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青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地主要双子叶植物叶片解剖特征的比较研究

中国科学：生命科学 2012年第2期42卷 158-172页

作者：马建静吉成均韩梅张婷芳闫雪东胡东曾辉贺金生北京大学城市与环境学院生态学系地表过程与模拟教育部重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院深圳518055 首都师范大学生命科学学院北京100037 中国科学院西北高原生物研究所高原生物适应与进化重点实验室西宁810008

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地同属中国地带性的草地类型.然而,主导它们的环境因子有所不同.前者主要受生长季低温的影响,后者主要受干旱的影响.发育在这两类草地上的植物,在解剖特征上有何共性和差异,目前少有报道,但却是理解... 详细信息

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地同属中国地带性的草地类型.然而,主导它们的环境因子有所不同.前者主要受生长季低温的影响,后者主要受干旱的影响.发育在这两类草地上的植物,在解剖特征上有何共性和差异,目前少有报道,但却是理解植物适应环境的关键所在.本文通过对青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地71个样地65种双子叶植物叶片解剖特征的研究,对比分析了不同科、属及不同生活型植物叶片对干旱环境以及高寒环境的适应特征,探讨了叶片总厚度、上表皮和下表皮厚度、叶肉组织厚度、叶肉细胞密度、叶肉细胞表面积和体积等多个解剖特征之间的关系以及气候因子(生长季温度、降水)对它们的影响.结果表明:(1)总体上看,青藏高原与内蒙古高原草地植物的叶片解剖特征存在显著差异,除叶肉细胞密度外,青藏高原高寒草地植物的叶片各组成部分厚度、叶肉细胞表面积和体积均大于内蒙古高原温带草地植物;(2)同一科属植物的叶片解剖特征在两地存在显著差异,并显示出与所有物种总体分析一致的规律;(3)在调查范围内,两地草本植物除叶肉细胞密度外,叶片各组成部分厚度以及叶肉细胞表面积、体积均显著大于木本植物;(4)叶片的各解剖指标间存在显著的协同变化:叶片总厚度,上、下表皮厚度,叶肉细胞厚度,叶肉细胞表面积和体积之间均呈显著正相关,而叶肉细胞密度与这些指标显著负相关;(5)总体上看,青藏高原和内蒙古高原草地植物叶片的解剖特征与生长季温度的关系比与生长季降水密切.因此,尽管青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地在外貌上有趋同性,但叶片解剖结构有着显著差异,这可能是由于植物对环境的适应进化及(或)环境的筛选作用共同作用的结果.

关键词：青藏高原内蒙古高原草甸草原叶片解剖特征双子叶植物

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快速城市化地区城市内部用地经济功能演化的空间分异分析——深圳市为例

快速城市化地区城市内部用地经济功能演化的空间分异分析——深圳...

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中国地理学会2012年学术年会

作者：乔娜城市人居环境科学与技术重点实验室北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京大学城市与环境学院

快速城市化带来一系列环境、经济、社会问题,促使中国城市化开始从外延式扩张走向内涵式优化的道路。研究发现,深圳以城市化过程为主导,但有城市内部重构优化的痕迹明显,城市内部重构土地面积与城市扩张比约为1/4,另一方面说明农用地转... 详细信息

快速城市化带来一系列环境、经济、社会问题,促使中国城市化开始从外延式扩张走向内涵式优化的道路。研究发现,深圳以城市化过程为主导,但有城市内部重构优化的痕迹明显,城市内部重构土地面积与城市扩张比约为1/4,另一方面说明农用地转为建设用地的方式己不是提高土地经济效益的唯一方式。而与土地价值一般均衡理论不一致的是深圳市土地经济功能演化类型中以办公用地转化为工业用地比重最大,说明政策主导与市场主导下的城市化与城市内部重组的方向有很大的差异,即中国城市化具有不同与西方国家一般城市化的特点。此外,研究所得各类转换形式以居住用地转为商业用地的空间集聚程度最大,工业用地转为居住或办公用地次之,表明深圳市的城市用地内部经济功能演化行为优先为居住用地转向商业用地,其次为工业用地转向办公用地。这类演化行为侧面反应,研究期间深圳市经济发展模式逐渐从依托第二产业转为重点发展第三产业,并促使常住人口迅速增加,说明市场在深圳市城市化过程中扮演非常重要的角色。此外,对深圳市各区的用地结构特征进行分析发现,各区城市由市中心到边缘均呈现与阿隆索地租理论相一致的同心圆分布模式,但依据各区城市化水平高低的不同,各区分布特征差异明显,其中城市化水平较高的福田与罗湖城市核心区几乎只有商业与办公用地。这种城市化水平的差异也反映在各区城市内部经济功能演化率方面,整体呈现高城市化水平对应低演化率与低城市化水平对应高演化率,说明城市化水平越高的区域,城市用地内部结构趋于稳定。

