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    2024,44(6):1-11,22, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.001
    摘要:
    [目的] 探究鄂陵湖区生物多样性和植物根系抗拉伸力学特性,为黄河源鄂陵湖区水土流失,高寒草地草毡层滑塌等地质灾害现象的有效防治提供数据支持,为草毡层滑塌破坏机理的研究提供理论依据。[方法] 以研究区样方调查结果为依据,对区内优势草本植物开展单根拉伸试验;对比分析不同草本植物在不同根径级别条件下,单根抗拉力、单根抗拉强度、单根极限延伸率及单根弹性模量的差异性及其与根径之间的关系。[结果] 研究区内优势草本植物为青藏薹草、多枝黄耆、冷蒿、早熟禾、弱小火绒草和短穗兔耳草。在根径范围为0.10~0.60 mm条件下,以上6种草本植物单根抗拉力和单根抗拉强度随着根径的增大分别呈幂函数增长和幂函数减小的趋势,单根极限延伸率和单根弹性模量与根径之间不存在显著性函数关系。综合考虑不同植物类型的单根抗拉力学特性指标、物种重要值与根系类型,在鄂陵湖地区,早熟禾的固土能力最好。[结论] 研究区6种优势草本植物的根系均具备较好的固土潜能,其中早熟禾的固土能力最强,该研究结果可以为鄂陵湖区水土保持工作提供一定依据。
    2024,44(6):12-22, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.002
    摘要:
    [目的] 探究不同水土保持措施对露天煤矿排土场土壤养分和植物多样性的影响,旨在为矿区排土场等废弃地的生态恢复提供可行的技术措施。[方法] 在草原露天煤矿排土场裸露边坡布设8种水土保持工程措施与植物措施相结合的水土保持措施,以无措施(CK)为对照,采用样方法调查植物群落特征,并测定土壤主要理化性质,对比分析不同水土保持措施下植物群落特征、土壤特性的变化差异,采用冗余法分析植物群落特征与土壤特性之间的相互关系。[结果] ①排土场边坡采取水土保持措施对土壤主要理化性质有不同程度的影响,其中土壤速效养分含量变化明显(p<0.05),撒播混草+生态袋间隔1 m (Ⅱ)和撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ)2种措施的土壤速效磷含量达到3.38,3.13 mg/kg,分别比对照(CK)(2.20 mg/kg)增加53.6%,42.3%;撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ),撒播混草+土工格室(Ⅶ),撒播混草+草帘子(Ⅷ)3种措施的土壤速效钾含量为108.25,126.25 ,124.00 mg/kg,对照样地土壤速效钾含量仅为53.25 mg/kg。②水土保持措施对植物群落特征的影响主要表现在Simpson优势度指数上,除撒播混草+沙柳沙障(Ⅵ)和撒播混草+土工格室(Ⅶ)的与对照(CK)间差异不显著外(p>0.05),其他组均显著高于对照(CK,p<0.05)。③冗余分析结果表明,Margalef丰富度,Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数均与土壤速效磷呈显著正相关;Louie均匀度指数与土壤全氮、速效钾和缓效钾呈显著正相关。[结论] 露天煤矿排土场实施水土保持措施可提高土壤养分含量和植物多样性,对于生态恢复有积极的作用;撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ)和撒播混草+沙柳沙障(Ⅵ)的水土保持措施具有较好的生态修复效果,可作为矿区排土场生态修复的主要措施推广应用。
    2024,44(6):23-30,56, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.003
    摘要:
    [目的] 探究种植不同宿根花卉对黄河三角洲土壤盐分和养分的影响,为选择合适的宿根花卉进行盐渍土生态改良提供物种参考,助力黄河国家战略和盐碱区域美丽乡村建设。[方法] 以种植马蔺(Iris lactea)、紫穗狼尾草(Pennisetum alopecuroides subsp.purple)、常夏石竹(Dianthus plumarius)、天人菊(Gaillardia pulchella)、大花萱草(Hemerocallis hybrida)和八宝景天(Sedum spectabile)的土壤为研究对象,以未种植宿根花卉的裸地土壤为对照,分析花卉种植对土壤含盐量、电导率、Na+,Cl-,速效钾和有效磷含量的影响。[结果] ①种植宿根花卉对黄河三角洲盐渍土具有一定的生态调控效果。种植马蔺和紫穗狼尾草可显著降低0—10 cm土层的含盐量,同时马蔺对10—20 cm土层的含盐量也有一定的降低效果,电导率与含盐量趋势一致。②天人菊、常夏石竹可显著降低0—10 cm土层的Na+和Cl-含量;马蔺和天人菊对土壤中Cl-去除效果较好。③不同宿根花卉对表土层速效钾含量影响不显著,而种植不同宿根花卉可降低10—20 cm土层的有效磷含量,紫穗狼尾草降低效果较小。[结论] 种植马蔺、紫穗狼尾草对盐渍土的改良效果较好,在选择宿根花卉进行黄河三角洲地区盐渍土的生态改良时可优先考虑;大花萱草居中;常夏石竹、天人菊、八宝景天较差。
    2024,44(6):31-38,45, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.004
    摘要:
    [目的] 评价淋洗剂对盐渍土盐分洗脱影响,为滩涂围垦区土壤改良提供理论指导。[方法] 以采自上海市崇明滩涂围垦区水稻田的轻度盐渍土和重度盐渍土为研究对象,比较分析了硝酸钾、硝酸铁、硝酸钙、硝酸镁和碳酸氢铵5种淋洗剂浓度和淋洗次数对土壤盐分Na+,K+,Ca2+,Mg2+,CO2-3,HCO-3,Cl-和SO2-4这8种离子的洗脱效果。[结果] 5种淋洗剂对轻度盐渍土Na+,Cl-的洗脱均有促进作用,其中以硝酸钾对Na+的洗脱作用最为明显,土壤浸出液中Na+的浓度较对照提升了9.9%~25.9%;碳酸氢铵更易促进土壤Cl-的洗脱,较对照提升了9.6%~21.2%。综合考虑淋洗剂对K+,Ca2+,Mg2+等土壤养分的淋出影响,以3.0 mmol/L硝酸钾的处理效果更佳;硝酸钾进行第二次淋洗时的Na+,Cl-,SO2-4,Ca2+的浸出浓度较低,而HCO-3和Mg2+则相反。因淋洗剂浓度较重度盐渍土盐分离子含量低,导致5种淋洗剂对重度盐渍土Na+和Cl-的洗脱效果不佳,与对照相比,分别提升了0.1%~1.0%,0.01%~4.4%。[结论] 滩涂围垦土壤改良时应根据土壤盐分离子种类与含量确定淋洗剂类型、浓度及淋洗次数;淋洗剂的施用可与灌溉措施相结合。
    2024,44(6):39-45, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.005
    摘要:
    [目的] 探究光伏电站不同植被类型下土壤有效微量元素含量及化学计量比,旨在为加速西部干旱区光伏电站植被恢复提供理论依据。[方法] 以内蒙古自治区呼和浩特市默特左旗光伏农林牧示范基地4种不同植被类型下的土壤为研究对象,分析不同植被土壤有效微量元素及其生态化学计量。选取天然植被、樟子松、黄芪、苜蓿4个不同植被类型测定0—20,20—40 cm土层养分状况。[结果] ①在4种植被类型中,土壤微量元素有效含量存在显著差异,且微量元素有效含量均较低。②4种植被类型下,土壤微量元素有效含量表现为:黄芪样地>苜蓿样地>樟子松样地>天然植被样地。③研究区土壤微量元素有效含量化学计量为:Fe∶Mn为0.96,Fe∶Cu为31.95,Fe∶Zn为4.07,Mn∶Cu为33.50,Mn∶Zn为4.30,Cu∶Zn为0.15。④研究区土壤微量养分表现为Fe,Mn,Cu缺乏,且Fe元素为主要的微量元素限制因子,Mn,Cu元素为次要限制因子。[结论] 在该区域进行植被恢复的同时,要适当添加微肥,在一定程度上可提高土壤肥力,并为研究区植被恢复提供更充足的微量养分。
    2024,44(6):46-56, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241105.001
    摘要:
    [目的] 探究东北地区11种主要树种未分解凋落叶性状与水源涵养能力之间的耦合关系,剖析其持水及失水过程,为明确该区主要树种水源涵养能力提供理论依据。[方法] 以11种东北地区常见树种为研究对象,通过室内浸泡与失水试验测定未分解凋落叶持水和失水特性,再通过游标卡尺,扫描仪、元素分析仪等仪器及Klason法,浓酸水解定糖法测定12种叶物理化学性状,对叶性状与叶水源涵养能力之间的关系进行回归分析。[结果] 11种树种未分解凋落叶的最大持水率、有效拦蓄量、失水率和失水速率存在显著差异(p<0.05),最大持水率由大到小依次为辽椴(Tilia mandshurica)、白桦(Betula platyphylla)、紫椴(Tilia amurensis)、兴安落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)、加杨(Populus×canadensis)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis),最大持水率与比叶面积呈显著正相关,与叶厚、叶形指数存在显著负相关关系(p<0.05);24h失水率由小到大依次为红皮云杉、白桦、紫椴、辽椴、红松、蒙古栎、水曲柳、加杨、樟子松、落叶松、胡桃楸,失水速率与叶长、比叶面积、粗糙程度呈显著正相关(p<0.05)。[结论] 比叶面积是影响未分解凋落叶水源涵养能力的最主要叶性状,其次是叶长、叶厚、叶形指数、粗糙度。辽椴、白桦和紫椴是未分解凋落叶水源涵养能力相对优异的树种。
    2024,44(6):57-67,128, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.007
    摘要:
    [目的] 探究米老排与红锥混交组合模式的水源涵养能力特征,筛选出水源涵养能力最佳的混交组合模式,为西江流域水源涵养林的构建与经营管理提供科学依据。[方法] 通过3种混交比例(1∶3,2∶2,3∶1)和3种混交方式(株间混交、行带混交、块状混交)设置了9种米老排与红锥的混交林组合模式,并以米老排、红锥纯林为对照,对比分析了11种种植模式凋落物层、土壤层的水源涵养能力差异,利用熵权TOPSIS (technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型筛选出最佳水源涵养能力的混交组合模式。[结果] ①试验林凋落物层生物量、自然持水量、有效拦蓄量和最大持水量分别为1.17~4.21,0.38~2.29,5.15~10.58,6.40~13.37 t/hm2,均与试验林中米老排比例显著正相关(p<0.05);相比于株间混交、块状混交,行带混交的凋落物层生物量与有效拦蓄量较高。②试验林0—30 cm土层的自然持水量、毛管持水量、非毛管持水量、饱和蓄水量的变化范围分别为756.14~1 007.21,1 130.73~1 388.40,117.96~422.63,1 444.70~1 590.66 t/hm2;其中,毛管持水量、非毛管持水量在不同林分之间差异显著,且均与试验林中米老排比例存在显著的线性回归关系(p<0.05)。③米老排与红锥以3∶1混交比例进行行带混交的林分水源涵养能力最好,米老排纯林次之,其后是其余混交林,最后是红锥纯林。[结论] 在幼龄林阶段,米老排与红锥混交林的水源涵养能力在一定程度上好于各自的纯林,且这种混交效应受混交比例与混交方式的影响。
    2024,44(6):68-76, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.008
    摘要:
    [目的] 研究不同造林密度对油松人工林林下植物群落结构、物种多样性及土壤理化性质的影响,确定适宜的水土保持林经营管理密度,为砒砂岩区油松人工林生态功能提升和可持续发展提供参考依据。[方法] 以准格尔旗西黑岱徐家门前沟坡面油松人工林为研究对象,通过野外取样调查及室内实验,探究4种造林密度(950,2 000,3 250,4 300株/hm2)条件下林下草本植物群落组成、物种多样性和土壤理化性质的相互关系。[结果] ①研究区林下草本植物共有9科19属33种,植物种数在造林密度为3 250株/hm2时最多。油松林下草本植物群落主要以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、豆科(Fabaceae)、蔷薇科(Rosaceae)植物为主,随着造林密度增加,伴生优势种由阳生、中生性物种向阴生性物种过渡。②不同造林密度处理下,林下草本层物种多样性指数、植株高度、生物量以及土壤有机质、速效氮磷钾含量、土壤含水量均表现为:3 250株/hm2>4 300株/hm2>950株/hm2>2 000株/hm2。③造林密度对林下土壤含水量、有机质以及速效氮磷钾含量影响显著(p<0.05),对植物物种多样性指数则无显著影响(p>0.05)。在相关性分析中,土壤有机质、速效氮磷钾含量与草本层物种多样性指数之间关系最为密切。[结论] 准格尔旗砒砂岩区油松人工林造林密度在3 250株/hm2时更利于其林下植物的生长和土壤肥力的改良。
    2024,44(6):77-87, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240923.002
    摘要:
    [目的] 分析华北土石山区坡面土壤水分的动态变化及其对降雨的响应,揭示其降雨响应补给特征及规律,旨在为该地区水资源合理利用以及水土保持提供参考和理论依据。[方法] 以华北土石山区典型自然荒坡地为研究对象,实时监测不同坡位土壤水分动态变化,研究土壤水分对降雨的动态响应特征及其内在规律。[结果] ①坡面年均含水量表现为下坡(20.3%±5.5%)>上坡(19.5%±5.7%)>中坡(15.9%±7.0%),在垂直剖面呈现深层土壤含水量大于浅层土壤含水量。②土壤水分对降雨的响应速度表现为中坡(1.50 h)显著高于上坡(4.10 h)和下坡(2.80 h),在垂直剖面呈现深层土壤水分较浅层土壤水分对降雨的响应更为迅速。③降雨对土壤水分的平均补给速率和消退速率为中坡(1.4%/h,0.3%/h)>上坡(0.9%/h,0.2%/h)>下坡(0.7%/h,0.1%/h),在垂直剖面呈现降雨对深层土壤水分的补给速率、消退速率均大于浅层土壤。[结论] 在华北土石山区,当降雨量>2.7 mm能有效补给坡面土壤水分,中坡和深层土壤对降雨的响应更为迅速。
    2024,44(6):88-96, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.010
    摘要:
    [目的] 明晰大熊猫国家公园(四川片区)森林水源涵养功能的林型分异特征及空间格局,为片区森林资源保护和水资源适应性经营管理提供指导。[方法] 基于大熊猫国家公园(四川片区)登记单元地籍调查—森林资源专项调查成果、样地调查及多源遥感数据等,使用综合蓄水能力法计算片区森林的水源涵养量,并分析不同森林类型和立地条件差异下的森林水源涵养功能特性。[结果] ①片区森林生态系统的水源涵养总量为1.71×109 m3,单位面积水源涵养量为1 061.27 m3/hm2;土壤层是森林涵养水源的主要场所;常绿针叶林的水源涵养功能最强。②森林水源涵养功能的空间差异明显,形成了雅安、绵阳、广元市等地较高,阿坝州、德阳市等地较低的空间分布格局。③森林水源涵养总量主要集中在海拔(1 500,3 500] m地区,其水源涵养贡献率达90.10%;森林单位面积水源涵养量随着海拔的升高呈显著的下降趋势(p<0.01)。④急坡(35°,45°]地区的森林水源涵养总量最高,其水源涵养的贡献率为24.01%;森林单位面积水源涵养量随着坡度的增加呈显著的先升高后下降趋势(p<0.01)。[结论] 因地制宜地合理调整大熊猫国家公园(四川片区)的森林资源结构、优化森林资源布局,有利于更大程度地发挥片区森林的水源涵养功能。
    2024,44(6):97-105, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.011
    摘要:
    [目的] 为解决青藏高寒地区土壤复垦过程中土壤结构较差,水土流失严重等问题,研究3种环境材料对土壤团粒结构改良和理化性质改善的优化组合。[方法] 以青海德尔尼铜矿为例,利用当地蛇纹石渣土和原土,通过土培模拟正交试验,研究了混施黏合剂、长纤维、稻壳3种材料对边坡土壤改良的效果,并筛选出效果最佳的混合材料比例。[结果] 正交极差结果表明:黏合剂对土壤团聚体、总孔隙度、田间持水量和土壤容重的影响较强,长纤维和稻壳对pH值和全盐含量的影响较强。与对照相比(CK)相比,黏合剂的加入可以增加土壤容重,但会降低土壤孔隙;长纤维和稻壳可明显降低土壤pH值,提高总孔隙度和田间持水量并适当提高全盐含量。土壤团聚体和pH值最优的组合为A2B2C3(黏合剂0.074 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳11.110 g/kg);土壤容重、总孔隙度和田间持水量调节以A1B2C2(黏合剂0.037 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳7.410 g/kg)组合最优;全盐含量最优组合为A3B1C2(黏合剂0.111 g/kg,长纤维1.480 g/kg,稻壳7.410 g/kg)。[结论] 高寒矿区土壤基质恢复的最优配方是A1.5B2C2,即黏合剂0.056 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳7.410 g/kg为最优配比。它可以改善土壤结构,并具有提高青藏高寒矿区水土保持的能力。
    2024,44(6):106-117, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.012
    摘要:
    [目的] 现场调查三江源区土壤侵蚀状况,旨在为该区域今后水土流失防治提供参考。[方法] 调查组在2023年7月25日至8月20日,分3组分别前往青海省的果洛州、玉树州、海南州和黄南州,对上述区域的林地、草地、农田、裸地、道路、河流岸坡、山区沟谷进行了调查和分析。[结果] 草地的土壤侵蚀类型最为复杂,受到风蚀、水蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀等多营力侵蚀的共同作用,造成了其水土流失严重。此外,高原鼠害对草地破坏可能是草地侵蚀发生另一重要因素;乔木林地常在林下出现侵蚀细沟,但是由于工程护坡的作用下,发生侵蚀风险整体偏小;灌木林地所在坡面的坡脚处,受到水力侵蚀和重力侵蚀的影响较大,侵蚀风险较大;农田虽然分布面积较少,但是在田埂部分发生轻度的水蚀;对于裸地,细沟侵蚀较为剧烈,水土流失严重;值得注意的是,在道路两侧,边坡侵蚀较为严重,工程开挖导致草皮破坏,在重力的作用下发生滑塌,出现较大的裸露面,为水蚀的发生提供了条件,导致部分区域已经形成了较大的侵蚀沟网。[结论] 青海省三江源区域土壤侵蚀类型复杂多样,随着人类活动的加剧,局部区域水土流失有进一步加剧的风险,亟需开展新时期的水土保持工作,需要在该区域加强土壤侵蚀基础研究,加强水土保持监测站网的布设,智能化管理等。
    2024,44(6):118-128, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.013
    摘要:
    [目的] 探究库布齐沙漠2000—2023年沙漠化时空动态变化规律,旨在为库布齐沙漠植被恢复及生态建设提供理论参考和基础数据支持。[方法] 基于Landsat遥感影像特征,采用EVI遥感指数灰度分割,土地沙漠化程度分级、土地利用动态度、多度指数和重要度指数,研究了库布齐沙漠及其周边地区2000—2023年土地沙漠化的时空分布和变化趋势。[结果] 库布齐沙漠的沙漠化总面积从2000年的10 694.6 km2下降到2023年8 837.56 km2。极重度沙漠化面积已由当初的6 272.11 km2,缩减为1 461.15 km2,重度沙漠化面积由2000年的1 773.97 km2,上升到2 874.48 km2,中度沙漠化面积由2000年的1 372.16 km2上升到1 965.84 km2,轻度沙漠化的土地面积由1 276.35 km2上升到2 535.58 km2。从时间序列角度分析来看,2000—2023年间极重度沙漠缩减速率为3.33%,重度沙漠化增加速率为2.70%,中度沙漠化增加速率为1.88%,轻度沙漠化缩减速率为4.29%。极重度沙漠土地类型面积从2000年的6 272.11 km2下降到2023年的1 461.65 km2,合计流失面积为4 949.72 km2。从空间角度分析,极重度沙漠类型随时间变化由分布分散变为分布集中,在2000—2010年内在沙漠中占据主导地位;重度和中度沙漠化类型的多度指数处于7.69%~16.15%之间,说明重、中度沙漠化类型长期分布较为集中;轻度沙漠化类型随时间变化分散且较为广泛。[结论] 2000—2023年库布齐沙漠面积总体呈减少趋势,生态环境有所改善,未来该区域生态修复重点关注极重度沙漠区域。
    2024,44(6):129-139, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.014
    摘要:
    [目的] 探究长江中游地区水资源生态足迹时空变化及可持续利用,为长江中游地区及其他省市、城市群或流域地区的水资源可持续利用提供决策参考。[方法] 选取长江中游地区覆盖的湖北、湖南和江西3省作为研究对象,以2011—2021年作为研究时段,运用水资源生态足迹模型对3省的生态足迹等相关指标进行时空分析,并基于PSR模型框架构建长江中游地区水资源可持续利用评价指标体系。[结果] ①3省的人均水资源生态足迹和生态承载力总体都呈上升趋势,且生态承载力都高于生态足迹,全部实现生态盈余。江西省的人均水资源生态盈余最高,介于3.186~7.966之间;湖北省的人均水资源生态盈余最低,介于0.304~2.603之间。②3省各用水账户的生态足迹所占比例最大的是生产用水,生活用水次之;生态环境用水占比虽然最小,但是上升幅度最大,其中湖北省的人均生态环境用水足迹上升最明显。③万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势,其中江西省最高,湖北省最低,三者之间的差距呈逐年缩小态势。④3省水资源可持续利用的压力指数、状态指数和响应指数整体呈现下降、上升和上升的趋势;综合评价指数都处于波动中上升的趋势,但上升幅度不大,指数值总体都不高。[结论] 3省需要继续加大对生产用水和生活用水合理使用的管理,进一步鼓励生态环境用水的使用,同时加大对实现水资源可持续利用措施的推进,以此提高水资源的可持续利用水平。
    2024,44(6):140-148,158, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.015
    摘要:
    [目的] 研究土地利用类型变化对淤地坝坝控区土壤侵蚀量的影响,为淤地坝坝控区域生态建设高质量发展提供理论依据。[方法] 以甘肃省渭源县水泉湾淤地坝坝控区为研究对象,采用加权平均法对文献资料中的土壤侵蚀模数取值进行修正,并计算出水泉湾淤地坝坝控区不同土地利用类型的土壤侵蚀量;根据遥感影像分析土地利用类型变化过程与特征,结合Pearson相关性分析探究土地利用类型变化对土壤侵蚀量的影响。[结果] ①2005—2023年水泉湾淤地坝坝控区土地利用类型以梯田为主,比例超过了70%,水体比例不到0.1%,土地利用类型转化方式为梯田、荒草地、坡耕地、疏林地和灌木林之间的相互转化;②2005,2010,2018和2023年土壤侵蚀总量分别为4.54×103,3.70×103,3.31×103,3.95×103 t,土壤侵蚀主要发生在坡耕地、荒草地、疏林地、梯田和灌木林,其中荒草地的年侵蚀总量最大,所占比例为41.74%~49.46%,居民地和道路最小,所占比例不到1%; ③坡耕地与梯田面积变化呈显著负相关,相关系数为0.972;土壤侵蚀量变化与荒草地面积变化呈显著正相关,相关系数为0.983。[结论] 农业结构调整和农业技术发展是土地利用类型格局变化的主要驱动因素之一。坡改梯和小流域的综合治理是减少区域水土流失的有效办法。
    2024,44(6):149-158, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.016
    摘要:
    [目的] 为了克服目前可免费下载的30 m分辨率DEM在提取东北漫川漫岗地貌区耕地坡度时存在的坡度变缓问题,获取精确坡度数据,为东北漫川漫岗地貌类型区土壤侵蚀定量评价提供重要数据支持。[方法] 基于无人机航测影像生成5 cm分辨率DEM并对其重采样获得1,5和12.5 m分辨率的DEM,结合免费下载的30 m分辨率DEM,确定研究区DEM提取坡度的最佳分辨率;基于直方图匹配算法,分坡度段拟合了30 m与最佳分辨率DEM之间的坡度转换模型。[结果] ①5组DEM分辨率提取的坡度信息表明,1和5 m与5 cm分辨率DEM提取的坡度分布频率具有较强的相似性,且5 m分辨率DEM与1∶10 000比例尺地形图的分辨率相对应。据此确定5 m分辨率为构建坡度转换模型的最佳分辨率。②基于直方图匹配算法分坡度段构建了30与5 m分辨率DEM提取坡度的一元一次线性模型和一元二次非线性模型;且当地面坡度小于7°时宜选取线性坡度转换模型,而当地面坡度大于7°时宜选取非线性坡度转换模型。③经线性和非线性坡度转换模型优化后,30 m坡度分布频率与5 m分辨率的坡度分布频率基本相似,且协方差、相关系数均大幅度提高。这说明30 m分辨率DEM提取的坡度信息经模型转换后能够真实反映地面起伏特征,且非线性坡度转换模型优化效果更佳。[结论] 5 m分辨率为研究区DEM提取坡度的最佳分辨率。构建的低—高分辨率的坡度转换模型中,非线性坡度转换模型较线性坡度转换模型的优化效果更好。
