基于生态系统服务簇的内蒙古荒漠草原生态系统服务的空间分布特征

生态系统服务在维持生态安全、可持续发展和人类福祉方面发挥着重要作用。本研究以内蒙古荒漠草原为研究区，分别对2000、2017年水源涵养、土壤保持、生境质量、游憩潜力进行定量评估，分析其时空分布特征，探讨服务间的权衡/协同关系，并识别不同服务簇的主导服务类型和空间格局。结果表明：从2000-2017年，各项生态系统服务的空间异质性显著，水源涵养服务的高值区域主要集中在东南部和西南部，土壤保持高值位于西南部，生境质量和游憩潜力的分布都较随机。各项生态系统服务主要呈现降低趋势；大部分服务对间表现为协同关系，而土壤保持和生境质量服务对表现为权衡关系，服务对间的相关性程度有所降低；生态系统服务簇分为土壤保持、人居环境、水源涵养三个功能区，具有明显的空间异质性。土壤保持区，主要土地利用类型为未利用地，未来的管理要限制放牧数量，通过改变地表植被覆盖来影响土壤可侵蚀性。人居环境区，草地覆盖度高，为人类活动提供优良场所，促进生态旅游等多产业协同发展。水源涵养区，土地利用类型主要为中覆盖度草地和低覆盖度草地，未来管理以蓄水保水为主，坚持生态优先，实现该区域生态可持续发展。     

叶绿素荧光动力学参数的意义及实例辨析

叶绿素荧光动力学过程研究是目前最为先进的无损伤测定植物光合作用能量吸收、传递、耗散、分配的重要研究内容和方法。但在其研究过程中对叶绿素荧光动力学参数的生物学意义和使用鉴定混淆不清。故文明述了叶绿素荧光动力学参数的含义及其在植物光合作用中的生物学意义,并以实例对其重要参数NPQ和qn进行了辨析。     

三维激光扫描仪在土壤侵蚀监测中的应用——以青海省共和盆地威连滩冲沟监测为例

通过在青海省共和盆地多次野外调查的基础上,以威连滩冲沟沟头的南支沟为研究案例,采用三维激光扫描仪和亚米级的差分GPS分别对该支沟进行了侵蚀边界的监测,利用点云处理软件Real works Survey,AutoCAD和GIS软件对2种测量数据进行了处理计算和对比分析.结果表明,三维激光扫描仪在土壤侵蚀监测中非接触的高精度测量,可以真实反映地表形态;对于扫描仪没有扫描到的黑洞数据,高精度的差分GPS可作为一个局部的数据补充,并探讨了三维激光扫描技术在土壤侵蚀研究应用中的缺陷及其改进,旨在为水土流失监测提供一种新的思路和方法.     

地表模拟覆盖率对坡面流阻力的影响

采用变坡实验水槽在较大坡度(5°～25°)、流量(0.25～2 L/s)和覆盖率(0～25%)范围内,系统研究了坡面流阻力系数与坡度、流量、覆盖率、流态之间的关系.结果表明:阻力系数随着覆盖率增加呈幂指数增加(f=0.1013×(1-Cr)-8.573,R2=0.9);f-Re呈负相关关系,并且随着流量的增加,负相关关系越来越显著;f-Fr呈负相关关系,随着覆盖率的增加,负相关关系越来越显著.通过因子分析发现:f=0.185(1-Cr)-6.137Fr-0.438(R2=0.934),可以用来计算地表覆盖条件下坡面流阻力系数.研究结果有助于从水动力学角度分析坡面侵蚀、产沙过程,对土壤侵蚀过程模型的建立具有一定的指导意义.     

降雨条件下地表糙度对片蚀的影响及其变化

为了进一步明确地表糙度在片蚀过程中的效应,该文通过室内人工模拟降雨的方法,就场降雨和连续降雨条件下,地表糙度对片蚀的影响及其变化进行了研究。结果表明,场降雨条件下,实施人为管理措施坡面的径流与产沙量均低于对照坡面;在雨强0.67 mm/min条件下,随地表糙度的增加,径流量与侵蚀量呈先减小、后趋于稳定的变化趋势;而在雨强1.63 mm/min条件下,随地表糙度的增加,径流量与产沙量却呈一直减小的变化趋势。在雨强0.67 mm/min条件下,耙耱地、人工掏挖和等高耕作坡面的地表糙度均呈减小的变化趋势,而人工锄耕坡面的地表糙度呈增加的变化趋势;在雨强1.63 mm/min条件下,人工掏挖和等高耕作坡面的地表糙度呈减小的变化趋势,人工锄耕、耙耱地坡面的地表糙度却呈增加的变化趋势;对照坡面地表糙度的变化,与耙耱地相反。连续降雨条件下,在前二次降雨作用下,坡面的径流量与产沙量随地表糙度的增加而逐渐减小,且均低于对照坡面;在第三次降雨条件下,径流与侵蚀产沙量变化较为复杂,且实施人为管理措施坡面均高于对照坡面。不同降雨条件下,实施人为管理措施坡面地表糙度对片蚀具有一定的抑制效应,且坡面片蚀的发展与地表糙度间的变化表现出相应的互动作用。该文研究结果为揭示地表糙度的侵蚀特征提供了一定的理论依据,同时也为黄土高原坡耕地的水土流失治理奠定理论基础。     

