县域尺度下景观指数的粒度效应

  目的  尺度的合理确定是景观格局和生态研究过程的关键。研究县域尺度下景观指数的粒度效应，并计算景观指数的适宜粒度范围对分析景观格局变化具有重要意义。  方法  以2017年安徽省宿松县的景观分布图为数据源，从类型和景观水平分析了各个景观指数在20~500 m粒度范围内的粒度效应，并选取适宜的粒度范围；通过拟合函数揭示不同景观格局指数随粒度增大的变化特征；结合景观面积损失精度评价模型确定宿松县景观格局变化的最适宜空间粒度值。  结果  景观指数具有一定的空间粒度效应性，其中大部分景观指数的可预测性强，但景观总面积、平均面积分维数、平均形状指数、Simpson多样性、Simpson均匀度指数对空间粒度响应不敏感；景观指数的粒度效应曲线可分为单调递减、单调递增、无变化、复杂变化4种类型；景观指数的拐点主要集中在70和200 m；在景观水平下景观指数粒度效应曲线拟合后的函数主要为幂函数，且拟合程度高。  结论  宿松县景观格局变化的适宜粒度为100~110 m，最佳粒度为100 m。图3表1参27     

基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟

为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI）,并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示：Bonhomme& Chartier算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。     

小贯小绿叶蝉与其主要天敌空间关系研究方法的比较

天敌与目标害虫空间关系密切与否,直接关系到天敌对目标害虫的控制利用。为了选择较为理想的天敌与害虫之间空间关系的研究方法,本文用地统计学法、模糊相似优先比法,扩散系数法、空间生态位重叠指数法和聚块样方方差分析法研究‘黄山大叶种’茶园和‘农抗早’茶园天敌与小贯小绿叶蝉Empoasca onukii 空间关系密切程度,以地统计学法的结果为标准,以其前3位天敌粽管巢蛛Clubiona japonicola、斜纹猫蛛Oxyopes sertatus和鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata的位次之和为据,根据位次差别评论5种研究方法研究结果的一致性。聚块样方方差分析方法研究结果与地统计学方法的结果差别较小,其次是扩散系数法和模糊相似优先比法,空间生态位重叠指数法研究结果与地统计学方法的结果差别较大。按照天敌与小贯小绿叶蝉空间关系密切程度位次分析,粽管巢蛛、斜纹猫蛛和鳞纹肖蛸是与小贯小绿叶蝉空间关系密切的前3种天敌。本文是对多种研究方法研究结果一致性进行比较的一种尝试,为分析天敌与害虫空间关系选择研究方法提供参考。     

主成分分析在大气质量监测优化布点中的应用

主成分分析法(PCA)以少数的综合变量取代原有的多维变量,在原始数据信息丢失最小的情况下,使数据结构得以简化。作者分析了合肥市新站区大气环境监测数据,采用主成分分析法建立空气质量污染特征因子与污染物之间的数学模型,再用该模型计算出各点位相对污染程度,并对监测布点进行分类。以此选出最佳监测点位,可为大气质量监测优化布点提供方法,为合肥市新站区环境质量的分区和分级治理提供理论依据。     

基于Fuzzy分析的假眼小绿叶蝉与天敌蜘蛛的数量关系

【目的】明确天敌蜘蛛与假眼小绿叶蝉Empoasca vitis在数量关系的密切程度,为判定假眼小绿叶蝉的优势种天敌种类提供科学依据。【方法】运用Fuzzy分级法和灰色关联度法研究乌牛早茶园和白毫早茶园与假眼小绿叶蝉在数量上关系密切的天敌蜘蛛种类。【结果】Fuzzy分级的频数分布的集中性显著高于分明分级频数的集中性,前者的变异系数显著小于后者,只有后者的二分之一,Fuzzy分级明确了假眼小绿叶蝉及其天敌数量上的主要分布区间。对蜘蛛与假眼小绿叶蝉的Fuzzy频数进行灰色关联度分析,前3位的灰色关联度值大的蜘蛛是:乌牛早茶园2015年是鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata(0.853 4),锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa(0.822 2)和八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(0.799 3);2016年是锥腹肖蛸(0.768 1),鳞纹肖蛸(0.761 0)和粽管巢蛛Clubiona japonicola(0.744 9),乌牛早茶园两年中关联度值较高的前两位天敌相同,但位次不同。白毫早茶园2015年是鳞纹肖蛸(0.862 0),锥腹肖蛸(0.830 5)和八斑球腹蛛(0.797 3);2016年是八斑球腹蛛(0.904 5),锥腹肖蛸(0.864 3)和鳞纹肖蛸(0.843 9),两年中关联度值较高的前3位天敌相同,而位次不同。两年的两种茶园前3位天敌中都有鳞纹肖蛸和锥腹肖蛸。【结论】该法计算比较简便,结果比较可靠,是一种分析种间关系的较好方法。     

纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响

通过室内培养实验,研究了纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性的影响.结果表明,施加纳米羟基磷灰石显著提高了土壤pH,其中3%和5%添加剂量处理60d后使土壤pH分别提高了1.23个和1.35个单位;纳米羟基磷灰石显著减少了毒性较强的离子交换态Cu/Cd的含量,增加了毒性中等的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及毒性最低的残留态Cu/Cd含量,使Cu/Cd由植物可利用态向潜在可利用态转变;纳米羟基磷灰石不同程度地提高了土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性.3种酶活性与Cu/Cd形态分布的相关性表明,过氧化氢酶和酸性磷酸酶对土壤重金属Cu/Cd活性变化比较敏感,可以作为重金属Cu/Cd污染土壤的评价指标.     