    2024,44(6):159-165,193, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.017
    摘要:
    [目的] 研究溃坝洪水演进过程模拟方法,为水库溃决风险防控、制定溃坝早期预警及人员疏散方案提供科学依据。[方法] 以河南省郑州市上游尖岗和常庄水库为例,基于GIS技术构建高仿真地形数字高程模型,利用MIKE FLOOD耦合模型进行水库溃坝一二维模型耦合,模拟水库溃坝后洪水演进过程,探讨洪水在下游河道和复杂城区的演进特征。[结果] 常庄水库和尖岗水库溃坝瞬间最大下泄洪峰流量分别为4 542.03和17 549.1 m3/s。贾鲁河下游距尖岗水库约15.00~31.39 km范围内河道两岸的漫堤洪水淹没面积为56.37 km2。常庄水库溃决1.00 h后,河道漫堤,开始产生淹没区,溃决4.25 h后,尖岗水库发生溃坝。当尖岗水库溃决洪水演进历时1.25 h后,原淹没区水深显著增加,溃决1.92 h后,淹没范围开始增大。常庄和尖岗水库溃坝后,洪水水位均增大至超过南水北调防护堤堤顶,大量洪水涌进南水北调总干渠,洪水流速普遍增大。[结论] 尖岗水库溃坝洪峰流量远大于常庄水库,溃坝危害性更大,溃坝后洪水大量涌进南水北调总干渠,堤防、边坡和进出口闸室冲刷风险增大,下游河道两岸漫堤淹没,严重影响南水北调总干渠输水安全和人民生命财产安全。
    2024,44(6):166-176, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.018
    摘要:
    [目的] 探究东北漫川漫岗黑土区侵蚀沟发育特征,揭示坡耕地侵蚀沟影响因素,为该区侵蚀沟治理提供科学依据及数据支撑。[方法] 选取黑龙江省拜泉县国富镇的61条典型坡耕地侵蚀沟为研究对象,采用无人机航拍技术生成数字高程模型,并基于研究区域的遥感影像等数据源,提取并分析坡度、坡向、海拔高度等因素对坡耕地侵蚀沟形态变化及发育特征的影响。[结果] ①研究区侵蚀沟沟长、面积和体积与影响因素(坡度、海拔高度和集水面积)之间存在显著相关性。除沟长外,侵蚀沟形态参数与影响因素相关性从大到小依次为集水面积>坡度>海拔高度。②侵蚀沟沟长变化及形态指数随坡度增加呈逐渐下降变化趋势,在坡度为0°~2°范围内达最大值。沟深则随坡度增大而增大,坡度峰值为4°~5°;阳坡、半阳坡坡向侵蚀沟发育显著,西南坡向侵蚀沟发育最为迅速;研究区平均沟长变化及形状指数随海拔高度变化呈先升高后降低的变化趋势,在海拔高度230—240 m范围内达到峰值。③研究区侵蚀沟所处集水面积越大,侵蚀沟形态参数越大,侵蚀沟发育也越剧烈。当集水面积在>20 hm2区间内时,侵蚀沟沟长变化和沟缘面积达到峰值。④侵蚀沟形态参数与影响因素构建的多元回归模型,拟合程度较高。沟长、面积、体积拟合模型相关系数分别为0.73,0.47,0.16。[结论] 拜泉县典型区侵蚀沟发育受坡度、坡向、集水面积及海拔高度影响显著,治理时应优先针对治理分布在2°~3°坡度、东南坡坡向、海拔高度230—240 m及集水面积>20 hm2的侵蚀沟。
    2024,44(6):177-183, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.019
    摘要:
    [目的] 探究含有不同比例沙柳的培养基质对皱环球盖菇品质的影响,为陕西省榆林沙区生态产品沙柳的资源化利用提供科学依据。[方法] 采用沙柳枝条和小麦秸秆为主要原料,设置了4个不同沙柳含量的栽培料配方,研究不同沙柳比例的栽培基质对皱环球盖菇产量、形态特征、营养成分、矿物质和重金属含量的影响,并利用灰色关联度对试验结果进行综合性分析。[结果] ①利用沙柳枝条和小麦秸秆栽培皱环球盖菇时,皱环球盖菇的产量随着沙柳含量的增加而增加,以纯沙柳木屑+生石灰配方表现最佳,产量为7.42 kg/m2,比对照组高出了4.33 kg/m2,生物转化率为49.5%,同时纯沙柳+生石灰配方中的蛋白质含量(41.5%)、菇形指数(0.81)值最高,分别比对照组高出了4.06%和0.14。②利用灰色关联度方法综合产量、营养价值、矿物质含量和重金属含量分析发现,纯沙柳木屑与理想数列的加权关联度最高,为0.818。[结论] 经发酵后的沙柳可用作皱环球盖菇的栽培原料,即通过栽培皱环球盖菇来实现沙柳枝条的生物质资源化利用具有可行性。
    2024,44(6):184-193, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.020
    摘要:
    [目的] 定量分析和探究黄土高原不同坡位自然条件下植物群落数量学特征及其影响因子,为该地区坡沟系统植物群落构建机制的理论研究和人工恢复植物群落设计的实践指导提供科学参考。[方法] 本文在阐明黄土丘陵区森林草原带自然条件下阳沟坡、阳峁坡、峁顶、阴峁坡和阴沟坡5个坡位植物群落组成、多样性、稳定性和优势植物分布格局的基础上,构建环境因子、土壤侵蚀强度与植物多样性、稳定性的结构方程模型,探究不同坡位影响植物群落构建的主要生态因子。[结果] ①黄土丘陵区森林草原带阳沟坡和阳峁坡垂直结构均为2层构成,以多年生草本和灌木为主,优势植物分布格局呈分散分布;峁顶垂直结构1层,以一年生和多年生草本为主,植物主要呈高强度聚集分布;阴沟坡群落垂直结构3层,植物呈聚集分布。②阴沟坡物种多样性、丰富度和稳定性最高,阳峁坡的丰富度和多样性最低且其较阴沟坡分别显著下降了18.4%和26.5%,峁顶植物群落稳定性最小,仅29。③影响不同坡位群落特征的共同关键因子是土壤侵蚀强度和土壤水分,而阳沟坡的土壤容重、阳峁坡和阴峁坡的有机质、峁顶和阴沟坡的光照强度分别为各坡位影响植物群落结构、稳定性和多样性的差异化生态因子。[结论] 黄土丘陵区森林草原带不同坡位应制定不同的植被恢复措施。阳沟坡利用多年生灌木形成的“肥岛”效应改善地表环境;阳峁坡通过微地形改造减小土壤侵蚀;峁顶通过添加耐旱性较高的植物改善植物群落结构;阴峁坡和阴沟坡不过分要求复杂的植物群落结构,以免造成人工林林下因光照不足而使得草本层退化。
    2024,44(6):194-199,209, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.021
    摘要:
    [目的] 研究大汶河上游小流域降雨类型及其对产流产沙的影响,为鲁中南山地丘陵区防洪减灾与水土流失的预测预警提供理论依据。[方法] 以大汶河上游徂徕山小流域为研究区,基于2021—2023年小流域降雨数据及产流产沙数据,采用K均值聚类、线性回归分析等统计分析方法,研究了流域降雨雨型及其对产流产沙的影响。[结果] 流域降雨可分为4种类型:Ⅰ类为小雨量小雨强降雨;Ⅱ类为中雨量中雨强降雨;Ⅲ类为大雨量大雨强降雨;Ⅳ类为超大雨量中雨强降雨。Ⅲ类降雨与Ⅳ类降雨为该流域产流产沙的主要来源。[结论] 徂徕山流域以小雨量小雨强降雨为主,但暴雨频次仍然较高。受山区地形影响,Ⅳ类降雨是区域洪灾和泥石流的重要来源;降雨量是该流域产流产沙的主要影响因素。
    2024,44(6):200-209, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.022
    摘要:
    [目的] 探讨大城市周边耕地变化的特征,旨在为实现城市集中扩张区域耕地资源的可持续利用和国土空间的高质量发展提供关键依据。[方法] 以分别位于长江经济带上的上、中、下游的三个典型大城市—成都、武汉、上海为例,基于土地利用转移矩阵和土地利用变化强度分析框架,深入阐述了长时间序列下三大城市周边耕地变化强度及稳定性特征,进而探索城市扩张与优质耕地保护的协同机制。[结果] ①1990—2020年,三大城市周边耕地总面积持续降低,优质耕地不断流失、补充耕地压力大,中期耕地流失情况最为严重。武汉市在后期基本实现耕地占补平衡。②1990—2020年,长江经济带大城市整体表现为土地利用的快速变化,仅成都市在前期表现为慢速变化。③1990—2020年,长江经济带大城市周边耕地的转出和建设用地的转入一直呈现活跃状态,耕地转入则保持稳定状态。2010年后成都和武汉的建设用地转出开始活跃。④1990—2020年,长江经济带大城市周边耕地向建设用地的转变过程呈现出稳定的倾向性系统转换模式,建设用地转入主要来源于耕地。[结论] 未来长江经济带大城市周边需要科学制定刚弹结合的耕地管控策略,并从区域生态安全的角度实现对耕地的多功能保护,建立多元化耕地保护激励体系。
    2024,44(6):210-221,247, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240923.001
    摘要:
    [目的] 从“涉水”地名视角探析乡村聚落的水环境适应性选址与布局特征及其蕴含的生态智慧,为气候变化背景下的当代乡村聚落安全韧性规划与可持续发展提供理论参考与启示。[方法] 根据“涉水”地名划分聚落类型,将文本与空间分析相结合,综合运用空间自相关分析、核密度估计及SCS-CN水文模型等方法分析豫南乡村聚落水环境适应性选址与布局特征。[结果] ①豫南乡村聚落的命名呈现出显著的水环境指向性,地名与空间格局存在一定印证关系。②各类“涉水”聚落的空间分布集聚性显著且空间异质性强,对特有水环境的依赖度高。③在水环境适应性宏观选址层面,豫南乡村聚落具有较强的近水型选址偏好与顾及雨洪风险的特征。④在水环境的综合影响下,形成了兼具蓄排一体的场地利用、规避雨洪的村落布局以及兼顾防御的环境改造等适应性布局特征。[结论] 豫南地区乡村聚落的命名具有较强的“涉水”特征,选址与布局充分体现了趋利避害、低技生态的水环境适应性生态智慧。未来可在流域、镇村体系、设施等层面传承水环境适应性规划理念。
    2024,44(6):222-236, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.024
    摘要:
    [目的] 探讨侵蚀—沉积对土壤重金属形态、浓度和富集的作用规律,旨在明晰侵蚀—沉积对土壤重金属形态、浓度和富集的影响机制,为流域土壤重金属污染防治提供科学依据。[方法] 基于国内外有关侵蚀—沉积对土壤重金属影响的相关文章,借助CiteSpace和VOSveiwer软件对侵蚀—沉积过程中影响土壤重金属的知识图谱进行研究,并对相关研究成果进行系统分析。[结果] ①近30 a侵蚀—沉积与重金属的研究呈上升趋势。在2017—2023年迅猛上升,地球化学特征、生态风险评价、源解析、迁移转化等是侵蚀—沉积与重金属研究的热点。②侵蚀过程中降雨促使重金属由颗粒态向溶解态转化。径流导致土壤重金属含量的空间分异,沉积环境中土壤团聚体和黏粒含量影响重金属分布和富集。③有机质对重金属具有双重作用。既能吸附游离态重金属离子,降低土壤重金属的交换态含量,又能与重金属发生络合作用,提高重金属的有机结合态含量。④pH值对重金属形态的转化具有显著影响。酸性条件下促进重金属离子间络合、沉淀等作用;而碱性条件下土壤颗粒表面正电荷增加与重金属离子所带正电荷相排斥,进而影响土壤颗粒表面对重金属离子的吸附。⑤土壤水分影响重金属的还原释放。土壤水分越高重金属的溶解度越大,但过量的水分会导致氧气不足,降低氧化还原电位(Eh),Eh的变化直接影响土壤铁锰氧化物和硫化物的稳定性,进而造成重金属浓度变化。[结论] 侵蚀—沉积过程中土壤重金属赋存形态、浓度变化和富集特征受多种环境因子共同作用,呈现侵蚀区到沉积区显著的差异,未来研究应关注侵蚀—沉积过程中重金属动态演化监测的新技术与新方法的开发;侵蚀—沉积过程对重金属的赋存形态、浓度变化和富集特征的内在联系机制的研究;不同因素在侵蚀—沉积过程中对重金属的交互影响,以期为土壤重金属污染的防控提供更加精准的策略。
    2024,44(6):237-247, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.025
    摘要:
    [目的] 探究甘肃省水源涵养服务功能的时空变化特征及其影响因素,为区域水资源管理决策和水源涵养功能恢复提供参考和依据。[方法] 基于InVEST模型对甘肃省2001—2023年水源涵养量时空动态变化状况开展定量评估,并运用地理探测器分析甘肃省水源涵养服务功能的影响因素。[结果] ①2001—2023年甘肃省平均水源涵养量9.24 mm,不同时期水源涵养量波动较小,与降水量和产水量变化趋势一致,均呈现先上升后下降趋势。②2001—2023年甘肃省不同土地利用类型平均水源涵养能力排序为:耕地>草地>林地>城镇建设用地>未利用地>水域。③降水量是影响甘肃省水源涵养量变化的最主要因素。降水量与蒸散发量、降水量与土地利用类型,降水量与高程间交互作用对甘肃省水源涵养服务功能空间分异影响最为显著。[结论] 甘肃省水源涵养量整体上呈现西北低东南高的分布格局,水源涵养功能变化的主要影响因素是气候和人类活动。
    2024,44(6):248-255, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.026
    摘要:
    [目的] 探讨湖南省水土保持服务功能的时空变化规律,旨在为湖南省水土保持服务功能评估及制定区域生态综合治理方案提供科学依据。[方法] 选择NPP植被净初级生产力、DEM高程、土壤质地分布3个因子,采用NPP定量指标评估模型,通过ArcGIS开展了湖南省2000,2005,2010,2015,2020年水土保持服务功能的时空分布特征的研究。[结果] ①湖南省2000—2020年植被净初级生产力平均值为4.39~334.52 g/(m2·a)(以C计)之间,在时间上呈上升趋势。在空间上,植被净初级生产力平均值呈现中间较高且向四周递减的变化趋势;海拔高程介于-12~2 081 m之间,呈现西高东低的趋势,西部区域起伏较大,东部区域相对平缓;坡度介于3.3°~76.7°之间,呈现西高东低的趋势;土壤可蚀性值介于0.011~1.411之间,土壤可蚀性呈现中间低四周高的趋势,由中心区域向四周扩散并提高。②湖南省2000—2020年水土保持量介于8.75~185.97 t/hm2之间,在时间上呈上升趋势,在空间上以一般重要区和重要区为主,一般重要区面积随时间变化呈下降趋势,重要区面积随时间呈上升趋势,极重要区面积随时间呈下降趋势。水土保持服务功能随时间由一般重要区、极重要区向重要区过渡。[结论] 植被净初级生产力呈上升趋势,是导致水土保持服务功能上升的主要原因。
    2024,44(6):256-268, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240829.001
    摘要:
    [目的] 探究经济发展质量与生态韧性的耦合协调关系及其动态演化形态过程,厘清经济发展与生态保护的协调作用与响应机制,旨在为陆地边境地区资源高效配置与城乡融合发展提供理论参考。[方法] 运用耦合协调模型、核密度估计测算并刻画出经济发展质量与生态韧性耦合关系及其分布形态,最后采用P-VAR模型对两系统的交互响应关系进行阐述和验证。[结果] ①2000—2020年边境地区经济发展质量与生态韧性间的耦合协调度介于0.183 4~0.272 8之间,并呈“先降后升”的演化特点,各边境地区耦合协调度以单峰形态逐渐推演至双峰显化。②北部、西北及西藏边境经济发展质量对生态韧性的脉冲响应表现为负向影响,而东北、西北、西南边境生态韧性对经济发展质量的脉冲响应表现为正向影响。③边境地区经济发展质量对生态韧性的贡献率逐渐升高,生态韧性对经济发展质量的贡献率逐渐降低,西北边境两系统交互响应的贡献率高于其余边境地区。[结论] 中国陆地边境地区经济发展质量与生态韧性耦合协调与交互响应区域差异较为显著,因此提出差异化政策建议有利于促进中国陆地边境经济要素可持续利用与保障国土空间生态安全。
    2024,44(6):269-277, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.028
    摘要:
    [目的] 探究中国七大流域水资源供需平衡及可持续现状,为各流域未来制定水资源的综合管理和科学配置等方案提供参考。[方法] 基于水资源生态足迹法,研究中国七大流域2014—2022年水资源生态足迹和水资源生态承载力,并利用基于水资源生态足迹的可持续评价指标揭示七大流域水资源可持续现状。[结果] ①中国七大流域人均水资源生态足迹总体呈下降趋势,其中松花江、长江、珠江和海河分别在农业用水、工业用水、生活用水和生态用水中比例最高达82.86%,33.32%,19.87%和12.38%。②珠江人均水资源生态承载力最高达19.89 hm2/人,而海河最低仅为0.03 hm2/人,且受气候异常的影响,2020—2022年各流域水资源生态承载力波动较大。③研究时段内,长江、珠江和松花江总体为水资源生态盈余且珠江2016年水资源生态盈余最大达18.21 hm2/人,淮河和辽河从水资源生态赤字转为水资源生态盈余,黄河和海河均为水资源生态赤字且黄河2015年水资源生态赤字最大达-0.62 hm2/人。④水资源可持续发展指标表明黄河和海河水资源生态压力较大,常年处于水资源不可持续状态,珠江水资源协调性较差且水资源整体利用效率不高。[结论] 目前长江、珠江、松花江、淮河和辽河水资源基本保持供需平衡关系,黄河和海河常年处于需求大于供给的状态,未来应建立国家层面和流域层面的水资源规划方案,促进流域水资源的合理利用,支撑流域沿岸经济社会的可持续发展。
    2024,44(6):278-287, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.029
    摘要:
    [目的] 定量分析植被生产力的变化规律及其对气候因子的响应情况,为评估不同气候条件下的城市碳汇作用以及提升城市生态系统碳汇等提供科学参考。[方法] 基于GEE (google earth engine)对天津市2001—2022年植被净初级生产力(NPP)进行计算,采用Slope趋势分析、F检验、重心迁移模型、标准差椭圆模型等方法分析植被NPP时空变化格局,采用多因素敏感性分析、相关系数评价等方法定量评估在温度、降水、风速变化下植被NPP的响应特征。[结果] ①天津市年均植被NPP呈波动性上升的趋势,波动范围是53.46~96.54 g/(m2 ·a)(以C计)。②天津市植被NPP北高南低、西高东低,重心集中分布在中部区域,2001—2022年间重心逐步向南迁移。③天津市植被NPP对气候因子的响应具有明显滞后性,对温度和降水响应的滞后期为1个月,对风速响应的滞后期为3个月。[结论] 天津市NPP变化存在较大的时空异质性,且受温度、降水、风速影响,对气候因子响应的滞后效应在1~3个月。
    2024,44(6):288-297, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241104.001
    摘要:
    [目的] 以转型中的资源型城市安徽省马鞍山市为研究对象,研究城市扩张对该市生境质量的影响,旨在为实现区域可持续发展提供参考依据。[方法] 利用马鞍山市2000,2010和2020年的Globe Land 30数据,采用重心分析和标准差椭圆等技术手段,对城市用地扩张进行了深入研究,同时计算了马鞍山市的生境质量。此外,使用PLUS模型模拟不同情景下的土地利用变化,以分析城市扩张对生境质量变化的影响。[结果] ①2000—2020年,马鞍山市的建设用地和水域面积显著增加,其他各类用地面积则有所减小。②2000—2020年,马鞍山市生境质量整体上显露出衰退的迹象,尤其是中部平原生境质量较低,东西部则相对较好。马鞍山市生境质量的空间分布特征与土地利用类型和人类活动强度密切相关。③在自然发展、城镇发展和生态保护3种情景下,研究区的生境质量指数分别为0.448,0.451,0.459。显示出在所有情景下生境质量均有所退化。[结论] 城市扩张造成马鞍山市的生境质量下降。生态保护情景下生境质量指数最高,是最佳的发展趋势。
    2024,44(6):298-307,386, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.031
    摘要:
    [目的] 探究中国新疆阿勒泰地区与蒙古国西部毗邻区植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征及其影响因素,旨在为跨境区域生态保护和可持续发展提供参考依据。[方法] 本研究采用回归分析方法揭示对中蒙阿勒泰毗邻区植被NPP时空变化;并运用相关性分析和地理探测器等方法,深入探索中蒙跨境地区植被NPP的主要影响因素。[结果] ①2001—2021年,中国新疆阿勒泰地区植被NPP呈微弱下降趋势〔5.49 g/(m2·10 a),以C计〕,而蒙古国西部植被NPP呈显著上升趋势〔27.06 g/(m2·10 a),p<0.05〕。②气温(0.49,p<0.05)和降水(0.31,p<0.05)分别是影响中国新疆阿勒泰地区和蒙古国西部植被NPP变化的主要因素。③气温和土地利用类型交互作用对中国新疆阿勒泰地区植被NPP解释力最强(0.68,p<0.05),降水和土地利用类型交互作用对蒙古国西部植被NPP解释力最强(0.37,p<0.05)。[结论] 2001—2021年,中国阿勒泰地区植被NPP整体逐年下降,而蒙古国西部植被NPP整体逐年增长,气温、降水分别和土地利用类型的交互驱动是中国阿勒泰地区和蒙古国西部植被NPP的主要驱动类型。
    2024,44(6):308-317, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.032
    摘要:
    [目的] 对比分析黑龙江、吉林、辽宁东北三省天然林区在森林经营和干旱干扰下森林净初级生产力(net primary productivity,NPP)的数值变化,为中国东北地区天然林应对气候变化、实现森林可持续经营提供科学支持。[方法] 基于东北三省2000—2022年森林NPP遥感数据以及土地利用数据,结合植被转移矩阵,获得森林经营策略下东北三省的森林NPP净增量;利用2000—2022年标准化降水蒸散发指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),结合NPP异常指数和Pearson相关性分析等方法,定量分析重度干旱对东北三省森林NPP的影响。[结果] ①2000—2022年,东北三省森林NPP以1.54%的年均增长率变化,NPP的空间分布差异明显。林区Ⅲ的NPP均值最高,林区Ⅰ,Ⅱ的NPP增长趋势更显著。23 a来,东北三省干旱有所缓解,重度干旱区从2000—2002年的大片偏西区域逐渐缩小、北移到2008年的黑龙江西北区域。②随着森林经营的持续,东北三省林区23 a来森林面积增加以及低NPP植被向高NPP植被转化是该地森林NPP增长的重要原因,二者合计使该地森林NPP增加了15.20 Tg (以C计),其中落叶阔叶林面积增加占比最高,达43.29%。③东北三省森林NPP与SPEI总体呈极显著正相关(R=0.60,p<0.01);并在林区Ⅰ(R=0.57),Ⅱ(R=0.79)也表现为极显著正相关(p<0.01),这两处森林NPP随着干旱下降。重度干旱使东北三省森林NPP在23 a间下降了11.09 Tg。[结论] 气候变化下的干旱干扰和森林经营同时对东北三省森林NPP产生负向、正向影响,但后者大于前者,森林NPP增加。其中,大、小兴安岭林区对干旱的敏感性远高于长白山林区。
    2024,44(6):318-327, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.033
    摘要:
    [目的] 构建土地利用冲突“内涵解释—识别评价—调控解决”的逻辑体系,探究2010—2022年盐城市的空间类型和格局冲突,以期为盐城市国土空间布局优化和海洋生态环境保护提供参考。[方法] 以盐城市为例,利用2010,2015和2022年3期土地利数据,基于冲突的尺度性特征和景观生态学模型分别构建了空间类型和格局冲突指数,识别出市、区县和网格3个尺度土地利用冲突的空间单元及强度,并揭示其社会经济背景的利益关系冲突,进而提出调控优化措施。[结果] ①2010—2022年,盐城市尚有充足开发空间,由于生态空间的严格保护,空间开发将主要占用农业空间;由于沿海经济开发战略推进和生态保护更趋严格,沿海区县呈现出更为复杂的利益冲突关系。②2010—2022年,盐城市空间格局冲突主要分布在西部内陆区和大丰区沿海一侧陆地,与湖荡湿地保护和沿海经济开发驱动的土地利用变化呈现较高的生态风险有关。③盐城市要重点协调经济发展与基本农田保护的主要矛盾,且需要为沿海经济开发战略顺利推进规范好关于土地利用的利益冲突关系。[结论] 2010—2022年,盐城市生态空间被严格管控,全市耕地保护压力较大,沿海开发矛盾比较复杂。应在全市解决好经济发展与农业保护间的冲突,在沿海区域协调好港口经济、养殖业发展和滩涂湿地保护的冲突。
    2024,44(6):328-338, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.034
    摘要:
    [目的] 通过测度呼包鄂榆城市群产业生态化水平所处的阶段和区域差异,了解产业生态化水平存在的短板,为城市群发展制定更加科学的对策建议。[方法] 从产业经济系统和生态环境系统两个方面构建产业生态化评价指标体系,运用熵值法对呼包鄂榆城市群各城市2012—2021年产业生态化水平进行测度,运用耦合协调模型分析城市群产业经济系统和生态环境系统之间的耦合协调度,最后运用固定效应模型对影响因素进行分析。[结果] ①2012—2021年,呼包鄂榆城市群各城市产业生态化水平整体呈现波动上升趋势,从地市平均水平来看,产业生态化水平区域之间发展不平衡。②2012—2021年,呼包鄂榆城市群各城市产业经济系统和生态环境系统耦合度处于动态变化的高水平耦合阶段。各地市协调度均有不同程度的提升,但是仍然处于低度协调的阶段,耦合协调的发展速率缓慢。③通过固定效应模型分析产业生态化的影响因素,结果表明:经济发展水平、对外开放水平、技术创新、废物综合利用水平和政府调控对产业生态化水平有着显著的正向促进作用,而产业结构对产业生态化水平有着显著的抑制作用。[结论] 呼包鄂榆城市群产业生态化水平和耦合协调度均有较大的提升空间。因此,应当优化产业结构,培育多元产业体系;推动循环发展,提升废物利用水平;加大创新投入,提升社会创新能力。同时政府部门也应积极参与,充分发挥监管作用。
