mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
保定市农村居民点时空格局演变及影响因素

运用遥感影像提取研究区1998年、2008年、2018年三期农村居民点时空分布数据,利用Fragstats软件、GIS技术和地理探测器等工具研究农村居民点在规模、形状和分布三方面的演变特征,探索区位因素对农村居民点格局的影响方式,分析了经济和社会因素对农村居民点格局演变的作用机制。结果表明:(1)研究区农村居民点用地总体规模和平均规模扩张明显;农村居民点形状变化不明显但不规则性增强;农村居民点分布更加聚集。(2)研究区农村居民点的公路、河流指向性特征显著;无明显铁路指向性特征;城镇对农村居民点的格局影响程度逐渐增大。(3)地理探测器探测结果表明,经济和社会因素对研究区农村居民点空间格局的影响是综合的、多样的和复杂的;农村居民人均纯收入、产业非农化率和城镇化率是对农村居民点规模、形状和分布均产生显著影响的综合性因子,其他因子对农村居民点空间格局的影响具有一定的交叉性和片面性。
武汉市城市用地扩张对生态系统服务的时空影响

针对城市用地扩张对生态系统服务影响研究缺乏空间影响因素(坡度、高程、梯次)的分析,而导致无法以改变城市用地扩张的空间分布来减少ES损失的问题,以武汉市为例,定量计算区域各生态系统服务功能价值及城市用地扩张的时空变化特征,探究了城市用地扩张对生态系统服务的时空影响特征。结果表明:武汉市ESV高值和极低值区域在武汉市中部交错分布,受城市用地扩张影响最高,ESV极低值区域不断扩大,逐渐扩散至西部和东部区域;近25年来,城市用地扩张面积不断增加,在1990—2005年扩张速度较为稳定,在2005—2015年扩张速度迅速增加。研究认为武汉市城市用地扩张面积对各生态系统服务功能均起主要影响作用,城市扩张侵占地类变化起次要影响作用,扩张高程影响程度较大,扩张距离影响程度较低,扩张坡度仅影响食物生产和保持土壤。武汉市在未来的城市用地扩张中,应控制中心城区的范围,在距市中心较远的地区建立新的卫星城。
科尔沁沙地生态环境质量遥感动态监测———以奈曼旗为例

由于科尔沁沙地的生态文明建设和城镇化的快速推进,及时的对生态环境质量进行监测显得尤为重要。利用2000年、2006年、2012年、2018年奈曼旗的Landsat-5TM\8OLI数据,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDSI)和热度(LST)4个生态指数,基于主成分分析方法构建RSEI生态指数模型,对奈曼旗18年来生态环境质量变化进行了动态监测与评价。结果表明:绿度和湿度对奈曼旗生态环境质量起正面作用,干度和热度起负面作用;2000—2018年RSEI均值增长0.232 6,涨幅76.49%;生态环境质量差和较差的区域面积共减少了1 654.06 km~2,优等级的区域面积增长高达1 048.17 km~2,其中差和较差区域主要分布在中部沙区;研究期间生态环境质量改善区域面积均大于退化区域,改善面积在2000—2006年达到峰值,面积高达5 327.6 km~2,占总面积的65.77%,退化区域主要集中在中部沙区;奈曼旗生态环境整体呈逆转趋势,并趋于稳定,但局部仍会出现退化现象。
汾河源头区域土地利用及生境质量时空演变的多情景模拟

土地利用变化及生境质量服务的多情景模拟对制定区域差别化的生态保护和耕地保护政策具有重要的意义。以汾河源头区域为例,借助Logistic-CA-Markov耦合模型,对土地利用转移情况、影响因子和未来变化趋势进行了多情景模拟分析,然后运用InVEST模型分析土地利用变化对生境质量带来的影响。结果表明:不同驱动因子的解释能力具有差异,11个驱动因子整体解释效果较好,ROC值都在0.85以上;自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景下6种地类的变化方向、生境演变特征均有所不同;2017—2030年自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景生境质量分别为0.78,0.76,0.81,0.72;不同情景下的生境质量结果均表明随着海拔和坡度的升高,生境质量也不断得到提高,但是同一海拔和坡度下不同情景生境质量的变化具有差异。
黄土高原东部主要作物需水量空间分布规律

为研究黄土高原东部主要作物需水量,基于P-M(Penman-Monteith)作物需水模型,采用山西省内25个气象站点逐日气象数据,计算黄土高原东部冬小麦(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、谷子(Setaria italica)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]的作物需水量、灌溉需水量及水分盈亏指数。结果表明:(1)4类作物的作物需水量为293.39~656.77 mm,谷子年均需水量较冬小麦节约39.99%、较玉米节约30.58%,高粱年均需水量较冬小麦节约14.01%、较玉米节约0.53%;(2)灌溉需水量为0~289.69mm,作物平均灌溉需水量由多到少依次为冬小麦、玉米、高粱、谷子;(3)主要作物水分盈亏指数为-0.23~0.48,谷子是出现水分唯一盈余的作物,区域南部水分盈亏指数最小,冬小麦区域中部缺水严重,玉米、谷子、高粱在区域北部缺水最为严重。研究主要作物需水量空间分布对于确定作物灌溉用水量,了解水分盈亏程度,合理布局种植结构有重要指导意义。
基于生态化学计量方法识别农业面源污染防控重点区域

基于柴河流域汇水区内不同景观单元土壤与径流中氮、磷养分含量,分析了土壤与径流中污染物的生态化学计量特征,并综合评价了面源污染物的“源—流”过程,进而确定汇水区内面源污染防控的重点区域。结果表明:(1)汇水区内的坝平地、大棚种植区和柴河河道的土壤或底泥具有较高的氮磷比,其径流中溶解态氮磷比也较高,而磷矿区和富磷区林地土壤及径流中溶解态氮磷比较低;(2)土壤氮、磷养分与径流中氮、磷污染物之间未发现显著相关性(p>0.05);(3)与其他景观类型相比,柴河底泥与大棚种植区的污染物“源”强较高,而大棚种植区和磷矿区污染物的“流”失风险较高,因此,大棚种植区由于其高“源”强和高“流”失性是该汇水区面源污染重点防控区域;(4)单个景观类型下,通过对比“源”“流”过程在总流失风险中的比例确定磷矿区的流失、富磷区林地和河道底泥的污染物“源”是各自景观类型下面源污染防控的重点环节;而农业种植区(坡耕地、坝平地和大棚区)需同时在减“源”和控“流”上进行综合防控。
基于DEM的山西黄土高原面积高程积分研究

面积高程积分(Hypsometric Integral,HI)是刻画流域地貌形态与发育阶段的重要地理指标。为了探究山西省黄土高原重点水土流失区的面积高程积分空间分异特征,以30m分辨率的SRTM数据为基本信息源,采用积分曲线法计算研究区的面积高程积分值。研究工作首先分析了DEM分辨率与流域稳定面积对HI值的影响,然后进一步研究流域内各地貌对象高程积分值的相关性,最后得到研究区面积高程积分空间分布结果。结果表明:小流域面积高程积分受DEM分辨率的影响较小,面积高程积分趋于稳定的小流域面积阈值为0.04 km~2;研究区HI值相关性较强的地貌对象组合为山顶点—山脊线—沟谷网络;区域内面积高程积分值的地域差异性从北到南,表现出大—小—大的空间分布趋势。山西省黄土高原重点水土流失区的HI值整体处于0.35~0.6,区域内流域基本处于发育的壮年期,表现为强烈的水系扩张分支,应加强水土保持工作的力度。
黄土高原植被演替过程中土壤水分亏缺

