湖南长沙地区大气降水中稳定同位素特征变化

根据2010年1月~2011年2月长沙地区日降水中δD、δ18O资料,分析了该地区天气尺度下降水中δD、δ18O变化特征。结果表明:在天气尺度下长沙地区大气降水中δ18O与降水量、水汽压、温度及相对湿度之间存在显著的负相关关系,表明该地区降水中δ18O的变化具有显著的降水量效应、湿度效应及反温度效应。长沙地区的大气降水线为:δD=8.38δ18O+173〖WTBZ〗,该方程与GNIP（Globe Network of Isotopes in Precipitation）提供的长沙在月尺度下所得到的大气水线方程的斜率和截距相近,但斜率和截距都比GMWL(Globe Meteoric Water Line)偏大,说明该地区具有湿润多雨的气候特点。研究结果对揭示东亚季风区稳定同位素变化特征以及古气候的解释具有重要意义     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征，并利用稳定同位素混合模型，研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中，平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1，远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关；（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰；（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1；白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1；白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。     

云南腾冲地区大气降水中氢氧稳定同位素特征

为了揭示腾冲地区降水中氢氧稳定同位素特征,利用2009年1月～2011年12月腾冲地区339个降水样品资料,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究。结果表明：腾冲地区大气降水中δ18O值变化范围为-2678‰～405‰,δD值变化范围为-20095‰～3689‰,均处于全球降水δ18O与δD值变化范围内。天气尺度下,腾冲地区降水中δ18O的变化具有显著的降水量效应以及反温度效应。但是,在季风降水期间,如果相邻两天都有降水发生时,腾冲地区降水中δ18O值变化并不一定遵循“降水量效应”。利用ECMWF（European Centre for Medium Range Weather Forecasts）提供的TCWV（Total Column Water Vapour）再分析资料,发现TCWV与δ18O的日变化存在明显的反位相对应关系。腾冲地区的大气降水线为：δD=818δ18O+1172,斜率与截距均比全球和全国的大气降水线偏大,说明该地区气候湿润多雨。d值分布具有季节差异,在雨季（4～9月）,腾冲地区降水的水汽主要来源于低纬度海洋,空气湿度大,降水中d值较小;在干季（10～3月）,由于受大陆性气团控制,腾冲地区降水的水汽主要来源于西风带的输送以及局地再蒸发水汽的补充,空气湿度小,降水中d值较大     

丰水期乌江上游干流水库-河流体系硫同位素组成

2007年7月对乌江上游河流、乌江干流上的3座不同库龄的梯级水库（洪家渡水库、东风水库、乌江渡水库）表层及垂直剖面水体的可溶性硫酸盐的硫同位素组成进行了研究。在垂直剖面上，洪家渡水库硫同位素值（δ34S）介于+03‰~+31‰，下泄水为-07‰；东风水库δ34S值介于-75‰~-55‰，下泄水为-68‰；乌江渡水库δ34S值介于-43‰~-06‰，下泄水为-29‰。上述结论表明，硫同位素组成变化反映了水库硫的不同来源及生物地球化学过程。不同水库表层和垂直剖面水体的硫同位素平均值有差别，水库表层的硫同位素比值主要受输入水体的控制，垂直剖面由表层向下硫同位素比值偏负，主要是由于生物作用以及有机硫的氧化造成的。     

丰水期乌江上游干流水库-河流体系硫同位素组成

2007年7月对乌江上游河流、乌江干流上的3座不同库龄的梯级水库（洪家渡水库、东风水库、乌江渡水库）表层及垂直剖面水体的可溶性硫酸盐的硫同位素组成进行了研究。在垂直剖面上，洪家渡水库硫同位素值（δ34S）介于+03‰~+31‰，下泄水为-07‰；东风水库δ34S值介于-75‰~-55‰，下泄水为-68‰；乌江渡水库δ34S值介于-43‰~-06‰，下泄水为-29‰。上述结论表明，硫同位素组成变化反映了水库硫的不同来源及生物地球化学过程。不同水库表层和垂直剖面水体的硫同位素平均值有差别，水库表层的硫同位素比值主要受输入水体的控制，垂直剖面由表层向下硫同位素比值偏负，主要是由于生物作用以及有机硫的氧化造成的。     

