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2000~2016年太湖流域植被NPP与土壤水文要素的时空耦合研究

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长江流域资源与环境 2024年第6期33卷 1213-1227页

作者：张莉莉叶志成廖凯华刘亚朱青中国科学院南京地理与湖泊研究所中国科学院流域地理学重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学南京学院江苏南京211135 江门市住房和城乡建设局广东江门529040

陆地生态系统碳水循环的耦合关系是当前全球变化研究的热点之一。但目前的研究主要集中在干旱与半干旱地区,湿润地区陆域碳水耦合机制尚不明晰。以太湖流域为研究区,基于遥感与GIS技术定量分析2000~2016年流域内植被净初级生产力(Net Pr... 详细信息

陆地生态系统碳水循环的耦合关系是当前全球变化研究的热点之一。但目前的研究主要集中在干旱与半干旱地区,湿润地区陆域碳水耦合机制尚不明晰。以太湖流域为研究区,基于遥感与GIS技术定量分析2000~2016年流域内植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)、土壤水分与蒸散发之间的时空耦合关系。结果表明,NPP与水文要素在不同时空尺度上的耦合关系显著不同:整时段月尺度内,流域蒸散发与NPP均为显著正相关关系,99.86%区域的土壤水分与NPP为负相关关系;年际尺度内,三者之间的相关性均减弱;季尺度内,82%区域土壤水分与NPP在春、夏、秋季为负相关关系,其中春季最为显著,这主要与土地覆被、植物生长期等的差异有关。此外,三者之间的相关性与地形因子关系密切,具体表现为随着坡度或海拔增加而减弱的趋势。最后,研究还发现基于整时段月尺度水文气象要素逐像元建立的随机森林模型(RF_All模型)能够对流域NPP进行较好地估算与预测(R^(2)=0.97,RMSE=4.16 gC m^(-2)a^(-1),Bias=0.37 gC m^(-2)a^(-1))。研究结论对于制定全球变化背景下太湖流域生态建设与可持续发展政策具有重要的理论指导意义。

关键词：太湖流域植被净初级生产力土壤水分耦合关系碳水循环

第三极西风与季风主导源区径流对气候变化的不同响应

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中国科学：地球科学 2024年第8期54卷 2633-2655页

作者：孙启凯苏凤阁孙赫中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100101

不同气候、冰雪下垫面分布及地理位置直接影响着第三极源区流域径流对气候变化的响应特征.然而,当前对第三极西风与季风主导源区径流变化及其对气候变化的响应差异尚未得到系统探讨.本研究基于西风主导源区(阿克苏河源、锡尔河源、叶尔... 详细信息

不同气候、冰雪下垫面分布及地理位置直接影响着第三极源区流域径流对气候变化的响应特征.然而,当前对第三极西风与季风主导源区径流变化及其对气候变化的响应差异尚未得到系统探讨.本研究基于西风主导源区(阿克苏河源、锡尔河源、叶尔羌河源、和田河源、阿姆河源及印度河源)与季风主导源区(长江源、黄河源、澜沧江源、怒江源及雅鲁藏布江源)的径流数据,全面分析了1961~2015年各源区年径流变化特征;利用多源气象数据与大尺度环流因子,探讨了西风与季风主导源区径流对气候变化的响应差异以及径流变化的大尺度环流机制.结果表明:(1)1961~2015年间,第三极绝大多数源区(除了黄河源与雅鲁藏布江源)径流均呈现增加趋势,其中西风主导的阿克苏河源、叶尔羌河源及印度河源径流增加趋势显著.除了黄河源外,第三极其他源区年径流在1980s~2000s均发生了由减少向增加的突变.(2)过去55年间季风主导源区径流变化受降水主导,而西风主导源区径流对气候变化的长期响应存在气温主导(叶尔羌河源与和田河源)、降水主导(锡尔河源与阿姆河源)、降水与气温共同影响(阿克苏河源与印度河源)三类模式.自20世纪60年代以来,西风主导的多数源区径流对暖季气温的敏感性减弱,其径流对降水变化的响应增强.(3)本研究也揭示了大尺度环流-气候-第三极源区径流之间的联系.北大西洋年代际振荡(AMO)、西风指数(WI)及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)主要通过影响第三极源区降水或气温,进而作用于西风或季风主导源区的年径流变化.本研究可为第三极西风与季风主导源区水资源管理及气候变化应对提供科学参考.

