以北京市奥林匹克森林公园北侧的北五环路防护林带为研究对象,通过在林带外及林带内布设5 处PM_2.5 质量浓度监测点进行3 个月的定位监测,分析北京市道路防护林带内外PM_2.5 质量浓度特征,并通过建立PM_2.5 质量浓度与风速、温度、相对湿度等气象要素的相关关系,分析气象要素对PM_2.5 质量浓度的相关性。结果表明:1)在时间变化规律上,林带内PM_2.5 质量浓度08:00 和12:00 相对较高,其他时间段相对较低,18:00 后质量浓度又开始增加,林带内PM_2.5 质量浓度在日变化规律上呈单峰或双峰变化,林带内外PM_2.5 质量浓度的日变化规律基本一致;2)在空间变化规律上,林带内PM_2.5 质量浓度水平比林带外相对较高,距北五环路40 m 处PM_2.5 质量浓度值相对其他布置点2、20、30 和60 m 处都高;3)林带内PM_2.5 质量浓度与风速、温度呈负相关关系,与相对湿度、气压呈正相关关系;4)林带内PM_2.5 质量浓度与温度的关系可以用幂函数来描述。

利用极点排序法对宁夏盐池县四儿滩湿地交错带的边界进行确定,并在此基础上研究其植物的生物多样性。结果表明:1)沿湿生带交错带旱生带的生境梯度,交错带划分结果为北样线交错带样方为N8 ~ N13,南样线为 S15 ~ S24,东样线为E13 ~ E22,西样线为W23 ~ W30。2)4 条样线多样性指数与丰富度指数均表现为交错带> 旱生带> 湿生带,均匀度指数均表现为旱生带> 交错带> 湿生带,优势集中性指数均表现为湿生带> 交错带> 旱生带。3)受人为干扰和地形差异的影响,不同方向植物群落差异较大,北样线和东样线丰富度指数、多样性指数、均匀性指数较高,优势集中性指数较低。

在北京市的发展过程中,高速增长的人口总量使北京市正遭遇着“水资源短缺、水环境污染冶的发展困境。通过分析2004—2011 年北京市人口以及水环境相关数据,研究人口变动及产业结构调整对北京市水资源利用的影响。结果表明:1)北京市人口从2004 到2011 年增长了115 万人,外地入京人口增长了484.3 万人,年均用水量增加了近1.41 亿m³ ,高速的人口发展是北京市水资源利用总量连年增长的根本原因;2)2011 年末,第一产业从业人员总数仅为59.1 万人,不足第三产业从业人员总数的1/10,第二产业的从业人员总数尚不足第三产业的1/3,第三产业取代了第一、二产业成为城市的经济支柱;3)8 年间,人均年生活用水量减少了8.4 m³ ,人均年农业用水量减少了37.7 m³ ,人均年工业用水量减少了27.1 m³ ,产业结构调整使得北京市人均年用水量呈现连年下降的趋势。控制人口合理增长,深化产业结构调整,是实现北京市水资源可持续利用的有效途径。

利用GPS 定位技术在泥石流频发区——云南东川蒋家沟流域采集土样99 个,研究土壤有机质空间变异特征。结果表明:1)流域土壤有机质的平均质量分数(2.21 g/ kg)较低;2)土壤有机质在空间分布上有明显的各向异性,空间变异特征主要反映在东北—西南方位,空间展布呈条带状;3)土壤有机质的空间变异存在中等程度的空间相关性,是由结构性因素和随机性因素共同作用引起的,受土壤质地、坡度、高程、土地利用方式和人类生产活动等因素的影响;4)同一因素不同级别下,土壤有机质质量分数差异极显著。研究结果可以为泥石流流域碳储量的估算提供依据,为土壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考。

