城市化会影响城市生态系统的结构和功能，基于航空遥感影像，选取了上海市典型的“城-郊-乡”样带，利用地理信息系统（ArcGIS93）和景观格局分析（Frastates33）软件，选用6个城市化指标，基于主成分分析（PCA）和多元线性回归分析，在对研究区域城市化水平进行评估的基础上，结合植物相关生长方程和城市绿地冠层面积，对研究区域绿地系统碳储量的空间分异性进行研究。结果表明：(1）所选用的城市化物理指标和景观指数，能够快速地用于评估城市化水平；(2）“城-郊-乡”样带上，总的碳储量为4 475 4107 Mg C，碳密度为711 Mg C/hm2；(3）城市绿地系统碳储量空间分异性明显，绿地碳储量大小表现为城市化水平高的市中心、城市化水平相对较高的郊区以及城市化水平最低的乡村依次升高，主要原因是由于市中心绿地分散且面积较小，而在农村和郊区其面积较大的生产绿地较多

基于城乡一体化的思想构建乡村性指数（RI），运用熵值法确定2001~2012年乡村性指数的权重，以乡村性指数为变量，运用差异系数对江苏省乡村性县域差异的演变过程与空间格局进行定量分析。结果表明：2001年以来，江苏省乡村性随着城市化水平的提高呈现不断减弱的趋势，县域乡村性在2001~2007~2012年表现为总体缩小基础上的先缩小后扩大的演变格局。县域乡村性各子系统发展不平衡，主要表现为土地利用差异，人口发展、经济发展和基础设施差异相对较小。在空间上，县域乡村性呈现由苏北苏中地区向环太湖和宁镇地区不断极化的过程。其中苏南地区以向下收敛为主；苏北地区以向上收敛为主；苏中地区以向上发散为主。

行政边界对路网的分割效应和以出行方向机会均等为前提是当前通达性研究中的两大问题。基于2000~2011年荆州市城乡道路网空间数据库，自下而上揭示了2000~2011年荆州市乡镇通达性的时空格局及其演化特征：(1)基于城市腹地范围的乡镇通达性评价较好的模拟了乡镇的出行意愿，且实现了区内通达性与区际通达性的综合。十多年间，交通网络建设带来的城市腹地时空压缩效应显著：荆州市乡镇地域所属地级市腹地格局由荆州“一城主宰”演变为荆州和岳阳“两城瓜分”，所属县级市腹地格局也经历了由“荆州独享”到“周边共享”的发展历程；(2)十多年间，荆州市乡镇通达性空间分布基本遵循距离衰减律，呈现以荆州城区为中心的环状分布格局，且时序上表现出微观动态性和宏观稳定性特征：一是，通达性空间分布呈现由低水平集聚向优化均衡的动态性发展趋势。二是，乡镇通达性空间分布结构由核心－边缘向等级圈层结构的演进。三是，乡镇通达性发育具有时空惯性，呈现显著的快速干道指向性；(3)十多年间，荆州市乡镇通达性发育呈现出“单核单轴弱扩散”→“单核多轴强扩散”→“双核多轴全扩散”的空间演化模式。

随着长江三角洲经济发展及其面临问题，长三角泛化已成为必然，研究泛长三角空间结构演变有利于正确认识和把握其空间发展态势，从而为泛长三角区域一体化进程提供问题依据。以场强模型为基石，根据扩散理论，构建了场对数扩散效应模型，从城市场这一新视角分析了泛长三角区域空间演进过程。泛长三角城市影响区自改革开放以来经历了疏点-“之”-“几”-“皮皮虾”-“鳊鱼”5种空间形态；根据这一空间形态极其演变规律提炼出疏点类型、散块类型、条带类型、团块类型、板块类型五种空间结构类型；在此基础上，由“以点建轴，以轴布面”思想，以产业结构整体升级为引导，对泛长三角区域进行空间整合，形成由三级中心城市、三级发展轴线以及内核城市群、邻接城市群和外缘城市群组成的核心-边缘结构三级产业城市群。

