2017, 37(1):1-8. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.001 CSTR:
摘要:[目的] 揭示降雨作用下云南省红土的含水率、干密度、抗剪强度、坡面侵蚀模数之间的关系,为进一步研究云南省红土的侵蚀机理提供理论依据。[方法] 运用人工模拟降雨及土槽模型试验、土工试验及相关理论分析相结合的研究方法。[结果] (1)研究区红土黏聚力随含水率的变化呈二次曲线关系,且在最优含水率附近存在极大值。红土内摩擦角随含水率的变化接近于线性关系,且随含水率的增大而减小。当干密度为1.0,1.1,1.2,1.3,1.4 g/cm3时,黏聚力与含水率的相关系数R2最小为0.754,最大为0.934;内摩擦角与含水率的相关系数R2最小为0.944,最大为0.996。(2)红土黏聚力和内摩擦角随干密度的变化接近于线性关系;当含水率一定时,二者随干密度增大呈增加的趋势。(3)在试验含水率条件下,红土抗剪强度随含水率的增加而减小,当含水率超过最优含水率后减小的幅度尤为明显;抗剪强度随干密度的增加而增大。(4)降雨结束后,不同干密度的红土坡面侵蚀模数与红土抗剪强度呈二次曲线关系,相关系数R2达0.988。[结论] 坡面红土雨后抗剪强度与坡面侵蚀模数之间存在较好的相关关系,可用坡面红土的雨后抗剪强度估算坡面侵蚀量。
王金成 , 井明博 , 段春燕 , 王国锋 , 石国玺 , 周天林
2017, 37(1):9-16. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.002 CSTR:
摘要:[目的] 探索石油污染与土壤生物学及非生物学特性间相互关系,为陇东黄土高原地区石油污染土壤的综合治理提供基础数据和背景资料。[方法] 采用常规方法测定甘肃省庆阳市5县,1区,8个采油区油污土壤化性质、酶活性和土壤微生物遗传多样性。[结果] 土壤总石油烃含量(TPHs)与碱解氮、速效磷、pH值和脲酶呈负相关(p<0.01),与土壤多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶呈正相关(p<0.01);样地土壤TPHs含量低的土壤微生物Shannon-Wiener指数明显高于TPHs含量高的样地;NMDS排序结果显示,石油污染对该地区土壤影响最大的因子为土壤碱解氮和速效磷,其次为TPHs,pH值、脲酶、Shannon-Wiener指数及过氧化氢酶。[结论] 陇东地区石油烃污染对土壤环境因子的影响主要表现在包括氮、磷等营养元素的有效循环、土壤脲酶活性和微生物群落多样性,而对土壤微生物群落丰富度、均匀度和速效钾的影响未达到显著水平。
魏巍 , 徐元崇 , 杨国英 , 王倩 , 刘洁 , 赵言文
2017, 37(1):17-22. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.003 CSTR:
摘要:[目的] 为进一步降低污染物浓度,提高钢铁企业水资源循环利用率。[方法] 采用水平潜流人工湿地处理外排焦化废水,通过监测分析进出水中浊度、化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨冬季人工湿地植物层不添加及添加有机覆盖物对钢铁企业外排焦化废水净化水平的影响。[结果] 在低温季节,水力停留时间为5 d时,不添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度,COD,TN和TP的平均去除率分别为68.55%,14.94%,14.20%和71.26%;添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度、COD,TN和TP的平均去除率分别为72.54%,21.62%,20.50%和71.88%;有机覆盖膜的保温作用使得COD去除率升幅达44.68%,TN去除率升幅达44.45%。[结论] 在植物层添加有机覆盖物作为保温材料,可以提高人工湿地在低温条件下的净化效率。
2017, 37(1):23-28,33. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.004 CSTR:
摘要:[目的] 探讨不同坡度条件下“沙棘植物柔性坝”对水流流速和水深的影响,并分析和沟床糙率系数的变化及其主要影响参数,为“沙棘植物柔性坝”这一水土保持生态工程在山区沟道的推广应用提供理论依据。[方法] 基于野外水流试验,根据试验数据,运用理论分析的方法,探讨“沙棘植物柔性坝”对水流的影响及沟道糙率的变化。探讨在不同坡度条件下“沙棘植物柔性坝”对流速变幅值、水深沿程分布的影响,并对糙率系数的变化进行了分析。[结果] 流速变幅值的大小与沙棘柔性坝坝长、种植密度和床面坡度有关;在沙棘柔性坝较长的试验床中,流速变幅值随着坡度的增大而增大;在沙棘种植密度较大的试验床中,上游区的雍水深度和糙率系数值随坡度的增大而增大。[结论] “沙棘植物柔性坝”对坝前水流流速有明显的衰减阻滞作用,其中柔性坝坝长和植物种植密度是影响“沙棘植物柔性坝”阻水效应的主要因素。
