上海市区街道灰尘重金属污染研究

对上海市区街道灰尘重金属的分布特征、赋存形态及其生物有效性进行了研究,结果表明,市区街道灰尘中Pb、Cu、Ni和Zn的平均含量分别为264、182、86和673 mg kg-1,远高于上海市土壤环境背景值;重金属含量空间分布差异较大,Cu、Pb和Zn污染中心区主要位于商业区和内环线附近,Ni污染中心区主要位于外环线附近;市区街道灰尘中Pb主要以铁锰氧化物结合态存在,Cu主要以有机物结合态存在,Ni主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,Zn主要以残渣态存在;其生物有效性表现为:Ni≈Pb>Zn>Cu。     

黄河三角洲地区典型地块地下水特征的空间变异性研究

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了包括埋深和含盐量的地下水性质空间变异特征,绘制了各地下水特征的随机性和结构性的半方差图和空间分布图。结果表明:受不同尺度的结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深和含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,地下水埋深的自相关距大于含盐量。对Kriging插值结果分析表明:地下水埋深的空间变异性受微地形因素及农田工程措施影响较大,长期的农业生产措施会影响地下水含盐量的空间分布,地下水含盐量空间变异性与埋深有一定的关联。地下水特征的空间结构性和定量化研究对黄河三角洲地区地下水资源评价、土壤的次生盐碱化防治及区域水盐运动调控有着直接的现实意义。     

Spatial modelling of the fraction of photosynthetically active radiation absorbed by a boreal mixedwood forest using a lidar–hyperspectral approach

The spatial variability of the fraction of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy (fPAR) was characterized for a heterogeneous boreal mixedwood forest site located in northern Ontario, Canada, based on relationships found between fPAR and light detection and ranging (lidar) data over different canopy architectures. Estimates of fPAR were derived from radiation measurements made above the canopy at a flux tower and below-canopy radiation was measured across a range of species compositions and canopy architectures. Airborne lidar data were used to characterize spatial variability of canopy structure around the flux tower and a map of mean canopy chlorophyll concentration was derived from airborne hyperspectral imagery. Different volumes of lidar points for the locations directly above each photosynthetically active radiation (PAR) sensor were examined to determine if there is an optimal method of relating lidar returns to estimated fPAR values.The strongest correlations between mean lidar height and fPAR occurred when using points that fell within a theoretical cone which originated at the PAR sensor having a solid angle α = 55°. For diffuse conditions, the correlation (r) between mean lidar height versus fPAR × chlorophyll was stronger than between mean lidar height versus fPAR by 8% for mean daily fPAR and from 10 to 20% for diurnal fPAR, depending on solar zenith angle. For direct light conditions, the relationship was improved by 12% for mean daily fPAR and 12–41% for diurnal relationships.Linear regression models of mean daily fPAR × chlorophyll versus mean lidar height were used in conjunction with gridded lidar data and the canopy chlorophyll map to generate maps of mean daily fPAR for direct and diffuse sunlight conditions. Site average fPAR calculated from these maps was 0.79 for direct light conditions and 0.78 for diffuse conditions. When compared to point estimates of mean daily fPAR calculated on the tower, the average fPAR was significantly lower than the point estimate. Subtracting the direct sunlight fPAR map from the diffuse sunlight fPAR map revealed a distinct spatial pattern showing that areas with open canopies and relatively low chlorophyll (e.g., black spruce patches) have a higher fPAR under direct sunlight conditions, while closed canopies with higher chlorophyll (e.g., deciduous species) absorb more PAR under diffuse conditions. These findings have implications for scaling from point measurements at flux towers to larger resolution satellite imagery and addressing local scale heterogeneity in flux tower footprints.     

耕地数量生态位重心模型构建及其应用——以焦作市为例

以生态位理论为基础，提出了耕地生态元和耕地生态位的概念。在此基础上，构建了用以量度耕地数量空间格局变化规律的耕地数量生态位重心模型，并运用该模型对焦作市1998-2004年期间耕地数量变化规律进行了分析。分析结果表明，该模型可以有效测度区域耕地数量整体变化特征及其年际变化程度大小，并可依据其变化规律探求区域耕地数量变化的驱动因素和驱动力。     

