长江流域森林NPP模拟及其对气候变化的响应

【目的】利用LPJ模型(Lund-Potsdam-Jena model)估算长江流域森林净初级生产力(net primary productivity, NPP),研究长江流域森林NPP时空动态变化及其与气候因素的关系,为长江流域及其他地区的植被监测与生态建设提供依据。【方法】基于LPJ模型模拟的NPP数据及气象资料,对长江流域1982—2013年森林NPP的空间分布和时空动态变化趋势进行分析,采用线性回归分析法分别以时间为自变量和NPP为因变量进行趋势检验,利用相关性分析法分析长江流域森林NPP与气象因子之间的关系。【结果】①长江流域1982—2013年森林年均NPP值为530.41 g/(m²·a),最高值出现在2002年,森林NPP值为578.55 g/(m²·a);最低值出现在1989年,森林NPP值为491.24 g/(m²·a)。②长江流域森林NPP的空间分布由东南沿海向西北逐渐减小,长江中下游森林NPP高于长江上游,森林NPP空间分布格局与水热条件分布格局相一致,长江流域东南部水热条件良好,能够满足植被生长和发展的需要,植被生产力比较高;西北部由于水热条件比较差,不利于植被生长,生产力低下。③长江流域大部分地区森林NPP与气温和降水为正相关关系,森林NPP与气温呈显著正相关,气温与森林NPP之间的相关性强于降水与森林NPP之间的相关性。【结论】长江流域森林NPP呈自东南向西北减少的趋势,且随时间呈波动上升趋势;气候对森林NPP具有显著影响,气温是影响森林NPP的主导因素。     

基于P-S-R模型的甘肃省旅游生态安全 时空格局演变

旅游生态安全是区域旅游业发展的基础,开展旅游生态安全研究有利于协调区域生态环境与旅游产业实现可持续发展.研究运用熵权法、Arcgis空间分析法和地理探测器等方法对甘肃省旅游生态安全进行评价,结果显示:研究期间甘肃省旅游生态安全整体呈波动上升的变化趋势,旅游生态安全得到改善和提升,旅游生态安全综合指数由2006年的0.408 2上升至2017年的0.602 1,安全等级由临界安全上升为较安全;从甘肃省旅游生态安全空间分布图中可以看出,甘肃省旅游生态安全呈现出西北高、东南低,中间高、四周低的空间分布格局;利用地理探测器对影响甘肃省旅游生态安全的主导因子进行探测,发现旅游收入、旅游投资、生态环境质量和生态环境投资等因素是影响甘肃省旅游生态安全的主要因素,在今后的生态安全建设工作中应得到足够的重视.     

流动人口迁移距离与其城镇化影响的区域差异

以2010年第六次全国人口普查全国区县单元流动人口数据为基础,运用GIS空间自相关分析和地理加权回归分析方法,探究流动人口迁移距离特征与其城镇化影响的区域差异,结果如下。1)全国各区县平均近程流动比重最大,中程次之,远程最小。各地区流动人口迁移距离特征区域差异明显,中部地区和东北地区以近程流动为主,西部少数民族地区和内蒙古边境地区以中程流动为主,长三角、珠三角、京津冀以及西北地区以远程流动为主。2)近程、中程、远程人口流动对城镇化影响不同,且存在很大的区域差异。近程流动比重与城镇化水平负相关,高度负相关区域多位于山地丘陵地区和省界地区;中程流动比重与城镇化水平正相关,高度正相关地区主要位于中国二、三级阶梯分界线地区以及东南丘陵地区;远程流动比重与城镇化水平负相关的区域主要位于少数民族地区、边远地区或省界地区,其他地区远程流动比重与城镇化水平正相关。3)近程流动比重高值区与其城镇化影响高值区吻合,中程流动比重高–低集聚区与其城镇化影响高值区存在"中心–外围"结构,远程流动比重高值区与其城镇化影响高值区空间错位。     