为了解长江刀鲚Coilia nasus资源的变动状况，探讨沿岸水域对刀鲚资源的保育作用，于2002~2013年间用定制张网对长江靖江段沿岸鱼类作了每月2~3个样本的采集。分析结果显示，12 a采集的369份样品中，刀鲚的出现频率达946%，分别占总渔获数量和重量的518%和546%。刀鲚平均CPUEN和CPUEW有16.7±199尾和1066±1095 g，是沿岸鱼类群聚的优势种或次优势种。但其年资源量并不稳定，最高的2010年是最低2002年的54陪。平均体长1236±370 mm，平均体重仅75±82 g。0+龄组占789%，1+龄组占207%，2+龄仅出现在4、5月份，且仅占当月个体数的30%，幼体是沿岸刀鲚群体的主要组成成分。从0+龄个体的月度体长分布看，当年孵化的幼鱼大多栖息在河岸水域，沿岸生境在维持刀鲚幼鱼资源上具有重要作用。分析显示，4月1日至6月30日的长江禁渔期虽可保护约426%的幼鱼个体，但从保护效果看，还因适当延长沿岸水域的禁渔时间。维护沿岸水域的生境完整性，也是保护长江刀鲚幼鱼资源的重要措施。

植被退化是陆地生态系统功能下降的重要表征。利用2000~2010年SPOTVEGETATION NDVI遥感数据、土地利用数据，采用趋势分析、叠加分析和格网计算方法，对长三角植被退化的空间格局及其影响因素进行分析。结果表明：10 a间长三角地区最大化NDVI均值空间分布南北高、中间低，区域14%的植被覆盖面积显著退化。植被退化呈现一定的空间分异，而人类活动是导致植被退化的主要原因。在长江以南、太湖的北部与东部，环杭州湾地区及南京、南通和台州等城市快速无序的城镇化，造成了建设用地面积增加和耕地的破碎化，使植被退化区域集中连片分布。经济利益驱动农民将水田转化为向水产养殖，引起植被退化。部分区域植被面积未减少而呈退化态势的原因有待研究。

随着环境压力的与日俱增以及森林过度采伐带来的生态危机的加剧，森林生态系统控制水土流失与涵养水源功能的量化及机理研究已成为各国生态学家、林学家、水土保持学家共同关注的课题。以江西庐山自然保护区的6种主要森林植被为研究对象，基于野外调查和室内实验获取的相关数据，采用层次分析法，选取郁闭度、丰富度指数、土壤容重、毛管孔隙度、土壤稳渗速率、枯落物储量、枯落物分解强度、海拔、坡度等15个指标构建多层次多指标的水土保持功能评价体系，根据层次总排序结果，分别计算出各指标的权重，并利用线型评分函数求出各森林植被类型水土保持功能的综合评价值，即6种主要森林植被类型水土保持功能排序为：常绿阔叶林>玉山竹林>常绿落叶阔叶混交林>落叶阔叶林>黄山松林>马尾松林。

以长江三峡区间沿渡河流域为例，采用HECHMS水文模型系统为模拟工具，基于流域下垫面特征和水动力条件提出了一种分布式单位线方法，并应用于降雨径流过程模拟。以自然分水线划分子流域，基于DEM数据和GIS工具提取河网水系特征。采用7种模型评估指标，分别从总量平衡，过程拟合，高水流量和低水流量4个角度评判模型的模拟效果及精度，并给出了模型模拟结果的量化统计指标。模拟结果表明：25场洪水中，洪峰流量相对误差小于20%的有80%，径流深相对误差小于20%的有96%，NashSutcliffe效率系数大于08的有84%。由此可知，提出的分布式汇流方法可有效利用流域下垫面特征和GIS工具提取模型参数信息，适应于无资料流域的降雨径流过程模拟应用。

