关中-天水经济区生态系统固碳服务空间流动及格局优化

【目的】量化区域生态系统固碳服务(以下简称"固碳服务")的供需平衡状况,模拟固碳服务的空间流动,揭示区域固碳服务功能转变的空间规律,并据此给出区域固碳空间布局优化策略,为引导区域的低碳发展提供直观的科学参考。【方法】通过多源数据融合模型模拟人口空间密度,进而估算关中-天水经济区生态系统固碳服务需求量;使用CASA模型计算研究区生物碳库的固碳服务供给量,在此基础上结合遥感碳循环过程模型估算土壤碳库的固碳服务供给量;使用流动比率量化区域固碳服务的供需平衡状况,以空间可视化的方式梳理固碳服务从供给区到受益区的流动过程;基于贝叶斯原理计算环境变量对固碳服务供给的状态条件概率,将其可视化表达为条件概率像素图,通过熵减模型筛选关键变量,利用关键因子最优状态子集分布探讨固碳格局的不确定性,并给出固碳空间布局优化策略。【结果】(1)研究区固碳服务总体上供大于求,供需平衡空间差异明显,需求的高值区主要分布在关中平原的人口高度聚集区,供给的高值区则主要沿秦岭山脉和北山山系分布。(2)根据流动比率分布,研究区大致可分为三大碳源集聚中心:以天水市区为中心的碳源集聚中心(Ri0.04),以彬县为中心的碳源集聚中心(Ri0.04),以及以最高值西安市为中心的多级碳源集聚中心(Ri0.20)。其空间流动则可分为四组供需对应区域:秦岭中段、东段及北山的永寿县等流向以西安市为中心的关中城市群,秦岭西段流向天水市,麟游县、旬邑县等流向彬县,铜川市、澄城县、华县等流向蒲城县。(3)根据条件概率和熵减度计算,研究区可取{DEM=3,PET=1}作为生物碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在宝鸡市南部秦岭山脉和天水市西南角,该区域中生物固碳状态为最优的概率可以达到54.36%;取{NPP=3,DEM=3}作为土壤碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在秦岭山脉沿线、天水市西南角和咸阳市东北角,这些区域中土壤固碳状态为最优的概率高达92.84%。与现有固碳格局对比得出,生物碳库的适宜优化区主要分布在天水市武山县和秦州区,土壤碳库的适宜优化区主要分布在秦岭中段各区县。【结论】研究区固碳服务总体上需求小于供给,区域内存在较明显的固碳服务空间流动,未来的固碳格局优化中以天水和秦岭中段作为固碳功能优化的主要区域,能够得到良好固碳格局优化成效的概率较大。     

陕西省汉中市水土保持区划

[目的]在1986年汉中地区原区划的基础上,完成省级区划与地级市区划的链接,更深入结合汉中市的水土流失特点,与时俱进地为汉中市水土保持工作提供方向。[方法]采用叠图分析法,结合汉中市的自然条件、水土流失发生发展趋势等,将全市水土保持分区重新进行划分。[结果]全市共划分为4个区域:北部水源涵养生态维护区、中部人居环境水质维护区、西部水源涵养水质维护区、南部土壤保持生态维护区。[结论]北部水源涵养生态维护区应注重保护和合理开发天然林草资源,严禁乱砍滥伐毁林开荒,改陡坡轮垦为带状间作。中部人居环境水质维护区应注重护岸治滩,整治江河,继续搞好城镇绿化,建设高标准基本农田,优化生态农业环境,改善人居环境。西部水源涵养水质维护区应提高治理面源污染的能力,针对坡耕地、矿山开挖裸露面和草地等用地类型,做好治理及植被恢复工作,维护水源区水质。南部土壤保持生态维护区需在25°以上的坡耕地和部分缓坡地一定区域实行封山育林,退耕还林还草,使林草、土壤资源得到有效保护的同时,重点推广经济效益高,生态效益显著的经济林果。     

Sand particle lift-off velocity measurements and numerical simulation of mass flux distributions in a wind tunnel

Lift-off velocity of saltating sand particles in wind-blown sand located at 1.0 mm above the sand bed surface was measured using a phase Doppler particle analyzer in a wind tunnel. The results show that the probability distribution of lift-off velocity can be expressed as a lognormal function, while that of lift-off angle follows an exponential function. The probability distribution of lift-off angle conditioned for each lift-off velocity also follows an exponential function, with a slope that becomes steeper with increasing lift-off velocity. This implies that the probability distribution of lift-off velocity is strongly dependent on the lift-off angle. However, these lift-off parameters are generally treated as an independent joint probability distribution in the literature. Numerical simulations were carried out to investigate the effects of conditional versus independent joint probability distributions on the vertical sand mass flux distribution. The simulation results derived from the conditional joint probability distribution agree much better with experimental data than those from the independent ones. Thus, it is better to describe the lift-off velocity of saltating sand particles using the conditional joint probability distribution. These results improve our understanding of saltation processes in wind-blown sand.     

氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响

为研究在浅水湖泊的外源污染源控制工作中控氮(N)的必要性,通过室外模拟实验,探究了N负荷升高对浅水湖泊沉水植物生长的影响。实验设置低N组(输入氮磷比为5∶1)和高N组(输入氮磷比为100∶1)两个N负荷水平,同时选择不同生长型的两种沉水植物——莲座型苦草(Vallisneria natans)和冠层型穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)作为实验对象。结果表明:N负荷升高对苦草生长产生了明显的抑制作用,表现为高N组苦草的相对生长率、生物量、根长、株数和叶片数等指标均显著低于低N组。与苦草不同,N负荷升高对穗花狐尾藻的胁迫作用不显著,两种N浓度下穗花狐尾藻的生物量、相对生长率、节间距、株高和株数均无明显差异。总体而言,N负荷升高显著降低了沉水植物的总生物量,实验结束时高N组沉水植物的总生物量(115.86 g?m~(-2))是低N组(321.98 g?m~(-2))的36.0%。研究表明,N负荷升高会对沉水植物的生长产生胁迫,但是不同沉水植物对N负荷升高的响应具有种间差异。从湖泊管理和生态修复的角度,本研究支持外源N、P均需要控制的观点。     

基于时间序列遥感数据的陕西省2004—2014年干旱变化特征分析

利用MODIS归一化植被指数（NDVI）产品MODLT1M和MODIS地表温度产品MODND1M,计算2004—2014年陕西省月温度植被干旱指数（TVDI）,基于TVDI采用一元线性回归、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等方法来研究陕西省11 a来干旱的空间分布特征、时间变化特征及干旱演变趋势,并结合气象数据进一步探究引起干旱变化的气象因素。研究表明： 11 a中陕西省干旱发生频率呈现北高南低的特点,陕北、关中、陕南三大区域干旱发生的频率分别为68.2%、53.8%、22.7%,且均以轻度干旱为主; 陕西省旱情主要出现在春季,11 a春季的平均TVDI值在0.6～0.7之间波动; 陕西省11 a中干旱情况整体呈减弱趋势,TVDI值减小、不变、增大的区域分别占55.38%、42.89%、6.20%; TVDI与湿润指数对干旱的表征具有一致性,且年均TVDI值与年降水量呈显著负相关关系（P=0.019）,降水是引起TVDI下降的一个重要气象因子。     

柑橘锈螨为害‘沃柑’果皮的结构变化和挥发油成分分析

柑橘锈螨广泛分布于世界各大柑橘产区,为害柑橘果实后形成黑皮果。以‘沃柑’正常果和锈螨为害果为试验材料,采用扫描电镜、顶空固相微萃取-气质联用等技术分析2种试验材料在微观结构和挥发油成分方面的差异。结果表明:柑橘锈螨为害‘沃柑’果皮引起表皮出现龟裂,果皮微观结构被破坏。‘沃柑’正常果皮共检测出75种成分,包括萜烯烃类(65.89%)、醇类(6.94%)、酯类(3.59%)、醛类(2.89%)、烷烃类(1.02%)、酸类(0.40%)、酮类(0.58%)、酚类(0.29%),分别有20、19、15、8、4、3、3、3种成分;柑橘锈螨为害果共检测出79种成分,其中萜烯烃类(59.86%)、酯类(4.04%)、醇类(3.59%)、醛类(2.61%)、烷烃类(1.58%)、酸类(0.76%)、酮类(0.33%)、醚类(0.07%)、酚类(0.03%)分别有18、21、18、8、2、1、7、3、1种成分,2种试验材料的挥发油成分在种类及含量上存在差异。表明柑橘锈螨为害造成柑橘果皮结构和成分差异,可为研究柑橘果实抗黑皮果机理提供理论参考。     

1990-2012年榆林市土地生态风险综合评价

土地利用/覆盖变化对区域生态安全和维持生态系统服务功能起着决定性作用,土地生态风险评价是衡量土地资源可持续利用的重要指标.本文以生态脆弱的陕西省榆林市为研究对象,依据榆林市土地系统的基本特征,选取表征干旱风险的降水距平百分率指数、表征人类活动类型及强度的土地利用结构风险及表征土壤侵蚀的土壤水力侵蚀、土壤风力侵蚀4个风险指标,构建土地生态风险综合评价模型,对影响榆林市1990—2010年土地生态风险的因素进行定性和定量的评价与分析.研究结果表明:(1)1990—2012年榆林市的降水距平百分率指数均值呈先减后增的趋势,其低值区主要分布在偏东部地区;(2)21年间土地利用结构生态风险整体上呈先增后减的趋势,区域差异较大且变化明显;(3)土壤水力侵蚀较剧烈的区域主要分布在东部及南部地区,21年间均值呈先增后减的趋势;(4)土壤风力侵蚀较严重的区域主要分布在北部地区,随着时间变化其均值一直呈递减趋势;(5)土地生态风险21年间总体呈减小趋势,各区县生态风险差异显著.通过对榆林市土地生态风险综合评价,可为优化土地资源配置、保护生态环境提供理论建议,实现区域经济生态和谐发展.