陇中玉米农田生态系统水分利用效率及其影响因素

以涡度相关技术为基础,研究了半干旱区玉米农田生态系统2015年生长季水分利用效率的日季变化规律以及对主要影响因子的响应.结果表明:生长季总生态系统生产力、蒸散发和水分利用效率均呈单峰曲线,生长季均值分别是12.62 g/(m~2·d)、2.77 mm/d、4.71×10~(-3);水分利用效率在4个生育期的日变化均呈"U"型,成熟期灌浆期拔节期苗期;整个生长期水分利用效率与饱和水汽压差和冠层导度呈对数负相关关系,与光合有效辐射呈线性负相关关系,与气温基本呈对数正相关关系,这些关系在成熟期均得到较好的体现,与土壤含水量在4个生育期均无显著相关关系.     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落碳源利用类型的影响

【目的】探究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落特征的影响。【方法】以江苏省东台地区沿海杨树人工林为对象,采用Biolog ECO微平板技术,设置4种氮添加水平:N0(0 kg/(hm²·a))、N1(50 kg/(hm²·a))、N2(100 kg/(hm²·a))、N3(150 kg/(hm²·a))模拟不同浓度氮沉降,经过2 a生长季(5—10月)处理,测定杨树林土壤微生物群落碳源利用变化情况。【结果】N2处理可以增强杨树人工林土壤微生物对碳源的代谢能力,氮添加浓度过高则会产生抑制作用; 土壤中微生物对胺类和酚类利用程度表现出较大差异,其中,酚类在高浓度氮处理(N3)时利用程度最高,胺类在低浓度氮(N1)条件下利用程度最高; 硝态氮和平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性均具有显著正相关性(P<0.05),微生物代谢水平及其结构变化受到硝态氮影响较大。主成分分析表明,PC1和PC2可以表示施氮对微生物群落代谢多样性产生的差异,其中,PC1的方差贡献率最大,碳水化合物、酚类呈负相关(碳源相关系数分别为-0.869、-0.780),氨基酸、羧酸呈正相关(碳源相关系数分别为0.702、0.821),是起主要分异作用的碳源; PC2涵盖了聚合物和胺类两种碳源大类,其中聚合物呈负相关(相关系数为-0.688),胺类呈正相关(相关系数为0.802)。【结论】氮添加会导致杨树人工林土壤微生物群落对碳源利用类型改变,土壤中硝态氮含量与微生物生长代谢及功能多样性呈显著正相关; 六大类碳源中碳水化合物、羧酸是影响土壤微生物群落功能多样性的主要碳源。 关键词:氮沉降; 土壤微生物; 碳源代谢; 群落功能多样性; 杨树人工林     

西藏自治区人口城镇化与基本公共服务协调发展研究

本文以西藏自治区73个区县为研究单元,运用熵权法、耦合协调度模型和空间自相关分析方法对人口城镇化系统、基本公共服务系统及两个系统的协调发展程度进行分析。结果表明：①人口城镇化水平随时间加速增长,空间格局呈现“中心区县高,东南高、西北低”；②基本公共服务水平加速趋势更加明显,阿里地区发展最迅速,各地级市中心区县发展最优；③整体发展水平落后,耦合协调度随时间明显升高,正向协调发展迈进。2000年与2015年格局相似,空间分异明显；④耦合协调度的空间正相关性愈发显著；局部空间自相关结果表明协调发展具有以拉萨和山南为核心的“核心-边缘”特征,热点区先向北扩张、后向南缩小,次热点区呈现“东北-西南”方向性,次冷点区范围缩小,集聚在昌都和林芝东部,冷点区数量增加,集中在藏西北高寒区域。     

山西省土壤湿度时空分布及与气候因素的耦合

为了解山西省土壤湿度状况变化规律,进而为农业旱情监测提供科学依据。利用2017年3月到2018年2月山西省土壤湿度数据、降水量数据和气温数据,通过趋势分析和相关分析等方法研究山西省土壤湿度的时空变化以及土壤湿度对气候变化的响应。结果表明:山西省的平均土壤湿度分布特征为南高北低,东高西低,呈现出东南向西北递减的趋势;在季际-月际时间尺度分布下,土壤湿度在秋季达到高峰,且各区域表层土壤湿度与空气温度有着显著的负相关关系,而与降水量有着显著的正相关关系。可见山西省农业旱情受到区域地形、温度和降水等多方面因素的影响。     