关键词：第三极源区流域气候变化西风季风径流变化大尺度环流因子

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沙丘尺度一年生植物的分布特征及影响因素

草业科学 2024年

作者：韩志立张雪莲王梦亭刘纪元尹本丰陶冶程军回新疆农业大学资源与环境学院中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室安庆师范大学生命科学学院/皖西南生物多样性研究与利用安徽省重点实验室

一年生植物是一类独特的生物类群，在维持荒漠生态系统的稳定中具有重要意义。为了解古尔班通古特沙漠一年生草本植物在线性沙丘上的分布特征及其影响因素，在沙漠腹地2个相邻沙丘建立一个220 m × 110 m样地，并设置214个5 m × 5 m样... 详细信息

一年生植物是一类独特的生物类群，在维持荒漠生态系统的稳定中具有重要意义。为了解古尔班通古特沙漠一年生草本植物在线性沙丘上的分布特征及其影响因素，在沙漠腹地2个相邻沙丘建立一个220 m × 110 m样地，并设置214个5 m × 5 m样方，详细调查了仅有的4种一年生植物多度和相应环境因子，系统分析了不同物种多度在不同坡位和整个沙丘上的分布格局及其与环境的关系。结果表明：沙蓬（Agriophyllum squarrosum）主要以聚集状分布在沙丘顶部，角果藜（Ceratocarpus arenarius）、刺沙蓬（Salsola ruthenica）和对节刺（Horaninowia ulicina）多随机分布在坡中和丘间低地。各物种的多度在不同坡位和坡向间均有明显差异，其中沙蓬多度在坡顶最高，刺沙蓬和角果藜在背风坡最集中。半方差分析表明，所有物种均显示出中等的结构变异（34.5%–57.0%）；克里格插值分析表明，各物种在的空间分布格局各异，但均有明显的斑块化和纵向分布特征。影响不同物种空间分布的因素各异，其中地形是影响沙蓬分布的主要因子，角果藜、刺沙蓬和对节刺的分布主要受到土壤理化性质的影响，多度从流沙区向丘间低地随着土壤养分的增加而增加。其中，三种一年生植物与全氮、全磷、电导率和土壤含水率正相关，而与pH呈负相关，但仅能解释8.89%-9.71%的总变差，更多受到其他因素的影响。研究揭示了沙丘上一年生植物种群的空间分布特征，对荒漠生物多样性保护以及建立科学合理的植物固沙措施具有积极的指导作用。

关键词：纵向沙丘一年生植物分布特征相对高度坡位

山西运城盐湖土壤沉积物细菌多样性及影响因素分析

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微生物学报 2024年第6期64卷 1891-1905页

作者：郭浩然王帆田连祥王传旭李文均房保柱李新王卓山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 运城学院运城盐湖生态保护与资源利用厅市共建山西省重点实验室山西运城044000 中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室广东广州510275 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011

地处山西省西南部的运城盐湖历史悠久,气候特征与地理环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,研究其土壤沉积物生态系统对了解盐碱地土壤细菌多样性及其功能具有重要意义。【目的】探究运城盐湖土壤与沉积物中细菌的多样性,分析其影响因素,... 详细信息

地处山西省西南部的运城盐湖历史悠久,气候特征与地理环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,研究其土壤沉积物生态系统对了解盐碱地土壤细菌多样性及其功能具有重要意义。【目的】探究运城盐湖土壤与沉积物中细菌的多样性,分析其影响因素,为盐碱地土壤生态系统的可持续管理和纯培养物挖掘提供科学依据与参考。【方法】对运城盐湖6个采样点的18个样品进行土壤理化分析,结合16S rRNA基因的扩增子高通量测序,分析环境因素对细菌多样性的影响。【结果】假单胞菌门(Pseudomonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和芽孢杆菌门(Bacillota)为运城盐湖土壤微生物的优势类群,多样性和群落组成分析显示不同采样点间的微生物存在明显差异。典型相关分析(canonical correlation analysis,CCA)表明,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)、总氮(total nitrogen,TN)、总碳(total carbon,TC)和SO_(4)^(2−)对土壤微生物多样性的影响最大,其次为Na^(+)、Ca^(2+)、Cl^(−)、土壤有效磷(available phosphorous,A-P)和pH,HCO_(3)^(−)、硝态氮(nitrate nitrogen,NO_(3)^(−)-N)、氨态氮(ammonia nitrogen,NH_(4)^(+)-N)、K^(+)和Mg^(2+)的影响较小。【结论】运城盐湖土壤微生物拥有较高的多样性,与环境因子关系密切。本研究完善了运城盐湖土壤细菌资源的生物信息,为盐湖细菌资源的挖掘和研究提供了理论依据。