土壤水分亏缺在黄土高原植被恢复过程中表现较为严重,这对黄土高原的生态恢复与植被建设造成了很大的障碍。只有充分了解黄土高原的土壤水分特征及其亏缺状况,才能为植被恢复提供参考。对陕北黄土高原典型次生林地和草地的土壤水分进行了测量,对雨季和非雨季的山杨、沙棘、辽东栎和撂荒地土壤水分亏缺特征进行了定量评价。结果显示:3种林地0—500 cm土层的土壤含水量与储水量随着土层深度的增加都呈先增加后缓慢下降,撂荒地随着土层深度增加呈增加趋势,且其含水量与储水量是最高的。不同恢复植被的土壤含水量与储水量大小顺序为:撂荒地>沙棘>山杨>辽东栎。与撂荒地相比,3种林地的相对亏缺指数顺序为:辽东栎>山杨>沙棘,雨季的的土壤亏缺状况较非雨季严重,植被类型、土壤质地和土层深度是影响植被演替过程中土壤水分亏缺状况的关键因子。
灌草镶嵌坡面土壤紧实度变异及水文连通度的影响

在半干旱区,灌草镶嵌的植被分布通过改变水文连通度和使牲畜移动路径更为集中,从而可能改变土壤紧实度的坡面格局。为探究灌草镶嵌坡面土壤紧实度的空间变异及水文连通度的影响,在芦河流域选择典型坡面开展调查。沿坡面布设93个样点测定土壤紧实度,探究灌丛—草地镶嵌的坡面土壤紧实度沿坡面的变化。同时以水文连通度为灌草镶嵌格局的表征,阐释土壤紧实度与水文连通度的关系。结果表明:灌丛下和灌丛间草地土壤紧实度沿坡顶至坡底方向均呈现先增加后减小的趋势,即坡中部位置土壤紧实度最高;同一坡位,灌丛下土壤紧实度低于灌丛间草地土壤紧实度;灌丛土壤紧实度随累积汇流面积的增加而减小,而草地土壤紧实度随累积汇流面积的增加而增加。灌丛、草地斑块拦截上坡来沙能力的差别和牲畜移动路径在灌丛间草地更集中是导致这种空间分异的重要原因。
腾格里沙漠东缘沙障布设方式对土壤理化性质的影响

为探索沙障布设方式对土壤性质的影响,通过野外调查与室内分析对比垂直和平铺方式布设的4种沙障材料(树枝、棉花秸秆、玉米秸秆和尼龙网)对土壤性质的影响,运用土壤质量指数评价了沙障对土壤质量的影响。结果表明:(1)沙障区土壤有效氮、有效磷、有效钾、pH值与对照具有极显著差异(p<0.01),土壤容重与对照具有显著差异(p<0.05),土壤容重和土壤有效氮是监测土壤质量改善的重要指标;(2)沙障区(铺设了44个月)土壤表层0—60 cm的土壤质量平均提高了17.990%,其中棉花杆平铺方格沙障对0—60 cm土壤质量的改善效果最好(提高了30.752%);(3)沙障的平铺布设对土壤质量的改善效果比垂直布设好,特别是在0—40 cm土层,沙障平铺布设区土壤质量提高了18.437%,垂直布设区提高了6.725%。因此沙区沙障的布设对土壤性质的改善与土壤质量的恢复具有重要影响。
典型岩溶石漠化区土壤剖面水分和温度动态规律及传输特征

针对岩溶石漠化地区土壤含水量(Soil Water Content,SWC)和土壤温度(Soil Temperature,ST)的野外连续监测及相关研究较少,为深入探讨岩溶石漠化地区SWC和ST的动态变化规律及其耦合特征,在云南省蒙自市岩溶断陷盆地的典型高原石漠化地区择点,对气象因素和10 cm,40 cm,80 cm深度SWC,ST进行了一整年连续监测,结合多元统计和水热传输理论进行了分析。结果表明:(1)高原石漠化地区不同深度的SWC在非集中降雨期浅层大于深层,集中降雨期深层大于浅层。降雨停止后SWC迅速衰减至初始状态,浅层土壤干湿交替迅速,集中降雨有利于深层SWC补给;(2)基于多元统计的冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)讨论了SWC和ST的影响因素,结果表明SWC的影响因素主要为降雨、日累计辐射、气温和蒸散发,ST的影响因素主要为气温,降雨对于SWC的方差解释率仅为39.5%,而气温对于ST方差解释率为77.4%;(3)在土壤物质与能量传输方面,越靠近地表的土壤在热传导方面作用越明显、热储存作用越弱,0—40 cm深度的土壤基本为向下传热层,40—80 cm土壤主要储存热量或向上传热。土壤蒸汽水夏秋季储存、春冬季排放,蒸汽水通量变化曲线与热通量变化曲线趋势近乎相同,ST是蒸汽水运移的主控因素。热量和蒸汽水储存在土壤中,可为石漠化地区的植被恢复提供条件。
滇中尖山河流域不同土地利用类型产流及氮磷流失特征

地表径流造成土壤养分流失及土地生产力衰退,径流产生特征与土地利用类型密切相关,深入研究其作用机制可为水土流失治理、流域内水体保护及氮磷迁移规律提供科学依据。以滇中尖山河流域不同土地利用类型(人工林、灌木林、次生林、坡耕地)为研究对象,定量监测了2017年雨季(5月—10月)降雨过程中产流量、氮磷流失的形态、浓度、流失量及动态变化特征。结果表明:(1)随着降雨量的增大,不同土地利用类型下径流小区的径流量逐渐增大,降雨量与径流量之间相关性显著,各径流小区径流量均表现为:灌木林<次生林<人工林<坡耕地;(2)不同土地利用类型在各降雨条件下TN和TP浓度分别表现为:人工林(2.39 mg/L)<次生林(2.63mg/L)<灌木林(2.64mg/L)<坡耕地(4.00 mg/L)、灌木林(2.53mg/L)<次生林(4.07mg/L)<人工林(5.72 mg/L)<坡耕地(6.47mg/L),坡耕地显著增加了径流中不同形态氮磷的浓度;(3)溶解态氮磷是径流水体中氮磷污染的主要污染物,其中NO_3~--N为径流氮素流失的主要形态,PO_4~--P占TP浓度的比例为50.91%~77.87%;(4)TN,TP总流失量均表现为:灌木林(0.76,0.61mg/m~2)<次生林(1.04,1.65mg/m~2)<人工林(1.36,3.60 mg/m~2)<坡耕地(7.91,15.12 mg/m~2)。为了减缓尖山河流域水体污染问题,可调整尖山河流域沿线土地利用类型,在降雨前应减少和避免农事活动,增加灌木林地面积,在流域出口处布设灌木林来减少流域氮磷的流失。
江西省三生空间结构时空格局的多尺度分析

为促进江西省国土空间功能结构优化,以江西省为研究区域,从不同时空、不同尺度上对江西省“三生”空间功能格局进行分析,揭示2006—2015年江西省“三生”空间功能类型的时空分布规律和特征;应用景观生态学方法中的计量模型计算出空间格局指数,再结合ArcGIS 10.2软件的空间聚类分析研究了其空间分布特征。结果表明:江西省“三生”空间功能结构分布格局呈现出比例结构不协调现象。从县域到市域进行多尺度跨时空分析,可以看到研究区多样化分布格局呈现北部偏高,南侧偏低的递减格局,集中化指数空间分异较显著,整体优势度较高,且呈现南北两侧高、中间偏低的空间格局特征;空间功能结构均匀度水平较低的特征。
福建省土地利用隐性形态与土地生态安全耦合协调分析