我国省域国际旅游(外汇)收入的空间自相关研究

以2004—2013年我国大陆31个省域国际旅游(外汇)收入为研究对象,通过计算Moran′s I,分析了我国省域时间序列国际旅游(外汇)收入的全域空间自相关和局域空间自相关关系。结果表明:在全域空间上,我国大陆31个省域的国际旅游(外汇)收入平均关联程度呈较低水平的空间正相关,关联程度不太显著。在局域空间形态上,我国东北、西北、华北和西南部分省域国际旅游(外汇)收入长期处于低值被低值包围的低-低空间自相关形态;而高值被高值包围的高-高空间自相关的空间集聚形态主要分布在我国东南沿海一带;低-高形态的空间集聚形态主要分布在华中地区;华北地区的北京、天津,东北地区的辽宁,西南地区的云南是我国国际旅游(外汇)收入高-低空间形态集聚的主要地区,但这些地区与周边省域国际旅游(外汇)收入的空间关系均为负空间相关。     

基于GIS的甘肃省气温空间分布模式研究

采用地理信息系统软件Arc/Info提供的空间插值方法,研究了甘肃省气温的空间变化规律.结果表明:甘肃省冬季(1月份)气温较同纬度地区偏低,气温的空间分布在地区分布上呈现出由东南向西北随纬度增加而逐渐降低的地域分异规律;夏季(7月份)气温较同纬度地区偏高,绝大部分地区高于20℃.经检验,用反距离加权法(IDW)模拟气温的空间分布具有很高的精度.     

福建县域人口与经济空间分布关系及变化

基于福建省各县(市、区)2005年和2014年的人口和GDP数据,运用地理集中度指数、不一致性指数和探索性空间数据分析等方法,对福建省人口与经济的空间分布及变化进行分析。结果表明:福建人口与经济的空间分布整体上均呈东南高西北低的地理格局,并有围绕沿海中心城市集聚的趋势;县域人口与经济分布关系空间分异明显,总体上不断趋向于协调,表现为人口分布与经济发展不一致的县域逐渐向人口经济协调发展型转变;从人口与经济的动态关联上看,Moran’s I由2005年的0.422降为2014年0.374,表明不一致性指数较高(较低)县域在空间上集聚程度减弱,但人口与经济不一致性仍存在显著的正相关关系,并以"高-高"型集聚区域分布为主。     

西南山区地形起伏度与经济发展水平空间集聚特征分析

以云南省90m分辨率的SRTM DEM为源数据,分析云南省地形起伏度的分布特征.筛选构建空间自相关模型,探究云南省县域经济发展水平的时空演变格局.结果表明:云南省地形起伏度的最佳分析窗口大小为11×11;地形起伏度由西北向东南梯度递减,与海拔关系密切,两者存在线性关系;地形起伏度与经济发展水平呈显著空间负相关关系,呈高—低,低—高,高—高,低—低四类空间分布集聚,其中高—低水平区集中在云南省西部,低—高水平区集中在云南省中部.     

河南省老龄人口的空间分异及其变化研究

基于河南省第五次人口普查和第六次人口普查的数据,以县域为基本地域单元,对河南省老龄人口的空间分布和变化趋势进行分析.根据老龄化系数,将河南省老龄化进程划分为:成年初期、成年后期、老龄化初期、老龄化中期和老龄化后期5个阶段.借助ArcGIS分析软件,展示河南省老龄人口的空间分异特征,并进行老龄化程度的空间自相关分析;运用SPSS软件分析影响人口老龄化的因素.结论如下:(1)河南省整体老龄化问题在逐渐加重,区域之间的差异在不断扩大;(2)老龄人口分布由2000年的核心向外递减辐射的"中心-外围"模式转变为2010年的东南高-西北低的"两极分化"模式;(3)各县域人口老龄化表现出明显的空间正相关特征,空间上呈现明显的集聚状态;(4)人口老龄化空间分布差异与人口发展状况和经济发展有一定的关联.     