关键词：运城盐湖土壤沉积物高通量测序细菌多样性土壤理化

基于领域知识的内容构建与地图表达——以《中国儿童营养与健康状况地图集》为例

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测绘地理信息 2024年

作者：姜莉莉李雅婷李淑娟杨振宇张倩赵文华中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院中国疾病预防控制中心营养与健康所

内容构建与地图表达是地图集质量评价的两个主要方面，本文从这两方面详细介绍了基于领域知识的图集设计与编制，具体体现在地图视角的领域知识体系构建、基于知识体系的图集内容设计、基于知识关系的制图指标体系构建、基于语义特征的... 详细信息

内容构建与地图表达是地图集质量评价的两个主要方面，本文从这两方面详细介绍了基于领域知识的图集设计与编制，具体体现在地图视角的领域知识体系构建、基于知识体系的图集内容设计、基于知识关系的制图指标体系构建、基于语义特征的色彩设计以及基于知识关联与发现的图表设计，保证了地图的领域专业性与制图专业性。儿童营养与健康的相关领域知识复杂丰富，结合《中国儿童营养与健康状况地图集》的实践进行了相关的研究。

关键词：专题制图领域知识内容构建地图表达制图指标

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关于“气候智慧林业”研究的思考

林业科学 2024年第7期60卷 1-7页

作者：朱教君王高峰张怀清高添中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与保育全国重点实验室(中国科学院)辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 美国克莱姆森大学林业与环境保护系克莱姆森29634 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

气候智慧林业于2020年之后兴起,是集智慧林业、气候林业和生态林业于一体的协同发展新组合。气候智慧林业是利用智能化和数字驱动的新一代信息与人工智能(AI)技术,通过改变传统的林业科学科研与管理范式,更好地理解森林生态系统与气候... 详细信息

气候智慧林业于2020年之后兴起,是集智慧林业、气候林业和生态林业于一体的协同发展新组合。气候智慧林业是利用智能化和数字驱动的新一代信息与人工智能(AI)技术,通过改变传统的林业科学科研与管理范式,更好地理解森林生态系统与气候变化相互影响的机制;在此基础上,提出基于自然的气候解决方案,实现森林生态系统功能的高效、稳定、可持续目标,最终达到人与自然和谐发展。与传统林业和生态林业相似,气候智慧林业也需要强大的科学研究基础。气候智慧林业研究需要回答的核心科学问题是森林生态系统与气候变化相互影响的机制,其研究方向包括:(1)森林生态系统碳汇的监测、计量与核算,以及碳汇对减缓气候变化的时间效应;(2)森林生态系统韧性(抵抗力、恢复力、适应力)的形成及其对气候变化和自然干扰的响应机制;(3)森林生态系统碳汇的形成、维持与提升机制,包括管理措施和木材生产利用对碳汇的影响、碳汇与其他功能之间的平衡;(4)人工智能和多源遥感驱动的森林智能数据采集系统;(5)基于信息化+AI和专家决策的气候智慧林业管理系统。加强上述研究,有利于增强森林生态系统韧性,以更好适应气候变化或减缓气候变化的负面影响,提升森林缓解气候变化的能力,为增强森林的多种生态功能与林产品供给能力提供科技支撑。

关键词：气候智慧林业气候变化碳汇人工智能数字孪生森林经营

鄱阳湖2010—2019年氮磷收支及其富营养化影响

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环境科学学报 2024年第6期44卷 151-160页

作者：王业迪贾珺杰陆瑶田琳琳高扬浙江农林大学林业与生物技术学院杭州311300 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

通过对鄱阳湖氮、磷浓度的沿程变化监测,结合长时间序列历史观测数据,揭示了2010—2019年鄱阳湖流域氮、磷输送特征,并探讨了氮、磷收支对洪泛湖泊系统水生态健康的长期效应.结果表明:2010—2019年,鄱阳湖湖区总氮(TN)、总磷(TP)浓度呈... 详细信息

通过对鄱阳湖氮、磷浓度的沿程变化监测,结合长时间序列历史观测数据,揭示了2010—2019年鄱阳湖流域氮、磷输送特征,并探讨了氮、磷收支对洪泛湖泊系统水生态健康的长期效应.结果表明:2010—2019年,鄱阳湖湖区总氮(TN)、总磷(TP)浓度呈增长趋势,湖区TN、TP净通量在-2.62×10^(8)~1.12×10^(8)kg和-2.25×10^(7)~1.28×10^(7)kg之间波动.五河中赣江的TN、TP输入通量最大,年均输入通量分别为1.50×10^(8)、1.01×10^(7)kg,湖口TN、TP年均输出通量分别为3.04×10^(8)和1.76×10^(7)kg.入湖五河TN、TP平均浓度是影响湖区水质和富营养化程度的重要因子.此外,本研究发现2010—2019年鄱阳湖水质从Ⅳ类水恶化至劣Ⅴ类水,富营养化程度由中富营养化加剧到富营养化.因此,持续控制入湖河流的TN、TP浓度对鄱阳湖水生态的治理修复具有重要意义.

