为了查明高寒地区建植一年生禾本科人工草地的土壤节肢动物群落动态,2019年4月在青藏高原东缘红原县境内建植了黑麦草和燕麦两种一年生单播人工草地,并以天然草地为对照.2019-2022年每年9月下旬对土壤节肢动物群落、植物群落和土壤理化性质开展观测.结果表明:1)土壤节肢动物的群落组成结构在3种草地及年际间差异显著;2)土壤节肢动物密度、类群数、Shannon指数和均匀度指数在3种草地间差异不显著;3)随着年限增加,3种草地的土壤节肢动物密度显著波动;黑麦草和燕麦草地土壤节肢动物类群数和Shannon指数显著降低,均匀度指数仅在第4年显著降低;天然草地的Shannon指数呈显著波动,均匀度指数无明显变化;4)草地的地上和地下生物量、土壤全磷、全钾、有效氮含量是影响土壤节肢动物群落的主要因子.研究表明,在高寒地区种植一年生禾本科牧草对土壤节肢动物群落的组成结构有显著影响,对密度及多样性指数影响不显著;种植年限对群落组成结构、密度和多样性指数影响显著.

自20世纪70年代开始,归一化植被指数(NDVI)在天然草地地上生物量估测研究中得到了广泛应用.然而,NDVI对高密度植被生物量遥感估测存在饱和现象,使草地生物量遥感估测有较大的不确定性.以青藏高原东缘高寒草甸为例,基于比值植被指数(RVI)探讨了 NDVI的饱和性,并评估了 NDVI饱和性对高寒草甸地上生物量时空动态变化分析的影响.结果表明:(1)虽然基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)NDVI构建的草地地上生物量估测模型精度较基于RVI构建的估测模型高,但模型对高寒草地地上生物量(生物量大于2314.627 kg/hm2)灵敏度较RVI估测模型低,即NDVI阈值大于0.73时,估测模型呈现饱和现象(低估了草地地上生物量);(2)结合RVI和NDVI的相关关系,对饱和部分NDVI遥感植被指数进行校正,校正后最优地上生物量遥感估测模型为线性模型(y=5908.5x-2198.9,R=0.6190,RMSE=902.41 kg/hm2),较调整前RMSE降低了 11.72 kg/hm2;(3)就NDVI饱和性空间分布而言,从全年6月—9月初(全年第161-257天)饱和性呈现先自东南向西北延伸,后自西北向东南消退的变化趋势,平均低估值介于158.45-293.92 kg/hm2之间,最大低估值出现在8月初(全年第225天),超过600 kg/hm2;(4)此外,NDVI饱和性对草地地上生物量年际动态变化趋势分析具有较大的影响,去除饱和性影响后草地地上生物量基本不变的区域减小了 21.44％,而年际变化小于-10 kg/hm2和大于30 kg/hm2的区域分别增加了 8.48％和16.19％.研究探讨了 NDVI饱和性对草地地上生物量遥感估测的影响,以期为精确评估高寒草地地上生物量提供理论依据,同时也为高寒草地资源可持续发展提供科学依据.

探究黑龙江流域植被覆盖度时空动态特征及其对气候变化的响应,可为该地区3个国家(蒙古国、中国和俄罗斯)开展流域综合治理提供理论依据和数据支撑.本研究以黑龙江流域为对象,基于Google Earth Engine(GEE)平台提供的2000-2020年的MOD13Q1遥感数据,按最大值法合成归一化植被指数(ND VI),并利用像元二分模型计算植被覆盖度(FVC),采用Sen+MK趋势法分析植被覆盖度动态变化,利用皮尔逊相关系数量化植被覆盖度对气候变化的响应.结果表明:2000-2020年间,黑龙江流域FVC整体呈轻微减少趋势,年际变化率为0.1％,其中,蒙古国FVC呈波动上升趋势(0.13％),而俄罗斯(0.15％)和中国(0.08％)则呈轻微减少趋势;区域内FVC以轻微退化和严重退化为主,面积占比分别为34％和17％,而显著改善区域仅占9％;降水对研究区FVC的影响显著大于气温,降水和气温对FVC影响显著的面积占比分别为8.2％和2.2％,其中,降水与蒙古国区FVC的相关系数最高(r=0.446,P＜0.05),而与俄罗斯区FVC的相关系数最低(r=-0.442,P＜0.05).