关键词：城市内部用地用地功能演替空间相关性深圳市

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6000 aBP以来洞庭湖沉积记录的环境演变及其同人类活动的关系

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北京大学学报（自然科学版） 2011年第6期47卷 1041-1048页

作者：李俊王淑云莫多闻北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

通过对东洞庭湖地区ZK01钻孔沉积物的粒度、磁化率、孢粉等古环境指标的分析，初步揭示了该地区6000 aBP以来湖泊环境及气候演变的历史：6000～4000aBP,ZK01钻孔所在区域为水深较大的湖泊环境，湖泊周围地区分布有亚热带常绿阔叶林植被... 详细信息

通过对东洞庭湖地区ZK01钻孔沉积物的粒度、磁化率、孢粉等古环境指标的分析，初步揭示了该地区6000 aBP以来湖泊环境及气候演变的历史：6000～4000aBP,ZK01钻孔所在区域为水深较大的湖泊环境，湖泊周围地区分布有亚热带常绿阔叶林植被，代表较为湿热的气候；4000～1000aBP仍为深湖环境，但后期水深有所减小，其中4000aBP的气候有明显变干变凉的趋势，植被也发生了明显的变化；1000～600aBP湖泊演变为浅湖环境，600aBP之后进一步演变为浅滩与湖沼交互相环境。该地区环境演变同史前及历史时期人类活动的相互关系研究表明，6000-1000aBP的水文环境及气候变化显著地影响了区域的古代人类文化与历史的进程，其中4000aBP的气候变凉及水文环境的变化可能是该地区史前文明迅速衰落的原因：1000aBP以来，人类在长江两岸的筑堤和围垦等活动明显影响了洞庭湖地区的水沙过程及河湖环境的演变历史。

关键词：洞庭湖平原环境演变人地关系

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东北三省主要粮食作物虚拟水变化分析

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北京大学学报（自然科学版） 2011年第3期47卷 505-512页

作者：黄姣高阳李双成北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

计算了1988—2008年东北地区4种主要粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的初级产品单位虚拟水含量和省虚拟水总量,明晰了这4种粮食作物的农业用水量格局及时间变化。研究结果表明:大豆单位耗水量最高,小麦次之,玉米最小;空间上水稻的单... 详细信息

计算了1988—2008年东北地区4种主要粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的初级产品单位虚拟水含量和省虚拟水总量,明晰了这4种粮食作物的农业用水量格局及时间变化。研究结果表明:大豆单位耗水量最高,小麦次之,玉米最小;空间上水稻的单位耗水量在黑龙江省最高,小麦在吉林省最高,玉米和大豆在辽宁省最高;黑龙江省的水稻、小麦和大豆的虚拟水总量都明显高于吉林省和辽宁省,分别达到8.60×109,3.98×109和1.22×1010 m3,而吉林省玉米虚拟水总量在3个省中最高,达1.08×1010 m3。随时间的变化,东北地区大豆和小麦的单位虚拟水含量表现为下降或者波动,而水稻和玉米相对稳定;玉米和水稻的虚拟水总量呈上升趋势而小麦明显呈下降趋势。该研究提供了从虚拟资源视角认识水资源消耗的实证,可以对东北地区粮食作物布局提供科学依据。

关键词：虚拟水粮食作物东北三省时间变化

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北京城区屋面径流中PAHs的初期冲刷效应

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环境科学 2011年第10期32卷 2896-2903页

作者：欧浪波胡丹黄晔崔司宇郭天娇张巍王学军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

为研究北京城区典型屋面径流中PAHs的污染特征,采集并分析了3种材料屋面的径流中颗粒相和溶解相PAHs的浓度.在分析屋面径流中PAHs初期冲刷效应的基础上,提出了描述初期冲刷的定量参数FFn-Max,据此探讨了降雨特征对屋面径流中PAHs初期冲... 详细信息

为研究北京城区典型屋面径流中PAHs的污染特征,采集并分析了3种材料屋面的径流中颗粒相和溶解相PAHs的浓度.在分析屋面径流中PAHs初期冲刷效应的基础上,提出了描述初期冲刷的定量参数FFn-Max,据此探讨了降雨特征对屋面径流中PAHs初期冲刷效应的影响.结果表明,屋面径流中总PAHs和颗粒相PAHs均存在明显的初期冲刷效应,溶解相PAHs基本不存在初期冲刷效应.总PAHs的冲刷比值FF25和FF30的范围分别是0.6～2.4和0.6～2.1.根据冲刷比值FFn-Max判定3种类型屋面径流中PAHs的初期冲刷效应的显著程度顺序为:瓷砖屋面、水泥屋面>沥青油毡屋面,瓷砖屋面与水泥屋面无显著差别.3种屋面径流中总PAHs的初期冲刷效应与各场降雨事件的气象特征参数之间没有显著的相关性.