为了摸清土地利用形态转型的规律,促进绿色经济的发展,以福建省9个设区市为研究对象,采用综合指数模型、耦合协调度模型和地理探测器方法,探讨了福建省土地利用隐性形态时空特征、转型模式并分析其与土地生态安全的耦合协调性特征。结果表明:福建省土地利用隐性形态指数总体呈上升趋势,形态上逐渐往高级发展,沿海城市土地利用隐性形态指数比内陆城市高。研究期内土地利用转型存在阶段性特征,在一定周期内呈现出“S型”的演化态势。土地生态安全水平总体呈波动上升态势,并与地区所处的土地隐性转型模式密切相关,西北内陆地区土地生态水平总体比东南沿海地区高。近15年来福建土地利用隐性形态与土地生态安全耦合协调度均值由0.44上升至0.61,沿海城市协调性高于内陆城市;协调性差异的主要影响因素是土地利用强度、土地产出效益和生态资源禀赋。应当将土地利用隐性形态转型及其与生态安全的协调发展规律应用到土地利用中,因地制宜地施行管理政策,促进城市间协同绿色发展。
川西北高原区生态环境脆弱性评价

为及时掌握川西北高原区生态环境脆弱性状况,以RS和GIS为技术手段,选择高程、坡度、土地利用类型等9项指标,完成了该地区2000—2015年生态环境脆弱性评价分析。结果表明:(1)整个高原区生态环境的脆弱性呈现自西向东逐渐降低的变化趋势。(2)微度和重度栅格比例分居最大和最小,潜在、轻度和中度比例依次递减,且轻度及以下栅格比例达到75%以上,该地区整体处于中等脆弱水平。(3)整体趋势变化分析表明,15年内该地区脆弱程度明显加重的区域仅有6.92%,而明显好转和未发生明显变化的区域占据93.08%,区域生态环境整体处于明显好转的变化状态。(4)驱动力分析表明,系列生态环境保护措施的实施是主要驱使地区生态环境好转的因素,而大量水电基地的建设也对较小部分地区的脆弱程度产生一定威胁。
西安市土地利用效益与城镇化耦合协调关系

为了阐释西安市土地利用效益与城镇化的耦合协调机理,明确二者的耦合协调程度,通过构建土地利用效益与城镇化水平指标体系和评价模型,计算了土地利用效益与城镇化水平评价指数、耦合协调度以及灰色关联度,剖析了二者的耦合协调发展关系和相互影响程度。结果表明:(1)2005—2015年西安市土地利用效益指数、城镇化指数以及综合评价指数逐年增长,两者在发展中相互促进,土地利用效益指数增长速度略大于城镇化指数,经济效益在土地利用效益中占据主导地位,经济、生态城镇化指数在城镇化水平指数中占比最大;(2)土地利用效益与城镇化的耦合协调度逐年递增,耦合协调阶段由失调衰退阶段最终转变为协调发展阶段,耦合协调状态由濒临失调转变为优质协调,两者的协调发展关系更加紧密;(3)土地利用效益与城镇化水平之间存在相互影响的关系,经济效益以及生态效益对城镇化水平的影响程度较高,经济城镇化、生态城镇化、社会城镇化以及教育城镇化对土地利用效益均有较为重要的影响;(4)土地利用效益与城镇化是两个相互促进、紧密相关的协调发展系统,在推动经济社会不断发展的同时,也要加强生态环境保护以及合理规划城市用地,实现土地利用效益与城镇化协调发展。
中国不同农业区气温和降水时空演变格局分析

为阐释中国不同农业区的水热资源时空演变格局,利用1961—2017年全国613个基本气象站平均气温、降水量月值资料,借助趋势分析、Mann-Kendall突变分析、线性回归分析等方法,结合农业区划,对中国及各农业区气温、降水量时空变化特征进行了研究。结果表明:1961—2017年,中国气温转暖趋势明显,平均增温率为0.249℃/10a,1996年发生增暖突变,同时增温趋势自东南向西北递增,全年增暖在北方最为显著;降水量于2015年发生“由减转增”的趋势突变,但整体变化趋势并不显著。各农业区气温均表现为显著上升态势,且增温速率北方大于南方、西部大于东部,又以青藏地区增温最为突出,2000年后各区偏暖幅度增大;除黄土高原农业区年降水量有不显著减少趋势外,其余各农业区年降水量呈现增势,尤其2011—2017年“湿化”明显。各农业区四季气温、降水量时空分布格局的变化有显著差异,其中青藏高原农业区春、冬季暖干化突出,北方干旱区夏季暖湿化明显,中南、东北地区以夏、秋季减湿为主,东南地区基本存在全年暖干趋势。
渭河关中段水系演变及其对城镇化的响应

为了探讨城市化背景下河流水系的演化特征及驱动机制,为河流系统的保护提供理论支撑。基于陕西关中地区1990年和2015年两期Landsat影像,利用ENVI和ArcGIS软件对关中段渭河水系进行提取,选取河流长度、河网密度、干流曲率、支流发育系数4个指标来分析渭河关中段河流水系的演化特征,并结合不同时期的土地利用状况,探讨了该区域快速城市化过程对河流水系演化的影响程度。结果表明:(1)1990—2015年,渭河关中段水系的河道特征简化,河流总体长度从1990年的4 194.48km降低到2015年的3 357.8km,且随着河流等级的降低,减少速率逐渐增大。(2)渭河水系结构呈萎缩特征,渭河干流曲率由1.99降低至1.87,Ⅱ,Ⅲ级河流发育系数也呈降低状态,且Ⅲ级河流发育系数降低速率大于Ⅱ级河流。(3)城镇化对河流水系演变的影响显著,城镇建设用地增加速率与河流水系衰减速率呈正相关关系,堤防修建、河流裁弯致使干流曲率降低,工程建设对河流的填埋则是细小河流消失的主要原因。在快速城镇化过程中,渭河关中段河流水系呈现了萎缩趋势,其主要原因在于城镇化对河流的侵占作用。因此在城镇化建设过程中,需要协调城市发展与河流保护的关系,扩宽河流治导线,加强对低等级末端河流的保护。
青藏高原高寒灌丛昼夜温差对NEE的影响及其变化特征

为了探讨气候变化背景下昼夜温差的减小对高寒生态系统碳平衡产生的影响,基于涡度相关系统,利用2009年、2010年、2011年的涡动相关系统观测资料,对青藏高原高寒灌丛昼夜温差对净生态系统CO_2交换(NEE)的影响及其变化特征进行了研究。结果表明:高寒灌丛生态系统2009年、2010年、2011年NEE的逐日变化趋势基本一致,最大碳吸收的月份都是7月,分别为-263.49,-318.73,-278.47 g/(m~2·月)。就全年来看,高寒灌丛生态系统2009年、2010年、2011年的NEE为-466.19,-483.65,-204.83g/(m~2·a),表现为弱的碳汇。高寒灌丛的日最高温和日最低温在一年中都表现为先增大后减小的变化趋势,而昼夜温差却有着相反的变化趋势。2009年、2010年、2011年昼夜温差的月平均最小值都出现在9月,分别为11.28,12.29,10.87℃,但NEE的月平均最小值都为7月。在2009年、2010年和2011年的5—9月的昼夜温差与NEE都呈显著的负相关关系,说明高寒灌丛在生长季昼夜温差的增大有利于生态系统碳的积累,暗示在未来昼夜温差减小的条件下高寒灌丛可能会促进陆地生态系统的碳损失。
覆土砒砂岩区沙棘耗水量及其影响因子