为了找出外海规模化控养水葫芦（E.crassipes）局部死亡的原因，于2013年8月对控养水域水葫芦空白对照区、健壮区、轻度枯死区以及重度枯死区的水质理化性质、蓝藻生物量及水生植物病理学等方面进行了比较研究。结果表明：轻度和重度枯死区蓝藻生物量高达(421±049)×109 cells/L和(75700±1900)×109 cells/L，均显著高于空白区和健壮区(014±009)×109 cells/L和(146±011)×109 cells/L（P<005）；NH+4N浓度为1144±002 mg/L和36987±1537 mg/L，均显著高于空白区和健壮区032±001 mg/L和034±001 mg/L（P<005）；轻度和重度枯死区溶氧仅140±013 mg/L和030±004 mg/L显著低于空白区和健壮区的770±083 mg/L和680±097 mg/L（P<005）；枯死区水体氧化还原电位(Eh)较低，重度死亡区水体Eh为-27970±2970 mv显著低于其他3处水域。并且，通过对枯死水葫芦常规病理学检测，并未发现病变迹象。由此推断：水葫芦死亡原因可能主要由下风向种养区蓝藻过量堆积死亡，致使水质恶化，水体严重缺氧，进而引起水体NH+4N浓度过高，最终导致水葫芦死亡。这为今后种养水葫芦进行水体生态修复理论研究与实践运用提供借鉴和参考，〖JP+1〗也为利用水葫芦作为蓝藻拦截带，在水葫芦影响下的湖泊营养物质迁移与氮、磷、碳循环动力学提出了新的研究内容。

提高农业用水效率对于农业可持续发展和保障粮食安全具有重大意义。考虑降雨量中绿水资源对农作物生长的重要性，将绿水资源纳入农业用水总量，全面分析长江流域农业用水效率变动趋势。基于1998~2011年长江流域10个省份的面板数据，运用超效率DEA和Tobit模型对流域农业用水效率进行了测度和影响因素的检验。研究发现：(1)在研究期间内，长江流域农业用水效率呈现出波段式上升态势；流域各区段的用水效率呈下游、上游、中游依次递减的区域分布格局。(2)灌溉费、节水灌溉技术和农业对外开放度对流域农业用水效率有显著的正向效应；人均水资源量和年降水量均对流域农业用水效率有负向关系，但只有降水量在统计上显著。研究结果表明应当提高长江流域，尤其是中上游水资源禀赋较高地区的农业用水效率；在农业节水的具体政策方面，调整农业灌溉水价、加强农业技术创新能力和扩大农业经济对外开放程度能够取得较为显著的节水效应。

为进一步明晰南方不同类型草地的碳源汇关系，预测未来气候情景下可能的碳循环特征，利用本地参数化的BIOMEBGC模型对2001~2010年低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸样地净初级生产力（NPP）与净生态系统生产力（NEP）进行了模拟估算。不同类型草地的NPP和NEP 10年间变化趋势不同，低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸的NPP平均值分别为35717、2324和19196 gC/(m2〖DK〗·a)；NEP的平均值分别为325、2128和8196 gC/(m2〖DK〗·a)。3种类型草地NPP与温度之间存在显著的正相关关系，NEP与温度之间存在着显著的负相关关系；本模型模拟的NPP和NEP与年平均降水量之间相关性不明显。未来气候情景C1P-1T1下（CO2浓度倍增，年均温增加2℃，降水减少10%），低山丘陵草原化草甸样地NPP增加2693%，NEP增加160%；典型草山草坡样地NPP增加6220%，NEP增加153%；典型山地草甸样地NPP增加135%，NEP增加206%。3种南方草地类型在未来气候情景下都将有一定的碳汇增长潜力，其中以典型山地草甸的碳汇潜力最为明显，与降水量相比受温度变化的影响相对较大。