关键词： PAHs 屋面径流初期冲刷冲刷比值北京

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近50年来毛乌素沙地草地生态脆弱性评价--以内蒙古乌审旗为例

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北京大学学报（自然科学版） 2011年第5期47卷 909-915页

作者：靳毅蒙吉军黄姣北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

选择位于毛乌素沙地腹地的乌审旗作为研究区,基于1960年代,1978,1988,2000和2008年土地覆被数据,借助GIS空间分析技术,通过建立"敏感性-弹性-压力"生态脆弱性评价模型,对研究区近半个世纪的草地生态脆弱性进行动态评价。结果... 详细信息

选择位于毛乌素沙地腹地的乌审旗作为研究区,基于1960年代,1978,1988,2000和2008年土地覆被数据,借助GIS空间分析技术,通过建立"敏感性-弹性-压力"生态脆弱性评价模型,对研究区近半个世纪的草地生态脆弱性进行动态评价。结果表明:乌审旗草地生态系统大部分属于中、低度脆弱区。50年间,草地生态脆弱性经历了持续减小、增大、再减小的变化过程,在空间分布上呈现南高北低的格局。草地脆弱性的时空变化一方面与当地生态系统处于半干旱气候、风沙地貌等生境特点有关,另一方面与生态系统受到的干扰(包括自然和社会两方面)直接相关,尤其是干燥度的波动、人口的增加、放牧规模的扩大以及放牧模式的改变等。最后,基于草地生态脆弱性评价结果,提出生态安全建设时在草地保护和利用方面的对策建议。

关键词：乌审旗草地生态系统脆弱性

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区域生态风险评价：以鄂尔多斯市为例

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北京大学学报（自然科学版） 2011年第5期47卷 935-943页

作者：蒙吉军周婷刘洋北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

建立了区域生态风险评价的概念模型,包括区域生态风险管理目标确定、风险源分析、风险度量方法、风险计算及风险管理几个步骤,构建了区域生态风险评价的指标体系。选择地处中国北方农牧交错带的鄂尔多斯市作为案例区,针对其主要的风险... 详细信息

建立了区域生态风险评价的概念模型,包括区域生态风险管理目标确定、风险源分析、风险度量方法、风险计算及风险管理几个步骤,构建了区域生态风险评价的指标体系。选择地处中国北方农牧交错带的鄂尔多斯市作为案例区,针对其主要的风险源干旱、洪涝、病虫鼠害、污染、大风、沙尘暴、沙漠化和水土流失,基于遥感资料、历史记录、调查数据和统计数据,使用RS,GIS和SPSS技术,对研究区2000年及2008年的区域生态风险进行研究。结果表明,鄂尔多斯生态风险空间差异较为明显,高风险区主要分布在库不齐沙漠、毛乌素沙地和准格尔旗等地,与区域生态环境本底和大规模采矿等经济活动直接相关。2000年偏高及高风险度分布区主要是准格尔旗、达拉特旗、杭锦旗的库布齐沙漠地区、乌审旗的中部和北部以及西南角;2008年大部分区域的风险度较小,高风险度仅在达拉特旗西北部处于黄河和库布齐沙漠的区域以及中部、西南角有零星分布。2008年整体的风险度较2000年有大幅降低,与2000年后采取的一系列生态环境建设与恢复措施直接相关。其中,广泛分布的草地和荒漠生态系统的风险度明显降低、农田和林地生态风险也在减小,但水域和城镇遭受的生态风险却在增大。

关键词：区域生态风险概念模型评价鄂尔多斯

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丰水期巢湖表层水体六六六类农药的残留与风险

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环境科学学报 2011年第5期31卷 919-926页

作者：何伟秦宁何玘霜王雁孔祥臻欧阳慧灵徐福留北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

利用SPE-GC-ECD方法测定了湖泊表层水体六六六类(HCHs)农药的含量,分析了其残留特征,探讨林丹的生态与健康风险.结果表明:①丰水期巢湖表层水体中HCHs含量范围为1.58～31.66ng·L-1,平均为(2.57±2.07)ng·L-1;α-HCH、β-... 详细信息

利用SPE-GC-ECD方法测定了湖泊表层水体六六六类(HCHs)农药的含量,分析了其残留特征,探讨林丹的生态与健康风险.结果表明:①丰水期巢湖表层水体中HCHs含量范围为1.58～31.66ng·L-1,平均为(2.57±2.07)ng·L-1;α-HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH的平均含量分别为(0.42±2.28)、(1.10±2.24)、(0.77±2.08)和(0.24±0.07)ng·L-1;β-HCH所占比例最大(41%～55%),其次为γ-HCH(16%～29%).②根据SSD模型,各样点γ-HCH生态风险均很小,全部物种的生态风险为1.6×10-12～7.8×10-9;γ-HCH对所有物种、脊椎动物、无脊椎动物、鱼类、甲壳类和昆虫与蜘蛛的安全阈值分别为53.70、125.89、25.70、107.15、22.39和27.54;γ-HCH对所有物种、脊椎动物、无脊椎动物、鱼类、甲壳类和昆虫与蜘蛛类的风险概率分别为1.8×10-8、2.7×10-12、6.0×10-6、1.0×10-11、1.2×10-5和2.3×10-7.③巢湖水作为饮用或者洗浴时,HCHs致癌风险均在百万分之一以下,风险很小;非致癌风险值均远远小于1,不会对人体产生明显非致癌健康危害.