为明确沙棘的耗水特征及其主要影响因子,从而为水土保持林的可持续管理提供理论依据,利用TDP技术监测生长季5年生沙棘的液流动态,计算沙棘耗水量,通过相关分析和回归分析等方法研究了它们与气象因子的关系。结果表明:晴天沙棘的液流通量为单峰曲线,干旱时则为双峰曲线。雨天沙棘的液流通量为单峰、双峰或多峰曲线。晴天沙棘液流通量的最大值是7.13~23.07 g/(cm~2·h)。7月降雨后液流通量最高,6月干旱时最低。生长季沙棘液流通量和单株日耗水量与气温、光合有效辐射(PAR)和水汽压亏缺(VPD)均呈显著正相关,而与相对湿度呈显著负相关。而且,液流通量与风速呈显著正相关,单株日耗水量与降水量呈显著负相关。晴天沙棘单株耗水量最大值是146.39~363.30g/h。生长季沙棘的单株总耗水量是185.77~219.44kg,平均值为206.58 kg。因此,建议保持沙棘林的合理密度,维持其水分平衡,从而确保沙棘林的长期稳定性。
宁南红梅杏典型栽培区生产中存在的问题调查分析

针对宁南红梅杏典型栽培区的红梅杏产量低,抗霜冻能力差等问题,采用现场调查与室内分析相结合,从晚霜危害、水肥管理、整形修剪及病、虫、啮齿动物危害4个方面调查,分析了当前生产中的制约因素及存在问题。结果表明:宁南红梅杏典型栽培区晚霜危害频繁,是导致目前该地区经常性大面积减产或绝收最直接的外在原因;而水肥管理缺失,未进行整形修剪,树体自然生长,造成树势衰弱、结果枝组老化,抗逆性差,坐果率低,是导致红梅杏年年减产或绝产的主要内因。宁南红梅杏典型栽培区红梅杏园病害、啮齿动物危害较轻,但食心虫危害相对严重。为了促进宁南红梅杏典型栽培区的红梅杏生产,在综合考虑当地气候资源与水资源的基础上建议如下:(1)宁南红梅杏典型栽培区霜冻频发,红梅杏建园时应选择小地形、小气候,建立防护林,尽量避免、减轻霜冻;霜冻发生时综合利用覆盖、灌水、喷水、熏烟、喷施抗寒物质等措施降低霜冻危害。(2)加强杏园水肥管理,增壮杏树长势,提高杏树抗逆能力。有灌溉条件的应适时灌溉,无灌溉条件的应进行园地整治,汇集自然降水,提高土壤水分,同时铺设地布减少土壤水分蒸发;对于土壤水分亏缺严重的杏园应适量间伐,减少土壤水分消耗;萌芽时追施含氮量高的复合肥,果实采收后增施有机肥,提高土壤肥力。(3)强化杏树整形与修剪,应根据树龄、树势、栽植密度等,积极开展整形修剪,促进树体生长健壮,提高果实产量及品质。(4)积极开展食心虫的预测预报,综合防治食心虫。
不同林龄油松根际土壤微生物群落多样性及其影响因子

为了探究不同林龄油松根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤环境因子之间的关系,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对不同林龄油松根际与非根际土壤中细菌的16SrDNA基因V3—V4区片段和真菌18SrDNA基因V4区片段进行测序,为油松的人工培育林提供有益借鉴和参考。结果表明:(1)油松根际土壤pH值显著低于非根际(p<0.05),根际土壤有机碳、全氮、有效氮和有效磷均显著高于非根际(p<0.05),土壤中根际和非根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值。(2)土壤中根际土壤酶活性(蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性)显著高于非根际,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,过熟林有所降低。(3)油松根际土壤细菌和真菌多样性指数均高于非根际,其中随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,丰富度指数、Shannon-Wiener指数、ACE、Chao 1指数均显著高于非根际(p<0.05);而根际土壤细菌和真菌覆盖度、均匀度和Simpson指数指数与非根际差异并不显著(p>0.05)。(4)主坐标分析(PCoA)分析表明,油松土壤根际和非根际细菌和真菌群落具有很好的相似性,并且根际和非根际细菌群落产生明显的分离效应。(5)冗余分析显示,土壤环境因子对油松土壤细菌和真菌多样性有显著影响。其中对土壤细菌和真菌多样性影响较大的有SOC和TN,而pH值对土壤细菌和真菌多样性影响为负。
基于地学信息图谱的江汉平原土地利用时空变化分析

为分析江汉平原土地利用时空变化特征,探索土地利用变化原因、过程并预测未来变化趋势,基于江汉平原1990年、2000年和2010年土地利用空间数据,运用地学信息图谱方法,构建两个时序的土地利用变化图谱、涨落势图谱和变化模式图谱,分析了江汉平原1990—2010年土地利用的时空变化规律和发展过程。结果表明:(1)1990— 2010年耕地和水域是主要土地利用类型,耕地持续减少,水域和建设用地持续增加;(2)变化图谱以耕地与水域、建设用地间的互相转换为主。耕地与水域间的互相转化集中于低湖平原区;耕地转化为建设用地贯穿整个研究时段,主要是经济相对发达的城区周边区域;而建设用地转化为耕地发生在后期,集中在石首市和松滋市等地;(3)落势图谱中萎缩耕地面积最大,占68.63%;增势图谱中新增水域面积最大,占46.39%。各县市存在明显差异;(4)变化模式图谱中全期稳定型占据主要地位,其次是后期变化型。研究表明江汉平原土地利用变化呈现土地利用类型“典型化”、土地动态变化“差异化”和土地变化模式“稳定化”的特征。
近58年江西省气候及其生产潜力时空变化特征

为深入认识气候变化背景下江西省气候及其生产潜力变化特征,利用1960—2017年江西省16站降水和气温数据,通过Thornthwaite Memorial模型计算气候生产潜力,运用线性拟合、Mann-Kendall突变和滑动t检验、ArcGIS空间分析等方法,分析了该地区降水、气温及气候生产潜力的时空变化特征,并探讨了气候生产潜力与降水、气温之间的关系。结果表明:近58年江西省气候整体呈暖湿化趋势,降水、气温与气候生产潜力的变化率分别为32.25 mm/10a,0.195℃/10a,169.81 kg/(hm~2·10a),气温与气候生产潜力分别在1988年、1993年发生显著突变,降水未发生突变。空间上,降水以修水—寻乌为界向东、西两侧增加,气温和气候生产潜力均呈自东向西、由南向北递减。受降水和气温时空组合变化影响,直接影响该地区气候生产潜力的状况。“冷干化”气候不利于气候生产潜力,未来“暖湿化”气候则有利于气候生产潜力的提高。20世纪80年代以来,江西省粮食单产增加幅度明显高于同时期气候生产潜力增加量,气候资源利用率逐步提升。
黄土高原不同植被带刺槐生态化学计量特征

为阐释刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林在不同植被带下的化学计量特征,明确气候因素对其的影响,采用样地调查与实验室分析结合处理的方法对黄土高原森林带、森林草原带、草原带中刺槐人工林的叶片、枯落物及土壤进行C,N,P含量测定,分析了化学计量比,同时剖析了气候因子与各元素之间的关系。结果表明:(1)不同组分C,N,P含量差异均显著,表现为叶片>枯落物>土壤,各植被带内养分含量表现各异,其中森林草原带叶片与土壤养分含量处于最高水平。(2)同植被带C/P与N/P均呈现出叶片与枯落物显著高于土壤的趋势,而植被带间各组分化学计量比差异程度不同。(3)各植被带养分含量在叶片—枯落物—土壤间均具有一定的相关性,表明养分在生态系统内持续流动。(4)叶片C,N,P含量随着年均降水(MAP)和年均温度(MAT)的升高而降低,而枯落物与之表现出相反的趋势,土壤养分随年均太阳辐射量(MASR)增大而降低。研究结果为深入探索黄土高原刺槐人工林养分在空间上的耦合机制提供一定的参考依据。
不同类型岩溶湿地表层沉积物碳氮磷生态化学计量学特征时空分布