基于地理探测器的人口空间格局与自然因子关系研究——以桂西南喀斯特—北部湾海岸带为例

本文以桂西南喀斯特-北部湾海岸带为典型研究区,运用地理探测器模型,采用空间自相关方法分析过渡性空间的人口空间格局与自然因子的关系.结果表明:桂西南喀斯特-北部湾海岸带人口呈现出"西北少,东南多,中部居中"的特征,从西北部向东南部呈逐渐增多的状态;桂西南喀斯特-北部湾海岸带的人口空间格局呈现出空间正相关关系并且具有一定聚集性,整体上人口密度随适宜人类居住的自然因子的增加而增加;地理探测因子对人口密度空间分布影响最大的是高程,所有探测因子解释力超过20%.本文研究结果为该区域的生态可持续发展、生态移民安置与城镇体系优化布局提供科学参考.     

2000—2010年东北三省碳源汇时空动态遥感研究

植被净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)是估算区域上植被碳源、碳汇的重要指标.以东北三省为研究区,基于EOS/MODIS遥感资料,结合气象数据,对2000—2010年NEP的分布情况和时间变化特征进行分析,结果表明,2000—2010年我国东北三省大部分地区为碳汇区域,NEP值处于0~300 g C·m-2·a-1之间,碳源地主要集中在吉林省西北部和黑龙江省西南部地区;林地的碳汇能力最大,NEP均值为176.74 g C·m-2·a-1,其次为灌丛175.02 g C·m-2·a-1,农田、湿地、草地的碳汇能力依次减弱;11年间,东北三省约66.36%的地区NEP呈下降趋势,即过半数地区固碳能力都在减弱,固碳能力大幅增强的地区集中在辽宁省长白山西南段和西辽低山丘陵,NEP上升的斜率在5~15之间.结合年均温和年降水对逐年的东三省年平均NEP进行分析,结果显示,NEP与降水呈正相关关系,且相关性显著;NEP与温度呈负相关关系,但是相关性不够显著;NEP值受温度、降水的极值影响很明显.本文基于多时相遥感数据展开了区域尺度的碳源汇模拟,为遥感数据在此领域的应用和碳储蓄动态变化研究提供了理论依据和方法借鉴.     

陕甘宁黄土高原区植被覆盖空间格局演变

在遥感和GIS技术的支持下,利用2000—2016年MODIS I_(NDV)数据,结合一元线性回归法和F检验分析了陕甘宁黄土高原区植被覆盖的空间格局及其变化趋势,并从气候和人类活动2个方面探讨了影响植被覆盖变化的主要原因.结果表明,2000—2016年陕甘宁黄土高原区植被覆盖度呈上升趋势,而在空间上表现为由东南向西北逐渐递减的变化规律;超过50%区域的植被有明显增加,且主要集中在陕西黄土高原区,其余大部分地区植被变化不显著;极端气温对植被生长有明显抑制作用,而相对适宜的温度(9～10℃)会促进植被生长;降水与植被INDV的相关性以300mm等降水量线为界,以北表现为负相关,以南则呈正相关.研究结果可为当地的生态环境保护、生态系统恢复和可持续发展提供理论依据.     

基于ArcGIS的重庆市农田生态系统碳源/汇特征研究

以1997-2011年重庆市农作物产量、耕地面积及农业投入等相关统计数据为依据,对重庆市农田生态系统碳吸收量、碳排放量和碳汇强度进行了测算,以ArcGIS为技术手段进行碳源/汇空间特征分析.结果表明:1997-2011年重庆农田生态系统碳吸收总量总体处于稳定态势,粮食作物碳吸收比例下降,经济作物和果蔬作物碳吸收比例明显上升;碳排放总量呈逐步上升趋势,农用化学品投入是其主要排放源.从空间上看,2011年重庆市三大经济区域农田生态系统碳吸收、碳排放、碳汇的总量和强度从大到小依次为一小时经济圈、渝东北地区、渝东南地区.     