目的:通过分析2015—2022年山东省居民医保"个人缴费负担比"和"政府补助负担比"的面板数据,研究筹资负担的时间演变规律,评估省级统筹的可行性.方法:运用空间自相关分析,对各时间截面数据进行空间集聚性和异质性格局探究;借助收敛分析探讨筹资负担的年际变化趋势.结果:"个人缴费负担比"逐年增加且各地市间差异显著;Moran's I值逐年减小,在地理上呈现随机分布格局;"政府补助负担比"在各地市间差异较小,全局Moran's I值逐年增大,空间集聚格局增强;两者均存在σ收敛和绝对β收敛,呈现均衡发展的趋势.结论:为推进省级统筹、保障医保基金安全、减轻居民负担,可采取经济协同发展策略以提高居民收入;建议注重开源节流,精细基金监管;应改革筹资机制,制定精细筹资标准,并聚焦疾病预防控制费用的增长,为完善医保制度、促进医保事业的可持续发展提供参考.

植被降水利用效率(PUE)是评价植被生产力对降水量时空动态响应特征的重要指标.以年净初级生产力(NPP)数据、年降水量数据为基础,利用地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,计算并研究了 2000-2020年青海湖流域植被降水利用效率时空分布格局及其地形效应,结合年均气温、年均地表温湿度、年生长季光合有效辐射吸收系数和年植被覆盖度等数据,探讨了PUE与各因子间的相关关系.结果表明:(1)青海湖流域单位像元(1 km2)PUE平均值在0.4-0.7 gC m-2 mm-1间变化,平均为0.54 gC m-2 mm-1,且在年际间无显著变化趋势(R2=0.05,P≥0.05).在空间上,青海湖流域多年PUE平均值环湖呈现不均匀分布,除青海湖东岸外,PUE值随湖面距离增大呈减小趋势;其高值区主要集中分布在青海湖西岸和南岸的半环区;年PUE变化趋势的斜率值为-0.05-0.04 gC m-2 mm-1 a-1,其中显著变化的区域占流域面积的29.63％.(2)青海湖流域多年PUE平均值在海拔效应和坡度坡向两种不同微地形效应下表现出明显的差异.海拔每升高50 m,PUE值将减少0.02 gC m-2 mm-1;随坡度增加,PUE值呈降低趋势,平坡至险坡(＞45°)的变化范围为0.3-0.61 gC m-2 mm-1;不同坡向PUE值表现为由东北坡向西南坡递减,范围为0.52-0.56 gC m-2 mm-1.(3)在空间上,青海湖流域PUE值与地表温度、光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数相关性较为明显.沿海拔梯度,空气温度和地表温度与PUE呈极显著正相关(R2=0.94,P＜0.01;R2=0.98,P＜0.01),光合有效辐射吸收系数、植被覆盖度和叶面积指数与PUE显著正相关(R2=0.89,P＜0.05;R2=0.90,P＜0.05;R2=0.86,P＜0.05),地表土壤湿度与PUE无显著相关性(R2=0.16,P≥0.05).评估了青海湖流域植被降水利用效率的特征及其与各因子间的相关关系,明确了植被对降水的利用能力及其耗水特性,可为青海湖流域植被保护和国家公园建设提供理论参考.