为了厘清湿地生态系统碳汇潜力和生态系统对环境变化的响应。以滇东南典型岩溶流域普者黑为研究对象,将岩溶湿地划分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和库塘湿地4种类型,研究湿地沉积物碳、氮和磷的平衡关系,探讨了丰水期、枯水期和平水期不同水期湿地表层沉积物碳、氮、磷的分布及生态化学计量学特征。结果表明:(1)普者黑流域不同类型湿地表层沉积物SOC,TN-S,TP-S含量在不同时期的变化规律不一致,SOC含量在平水期的库塘湿地最高,为47.81 g/kg,丰水期的沼泽湿地最低,为12.77g/kg;TN-S含量在枯水期的沼泽湿地最高,为2.93 g/kg,丰水期的库塘湿地最低,为1.22g/kg;TP-S含量在河流湿地最高,为1.32g/kg,丰水期的沼泽湿地最低,分别为0.43 g/kg;且不同类型湿地表层沉积物SOC,TN-S,TP-S之间呈显著正相关(p<0.05);(2)不同类型湿地表层沉积物C/N-S,C/P-S和N/P-S在不同时期下的变化规律基本一致,从枯水期、丰水期至平水期除湖泊湿地外均呈上升趋势,C/N-S和C/P-S在平水期的库塘湿地最高,分别为25.43,94.49,N/P-S在平水期的沼泽湿地最高,为4.04;C/N-S,C/P-S和N/P-S在枯水期的河流湿地最低,分别为9.17,14.85,1.62,且不同类型湿地表层沉积物C/N-S,C/P-S,N/P-S与TN-S,TP-S及水质N/P-W之间呈显著正相关(p<0.05);(3)总体上看,丰水期的SOC,TN-S,TP-S含量均低于枯水期和平水期,平水期的C/N-S,C/P-S和N/P-S值均高于枯水期。
长江流域森林碳储量的时空变化及其驱动因素分析

为了评估森林碳储量在全球碳循环中的重要作用,基于1993—2012年遥感估算和LPJ(Lund-Potsdam-Jena)模型模拟的植被碳储量数据,使用简单线性回归和相关性分析的方法,研究了长江流域森林地上碳储量(Aboveground Biomass Carbon,ABC)的时空分布特征及其驱动因素。结果表明:(1)近20年来,遥感估算的长江流域森林地上碳储量呈显著增长趋势,森林碳库从1993年的2 563.91Tg C增加到2012年的2 893.17Tg C,增长率为12.84%。嘉陵江流域和汉江流域森林ABC值较高,长江流域西部山区较低;(2)长江流域森林ABC对气候变化比较敏感。总体来看,长江流域森林ABC与温度呈正相关关系,但与降水呈负相关关系;(3)遥感估算的森林碳库增长率由1993—2000年的3.15%提高到2001—2012年的8.01%,但LPJ模型模拟的森林碳库从1993年的4 159.06Tg C增加到2012年的4 210.88Tg C,增长率仅为1.25%,明显低于遥感估算的森林碳库。长江流域重大生态工程实施可能是引起2000年后长江流域森林地上碳储量显著增加的主要因素之一,表明重大生态工程实施有助于加快中国植被变绿的速度。
三角形组合桁架抗扭刚度理论分析和试验研究

研究了由三角形钢桁架与混凝土翼板组成的组合桁架的抗扭刚度.针对组合桁架的扭心位置、弹性抗扭刚度和混凝土翼板开裂后的抗扭刚度进行了理论分析.混凝土翼板自身具有抗扭能力,与桁架连接形成整体后又可通过组合作用共同抵抗扭转.根据组合桁架的平衡条件、几何变形关系等条件,推导出了组合桁架的扭心位置和弹性抗扭刚度的计算公式.根据混凝土翼板开裂后抗剪刚度衰减的特点,给出了混凝土翼板开裂后组合桁架的抗扭刚度.在理论分析的基础上进行了试验验证,试验构件弹性阶段和箍筋屈服时抗扭刚度的试验值和理论值均符合较好,误差为7.73%和7.12%.采用ANSYS有限元软件对试验构件在自由扭转和试验条件下的抗扭刚度进行了模拟分析,弹性阶段和箍筋屈服时两种模型间的误差分别为1.34%和8.53%,试验与自由扭转较为符合.结果表明:试验构件抗扭刚度的理论值、试验值和有限元值符合较好.混凝土翼板和组合作用对组合桁架弹性抗扭刚度的影响均不可忽略,箍筋屈服时可忽略混凝土翼板的抗扭刚度.
空间异质性下农户水土保持耕作技术采用行为研究——基于黄土高原3省6县的实证

利用黄土高原山西、陕西和甘肃3省的1 237户农户的调查数据,分析了农户采用水土保持耕作技术的空间差异,运用Heckman样本选择模型,研究了3省农户水土保持耕作技术的采用行为及其影响因素的差异。结果表明:(1)农户所采用的水土保持耕作技术在3省之间存在明显的区域差异,山西省农户秸秆还田技术和深松耕技术采用率较高,陕西省农户对少免耕和沟垄种植技术采用率相对较高,甘肃省农户采用较多的技术分别为秸秆还田、残茬覆盖、地膜覆盖和深松耕技术。(2)家庭收入对3省农户水土保持耕作技术的采用和采用程度都有显著的正向影响;非农收入占比对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的正向影响;家庭养殖对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的负向影响。(3)降水量对3省农户水土保持耕作技术的采用有显著的负向影响;地块类型对山西和陕西两省农户水土保持耕作技术采用和采用程度有显著的负向影响,对甘肃省的农户影响不显著。(4)社会网络对3省农户水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响;技术推广促进了农户水土保持耕作技术的采用;政府补贴对山西和甘肃两省的水土保持耕作技术的采用程度有显著的正向影响,对陕西省农户水土保持耕作技术的采用程度影响不显著。
长江源辫状河道群体沙洲的切割特征及机制

长江源区呈现扇形水系分布,广泛发育辫状河道,其河道内沙洲林立,形态各异,其数量众多和形态不规则是主要由水流的切割作用产生.基于近10年的Landsat遥感影像,选取长江源通天河的局部辫状河段为研究对象,分析辫状河道内群体沙洲的水流切割角度、切割后整体沙洲形态变化和水流切割机制.群体沙洲的水流切割形式以斜向切割为主,约占94%,其余为横向切割,约占6%,主要原因是洪水期水流发生漫滩冲刷,其冲刷及切割过程的发生具有不确定性,但是趋向于沿河道纵向方向的斜向切割更普遍.群体沙洲发生水流切割的主要机制在于相邻汊道之间存在水位差,致使水流漫滩后易于发生表面斜向冲刷和切割形成新汊道;局部河床存在横向坡降,导致水流加速运动冲刷一侧汊道,增加两侧汊道的水位差,致使漫滩水流易横向切割沙洲.
基于多层次非线性Tobit模型的集体行动对农户水土保持技术采用的影响研究