    2024,44(6):339-352, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241014.001
    摘要:
    [目的] 开展山西省黄河流域生态绩效评价,为该区域可持续发展提供理论支撑与决策依据。[方法] 以山西省黄河流域为研究区,基于“压力—状态—响应”模型构建理论框架,运用InVEST模型,SFA模型和耦合协调度等方法,评价2010—2020年的生态绩效时空互动,并依据生态绩效水平现状和空间分布特征,自下而上开展生态绩效优化分区。[结果] ①2010—2020年,山西省黄河流域生态系统服务综合指数提高2.27%,空间分布呈“南北纵列,高低相间”,形成以吕梁山和太岳山—中条山为主的双核心模式。②2010—2020年,山西省黄河流域生态效率提高43.48%,空间分布呈“中部低,四周高”。③2010—2020年,山西省黄河流域生态绩效提高35.29%,空间分布呈“中部低,四周高”。④依据生态绩效空间分异特征,将研究区划分为生态绩效重塑区、生态绩效改良区、生态绩效缓冲区、生态绩效提升区和生态绩效保育区,分区分类提出针对性生态绩效提升路径。[结论] 山西省黄河流域生态绩效总体不高,仍处于高质量发展初级阶段,未来需要探寻适合该区域生态保护和经济发展高度协调的新路径与支撑点。
    2024,44(6):353-365, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.036
    摘要:
    [目的] 探究河北省生态系统碳储量和生境质量时空演化特征及空间分异的主要驱动力,以期为区域固碳能力提升和生态环境治理提供更可靠的参考依据。[方法] 基于土地利用转移矩阵分析河北省2000—2020年土地利用变化现状,选用PLUS-InVEST-Geodector模型估测2000—2030年河北省生态系统碳储量和生境质量并分析其时空变化规律及驱动因素。[结果] ①2000—2020年河北省碳储量共下降13.45 Tg (以C计),碳储量变化减少的区域多集中于坝上高原地区及华北平原和东南部丘陵地区。②2030年自然发展情景下碳储量较2020年减少6.37 Tg,经济发展情景下碳储量减少21.73 Tg,可持续发展情景下碳储量增加3.65 Tg。③2000—2020年河北省生境质量指数随着时间变化呈逐渐下降趋势。低及较低等级生境质量主要地类为建设用地、耕地,较高及高等级生境质量主要地类为草地、林地。④2030年河北省生境质量指数在不同情景下有所差异,可持续发展情景(0.463 9)>自然发展情景(0.454 2)>经济发展情景(0.450 0)。⑤碳储量和生境质量空间分异解释力最强的因子分别是坡度和高程。[结论] 碳储量和生境质量同时受到自然地理因素以及社会经济因素的共同作用。可持续发展情景下的土地利用格局有助于提升河北省生态系统的碳储量和生境质量。
    2024,44(6):366-376, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.037
    摘要:
    [目的] 探讨耕地利用碳排放特征及其与粮食产量的脱钩关系,为协调华北平原耕地利用碳减排与粮食安全提供科学依据。[方法] 基于2001—2021年华北平原三省(山东、河北、河南)45个城市的数据,运用碳排放系数法、空间自相关分析、空间杜宾模型和Tapio脱钩模型,研究耕地利用碳排放的时空演变及其影响因素,并分析耕地利用碳排放与粮食产量的脱钩关系。[结果] ①2001—2021年华北平原三省耕地利用碳排放总量呈现“倒U型”特征,其中化肥是主要碳源,占总量的51.67%。山东省和河南省的耕地利用碳排放总量高于河北省,且三省在碳排放结构上存在差异。②空间上,华北平原三省耕地利用碳排放总体上由高碳向低碳阶段转变,不同城市间的碳排放水平存在显著差异。③耕地利用碳排放总体上表现出正向空间集聚特征且集聚程度趋于增强,高—高型集聚区的空间连贯性扩展,而低—低型集聚区则较为分散。④农业经济水平、农村电力消耗和化肥施用强度对耕地利用碳排放具有正向促进作用,城镇化水平则呈负向影响。城镇化水平与农村电力消耗具有正向空间溢出效应,农业经济水平则为负向空间溢出效应。⑤耕地利用碳排放与粮食产量的脱钩状态从弱脱钩为主、扩张性负脱钩为辅转变为强脱钩为主、衰退脱钩为辅。[结论] 应鼓励使用有机肥和精准施肥技术,根据各省碳排放结构的差异制定减排措施,增强粮食品种适应性,加强区域间协调互动。
    2024,44(6):377-386, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.038
    摘要:
    [目的] 研究浙东典型森林公园地区土壤中的生物群落和有机质的变化,为改善该地区的土壤结构和提高土壤有机质含量奠定基础。[方法] 在浙东典型天童国家森林公园选择林地、果园、蔬菜地和荒地这4种土地利用方式,通过湿筛法测定中间团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)、大团聚体(>2 mm)和粉黏粒(<0.053 mm)有机碳含量和微生物量碳、氮含量,揭示浙东典型森林公园地区土壤有机碳库的形成格局和调控。[结果] ①不同土地利用方式下各个粒级的团聚体有机碳和微生物量碳、氮的分配规律相似,均表现为:中间团聚体>微团聚体>大团聚体>粉黏粒;不同土地利用方式下0—10 cm土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤MWD和GMD大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地差异不显著(p>0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05),由此说明不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响主要在表层土壤。②不同土地利用方式下土壤各粒径有机碳含量趋势一致,基本表现为:大团聚体>微团聚体>中间团聚体>粉黏粒,且0—10 cm土层土壤各粒径有机碳含量均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤有机碳含量大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地显著高于果园和蔬菜地(p<0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05)。③不同土地利用方式土壤各粒径微生物量碳和氮变化趋势一致,基本表现为:大团聚体>微团聚体>中间团聚体>粉黏粒,且0—10 cm土层土壤微生物量碳和氮含量均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤微生物量碳和氮含量大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地显著高于果园和蔬菜地(p<0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05)。[结论] 林地和荒地土壤团聚体有机碳、微生物量碳和氮高于果园和蔬菜地,由此表明林地和荒地更有利于土壤有机碳的累积,土壤固碳潜力更大。
    2024,44(6):387-398, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.039
    摘要:
    [目的] 探讨区域农业生产碳收支和碳排放公平性的时空演变规律,为制定差异化减排增汇对策提供科学参考。[方法] 基于2000—2020年陕西省农业统计数据,采用碳排放系数法对全省连续21 a的耕地碳收支进行估算,并构建碳排放公平性评价模型,从生态承载系数及经济效率系数两个方面分析陕西省耕地碳排放公平性。[结果] ①21 a间,陕西省耕地碳排放总量先增后减,碳排放强度增幅达到48.15%,其中化肥是主要的碳排放源。②碳吸收总量持续上升,碳吸收强度年平均增长率13.67%,其中蔬菜的碳吸收贡献率最高。③碳排放和碳吸收均呈现关中高、陕南陕北较低的分布格局,耕地碳排放生态承载能力表现为:陕南>关中>陕北,农业经济效率呈现:陕南>陕北>关中;碳排放公平性聚类分析结果显示,陕南和西安市在一定程度上分担了陕西省其他地区的耕地碳减排压力,而铜川市、宝鸡市、榆林市、渭南市等地区则加重了耕地碳减排压力。[结论] 陕西省耕地碳收支动态和公平性区域差异较大,需要针对不同区域情况制定和完善差异化减排策略。
    2024,44(6):399-408, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.040
    摘要:
    [目的] 研究陕西省延安市主要作物水分供需特征,为该地区作物需水研究和作物种植结构调整提供参考。[方法] 基于延安地区气象站的逐日气象观测资料(2000—2020年),采用FAO-56公式和作物系数法对该区主要作物(春玉米、春谷子、马铃薯和冬小麦)生育期内需水量、有效降水量和灌溉需水量的变化特征及作物水分供需进行了研究。[结果] 2000—2020年延安地区春玉米生育中期需水量和有效降水量最大,分别为247.85 mm和68.34 mm;缺水量以6.61 mm/10 a的速率增加。马铃薯生育中期需水量和有效降水量最大,分别为288.83 mm和89.53 mm;缺水量以5.75 mm/10 a的速率增加。春谷子在生育中期需水量和有效降水量最大,分别为248.29 mm和71.68 mm;缺水量以-7.0 mm/10 a的速率减少。冬小麦在快速发育期需水量最大,为192.98 mm,有效降水量在生育初期达到峰值,为31.14 mm;缺水量以9.94 mm/10 a的速率增加。主要作物即使在有效降水达到峰值的情况下,作物生长对水分的需求仍然亏缺。[结论] 应采取减少春玉米种植面积,增加春谷子和马铃薯种植面积等措施改善作物种植结构,或增加田间集水设施以提高雨水资源利用效率,从而保障延安地区粮食生产的可持续发展。
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    摘要:
    [目的] 土壤抗蚀性是表征土壤抵抗侵蚀能力的重要参数,开展红壤抗蚀性研究可为红壤区水土流失防治和红壤资源合理开发利用提供重要基础数据和参考依据。[方法] 本文以湖南省沩水流域的典型红壤为研究对象,选取了第四纪红黏土、砂岩、板页岩和花岗岩风化物等4种典型成土母质发育的旱地、稻田、园地和林地共16个类型组合的红壤,研究了不同成土母质和土地利用方式下的红壤抗蚀性差异特征。[结果] 土地利用方式显著(P < 0.05)影响红壤抗蚀性,稻田、园地和林地土壤的抗蚀性和水稳性指数均显著(P < 0.05)高于旱地。不同成土母质发育的红壤抗蚀性无显著(P > 0.05)差异,且其与土地利用方式的交互作用对抗蚀性的影响不明显。土地利用方式显著(P < 0.05)改变了>0.25 mm水稳性团聚体(WSA0.25)和有机质含量,林地土壤WSA0.25含量显著(P < 0.05)高于旱地,稻田土壤有机质含量显著(P < 0.05)高于旱地、园地和林地。成土母质对WSA0.25含量的影响不显著(P > 0.05),但显著(P < 0.05)改变了红壤有机质和黏粒含量,花岗岩风化物发育的红壤有机质和黏粒含量均显著(P < 0.05)低于其它成土母质发育的红壤。相关性分析显示红壤抗蚀性和水稳性指数均与WSA0.25和有机质含量呈显著(P < 0.05)正相关关系,而与黏粒含量无显著(P > 0.05)相关性。[结论] 土地利用方式和成土母质可通过改变WSA0.25和有机质含量影响红壤抗蚀性能,但土地利用方式对红壤抗蚀性的影响强于成土母质,应在红壤水土流失防治过程中以土地利用方式调整和布局优化为主,兼顾成土母质类型。
    摘要:
    [目的] 基于宁东煤电基地煤炭资源的数量、分布和管理现状,解析水土资源时空演变与分布特征,构建宁东大型煤电基地资源-生态-安全一体化管理框架。[方法] 基于多源数据,通过增长率、土地转移矩阵和土地利用转移矩阵网络分析,研究2003-2023年宁东基地煤炭-水土资源分布特征与时空变化。针对区域水资源管理,明确宁东地表水与地下水开采量及供水能力,通过土地资源利用率分析宁东土地资源开发利用变化。[结果] ①宁东大型煤电基地内煤矿主要集中在中部和北部,2003-2023年煤炭产量年均增长率5.89%。宁东基地水资源主要分布于宁东基地的北部与中部,水体面积由2003年21.45km2增长至2023年45.66km2。宁东基地的土地利用以草地为主,但面积逐年减少,工矿居民用地面积增加最显著,面积从2003年48.26km2增至2023年280.28km2。② 宁东基地以工业用水量为主,其中又以煤炭、煤电、煤化工三大产业用水为主,地下水总供水能力为0.624×108 m3·a-1,水资源利用供需不平衡;土地资源利用程度从2003年6.14%、增长至2023年18.42%,显著提升。[结论] 2003-2023年,宁东煤电基地煤炭产量呈稳步上升趋势,宁东基地内部水资源供需不平衡,但土地资源利用程度显著提升。煤炭开发影响水土资源利用、开采规模与分布变化,带来用水需求和土地占用改变;水资源为煤炭和土地利用提供支撑,其分布与利用格局影响开发活动;土地利用变化影响水分布和煤炭开采,三者相互作用、相互制约。
    摘要:
    [目的] 探究粮食新质生产力及其耦合协调性在粮食功能区的分布及差异,对推进我国粮食新质生产力发展、保障粮食安全具有重要意义。[方法] 基于2012-2022年中国30个省份面板数据,运用熵值-TOPSIS法、Dagum基尼系数和耦合协调度模型测算粮食新质生产力水平、障碍度及耦合协调度。[结果] (1) 我国粮食新质生产力水平稳定增长,各粮食功能区均有所提升,但存在“粮食主销区>粮食主产区>产销平衡区”的发展格局;分维度看,科技生产力和数字生产力在全国及各粮食功能区均显著提升,而绿色生产力相对平稳,有待发展;(2) 我国粮食新质生产力水平的总体差距逐渐扩大,粮食主销区内部差异以及粮食主销区与产销平衡区的区域间差异最大,地区间差异已成为粮食新质生产力总体差异的主要来源;(3) 我国粮食新质生产力耦合协调水平逐步提升,已由低度耦合协调转变为中度耦合协调,但粮食产销平衡区的耦合协调水平仍相对较低;(4) 粮食新质生产力耦合协调空间结构呈现出向粮食主产区和粮食主销区高度聚集态势,冷点显著区集中于产销平衡区。[结论] 据此,建议加大对粮食产销平衡区的研发投入,重点推进绿色生产力的发展,并鼓励产销平衡区与粮食主销区、主销区之间的空间联动,以推进粮食新质生产力的整体耦合协调发展。
    摘要:
    [目的]格库铁路米兰段地处阿尔金山山前冲洪积戈壁,戈壁风沙危害的有效防治是铁路安全运营亟需解决的关键问题之一。[方法]本研究通过分析区域风况,监测沿线输沙量,观测防沙体系试验段防护效益,最终提出适宜的防护体系配置模式。[结果]研究表明,格库铁路米兰戈壁区属高风能环境,主要起沙风向为NE和ENE,区域年输沙量介于2.15-3.45 m3/m;戈壁之上流动性沙丘以中砂和细砂为主,而戈壁地表以下40 cm范围内沙粒以细砂为主,施工破坏后极易起沙成为新的沙源。观测表明,单道HDPE板、芦苇束和镀锌铁丝网阻沙障阻沙率依次为96.42%、93.85%和76.60%,双道阻沙率分别为97.95%、98.71%和92.78%,整个防护体系阻沙率均达到95%以上。折线形阻沙沙障虽然积沙量大,但折角部位极易被积沙掩埋。[结论]直线形HDPE板阻沙栅栏与芦苇束大网格阻固结合的防沙体系,是适宜于格库铁路米兰戈壁区的防沙体系配置模式。研究结果对保障格库铁路安全运营具有重要意义。
    摘要:
    为实现悬移质泥沙的在线监测,本研究在前期设备研发的基础上,开展了实验方案的设计、实验室模型验证等工作,并以天水水土保持监测站罗玉沟断面作为野外试验站,通过对野外自动采集的数据,和人工实测含沙量的对比分析,讨论了系统误差以及来源。结果表明:在不同含沙量梯度的实验室模拟实验中,量子点光谱悬移质测沙系统数据与人工监测数据的相关系数达到0.998;在野外偶发的降雨产流场景下达到0.984。监测设备在人工模拟试验和野外试验中都表现出了较好的环境适应性和结果可靠性,具备水土保持泥沙自动监测的应用基础。
    摘要:
    [目的]多角度研究云南省耕地利用格局变化,划分耕地利用风险等级,为研究区耕地保护政策与管理策略提供依据,同时为其他地区耕地保护提供参考与借鉴。[方法]基于2011年、2021年土地利用调查数据,从耕地保护“数量-质量-生态”三位一体视角出发,利用景观指数、“压力—状态—响应”(PSR)模型等方法综合分析耕地利用格局变化特征,并依据其动态变化运用状态空间模型划分耕地利用风险等级。[结果](1)2011—2021年云南省耕地数量变化具有区域化差异,变化显著的区县呈现出“全局零散、局部聚集”的分布特征;(2) 耕地平均土层厚度下降,土壤有机质含量和阳离子交换能力有所提升;耕地PD上升1.251, AI和MSI下降5.672%和0.055,说明耕地破碎化程度加剧,集聚性减弱,斑块形状趋于规则;(3)耕地生态安全水平总体下降14.3512.67%,整体呈现“南高北低,中部两级化”的空间格局;(4)综合耕地利用动态变化对云南省进行耕地利用风险分区并提出调控建议。[结论]研究结果阐明了云南省耕地数量、质量和生态安全格局变化特征,测度了耕地利用风险并提供了管控措施,为云南省耕地可持续发展和粮食安全提供了一定的科学依据。
    摘要:
    [目的] 明确花岗岩崩积土低水力梯度下的渗流规律对区域的工程建设、农业活动、生态修复和地质灾害防治至关重要。[方法]本文通过开展不同干密度条件下花岗岩崩积土的常水头渗透试验,研究了花岗岩崩积土在低水力梯度下的渗流特征。[结果]研究结果表明,不同干密度条件下花岗岩崩积土v-i曲线在低水力梯度下均表现出不同程度的波动性,且渗透系数均随水力梯度增加而增大,当水力梯度增大到临界水力梯度icr时,渗透系数基本保持不变,近似线性渗流,此时的渗透系数随干密度增加呈对数下降。同时,当干密度小于1.5g/cm3时临界水力梯度icr波动较大,当干密度大于1.5g/cm3时临界水力梯度icr随干密度呈线性增长。[结论]可见,各干密度条件下花岗岩残积土的饱和渗流在低水力梯度下均具有波动特征。综上,明确了不同干密度条件下花岗岩崩积土线性渗流的临界水力梯度和渗透系数的预测方程,结合不同干密度条件下的孔隙特征初步探讨了花岗岩崩积土在低水力梯度下渗流波动性的内在原因。研究成果可为花岗岩崩积土的固结分析和渗流稳定性计算提供参考。
    摘要:
    :[目的]为揭示不同初始含水率和雨强对红壤大团聚体溅蚀特征和溅蚀过程的影响。[方法]选取红壤大团聚体(2~5 mm)为研究对象,通过人工模拟降雨试验,探讨4个雨强(30、60、90、140 mm·h-1)和4个初始含水率(10 %、20 %、30 %、饱和)下团聚体溅蚀量和溅蚀率的变化规律。[结果] 相同初始含水率下,红壤大团聚体溅蚀量在4个雨强下的变化范围分别是0.05 ~ 0.27 g、0.03 ~0.19 g、0.16 ~ 1.41g和0.03 ~1.48g。相同雨强下,饱和初始含水率下的团聚体溅蚀量均显著增大(p<0.05)。在4个雨强下,饱和初始含水率下的团聚体溅蚀量相较于非饱和初始含水率下(10 %、20 %和30 %)的溅蚀量总和分别增大1.5、1.11、3.8和3.21倍。初始含水率、雨强及其交互作用对团聚体溅蚀量均产生直接正向影响,效应值分别为0.646、0.415和0.361。[结论] 20 %初始含水率下,雨强增大对红壤大团聚体溅蚀作用不明显。在其他初始含水率条件下,红壤大团聚体的溅蚀量在相同初始含水率下对雨强变化敏感,尤其在强降雨(90 mm·h-1)或极端暴雨(140 mm·h-1)条件下,红壤大团聚体更易受到溅蚀作用的影响。相同雨强下,饱和初始含水率会加剧溅蚀作用的发生和强度。红壤大团聚体溅蚀量对初始含水率和雨强的响应呈幂函数关系,初始含水率对溅蚀的影响大于雨强和两者的交互作用,是影响溅蚀量的关键因素。研究结果为深入理解红壤大团聚体的溅蚀过程,制定有效的红壤坡耕地土壤侵蚀防控措施提供参考。
    摘要:
    摘 要:[目的]厘清2013~2022年广东省城市韧性与土地利用效益的变化情况,识别二者耦合协调状态与聚集特征的时空演变格局,以期为促进区域韧性城市建设与土地集约利用协同发展提供科学依据。[方法]采用基于熵权法和CRITIC法的综合评价方法、超效率 SBM 模型、耦合协调度模型以及空间自相关模型,对广东省21个地级市城市韧性与土地利用效益耦合协调性的区域差异和演变特征进行探究。[结果](1)研究期内广东省城市韧性持续增强,增长幅度为43.21%,各市之间城市韧性建设水平存在差异,空间分布为“由核心向外围逐步降低”的格局。(2)土地利用效益波动上升,由0.57上升至0.65,但土地利用未达到DEA最优,大部分地级市土地利用效率存在显著的年际波动性,呈现“珠三角高粤北低,粤西高粤东低”空间分布格局。(3)城市韧性与土地利用效益整体耦合状况良好且发展较稳定,二者之间展现出紧密的正相关联系,全省耦合协调水平由初级协调阶段提升至中级协调阶段。(4)城市韧性与土地利用效益耦合协调具有空间正相关关系,但局部聚集特征不突出。[结论]强化韧性城市建设和国土空间规划联动,优化政策导向,注重区域规划统一协调,推动城市间优势互补,增强集聚效能,促进区域协调发展。
    摘要:
    [目的]探究气候变化与土壤固碳能力的关系,揭示气温、二氧化碳(CO2)浓度和降水增减对土壤有机碳及其组分碳库的影响,为全球气候变化背景下土壤碳汇能力的提高提供理论依据。[方法]采用Meta分析方法,共筛选44篇相关文献,收集281个样本数据,利用颗粒有机碳(Particulate organic carbon, POC)和矿质结合态有机碳(Mineral associated organic carbon, MAOC)表征土壤活性与惰性有机碳组分,分析气候变化对土壤碳储量及其稳定性的影响。[结果]①大气CO2浓度与土壤POC和MAOC含量呈显著负相关(P<0.05);气温升高使土壤POC含量降低,而土壤MAOC含量略有升高,POC对气温变化更为敏感;土壤POC与降水量增加呈正相关,与降水量减少呈负相关,而土壤MAOC含量则与之相反;②气温、CO2浓度增加和降水量减少会伴随土壤总有机碳含量降低,而降水量增加则会导致总土壤有机碳含量增加;③土壤深度和地类对土壤有机碳及组分对气候变化因子的响应有重要影响。[结论]不同气候因子对土壤有机碳及其组分含量的影响存在明显差异,其变化会降低土壤有机碳库储量或其稳定性,削弱土壤固碳能力。该研究有助于进一步理解全球气候变化对土壤固碳能力的影响。
    摘要:
    摘要:【目的】阐明不同灌溉处理对设施黄瓜生态系统氮素气态损失及氮循环功能基因的影响。【方法】选择设施黄瓜为研究对象开展了田间试验,试验设计为传统灌溉(100%IWD)、节水25%灌溉(75%IWD)和节水50%灌溉(50%IWD)。通过野外原位监测试验,利用静态箱-气相色谱法和通气吸收法分别对设施黄瓜土壤 N2O 排放和氨挥发进行了连续观测记录,采用高通量qPCR基因芯片技术,测定氮循环功能基因。【结果】(1) 各灌溉处理中,N2O累计排放量为100%IWD > 75%IWD(p < 0.05)、100%IWD > 50%IWD(p < 0.05)。(2) NH3累积挥发量为75%IWD > 50%IWD > 100%IWD(p < 0.05)。(3)土壤中氮循环功能基因丰度整体发生了显著改变(PERMANOVA F = 241.82,p=0.001)。(4)黄瓜产量100%IWD > 75%IWD> 50%IWD(p < 0.05)。【结论】在设施黄瓜生态系统中,与传统灌溉处理相比,75%IWD能在节约25%的灌溉水资源的同时降低N2O排放(降25%~50%),但这会导致氨挥发量增加(增加5%左右)。50%IWD能节约更多的灌溉水资源,且在保证对降低N2O排放的促进作用(降低25%~50%)下增加少量的氨挥发量(增加10%左右)。节水75%和节水50%可以在保证节水的基础上有效降低N2O排放。在设施黄瓜生态系统中,与传统灌溉相比,75%IWD和50%IWD能有效降低反硝化基因(narG、nirK1、nirK2、nirK3、nirS1和nirS2基因)的相对丰度,但50%IWD明显增加了硝化基因(amoA2、amoB和nxrA基因)的相对丰度。在设施黄瓜生态系统中,与传统灌溉相比,75%IWD和50%IWD在保证产量的基础上有效节水和减少N2O排放。
    摘要:
    【目的】综合分析甘肃白龙江径流量突变性及持续性,定量解析气候与人类活动对年径流量变化的贡献率,旨在为白龙江流域水资源规划与管理提供理论依据。【方法】本文基于白龙江流域1961~2021年白云站、舟曲站、武都站和碧口站4个水文站逐年、月降雨量和径流量数据,采用Mann-Kendall趋势、滑动T检验、R/S分析和双累积曲线等方法对白龙江径流量演变特征进行研究及归因分析。【结果】(1)白龙江各站年径流量呈现不同程度减小趋势,且减少率从上游到下游呈增大趋势(呈现碧口站[-3.07×108m3·(10 a)-1]>武都站[-1.49×108m3·(10 a)-1]>舟曲站[-0.42×108m3·(10 a)-1] >白云站[-0.34×108m3·(10 a)-1]的线性倾向率);(2)白龙江上游最大月径流量发生在9月,中下游发生在7月,武都站年内径流极值比最大;(3)流域径流量突变点主要发生在1969年和1994年,所有站两次突变径流变化率均为负值,即突变前径流量高于多年平均值,突变后相反;(4)Hurst指数表明白龙江中下游未来一段时间流域径流量将持续下降(H=0.53~0.77);(5)气候变化对流域径流量减小的贡献率为94.85%,人类活动影响的贡献率为5.15%。【结论】研究成果为系统掌握白龙江径流量演变特征提供基础依据。