马尾松树轮早材、晚材年表对气候因子响应的敏感性分析

为探究亚热带地区树木年轮早材、晚材宽度指标用于气候变化分析的敏感性差异,及全球气候变暖背景下亚热带不同地区马尾松径向生长可能受到的影响。在马尾松(Pinus massoniana)主要分布区的大致西缘、南缘、中心区、北缘和东缘5个典型的亚热带地区建立起马尾松早材、晚材宽度指标的树轮年表,与各地记录的标准化降水蒸发指数、降水、月均温、月最高温、月最低温5个气候因子多年的单月值及多月值数据进行相关分析。结果发现:(1)所有地点的马尾松早材年表和晚材年表的平均敏感度均较高(0.185～0.273),可用于气候重建工作。(2)同一样区早材和晚材年表的相关性较高,但早材对气候的敏感性高于晚材年表。(3)马尾松树轮宽度对气候要素的响应在不同的地域存在一定的差异与联系。生长季早期的气温升高会对西缘、南缘、中心区和东缘样区马尾松的径向生长产生有利影响,但在较为干旱的北样区,马尾松径向生长则易受到升温造成的水分抑制作用。(4)在不区分上一年或当年条件下,夏季的降水对5个样区马尾松径向生长具有高湿制约作用,秋冬季降水对马尾松径向生长具有有利作用。     

基于15N同位素技术的地下河硝酸盐污染来源对比——以重庆青木关地下河为例

根据2008年3~11月逐月对青木关北段地下河水质的监测,以及2010年6~11月逐月对青木关南段地下河水质的监测,利用15N同位素技术并结合水化学指标,分析地下河的水化学特征以及硝酸盐来源的时空变化特征。结果表明：在北段和南段地下河出口硝酸盐平均浓度分别为2035 mg/L和5077 mg/L,入口分别为320 mg/L和0842 mg/L,两段的硝酸盐平均浓度在出口处均比入口处高6倍多。此外,通过分析青木关整个地下河流域的SymboldA@15N空间分布情况,可以得出：南段地下河水中NO-3 δ15N值较高,且变化显著,最高值37825‰出现在9月21日丁家龙洞取样点,其硝酸盐来源可能是粪便和污水;而北段地下河水中NO-3 δ15N值都比较低,变化幅度较小,均未超过10‰,说明北段地下河水中硝酸盐的主要来源是土壤有机氮或农业氮肥     

江西三清山黄山松树轮早晚材宽度所指示的气候意义

在中国东南湿润季风区，近十几年来采用树轮宽度进行气候变化研究取得了快速的发展。对于气候限制因子不明确的整轮宽度年表，通过把整轮宽度分割为早材宽度和晚材宽度，分别建立早材宽度年表和晚材宽度年表，从中抽取出了可靠的气候信号。但是对于气候限制因子明确的整轮宽度年表，它们的早晚材宽度年表包含怎样的气候信息却没有开展过研究工作。选用对气候响应非常敏感的江西三清山高海拔黄山松树轮样本进行早晚材宽度的气候响应研究，该样本整轮宽度主要受上年4~7月温度的影响。研究发现，该样点黄山松早材和晚材宽度年表在共同可靠时段（1800~2013年）的相关系数为0.67（p<0.01），早材和晚材宽度的主导气候因素与整轮一致，均表现出明显的“滞后效应”。无论是高频信号，还是低频信号，该关系都成立，这一研究工作很好地解释了东南降水丰沛的高海拔地区黄山松整轮宽度年表对气候响应非常敏感的原因所在。研究工作还表明，早晚材宽度年表包含的气候信号是否一致，对采用整轮宽度年表重建气候的质量具有一定的影响。     

长沙大气水线及与局地气象要素的关系

基于2010年1月1日至2012年12月31日长沙降水事件同位素资料，计算了长沙不同季节的大气水线，同时结合广州降水事件同位素资料，分析了影响大气水线的局地因素。研究发现：（1）长沙全年大气水线为δD=857×δ18O+1855，它与我国东部季风区尤其是南方多地的大气水线非常接近。夏季大气水线很可能受西南季风和东南季风输送不同水汽的影响而斜率小于8；（2）与以前的研究结果不同，长沙、广州两地降水量与大气水线的关系均表明降水量与大气水线并不存在必然联系。气温、湿度对大气水线的影响也并非依照它们对分馏效应比的作用结果，这表明影响大气水线的因素是复杂的；（3）降雨、降雪的大气水线存在差异不能简单归因于降雨过程中同位素云下二次蒸发引起的同位素分馏比降雪明显，还需考虑液-汽、固-汽相变过程中，分别对应的凝结、凝华产生的分馏效应比差异     