利用川西高原31个气象观测站1961~2012年的观测资料，采用线性趋势法、MannKendall突变检测法和Morlet小波分析方法，详细分析了川西北高原畜牧业界限温度0℃初日、5℃终日及0℃初日至5℃终日之间畜牧气候资源的变化特征。结果表明：（1）川西北高原稳定通过0℃初日及5℃终日在区域上有很大差异，主要受海拔高度、纬度的影响。（2）畜牧气候资源的年际变化总体呈增加趋势，但区域变化不均；（3）各要素年代际变化不同，积温在各个年代都比前一年代增加，而日照时数则呈现出一增两减一增的趋势，降水量的年代际变化型式与日照相反，呈现一减两增一减的趋势；（4）各因素突变特征明显，突变的时间主要出现在20世纪80年代，不同因素的突变类型不同；（5）畜牧业气候资源存在明显的周期性变化，各要素变化周期长短不一致，尤其是降水量以4 a左右的短周期振荡为主。

为了解青藏高原东南部及邻近地区FY2E卫星大气可降水量(FY2E TPW)的可靠性，利用2010~2012年探空计算值(RS TPW)对其进行对比分析。结果表明：青藏高原地区月平均FY2E TPW除7月偏小外，其余月份都偏大，相对偏差仅有6月和7月在25%以内，其余月份都在50%以上，尤其是1月高达78045%，FY2E TPW与RS TPW之间为负相关系数， FY2E TPW在青藏高原地区不可靠；低海拔地区，6月和7月平均FY2E TPW偏小，其余月份都偏大，5~8月相对偏差不足4%，但1月相对偏差却高达10584%；低海拔地区4~10月，FY2E TPW与RS TPW相关系数大于05，FY2E TPW订正模型估计标准误差为657 mm，个别站点误差较大，还有待进一步的改进。

为更好地推动崇明低碳生态岛的建设，在应用以自下而上的部门法为基础的区域范围温室气体排放评估核算方法，全面核算崇明岛能源消费及温室气体排放现状的基础上，应用LEAP模型，通过情景分析预测崇明岛中长期能源消费需求以及温室气体排放水平，并进一步应用对数平均指数法（LMDI）对影响崇明岛未来温室气体排放的主要因素进行了定量分析。研究表明：参考情景下，崇明岛能源消费总量从2010年的101万吨标煤增加到2050年的533万吨标煤，净碳足迹从2010年的238万吨CO2e增加到2050年的579万吨CO2e。崇明岛能源消费需求和碳排放增加的主要驱动因素是未来的经济发展、人口增长和生活水平的提高，但是通过一系列的优化，尤其是能源结构的变化和能耗强度的下降，减排情景下，崇明岛能源消费总量有可能在2039年左右达到峰值，并有望在2050年左右实现“零碳岛”的长期发展目标。结合定量分析的结论，进一步提出了实现崇明岛低碳发展中长期目标的可能性和重点发展领域。

对东滩植被带光量子通量密度的调查研究表明：互花米草带与海三棱藨草带光量子通量密度没有显著性差异，其值分别为1 570和1 556 μmol/（m2·s）。光照对两物种的生长、繁殖等植物行为的影响只取决于其对光照的利用能力和效率；在互花米草和海三棱藨草混生带，到达互花米草和海三棱藨草的光量子通量密度之间存在显著差异(P<005)，互花米草对海三棱藨草的遮荫效应达63%，表明互花米草对海三棱藨草具有强的遮荫作用。光照不足严重影响海三棱藨草的生长，在混生带，海三棱藨草生长速率降低，种群密度和生物量减少，植株高度增加。因此，互花米草对海三棱藨草的遮荫作用，抑制了海三棱藨草在中潮滩的更新过程，因而也是造成海三棱藨草生境丧失的重要原因之一。