不同形态的As在代谢途径中相互转化的研究进展

环境中的As污染问题在很多国家和地区都存在,As通过地下水和食物链进入人体造成毒害作用。由于不同形态的As毒性差别很大,因此可以通过调控其存在形态减少其对人或其他生物造成的毒害;了解不同形态的As在生物体中的转化机理和影响因素,就可以采取一定的方法促使其形态发生转化。在此对生物体代谢途径中不同形态As的转化进行了综述。     

我国工程创面生态恢复中存在的问题及研究展望

工程创面生态恢复,是实现人与自然和谐共处的重要措施,是生态文明的最直接体现之一。介绍了工程创面生态恢复的相关问题,包括工程创面生态恢复的意义、生态恢复研究的历史、理论基础、国内外研究现状等。指出了工程创面生态恢复中存在的一些问题,并结合当前研究工作的不足提出了研究展望。     

北京山区耕地质量变化及未来趋势模拟

准确把握区域耕地质量现状、空间分布以及未来变化,对实现耕地保护由数量平衡与管理向数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。应用GIS空间分析与模拟技术,在对北京山区耕地质量进行定量评价的基础上,对山区不同地域层次上的耕地质量变化及未来趋势进行了分析。研究结果发现,1993－2004年北京山区以及各地貌类型区域耕地质量处于总体提高态势,耕地质量的提高主要是耕地布局优化的结果。2004－2015年,北京山区耕地总体质量将继续提高,但总体幅度有所减小;同时,不同区域耕地质量变化出现分异,山区和半山区耕地质量仍然不断     

东北黑土区冻融循环对切沟沟壁崩塌的影响

[目的]通过测量冻融循环期间沟壁崩塌体积来评价冻融循环对切沟侵蚀的贡献。[方法] 2016—2018年间,选取36条切沟共计463个崩塌点开展了野外调查。基于调查结果,切沟沟壁崩塌主要表现为2种类型：块状崩塌和松散堆积。在每个崩塌点测量2种堆积体的形态参数：崩塌土壤的体积、切沟横断面的宽度和深度,以及相应沟壁土壤的剪切力和硬度。[结果](1)3年研究期间冻融作用导致的沟壁崩塌强度平均为16.12 m³/(km·a)。2种崩塌类型在切沟内随机发生,单点冻融崩塌量主要集中在0～3 m³,但块状崩塌导致的土方量更大。(2)切沟横断面宽度和深度是沟壁崩塌的主要影响因素,崩塌量随宽深比增大而增加,当宽深比>2.71后,崩塌量迅速增加。(3)切沟崩塌量与沟壁土壤的剪切力和硬度等紧密相关。[结论]沟壁冻融崩塌与切沟宽度和深度紧密相关,冻融崩塌量占切沟侵蚀泥沙产量的3.28%～23.68%,其影响与沟头溯源侵蚀相当。研究结果为定量评价冻融循环对切沟侵蚀贡献提供数据支撑。     

基于RUSLE、InVEST和USPED的土壤侵蚀量估算对比研究 ——以陕北延河流域为例

黄土高原是我国水土流失的重灾区,准确地估算土壤侵蚀量对于当地的退耕还林、水土保持以及土地管理等措施的实行具有重要的指导意义。本研究选取黄土高原延河流域为研究区,以2000年、2005年、2010年和2015年共4期的Landsat TM遥感影像及日降雨量、土地利用、数字高程模型和土壤属性等为源数据,比较RUSLE、InVEST和USPED三个模型对土壤侵蚀的估算在该研究区的适用性,并分析不同地形和植被条件下土壤侵蚀的分布及变化规律。研究发现：1）2000年后延河流域土壤侵蚀量先增加后减少,2005年后减少幅度逐渐增加,表明退耕还林工程效果显著;2）与实测产沙量数据相比,RUSLE模型估算的侵蚀量偏大,USPED模型和InVEST模型的误差相对较低,建议在延河流域使用InVEST和USPED模型计算土壤侵蚀;3）土壤侵蚀量随坡度的增加而增加,RUSLE模型增加幅度最大;4）当NDVI > 0时,土壤侵蚀量随NDVI的增加而减少,并且当NDVI在0 ~ 0.1时,土壤侵蚀量最大。