利用黄土高原区农户微观调研数据,运用多层次非线性Tobit模型实证分析了集体行动与农户水土保持技术采用之间关系的主效应和生态补偿对集体行动与农户水土保持技术采用程度之间关系的调节效应。结果表明:(1)集体行动对任何一种类型的水土保持技术均产生显著正向影响;(2)生态补偿对集体行动与农户水土保持技术采用程度之间的关系具有调节作用,但不同类型的水土保持技术,其调节作用的方向不一致,对于劳动密集型的水土保持技术具有正向调节作用,对于资本密集型的水土保持技术具有负向调节作用。基于此提出以下政策建议:增强农户的集体行动参与能力和规模、细化补偿金额和年限的标准、制定技术属性差异化的生态补偿政策等。
山水资源型城镇的生态安全格局构建研究——以武汉市黄陂区为例

黄陂区是武汉市最大的山水资源型城镇,构建其生态安全格局是武汉市可持续发展的重要保障。以黄陂区2018年土地利用变更调查数据、DEM高程图为主要数据来源,将生态敏感程度高的林地、水域及湿地作为源地,通过最小累积阻力模型,识别生态廊道和节点,划分生态功能区,构建并优化黄陂区生态安全格局。结果表明:(1)研究区内识别生态源地169.55 km~2,占全区总面积的7.5%,呈现“两极分布、相对独立、连通性较弱”的空间分布特征;(2)提取生态廊道共132条,生态节点83个,从空间分布上看,廊道集中于北部山地和南部水域,在城镇建设用地和大面积耕地地段最难连接;(3)根据计算结果将研究区划分为5个不同级别的生态安全水平区,自南北向中部生态安全水平大致呈由低到高的趋势,通过优化生态网络连接,对于保护区域生态安全、维护区域生态稳定、缓解区域生态压力发挥着重要的保障作用。
基于MODIS像元尺度的三峡库区植被覆盖度变化的地形分布特征

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础,其对区域可持续发展至关重要。基于MODIS NDVI数据,采用像元二分模型计算了2001~2018年三峡库区植被覆盖度,结合植被覆盖度变化类型提取模型及分布指数,揭示了库区植被覆盖度变化在不同地形因子上的分布特征。研究表明:(1)三峡库区植被以高和中高覆盖度为主,其分别占库区总面积的65.72%和28.61%。18年来,库区年均植被覆盖度增长率为0.14%;(2)库区植被稳定类型占总面积的79.50%,植被改善占16.71%,植被退化占3.79%。26个区(县)中,长寿区、江北区等7区的植被改善面积小于植被退化面积,存在生态退化风险;(3)高程小于500 m、坡度小于6°的区域植被退化优势显著;高程500~1 100 m的区域植被改善为主导类型;坡度6°~15°的区域无明显优势分布;高程大于1100 m、坡度大于15°的区域植被稳定和植被改善类型为优势分布;(4)库区不同坡向上,平坡上的植被退化类型显著,当坡向由阴坡向阳坡转变(西坡→南坡,北坡→东坡)时,植被覆盖度变化优势分布类型由植被退化型转变为植被改善型。研究结果揭示了三峡库区植被覆盖的空间分布和变化特征,对库区生态环境评价和植被恢复及保护具有一定的借鉴意义。
中国山洪水文模型研制与应用:以安徽省中小流域为例

中小流域暴雨洪水模拟与预报是我国防洪减灾最重要的基础之一.针对我国不同气候类型区流域产汇流特性,基于大规模分布式体系架构和精细化地形地貌数据研发了中国山洪水文模型(China Flash Flood hydrological model, CNFF),模型参数较少,大多可基于全国小流域基础数据集等确定,便于在全国范围推广使用,尤其适于资料缺乏的中小流域山洪模拟与预报.本文详细介绍了CNFF的原理和结构,并以山洪灾害频发的安徽省29个中小流域(面积: 3.24 ~ 3 410km~2)为研究区开展了应用研究,评估了该模型在中小流域洪水模拟的适用性.结果表明: CNFF模型具有较高的模拟精度和比较广泛的适用性,研究区643场雨洪过程模拟结果来看,率定期和验证期的平均径流深相对误差(RER)分别为8.90%和10.20%,平均洪峰流量相对误差(REQ)分别为7.80%和7.75%,平均峰现时间误差(TP)分别为1.71h和1.74h,平均Scaled Nash-Sutcliffe效率系数(SNSE)分别为0.73和0.70;在中雨~特大暴雨等雨强等级下,TP和SNSE合格率分别由53%和89%增加至95%和100%,模拟效果提高显著;在大、中和小不同流域面积等级下,REQ、TP和NSE合格率分别由74%、88%和93%增加至83%、92%和96%,RER合格率由85%减少至78%.
填海施工区悬浮物浓度遥感监测方法研究

为探索利用卫星遥感监测填海施工区悬浮物浓度的有效方法,通过大量现场实测的水质样本和卫星遥感数据对以传统回归算法与神经网络方法建立的反演模型的精度进行了比较分析.研究发现,采用神经网络方法得到的反演结果与现场实测水样的相关性最高,其相关系数达到0.95,平均误差仅为30%;而传统回归模型的反演精度偏低,平均误差高达140%,这可能是由填海施工区复杂的光学特征造成的.利用神经网络模型对工程海域悬浮物浓度连续5年的遥感监测结果表明:该海域的悬浮物浓度呈季节性变化,冬季相对较高,夏季相对较低;在空间上呈现距施工区较近处浓度较高、较远处浓度较低的分布格局.
肝星状细胞活化和肝细胞性肝癌发生发展中的表观遗传学研究进展

肝星状细胞活化与肝纤维化、肝硬化和肝癌的发生、发展密切相关;多种表观遗传学机制参与肝星状细胞的活化和肝细胞性肝癌的发生、发展。本文在DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA方面对相关表观遗传学研究进展进行综述。
基于多源遥感影像的青海云杉和祁连圆柏分类

青海云杉和祁连圆柏是祁连山自然保护区的优势种,提取两种类型树木的空间分布对保护区森林资源的管理和监测方面有重要意义。使用Sentinel-2A(S2)、Sentinel-1A(S1)、Landsat-8 (L8)3种遥感影像及来自SRTM DEM的地形数据,基于随机森林分类方法,设置8种组合方案共22个特征变量,以祁连山东段的甘肃连城自然保护区为例,对青海云杉和祁连圆柏进行分类试验。结果表明:融合Sentinel-1A(S1)数据的VV和VH两种后向散射信息的精度最高,达到92.85%,比使用单一影像Landsat-8提高了11.64%。实验表明:结合多源遥感影像的不同波段信息是提高森林类型分类精度的有效手段,有助于复杂山区森林资源调查、植被信息提取等需求。
面向对象的天然绿洲与人工绿洲区分——以民勤县湖区绿洲为例

以地处河西走廊东端、石羊河下游的民勤县湖区绿洲为例,以Landsat 8 OLI影像为数据源,从天然绿洲和人工绿洲的基本概念出发,在影像数据预处理、多尺度分割的基础上,综合考虑光谱、纹理、形状、上下文等信息,引入NDVI、最大化差异、紧致度、形状指数和空间邻接关系等多个特征,构建规则集进行天然绿洲和人工绿洲的区分,并将区分结果与基于最大似然法监督分类的绿洲区分结果进行比较分析。结果表明:使用面向对象的影像分析方法区分天然绿洲和人工绿洲的总体精度达到了91.75%,Kappa系数为0.65;较之面向像元的最大似然法监督分类结果,总体精度提高了10.40%,Kappa系数提高了0.13,其中人工绿洲条件Kappa系数提高了0.19,天然绿洲条件Kappa系数提高了0.30。面向对象的影像分析方法能够在一定程度上克服单一光谱特征分类方法的局限性,避免“异物同谱”和“同物异谱”现象带来的混淆,提高天然绿洲和人工绿洲区分的精度。
基于Himawari-8的气溶胶反演研究