2017, 37(1):29-33. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.005 CSTR:
摘要:[目的] 研究丹江口水库水源区不同降雨强度和土地利用方式对土壤中有机质流失的影响,为该区域的面源污染和水土流失防治提供依据。[方法] 通过人工模拟降雨试验,以豫西南山区5种常见土地类型的表层土壤为研究对象,应用双因素方差分析,研究雨强和土地利用方式对土壤中有机质的影响。[结果] 雨强对径流中有机质的流失影响显著,雨强越大流失量也越大,而土地类型对其影响不大;泥沙中的有机质流失量受雨强和土地类型的影响均显著,随雨强增加而增大;农用地(梯田和坡耕地)中随泥沙流失的有机质含量较高,林草地则低;分别对径流和流失泥沙中的有机质含量与雨强作回归分析,均显示出多项式拟合效果最好(除灌草地的泥沙拟合外)。[结论] 梯田作为一种水保措施,能够保持养分和水土流失,因此其土壤中富集的养分也最多;林草地土壤结构较好,能够减缓土壤侵蚀,因而流失的养分也较少。
2017, 37(1):34-39. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.006 CSTR:
摘要:[目的] 研究西安市长途汽车站地表灰尘中重金属的主要成分、可能来源及其污染水平,为改善汽车站内及周边环境现状提供科学依据。[方法] 利用X-Ray荧光光谱仪对西安市内20个具有代表性的汽车站地表灰尘中Cu,Mn,Ni,Pb,V和Zn的元素含量进行分析,采用地积累指数法及潜在生态风险指数法评价灰尘重金属的污染水平及环境风险,利用主成分分析。聚类分析等方法来研究城市汽车站地表灰尘中重金属的主要成分及其可能来源。[结果] Cu,Pb,Zn均在不同程度上超过陕西省土壤背景值,其含量的平均值分别为36.3,107.7,113.5 mg/kg。地积累指数法评价表明,除Pb为中度污染以外,其余元素均为无污染;潜在生态风险指数法表明,西安汽车站地表灰尘中的重金属元素处于中等污染水平,具有中等潜在生态风险。[结论] Cu,Mn和Ni主要来自于自然源和交通源,Pb和Zn主要来自汽车尾气的排放及零部件的磨损,V则主要来自于自然源。
2017, 37(1):40-44. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.007 CSTR:
摘要:[目的] 研究化肥减量施用条件下混合加入生物有机肥对土壤养分供应、蔬菜养分吸收及生物量的影响,为化肥减量化应用的实践提供理论依据。[方法] 采用盆栽试验方法,以小白菜为供试作物,研究生物有机肥与不同比例的化肥配合施用,对土壤碱解氮、速效磷、速效钾以及蔬菜生物量、氮磷钾吸收量的影响。[结果] 生物有机肥在一定的时间内能够提高土壤氮、磷、钾的供给,在减少该区常规施肥用量15%~25%的条件下,对土壤供肥能力不产生明显的影响,并可减少农业面源污染,减轻环境污染压力;小白菜生长试验显示,两种肥料混合施用,在减少化肥常规用量的15%~25%时,对小白菜的生物量、氮磷钾吸收量均不产生不利影响,并在一定程度上提高肥料的利用率。[结论] 生物有机肥对土壤氮、磷、钾不仅具有活化作用,还能稳定氮、磷、钾养分的供应。
2017, 37(1):45-50. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.008 CSTR:
摘要:[目的] 探究融沉作用对砒砂岩结构改变,揭示砒砂岩冻融侵蚀机理。[方法] 使用高低温交变湿热试验箱H/GDWJS-100L对砒砂岩进行不同含水率、不同冻结温度、不同干密度下的冻融试验。[结果] 含水率低于11%的砒砂岩,冻胀量随着含水率的变化较小,含水率大于11%后冻胀量随着含水率的增加变化显著;在融化的过程中,砒砂岩存在起始融沉含水率在13%附近,当含水率大于起始融沉含水率发生融沉,否则发生融胀;砒砂岩融化时最大位移变化量与干密度有关,干密度1.80 g/cm3对应试件的最大位移变化量最小;相同含水率、干密度条件下的砒砂岩融化时的最大位移变化量,随着冻结温度的降低而增大。[结论] 冻融过程中砒砂岩的位移变化引起颗粒间的重新排列,使其孔隙特征发生变化,从而导致砒砂岩结构的改变。
2017, 37(1):51-56. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.009 CSTR:
摘要:[目的] 揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法] 运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果] 枯落物总储量范围为9.96~19.19 t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72 t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50 t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55 t/hm2,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系(R> 0.97),后者为幂函数关系(R> 0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55 g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林> 栓皮栎—侧柏混交林> 栓皮栎林> 荒坡,其中刺槐林最大(为106.85 t/hm2),荒坡最小(为89.37 t/hm2)。[结论] 水土保持林持水能力远大于荒坡。