关键词：六六六残留生态风险健康风险巢湖

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我国东部北亚热带植物群落季相的时空变化

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生态学报 2011年第13期31卷 3559-3568页

作者：陈效逑亓孝然阿杉徐琳北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

研究我国东部亚热带植物群落物候与气候变化的关系,对于揭示东部季风区生态系统对气候变化响应的整体特征和空间分异,具有重要的科学意义。利用物候累积频率拟合法对盐城、武汉、合肥、屯溪1982—1996年的植物群落季相阶段进行划分,并... 详细信息

研究我国东部亚热带植物群落物候与气候变化的关系,对于揭示东部季风区生态系统对气候变化响应的整体特征和空间分异,具有重要的科学意义。利用物候累积频率拟合法对盐城、武汉、合肥、屯溪1982—1996年的植物群落季相阶段进行划分,并分析了季相阶段的时空变化及其与气温的统计关系。结果表明:(1)各站多年平均变绿期、旺盛光合期和休眠期初日均有随海拔升高而推迟的倾向,而多年平均季相阶段长度的空间分异特征不明显。休眠期初日随海拔升高而推迟的事实表明,树木秋季叶变色和落叶除受到气温的影响外,还可能与光照和霜等其它环境因素有关,从而使得海拔升高对秋季物候期提早的影响有所削弱,其生态机制有待进一步研究。(2)各站变绿期初日以提前为主,长度以延长为主;旺盛光合期和凋落期初日均以提前为主,长度延长与缩短参半;休眠期初日提前与推迟参半,长度以缩短为主。(3)各站变绿期和旺盛光合期初日与前期平均气温多呈显著负相关,而凋落期和休眠期初日与前期平均气温相关不显著。利用最佳时段气温-物候回归模型重建的1982—2006年季相阶段初日的时间序列显示,盐城、武汉和屯溪的变绿期初日呈显著提前的趋势,盐城、合肥和武汉旺盛光合期初日也呈显著提前的趋势。在2002—2006年期间,各站变绿期和旺盛光合期初日均表现出明显推迟的倾向,与各地该时段前期平均气温呈下降的倾向一致。(4)从北亚热带各站到温带北部的哈尔滨,平均每向北1个纬度,多年平均变绿期和旺盛光合期初日分别显著推迟2.7—4.0 d和1.8—2.8 d,而长度则多呈不显著缩短的趋势;凋落期初日提前不显著,但长度显著缩短1.8—2.6 d;休眠期初日显著提前2.9—3.3 d,且长度显著延长5.8—7.0 d。总体上看,上述观测事实符合植物物候空间变化的一般规律,即在生长季节前半段,低纬地区的植物物候早于高纬地区;在生长季节后半段,高纬地区的植物物候早于低纬地区。

关键词：植物群落季相时空变化气温-物候回归模型时间序列外推纬向变化速率

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中国自然灾害生态风险评价

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北京大学学报（自然科学版） 2011年第5期47卷 901-908页

作者：许学工颜磊徐丽芬卢亚灵马禄义北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

进行中国(陆地)生态风险评价研究,旨在探讨大尺度的区域生态风险评价方法并实施评价,为生态系统的风险识别和风险防范提供科技支持。选择10种自然灾害作为生态风险源,22种生态系统作为风险受体,并考虑生态-环境脆弱性的影响。在各单项... 详细信息

进行中国(陆地)生态风险评价研究,旨在探讨大尺度的区域生态风险评价方法并实施评价,为生态系统的风险识别和风险防范提供科技支持。选择10种自然灾害作为生态风险源,22种生态系统作为风险受体,并考虑生态-环境脆弱性的影响。在各单项灾害生态风险评价的基础上,完成了中国灾害生态风险综合评价与制图。评价结果显示,从诸种自然灾害风险源叠加的综合生态风险看,生态系统高、中风险等级的比例占全国面积的45%,中国生态保护、风险防范任重而道远。建立适应性的防灾减灾和生态风险防范机制,合理利用和保育森林、草地、农田、湿地等生态系统势在必行。

关键词：生态风险综合评价风险源自然灾害中国

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