    摘要:
    【目的】本研究旨在揭示辽河流域生态环境的时空动态变化特征及其驱动机制,并基于此构建生态管理分区框架,为区域生态环境保护和可持续发展提供科学支持。【方法】研究基于2000至2022年的遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),分析辽河流域生态环境质量的时空动态变化趋势,识别其关键驱动因子,并结合RSEI分布格局、变化趋势及驱动因子,构建了多维度的生态分区框架,完成辽河流域生态管理分区。【结果】(1)辽河流域生态环境质量呈逐年改善趋势,空间上表现为“中部差、东西优”的空间分布格局。(2)降水是RSEI空间分异的主导因素,其次为土地利用、温度、高程和坡度。(3)基于分区结果,全流域可划分为生态核心保护区、生态优化区、生态监测区、生态修复区和生态重点治理区,生态核心保护区集中于流域东部,生态重点治理区则位于流域中部。【结论】2000—2022年辽河流域的生态环境质量不断改善,降水和土地利用对其影响较大,本研究提出的多维度生态管理分区方法可为差异化生态管理提供科学依据。
    摘要:
    [目的]揭示光伏电站内外近地表微气象特征的差异,评估毛乌素沙地大型光伏电站布设对近地表微气象的影响。[方法]利用自动气象站的观测数据,通过对比对照点和站内各观测点得到微气象要素(风速、风向、气温、相对湿度、辐射)评估毛乌素沙地大型光伏电站的布设对近地表微气象的影响。[结果]相比对照区域,两种光伏阵列在2m高度处的风向均发生显著变化,呈现出更为单一的特征。同时,光伏阵列区域的气温有所降低,固定可调光伏板间和板下的最大降温分别为0.92 ℃和0.97 ℃,而平单轴光伏板间和板下的最大降温分别为2.24 ℃和2.46 ℃。此外,空气相对湿度有所增加,固定可调光伏区域的最大增幅出现在12月份,板间和板下分别增加了2.12 %和1.32 %;平单轴光伏区域在3月份增幅最大,板间和板下分别增加了4.74 %和5.48 %。光伏阵列对辐射的影响主要体现在光伏板下区域,其中固定可调光伏板下和平单轴光伏板下的太阳辐射量最大分别减少了91.30 %和88.27 %,光合有效辐射量最大分别减少了91.06 %和82.29 %。[结论]大型光伏电站具有改变风向、降低气温、增加相对湿度以及减少地表太阳辐射量和光合有效辐射量的作用。其中,平单轴光伏阵列在“降温增湿”方面的效果优于固定可调光伏阵列。
    摘要:
    [目的]黄河上游横跨青藏高原和黄土高原,为研究生态地理分异下的碳储动态变化机制提供了良好平台,研究碳储动态变化及其驱动机制研究对区域可持续发展和未来管理具有重要意义。[方法]本文以青藏高原的洮河流域和黄土高原的祖厉河流域为研究区,探究了气候、植被和水沙对净初级生产力(NPP)的直接和间接效应,采用弹性系数、密度分析等方法量化了不同因素对NPP的影响阈值。[结果]洮河和祖厉河流域NPP均值分别为276.47 gC/m2和136.86 gC/m2,空间分布差异显著。洮河NPP受水分参量影响较大,其次为归一化植被指数(NDVI),气温(T)和土壤侵蚀(A)均呈现负效应且相对较小;祖厉河流域NPP受NDVI和水源涵养量(WR)影响最大,T和A对NPP同样为负效应,但绝对值大于洮河流域。空间上,两个流域T和NDVI交互后对NPP分布的解释力最强。不同方法的阈值量化结果有所差异,总体上洮河流域T和A对NPP的影响阈值更先达到,祖厉河P、NDVI和WR对NPP的影响阈值率先到达。[结论]不同生态-地理分异下的碳储动态变化驱动及阈值差异显著,在达到“可持续”的阈值之前,并不需要过多的人为干预,主要通过气候方面的监测即可;但在达到“限制性”阈值时,有目的的合理分配水资源、控制土壤侵蚀减缓河道输沙需要给予更多关注。
    摘要:
    粮食主产区是自然系统与人工系统相互作用的复杂区域,可为人类的生产生活提供多样的生态系统服务。探究粮食主产区不同生态系统服务之间的作用强度及其驱动因素,对粮食主产区生态系统服务的有效管理,促进人类福祉至关重要。以皖北粮食主产区为研究对象,在测定2000~2023年间产水量、土壤保持、碳储存、生境质量和粮食生产力5种生态系统服务的基础上,运用相关系数分析法识别了各生态系统服务间权衡/协同关系,引入动态权衡协同度模型(DESTI)量化了23年间生态系统服务变化量的权衡/协同关系强度及方向,再利用参数最优地理探测器(OPGD)探求了自然与社会因子对其驱动机制。结果表明:①近23年来,皖北粮食主产区内部粮食生产力服务提升91.97%,其余各生态系统服务均有所下降;②相关性分析中,碳储存服务-粮食生产力服务的协同关系最为显著,R值由2000年0.5增至2023年0.61,达到强协同水平。③空间上,各生态系统服务间权衡/协同关系呈空间异质性,不同生态系统服务间权衡/协同关系的空间分布差异特征受主要支持服务影响显著。④生态系统服务权衡/协同强度受自然因素(土壤侵蚀力、NDVI)的驱动作用明显,自然与社会的交互作用也增强了权衡协同的空间差异。研究结果可为皖北粮食主产区生态系统服务可持续管理和优化、实现该区域生态环境保护与社会经济的协同发展提供科学参考。
    摘要:
    [目的]探究宁夏不同生态分区内,土壤水分的时空变化及影响机制,为宁夏生态建设与水资源优化管理提供依据,更好地服务于该地区生态保护和高质量发展战略。[方法]选择宁夏回族自治区为研究区对象,以2003-2022年遥感反演土壤水分再分析年均数据集、气象、植被覆盖NDVI、土地利用等数据为基础,采用趋势分析法、突变检验法、Hurts指数分析了近20a土壤水分的时空变化过程及未来变化趋势,并基于参数最优地理探测器对土壤水分变化的影响机制进行探讨。[结果]①近20a宁夏全区年均土壤水分总体表现为显著上升趋势,土壤水分增加的区域(68.99%)远大于土壤水分减少的区域(31.01%)。从不同分区看,土壤水分时空分布不均衡且变化趋势,存在显著差异。北部引黄灌区呈现缓慢下降趋势,这一变化并不显著,年均土壤水分减少0.010cm^3/cm^3;中部干旱带呈缓慢上升趋势,同样这一变化也不显著,年均土壤水分增加0.005cm^3/cm^3;南部山区呈现显著上升趋势,年均土壤水分增加0.049cm^3/cm^3,且经突变检验发现在2012年发生显著突变,上升幅度明显增加。从土壤水分空间分布格局看,土壤水分呈现出“北部、南部高、中部低”的分布特征,多年平均土壤水分由高到低依次为:北部引黄灌区(0.114cm^3/cm^3)>南部山区(0.107cm^3/cm^3)>中部干旱带(0.084cm^3/cm^3)。②基于Hurts指数的未来趋势预测表明,未来土壤水分变化北部引黄灌区、中部干旱带、南部山区分别约有49.09%、60.43%、62.91%的面积呈减少趋势(持续减少+由增加变减少所占面积比例),约有51.18%、39.57%、37.09%的面积呈增加趋势(持续增加+由减少变增加所占面积比例),持续增加、持续减少区域的土壤水分变化尤其北部引黄灌区及中部干旱带应引起持续关注,以防盐渍化及干旱灾害发生。③经最优参数地理探测器分析,宁夏土壤水分分布的主要影响因素为NDVI和地形,其次是降水和土地利用变化,而且随着时间的推移,降水对宁夏不同分区土壤水分影响逐渐增强。[结论]近20a来,宁夏土壤水分变化趋势呈现出一定的区域差异性和复杂性,未来土壤水分变化也将呈现显著的区域差异性。同时,NDVI、地形、降水等因素共同影响着宁夏土壤水分的时空分布。因此,在制定科学合理的土壤资源管理和保护策略时,应充分考虑这些因素的影响,以确保宁夏生态建设与水资源优化管理提供依据,也能更好地服务生态环境的健康发展。
    摘要:
    [目的]南方红壤丘陵区是我国重要的农业生产基地,竹节沟是该地区独特的坡地水土保持措施,研究其生态服务功能及价值对于水土保持生态产品价值的实现具有重要意义。[方法]以江西省赣州市兴国县为研究区,通过地形勘测、野外调查采样及土壤理化性质检测,运用替代成本法、市场价值法等方法,综合分析竹节沟的土壤保持、水源涵养、固碳增汇、减轻面源污染等生态服务功能及其价值。[结果]不同坡位竹节沟的土壤保持功能及价值上坡位最高,为74.86元/m2?a?1;水源涵养功能及价值中坡位最高,为5.16元/m2?a?1;固碳增汇功能及价值下坡位最高,为0.25元/m2?a?1;减轻面源污染功能及价值上坡位最高,为0.34元/m2?a?1。不同坡位竹节沟生态服务功能总价值有所不同,其中上坡位78.63元/m2?a?1,中坡位57.11元/m2?a?1,下坡位60.51元/m2?a?1。[结论]竹节沟在南方红壤区具有重要生态服务价值,不同坡位价值有所差异。本研究为竹节沟的生态服务功能价值核算提供了方法,为同类水土保持措施价值核算提供了借鉴,为竹节沟的推广应用提供支撑。
    摘要:
    摘 要:[目的]为全面了解北京北部山区生态清洁小流域建设的成效,通过定量分析小流域的功能结构,探究各指标对小流域发展的影响因素,以期为北京北部山区小流域综合治理和发展提供理论依据。[方法]本研究在2021年立项的北部山区生态清洁小流域治理工作中,选取延庆区的碓臼石小流域、怀柔区的鱼水洞小流域、密云区的古北口小流域以及昌平区的葫芦河小流域作为具有代表性的示范区域,结合研究区域的主要特征和治理目标,确立了水质提升效益、生态效益、经济效益和社会效益等4个子系统,选择13项具有代表性的评价指标,构建北京北部山区小流域的综合效益评价指标体系,运用系统障碍度模型揭示生态清洁小流域建设的主要影响因素。[结果]①各小流域综合治理取得一定成效。葫芦河小流域由初级标准提升至中级标准,碓臼石小流域、鱼水洞小流域和古北口小流域综合建设均已达到初级标准。②文中引入障碍度模型,对不同影响因子的贡献度进行量化,提供了评价的精准性。③在北京北部山区小流域在未来的发展过程中,生态效益应关注土壤侵蚀模数,经济效益应关注经济投产比和土地生产率,社会效益应关注恩格尔系数和乡村从业人员比例,水质提升效益应关注COD含量。[结论]①本研究提出的小流域综合效益评价体系在北京北部山区是实用可行的。②通过开展生态清洁小流域治理工作,北京北部山区水环境和水土流失情况得到了有效控制,小流域内产业结构逐步完善,生态和人居环境得到提高,促进了小流域水土资源、生态环境和经济社会的协调发展。
    摘要:
    [目的] 检验扶持政策对黄河流域资源型城市土地利用效率提升的影响,以期为黄河流域资源型城市土地高效利用和配套政策落地落实提供理论参考。[方法] 以黄河流域内资源型城市为研究对象,利用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算2008-2021年城市土地利用效率,借助双重差分模型、中介效应模型检验扶持政策对城市土地利用效率的影响及其异质性和作用渠道。[结果] ①研究期内黄河流域城市土地利用效率总体在波动中上升,政策实施后资源型城市与非资源型城市间土地利用效率差值扩大。②扶持政策对黄河流域资源型城市土地利用效率有提升促进作用,但效果显现有滞后性。③扶持政策对不同空间位置、不同类型的资源型城市的影响有明显异质性。对流域内上游城市有促进作用,对中下游城市影响不明显,对成熟型城市和衰退型城市影响较成长型城市与再生型城市更加显著。④扶持政策能够通过产业结构调整和环境治理促进土地利用效率优化提升。[结论] 需要坚持运用政策手段引导城市发展,因地制宜、分类施策,重点关注产业结构调整和环境治理,以促进土地利用效率提质增效,将土地功能嵌入黄河流域城市高质量发展中发挥优势。
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    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (168) [HTML] (0) [PDF 20.24 M] (413)
    摘要:
    [目的] 探究辽宁省“三生”功能时空演变及其碳排放效应,为“双碳”目标下的国土空间规划提供依据。[方法] 基于土地利用多功能性分类识别辽宁省国土“三生”功能、结合直接和间接排放因子法核算碳排放量,探索“三生”功能与碳排放量空间关系及其时空分异性,揭示“三生”功能时空演变的碳排放效应。[结果] ① 2005-2020年辽宁省“三生”功能空间分布格局总体变化不大,大部分地区以生产和生态功能为主,生活功能区扩张明显,各地级市中心与周边区域空间差异明显;② 2005-2013年,辽宁省各县域碳排放量增长迅速,2013-2020年增速缓慢,但空间差异愈发显著,碳排放高值明显集中在沈阳市和大连市;③ 辽宁省“三生”功能与碳排放量空间布局及数量变化的相关性总体较强,但空间差异明显且影响因素复杂。[结论]辽宁省各县域需要在自然地理条件约束和经济社会发展需求引导下,在明确各自土地主导功能定位的基础上,依托自身区域优势与资源禀赋,加强区域协作,以实现全域碳减排。 关键词:“三生”功能;碳排放;地理加权回归;辽宁省 中图分类号:P9
    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (401) [HTML] (0) [PDF 2.78 M] (339)
    摘要:
    【目的】“双碳”背景下,探究华北地区市域粮食生产碳排放效率并量化其空间分异及动态演进规律,分析华北地区粮食生产碳排放效率现状,有利于促进华北地区粮食绿色低碳生产。【方法】采用碳排放系数法测算2011-2020年华北地区市域粮食生产碳排放,在此基础上,运用三阶段超效率SBM模型进一步测度华北地区粮食生产碳排放效率,最后借助泰尔指数和核密度估计分别探究了粮食生产碳排放效率的地区差异及动态演进。【结果】①研究期内,华北地区市域粮食生产碳排放呈“M”型波动下降趋势,但下降缓慢。②华北地区市域粮食生产碳排放效率呈先降后升的演变趋势,第一阶段效率均值为0.59,剔除环境变量和随机误差对效率值的影响,第三阶段效率均值为0.48,明显低于第一阶段效率。其中,滁州、驻马店、德州等地效率值较高,而三门峡、黄山、济源等地效率值较低。③粮食生产碳排放效率空间差异呈上升趋势,区域内差异是影响总体差异的主要因素,其中安徽省各地市差异最为显著。④核密度估计结果显示,研究期内,波峰呈波动上升的趋势,主峰向右移动的幅度较小且主要以单峰出现,侧峰隆起幅度较小,各地级市的粮食生产碳排放效率主要集中于0.4-0.6之间,华北地区各市粮食生产碳排放效率水平整体较低。【结论】华北地区粮食生产碳排放效率整体水平较低,且地区差异明显,应减少化肥等物资投入冗余,加强地区交流与合作。
    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (324) [HTML] (0) [PDF 9.52 M] (416)
    摘要:
    [目的]探究黄河流域内蒙古段土地利用变化格局对碳汇空间分布的影响,并找出背后的主要驱动因素,为研究区生态空间发展方向和增汇政策提供依据。[方法]以黄河流域内蒙古段为例,基于2000、2010与2020年土地利用数据,使用InVEST-FLUS模型分析各期碳汇能力变化情况,并模拟2040年自然发展、生态保护及农业优先3种不同情景下碳储量变化格局,借助地理探测器找出造成碳汇空间分布差异背后的主要驱动因素。[结果]①2000-2020年间,黄河流域内蒙古段碳储量呈先上升后下降态势,碳储量总体增加8.63×106t,其中,地下生物碳储量增加3.91×106t,土壤碳储量增加2.28×106t。②未来自然发展情景下碳储量继续减少3.92×106t,而在生态保护情景下增长22.1×106t,高于农业优先情景下4.99×106t的碳储增量,其中,土壤碳库是造成增量差异的关键。③年平均降雨量、年平均温度的不平衡分布是造成黄河流域内蒙古段各类碳库差异的主要因素。[结论]合理的生态保护政策更符合未来城镇集约化和生态高质量发展要求,未来应重视荒漠化防治工作,推进林草建设,为提升区域生态安全格局和增汇政策提供保障。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (174) [HTML] (0) [PDF 4.61 M] (144)
    摘要:
    [目的]通过对福建省县域尺度农业净碳排放量时空特征的分析,以期为福建省及其他各省市区制定碳减排对策提供参考依据。[方法]基于种植业和畜牧业的12种碳源构建农业碳排放核算清单,采用碳排放因子法测算出农业碳排放总量;结合福建省农业特征选取7种主要农作物计算碳吸收量;并利用探索性空间分析方法分析了2001—2020年福建省农业净碳排放的时空演变特征。[结果]①研究期内净碳排放量呈现出先上升后下降的倒“V”型变化趋势。碳源方面,农地利用碳排放占据较大比例;碳汇方面,水稻、蔬菜和甘蔗对碳吸收的贡献较大。大部分县(市)农业碳排放强度呈下降趋势,但年均下降幅度较小。②福建省县域碳排放量存在显著的全局空间正相关,呈现出空间集聚特征,聚集态势以高高集聚和低低集聚为主。农业碳排放强度空间分布格局变化较大,整体呈现下降趋势,其中约有一半的县(市)处于较低强度区。③2001—2020年福建省各县(市)的空间等级分布格局有一定程度的变动,中等排放区和中低排放区数量增多,高等排放区、中高排放区和低排放区数量减少,两极分化情况有所缓解。[结论]近年来福建省大部分县域农业碳排放量和碳排放强度都呈下降趋势,碳减排取得了一定成效,但下降幅度不大,未来还应从政策激励、产业结构优化等方面采取措施强化减排效果,促进农业低碳转型。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (188) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (251)
    摘要:
    [目的]草地灌丛化过程的植被群落演替会影响土壤有机碳库,而土壤有机碳(SOC)活性组分能够敏捷反映土壤有机碳库变化,通过探究灌丛化对高寒草甸SOC活性组分的影响,以期为全球气候变化背景下青藏高原草地土壤有机碳库变化和固碳研究提供数据支撑。[方法] 以青藏高原川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草甸为研究对象,分析了不同灌丛化阶段(未灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化草甸)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质、碳转化酶活性和SOC活性组分特征。[结果] ①灌丛化使得0—20cm土壤含水量(SWC)显著减小,各土层SOC含量均在重度灌丛化草甸最大,中度灌丛化草甸土壤pH显著增大。②中度灌丛化草甸土壤淀粉酶活性(SAA)显著低于未灌丛化草甸,10—40 cm土壤蔗糖酶活性(SSA)也显著较低,SSA在重度灌丛化阶段显著强于未灌丛化草甸。③与未灌丛化草甸相比,中度灌丛化草甸0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm易氧化有机碳(ROOC)含量分别显著减小16.79%、21.73%和31.11%,0—10 cm土壤可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量也显著减小;重度灌丛化草甸0—10 cm土壤颗粒态有机碳(POC)和ROOC含量分别显著增大24.37%和29.54%,10—20 cm土壤MBC和DOC分别显著增大12.96%和10.38%,20—40 cm土壤MBC和DOC分别显著增大57.62%和22.10%。④土壤有机碳活性组分均与TN、SWC、SOC以及碳转化酶活性显著正相关,ROOC与pH显著负相关。[结论] 研究区域川西锦鸡儿灌丛化初期土壤有机碳活性组分含量降低,而灌丛化后期土壤有机碳及其各活性组分均得到积累,可能对该区域土壤有机碳积累和土壤质量提升产生积极效应。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (132) [HTML] (0) [PDF 2.79 M] (221)
    摘要:
    [目的] 对甘肃省的荒漠化状况及驱动因素进行分析,为该地区荒漠化综合防治及“三北”等生态工程的推进提供科学依据。[方法] 基于植被指数及地表反照率构建了荒漠化差值指数,使用趋势分析、空间自相关分析等方法分析了甘肃省2000-2022年23年间的荒漠化时空分布特征,并利用地理时空加权回归法对其影响因素进行了分析。[结果] ○1甘肃省荒漠化整体呈现出“西北荒东南绿”的特点,西北区域同时受风蚀荒漠化和盐渍化影响,荒漠化最严重,向东南方向荒漠化程度逐渐减轻,中部地区受水土流失影响荒漠化程度较严重,南部区域荒漠化程度较轻;时间上,23年间,甘肃省荒漠化程度逐渐改善,且南部区域改善程度强于北部区域;○2从空间自相关看,甘肃省荒漠化主要表现出聚集特性,即荒漠化程度表现出明显的空间正相关性;○3降雨对缓解荒漠化最有益处,且对西北的影响大于东南,风速和人口会加剧荒漠化的发生,西南部气温升高荒漠化程度会加重,其余区域则相反。[结论] 2000-2022甘肃省荒漠化整体呈改善趋势,西北部荒漠化仍较严重,甘肃省荒漠化的驱动因素存在较明显的时空异质性,最主要的因素为降雨。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]开展黄河流域甘肃段生态系统健康水平评价研究,为该流域生态保护与高质量发展提供理论参考与决策依据。[方法]基于2011—2021年面板数据,采用PSR模型构建黄河流域甘肃段生态系统健康评价指标体系,运用熵值法和综合指数法对生态系统健康水平进行综合评价,并采用GM—ARIMA模型对未来十年生态系统健康变化进行预测。[结果](1)2011—2021年各市州生态系统健康综合指数整体呈现上升趋势,甘南黄河重要水源补给生态功能区,其中甘南生态系统健康等级为“劣等”,临夏生态系统健康等级由“劣等”向“差等”转变,黄土高原区,其中兰州生态系统健康等级由“中等”向“良好”转变,天水、定西和平凉生态系统健康等级由“劣等”向“差等”转变,白银和庆阳生态系统健康等级处于“劣等”,风沙综合防治区武威生态系统健康等级为“劣等”;(2)2022—2031年生态环境综合指数预测结果呈上升趋势,但生态系统健康等级没有发生明显变化。[结论]黄河流域甘肃段生态系统健康水平整体不高,当前的生态保护和环境改善措施尚未完全解决该地区生态环境面临的挑战,未来需要进一步加强监管和管理,提高该地区生态系统的健康水平。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (151) [HTML] (0) [PDF 1.69 M] (188)
    摘要:
    [目的]分析青岛市区域碳排放时空演变及影响因素,对青岛市的生态保护和高质量发展具有重要意义。[方法]基于青岛市2000—2020年的土地利用数据、夜间灯光数据、社会经济数据等,对青岛市土地利用碳排放进行核算,通过构建碳排放与夜间灯光值的拟合模型,揭示青岛市不同用地类型的碳排放空间分布差异和变化趋势,通过Tapio脱钩模型分析了青岛市碳排放与经济发展之间的脱钩状态,并利用LMDI模型分析土地利用碳排放各影响因素的贡献程度。[结果]①2000—2020年青岛市土地利用净碳排放量总体呈增长态势,从2000年1309.64万吨增长到2020年3648.20万吨,增长了近1.79倍。②青岛市碳排放总量整体呈现“中间高,四周低”的空间分布格局,工业能耗是建设用地最主要的碳排放来源,高碳排放区域主要集中在胶州湾区域;③青岛市经济发展和碳排放的关系经历了从“扩张连结—弱脱钩—强脱钩”状态的转变;④促进青岛市碳排放增长的因素为人口规模和经济效应,抑制青岛市碳排放增长的因素为能源结构和能源强度。[结论]未来需要进一步调整产业结构,加快发展低碳经济,通过创新技术、调整能源结构等措施,从源头上减少碳排放。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (167) [HTML] (0) [PDF 3.53 M] (186)
    摘要:
    [目的]在双碳目标愿景下,解决林地变化的尺度效应问题,量化多级流域林地碳汇效益,不仅为林地研究提供新视角,也有助于协调优化林地格局,对提高未来区域碳汇潜力具有重要意义。[方法]以重庆市为研究区,运用PLUS模型、景观格局指数、生物量扩展因子法、灰色关联度等方法,分析了2000-2030年多级流域尺度下重庆市林地与碳储量的时空动态变化,同时探究了自然情景发展下林地格局变化与碳储量的关联度。[结果]结果表明:(1)2000-2020年,林地面积增加3404.55km2,主要来自耕地转换;一级流域林地景观格局总体趋向于聚集化与规则化,破碎程度相对减少;二级流域内“区与群”的林地格局变化历史规律与未来趋势方面存在差异;(2)前20年,林地碳储量呈现增加-减少趋势,总碳储量增加,其中一级流域洞庭湖水系碳储量增加最多,而二级流域碳储量增量高值区域由北向南移动;(3)预测2030年,总碳储量增加,且与不规则指数具有较强关联度;尺度效应导致一二级流域中景观格局变化以及景观格局指数与碳储量的关联度均存在空间异质性。[结论]研究结果有助于从跨流域尺度的视角对林地格局变化规律进行推演,为自然资源部或林业主管部门提供科学依据,制定不同尺度林地资源的有效利用与保护政策,推进重庆市可持续发展,提高碳汇效益实现碳中和目标。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (123) [HTML] (0) [PDF 3.05 M] (199)
    摘要:
    [目的] 为了更好对丘陵地区生态质量进行监测和评价,构建一个更精确的中高植被地区遥感生态指数十分必要,并探索其生态质量影响因素,为桃江县兼顾发展与生态提供科学支撑。 [方法] 针对植被指数(NDVI)在植被茂密区的饱和性缺陷,本文在湿度、干度、热度因子基础上,引入核归一化植被指数(kNDVI),构建了改进型遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecology Index,MRSEI)。借助MRSEI量化了桃江县2000-2021年生态环境质量时序变化,并引入最优化参数的地理探测器模型对植被覆盖度、降水、气温、土地利用、海拔、人口密度等6个影响因子进行了驱动力分析。[结果] (1)与遥感生态指数相比,改进的遥感生态指数模型能够避免高植被覆盖区NDVI饱和性缺陷问题,可以更准确地监测桃江县生态环境;(2)研究区2000至2021年5期的MRSEI均值分别为0.77、0.84、0.83、0.75和0.79,生态环境质量整体表现良好,具有转好-转差-转好的变化特征;(3)从生态环境质量成因分析来看,土地利用是影响研究区生态环境质量的关键因子,交互式探测中,土地利用和海拔交互作用最强。[结论] 综合而言,桃江县生态环境质量变化主要受到自然和人为因素双重影响。研究结果可为桃江县开展有效的生态环境保护修复措施提供技术参考。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]为了解高寒湿地高速公路工程干扰后不同恢复措施下边坡土壤理化性质及酶活性影响,旨在为高寒湿地植被恢复模式的筛选,治理水土流失,改善生态环境提供理论参考依据。[方法]以自然演替、喷播植草、草皮回覆三种处理边坡与原始未扰动对照植被为研究对象,测定土壤理化指标和土壤酶活性,分析其相互关系及影响因素。[结果]1)三种恢复措施与对照相比均导致土壤pH值、全钾显著升高(P<0.05),土壤有机质、全氮、全磷、细根生物量显著降低(P<0.05);有效磷与对照相比有所增加,速效钾有所降低;自然演替土壤颗粒中黏粉粒比例与对照相比差异不显著,喷播植草、草皮回覆处理下土壤颗粒中黏粉粒比例显著降低(P<0.05);草皮回覆丰富度指数与对照相比差异不显著,喷播植草、自然演替与对照相比显著降低(P<0.05),草皮回覆与喷播植草2种恢复措施的土壤pH值、有机质、全氮、速效钾 、细根生物量及其丰富度指数高于自然演替。2)喷播植草与草皮回覆相对于自然演替能更好的恢复4种土壤酶活性,甚至过氧化氢酶活性能恢复至接近对照水平。3)4种酶活性与土壤理化性质之间相关性显著,脲酶活性对土壤理化性质最为敏感,能够很好评价高原湿地边坡土壤肥力。[结论] 采取喷播植草、草皮回覆相对于自然演替能有效改善土壤理化性质和提高土壤酶活性,土壤酶能作为评价高原湿地边坡土壤肥力的敏感性指标。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (143) [HTML] (0) [PDF 1.84 M] (204)
    摘要:
    [目的]探究黄土丘陵区坡面长期种植柠条对土壤团聚体稳定性和可蚀性的影响,为黄土高原人工植被建设和生态环境恢复提供理论依据。[方法]以荒草坡地为对照,选取坡面等高线种植不同年限(15、25、35年)柠条地为研究对象,分析长期种植柠条对坡面土壤团聚体稳定性和可蚀性的变化特征及其主要影响因素。[结果](1)样地土壤团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25 mm团聚体含量(WR0.25)总体表现为15年柠条地>荒草地>25年柠条地>35年柠条地,在坡面位置上表现为坡下>坡顶>坡中>坡上,土壤可蚀性因子K值则有相反的趋势。(2)随着柠条种植年限的增加,相较于荒草地,各坡位柠条带土壤团聚体稳定性指标均呈先增后降的趋势,而间隔荒草带则持续降低,两者的差值在柠条种植年限大于15年后逐渐扩大,并在坡下位置最为明显。(3)土壤有机碳和坡位是影响坡面土壤团聚体稳定性与可蚀性的主要因素,分别解释了38%和4.1%的变异,其次是种植年限和海拔。[结论]黄土丘陵区坡面带状柠条种植通过影响土壤有机碳分布,进而影响土壤团聚体稳定性和可蚀性。柠条种植小于15年有助于土壤团聚体稳定性的提升和可蚀性的下降,但大于15年后逐渐有相反趋势,尤其在坡下位置。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    【目的】为探究冻融期降雪减少对巴音布鲁克高寒湿地土壤有机碳组分及碳库稳定性的影响,【方法】于2022年9月布设野外试验,设置2种处理:雪被去除与自然降雪,分别在冻融期的初冻期(11月)、冻结期(3月)、融冻期(7月)进行取样,测定土壤含水量(SWC)、电导率(EC)、pH值,有机碳含量(SOC),极不稳定有机碳组分(F1)、不稳定有机碳组分(F2)、稳定有机碳组分(F3)和惰性有机碳组分(F4)。【结果】结果表明:雪被去除后土壤有机碳含量(SOC)在初冻期、冻结期、融冻期均无显著差异,但出现了降低的趋势。雪被去除后有机碳含量在三时期分别降低了2.87%、6.65%和4.49%。初冻期雪被去除后F1和F2组分有机碳含量出现了显著差异(P<0.05),相比于自然降雪两种组分有机碳含量分别降低了8.72%和12.26%,冻结期不同处理间F3组分了出现显著差异(P<0.05),雪被去除后F3组分有机碳含量降低了25.57%,融冻期F1、F2和F3出现了显著差异(P<0.05),其中除雪后F1和F3分别降低了22.10%和25.57%,而F2组分上升了34.92%,其他组分无显著差异。雪被去除后,相比于自然降雪处理,碳库活度在三时期分别上升了5.99%、9.71%和20.39%。【结论】冻融循环和雪被去除对有机碳含量和碳库稳定性均无显著影响,但雪被去除对土壤的影响大于冻融变化,雪被去除导致土壤有机碳含量降低,土壤有机碳库稳定性上升,影响了原本土壤有机碳组分之间的稳定关系。随着冻融进行,土壤有机碳含量呈现出先降低后上升的趋势,而土壤碳库稳定性呈现出先上升后下降的趋势。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (147) [HTML] (0) [PDF 2.81 M] (350)
    摘要:
    [目的]贵州存在大量红黏土边坡,水土流失和浅层滑坡问题突出。利用草本植物对红黏土边坡进行防护,对于贵州省的浅层滑坡治理和水土保持具有重要意义,但相关研究较少。[方法]以红黏土边坡为研究对象,选取狗牙根和香根草作为护坡植物,通过种植试验、根系拉伸试验、直剪试验、室内模拟冲刷试验,探讨两种草本植物的护坡效应。[结果]①种植150天内,两种草本植物均稳定生长,根系抗拉强度持续增加;生长30~150天,狗牙根的最大抗拉力从0.84N增至8.59N,香根草的最大抗拉力从4.78N增至89.89N。②生长120天时对比无根土,狗牙根根土复合体的黏聚力提升91.1%,内摩擦角提升12.45%;香根草根土复合体的黏聚力提升107.47%,内摩擦角提升12.74%。③生长150天时对比裸坡,狗牙根坡的径流速率降低45.02%~54.15%,产沙速率降低58.3%~93.85%,60min累计产沙量降低81.02%;香根草坡的径流速率降低35.46%~46.48%,产沙速率降低46.8%~89.44%,60min累计产沙量降低74.61%。[结论]两种草本植物对红黏土边坡都具有良好的固土护坡效应,香根草对土体抗剪强度的增益效果更明显,狗牙根的水土保持效果更显著。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (150) [HTML] (0) [PDF 1.90 M] (111)
    摘要:
    [目的]通过研究太行山南麓坡面土壤产流特征,探讨其影响因素,为太行山南麓水土流失治理及生态环境保护提供科学依据。[方法]以太行山南麓鱼鳞坑坡和自然荒坡为研究对象,测定草本、灌木、乔木群落下坡面产流特征并分析其影响因素,运用地理探测器统计学方法量化各因素单独和交互作用对坡面产流的影响力。[结果]结果表明:(1)鱼鳞坑坡草本、灌木、乔木群落的平均径流深之间没有显著性差异,自然荒坡灌木群落和草本群落的平均径流深显著大于乔木;与自然荒坡相比,鱼鳞坑坡草本群落、灌木群落、乔木群落的平均径流深分别减少了56.61%、72.80%、39.58%;平均径流深随着砾石含量的增加呈减少趋势;砾石覆盖度对坡面产流的控制作用有一个阈值,当砾石覆盖度为6%-9%时,坡面径流深最小。(2)太行山南麓坡面产流单因子影响力最大的是砾石覆盖度(0.31),其次是植被盖度(0.29)。(3)坡面产流影响因子交互作用后大多表现为非线性增强和双因子增强作用;降雨因子与非降雨因子交互后均表现为非线性增强作用。[结论]大量砾石的存在导致了太行山南麓坡面产流过程的复杂性,增加植被盖度是减少该地区坡面产流的重要措施。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (182) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (161)
    摘要:
    摘 要:[目的]为构建低碳农业模式,推动农业碳减排,促进地区农业高质量发展提供支撑。[方法]采用耕地碳排放估算模型和ArcGIS计算分析宁夏沿黄城市带耕地碳排放进行时空特征,采用非期望产出超效率模型(SBM)评估耕地生态效率值。[结果](1)2011-2020年宁夏沿黄城市带耕地碳排放总量总体呈下降趋势,化肥和农用柴油是耕地碳排放的主要来源。(2)宁夏沿黄城市带耕地碳排放呈现南北高,中间低的空间分布格局,其中平罗县和中宁县是最大的耕地碳排放城市。(3)宁夏沿黄城市带耕地碳排放强度呈先升高后下降的趋势与耕地碳排放总量变化相似。(4)宁夏沿黄城市带耕地利用生态效率总体呈波动状态,利通区耕地生态效率较低,需要调整农业生产过程中的投入要素。[结论] 研究宁夏沿黄城市带耕地碳排放和生态效率时空演变特征并探究其关键影响因素,相关结论能为宁夏构建低碳农业和精准施策提供参考。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]明确青海省农牧业碳排放特征及驱动因素,为青海省科学有序推进农牧业绿色低碳发展提供理论与数据支撑。[方法]从农用物资消耗、畜禽养殖和作物生长三个方面测算青海省2000—2021年农牧业碳排放,在此基础上运用LMDI和Tapio脱钩模型探讨农牧业碳排放的驱动因素及脱钩状态,并预测2022—2035年农牧业碳排放的未来趋势。[结果]①研究期内,青海省农牧业碳排放呈波动上升趋势,年均增长率为1.61%,畜禽养殖过程中的肠道发酵和粪便管理是青海省农牧业碳排放的主要来源,年均占比94.94%。②农业经济发展水平效应和农业结构效应促进青海省农牧业碳排放的增加,年均贡献率为39.40%和16.53%;农业生产技术效应和农业劳动力规模效应抑制青海省农牧业碳排放的增加,年均贡献率为-37.45%和-6.63%。③整体来看,青海省农牧业碳排放与农牧业经济增长的脱钩状态为弱脱钩,农业生产技术和农业劳动力规模对青海省农牧业碳排放为弱脱钩努力,农业结构无脱钩努力。④2022—2035年青海省农牧业碳排放量呈增长趋势,年均增长率为1.23%,较2000-2021年下降0.38%。[结论]青海省应增强农田土壤固碳能力,降低畜禽产品肠道甲烷排放强度,强化农牧业减排固碳科技引领,培养农牧业高素质人才,实现农牧业低碳发展。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (300) [HTML] (0) [PDF 2.09 M] (193)
    摘要:
    [目的]探究以玉米芯、腐殖酸为原料制备纤维素基土壤结构改良剂对沙质土壤抗侵蚀性能的改良效果。[方法]选择漆酶(Lac)和木素过氧化物酶(Lip)的单酶类型和双酶协同,设置3个酶活水平、2个玉米芯生物质添加处理,固定腐殖酸用量,通过水溶液聚合法制备纤维素基土壤改良剂。利用红外光谱对酶解产物及改良剂官能团进行表征,基于溶胀特性分析土壤保水持水能力和改良剂的网状特征,基于机械性和水稳性团聚体相关参数分析改良剂对沙质土壤抗蚀性的改良效果。[结果](1)纤维素基土壤改良剂的吸纯水倍率为纯腐殖酸基改良剂的0.61-4.84倍。添加4 g漆酶(20 U)+木素过氧化物酶(20 U)酶解产物制备的土壤改良剂(LLP3-4)的吸纯水倍率最高,为66.7 g/g。改良剂溶胀过程符合Schott二级动力学模型。(2)与CK相比,三种酶解方案制备的改良剂(Lac3-4、Lip3-4和LLP3-4)1%添加处理,土壤的饱和持水量提高了20%-60%;LLP3-4可使机械性大团聚体和水稳性大团聚体(粒径>0.25 mm)含量分别增加了6倍和14倍,使土壤平均重量直径和几何平均直径分别增加了70.59%和46.67%,分形维数降低了21.36%。[结论]双酶预处理方案制备的纤维素基土壤改良剂可显著提升沙化土壤的保水持水能力及抗蚀性能。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (171) [HTML] (0) [PDF 8.67 M] (133)
    摘要:
    [目的]双碳目标的提出对我国农业发展提出了更高的要求,本研究以京津冀地区为研究对象,根据农业碳排放情况,将京津冀地区划分为六大农业区,并相应提出减排优化路径,旨在为京津冀地区低碳农业发展提供政策建议; ②[方法] 本研究根据IPCC指南测算农业碳排放量,并在此基础上采用趋势分析法研究京津冀地区农业碳排放线性变化规律,采用Arcgis断点分析法和核密度法分析京津冀六大农业区的空间演进趋势;③[结果] 研究发现,从时间上看,京津冀农业碳排放量和碳排放强度整体呈下降趋势,尤其是碳排放强度,自2005年开始快速下降。与全国相比,虽然农业碳排放总量占比小,但是碳排放强度高于全国水平,其中坝上农业区和冀南农业区的碳排放水平最高。从空间上看,远离京津的坝上农业区北部,冀中原农业区和冀南农业区部分县域碳排放强度较高,而京津近郊农业区以及与其相邻的坝上农业区南部则保持轻低度排放状态。此外,根据核密度分析的结果,六大农业区整体碳排放强度在降低,其中京津近郊农业区和冀中平原农业区碳排放强度内部差异化程度较大;④[结论] 根据研究结果,从农业定位、资源共享、减碳增汇以及跨行业合作四个方面提出京津冀地区碳减排优化路径。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]探究黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率时空演变规律及影响因素,对区域耕地资源低碳高效利用以及推动农业可持续发展具有重要意义 [方法]本研究借助超效率SBM模型测度2005—2020年黑龙江省松嫩平原地区33个县(市)耕地低碳利用效率,利用空间自相关和核密度估计方法分析各县(市)耕地低碳利用效率的时空格局演变特征,进而采用地理加权回归模型探究其影响因素。[结果](1)研究期内黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率呈“升-降-升”演变态势,均值为0.80,未达到最有效生产的前沿;(2)从空间维度看,耕地低碳利用效率存在显著的正向空间相关性,且局部呈较强的高低值集聚分布态势,热点多核极化现象显著,主要分布于区域北部和南部;从时间维度看,耕地低碳利用效率表现出不同程度的极化特征,且内部差异呈逐渐缩小的演变趋势;(3)从影响因素看,人均播种面积、单位耕地面积化肥使用量、农村居民人均可支配收入和涉农支出对耕地低碳利用效率具有正向影响,复种指数、单位耕地面积机械使用量及城镇化率对效率呈负向影响,人均GDP对耕地低碳利用效率在不同年份影响程度和方向存在差异。[结论]黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率整体呈上升趋势,且区域间存在明显差异,未来应优化资源配置效率,建立区域协同机制,发挥热点区域示范作用,助推各区域耕地低碳利用效率的提升。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (216) [HTML] (0) [PDF 5.24 M] (179)
    摘要:
    摘 要:[目的]明晰历史和未来时间序列下碳储量时空演变特征,对促进区域可持续发展具有重要意义。[方法]以贵阳市为例,利用ArcGIS评估2000—2020年贵阳市的土地利用变化与碳储量时空演变特征,并耦合PLUS-InVEST模型预测2030年不同发展情景下土地利用空间格局及其碳储量变化。[结果](1)2000-2020年贵阳市土地利用变化为耕地和草地转化为水域和建设用地;耕地面积减少了190km2;草地面积减少了188km2;水域面积增加了43km2;建设用地面积锐增了367km2。(2)2000—2020年贵阳市碳储总量呈现先增加后下降趋势,共降低了21.97×105t,在空间上呈现北高南低的分布格局,北部区域是贵阳市的主要碳汇功能区,建设用地扩张是影响研究区碳储量降低的主要原因。(3)2030自然情景、耕地保护和生态保护情景下建设用地分别扩张了279km2、193km2 和175km2,增幅为51.48%、35.61%、32.29%。(4)2030年自然情景、耕地保护和生态保护情景下的碳储总量分别为1399.73×105t、1398.44×105t和1409.55×105t,相较于2020年均在下降。碳储量在空间上始终表现为北高南低的分布格局,生态保护情景下更有利于减缓研究区碳储量的下降趋势。[结论]未来贵阳市在生态环境方面可继续加强退耕还林政策来恢复碳储量水平,而在城市发展方面,应该制定更加合理的综合发展战略,在经济发展的同时又能兼顾生态保护。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]研究漫川漫岗黑土农田区切沟沟头形态特征及其影响因素,为控制黑土农田区沟壑侵蚀提供基础数据和理论支撑。[方法]以海伦市海南乡小流域切沟沟头为研究对象,野外实地调查沟头形态特征及土壤类型和土体构型,分析沟头活跃状态以及内外因素对沟头形态的影响。[结果](1)切沟沟头土壤类型为典型黑土、草甸黑土和冲积土,土体构型以A+B+C型为主,A+C及A+C+Ab型为辅,(2)选取沟头活跃指标运用聚类分析厘定切沟沟头处于极活跃-活跃状态,结合沟头溯源侵蚀过程将活跃状态划分为沟头溯源侵蚀四阶段,(3)相关性分析表明沟头形态与内外因素的相关性复杂,单一形态受内外因素以及自身形态的共同作用影响;(4)冗余分析表明土体构型、汇水面积是影响沟头形态的主要因子且与沟头形态呈正相关关系,沟头植被覆盖度、作物距沟头距离、沟头垄向与沟头立面夹角与沟头形态呈负相关关系。[结论]切沟沟头形态特征复杂,土壤垂向差异性是内因的根本,沟头形态受内外因素共同影响。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    摘要:贺兰山东麓是我国重要的酿酒葡萄产区,挖掘在该区域荒漠草原上垦殖葡萄园所产生的碳汇价值对区域实现双碳目标具有重要意义。为量化葡萄种植园的土壤碳储量特征,本研究以典型的新慧彬葡萄园为例,开展园区尺度的土壤有机碳(Soil organic carbon)取样调查与分析,研究土壤有机碳含量、密度和组分等特征。结果表明:(1)该葡萄园0—100 cm剖面土壤有机碳平均含量为4.65 g/kg,土壤有机碳密度为64.5 t/hm2,虽然土壤有机质含量低,养分匮乏,但依然是葡萄园生态系统碳库的主要部分。(2)在垂直剖面上,土壤有机碳含量随着土层加深而递减,且0—40 cm表层和40—100 cm深层的土壤有机碳含量存在显著差异,表层土壤的有机碳富集系数大于1,对有机碳具有更强的固持能力。(3)土壤有机碳含量在园区范围内存在空间异质性,其中表层土壤有机碳的空间异质性受制于不同田块间葡萄品种及施肥等垦殖活动差异,而深层土壤有机碳的空间异质性主要受制于原始土壤的形成背景。(4)土壤有机碳活性、中性和惰性组分的比例约为1:2:5,惰性组分占比较高,碳库活度较低,稳定性较强;虽然惰性有机碳含量决定了总有机碳的高低,但中性有机碳含量的变化亦会影响总有机碳和全碳含量。以上研究成果对理解干旱区葡萄园碳汇形成机理和挖掘碳汇潜力具有一定的参考价值。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的] 在高标准农田的建设中,为更合理的进行农田生态补偿,应在保障粮食安全的前提下,结合考虑农业生产过程中的碳排放与碳吸收量,以实现我国碳达峰碳中和的目标,助力农业强国建设。[方法] 本文首先从粮食安全的角度对黄河流域内60个城市进行了农田盈亏量的测算,基于机会成本法建立了粮食安全视角下的农田生态补偿标准;接着,计算黄河流域各市农业生产过程中,使用的农业资源与农作物生长过程所产生的碳排放量,估计农作物生长中通过光合作用吸收碳的总量。根据所得碳源、碳汇量计算该区域内农田的总净碳汇量,以2021年碳交易平均价格为补偿标准,求出“双碳”视角下区域内农田生态补偿标准。最后,在分别计算粮食安全与“双碳”视角下的农田生态补偿额度的基础上,得出双视角下黄河流域的农田生态补偿额度。[结果] 青海、河南省内的黄河流经的市大多都接受一定的补偿。[结论] 部分省会城市如西安、郑州与太原因城镇化与工业化水平较高,经济发展情况良好,需要支付的农田生态补偿额度较高,说明当地农田安全与粮食、生态安全间的矛盾问题更严重。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (134) [HTML] (0) [PDF 3.22 M] (115)
    摘要:
    [目的]为探究小流域的暴雨洪水过程以及暴雨所造成的土壤侵蚀情况,亟需开展场次暴雨洪水过程以及水土保持调查工作,为下一步水土保持决策提供科学支撑。[方法]采用野外调查的方法对皇迷东沟和梁家庄西沟开展洪痕测量调查并计算洪峰流量模数,分析暴雨洪水对小流域造成的侵蚀危害。[结果]①本次降雨持续时间长、雨强大,梁家庄西沟和皇迷东沟流域累计雨量分别达到1008.5mm和613.6mm。②调查按洪痕法调查推算了洪峰流量,皇迷东沟、梁家庄西沟小流域洪峰流量模数为10.80m3/s·km2、36.07m3/s·km2。坡度和水土保持措施是影响洪峰流量的主要因素,较大的坡度会使洪峰流量变大,而完善的水土保持措施可以起到有效的削峰作用。③调查小流域位于泜河流域上游,是本次暴雨中心和洪水的主要产流区,小流域洪峰流量模数大于下游水文站洪峰流量模数。④梁家庄西沟的侵蚀情况比皇迷东沟严重,主要原因是皇迷东沟的果园、梯田和谷坊的面积占比大于梁家庄西沟,皇迷东沟的平均坡度小于梁家庄西沟且梁家庄雨量站的降雨量峰值持续时间更长。[结论] 实施水土保持措施是必要且有效的,而且要进一步完善梯田、台地谷坊的建设,良好的水土保持措施可以有效减少洪峰流量以及侵蚀现象的发生。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]研究砒砂岩的风化程度和物源特征,为砒砂岩的深入研究及岩土侵蚀防治提供基础理论依据。[方法]选取内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为研究对象,通过野外调查及实验研究,利用主量元素、微量元素及稀土元素地球化学方法对砒砂岩化学蚀变指数(CIA)、斜长石蚀变指数(PIA)、轻重稀土元素比(LREE/HREE)及相关微量、稀土元素关系进行了分析。[结果]①准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩以SiO2和Al2O3为主,大部分主量元素含量低于平均上地壳(UCC);地球化学分类图显示砒砂岩主要为页岩、长石砂岩和岩屑砂岩;砒砂岩CIA值为64.95~86.57,平均值为77.46。这与研究区周边的中三叠统二马营组特征较为一致,反映经历共同的岩石风化历史。②砒砂岩中粉砂岩和泥岩中各微量元素含量均高于砂岩,其中Ba含量最高,Zr次之;砒砂岩形成古温度为10.67 ℃~22.78 ℃,平均17.68 ℃,PIA值为70.48~97.13,平均值为89.76。③砒砂岩稀土元素配分模式与UCC一致,整体呈现轻稀土富集、重稀土亏损、弱负铕异常特征;粉砂岩和泥岩总稀土(∑REE)、轻重稀土比(LREE/HREE)、(La/Yb)N值均高于砂岩。这种分异主要是由于表生作用中岩石风化溶出的主要微量元素大多被黏土矿物吸附或水力分选所致。[结论]内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为成分成熟度、分选程度较低的陆源碎屑沉积岩,源区经历了中等—强烈的化学风化;砒砂岩形成时为干旱—半湿润的古气候条件;砒砂岩稀土元素配分模式结合主、微量元素判别图指示延安组砒砂岩来自鄂尔多斯盆地北部阴山—大青山地区的海西—印支期花岗岩类。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]新型蒺藜盾状移动式固沙障是运用仿生学原理,由盾状铁网筛与上方扎制固沙灌木猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb.)茎叶构成的新型固沙障,已获得专利授权。本实验对蒺藜盾状移动式固沙障的防风固沙效应进行了风洞模拟实验,确定最佳选型,以适用于在沙坡头等沙区的应用与推广。[方法]通过风洞模拟实验,在6、10、14、18m/s四个风速条件下测量了蒺藜盾状移动式固沙障的风速流场,并在10、14、18m/s三个风速条件下对蒺藜盾状移动式固沙障进行了吹蚀实验。对照分析原位自然型与仿生的蒺藜盾状移动式固沙障的防风沙效应揭示盾状沙障防风固沙机理,为野外工程防沙措施的选择和制定提供借鉴。[结果](1)气流在经过蒺藜盾状移动式固沙障时速度均会减弱,形成明显的减速区。在6m/s时,减速沉降区均达到了20H;随着风速增加,减速沉降区缩小。10m/s与14m/s时,减速沉降区为15H;且在18m/s时,也能维持15H的减速沉降区。(2)3种风速梯度下,新型蒺藜盾状移动式固沙障的平均输沙量是无沙障的13.8%(10m/s风速),21.1%(14m/s风速),23.4%(18m/s风速)。[结论]结构完整,直径更大的蒺藜盾状移动式固沙障具有最好的防风沙效果。蒺藜盾状移动式仿生固沙障防风沙效果好,可移动、可组合和可机械化编织,在防治荒漠化、防风固沙领域有广泛的应用前景。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]:煤炭的开采过程也引发了诸如生物多样性减少、土壤结构破坏及养分流失等一系列生态环境问题,对矿区土壤结构的剧烈扰动导致受土壤团聚体物理保护的有机碳裸露,被土壤微生物分解矿化,造成土壤有机碳损失。在受扰动的露天矿排土场进行植被重建被认为是改善土壤结构,提高生物多样性的有效措施。近些年,微生物修复技术(丛枝菌根真菌)广泛应用于矿区生态修复,并取得了明显的生态改良效果。此外,风化煤和绿肥等外源物也被认为在土壤改良中有积极作用。但目前我们对于丛枝菌根真菌与风化煤和绿肥等外源物联合施用对植被生长及土壤改良的效果仍缺乏清晰的认识。[方法]:因此,本研究基于内蒙古黑岱沟露天矿内排土场沙棘示范基地,通过调查植被种群并采集土壤团聚体样品,分析了丛枝菌根真菌(AMF)及其他因素(风化煤、绿肥)联合作用对于露天矿排土场植被恢复区土壤团聚体稳定性及有机碳恢复的影响。[结果]:研究结果表明,在六种处理模式下,对林下植被多样性提高效果最好的是接种AMF施用绿肥并添加风化煤(沙接绿风)的实验组,相较于对照处理,多样性指数显著提高;对团聚体发育及稳定性影响效果最显著的是接种AMF并施用绿肥(沙接绿)的实验组,破碎率显著低于对照处理的同时团聚体重量平均直径和几何平均直径显著高于对照组。对团聚体有机碳及全氮作用效果的分析表明,沙接绿处理下宏观团聚体有机碳和全氮显著高于仅接种AMF(沙接)的实验组。[结论]:总体来说,这些结果评价了在大田试验中施用风化煤、绿肥并接种AMF改善植被多样性、团聚体稳定性及团聚体有机碳恢复的效果,对优化露天矿人工生态修复策略,加速土壤碳库恢复有重要的借鉴意义。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]淤地坝以直接拦截泥沙的方式治理水土流失,显著改变了土壤有机碳(SOC)的横向迁移过程,探究坝地内SOC的空间分布及流域土地利用对坝地浅土层(0-200cm)内SOC分布的影响,可为淤地坝建设与流域生态环境协同发展提供科学依据。[方法]本文以岔巴沟流域内3个土地利用类型差异较大(草地、坡耕地、梯田面积占比不同)的小流域为对象,采用遥感解译、野外采样与室内测试相结合的方法,研究了坝地SOC空间分布特征及坝地表土层SOC对土地利用的响应关系。 [结果](1)在垂直方向上,SOC在表层土(0-20cm)含量最高,并随土层深度增加快速降低,深层SOC含量变化较小,在3.5 g/kg上下浮动;(2)在顺水流方向上,因土壤侵蚀沉积特征等影响,SOC在坝地中、后段含量较高;在平行坝体方向上,两侧含量较高。(3)流域内梯田占比较高的B淤地坝,坝地SOC均值(0.44 g/kg)显著高于A淤地坝坝地(0.39 g/kg)和C淤地坝坝地(0.35 g/kg)。(4)流域内梯田的SOC最高,同时梯田建设影响了侵蚀泥沙的土壤粒径,从而使得流域内梯田占比与坝地表土层SOC呈显著正相关关系。草地表层SOC碳含量较低,使得坝地地表SOC含量与草地呈负相关关系。坡耕地SOC密度与坝地地表的SOC含量呈正相关关系,但由于坡耕地面积较小,其占比与坝地地表SOC无明显相关性。[结论]受土壤侵蚀、SOC来源和矿化特征影响,坝地表层土SOC最高,随土层深度增加快速降低并趋于稳定。梯田地类内的高SOC含量水平及较细颗粒的侵蚀土粒特征,可能导致了占比最高的B淤地坝坝地内SOC含量最高。本文揭示了半干旱区坝控小流域内SOC的空间分布特征,同时也探明了流域内梯田建设对坝地内表土层(0-200cm)SOC的正向效应。