近红外光谱定量和定性分析技术在鲜食葡萄果实无损检测中的应用

选取10种不同鲜食葡萄品种、3个不同成熟期和1种病害的果实共计188个葡萄果实样品,并采集果实样品的近红外光谱。建立了以葡萄果实的总酚、总糖、果糖、蔗糖和可溶性固形物为指标的偏最小二乘(PLS)定量分析模型,模型的可信度较高,除少数指标的相关系数在0.77~0.89,其余指标均在0.90以上,均方根误差在0.022~1.410。结合主成分分析法,对谱区为4 119.20~9 881.46 cm^-1的光谱建立了区分葡萄果实品种、成熟度和是否受病害的判别分析(DA)模型,模型的正识率依次为92.11%、88.89%和96.15%。研究表明,近红外检测技术可用于鲜食葡萄果实的5个主要内含物的定量分析以及果实品种、果实成熟度和有病虫害的二次果进行的定性识别。     

柑橘粉虱与主要捕食性天敌之间的空间关系研究

聚集强度指数用来判别天敌和害虫的空间分布及其关系,但抽样样方的大小影响聚集强度指数的大小。为了分析在不同大小聚块条件下,天敌对柑橘粉虱空间上跟随关系的密切程度、聚集原因和聚集范围,为评价柑橘粉虱的天敌优势种提供科学依据,用聚块样方方差分析法、灰色关联度分析法、空间聚集强度指数法、种群聚集均数法和ρ指数法对安徽省潜山县茶园不同大小聚块条件下的柑橘粉虱及其11种主要天敌中的6种天敌进行分析。柑橘粉虱与其6种天敌的关联度分析结果表明,与柑橘粉虱空间上跟随关系密切的天敌是草间小黑蛛(0.848 6)、八点球腹蛛(0.840 6)和龟纹瓢虫(0.805 5),与柑橘粉虱空间上跟随关系较不密切的天敌是红点唇瓢虫(0.764 2)。在聚块内包含有1、2、4、8个基本样方时,随着聚块内基本样方数的增多,聚集分布格局的扩散系数不断增大,均匀和随机格局的扩散系数C值不断减小。聚块基本样方数为2、4、6、8、16和32时与为1时之间的柑橘粉虱及其天敌的空间分布聚集程度差异均不显著。柑橘粉虱的种群聚集均数λ多数大于2,其聚集是本身原因引起的;天敌和柑橘粉虱在种群聚集均数为正值时,随着聚块中基本样方数的增加,种群聚集均数不断增大。用柑橘粉虱不同大小聚块的ρ指数判断个体群聚集时的最小范围是聚块中有1个基本样方,即本文的1.7 m2,为该虫抽样时确定样方大小提供科学依据。     

县域景观生态风险评价

  目的  利用地理国情数据,定量化研究县域尺度下景观生态风险的变化趋势。  方法  以2015和2017年安徽省宿松县国情数据分类合并后的景观分布图为数据源,在地理信息系统(GIS)技术和Fragstats 4.2软件支持下,基于景观指数,采用地统计学方法,定量化分析2015?2017年宿松县土地景观动态变化、生态风险的时空变化及人类干扰活动对其的影响。  结果  宿松县景观破碎化程度不断增高, 多样化程度不断增强,景观分布呈复杂趋势;西北部景观破碎度、分离度、分维度均较低,景观多样化水平低,景观生态风险较低,中部和东南部景观破碎度、分离度、分维度较高,景观分布结构较为复杂,景观生态风险较高;宿松县低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区面积呈降低趋势,而较高生态风险区和高生态风险区面积呈增加趋势。  结论  宿松县景观生态风险程度有所增加,生态等级表现为低等级向相邻的高等级转化,潜在生态风险程度从高到低排序为矿产资源区、鱼米之乡、交通枢纽镇、农业区、山地旅游区。图6表6参32     

草原区露天煤矿植被覆盖度时空演变与驱动因素分析

采用多时相Landsat TM遥感数据,借助于植被指数与植被覆盖度,基于不同时序植被覆盖度格点回归斜率、标准差和基末年等级转换矩阵等,分析了研究区植被覆盖度空间异质性及其驱动机制,剖析了采复联动下研究区、开采区和复垦区植被覆盖度变化趋势和波动程度,进而揭示随着时间变化采复活动与植被覆盖度间的响应。研究结果表明：不同年份研究区植被覆盖度及其等级空间分布整体上具有一定相似性,矿山采复活动在一定程度上打破了区域植被覆盖度时空演变格局;研究区植被覆盖度以中（Ⅳ等）、中低（Ⅲ等）为主,按多年均值计算,两者之和占研究区总面积的80%以上;植被覆被度呈增加和减少的区域面积比为2∶3,相关系数在?0.9266～0.4805之间,斜率正值范围内相关性并不显著,而负值范围的?0.9266～?0.895呈现不同程度显著性相关;露天采区、排土场及其周边1.5 km范围内的植被覆盖度呈显著下降趋势,且趋于一致。矿区植被恢复经历了一个“高—低—高”的周期循环,半干旱草原区复垦管护期限尽量保证在6 a以上。70%以上区域在研究时段内植被覆盖度发生转换,转换较为频繁,Ⅰ等植被覆盖度中的90%是由采矿活动转入的。露天煤矿区植被覆盖的提升有赖于矿区社会压力减少和生态恢复力提高两方面。研究成果将为露天煤矿及其所在区域生态环境科学保护与决策、恢复和治理提供信息支撑。