空间变异在土壤性质长期定位观测及取样中的应用

通过对中国科学院沈阳生态实验站30m×42m样地进行网格法分层取样,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,以土壤pH和有机碳(TOC)为例,探讨了空间变异在土壤性质定位试验及取样中的应用。结果表明,49对样本的pH和TOC变异系数均小于10%,变量在0~10cm和10~20cm两个层次的基本统计数值基本接近,最佳理论模型的参数显示各变量空间变异主要受结构性因素的影响,且以135°方向的变异为主;相对误差为10%时采集6个和10个土样可分别达到95%和99%的置信水平,结合空间分布格局可以确定更为精确的取样方案;综合分析表明待选样地可以作为土壤性质长期定位观测试验用地。     

稻田土壤养分的空间变异性研究

本研究以嘉善县陶庄农场内一块5.1hm2的水稻田为研究区,区内不规则采样,共128个采样点。以土壤的pH、有机质、全磷、全氮、碱解氮、速效钾和速效磷含量为研究对象,研究其相应的统计规律,结果表明土壤各养分属性的变异系数在6.3%~35.61%之间,pH为5.3%;采用地统计的半方差函数分析,发现有机质,全氮,碱解氮和速效钾在一定范围内存在空间相关性;采用克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,并对其空间变异进行了初步分析。     

50年来太湖水网地区城市化空间过程的监测与模拟 Ⅰ宜兴城区城市用地扩展的遥感监测

长期以来,由于历史数据的缺乏,很难获得解放后我国城市扩展的完整过程。本研究在遥感、地理信息系统技术支持下,采用7个时期的航空图片和卫星数据,分别对宜兴市194 9、196 6、1981、1984、1992、1996和2 0 0 0年的城区范围和耕地被占用情况进行监测。结果表明,5 0多年来宜兴城区面积从1 5km2 扩展到13 5km2 ,翻了3番多;城市扩展过程呈现两个阶段,即194 9～1984年的缓慢扩展阶段和1985～2 0 0 0年的快速扩展阶段,前一阶段年均扩展速度仅3% ,而后一阶段年均扩展速度达到2 1% ;各个时期城市扩展占用的土地中90 %以上是高质量的耕地,表明城市扩展成为耕地流失的主要因素之一。相关分析显示,城市扩展与工业发展关系最密切,工业发展为城区扩展提供了动力,而城区面积与第三产业比重的相关系数在三个产业中是最高的,表明宜兴城区成为该县第三产业的主要聚集地。从空间扩展过程来看,宜兴城区1984年以前沿着老城区零散填充式扩展,此后沿着公路快速扩展,并逐渐呈块状填充式扩展。由于宜兴处于苏南水网发达地区,水系严重制约了城市扩展的方向,而道路和桥梁建设则导引城市扩展方向     

江苏沿海耕地资源量空间分布态势评价

首先采用农用地分等中自然质量分值的计算方法对江苏沿海耕地自然质量进行测算,然后在此基础上结合各乡镇耕地面积和人口数量计算人均耕地量,对江苏沿海地区耕地资源量的空间分布态势进行评价。结果表明:研究区北部、中西部和南部除少数地区外耕地质量总体较好,中东部耕地质量较差;耕地质量优良的地区人均耕地量水平较低,耕地质量较差的地区人均耕地量水平反而较高。根据评价结果,从提高土地整体利用效率、合理占用耕地、合理开发土地后备资源、污染排放源头控制与生产过程中治理相结合等几个方面提出了沿海地区耕地资源可持续利用的有效途径。     

三江平原环型湿地土壤养分的空间分布规律

以三江平原环型湿地作为研究对象，对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明，环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律，有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少，全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象，自上而下，有机质的含量逐渐降低；全氮含量除漂筏苔草群落外，其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布；大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布；全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明，环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律，全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律，而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响，它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论，探明湿地的生态过程和功能，而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。     

喀斯特地区典型峰丛洼地旱季表层土壤水分空间变异性初探

土壤水分空间变异性研究在喀斯特地区生态环境的恢复和重建过程中具有重要意义。通过网格(5 m×5 m)取样,用地统计学方法研究了喀斯特洼地典型区域(150 m×50 m)表层土壤水分(0~5 cm和5~10 cm)的空间变异特征。结果表明:土壤水分在采样区内呈比较简单的斑块状分布,相同性质斑块与土被连续分布区和石丛集中分布区范围相当;半变异函数在不同性质斑块内呈现出截然不同的变异特征,在整个采样区内表现出各向异性;旱季洼地表层土壤水分主要受石丛和地形两个不同尺度的环境因素影响;土壤水分具有一定的尺度效应,半变异函数的变程随着最小采样间隔增大而增大;当研究区域存在多重尺度的变异结构时,需要根据研究的目的和精度确定合理的采样尺度。