    Available online:2024-03-01, DOI:
    摘要:
    [目的]分析茅尾海土地利用变化与碳储量演化特征,为增碳汇提高生态价值提供科学依据。[方法]使用监督分类的方法对茅尾海2009年、2015年和2021年的遥感影像数据进行解译提取,基于ArcGIS软件和InVEST模型对茅尾海土地利用变化与碳储量演化进行研究分析。[结果]①茅尾海土地类型主要呈现“大聚居,小杂局”的分布特点,2009-2021年土地利用类型存在较大变化,耕地、浅海水域和渔业养殖区面积减少,红树林湿地、建筑用地、林草地、淤泥质滩涂面积增加;②茅尾海碳储量呈先下降后上升趋势,2009-2015年、2015-2021年、2009-2021年区域碳储量变化量分别为-11.05万t、3.77万t、-7.29万t;碳固定净现值分别为-1.37亿元、0.47亿元、-0.90亿元;③2009-2021年,茅尾海主要为渔业养殖区、林草地等高固碳土地利用类型向建筑用地等低固碳类型的转变,转为建筑用地造成的碳储量损失最大,达28.51万t;转为渔业养殖区增加的碳储量达18.08万t。[结论]加快推动茅尾海养殖方式转型升级,加强红树林在宜林区域的增殖及加快森林城市建设,有利于研究区域固碳与可持续发展。
    Available online:2024-02-29, DOI:
    [摘要] (280) [HTML] (0) [PDF 14.39 M] (390)
    摘要:
    [目的]科学地构建国土空间生态网络和识别国土生态修复关键区域是推进区域山水林田湖草沙一体化的重要保障。[方法]以郑州市为例,利用形态学空间格局分析(MSPA)识别生态源地,通过景观连通性评价与电路理论提取生态廊道、识别生态修复关键区域,最终构建生态网络安全格局。[结果]郑州市生态源地共37个,面积共计983.29km2,呈现西多东少,南北呈带状聚拢分布;提取郑州市85条生态廊道,廊道长度为0.11~47.92km,共计689.50km,其中关键生态廊道19条、重要生态廊道29条、一般生态廊道37条;识别生态夹点55处,总面积2.78km2,多集于郑州市西南部,夹点所处位置阻力较小,土地类型主要以林地、草地、水体为主;将累计电流值划分三种等级障碍点,总面积为1054.31km2,占研究区面积的14.16%,主要位置在登封市与新密市主要交通道路周围的城镇区域;综合考虑研究区自然与社会现状,提出“一带,一环,两区,四团,多点”的生态网络安全格局;[结论]对识别的生态夹点与障碍点分别提出修复策略:生态夹点区域生态环境较好,因此以自然生态维护为主;生态障碍点区域主要为建设用地,开发强度较大,受人类干扰程度较多,因此以人工和自然修复并重的方式为主。研究可以为郑州市国土空间生态修复规划以及其他市域国土空间生态修复提供参考。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    摘要:
    [目的]科学合理的防沙工程能有效减轻风沙活动对公路的影响,对防沙工程综合效益的准确评估是判断其能否实现预期防护效果、保证沙漠公路畅通运营的关键。[方法]在分析沙漠公路防沙工程综合效益影响因素的基础上,从工程效益、经济效益、环境效益三个维度建立沙漠公路防沙工程综合效益评价指标体系。构建变权物元可拓模型,利用变权理论对固定权重进行修正,以体现指标值波动对指标权重的影响,并通过敏感性分析指出对综合效益影响显著的指标。最后,将模型应用于乌玛高速公路沙漠区段防沙工程。[结果]乌玛高速公路沙漠区段防沙工程的综合效益处于“较好”效益等级,但有大幅偏向“中等”效益等级的趋势,与传统的固定权重法相比,更加符合工程实际;在众多评价指标中,防护效果、破损程度、施工质量、植被环境影响对评价结果影响最为显著。[结论]研究成果可为风沙区公路防沙工程的评价研究与后期运维工作提供参考。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    [摘要] (148) [HTML] (0) [PDF 2.95 M] (548)
    摘要:
    灵江流域是浙南诸河流域的重要河流,也是浙江重要的社会经济活动区。揭示流域地表水体水化学特征及其灌溉适宜性对该区域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文综合利用数理统计、Piper三线图、主成分分析和离子比等方法对流域地表水体进行水化学统计分析及成因判别;通过绘制Wilcox图和USSL图评估流域内地表水体灌溉适宜性。结果表明:灵江流域地表水水化学类型在空间上具有分带性,从中上游(Ⅰ区)-下游温黄平原河网区(Ⅱ区)-台州湾入海口(Ⅲ区)水化学类型从HCO3-Ca型向Cl-Na型过渡。流域地表水水化学组分受天然溶解及人类活动共同影响。其中Ⅰ区段地表水体水化学特征主要受到岩石风化作用中的硅酸盐岩溶影响解,少量受碳酸盐岩溶解影响;Ⅱ区主要受硅酸盐岩溶解影响,Ⅰ、Ⅱ区地表水体适用于农业灌溉;Ⅲ区主要受蒸发盐岩溶解影响,灌溉适宜性较差,易引起盐碱害。Ⅰ、Ⅱ区K+Na+主要来源于硅酸盐矿物溶解,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-主要受硅酸盐岩溶解,少量来源于碳酸盐岩的溶解。NO- 3则主要主要来源于人类活动。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    [摘要] (260) [HTML] (0) [PDF 4.76 M] (462)
    摘要:
    [目的] 以陕西省为研究区,分析耕地资源与建设项目空间分布之间的关系,研究建设项目耕地占比阈值的确定方法,为自然资源管理部门制定耕地保护措施提供依据。[方法] 基于国土变更调查数据和建设项目样本数据,构建耕地密度指数作为指标,采用GIS空间叠加分析、地貌分区和统计参数对比方法,提出陕西省耕地分布密集程度分区方法,确定单独选址类建设项目总规模中耕地占比的上限。[结果] 采用地貌分区和耕地密度分级结合的方法,以80%累计频率值作为建设项目耕地占比的阈值参数,将全省分为三个耕地密度区:陕北黄土高原耕地密集区、关中平原/陕南秦巴山地耕地密集区和其他区域(耕地非密集区),确定线性项目和面状项目在三个分区中的的耕地占比上限分别为26%、42%和22%,45%、80%和27%。 [结论] 通过建设项目耕地占比上限阈值的确定,各类项目的耕地节约率为1.2%-17.9%,在保障项目用地的同时能够控制13.9%-22.5%的建设项目过度占用耕地,达到了有效保护耕地的效果。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (231) [HTML] (0) [PDF 17.80 M] (600)
    摘要:
    [目的] 陆地生态系统碳储量的主要驱动因素之一是土地利用变化,以“过去—现在—未来”的逻辑,分析郑州市土地利用与碳储量时空演变之间响应关系,为实现城市的生态安全可持续发展提供参考。[方法] 首先基于GIS和InVEST模型,对2005—2020年碳储量时空分布进行定量评估,然后结合PLUS模型,模拟2050年自然发展情景和生态保护情景下土地利用和碳储量时空变化特征;并辅以莫兰指数和热点分析在格网尺度下评估其空间关联程度。[结果] (1) 2005—2020年,耕地不断调整为建设用地,累计转入1004.98 km2,致使郑州市土地利用结构发生显著变化,生态保护情景下生态用地减少趋势相对自然发展情景得到较好改善;(2) 受城镇化快速扩张的影响,2005,2020年郑州市碳储量分别为6.59×107 t,5.67×107 t,15年间高碳密度地类用地转移,碳储量空间分布呈“西高东低,南北中等,中部低”的特点,自然发展情景和生态保护情景下碳储量变化分别减少了8.27×106 t和1.80×106 t,其中耕地发挥着重要碳汇作用;(3) 碳储量空间分布上具有集聚性,冷热点分布不均,生态保护情景下热点破碎化程度缓和,巩义市和登封市始终为碳储量集聚程度较高区域。[结论] 碳储量时空分布特征与土地利用结构变化密切相关,郑州市未来土地利用规划应适当采取生态保护措施,优化土地利用格局,增强生态系统固碳能力。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (285) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (540)
    摘要:
    [目的] 在碳排放总量控制下,对省域间碳排放配额进行公平科学的分配是实现“双碳”目标的关键途径,也是碳排放交易机制体系的重要基石。分析不同情景下碳排放配额分配结果的碳减排边际成本,以期以最小成本确定最优的碳排放配额分配方案,为区域后期开展分配工作提供理论基础,为地区碳减排方案制定提供工作参考。[方法] 在前人建立的碳配额分配指标基础上引入生态性指标,并设置公平、效率、生态、兼顾公平—生态—效率4种情景,利用SBM对偶模型测算不同情景下区域碳边际减排成本,并以此为依据确定最优分配方案。[结果] 在公平、效率、生态、兼顾情景下平均碳边际减排成本分别为0.295万元/t,0.312万元/t,0.291万元/t,0.309万元/t,引入生态性指标的方案减排成本明显更低,可推断出是碳汇抵消掉部分减排难度较大、成本较高的碳排放所致;兼顾情景下减排成本明显高于公平、生态情景,表明碳排放效率的提升同会导致碳边际减排成本增加。[结论] 生态情景下的碳排放配额是以最低碳边际减排成本实现“双碳”目标的最优方案,可以作为地区碳排放方案制定的参考。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (621) [HTML] (0) [PDF 22.60 M] (461)
    摘要:
    [目的] 研究福建省生态系统碳储量及其对土地利用变化的响应,为生态系统保护提供参考。[方法] 基于土地利用数据和碳密度数据,运用InVEST模型模拟福建省1980,2000,2020年碳储量;利用冷热点分布、转移图谱和矩阵分析碳储量和土地利用的时空特征;最后分析碳储量对土地利用变化的响应。[结果] (1) 福建省碳储量整体均较高,82.5%以上区域的碳储量为中等以上(>3 000 t),主要分布在山地丘陵地区,也是高碳储量的热点集中区;高(热点)低(冷点)碳储量集中区转移较少;1980—2020年总碳储量波动略升高,2000—2020年不同碳储量等级彼此之间转移相对较多。(2) 福建省土地利用/覆被以林地为主(61.4%-62.9%),其次是耕地(16.9%-18.3%)和草地(15.2%-17.2%);土地利用/覆被变化在1980—2000年较稳定,在2000—2020年较剧烈。(3) 林地、草地和耕地的总碳储量较高,水域、建设用地和未利用地总碳储量较少;耕地总碳储量减少,建设用地总碳储量增加,林地和草地有增加也有减少;由土地利用/覆被变化导致的总碳储量转出和转入最多均为林地,其次是草地和耕地;总碳储量净转移为负的是林地,其他为正,林地转移引起的碳亏损最多。[结论] 耕地、林地和草地是福建省主要土地利用类型,它们贡献了较高碳储量,并相互转移引起了碳储量变化。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    摘要:
    [目的] 分析河南省森林碳汇价值时空特征及影响因素,为促进河南省“碳达峰、碳中和”目标实现提供参考。[方法] 采用蓄积量扩展法和造林成本法评估2010—2020年河南省森林碳汇价值,分析其时间变化特征,运用莫兰指数探究其空间聚集特征,并构建扩展STIRPAT模型分析影响森林碳汇价值的因素。[结果] (1) 河南省森林碳汇价值在时间上呈现持续上升趋势,由2010年的4.18×1010 元增加至2020年的6.71×1010元,在空间分布上呈现为“豫西、豫南高,豫东、豫北低”的态势,且存在显著的正向空间聚集效应,碳汇价值显著高值聚集区域分布在豫西和豫南地区,显著低值聚集区域仅有两处且分布散落。(2) 除碳汇强度对河南省森林碳汇价值有负向作用外,森林面积占比、城镇化率、林业产业占比、人均GDP均产生正向影响作用,其中森林面积占比是推动研究区域森林碳汇价值增长的主要因素。[结论] 河南省森林碳汇价值潜力巨大,未来应分区域推进森林碳汇价值实现。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (173) [HTML] (0) [PDF 5.32 M] (570)
    摘要:
    [目的] 研究云南省土地利用碳排放的时空变化规律及其影响因素,为云南省优化土地利用结构,实现低碳发展目标提供理论依据。[方法] 基于云南省2005,2010,2015,2020年4期土地利用和化石能源消费数据,对全省碳排放效应进行测算,运用空间可视化和空间自相关研究云南省15 a间的碳排放时空变化规律和空间集聚特征,利用地理探测器对其影响因素进行分析。[结果](1) 2005—2020年云南省建设用地增幅最大,动态变化度达7.90%。(2) 区域净碳排放快速增加,年增长6.5%;碳排放空间特征为“中间高四周低”;碳足迹在研究期内增长明显,碳生态承载力较为稳定,导致碳生态赤字日益升高。(3) 人口规模、经济水平、产业结构、土地利用等促进了云南省各地州市碳排放的增加。[结论] 应保护或合理增加林地等碳汇地类的面积并加强其动态监测;控制建设用地面积和能源消费总量;探索碳补偿机制并发挥碳汇地区的辐射效应。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (151) [HTML] (0) [PDF 10.94 M] (505)
    摘要:
    [目的] 生态系统服务价值(ESV)是评估区域土地利用变化是否科学的重要手段之一,关系地区可持续发展。评估滨海城市ESV和陆地碳储存(TCS)变化,为大连市经济发展与生态系统服务价值调控提供依据。[方法] 利用2000—2020年5期土地利用数据和相关数据,基于土地动态度、当量因子法、土地转移矩阵、ESV贡献率、TCS和主成分分析法,计算大连市土地利用变化动态及其对ESV,TCS和陆地碳储存价值(TCSV)的影响。[结果](1) 在空间分布上,大连市建设用地主要侵占西南部沿海地区的耕地和林地。(2) 2000—2020年的4个时间阶段,大连市生态系统服务价值呈现先降后升,持续加剧下降的发展趋势;耕地面积减少,建设用地面积增长对生态系统服务功能保持造成直接影响。(3) 2000—2020年的4个时间阶段,大连市TCS和TCSV呈现先升后降,持续加剧下降的发展趋势;林地面积减少直接影响TCS功能的保持。(4) 2000—2020年大连市土地利用转移矩阵中,以耕地、林地、草地转出,建设用地转入为主;造成不同地类的生态系统服务贡献差异,贡献度大小为耕地,林地、湿地、水域、草地和未利用地。(5) 2000—2020年大连市的ESV,TCS变化主要受经济GDP增长,调整三大产业结构和镇化水平发展影响。[结论] 从大连市经济发展,ESV提升、TCS能力提升和可持续发展角度出发,需要着重关注滨海岸线建设用地扩张与生态用地和农业用地的冲突问题,加强对北部林草生态用地的保护,加快滨海地带生态环境修复工作,提升生态用地的碳封存能力,避免建设用地无限制盲目扩张。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (110) [HTML] (0) [PDF 8.81 M] (531)
    摘要:
    [目的] 土地利用变化是影响碳排放和环境质量的重要驱动力之一,研究土地利用碳排放时空格局变化与效应,为制定低碳发展策略提供理论依据。[方法] 基于灰色理论和生态承载系数,利用1980—2020年宁夏22个县区土地利用和能源消耗数据,分析了土地利用变化与碳排放强度变化及效应。[结果] (1) 碳排放变化量与土地利用变化之间具有密切的关联性。其中,建设用地与碳排放的关联度最大,为0.95。(2) 1980—2020年宁夏土地利用类型碳排放量净增加了5.24×107 t,增幅625.43%。建设用地面积以年均4.42%的速率增长,碳排放量增幅达2 385.85%;草地面积减少了2.95?105 hm2,碳汇量减少了5.80?104 t;林地对碳汇的贡献超过75%,且随林地面积的不断增大而增加。(3) 1980—2020年宁夏土地利用碳排放强度以年均0.25 t/hm2的速率增大,中度及以上等级覆盖面积逐渐增大,在空间上形成沿黄城市碳排放强度高于中、南部的分布格局。(4) 宁夏各县区碳排放生态承载系数空间差异明显,碳生态容量表现出北弱南强的分布格局。[结论] 1980—2020年宁夏土地利用碳排放强度逐渐增大,北部沿黄河各县区碳生态容量逐渐减小,中南部县区碳生态容量增大,但减排压力较大。建议优化建设用地空间格局,增加混交林面积,增强森林碳汇能力。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (136) [HTML] (0) [PDF 15.97 M] (418)
    摘要:
    [目的] 基于碳排放和碳吸收双重视角来探究农业碳收支时空差异和碳补偿潜力,为湖南省农业全面绿色转型和协调发展提供理论参考。[方法] 采用探索性空间数据分析、绝对β收敛、参数对比法和GIS空间分析方法,对湖南省县域农业碳收支时空差异、碳补偿率空间相关性及收敛性特征、农业碳补偿潜力区域差异进行实证分析。[结果] 湖南省县域农业碳排量整体呈“以高值区为中心,向外围逐渐降低”的结构且农田土壤碳排量是其主要来源,县域农业碳排强度呈“西南高—东北低”且逐年显著降低;县域农业碳汇量整体呈“东中北部高—西南部低”的空间格局且其农业碳汇能力渐趋增强,稻谷对农业碳汇量贡献最大,农业碳吸收强度显著提升且其空间格局发生明显转变;县域农业碳补偿率表现为净碳源,存在显著的空间正相关性和收敛性且其空间集聚特征和关联特征均较为明显;县域农业碳补偿潜力在空间上呈现显著不平衡特征,中、高碳补偿县域占比达60.66%,表明湖南省县域农业碳补偿率偏低,仍具有很大碳补偿空间。[结论] 应深入强化区域合作,多方共促绿色转型,充分发挥农业碳补偿率热点区辐射带动效应,维持好农业碳补偿能力较高区域优良低碳农业发展情势,重点关注中、高碳补偿潜力区域绿色农业发展趋势,缩减湖南省各县域低碳农业发展差距。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (520) [HTML] (0) [PDF 18.47 M] (652)
    摘要:
    [目的] 通过研究海南岛城市化扩张下土地利用变化对碳储量的影响,揭示碳储量时空格局演变和预测未来发展趋势,为优化国土空间布局和生态敏感区的保护提供科学依据。[方法] 本研究基于1980—2020年土地利用数据,采用InVEST模型碳储量模块反演1980—2020年海南岛碳储量时空变化,并耦合FLUS模型和InVEST模型模拟自然发展情景、快速发展情景和生态保护情景3种发展情景下2030年海南岛的土地利用和碳储量变化情况。[结果] (1) 海南岛土地利用类型以林地、耕地为主,1980—2020年,耕地、草地、林地和未利用地面积均有不同程度减少。建设用地和水域面积增加,尤以建设用地面积增长最快,增幅为83.4%。(2) 海南岛碳储量总体呈“中间高、四周低”的特点,1980—2000年碳储量变化较小,降幅约0.03%。2000—2020年海南岛城镇化进程加快,碳储量损失也随之加剧,年均损失约372 t,累计损失碳储量7439 t。(3) 预测结果表明:未来建设用地仍会继续扩张,受此影响三情景下2030年海南岛碳储量均呈现降低的趋势。其中,快速发展情景下建设用地土地利用变化量最大,碳储量最易流失,自然发展情景次之,生态保护情景变化最小。[结论] 在海南自由贸易港未来的土地利用规划中,应加强中部山区、自然保护地等重点生态区位的保护力度,优化土地利用格局,严格控制林地、耕地和湿地向建设用地转变,提高固碳增汇效能,实现区域可持续发展。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (180) [HTML] (0) [PDF 10.06 M] (449)
    摘要:
    [目的] 对不同低碳情景下土地利用变化进行模拟,对比多情景下的碳储量和碳排放差异,为南昌市的低碳发展提供相关建议。[方法]基于碳储量最大情景和碳排放最小情景对2030年土地利用结构进行优化,并运用FLUS模型模拟南昌市多情景下土地利用的空间分布特征。[结果] (1) 根据数量结构优化结果,碳储量最大和碳排放最小情景下土地利用碳排放均小于自然发展情景,碳储量均大于自然发展情景,综合来看,碳汇最大化情景下土地利用数量结构优化效果更优。(2) 根据空间结构模拟结果,低碳情景与自然发展情景对比下建设用地在空间分布上相对集中,并且碳排放减少区域和碳储量增加区域主要分布于中部和南部区域。[结论] 通过优化土地利用结构,落实生态保护和耕地保护政策,控制建设用地过度扩张,加强对重点区域的调控,有助于南昌市早日实现碳达峰和碳中和的目标。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (341) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (419)
    摘要:
    [目的]农业是影响气候变化不可忽视的碳源,农业减排固碳对“双碳”目标的如期实现和农业强国的顺利建成具有不可忽视的重要作用。[方法]采用排放系数法测算2000—2020年时空尺度下徐州市农业碳排放总量、强度和结构,而后基于Tapio脱钩模型分析其与农业经济发展间的脱钩关系。[结果]①徐州市农业碳排放总体呈“快速上升—波动上升—快速下降”3阶段变化趋势,从2000年的1.61×106 t先增后减至2020年的1.69×106 t,形象地表现为“M”形。对农业碳排放贡献率大小依次是耕地利用(46.44%)、作物种植(31.90%)和牲畜养殖(21.66%),化肥是最主要碳源;②徐州市各区(县、市)农业碳排放量差异明显,经历了由升到降的长期演化进程,空间层面上总体呈现出“中部高、周边低”的分布格局,邳州市最为突出;③徐州市农业碳排放与农业经济发展总体经历了“弱脱钩—强负脱钩—扩张负脱钩—强脱钩”的变化历程,且“十三五”以来主要表现为强脱钩。[结论]徐州市农业碳排放随着低碳减排理念的不断深入而日趋合理,农业经济发展也取得一定成效。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (299) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (477)
    摘要:
    [目的] 了解土壤活性有机碳组分和酶活性对天然林转换的响应,对于预测区域土壤健康演变和环境变迁具有重要意义。[方法] 选取本底一致、利用史清晰的天然常绿阔叶林以及由此转变而来的针叶人工林、果园、坡耕地和水田,应用物理、化学和生物化学分析技术,研究表土活性有机碳组分、酶活性对天然林转换的响应规律与差异。[结果] 天然林改为果园、坡耕地和水田后显著降低土壤有机碳、活性有机碳含量和酶活性,降幅分别为42% ~ 67%、47% ~ 88%和36% ~ 89%。其中,以易氧化有机碳、微生物生物量碳含量和蔗糖酶活性的敏感性相对高于SOC敏感性,敏感地指示土壤有机碳库及活性的降低,易氧化有机碳更适宜推广应用。天然林改为人工林,土壤活性有机碳、酶活性的敏感性一般低于天然林改为果园、坡耕地,相对有利于土壤中活性有机碳库的保存。活性有机碳占总有机碳的比例由天然林改为人工林后显著降低,敏感地指示土壤碳库质量的下降。[结论] 天然林转换不仅导致土壤活性有机碳数量大幅减少、有机碳库的质量下降,与之相关的酶活性也降低;土壤有机碳的活性和酶活性的降低,指示天然林转换后土壤生物健康/质量的退化。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (107) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (502)
    摘要:
    [目的]探究生态工程修复技术对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响,为向家坝水电站不同生态修复边坡土壤结构稳定及碳汇功能的提升提供科学依据。[方法]本文以向家坝水电站4种不同生态修复边坡:植被混凝土(CBS)、厚层基材喷播(TB)、框格梁覆土(FB)、客土喷播(SS)表层土壤为研究对象,并以天然林(NF)和弃渣地(AS)两种自然恢复边坡为对照,采用湿筛法研究土壤团聚体分布和稳定性及其有机碳含量特征。[结果]研究表明:(1)各边坡土壤均以>0.25mm的大团聚体粒径为主;其中天然林大团聚体含量最高,为81.83%;植被混凝土和厚层基材边坡次之,弃渣地含量最低,仅占55.19%。四个人工生态修复边坡的MWD和GMD均低于天然林高于弃渣地,其中厚层基材边坡的值最高,分别为2.96mm和1.47mm。客土喷播和弃渣地的分形维数(D)显著高于(p<0.05)其余四个边坡。(2)各生态修复边坡措施均以>0.25mm粒径的大团聚体有机碳含量最高;除客土喷播和弃渣地外,其他修复措施和天然林均以>2mm粒级土壤团聚体贡献率最大。(3)相关性分析表明土壤SOC与MWD、GMD和R0.25呈极显著正相关(p<0.01),>5mm和5-2mm粒级团聚体数量与土壤MWD、GMD、R0.25和土壤SOC均呈极显著正相关(p<0.01),与D呈极显著负相关(p<0.01)。[结论]向家坝水电站研究区内厚层基材喷播技术和植被混凝土生态修复技术对土壤结构和有机碳库的改善效果比较接近天然林,客土喷播技术改善效果较差。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (530) [HTML] (0) [PDF 11.95 M] (522)
    摘要:
    [目的]通过管理优化调整可提高区域碳储量,研究碳储量服务功能是维持生态系统稳定的重要保障,对生态环境保护具有重要影响。[方法]以芜湖市2010年、2015年、2021年土地利用数据,利用InVEST模型Carbon storage模块定量评估研究碳储量空间分布,探究土地利用程度、地形、气象、土壤侵蚀等因子影响,并根据相关性分析叠加计算碳储量热点区域。[结果](1)近年,芜湖市因土地利用变化碳储量减少了4.15×105 t呈逐年减少趋势;固碳能力草地<耕地<林地,林地为5489.01t/km2且耕地碳储量高达7.41×106 t。(2)在自然因素中,用地类型、海拔、坡度及土地利用程度是影响碳储量空间分布主要原因,随海拔、坡度升高而逐级缓慢增加,碳储量整体呈“北低南高”分布情况。(3)在生态环境因素中,碳储量与土壤保持为显著正相关相辅相成互为协同关系;相反,与土壤侵蚀互为权衡关系。(4)南部碳储量呈现“高-高聚集”占比18.77%,北部为“低-低聚集”仅为2.73%;碳储量热点区域因资源开发利用影响呈逐年减少趋势,优良区域占比11.95%集中于南部山林地带,局部较弱需重点保护管理优化。[结论]研究碳储量变化及其相关影响因子,有利提升固碳能力对实现碳中和及城市可持续发展有重要意义,为耕地保护及绿色农业发展提供科学参考。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (290) [HTML] (0) [PDF 2.92 M] (496)
    摘要:
    [目的]准确、有效地监测和核算综合治理水土保持碳汇成效,对建构水土保持碳汇能力评价指标体系与核算方法具有支撑作用。[方法]采用实地采样分析、激光雷达采集相关参数,核算罗地河小流域植被碳库和土壤碳库的储碳量,评价小流域综合治理的碳汇能力。[结果]20年综合治理后,各类水土保持措施碳汇作用和能力显著提升,小流域碳储量增加3.97×104 t,年均增长1.80×103 t/a,土壤和植被的碳储量分别增加73.73%和346.41%。小流域碳汇量达到3.05×104 t,其中土壤碳汇1.66×104 t、植被碳汇1.39×104 t。各种措施提升碳汇增量的能力存在差异,板栗林地和施肥马尾松林地增汇明显。[结论]各类水土保持措施保碳、固碳和增汇作用显著,整地、造林、配以施肥养育的林地碳汇能力更加显著,是提升保土持水效益、增加碳汇增量的有效手段。
    Available online:2023-11-08, DOI:
    [摘要] (184) [HTML] (0) [PDF 2.99 M] (590)
    摘要:
    [目的]为了寻求一种效率和精度均高且适应性强的坡面细沟侵蚀测量技术手段,克服传统测量方法效率低、成本高、适用性差等问题。[方法]利用无人机(M300 RTK无人机+Zenmuse P1测绘相机)通过贴近摄影测量获取连续6场人工模拟降雨下坡面细沟发育的高分辨率影像及模型,经定位精度、模型精度和侵蚀模拟3个方面验证该技术手段定量揭示坡面细沟侵蚀及形态演化过程的可行性,结果如下:[结果](1)三维实景模型地理配准均方根误差=1.5cm,像控点平面误差=0.42cm,高程误差=0.88cm,模型细节及纹理清晰,分辨率达到毫米级。(2)多期模型能够清晰刻画细沟发育经历的雨滴溅蚀-片蚀-小跌水-断续细沟-连续细沟5个阶段。坡面细沟平均沟宽、沟深、密度分别从最初的1.25cm,0.82cm,0.05发展到最终的3.27cm,4.75cm,0.23,最大沟长236cm,最大沟深14.23cm。(3)细沟土壤侵蚀量模拟值随着降雨历时的增加不断接近真实值并趋于稳定,平均误差10%以内。[结论]无人机贴近摄影测量技术能较好反映细沟发育演化过程,作业效率及便利性较传统测量方法有显著优势,可为坡面水土保持侵蚀监测实践及科学研究提供新的思路和技术手段。
    Available online:2023-11-06, DOI:
    [摘要] (399) [HTML] (0) [PDF 3.28 M] (659)
    摘要:
    [目的] 粮食主产区在实现粮食稳产保供中具有重要的战略地位,提升粮食主产区耕地利用效率是保障粮食安全和实现农业可持续发展的制度安排。[方法] 创新性的运用两阶段动态网络DEA模型,测算粮食主产区2010—2020年179个地级市耕地利用效率,并通过ArcGIS可视化技术和核密度估计分析其时空演变特征,基于此,构建Tobit模型探究耕地利用效率影响因素。[结果] 2010—2020年粮食主产区整体效率水平呈“小幅下降—快速上升—波动增长”的阶段趋势,整体效率水平偏低,仍具有较大提升空间。分阶段来看,生产阶段效率水平始终高于消费阶段,且两阶段效率水平差距有进一步增大的态势;粮食主产区耕地利用效率提升受两阶段效率水平共同作用的影响,生产阶段是效率提升的主要动力,阻力来自于消费阶段效率。分区域来看,松花江流域>长江流域>黄河流域的耕地利用效率,区域不均衡性显著。从空间上来看,整体效率、生产阶段效率高值区呈东北—西南空间分布,并逐渐形成“高—高”集聚和“低—低”集聚的空间格局,消费阶段效率高值区呈离散化分布格局,并未呈现出向提升方向收敛的发展态势。整体、生产阶段和消费阶段的外部影响因素不尽相同,涉及社会经济发展水平、城乡发展水平、科技水平及农业基础设施建设,同时不同因素对不同区域的整体及各子阶段耕地利用效率作用强度及作用方向也存在显著差异。[结论] 未来粮食主产区不但要探索区域差异化耕地利用路径,加强各地级市间合作,更要在提升生产阶段效率的同时,重点关注各地级市消费阶段效率提升收敛速度以及与生产阶段效率差距之间的协调。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (460) [HTML] (0) [PDF 2.76 M] (558)
    摘要:
    [目的] 生产建设项目弃土场进行恢复植被后能够有效防治水土流失,探讨弃土场不同植被恢复方式的水土保持效果,可以为弃土场后续治理与监管提供理论依据。[方法] 选取皖西大别山区生产建设项目弃土,通过人工模拟降雨试验获得不同建植方式(撒播、条播、穴播)和植被恢复阶段(生长期、成熟期、枯萎期)的弃土坡面产流产沙特征,并利用累积距平等方法分析其规律和差异。[结果] 相对裸坡,植被恢复可有效延缓初始产流时间,撒播种植的效果最为明显。不同建植方式均起到一定的减流减沙效应,坡面累积产流产沙量呈现出撒播<条播<穴播<裸坡以及生长期<成熟期<枯萎期的规律;坡面产沙与产流过程存在差异性,减流效应弱于减沙效应。[结论] 建植方式减流减沙效益表现为撒播优于条播,穴播最差,生长期减流减沙效益优于成熟期,枯萎期最差。撒播方式在生长期内呈现出最佳的减流减沙效益,减流率和减沙率分别达到49.6%,95.5%。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    :[目的] 探究片蚀泥沙轻组有机碳? LFoc)和重组有机碳(HFoc)不均匀富集的水动力学和碳同位素特征,为正确理解水蚀作用下土壤有机碳库变化提供理论与技术支撑。[方法] 以陕西省咸阳市杨陵区塿土为研究对象,采用改进“三区”移动式变坡钢制土槽,结合人工模拟降雨技术,测定径流水动力学参数和泥沙各粒径团聚体有机碳组成及其δ13C值,并辅以棕壤侵蚀泥沙有机碳δ13C值和水力参数,验证塿土试验结果的准确性。[结果] ① 雨强和坡度较小时,侵蚀泥沙LFoc和HFoc易发生富集,且相较黏粉粒和微团聚体,大团聚体LFoc与HFoc含量受雨强和坡度的影响更大;②侵蚀泥沙黏粉粒中有机碳δ13C值与其有机碳活跃分数(λ)呈负相关,而其他粒径团聚体有机碳δ13C值与其λ呈显著正相关(p<0.05);③流速与黏粉粒λ显著正相关(p<0.05),雷诺数与各粒径团聚体有机碳δ13C值均呈显著负相关(p<0.01),片蚀过程中流速越大,黏粉粒中LFoc越易于优先输移,而紊流加剧则促进低δ13C值团聚体有机碳的优先输移;④ 对于侵蚀泥沙黏粉粒,流速和雷诺数越大,其有机碳δ13C值越小,λ越大;对于微团聚体和大团聚体,雷诺数越小,其有机碳δ13C值与λ越大。[结论]片蚀过程中轻重组有机碳流失与流速和雷诺数密切相关,并进一步验证了13C同位素对侵蚀泥沙有机碳示踪的有效性。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (362) [HTML] (0) [PDF 12.90 M] (525)
    摘要:
    [目的] 预测黑龙江大兴安岭地区蓝绿空间用地变化并分析其对碳储量的影响,为实现大兴安岭“双碳”目标提供科学指引。[方法] 基于2015,2020年黑龙江大兴安岭地区土地利用数据,通过二元Logistic回归检验的驱动因子引入PLUS模型,预测2030年蓝绿空间用地格局,耦合InVEST模型分析蓝绿空间变化对碳储量的影响,量化并验证蓝绿空间对碳储量波动的主要驱动地类。[结果] ① 2015—2030年蓝绿空间持续增长,林地均达蓝绿空间转入的60%以上,占绝对优势。② 2015—2020年蓝绿空间占碳储量增长空间总面积的96.52%,2030年自然发展、蓝绿空间保护、城镇快速发展情景碳储量分别为1. 459 4×109,1.483 1×109和1.464 7×109 t,主要为大量非蓝绿空间向林地、草地的转入,其中蓝绿空间保护对碳储量增加作用最明显。③ 蓝绿空间中林地、草地、水域聚集程度与碳储量呈显著正相关,林地、草地为碳储量变化第一、第二主导地类。[结论] 未来应延续优良生态政策,对黑龙江大兴安岭蓝绿空间进行重点保护,提高林地、草地结构完整性,助力黑龙江大兴安岭地区实现“双碳”目标。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的] 土壤侵蚀是全球性的重要环境问题,严重制约了人类的生产生活。定量研究土壤保持服务有助于区域水土保持措施的制定,为哈尔滨市水土保持功能分区规划及治理措施提供科学依据。[方法] 基于InVEST模型泥沙输移比例模块,对哈尔滨市2000,2010,2020年的土壤侵蚀量和土壤保持量进行评估,借助空间自相关分析土壤保持量的空间聚集类型,并利用参数最优地理探测器揭示其空间异质性形成的驱动力。[结果] ① 2000,2010,2020年哈尔滨市土壤保持量分别为2.18×109 ,2.07×109 ,2.77×109 t,呈现先减少后增加的趋势,整体呈现“西低东高”的空间分布格局;② 土壤保持量呈现强烈的空间正相关,以“L-L聚集”和“H-H聚集”类型为主,“L-L聚集”类型面积呈现下降趋势,而“H-H聚集”类型则呈现先降低后上升的趋势;③ 高程、降水量和坡度对哈尔滨市土壤保持量空间异质性的解释力最强,平均解释力分别为0.225 9,0.198 9,0.180 4,坡度和降水量与其他因子的交互作用,是研究区解释力最强的交互因素。[结论] 哈尔滨市应加强对城市西部和松花江沿岸的水土治理,同时维持城市北部和东部良好的水土状况,避免大规模的人类干扰活动。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (390) [HTML] (0) [PDF 7.70 M] (483)
    摘要:
    [目的]评估河北省生态产品价值(EPV),具体探索其空间演变背后的驱动因子,为构筑京津冀生态安全屏障、加快生态文明建设提供科学依据。[方法]基于当量因子法核算2010、2015、2020年河北省168个县区的EPV,利用全局莫兰指数、高/低聚类指数、热点分析法分析其空间分布演变和聚类演变特征并借助地理探测器探测其主要驱动力。[结果]①研究期河北省EPV均突破3800亿元,整体上大幅提高,呈先平稳后急速上升的态势,到2020年突破4200亿元;林地EPV最高,始终是占比最大的生态产品类型,水域次之且始终是变化量和变化率最大的类型。②2010~2015年EPV空间分布呈现出北高南低、西高东低的特征,高值集中于北部的燕山、坝上高原地区和西部的太行山地区,低值集中于东南部的河北平原地区;2015~2020年呈现出北高南低,东西高、中部低的特征。③研究期空间聚类表现为显著高值集聚,冷热点分布呈现出与空间分布相似的规律。④从单因子探测看,CO表面浓度、O3浓度、年均气温是EPV空间演变的主导因子,人均GDP是仅次之的重要因子,社会因子的解释力相对最弱;从双因子交互探测看,三期起主导作用的组合因子分别是人均GDP∩NO2表面浓度、高程∩O3浓度和人均GDP∩CO表面浓度,q值分别为0.71、0.73和0.66。[结论]林地和水域对提高生态产品价值具有重要作用,但空间上差距较大,为使其产生更加积极变化,不仅要考虑生态单因子的强大驱动力,也应充分认识驱动力来源的复杂性和非线性。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的] 以县域为单位对1980—2020年福建省耕地非农化时空演变特征进行系统研究,揭示福建省耕地非农化的空间分布、迁移规律和聚集特征,以期为福建省耕地资源保护与可持续利用提供依据。[方法] 基于福建省1980,1990,2000,2010,2020年5期土地利用数据,运用重心模型、空间自相关等方法分析福建省耕地非农化时空演变特征。[结果] ① 福建省耕地资源主要呈带状分布于东南沿海,且耕地面积随时间推移逐年减少。② 福建省耕地非农化空间分布地域差异性显著,耕地非农化程度不断加剧,由东南沿海地区逐步向全省范围扩散,耕地非农化高等级区域主要分布在东南沿海地区和西北地区,以耕地转为建设用地、林地和草地为主要类型。③ 福建省耕地非农化重心偏离于几何中心,其分布具有非均衡性。耕地非农化重心主要位于几何中心东南方向,以先西南后东南再西北的路径转移。福建省东南部地区的耕地非农化程度仍高于西北部地区,耕地非农化空间格局的总体趋势由东南部地区向西北部地区迁移。(4) 福建省耕地非农化呈空间正相关性,空间集聚程度加深。“高—高”聚类和“低—低”聚类的空间变化对福建省耕地非农化空间自相关关系的格局演变起主导作用,“高—高”聚类由东南部地区向西北部地区转移,“低—低”聚类数量减少。[结论] 研究揭示1980—2020年福建省耕地非农化的时空演变格局,为政府管控耕地非农化现象、实现耕地资源的可持续发展提供参考和借鉴。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的]降雨是诱发区域性滑坡灾害的重要因素,研究不同历时降雨强度与区域滑坡灾害的关系。[方法]本文收集了研究区近10年348个雨量站的逐小时降雨数据和231处近10年已发生灾情、险情滑坡事件的时间及位置,基于平均降雨强度(I)—降雨历时(D)模型,分地貌单元,提出了不同降雨历时的临界降雨预警阈值和分级预警阈值。[结果]研究表明:研究区丘陵地貌区不同前期降雨条件下1h、3h、6h、12h、24h、48h平均雨强的红色预警阈值依次为29.774 mm、18.579 mm、14.416 mm、11.186 mm、8.679 mm、6.734 mm;低山地貌区不同前期降雨条件下1h、3h、6h、12h、24h、48h平均雨强的红色预警阈值依次为28.849 mm、15.542 mm、10.520 mm、7.121 mm、4.820 mm、3.263 mm。[结论]在24h前期降雨条件下,低山区对降雨的敏感性明显比丘陵区高,具体表现为低山区1h、3h、6h、12h、24h的临界预警阈值明显比丘陵区更低,但随着降雨历时进一步延长,低山区和丘陵区域临界预警阈值趋于相近。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (595) [HTML] (0) [PDF 4.64 M] (586)
    摘要:
    摘 要:[目的]水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,开展产水服务的定量研究有利于区域水资源保护规划对策和区域生态系统的综合服务功能提升策略的制定。[方法]本研究选取我国典型的寒地城市哈尔滨市作为研究区,基于InVEST模型产水量模块对2000年、2010年和2020年的产水服务时空变化特征进行分析,并利用参数最优地理探测器揭示了哈尔滨市产水服务时空演变的驱动因素。[结果]结果表明:(1)2000—2020年哈尔滨市产水量呈逐年增长趋势,产水量由2000年的78.71×108m3增长至2020年的223.08×108m3,不同年份产水量的空间分布格局基本相似,在空间上整体表现为“东高西低”的分布特征;(2)研究区产水量的分布存在显著的空间正相关,以“低-低聚集”和“高-高聚集”类型为主,2000—2020年间,二者面积占全市总面积的比例呈下降趋势;(3)各驱动因素对产水服务的影响具有明显的空间异质性:实际蒸散发量和土地利用类型是经济质量发展区的主要驱动因子,而在自然主导的生态屏障区,二者的综合驱动力远不及经济质量发展区。[结论]研究结果为研究区建立生态补偿机制和生态系统的科学有效管理提供依据,对保障研究区及东北地区生态安全具有重要意义。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (196) [HTML] (0) [PDF 22.62 M] (611)
    摘要:
    [目的] 对云南省生态环境质量与生态修复区识别进行研究,为该省低碳的可持续发展提供科学依据。 [方法] 以云南省为研究区,基于遥感生态指数研究生态环境质量时空变化及空间相关性,与区域生态系统碳储量及生态保护红线结合识别云南省生态修复优先序。 [结果] ①22年间云南省RSEI均值呈S形变化趋势,分别以2005年和2011年作为上升和下降的拐点; ②2000—2022年空间上生态环境质量均表现为“西高东低”的态势,西部地区生态环境质量较好,而中部城市群及东部喀斯特地区生态环境质量较差; ③2000—2005年受退耕还林政策的影响使得生态环境质量变好,2005—2011年则因旱灾和建设用地的剧烈扩张导致生态环境质量大幅下降,2011—2016年是旱灾后恢复时段,除中部城市化快速发展地区外,其他地区生态环境质量在逐渐恢复,2016—2022年受国家政策的影响,生态环境质量进一步变好; ④云南省生态环境质量在空间上表现出明显的空间全局与局部自相关; ⑤2000—2022年云南省碳储量呈先增加后减少的趋势,22 a间总碳储量减少2.38×107 t,在空间上总体表现为“南北高中间低”的地带性分布特征; ⑥云南省生态修复极优先区主要分布在北部及东部地区,约占总面积的18.08%,生态修复优先区及中等优先区则分布较为广泛,约占总面积的70.17%,生态修复一般优先区主要位于普洱市等地,约占总面积的11.76%。 [结论] 云南省2000—2022年生态环境质量在时空上均呈现一定规律,在此基础上进行生态修复区划分,因地制宜治理生态环境,推进云南省生态及低碳的可持续发展。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (103) [HTML] (0) [PDF 6.28 M] (543)
    摘要:
    [目的]利用遥感技术及时、动态、客观地监测和评估城市生态环境质量变化信息,对城市生态环境规划与管理具有重要参考价值。[方法]以南宁市为案例,利用Google Earth Engine (GEE) 平台对2000~2020年季相相近的Landsat TM/ ETM+和 OLI系列遥感影像进行像元级融合、消除色彩、去云等预处理,通过中值合成法计算绿度、湿度、干度和热度等4个遥感指标并采用主成分分析法构建遥感生态指数,定量评价南宁市生态环境质量动态变化及空间分异特征。[结果]南宁市RSEI多年平均值为0.615,总体呈现“下降—上升—稳定”的波动上升趋好的态势。生态环境质量较好的区域主要是自然保护区、山林地、草地和水域,生态环境质量较差的区域则集中于人类活动频繁、土地利用强度较大的城镇及城乡交错区、农耕区。生态环境质量与植被绿度和湿度指标呈正相关,与干度和热度指标呈负相关,且干度指标因子对 RSEI影响程度最大。[结论]南宁市2000-2020年间生态环境质量总体生态环境质量处于良好水平且呈现上升态势。结合GEE平台和RSEI指数能够较好地反映城市生态环境质量,可为城市区域生态环境质量长期序列监测提供计算平台。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的]近年来,农业集约化导致的面源污染尤其是沟渠侵蚀的发生日益严重,沟渠侵蚀及其相关养分流失入河,致使水环境污染加剧。但有关植物降低沟渠侵蚀和相关养分流失的研究目前还没有被量化,为此,探究植物在降低沟渠侵蚀及减少C、N、P流失方面的影响,以期为流域沟渠侵蚀防控及污染物治理提供技术支撑。[方法]本研究以中国南亚热带集约化蔗区那辣流域沟渠为研究对象,在沟渠中植入不同植被盖度的草本植物香根草,对4-10月份的植草沟渠在降雨后定期实地调查和监测,量化不同植被盖度下沟渠的侵蚀与养分流失特征。[结果]①4-10月份,不同植被盖度沟渠宽度、侵蚀量、C、N、P流失量随着时间的增加逐渐增加,大小均表现为BG>SC>MC>CC;②相比于BG沟渠侵蚀量,SC、MC和CC沟渠侵蚀量分别降低了37.01%、71.60%和75.04%,C分别降低了35.56%、70.91%和75.23%,N流失量分别降低了35.89%、71.01%和74.39%,P分别降低了34.22%、70.59%和77.01%;③通过相关性分析表明沟渠侵蚀量与覆盖度和植物根系密度均达到极显著负相关关系(p<0.01),分别解释了沟渠侵蚀变化的91.94%和89.23%。[结论]研究表明:流域内植草,随着沟渠植被盖度的增加,沟蚀量和养分流失量逐渐降低,且植被盖度在MC和CC时差效果差异不显著,在改善其他水源区沟渠的侵蚀及降低污染物方面可提供参考依据。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    摘 要:探讨甘蔗等高种植与新植适宜的配置比例,为甘蔗种植区减少坡面沟蚀和养分流失、提升耕地质量和合理种植甘蔗提供技术支撑。[方法]本文通过野外测量与实验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期四个甘蔗生长时期,低、中、高3种等高种植和新植比例的甘蔗坡面沟蚀量和养分流失量,并明确其影响因素。[结果]①整个甘蔗生育期,那辣流域甘蔗种植坡面沟蚀及其导致的全氮、全磷流失量分别在31.3-66.3 t/hm2、39.0-82.5 kg/hm2和18.0-38.4 kg/hm2之间;②苗期是那辣流域沟蚀和养分流失的主要时期,其贡献量占全年比例为47.7%-57.7%。③全生育期,高比例等高(Hc)的坡面沟蚀和养分流失比低比例新植坡面(Lc)低33.03%-35.42%(P < 0.05),但中比例等高(Mc)和Hc、Lc的流失量均不显著;低比例新植(LRp)坡面沟蚀和养分流失量比高比例新植(HRp)低27.41%-32.98%,比中比例新植(MRp)低21.02%-25.86%(P < 0.05),凋落物覆盖度和根系密度是影响沟蚀与养分流失的重要因素。④全生育期,坡面全氮和全磷流失量分别占年氮肥和磷肥施用量的24.1%-39.5%和107.0%-156.7%。[结论] 甘蔗种植时,60%以上的等高种植比例和30%以下新植比例,可以有效减少坡面土肥流失。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的] 评价生态恢复过程中环境因素对边坡植物群落的影响,为藏东南工程扰动区生态恢复研究提供参考。[方法] 以藏东南新修派墨公路为研究对象,基于沿线边坡生态恢复植物群落调查,分析群落盖度、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数)、群落加权性状值(比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、叶磷含量)与环境变量(海拔、修复措施)的关系,探究当前恢复重建植物群落对环境变量及工程措施的响应。[结果] (1) 海拔显著影响Margalef丰富度指数、叶干物质含量(p<0.05);(2) 高强度的措施显著提高群落盖度、比叶面积、叶氮含量(p<0.05),但对叶磷含量有显著负向作用(p<0.05);(3) 人为高度干预的SJP技术能够显著增加高海拔植物的叶干物质含量,对群落修复效果总体较好。[结论] 海拔和修复措施是派墨公路沿线边坡植物群落恢复的主要影响因素,随着海拔升高,植被自然恢复难度增大,应加强人为修复措施强度,避免引起高寒地区生态退化。