兰州与江汉平原有机碳同位素的古气候指示意义对比研究

选择以干冷气候为主的兰州和温暖湿润的江汉平原作为研究区域,结合其他多种指标和研究区的岩性特征,对有机碳同位素δ13Corg的古气候指示意义进行了初步探讨。结果表明,在兰州地区,δ13Corg值波动反映C3/C4植物比例的改变,指示温度变化。δ13Corg值偏正时,表明C4植物含量较大,反映温度较高,而δ13Corg值偏负时,表明气候较冷;江汉平原δ13Corg值主要反映降水信息, δ13Corg值偏负时指示相对暖湿气候,δ13Corg值偏正反映气候偏干。δ13Corg等指标同时还揭示了末次盛冰期以来两地古气候类同特征：即12.0 ka BP之前气候相对偏干;在全新世晚期,气候波动中转暖。不同之处表现为：约在12.0~10.0 ka BP,当兰州气候还很干冷时,江汉平原已进入暖湿的冰后期;而在全新世早中期,当兰州气候转为暖湿时,江汉平原气候则表现为略偏干。     

川中丘陵紫色土区农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20 cm耕层土壤有机碳密度为111~426 kg/m2,平均值为266 kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为345和234 kg/m2,均低于全国平均值;全县20 cm深度土壤有机碳总储量250×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为153×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

川西南柳杉早材、晩材年表与温度和降雨的关系

年轮宽度和气候要素的相关或响应分析已大量应用在气候 树木生长的相互作用研究中。以川西南区瓦屋山自然保护区速生树种柳杉（Cryptomeria fortunei）的71个样芯，探讨了温度和降雨与柳杉早材、晩材年表的关系，结果表明早材径向生长对温度变化比较敏感，早材年轮指数序列与当年4月的平均温度、4月平均最高温度、上年9、10月平均最高温度间呈显著正相关关系，与当年7月平均温度以及上年11月最低温度间均存在显著负相关关系；晚材年轮序列与当年10月的平均最高温度呈显著正相关关系。柳杉早材年轮的生长过程中气温“滞后效应”表现明显，特别是在上个生长季的9～10月，最高温度的变化对柳杉当年生长季节形成较宽的年轮有重要的作用。不同的季节温度、降水量变化影响早材、晚材年轮的形成与生长     

长沙地区典型树木蒸腾对环境因子的响应及模拟

以长沙地区的桂花树、樟树、马尾松和枫香等典型树木为研究对象,基于2013～2015年监测的树木茎水势、树干液流、土壤水分和各气象因素,探究树木蒸腾对环境因子的响应;利用MJS、BTA和MBTA蒸腾模型模拟4种典型树木的蒸腾,选出适合当地气候条件的最优模型.结果表明:在非干旱期间,树木蒸腾对降水和土壤水分的敏感性较弱,太阳辐射对桂花树和马尾松蒸腾的影响最大,敏感系数＞0.75,而樟树与枫香的蒸腾对太阳辐射和水汽压亏缺的敏感性均强.在2013年夏季干旱期间,土壤含水量是树木蒸腾的主导因子,敏感系数＞0.71,气温和水汽压亏缺对树木蒸腾均有抑制作用.3个模型中,MBTA模型对树木蒸腾的模拟效果最好,相对误差低于5％;BTA模型未能模拟出2013年夏季干旱时树木日蒸腾量的下降过程,且明显高估2014～2015年生长季马尾松的蒸腾水平;MJS模型对树木蒸腾的模拟效果一般.3个模型对2013年生长季树木蒸腾的模拟效果均较2014～2015年生长季的模拟效果差,这表明当环境胁迫超出树木的适应范围时,树木生理结构会发生改变,并导致基于环境因子构建的蒸腾模型模拟精度降低.     