关键词：鄱阳湖氮磷输送总氮总磷富营养化

顾及生活服务设施供需服务水平的空间差异性分析——以武汉市江汉区为例

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 473-481页

作者：杨文睿任周桥何建华武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 浙江省农业科学院数字农业研究所浙江杭州310021 武汉大学教育部地理信息系统重点实验室湖北武汉430079

顾及供需服务水平分析城市生活服务设施的空间差异性,不仅需要探测设施空间分布特征,还需深入了解导致空间差异的原因。以武汉市江汉区为研究区,以菜市场为典型设施开展实例研究。通过构建顾及可达性的空间差异性指数(spatial disparity... 详细信息

顾及供需服务水平分析城市生活服务设施的空间差异性,不仅需要探测设施空间分布特征,还需深入了解导致空间差异的原因。以武汉市江汉区为研究区,以菜市场为典型设施开展实例研究。通过构建顾及可达性的空间差异性指数(spatial disparity in accessibility of services,SDAS),判断生活设施服务的供给与需求差异,并在道路交通网络和居民收入水平基础上结合改进重力模型对SDAS进行优化。结果表明,江汉区大部分社区单元的供需差异水平较高,在王家墩中央商务区供需差异性明显。在传统模式、多方式交通网络和多模式3种情形下,社区周围生活服务设施的服务能力都对SDAS值有显著影响。在社区单元需求水平方面,只有多模式社区单元的需求水平与SDAS值呈显著负相关,且多模式情形更能反映设施空间可达性与社区单元需求间的空间差异,结果更接近于真实情况。研究结果将为城区生活服务设施布局优化提供科学依据。

关键词：生活服务设施供给与需求空间差异可达性改进重力模型

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聊城市秋冬季VOCs污染特征及来源解析

环境科学与技术 2024年第1期47卷 189-200页

作者：黄同林王艳辉王一秋王亚晨马江凯张晓婷宋小涵孟静静侯战方聊城大学地理与环境学院山东聊城252000 聊城市环境信息与监控中心山东聊城252000 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

为深入了解聊城市秋冬季挥发性有机物(VOCs)的污染特征、来源及其对臭氧和二次有机气溶胶的生成潜势,作者使用在线监测系统分析了城区115种VOCs的体积分数。利用最大增量反应活性系数法和气溶胶生成系数法,计算了VOCs的臭氧生成潜势(OF... 详细信息

为深入了解聊城市秋冬季挥发性有机物(VOCs)的污染特征、来源及其对臭氧和二次有机气溶胶的生成潜势,作者使用在线监测系统分析了城区115种VOCs的体积分数。利用最大增量反应活性系数法和气溶胶生成系数法,计算了VOCs的臭氧生成潜势(OFPs)和二次有机气溶胶的生成潜势(SOAFPs),并利用特征性比值法和正交矩阵因子模型(PMF)解析了大气VOCs的来源。结果表明:秋、冬季VOCs的化学组成相似,烷烃和OVOCs是体积浓度最高的2种组分。冬季OFPs为140.2×10^(-9),约是秋季(89.0×10^(-9))的1.6倍,OVOCs和C2~C4烯烃对秋、冬季VOCs的OFPs贡献最大(占54.7%~58.6%)。秋季(1.0μg/m^(3))与冬季(1.2μg/m^(3))生成的SOAFPs质量浓度水平相似,间/对-二甲苯、甲苯和邻-二甲苯是秋、冬季SOAFPs贡献最大的3种组分。甲苯/苯比值的分析结果表明,机动车尾气是聊城市大气VOCs的重要来源之一。PMF分析结果显示,秋季VOCs主要来自植物源和二次生成源(27.2%)、机动车尾气排放源(19.5%)、燃料燃烧源(18.5%)、溶剂使用源(17.5%)与工业源(17.3%);而冬季VOCs主要来源于汽油车尾气排放源(24.4%)、有机化工排放源(21.3%)、工业卤代烃源(20.8%)、柴油车尾气排放源(16.9%)与溶剂使用源(16.6%)。以上结果可为聊城市大气VOCs排放管控与空气质量改善提供重要的数据支持。

关键词：挥发性有机物臭氧生成潜势二次有机气溶胶生成潜势来源解析聊城市