价值从2000年的1 303.89亿元减少到2014年的1 294.25亿元,变化率为-0.74%,水源涵养、废物处理和娱乐文化生态系统服务功能价值上升;在空间上,常州、南京、宁波、泰州、台州、扬州的生态系统服务价值不断增加,而其他城市的则处于下降趋势;对长江三角洲2015和2017年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测,呈现耕地、林地持续减少,建设用地持续增加的趋势,生态系统总服务价值将减少276.65亿元。[结论]在未来土地调整中应更多地考虑到生态服务价值的重要意义,格外注意对耕地、水域的保护,控制建设用地占用耕地和林地,继续加大植树造林力度,提高土地利用集约度,维持生态系统的功能。     

黄河三角洲盐碱地人工林土壤肥力质量的综合评价

以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳、杜梨、盐柳、白蜡人工林为研究对象,未造林荒地为对照,对不同人工林的土壤养分、土壤酶活性进行测定,利用隶属函数分析法对不同人工林的土壤肥力进行综合评价。结果表明:与对照荒地相比,各人工林平均土壤有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾质量分数,分别提高了177.89%、76.47%、757.74%、32.76%、30.13%;土壤中磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性,比对照荒地分别提高了47.09%,11.52%,41.07%,76.00%;土壤肥力综合评价分值,从大到小依次为白蜡(0.777)、杜梨(0.694)、柽柳(0.572)、盐柳(0.436)、荒地(0.030)。     

黄河中游沙漠丘陵区土壤养分变化及玉米种植适宜性

为了解黄河中游沙漠丘陵区从全国第二次土壤普查(1985年)至2015年共30年间土壤养分变化情况,并为该区域玉米种植的合理布局提供参考,利用ASI法测定野外采集土样的基本肥力,采用专家经验法和模糊数学法完成丰缺指标体系的确定及评价,与二次土壤普查结果比较以判断30年间土壤质量的变化。以ACCESS、ArcGIS软件为研究平台,使用层次分析法、特尔斐法和田间试验法对研究区玉米种植适宜性分布的时间、空间变化进行定量评价与分级。结果表明:在30年内各养分指标平均含量均有所提升,其中有机质增加1.91g/kg,有效磷增加2.17mg/kg,速效钾增加11.63mg/kg,碱解氮增加7.16mg/kg,但仍不足以供应玉米生长需求,需因地制宜,着重在河谷川地和风沙滩地发展种植,减少黄土丘陵区域种植分布,均衡施肥,科学灌溉,在合理利用土地的同时避免环境污染。     

典型浓度路径(RCP)情景下长江中下游地区气温变化预估

为探明典型浓度路径下(高端路径RCP8.5和稳定路径RCP4.5)长江中下游地区未来30a平均气温的时空变化趋势和分布特征,运用联合国政府间气候变化委员会(IPCC)AR5提出的模拟能力较强的BCC-CSM1-1(Beijing Climate Center Climate System Model version1-1)气候系统模式,基于典型浓度情景RCP(Representative Concentration Pathway)输出的2021-2050年0.5×0.5格点主要气象要素的逐日模式模拟数据资料,应用双线性内插法降尺度到长江中下游及邻近区域62个基本气象站点。以1961-1990为基准年,根据同期等长模拟数据和观测数据的非线性函数关系建立订正模型,并利用方差订正法对2021-2050年模拟数据进行误差订正。结果表明:RCP情景输出数据的模拟效果良好,方差订正可降低模拟值与观测值的相对误差和方差,更加真实反应未来气候变化趋势。RCP8.5和RCP4.5两种排放情景下,长江中下游地区2021-2050年年平均气温均呈显著上升趋势,增温幅度总体表现为自南向北逐渐减少。就季节而言,四季均呈现升温趋势,夏季增温幅度最高,变化倾向率大,春冬两季RCP8.5情景下增温幅度大于RCP4.5下,夏秋季则相反;RCP8.5情景下,研究区域年平均气温呈现自中部向东西递减,春夏季增温幅度高于秋季,冬季增温幅度最小,且变化倾向率低,大部分地区未通过0.05水平的显著性检验。RCP4.5情景下,研究区年平均气温自北向南逐渐降低,变化倾向率则表现为北部大于南部,夏季变化速率较大,增温幅度达1.2℃·10a~(-1)(P0.01),冬季较小且未通过显著性检验。     

黄河三角洲人类活动强度的湿地景观格局梯度响应

为了研究黄河三角洲湿地景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律,该文基于土地科学和景观生态学原理,在RS、Arc GIS和FRAGSTATS软件支持下,以1989、1999、2009和2014年四期遥感影像为数据源,利用人工目视解译方法构建研究区景观类型图。基于解译结果,选取耕地、工矿用地、居民点和交通用地等土地利用指标来反映人类活动强度,采用自然间断法将人类活动强度从强到弱分带。文章分析了黄河三角洲不同人类活动强度样带不同时期的湿地景观格局变化特征,以及2014年主要景观类型的格局特征对人类活动强度的梯度响应。结果表明:人类的干扰活动使得不同景观类型在人类活动强度各样带表现出明显的空间差异。在景观水平上,随着人类活动强度的降低,样带景观的丰富度和斑块数增加,2009年斑块数量达到8 000个;多样性和均匀度指数呈先增后减趋势,景观聚集度和连通性持续增加,在第10样带达到99.42%,破碎化程度不断降低;在类型水平上,水库坑塘、水产养殖场、盐田和未利用地在梯度带中较好地反映了景观格局的变化特征,其中各景观类型的形状指数和分维数随人类活动强度的梯度变化呈现明显的变化趋势,景观形状趋于复杂化,面积比例、斑块密度和最大斑块指数的梯度变化较大,波动明显,盐田在人类干扰最大时斑块指数达到26%。该文揭示了景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律,可为研究区湿地生态恢复及可持续利用提供参考。     