土壤微生物是土壤有机质和养分循环的主要驱动者,研究土壤微生物生物量碳氮变化、稳态特征及其对环境因子内在的长期响应机理具有重要意义.以南亚热带常绿阔叶林土壤为对象,对土壤微生物生物量碳和氮(MBC和MBN)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、可溶性碳(ROC)、速效氮(AN)、pH、土壤温度(ST)和土壤含水量(SWC)进行连续 10 年监测;应用方差分析、相关性和回归分析及稳态分析等探究MBC和MBN的年际变化和稳态特征及主要影响因素.研究结果表明:(1)旱季MBC和MBN 含量分别在 171.32-358.45 和 25.90-54.08 mg/kg 区间波动,雨季分别在 394.01-507.97 和 68.40-88.05 mg/kg区间波动;旱、雨季的MBC含量年际间变化显著(P＜0.05),但MBN含量仅在旱季变化显著(P＜0.05).雨季MBC和MBN含量均显著高于旱季(P＜0.01),且雨季的MBC和MBN含量是旱季的2 倍以上.(2)旱、雨季的MBC与MBN之间均呈显著正相关(P＜0.05).在旱季,MBC和MBN均与ROC和AN含量显著正相关(P＜0.05),此外,MBN含量也与TP(P＜0.05)和SOC(P＜0.01)显著正相关.在雨季,仅SOC与MBN呈显著正相关(P＜0.05).(3)在旱季,MBC含量变化主要受ROC(P＜0.05)和AN(P＜0.001)影响,MBN则受AN控制(P＜0.05).在雨季,AN(P＜0.05)主导了MBC的变化,TP(P＜0.05)和SOC(P＜0.05)是MBN变异的主导因子.AN(P＜0.001)和SOC(P＜0.001)是旱、雨季土壤MBC和MBN变化的主导因子.(4)土壤MBC和MBC/MBN稳态指数在年际间均为绝对稳态型(P＞0.05);雨季的MBN(P=0.685)为绝对稳态型,但旱季为非稳态(P＜0.01,H＞1).雨季微生物熵显著高于旱季(P＜0.01),表明土壤有机质质量及养分利用效率更高.综上,MBC和MBN含量受季节更替显著影响,且主要受土壤SOC和AN的影响;受旱季水分限制,MBN的稳态更差.

为探究片段化生境中木本植物种子雨的基本特征,该研究根据 2015-2020 年(研究期间)在千岛湖样岛上的植物群落长期监测样地内每月收集的种子雨数据,采用Kruskal-Wallis检验对木本植物的种子雨密度进行年际差异分析,对不同传播方式物种的种子雨密度进行月份间差异性分析,并利用线性混合效应模型,探究岛屿空间特征(岛屿面积、距最近岛屿的距离、距大陆的距离)以及气候因子(0℃以上积温、降水量)对木本植物以及不同传播方式物种的种子雨密度的影响.结果表明:(1)2015-2020 年 6 年间,在 29个样岛用 240 个收集器共收集到 877178 粒木本植物的成熟种子,属于 26 科 40 属 52 种.(2)动物传播是木本植物主要的种子传播方式,不同传播方式物种的种子雨时间动态存在较大差异.(3)木本植物的种子雨年密度与岛屿面积和年积温呈显著正相关,与年降水量呈显著负相关.(4)自主传播物种的种子雨月密度与距最近岛屿的距离呈显著正相关,而动物传播物种的种子雨月密度则与距大陆的距离呈显著正相关,风力传播物种的种子雨月密度与月积温呈极显著正相关.综上表明,生境片段化通过岛屿空间特征影响了木本植物种子雨的时间动态.

阐明凋落物动态及其环境控制机制,可以为森林生态系统生产力及碳汇功能的维持提供重要的数据支持和理论依据.以长白山系余脉张广才岭西坡林龄相近但立地条件不同的4种天然次生林(即硬阔叶林、杨桦林、杂木林和蒙古栎林)和2种人工林(落叶松人工林和红松人工林)为研究对象,对其地上凋落物产量及其组分以及相关环境因子进行了 14年(2008-2021年)的连续测定,旨在揭示森林凋落物量及其组分的时空变化(林型间和年际变异)及其环境驱动机制.结果表明:6种森林类型的凋落总量(TL)无显著差异,波动范围为500.5-556.1 g m-2 a-1;但其叶凋落量(LL)、繁殖组织凋落量(RT)和其他组织凋落量(OT)均存在显著差异,波动范围依次分别为333.9-391.8 g m-2 a-1、8.43-69.93 g m-2 a-1和93.4-185.9 g m-2 a-1o6种森林类型的TL均存在显著的年际变化;其中LL和OT年际变化的显著性因森林类型而不同,而RT的年际变化不显著.除落叶松人工林外,其余5种森林类型的LL与生长季平均气温、日最低气温均值、土壤10 cm深度处的平均温度、最低温度(Tsmin)和土壤5 cm含水量(Ms)均呈显著正相关.杂木林、硬阔叶林和红松人工林的RT与Ms呈显著负相关;杂木林、杨桦林和硬阔叶林的OT与T1sm.呈显著负相关.样地水平的LL与土壤10 cm处含水量存在显著的正相关关系,而RT和OT则与其呈现显著负相关关系.这些结果表明林龄相似的温带森林地上凋落物总量有趋同趋势,但其通过改变组分分配格局来适应立地条件的变化;土壤湿度和温度变化会引起凋落物量的年际变化,但不同森林类型的凋落物量对环境波动的敏感性不同.