基于热平衡法实测宁夏六盘山北坡天然沙棘茎干液流通量的变化,分析沙棘液流生长季内的日内和日际变化特征,并估算沙棘群落的蒸腾量。结果表明:1)沙棘液流日变化曲线在晴天表现出明显的单峰型,在夜间仍有液流运动,夜间液流量占总全天总液流量的12.87% ~ 19.62%;液流通量主要受太阳总辐射、空气饱和水汽压差、气温和相对湿度等影响。2)6—9 月,沙棘蒸腾速率呈明显的降低趋势; 6—9 月沙棘群落蒸散量为469.4 mm,略高于同期降水量,蒸腾量约占同期蒸散量的35.11%。3)以环境因子为自变量, 以液流量为因变量, 经过逐步回归, 建立了多元线性模型, 回归方程显著。

岩溶石漠化是广西脆弱生态恢复建设中面临的突出生态环境问题。以1988、1998 和2008 年3 个时相的 TM/ ETM 卫星数据为主要信息源,综合碳酸盐空间分布图、石漠化状况实地调查结果和历史资料,基于3S 技术,构建岩溶石漠化遥感监测和分级评价模型,研究广西平果县岩溶区石漠化空间分布特征及演变规律。结果表明:1) 岩溶石漠化遥感监测和分级评价模型能够反映平果县石漠化状况,基本符合实地调查结果; 2)平果县岩溶石漠化主要分布在该县西南部和中部,1988—2008 年,平果县总体石漠化程度经历了稍加重然后逐渐变轻的变化趋势,石漠化呈现动态、缓慢、反复、可治理等特点。建议采取先易后难、逐步改善的治理策略。研究结果可为中国西南岩溶石漠化治理和区域生态建设的宏观决策提供参考。

以滨海盐碱地白蜡人工林为研究对象,以旷野裸地为对照,采用定位观测的方法,研究白蜡人工林的动力、热力和水文等小气候效应,以期为滨海盐碱地人工造林的生态影响评价提供参考。结果表明:林内太阳辐射、风速、土壤温度、土壤湿度明显低于旷野;空气相对湿度林内显著高于旷野;而林内空气温度春季高于旷野,夏秋季则低于旷野。林带防风效应和遮荫效应在夏季发挥最好,分别可达77.87% 和67.50%,气温最高可降低0.40 益,空气相对湿度可增加7.59% ~18.61%。林内不同小气候因子间极显著相关,且气温和土温的相关性最好。

为了阐明森林植被的水源涵养功能,对北京九龙山油松纯林、华北落叶松纯林、侧柏纯林、樟子松纯林、栓皮栎纯林、五角枫纯林、油松日本落叶松混交林、油松华北落叶松混交林等8 种林分类型的枯落物和土壤持水性能进行研究。结果表明:各林分枯落物总储量变化范围为8.87~47.87 t/hm² ,其中未分解层储量大于半分解层储量;综合枯落物未分解层和半分解层最大持水量和有效拦蓄量的变化规律来看,油松纯林最大持水量最大(36.46 t/hm²),其次为华北落叶松纯林(36.06 t/hm²),侧柏纯林最小(11.83 t/hm² );油松日本落叶松混交林的有效拦蓄量最大(23.51 t/hm² ),其次为樟子松纯林(19.85 t/hm² ),侧柏纯林最小(9.53 t/hm² );综合考虑不同林分枯落物与土壤涵养水源能力发现,华北落叶松纯林和油松华北落叶松混交林具有良好的水源涵养功能;不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸水时间均存在较好的函数关系;8 种林分土壤容重均值在0.89 ~ 1.41 g/cm³ 之间变动,总孔隙度在39.43% ~54.23%之间变动;林地土壤的入渗速率与入渗时间通过回归分析得出,二者呈幂函数关系,且R² 值均在0.90 以上。

资料整编是水土保持监测的基础性工作。按资料的来源和属性,可将水土保持监测资料分为基础资料、观测资料、调查资料和衍生资料。水蚀区水土保持地面观测主要涉及径流小区和小流域控制站,按监测内容和对象,一般可分为影响因子、径流和泥沙观测资料整编3 大类,不同资料整编内容与方法不尽相同,各有侧重。近期,应抓紧制订监测资料整编的技术标准和整编制度,规范整编行为,同时,还应加强技术培训和档案管理,提高水土保持监测资料整编的信息化和现代化水平。