为获取中国区域高时空分辨率、高精度的气溶胶光学厚度(AOD)产品。基于Himawari-8卫星数据和MODIS地表反射率产品,反演了中国区域2018年4月~2019年4月逐10分钟的AOD,该方法可同时对暗像元、亮像元区域进行反演。依托全球气溶胶观测网(AERONET)中国境内的6个观测站数据,对反演结果进行一致性检验,同时将AOD反演结果与Himawari-8官方最新发布的AOD产品(020版)进行对比。结果表明:①红蓝比值法AOD反演结果与AERONET AOD之间相关性很高,除包头站外,其余5个站点的相关系数R在0.728~0.863之间,EE(误差期望)范围内样本点百分比在47.7%~68.6%之间,与Himawari-8 AOD产品相比有很大优势;②红蓝比值法AOD反演结果与AERONET AOD在时间序列走势上基本一致,但在AOD >1时,反演结果较AERONET AOD偏高。Himawari-8 AOD春夏季走势相对于AERONET AOD较为一致,但由于秋冬季Himawari-8 AOD有明显的日变化,且日变化较大,其走势与AERONET AOD偏离较大; ③红蓝比值法AOD反演结果与MODIS AOD产品空间分布基本一致,AOD反演结果总体较MODIS AOD略为偏低。在冬季时红蓝比值法反演范围较MOD04_3K AOD的反演范围广;④红蓝比值法AOD在冬春季的北方高反射率地表区域的反演结果精度和反演范围较Himawari-8 AOD产品和MOD04_3K产品有很大优势。
注意力机制和特征融合的自动抠图算法

针对目前人工抠图工作量大,而自动抠图无法区分多个实例的问题,提出了一种注意力机制和特征融合的自动抠图算法.该算法由预分割模块和Alpha抠图模块2部分组成,分别采用了不同的网络结构.其中预分割模块是使用迁移学习方法对Mask Scoring R-CNN进行微调实现了对多实例自然图像的实例分割,从而得到输入图像前景个体的二值化分割图.而Alpha抠图模块在此基础上首先对二值化分割图预处理生成三分图,然后将三分图与原输入图像一起输入Alpha抠图模块网络.通过为Alpha抠图模块设计不同的解码策略和注意力机制,实现了对图像细节信息的精确恢复.在后续对自制车辆数据集的无人工交互前景车辆Alpha估计对比实验中,相比现有DIM算法,该算法的SAD降低19.2%, MSE降低26.3%,达到了更高的抠图精度.
山东省东平湖菹草(Potamogeton crispus)腐烂过程中水体温室气体溶存浓度及扩散通量变化

为了解东平湖菹草(Potamogeton crispus)腐烂分解对水体温室气体溶存浓度和界面扩散通量的影响,于2016年5-7月在东平湖菹草腐烂期采集上覆水和沉积物柱样,测定上覆水和孔隙水中温室气体(N_2O、CH_4和CO_2)的溶存浓度,采用Fick第一定律和双层模型计算沉积物-水-气界面扩散通量,同时分析上覆水和沉积物的理化性质,并采用网袋分解法于现场进行菹草腐烂分解试验,以探究东平湖菹草腐烂过程中温室气体溶存和扩散的主要影响因子及其主要来源.结果表明,菹草腐烂符合二次指数模型,分为快速衰减和慢速分解两个阶段;菹草腐烂过程中上覆水pH和亚硝态氮浓度表现为先降低后升高,而溶解氧、氨氮、硝态氮和可溶性正磷酸盐浓度则为先升高后下降,沉积物中铵态氮含量表现为先升高后降低,硝态氮为先降低后显著升高,有机质和pH呈降低-升高-降低的波动变化;上覆水中各温室气体浓度和水-气界面扩散通量均表现为CO_2 > CH_4 > N_2O,其扩散通量分别为5862.9±5441.4、31.15±41.3和0.15±0.57 μmol/(m~2·h),整体表现为大气温室气体的“源”,并以碳排放为主;上覆水中N_2O浓度和水-气界面扩散通量均先降低后升高,孔隙水中N_2O浓度在快速和慢速分解阶段分别出现极大值(22.7和55.6 nmol/L),而其沉积物-水界面通量前期持续增加至腐烂结束后迅速降低;上覆水和孔隙水中CH_4浓度及其各界面通量均表现为前期略有降低后持续升高;上覆水中CO_2浓度和水-气界面通量表现为持续升高后降低并趋于稳定,而孔隙水中CO_2呈波动变化,在菹草腐烂初期向孔隙水扩散,后期向上覆水扩散.水温是影响上覆水中温室气体浓度和水-气界面通量的主要因素;沉积物是水体N_2O和CH_4的主要来源,孔隙水中浓度是控制其沉积物-水界面扩散的重要因素;而上覆水中CO_2呈现多源性,但以上覆水中有机物质的矿化为主.
过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义

过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略.
浅水湖泊湖沼学与太湖富营养化控制研究

自2007年无锡暴发饮用水危机事件以来,太湖经历了前所未有的高强度、大规模治理,各种治理措施累计投资已经超过千亿元.监测显示,在治理初期太湖的氮、磷浓度下降明显,水质有所好转,但最近几年关键水质指标总磷与浮游植物叶绿素a浓度出现了波动,蓝藻水华有所反弹.研究表明,太湖的外源负荷并没有减少,这与城镇用水量增加、污水排放标准偏低、面源污染削减不足有很大的关系;同时,内源负荷也因为蓝藻水华的持续而加重,浅水湖泊水深浅、扰动强的特点强化了磷的循环利用效率,加剧了内源负荷对湖泊富营养化和蓝藻水华的影响.气候变暖叠加营养盐富集的复合效应、流域风速下降以及暴雨事件频次和强度增加等气象水文条件变化,都促进了太湖蓝藻水华的暴发;蓝藻水华的时空分布特征则受湖泊水动力的决定性影响.太湖治理的曲折过程,凸显了大型浅水湖泊湖沼学研究的不断深入与发展,未来需要继续加强多学科交叉研究,特别是基于湖泊-流域系统的气象水文、生物地球化学和生物生态学的学科交叉.对于太湖生态环境的综合治理和管理,既要注重湖泊与流域相结合,更需要重视自然科学和人文科学的有机融合,才能真正达到控制太湖富营养化、维护流域水环境安全与社会经济可持续发展的目标.
高阶方程混合边界齐次化问题

该文研究了2m阶椭圆方程在Dirichlet-Neumann混合边界条件下的齐次化问题解的收敛率.文中主要使用了光滑算子,这就避免了对混合边界重叠项进行估计.该文建立了$H_0^m$和${L^2}$空间下的收敛率估计.该项工作还将光滑算子的使用推广到了高阶方程混合边界条件的情形.
一类抽象二元非线性算子的不动点的存在性与唯一性

该文利用半序Banach空间中的锥性质和单调迭代方法,以及相关正有界线性算子的谱半径条件,研究了一类抽象二元非线性算子的不动点的存在性和唯一性;从而推广和改进了一个经典定理,而且获得了一些新结果.最后给出了对一阶非线性常微分方程初值问题的应用.
4个瓦氏黄颡鱼群体遗传多样性的微卫星分析