长江口徐六泾水沙过程对流域的响应研究

以长江口徐六泾断面2009年实测水沙数据为基础，分析了其水沙特征，重点研究了三峡蓄水及长江流域旱情对徐六泾节点径流、潮位和泥沙过程的影响。结果表明：观测期间寸滩站以上流域来水减少、三峡蓄水和中下游干旱共同导致进入河口的径流量减少，各自造成的影响权重分别为38%、13%和49%。与蓄水前相比，蓄水期间徐六泾涨潮历时增加05 h，落潮历时减少05 h，潮差增大约04 m；涨潮平均流速增加35%~126%，落潮平均流速浅滩处基本不变，而深槽处减幅约为22%；蓄水期间涨落潮历时、流速流向等特征由不对称趋于较对称，说明徐六泾的水动力特征对径流减少的响应敏感。伴随径流减少，徐六泾含沙量由蓄水前的0129 kg/m3大幅下降至蓄水期间的0052 3 kg/m3，悬沙中值粒径则由3 μm增大到5 μm。综合得知进入河口徐六泾断面的水沙过程受到流域人类活动和自然条件改变的双重影响     

基于碳足迹的江西省农田生态系统碳源/汇时空差异

利用2001~2010年江西省农业投入和农作物统计数据，采用碳排放系数法计算了江西省农田生态系统碳源/汇及碳足迹，分析了江西省农田生态系统碳源/汇时空特征，并进一步分析了碳足迹变化特征及原因。结果表明：(1)2001~2010年，江西省农业投入引起的碳排放量从2001年的11910 1×106 t，增加至2010年的5872 8×106 t，增加了103倍，农业机械化对碳排放总量贡献率最大。碳排放强度呈现先增加后减少的趋势。2008年赣州市碳排放量最多，景德镇市最少；(2)2001~2010年江西省农田生态系统碳吸收量先减少，后逐年增加，到2010年又减少，整个2001~2010年间增加3209 9×106 t。各类农作物中，水稻碳吸收量最多。2009年碳吸收量最多的是宜春市，最少的是萍乡市;(3)江西省农田生态系统碳足迹从2001年的07518×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1，增加至2009年的1473 4×106 C〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1,单位面积碳足迹呈现逐年增加的趋势。2008年碳足迹最多的是赣州市，最少的是萍乡市。南昌市、景德镇市、吉安市和宜春市表现为生态盈余，其余表现为生态赤字。江西省应减少农药、化肥等的使用，控制农业机械化，特别是赣州市，从而达到减少碳排放的目的     

基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价

为了解秦岭山地土壤侵蚀及土壤保持生态服务功能的空间分布特征，采用InVEST 土壤保持模型，从研究区、流域、县域3个尺度，对其潜在与实际土壤侵蚀量进行计算，在此基础上进一步应用该模型量化研究区土壤保持生态服务价值，得到土壤保持服务价值空间分布图。研究结果表明：（1）2012年秦岭山地潜在与实际土壤侵蚀量分别为4588×108 t、152×108 t，五大流域和各县区以轻度侵蚀和中度侵蚀为主，较为严重的地区为汉江流域南部紫阳县6323 t/(hm2[DK]·a)[JP2]和岚皋县5869 t/(hm2[DK]·a)，属强烈侵蚀。（2）全区土壤保持总量4337×108 t，[JP]其中泥沙持留量143×108 t，单位面积土壤保持量为71979 t/(hm2[DK]·a)；减少泥沙疏浚工程和水质治理花费的土壤保持服务价值共计4184亿元。各县区土壤保持服务价值量在001亿元至475亿元不等，价值量在096~191亿元之间的县区占全区的4413%，其次为191~285亿元（2522%）。（3）对于秦岭山地土壤侵蚀的防治及其生态效益的建设，保证林地面积的绝对优势是首要条件；对于大于25°的坡耕地，应继续推行还林还草政策     

长江口滩涂湿地景观变化对典型水鸟生境适宜性的影响

近年来在海平面上升、长江水沙变化、植被演替等自然因素以及促淤圈围工程、深水航道建设等人为因素的共同作用下，长江口滩涂湿地水鸟适宜生境发生了巨大变化。针对长江口滩涂湿地典型水鸟中的鸻鹬类(Charadriiformes)与雁鸭类(Anseriformes)，采用空间多样性指数、人为干扰度等指标研究1980～2010年长江口滩涂湿地景观变化对两类水鸟生境适宜性的影响。结果表明：两类水鸟的不适宜生境、边缘生境、次级生境面积均呈增长趋势，鸻鹬类共增加682 km2，雁鸭类共增加314 km2。而核心生境面积却呈不同的变化趋势，鸻鹬类减少136 km2，雁鸭类增加232 km2，但鸻鹬类和雁鸭类核心生境面积百分比均分别减少566%和194%。1980～2010年鸻鹬类生境适宜性综合评价指数由092下降到053，雁鸭类由089下降到070，鸻鹬类降幅大于雁鸭类。通过定量分析人为干扰度对水鸟生境的影响，发现鸻鹬类对人类干扰更加敏感，中等强度的人类干扰在一定程度上扩大了雁鸭类的适宜生境面积     