通过原位进行控制、低氮和高氮(0,60,240 kg/ (hm²·a))3 个氮添加处理,采用挖壕沟法区分自养呼吸,研究板栗林土壤不同组分呼吸对氮添加的响应机制。结果表明:1)氮添加处理对土壤温度和湿度的影响均不显著(P>0.05);2)在控制处理样地中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率分别为(3.47±0.09)、(2.26±0.10)和(1.21±0.16) μmol/(m²·s),土壤不同组分呼吸对氮添加处理有不同的响应,低氮添加显著促进了土壤呼吸及不同组分呼吸(P <0.05),高氮添加则显著抑制了土壤呼吸及异养呼吸(P <0.01),而对自养呼吸无显著影响(P >0.05);3)在控制处理样地中,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸的Q₁₀ 值分别为2.44、1.93 和4.10,氮添加处理可显著降低自养呼吸的Q₁₀ 值(P <0.05),而对土壤呼吸和异养呼吸无显著影响(P >0.05)。

生态位是研究植物种群对自然资源利用和适应能力的重要手段。应用生态位理论,对青海大通脑山地区青海云杉+ 白桦人工混交林下植被群落10 种灌木和11 种草本植物的生态位宽度、生态位重叠值和生态响应等进行分析。结果表明:1)灌木层,金露梅和高山柳的生态位宽度最大;草本层,珠芽蓼和东方草莓的生态位宽度最大。表明它们广布于青海云杉+ 白桦混交林下,现阶段对环境适应能力最强。2)生态位宽度较大的种群间的生态位重叠普遍较高,生态位宽度窄的物种间生态位重叠普遍较小,但生态位宽度较小的种对也会有较大的生态位重叠;同属的物种之间生态位重叠也有可能较小,这可能与同属物种的演替进化有关。3)灌木层中,柳叶绣线菊发展性最强,八宝茶衰退最严重;草本层中,北方拉拉藤发展性最强,猪殃殃衰退最严重。研究成果可为青海大通脑山地区退耕还林与生态造林工程建设提供理论参考。

为充分了解自然界河流深潭的成因和功能,选取山东诸河部分河段,对河流深潭的水量状况、底质、水生动物调查进行,结合相关文献总结深潭形成的主要原因,阐述深潭在生态、经济、景观方面的功能。考虑到城市河流的现状,认为人为地在城市河道修建深潭的方式,对城市河流的生态系统、河流水质和景观有着积极的作用。在相关研究的基础上提出深潭构建的5 条原则,以及“浅滩深潭冶和“跌水深潭冶2 种构建形式,旨在为城市河道的生态改造提供参考和借鉴。

为了研究复杂地形下的太阳直接辐射规律,以北京市房山区黄院村采石场为典型代表区域,综合运用影像全站仪技术和ViewGIS3.0 软件计算得到该区域的太阳直接辐射量,同时通过实地调查观测对直接辐射模型的精度进行检验(误差仅为4.1%),并对坡度、坡向等地形因素对太阳直接辐射的影响进行研究。结果表明:1)各观测点的误差在一天当中都表现出了相同的变化趋势,即早晚误差大,中午相对较为平稳,且趋近于0,表明该模型在太阳高度角较大时,能更准确反映真实的太阳直接辐射值。2)阳坡直接辐射量随坡度的增大先增大后减小,临界点与太阳高度角余角基本一致;阴坡直接辐射量随坡度的增大而减小。3)不同季节太阳直接辐射量受坡向影响程度不同,冬季受坡向影响最大,秋季和春节次之,夏季最小。

在考虑河流生态健康评价指标层面的基础上,以国内外河流评价指标为依据,以北京市汤河为例,以沿河典型河段所测21 个样点的5 类因素涉及17 个指标为基础,用因子分析法分析各指标对于北京市汤河生态健康评价指标的相关性。结果表明:1)河床作用因子、植被作用因子在头道穴段和汤河口段对汤河总体生态健康影响较大; 2)在21 个调查河段中,对北京市汤河生态健康起显著影响作用的主要为河流岸坡因子、植被作用因子。研究结果可为汤河(北京段)生态修复提供参考。