为研究嘉陵江、沅江、汉水、赣江4个不同地区瓦氏黄颡鱼群体的遗传多样性及亲缘关系,随机选取80个微卫星位点对来自4个群体的127尾个体进行PCR扩增,成功扩增出48对微卫星引物,筛选得到25个多态性微卫星位点。测得的遗传多样性度量结果表明,4个群体的等位基因数为2~ 18,平均有效等位基因数2.383~3.578,平均观测杂合度0.460~0.581,平均期望杂合度0.487~0.674,平均多态信息含量0.431~0.627。嘉陵江、沅江、汉水、赣江4个瓦氏黄颡鱼群体表现为高度多态的位点分别为9、11、23、21个,中度多态的位点分别为12、11、3、5个。通过计算4个瓦氏黄颡鱼群体间的遗传相似系数和遗传距离,并构建进化树,发现赣江群体单独聚为一类,嘉陵江、沅江和汉水群体聚为一类,其中,在嘉陵江、沅江和汉水群体这个分支中,沅江和汉水群体聚为一类。用Structure 2.3.4软件对4个瓦氏黄颡鱼群体进行贝叶斯聚类分析验证,结果与进化树分析的结果一致。本研究利用微卫星标记对4个瓦氏黄颡鱼群体进行遗传评估,研究结果可为长江流域瓦氏黄颡鱼的保护、监测和遗传育种提供分子基础资料。
急性低氧胁迫和复氧对鲫鱼氧化应激的影响

将体质量(250±10)g的鲫鱼置于养殖槽中,通过调节注入空气和氮气的量来维持低氧[(1.0 ±0.1)mg/L]胁迫0(对照组)、3、6、12、24h;低氧24h后在正常溶解氧[(6.7±0.1)mg/L]中恢复3h和6h,检测各时间点鲫鱼血清及组织的氧化应激指标,研究急性低氧胁迫对鲫鱼氧化应激的影响。试验结果显示,急性低氧胁迫后,鲫鱼血清、肌肉及鳃组织中丙二醛含量,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活力,总抗氧化能力及组织中总蛋白质量浓度显著升高(P<0.05);复氧初期,鲫鱼血清中丙二醛含量、谷胱甘肽过氧化物酶活力及肌肉组织中丙二醛含量较低氧胁迫24h略有升高,其余组织中酶活力较低氧胁迫24h显著下降(P<0.05),复氧6h后,与对照组相比,除肌肉中丙二醛含量、过氧化氢酶活力显著高于对照组外(P<0.05),其余组织中酶活力恢复至初始水平,与对照组相比差异不显著(P>0.05)。试验结果表明,在低氧胁迫和复氧过程中鲫鱼会通过调节抗氧化酶的活性来激活体内抗氧化防御系统,从而保护机体免受缺氧导致的氧化损伤。
二维超高效液相色谱-三重四极杆/复合线性离子阱质谱联用法快速测定水产品及其制品中河豚毒素

建立中心切割二维超高效液相色谱-三重四极杆/复合线性离子阱质谱联用法快速测定水产品及其制品中河豚毒素的方法。样品经0.2%乙酸溶液提取,提取液用0.2%乙酸溶液稀释和过滤后直接进样分析。使用2种不同性质固定相的色谱柱(Hypercarb PGC和Acquity BEH Amide)通过二位六通切换阀连接,样品先经第1维起反相色谱分离作用的多孔石墨碳色谱柱Hypercarb PGC(2.1mm×100mm,3 μm)分离,再将分离出含有河豚毒素的流分切割至捕集柱XBridge BEH Amide guard column(起亲水色谱分离作用的酰胺色谱柱)(4.6mm×10mm,2.5μm)中进行捕集,然后再将捕集柱切换至第2维的流路中,洗入第2维起亲水色谱分离作用的酰胺色谱柱Acquity BEH Amide(2.1mm×100mm,1.7μm)中进行分离,电喷雾正离子模式多离子监测触发的增强子离子扫描方式检测,溶剂标准外标法定量。水产品中河豚毒素的平均加标回收率为82.3%~95.4%,相对标准偏差在2.1%~14%之间(n=6),方法的定量限(R_(SN)=10)为0.002mg/kg。本法操作简单、灵敏度高、选择性好,可应用于水产品及其制品中河豚毒素的检测。
日本沼虾多态性标记筛选及群体遗传结构分析

从转录组测序数据中筛选重复次数较多、两翼序列较长的简单重复序列用于多态性EST-SSR标记的筛选,利用荧光标记SSR技术分析太湖、长江下游(崇明岛附近)、微山湖和东平湖4个地理群体日本沼虾的遗传多样性。从日本沼虾转录组测序数据中选择546个cDNA序列,设计了60对引物,有33对能扩增出稳定、清晰的条带,其中12对呈现出良好的多态性。这12个多态性微卫星标记的等位基因数为3~7,观测杂合度为0.1724~0.9630,期望杂合度为0.1942~0.8462。群体遗传多样性分析结果显示,微山湖群体的平均期望杂合度和观测杂合度最高,分别为0.8403、0.8350;东平湖的次之,为0.8350、0.7854;长江下游群体的最低,为0.7145、0.7909。由此可见,北方2个群体的遗传多样性要高于南方2个群体。4个日本沼虾群体的分子方差分析显示,东平湖群体与长江下游群体、微山湖群体与长江下游群体的遗传分化指数介于0.05~0.15,达到中等分化程度。聚类分析显示,微山湖和东平湖群体聚类为一支,再先后与太湖群体、长江下游群体(崇明岛附近)聚类,这与各日本沼虾群体实际的地理距离吻合,反映出日本沼虾的生物地理进化关系。
新疆伊犁地区乳制品中乳酸菌发酵和益生特性及其复合发酵方案优化

对7株实验室保存的优良乳酸菌在酸乳发酵过程中的酸化能力、产香能力以及酸乳质构进行测定,并通过抑菌、胃肠液耐受性以及抗生素敏感性等实验探究菌株的益生特性,筛选其中性能较优良的菌株进行组合复配,以获得最优的复合发酵菌株组合方案。单菌株发酵实验结果表明乳明串珠菌Leuconostoc lactis XKN1-5、乳杆菌属Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus BSTS6-4凝乳时间短(7h左右),酸乳酸度可达96°T,酸化能力较其他菌株好;L.delbrueckii subsp.bulgaricus BSTS6-3、Streptococcus thermophilus XSXN1-2发酵制得的酸奶质构特性较好;L.delbrueckii subsp.bulgaricus BSTS6-1、S.thermophilus XSXN1-1产香性能最优,其中菌株XSXN1-1双乙酰质量浓度达到2.02mg/L,乙醛质量浓度可达16mg/L,能够明显改善酸奶的风味。益生实验结果表明,乳杆菌菌株Lactobacillus fermentum BST2-3、L.delbrueckii subsp.bulgaricus(BSTS6-1、BSTS6-3、BSTS6-4)能够抑制肠道致病菌的生长;L.fermentum BST2-3、L.delbrueckii subsp.bulgaricus(BSTS6-1、BSTS6-4)的黏附性较好;L.fermentum BST2-3在模拟胃肠液处理9h后活菌数仍可达10~6CFU/mL;且7株乳酸菌对大部分所试抗生素表现出敏感,安全性较高。最后按照产酸、产香、质构以及益生特性将菌株分类并进行酸乳复合发酵,获得复合发酵的最优菌株组合为菌株L.delbrueckii subsp.bulgaricus(BSTS6-4、BSTS6-3)、S.thermophilus XSXN1-1、L.fermentum BST2-3。