长江流域是我国重要的生态屏障之一,重庆市作为长江上游最后一道关口,研究其生态质量发展对于有效保护长江流域生态环境具有重要指导意义.基于2011-2021年间的Landsat影像等数据,计算遥感生态指数(Remote sensing based ecological index,RSEI),并采用Sen(Theil-Sen median)趋势分析法和MK(Mann-Kendall)检验研究其变化趋势以及利用Hurst指数模型分析RSEI的持续特征.利用空间转移矩阵和重心迁移模型研究其在空间上分布特征的变化情况,最后使用降水、风速、近地表气温、海拔等辅助数据为影响因素,结合地理探测器进一步探究RSEI变化驱动力,探讨重庆市2011-2021的RSEI空间分布及演变趋势.结果表明:(1)重庆市多年平均RSEI为0.593,使用等间距法将其划分的等级为差、较差、中等、良、优的面积占比分别为2.48％、8.28％、38.32％、41,87％、9.05％.从整体来看重庆市生态质量水平较高,重庆市年际RSEI以显著趋势波动增长.(2)RSEI等级为差的地区空间上主要集中于重庆西部;较差等级主要围绕差一级的周围;中等等级主要位于重庆市中西部;有超过一半的区域RSEI等级为良或优,分布在重庆市中北部地区.(3)利用Hurst指数与Sen氏趋势分析结果利用ArcGIS叠加分析,结果共计有总体53.3％的RSEI会保持增长的可持续性.(4)通过因子探测,本文发现以近地表气温、海拔为主的自然因素以及以土地利用为主的人为因素是影响重庆市RSEI空间分布的主要影响因素.(5)从RSEI空间分布变化来看2011-2021年重庆市生态环境质量主要发生了"较差→中等"、"较差→良"、"中等→良"、"良→优"这四个路径,整体上重庆市生态环境得到优化.

土壤水库是旱作农业区粮食稳产和可持续发展的基础.本文结合长期田间定位试验,通过对黄土高原南部长武旱塬2012-2015年冬小麦土壤水分变化的研究,分析了土壤水库的年际与年内变化特征和动态规律.结果表明:研究区冬小麦田间平均土壤含水量垂直分布曲线均呈“双峰双谷”形,第1处峰点在10～20 cm土层,第1处谷点在50 cm左右,第2处峰点在100 cm左右,第2处谷点在280 cm左右.无论何种降水年型下,土壤水库对降水的响应滞后且滞后的程度一致.降水年型对土壤水库的年际与年内动态变化影响较大.与丰水年相比,枯水年、平水年土壤水库对大气干旱的调节能力降低,表现为主要供水层上移;枯水年、平水年降水量虽少,但对土壤水分的补充作用较丰水年明显;丰水年土壤水库有较大盈余(84.2 mm),水分平衡出现正补偿,枯水年土壤水库稍有亏缺(1.5 mm),水分平衡出现负补偿,平水年土壤水库稍有盈余(9.5 mm),水分平衡出现正补偿.长武旱塬冬小麦田间土壤水分动态可分为4个时期:苗期耗水期、缓慢消耗期、大量消耗期、收获期,整体蒸散耗水大小顺序为:大量消耗期＞苗期耗水期＞收获期＞缓慢消耗期.