遥感反演是监测水体表层悬浮物浓度分布的有效手段之一。然而，常用的经验回归模型是建立在大样本的理论假设之上的，而大多数情况下所获取的样本数实际上是十分有限的，因而有必要引入基于小样本的新的反演模型。支持向量机（SVM）建立在结构风险最小原理和VC维理论基础上，其泛化能力强，适用于小样本回归模型。使用HJ1B卫星CCD2遥感影像结合长江中游实地同步采样数据建立悬浮物浓度SVM遥感反演模型，并采用果蝇优化算法（FOA）对模型参数进行了优化。结果表明，与传统经验回归模型相比，SVM模型具有较高的预报精度和稳定性；在SVM模型的参数优化中，FOA算法效果理想，其计算量也远小于网格搜索算法。最后，使用所建立的SVM模型对长江中游城陵矶附近长江和洞庭湖水体悬浮物浓度进行了反演，并对其空间分布特征进行了分析。结果显示，长江干流的悬浮泥沙浓度总体上明显小于洞庭湖，这主要是三峡工程下泄泥沙大幅减少造成的；洞庭湖浑浊的湖水汇入长江后，在城陵矶下游形成明显的混合带；而洞庭湖湖口悬浮物浓度明显高于其他湖区，这可能是该区域采砂活动的强烈扰动引起的。

为研究三峡水库神农溪库湾水动力特性及其对营养盐分布的影响，于2013年汛前供水期对神农溪库湾水文、水质及水生态进行空间定点监测与分析。结果表明：2013年汛前供水期三峡水库干流水体依次以底层、中上层和表层倒灌异重流形式潜入神农溪库湾。受干流倒灌异重流影响，库湾营养盐自下游向上游逐渐降低，干流水体对库湾营养盐具有明显补给作用。水位变化过程会影响倒灌异重流的模式和范围，可通过水库调度来解决支流库湾水华和富营养化问题。

利用三期遥感分类数据为基础数据源，结合野外地面核查和生态空间分析方法，对三峡库区水源涵养重要区2000~2010年生态系统格局时空动态变化进行了分析。结果表明：研究区内各类生态系统空间分布差异较大，以森林和农田为主体生态系统；10 a间，由于三峡水库蓄水淹没了大量农田和林地，导致森林生态系统和农田生态系统分别向湿地生态系统转化了17999 km2和19127 km2；其他生态系统（主要是人工表面）面积在时段内增加了50663 km2，主要是城镇建设占用部分森林和农田转换而来；时段内森林生态系统总的面积未发生较大减少主要是由于近年退耕还林、森林工程等生态工程的实施获得了大量补充；研究区后期的生态系统转化强度在逐渐增强，生态系统动态类型相互转化强度也显示出研究区生态系统类型的转化总体变差。

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。

采用分解袋法，研究了川西亚高山云杉纯林与混交林叶凋落物的质量损失过程及土壤动物与微生物的作用。结果如下：（1）云杉叶凋落物分解过程中，土壤动物数量总体呈下降趋势，即土壤动物主要在分解前期发挥作用，其中，大型土壤动物早期以植食性的蛴螬为主，中期以捕食性的石蜈蚣为主，后期以腐食性的马陆为主；中小型土壤动物始终以螨类、跳虫和线虫为优势类群；相关分析表明线虫数量与云杉叶凋落物分解速率相关性最大，大型土壤动物次之。（2）云杉叶凋落物分解过程中，微生物数量总体呈上升趋势，即土壤微生物主要在分解后期发挥作用，进一步相关分析表明真菌数量与云杉叶凋落物分解速率相关性大于细菌和放线菌。（3）云杉纯林叶凋落物分解速率低于混交林，其中分解3、15、21、24个月时，纯林小孔径分解袋失重率分别为混交林的65.51%、95.73%、9891%、94.8%，大孔径分解袋失重率分别为混交林的8983%、9295%、9813%、9713%，即，两类林分小孔径分解袋及凋落物分解前期失重率差异更为明显，表明凋落物分解速率既受底物质量的影响，也和参与分解的土壤生物有关，其中与线虫、大型土壤动物及真菌的数量相关性最大。