运动消耗对草鱼幼鱼游泳能力的影响

以草鱼幼鱼（体长80~97 cm，体重96~134 g）为研究对象，采用实验室专利装置研究了不同运动消耗状态下的草鱼幼鱼游泳能力。结果表明：在正常状态下草鱼幼鱼的临界游泳速度[WTBX]（Ucrit）为711±060 BL/s，耗氧率（MO2）与流速（U）方程拟合为MO2=4705+419U123，耗氧率随着流速的增大而增大，且草鱼的有氧运动效率较高。在4种运动消耗状态（06Ucrit、08Ucrit、10Ucrit、12Ucrit）流速下运动1 h草鱼的消耗后临界游泳速度（Upcrit）分别为：725±135、633±06、626±08、560±04 BL/s，临界游泳速度随着前期消耗流速的增大而减小，相应的耗氧率方程拟合为：MO2=38269+465U144，MO2=44526+4223U146，MO2=46611+4790U149，MO2=60034+3883U151。运动消耗会导致草鱼的有氧运动效率降低，同时随着运动消耗速度的增加有氧运动效率随之降低。研究结果认为在设计以草鱼为主要过鱼对象的过鱼设施时，鱼道内的流速不应大于08Ucrit，以使鱼类顺利通过。针对不同过鱼对象游泳特性进行设计的鱼道能够提高鱼类通过鱼道的效率     

生态文明指标优化和权重计量的实证研究——基于PSIR与SEM相结合方法

研究生态文明指标及其权重对客观科学评价生态文明具有重要理论与实践指导意义。为解决生态文明指标及其权重研究的不足，创建了压力(Pressure)-状态(State)-影响(Impact)-响应(Response)与结构方程模型(Structural Equation Modeling)相结合的方法，利用中国及31省域2007~2016年动态面板数据来优化筛选生态文明指标和计量其权重，并将PSIR SEM、熵权法、AHP法算得的指标权重进行比较以揭示PSIR SEM方法在指标选取和权重计量的特性。研究表明：（1）生态文明指标包括社会产业经济(8指标)、资源环境(9指标)、生态效益(7指标)、生态文明响应(10指标)4方面且相互发生关系，并强化了生态、注重生态文明响应，弱化了产业经济，较已有未考虑生态文明响应、注重经济而非生态等更合理；（2）生态文明指标权重为生态文明响应（0.292 9）、生态效益（0.250 3）、社会产业经济（0.239 3）、资源环境（0.225 3），生态指标与产业经济指标权重差距不大，更能全面反映生态文明产业与生态共生的本质属性；（3）31省域中，处于生态文明阶段的省域数量（14省域，占比45.16%）要少于处于非生态文明阶段的省域数量（17省域，占比54.84%），较已有“无论区域是否处于生态文明阶段，均采取‘一刀切’地对其生态文明评价”等更合理     

近16年金沙江流域植被覆盖时空特征及其对气候的响应

植被覆盖度是生态系统变化的主要指标之一.改善植被观测的时空尺度和植被动态变化及其驱动因素的方法,能够为我们提供更多植被变化的信息,有利于更好地了解该地区生态环境的特征和变化.基于MODIS-EVI数据,使用Sen和Mann-Kendall模型,结合偏相关分析和灰色关联分析(GRA)等方法,探索了金沙江流域近16年植被覆盖的时空演变特征及其气候驱动力.结果表明:(1)在近16年中,金沙江流域的植被覆盖总体上呈增加的趋势,EVI增速为0.011/10a;(2)植被覆盖改善区和退化区面积分别占总面积的55.53％和28.95％;(3)植被覆盖受气温和降水驱动的区域分别占总面积的32.627％和28.265％.在半干旱区,植被覆盖变化主要受降水的影响,而在半湿润和湿润区主要受温度的影响,但地形和植被类型会改变气候与植被覆盖之间的相关性;(4)半干旱区植被覆盖对气候的响应不明显,在半湿润和湿润区植被覆盖对温度的响应要慢于降水,响应时间也随海拔和植被类型的不同而变化.高海拔地区的植被对气候因素的响应要快于低海拔地区,农作物和草地对气候的响应更快,针叶林和混交林对温度的响应要快于降水.