重庆市土壤保持服务空间分布及影响因素分析

土壤保持服务能够削弱和改善土壤侵蚀,对其空间分布特征及影响因素进行分析,可提高土壤保持能力,减少区域水土流失。首先,基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation, RUSLE)模型和生态系统服务和交易的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and trade-offs, InVEST)模型估算研究区土壤侵蚀量;其次,选用精度更高的土壤侵蚀估算模型评价研究区土壤保持服务;最后,采用多元线性回归、地理探测器等方法探讨影响研究区土壤保持服务空间分布的主要因素。结果表明：RUSLE模型估算结果与研究区实际土壤侵蚀模数差值为201.02 t/(km²?a),精度较低,InVEST模型估算结果与研究区实际土壤侵蚀模数差值为33.11 t/(km²?a),精度较高;研究区土壤保持总量为13.01×10⁸ t,其中土壤保持能力较强的区域在研究区东北以及西南方向,而研究区西部、中部和东南部土壤保持能力较弱;影响土壤保持服务的气候...     

基于MODIS数据的甘肃省肃南裕固族自治县草地产草量估算

基于甘肃省肃南裕固族自治县323个监测点数据,与2012-2016年同期对应的MODIS-NDVI和MODIS-EVI植被指数结合,建立研究区草地估产模型,监测估算了肃南县草原生产能力.结果表明:5个估产区对应的模型方程均有较好的相关关系,通过预留的精度验证点进行验证后,模型精度都在90%以上,证明遥感估产可行;估算得出2012-2016年肃南县产草量自东南向西北递减;从各乡镇的产草量来看,皇城镇的草原质量和生产力水平居全县最高,祁丰乡最低;从肃南县草原类型的结构和生产力来看,低地草甸产草量在肃南县9种草地类型中质量等级和生产力水平最高,高寒草甸草原最低.     

中国农田耕层土壤有机碳现状及控制因素

农田土壤有机碳库是陆地生态系统中最活跃和最重要的土壤碳库之一.研究中国农田耕层土壤有机碳的空间格局及控制因素,是评价农业土壤对国家尺度碳平衡贡献的必要部分.本文通过野外实地土壤采样,整合2004—2013年间发表的有关中国农田耕层土壤有机碳的158篇研究文献的基础上,分析了中国东北、华北、华东、华南、西南和西北6个农业区耕层土壤有机碳平均含量的变化及影响因素.结果显示:以区域平均值表示的农田耕层土壤有机碳变化范围为(7.80~17.43)g·kg~(-1),有机碳含量由高到低的区域顺序为华南西南东北华东华北西北,全国总平均含量为(14.59±6.29)g·kg~(-1).水田耕层土壤有机碳含量(18.26±7.06 g·kg~(-1))显著高于旱地土壤(11.63±5.65 g·kg~(-1))(P0.001).旱作区作物种类对土壤有机碳含量无显著影响(P=0.37).在pH7的土壤中,有机碳含量与pH之无显著相关性;而在pH7的条件下,土壤有机碳含量与pH呈显著负相关关系(P0.01).年平均气温和降雨对中国农田耕层土壤有机碳含量均有显著影响,在年平均气温MAT≤10℃的区域,土壤有机碳与年平均气温表现为显著负相关关系(P0.01),而在MAT10℃时表现为显著正相关关系(P0.01);土壤有机碳含量与年平均降雨量呈显著正相关(P0.01),年平均气温和年平均降雨量无交互作用(P=0.63).     

近20年来甘肃省区域经济差异的动态分析

用主成分分析法、标准差、变异系数、对数偏差均值指数等对甘肃省近20年来的区域经济差异进行了分析研究,得出以下结论:①从区域经济发展水平差异的空间格局上讲,定西、平凉、庆阳3市经济处于上升趋势,武威、临夏、甘南3州市经济处于下降趋势,其他地区处于基本稳定状态,而且经济水平基本呈西北高、东南低,并形成了以兰州和嘉峪关为中心的经济圈雏形;②从总体变化趋势上看,甘肃省的区域经济绝对差异在拉大,且速度呈阶梯式变化;③区域经济差异在高-低城镇化方向上变化复杂;④区域经济差异在河西-河东方向上主要表现为河西-河东内部的差异.