    Available online:2023-11-01, DOI:
    [摘要] (212) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (655)
    摘要:
    [目的]三江源是“中华水塔”和中国重要生态安全屏障,探讨三江源国家公园土壤侵蚀分布规律对实施生态保护政策至关重要。[方法]利用中国土壤流失方程(CSLE)、风力侵蚀模型和冻融侵蚀强度评价模型,采用叠加分析的方法,分析三江源国家公园土壤侵蚀状况及其在不同空间和下垫面下的分布特征。[结果]2020年公园土壤侵蚀面积2.64×104km2,黄河源园区是土壤侵蚀分布最广泛的园区,而长江源园区土壤侵蚀相对严重;70%的水力侵蚀面积分布在地下冰发育带(海拔4900m以上),85%的风力侵蚀面积分布在地下冰发育带以下区域(海拔4900m以下),不同海拔高度区域土壤侵蚀及其分布差异显著;坡度5°及以下区域风力侵蚀面积占比达60%,是风力侵蚀相对集中分布区;水力侵蚀相对集中分布在8°—25°区域,水力侵蚀面积占比达75%,均是水土流失综合防治的重点区域;草地面积占比近80%,低覆盖、中低覆盖草地土壤侵蚀相对集中分布,沙地、裸土地的土壤侵蚀问题相对严重,值得重点关注。[结论]综合来看,三江源国家公园水力侵蚀主要分布在海拔4900m以上地下冰发育带、8°—35°的中低覆盖以下草地,占水力侵蚀面积的2/3左右;风力侵蚀主要集中分布在4200m—4900m、≤5°的中覆盖度以下草地。研究结果可以为三江源国家公园水土保持与生态文明建设提供基础依据。
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      2023,43(4):238-247, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230508.007
      [摘要] (359) [HTML] (888) [PDF 27.25 M] (25069)
      摘要:
      [目的] 借助“源—汇”景观原理,明晰区域性的森林覆盖时空变化特征所蕴含的内在机制,为森林资源保护提供决策依据。[方法] 利用福建省2010和2020年的土地利用/覆盖变化(LUCC)、数字高程模型(DEM)和道路交通数据集,将对森林丧失起到促进或阻止/延缓作用的景观分别视为“源”景观和“汇”景观,综合高程、坡度和距离3个景观空间要素计算得到综合景观空间负荷对比指数(LCI'),从省、市2种尺度对福建省森林丧失空间格局变化进行系统分析。[结果] 省域尺度下,2010和2020年LCI'分别为0.117和0.152,“源”景观对森林丧失贡献较大,且景观空间要素的作用表现为:距离>坡度>高程;市域尺度下的LCI'计算结果存在差异,南平、三明、龙岩,LCI'相对较小(<0),福州、莆田、厦门、泉州、漳州地区的LCI'较大(>0);与2010年相比,2020年福建省各市LCI'均有小幅上升,其中福州市增长幅度最大(0.070),相对其他城市的森林丧失变化情况更为剧烈。[结论] 近10 a来,福建省各区域存在不同程度的森林丧失,LCI'能够将景观格局与过程相结合,在一定程度上有效地反映2010—2020年福建省森林空间格局变化情况。
      2023,43(4):154-161,210, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.04.019
      [摘要] (253) [HTML] (0) [PDF 12.20 M] (16307)
      摘要:
      [目的] 研究太原城市群2002—2021年生态环境质量变化状况,为城市可持续发展及绿色转型提供科学建议。[方法] 基于GEE平台与MODIS影像,利用主成分分析法耦合绿度、湿度、热度、干度构建生态遥感指数(RSEI),结合稳定性分析、空间自相关分析研究太原城市群生态环境质量变化的空间性质,并利用地理探测器量化分析多种因子对RSEI的影响。[结果] 各年份第一主成分贡献率均高于75%,表明基于第一主成分提取RSEI能够综合表征研究区生态环境质量;2002—2021年,太原城市群生态环境质量总体呈现上升趋势,从0.433提高到0.488,增长率约为0.002 9/a。生态改善面积所占比例为17.1%,主要分布在西北部的岚县、静乐县;研究区生态环境质量变化存在明显空间自相关,Moran’I指数为0.729,高高集聚与低低集聚区域与生态改善、退化区域基本重合;太原城市群生态环境质量与气候因子中的相对湿度、气温、潜在蒸散量有显著相关性。[结论] 2002—2021年太原城市群生态环境质量得到改善,植被覆盖和城市扩张因素影响较大,RSEI能够有效监测研究区生态环境质量变化。
      [摘要] (2796) [HTML] (0) [PDF 855.09 K] (13608)
      摘要:
      利用高分辨率遥感影像的判读, 结合现场调查、校核和前人资料分析, 研究了西藏自治区帕隆藏布江上游然乌-培龙段冰湖的分布变化规律。 结果发现:(1)该区有大小冰湖131个, 其中面积>0.01km2的有99个, 最大冰湖面积达到0.976km2。 (2)99个面积>0.01km2的冰湖中冰碛湖最多达68个, 占68.7%;分布于海拔4 500~5 000m的冰湖有53个,占53.3%。 (3)可对比的83个冰湖中, 冰碛湖总面积2005年为7.21km2, 较1988年的7.03km2仅增加2.56%。 其中, 面积减小的有45个, 占54.2%,面积增加的38个, 占45.8%。 (4)近18a来, 该冰湖区总面积变化很小, 但部分冰湖面积增大异常, 受海洋性冰川影响, 在该区域内出现大范围冰湖溃决的可能性很小, 但暴发零星冰湖溃决的可能性很大。
      2022,42(2):264-274, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2022.02.036
      [摘要] (1269) [HTML] (2187) [PDF 11.27 M] (12436)
      摘要:
      [目的] 分析2000—2020年环渤海地区植被NDVI时空演变特征和人口密度变化的冷热点变迁格局,探究环渤海地区植被NDVI对人口密度变化的响应特征,揭示环渤海地区植被NDVI和人口密度重心的迁移轨迹,为该地区植被监测和管理,以及生态环境保护提供理论依据。[方法] 以2000—2020年MODIS NDVI和Population Density时间序列为数据源,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、格兰杰因果关系检验、Getis-Ord Gi*分析和重心转移模型等方法。[结果] ①2000—2020年环渤海地区植被NDVI整体呈上升趋势,上升斜率为0.022/10 a,且植被NDVI上升区域面积远大于下降区域面积。2000—2010年植被NDVI上升速率明显高于2010—2020年植被NDVI上升速率。②2000—2020年环渤海地区人口密度变化热点区和冷点区所占比例分别为11.26%和46.84%,人口密度变化以冷点区为主,冷点区主要呈条带状从环渤海地区东北部延伸至西北部,以及山东省东南部部分地区。③环渤海地区人口密度对植被NDVI存在单向格兰杰原因,人口密度的改变是引起植被NDVI变化的格兰杰原因,而植被NDVI的变化不是造成人口密度改变的格兰杰原因。整体上,人口密度的增长对区域植被NDVI的影响主要为负向效应,人口集聚程度越高的区域,植被NDVI下降越显著。④2000—2020年的植被NDVI重心迁移方向无明显空间模式,但总体向西北方向迁移,人口密度重心整体呈东南至西北方向迁移。[结论] 2000—2020环渤海地区植被NDVI整体呈上升趋势。人口密度的增长对植被NDVI变化具有负向影响。综合考虑人口密度变化和气候变化对环渤海地区植被NDVI变化的影响有待进一步研究。
      2023,43(4):220-228,326, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.04.027
      [摘要] (403) [HTML] (0) [PDF 20.51 M] (12436)
      摘要:
      [目的] 探索基于形态学空间格局分析(MSPA)和生态保护重要性评价的市域生态网络构建方法,为市域生态网络规划与建设提供科学参考。[方法] 以黑龙江省牡丹江市为例,采用MSPA分析结果拓扑叠加研究区生态保护重要性评价,综合得出生态源地;利用最小阻力模型提取研究区潜在生态廊道并结合重力模型进行重要度划分;从源地补充、廊道补充、增补踏脚石三方面进行生态网络结构优化。[结果] ①根据MSPA分析结果,牡丹江市核心区域面积在景观类型中比例最高,为87.41%,其中林地为主要景观类型。②牡丹江市域内有主要生态源地10处,次要生态源地6处。③牡丹江市域内潜在重要生态廊道16条,一般生态廊道104条。④优化前生态网络闭合度(α指数)为0.53,优化后为0.66;网络连接数(γ指数)优化前为0.69,优化后为0.77,线点率(β指数)优化前为2.0,优化后为2.26。[结论] 综合MSPA分析法和生态保护重要性评价法的生态网络构建方法运用,有助于生态网络的结构性和功能性提升。
      [摘要] (1055) [HTML] (0) [PDF 852.92 K] (11493)
      摘要:
      降水入渗规律的研究可为流域水文过程的预测和评价提供重要的科学依据。通过野外人工模拟降雨的试验方法,研究了短历时暴雨条件下,不同降雨强度对林灌地、封禁草灌地以及裸露农地3种不同土地利用类型下土壤入渗的影响。试验结果表明:不同土地利用类型之间,林灌地和封禁草灌地的土壤入渗速率差异不明显,而与裸露农地之间的差异显著,且前者具有较大的入渗速率,后者入渗速率较小;在不同降雨强度下,林灌地和封禁草灌地的土壤水分入渗速率有随雨强增大而增大的趋势,对于坡耕裸地,随着雨强的增大,土壤水分入渗速率有降低的趋势;通过对试验数据的回归分析,建立了林灌地和封禁草灌地在短历时暴雨条件下的土壤水分入渗经验模型。
      2009(1):62-65, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2009.01.027
      [摘要] (2517) [HTML] (0) [PDF 271.76 K] (9320)
      摘要:
      采用固定点动态监测的方法,对黄土丘陵区吴起县合家沟流域阳坡和半阳坡各微地形土壤水分进行了对比研究。结果表明,微地形对土壤含水量具有显著影响,阳坡各微地形土壤水分顺序为:切沟>平缓坡>切沟沟头>陡坡>极陡坡;半阳坡各微地形土壤水分顺序为:平缓坡>浅沟>陡坡>极陡坡。0-20cm土层土壤水分变异系数最大的是切沟,最小的是切沟沟头。最后指出在植被恢复过程中,应根据不同微地形的土壤水分分布特征,结合"适地适树,适林适草"的植被恢复原则,合理配置乔、灌、草的营建模式。
      1983(6):86-93,85, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.1983.06.017
      [摘要] (2110) [HTML] (0) [PDF 765.45 K] (8022)
      摘要:
      纵观我国水土保持耕作法的创始,历史甚为悠久。据史书记载,早在后稷时代就采用了圳(甽)田法。从地下的发掘中,发现甲骨文有“圳”字,证明这一史实是可信的。依照《汉书》的记载,“圳田法是用两耜合并在一起,在耕地上开沟,开出来的沟一尺宽,一尺深,即叫做圳。圳和亩等长,每亩有三圳。……庄稼种在圳中”。
      1987(5):47-52, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.1987.05.011
      [摘要] (3666) [HTML] (0) [PDF 556.46 K] (6997)
      摘要:
      三峡工程近期不能上,至少“七五、八五”期间不该上,理由有:一是投资600亿元,国家难以负担;二是防洪不仅解决不了中下游的防洪问题,反而还会加剧上游的洪水灾害;三是泥沙淤积难以解决;四是航运弊多利少;五是发电投资多、工期长、产出慢、效益差;六是移民很难办到,七是安全要冒灾难性的风险。文末附有6个调查报告的简明摘要。
      2022,42(2):210-218, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20220124.001
      [摘要] (616) [HTML] (0) [PDF 13.93 M] (6925)
      摘要:
      [目的] 开展城市生态安全格局构建和主要生态廊道识别研究,为城市国土空间规划中生态格局的优化提供科学参考。[方法] 以江西省抚州市为研究区,选取土地利用因子,水土保持功能重要性以及生态敏感性等多种因子构建最小累积阻力模型,依据生物多样性维护功能重要性评价、全域水文分析、生态保护红线以及自然保护地识别生态源地,依托MCR模型和ArcGIS中的空间分析工具开展研究。[结果] ①抚州市整体生态环境良好,水土保持功能极重要性区所占比例为49.97%,主要集中在抚州市中部地区,以黎川县、乐安县、宜黄县和南丰县为主;抚州市生态敏感性极重要区所占比例为1.39%; ②生态源地面积3302.34 km2,所占比例为17.57%,以抚州市东部和西南部为主; ③以全域的生态要素和地形地貌等为基底,抚州市呈现出“一轴、两屏、多廊、多节点”的生态安全格局。[结论] 结合生态源地、生态廊道和生态节点,形成完整、系统的生态保护格局和开敞空间网络体系,维护抚州市生态安全和生物多样性。
      2002(4):50-53, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.04.013
      [摘要] (2417) [HTML] (0) [PDF 208.46 K] (5785)
      摘要:
      对青藏铁路格尔木—拉萨段的生态环境本底状况作了全面地分析,指出建于世界上最高、最大的高原面上的青藏铁路沿线的生态环境具有无以比拟的特殊性、敏感性、脆弱性和生态景观的差异性,如果施工期间未能采取行之有效的环保措施,那么巨大的土石开挖量、堆积量和工程迹地量定会对青藏高原的生态环境造成严重的负面影响。提出了一系列的环保措施,以期对铁路建设单位有所帮助,将对青藏高原生态环境造成的负面影响减少到最小,使生态环境恢复到最好
      2019,39(5):194-203, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.027
      [摘要] (1722) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (5696)
      摘要:
      [目的] 探究区域水资源压力状态和产生的原因,为区域合理开发和配置水资源提供理论依据。[方法] 通过构建三维水足迹模型,利用水资源可持续指数定性分析水资源可持续程度,并用对数平均迪氏指数(LMDI)分解法因素分解模型定量分析结构效应、技术效应、经济效应和人口效应对2007-2016年间安徽省水资源压力的影响。[结果] ①2007-2016年间安徽省水足迹总体先增加后下降,其中比例达97.88%~98.73%的内部水足迹中以农业生产用水比例最高且与总水足迹变化趋势一致;2016年安徽省由北向南人均农业用水依次递减,其他类型水足迹以长江流域比例最高;②2007-2016年间安徽省水足迹深度在2~4内波动并最终呈下降趋势且由北向南逐渐递减;2007-2016年安徽省水资源整体可持续利用趋势在增强;③安徽省水足迹各驱动因素中,技术效应为逆向驱动,正向驱动中经济效应贡献值最大。[结论] 本文所用三维水足迹模型更能反映安徽省水足迹的实际情况;虽然水资源可持续利用趋势在增强,但还需优化水资源利用结构,加快提高水资源利用效率以缓解经济发展和人口增长带来的水环境压力。
      2002(3):58-58, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.03.017
      [摘要] (3047) [HTML] (0) [PDF 224.65 K] (4805)
      摘要:
      坡面径流是土壤侵蚀发生的基本动力 ,径流量计算是定量估算水土流失和进行水土保持效益评价的关键步骤。径流曲线数法是美国农业部开发的计算地表径流量的经验模型 ,它有使用简单、有效 ,且适用于资料匮乏地区等优点。介绍了径流曲线数法的基本原理和计算方法 ,并以陕西安塞 2 5个小区的降雨径流资料 (次降雨 )为基础 ,计算了黄土高原地区不同下垫面条件下的曲线数 (CN )值大小 ,并分析研究了 CN值和各影响因子间的关系 ,对该模型在黄土高原地区使用的有效性也进行了评定。
      2001(1):30-34, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2001.01.008
      [摘要] (2877) [HTML] (0) [PDF 230.73 K] (4626)
      摘要:
      水资源承载力涉及到整个资源、经济、环境大系统,水资源承载力与社会、经济、环境可持续发展是否协调是全球关注的重大问题。在充分理解水资源承载力概念、水资源承载力影响因素的基础上建立了水资源承载力评价指标体系及评价方法,并以典型缺水的关中地区为例进行了研究,得到了关中水资源可持续利用的满意方案.
      2023,43(2):43-49,59, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001
      [摘要] (292) [HTML] (0) [PDF 11.51 M] (4580)
      摘要:
      [目的] 研究紫穗槐根系在不同含水率和不同融化时间对土体加固作用,为季冻区紫穗槐固土效应提供设计依据。 [方法] 以取自西宁市黄土为研究对象,用室内三轴试验方法研究紫穗槐根系根—土复合体的应力应变及强度特性,探讨在不同解冻时间和不同含水率下紫穗槐根—土复合体抗剪强度指标变化规律,并通过SEM电镜扫描试验从微观的角度评价紫穗槐根系的加固机理。 [结果] 紫穗槐根系在不同含水率时有不同的加筋情况,在低含水率和高含水率加筋作用更加明显;在冻融前后紫穗槐根系的加筋作用体现在当土体受到荷载作用时,紫穗槐根系会束缚土颗粒之间的移动,增大土颗粒之间的咬合以及增大根系和土颗粒之间的接触面,从而增大内摩擦角;通过电镜扫描试验可以看出,紫穗槐根系可以抑制土体中的裂隙产生与发展,从而增大土体的整体性。 [结论] 紫穗槐根系在不同地区均能起到加筋作用。不同含水率会存在不同的最佳含根量,紫穗槐根系的固土作用体现在增大土体的内摩擦角,增加土体的整体性。
      2014(5):153-157, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20140928.002
      [摘要] (2137) [HTML] (0) [PDF 303.29 K] (4384)
      摘要:
      北京市水资源短缺的问题已成为制约社会经济发展和影响社会稳定的重要因素之一,因此,如何协调北京市城市绿化与水资源的合理有效利用问题亟需得到解决。基于北京市城市绿化现状及水资源利用现状,采用尺度扩展法,计算了2012年北京市城市绿化的生态需水量,并结合北京市有效降雨利用量和实地调查数据,求得2012年北京市城市绿化的理论供水量和实际供水量。在此基础上,利用灰色马尔科夫链模型与熵值法对北京市城市绿化供水的3种来源(地表水、地下水、再生水)做出评估,得出2014年实际供水量预测值区间。2012年北京市理论供水量为5.07×108 m3,实际供水量为6.86×108 m3。2014年预测实际供水量区间为7.29×108~7.93×108 m3。评估结果表明,北京市仍存在城市绿化用水供需风险问题,并据此提出相关节水措施和建议,为保障北京城市供水安全与水资源可持续利用相关研究提供参考和借鉴。
      2001(3):59-62, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2001.03.020
      [摘要] (2776) [HTML] (0) [PDF 174.94 K] (4374)
      摘要:
      分析了田间同深度土壤含水量的半方差和不同深度土壤含水量的交互半方差特征,探讨了土壤含水量的Kriging和Cokriging估值方法。研究表明,同深度土壤含水量与不同深度的土壤含水量之间均具有显着的空间相关性,用Kriging方法进行土壤含水量的估值精度较传统方法高。加入浅层土壤含水量用Cokriging方法来估测深层土壤含水量,可进一步提高估值精度。
      2020,40(2):85-91,99, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2020.02.012
      [摘要] (1263) [HTML] (2056) [PDF 1003.19 K] (4145)
      摘要:
      [目的] 分析1985-2017年环渤海地区的围填海演化特征,并探讨其驱动力,为加强围填海综合管治,促进区域可持续发展等提供参考依据。[方法] 基于遥感影像,利用ENVI,ArcGIS处理并提取各时期围填海岸线和围填利用数据,结合分形维数、围垦强度系数、开发强度指数和转移矩阵分析围填海演化特征;采用灰色关联度法讨论围填海活动的驱动机制。[结果] ①1985-2017年,环渤海围填海总面积4.25×105 hm2,年均开发强度指数为2.6%;围填海岸线增长1 734 km,增长幅度为62%。从时间上看,年均增长速率和围垦强度变化趋势具有相似性,均表现出降低-升高-降低的趋势;从空间上看,表现为南部开发强度远高于北部,西部高于东部的特征。②研究期内有两次围填高峰,第一个围填高峰以围海养殖利用为主,占用了大量的植被用地和未利用地;第二个围填高峰以填海建设为主,占用了大量的自然海域。③社会经济发展是围填海活动的主要驱动力,其中水产品产量、区域人口、渔业产值是主要驱动因子。此外,国家政策和自然因素对围填海活动的发展有重要意义。[结论] 合理规划养殖水域,提高单位面积产能是恢复沿海生态环境的有效途径;均衡区域开发强度和调控区域人口增速对实现区域可持续发展有重要意义。
      2008(4):121-125, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2008.04.023
      [摘要] (1978) [HTML] (0) [PDF 492.29 K] (4120)
      摘要:
      公路建设过程中产生的水土流失非常严重。在标定人工降雨器降雨参数的基础上,研究了华北地区公路土质边坡水土流失规律。结果表明,土体硬度、前期土壤含水量、降雨强度相同条件下,土壤侵蚀量随坡度的增大而增加,在25°附近达最大值,之后随坡度的增加侵蚀量略有下降并渐趋稳定;土壤侵蚀量随土体硬度的加大而减小,且降雨强度越大这种影响愈显著;前期土体含水量愈大,土壤侵蚀量呈增大趋势。本研究可为科学评价工程土质边坡的水土流失提供依据。
      2017,37(5):128-134, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.022
      [摘要] (1326) [HTML] (0) [PDF 932.37 K] (4113)
      摘要:
      [目的] 分析喀斯特地区水资源安全的影响因素及其影响趋势,提出促进喀斯特地区水资源安全的措施与建议。[方法] 采用贵州省近10 a的数据,建立BP型网络模型计算平均影响值(mean impact value,MIV),对其影响因素进行实证分析。[结果] 地下水供水比例、工业用水率、水资源利用率、人均粮食产量以及产水模数是水资源安全的阻碍因素。其中产水模数的影响程度呈现波动中逐年递减趋势,其余4个阻碍因素影响程度均显示逐年增强;工业固废综合利用率、工业废水排放达标率、中度以上石漠化面积比、单位GDP需水量以及地下水开发利用程度共同构成了水资源安全的驱动因素。从时间顺序来看,单位GDP需水量和地下水开发利用程度的影响趋于稳定,中度以上石漠化面积比因子对水资源安全影响越来越显著。工业废水排放达标率的影响逐年减弱,而工业固废综合利用率的影响情况波动比较大。[结论] 模型计算表明,MIV-BP模型在喀斯特地区水资源安全影响因素研究方面具有一定的现实可行性。
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