中天山典型内陆河流域水化学时空特征分析

基于2011—2013年不同季节乌鲁木齐河流域6个站点52组地表水化学的测试结果,结合流域气象水文资料,利用水化学分析方法和SPSS统计软件分析了乌鲁木齐河流域地表水化学时空变化特征、地表水各离子间相关性以及流域水化学特征的控制因素。结果表明:(1)乌鲁木齐河流域地表水总体矿化度较低,水体呈弱碱性。(2)流域地表水化学具有明显的季节变化趋势即早春融雪季、春末夏初季和秋季融雪季TDS值偏高,夏季TDS值低;同时也表现出较明显的年际差异性:多雨的年份地表水TDS值较低,少雨的年份地表水TDS值较高。(3)控制地表水体的主要离子为HCO_3~-,Ca~(2+),SO_4~(2-),离子质量浓度大小依次为HCO_3~-Ca~(2+)SO_4~(2-)Cl-Na+Mg~(2+)K+CO_3~(2-);不同季节控制水体的主要离子具有差异性:枯水期河水呈Ca~(2+)-HCO_3~-型;丰水期河流离子浓度受降水、冰川水的稀释影响离子浓度低,呈Ca~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型。(4)站点1到站点2河水中SO_4~(2-)浓度突然升高,主要是由于此段河水的含水层中分布有石膏夹层,石膏夹层释放了大量硫酸和氯酸。(5)通过对地表水水化学过程的分析显示控制流域地表水化学过程的主要影响因素为水岩交互运动。     

沂河流域水沙变化趋势及成因分析

为了揭示变化环境下沂河流域径流量和输沙量减少的原因,选取反映该流域水沙变化趋势的代表水文站——临沂站,利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对该流域水沙变化趋势进行了研究。结果表明:在一定显著性水平下,沂河流域径流量与输沙量在多年变化中均呈明显下降趋势。最后,针对影响水沙变化的降水与人类活动因素,应用不同时段的雨—水—沙关系,定量计算了不同时段的水沙衰减量以及由于雨水衰减影响和水土保持影响的减沙量所占比重。针对临沂的实际情况,应继续加强水土保持工作,实施流域综合治理。     

陕西省丹汉江流域农业非点源污染区划

农业非点源污染是导致地表水环境质量恶化的重要原因。丹汉江流域是南水北调中线工程的主要水源地,实现农业非点源污染分区管理分类控制,将进一步确保中线工程的水质安全。以陕西省丹汉江流域27个县（区）为基本单元,采用水质指数法、聚类分析法和等标污染负荷法等方法,进行了污染源敏感性评价和污染类型识别,进而实现流域农业非点源污染分区。结果显示:（1）丹汉江流域农业非点源污染可分为5级敏感区,且敏感区等级呈现以中心城市为核心,以干流为轴线,向南北两侧递减的分布格局。（2）农业非点源污染控制类型主要包括农业种植、畜禽养殖、生活排放3种基本类型。（3）敏感区等级越高,污染类型越复杂。     

Two energy balance closure approaches: applications and comparisons over an oasis-desert ecotone

Studies of energy balance that rely on eddy covariance(EC) are always challenged by energy balance closure, which is mainly caused by the underestimations of latent heat flux(LE) and sensible heat flux(Hs). The Bowen ratio(BR) and energy balance residual(ER) approaches are two widely-used methods to correct the LE. A comprehensive comparison of those two approaches in different land-use types is essential to accurately correcting the LE and thus improving the EC experiments. In this study, two energy balance approaches(i.e., BR and ER) were compared to correct the LE measured at six EC sites(i.e., three vegetated, one mixed and two non-vegetated sites) in an oasis-desert ecotone of the Heihe River Basin, China. The influences of meteorological factors on those two approaches were also quantitatively assessed. Our results demonstrated that the average energy closure ratio((LE+Hs)/(Rn–Gs); where Rn is the surface net radiation and Gs is the surface soil heat flux) was approximately close to 1.0 at wetland, maize and village sites, but far from 1.0 at orchard, Gobi and desert sites, indicating a significant energy imbalance at those three latter sites. After the corrections of BR and ER approaches that took into account of soil heat storage, the corrected LE was considerably larger than the EC-measured LE at five of six EC sites with an exception at Gobi site. The BR and ER approaches yielded approximately similar corrected LE at vegetated and mixed sites, but they generated dissimilar results at non-vegetated sites, especially at non-vegetated sites with low relative humidity, strong wind, and large surface-air temperature difference. Our findings provide insight into the applicability of BR and ER approaches to correcting EC-based LE measurements in different land-use types. We recommend that the BR-corrected and ER-corrected LE could be seriously reconsidered as validation references in dry and windy areas.     

辽河三角洲盐碱地覆膜措施对土壤物理性质的影响

采用覆膜措施在辽河三角洲腹地原地土壤修筑台田造林试验,结果表明:覆盖地膜能有效改善土壤理化性状,提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤通透性,提高土壤养分含量,覆膜措施使小胡杨保存率高达92%,增加了0~40cm土层的孔隙度,提高了0~60cm土层的最大持水量,为小胡杨树木生长提供了良好的立地条件。