通过前期的初步研究发现，挺水植物水田芥（Nasturtium officinale R.Br.）地上部分镉含量超过了超富集植物的临界值（100 mg/kg），可能是镉超富集植物。为进一步了解水田芥在不同镉浓度梯度条件下的镉积累特性，通过盆栽试验研究了不同土壤镉浓度（0、25、50、75、100 mg/kg）对水田芥生长特性、镉耐性和镉积累特性的影响。结果表明：随土壤镉浓度的增加，水田芥根系和地上部分镉含量增大，分枝数量、根系生物量、地上部分生物量、抗性系数及叶绿素SPAD值均呈降低的趋势。当土壤镉浓度大于0 mg/kg时，随着土壤镉浓度的增加，水田芥的根冠比呈增加的趋势。土壤镉浓度为50~100 mg/kg时，水田芥地上部分镉含量均大于100 mg/kg，最大值为21484 mg/kg（土壤镉浓度为100 mg/kg），地上部分富集系数（BCF）大于1，但转运系数（TF）小于1。在土壤镉浓度为50 mg/kg时，水田芥地上部分镉积累量达到最大值，为192233 μg/株。因此，水田芥是一种镉富集植物，适合用于土壤镉污染浓度在50 mg/kg以内的水田修复。

水土流失易发区划分是新一轮水土保持规划的现实需要。基于PSR概念模型，选取12个指标建立评价指标体系，并采用改进的层次分析法求得指标权重，通过多级加权求和，对江苏省平原区进行水土流失易发区划分评价。该方法以250 m×250 m栅格为单元，借助GIS的空间分析功能制作各层次指标的空间分布图，并分别从压力、状态、响应3个子层次和综合目标层进行评价分析。结果表明：全省平原区水土流失压力分布较为普遍，Ⅲ级及以上压力区域占全省总面积的4075%；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级易发区域面积分别为1012%、4290%、2573%和124%，无Ⅴ级易发区域；最终划定江苏省水土流失易发区面积约占全省总面积的2697%。具有现状数据的评价单元划分结果与实际情况较一致，说明水土流失易发区划分结果能基本反映江苏省水土流失特点和状况，可作为江苏省水土保持规划的重要依据。

为研究洪涝灾害中不同洪涝致灾因子组合特征对灾害的决定作用，基于历史文献资料，对长江三角洲地区1644～1949年五种洪涝致灾因子(简称洪涝因子)——连续降水、台风、潮灾、上游洪水以及强降水——分类辨识并逐年赋值统计，得到1644～1949年长江三角洲逐年洪涝因子总值序列。结果表明：(1)影响洪涝的因子平均为166个，依据洪涝因子总值序列变化趋势，研究时段可划分为三阶段：阶段一，1644～1718年，三因子与四因子洪涝年多集中于这一阶段，该阶段均值高于全段均值与其它两阶段；阶段二，1719～1864年，该段波动较大，单一因子与二因子洪涝年发生频次较高，该段均值最低，其中单一因子洪涝年以强降水因子的影响为最多；阶段三，1865～1949年，大多出现单一因子与二因子洪涝年，整体波动较小，为较平稳的时段。(2)单一因子洪涝年发生频率最大，以强降水因子出现最多，二因子洪涝年发生频率次之，以连续降水-强降水比例最高，三因子洪涝年以连续降水-台风-强降水为最多，四因子洪涝年出现最多的为连续降水—台风—上游洪水—强降水的因子组合，未出现五因子洪涝年。(3)按灾情影响范围辨识了长江三角洲地区1644～1949年6个极端洪涝灾害年和7个极端台风灾害年，发现极端洪涝灾害年主要集中于阶段一中期和阶段二后半期，包括2个四因子年、3个三因子年和1个二因子年，都与连续降水和强降水有关；而极端台风灾害年多发生于阶段二前半期，多为台风与潮灾共同致灾。

通过南昌市1951~2007年降雨资料市区站与郊区站对比分析的方法研究南昌市城市化对城市降雨的影响程度。分析表明，随着城市化进程推进，虽然城区汛期雨量没有增加，不存在明显“雨岛效应”，但是降雨有趋于集中的趋势，降雨年内分配不均匀更加明显；受城市化的影响，城区降雨变化频率将增大，这直接影响到城市现有的和拟建的排水工程标准和雨洪排水工程的安全；城市化使得城区强降雨发生概率增加，其中对大暴雨发生概率的影响最大。