2017, 37(1):57-61. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.010 CSTR:
摘要:[目的] 探讨兰州市北山3种人工林地枯落物的储量和持水能力及土壤的水文特征,为揭示干旱地区人工林水土保持和水源涵养能力提供理论依据。[方法] 采用野外调查、室内浸水法和环刀法等研究方法对林地的枯落物蓄积量、持水量和土壤的渗透性、持水能力等进行了研究。[结果] 3种林地枯落物的总蓄积量表现为:新疆杨(36.74 t/hm2)> 侧柏(34.15 t/hm2)> 刺槐(16.01 t/hm2)。新疆杨林地枯落物最大持水量最大,为7.36 t/hm2;而刺槐林地最大持水量最小,仅为4.91 t/hm2。3种林地中土壤容重表现为:新疆杨(1.466 g/cm3)> 刺槐(1.403 g/cm3)> 侧柏(1.27 g/cm3);而土壤总孔隙度、毛管孔隙和非毛管孔隙均表现为侧柏> 刺槐> 新疆杨。土壤最大持水量为:侧柏(0.731 g/cm3)> 刺槐(0.642 g/cm3)> 新疆杨(0.633 g/cm3)。侧柏的初渗率和平均渗透速率均显著高于新疆杨和刺槐林地(p< 0.05),且侧柏林地在整个渗透时间内其渗透性均高于新疆杨和刺槐林地。[结论] 在3种人工林地中侧柏林地的土壤保持和水源涵养能力最强。
2017, 37(1):62-66. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.011 CSTR:
摘要:[目的] 对黄土丘陵沟壑区不同群落土壤养分及化学计量进行研究,为该区的植被恢复提供一定的理论依据。[方法] 测定土壤的有机碳、全氮、全磷含量,计算C:N,C:P,N:P,进行差异显著性检验。[结果] 研究区土壤有机碳和全氮含量属于6级,全磷含量属于4级,均为养分含量较低的级别;0—10 cm土层土壤养分含量大于10—20 cm土层;不同群落之间P含量差异不显著,柠条群落的C,N含量最高,铁杆蒿群落的C,N含量最低;柠条群落C:N与其他群落(铁杆蒿群落除外)差异不显著,C:N保持相对稳定;铁杆蒿群落和刺槐群落的C:P较低,土壤P的有效性较高。[结论] 不同群落的生物量和盖度等特征不同,导致土壤养分有所差异;不同群落对土壤C,N,P的补充和吸收利用能力不同,导致化学计量特征有所不同。
2017, 37(1):67-71. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.0012 CSTR:
摘要:[目的] 研究并探讨土壤腐殖质各组分碳含量的变化规律,为山核桃林地土壤管理提供理论依据。[方法] 采集并分析山核桃林经营历史为5,10,15,20 a的土壤样品的土壤腐殖质各组分碳含量,并与天然混交林(0 a)进行比较。[结果] 与天然山核桃—阔叶混交林(0 a)相比,随着经营历史的延长,林地土壤腐殖质各组分碳含量的变化主要发生在表层(0—10 cm),胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量均下降。与0 a相比,集约经营5 a后胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量分别下降了42.8%,23.9%和21.2%,而集约经营20 a后,分别下降了45.3%,39.0%,32.3%。集约经营20 a后,亚表层(10—30 cm)土壤胡敏素碳含量上升了94.2%。[结论] 集约经营降低了山核桃林地土壤表层和亚表层的胡敏酸碳和富里酸碳含量,同时也降低了表层土壤胡敏素碳含量,而提高了亚表层土壤胡敏素碳含量。
2017, 37(1):72-77. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.013 CSTR:
摘要:[目的] 研究垄沟耕作和液膜覆盖集成技术在旱地作物中的应用效果,为旱田高产高效种植方式的选用提供理论支撑。[方法] 应用田间小区试验的方式,进行不同耕作方式下的液态地膜、塑料地膜覆盖及不覆膜种植玉米对比试验。[结果] 和不覆膜种植相比,垄沟耕作条件下,覆盖种植显著增加了0—40 cm土层含水量,提高了5 cm,10 cm深土壤温度;覆盖种植较好地促进了玉米前期生长,显著增加了玉米产量,提高了水分利用效率(WUE)(p<0.05)。随着覆膜时间的延长,液膜、塑膜覆盖的集水保温效果逐渐减弱。液膜覆盖种植的蓄水保温及增产效果低于塑膜覆盖,但显著优于不覆膜种植。试验前期,降水较少,垄沟耕作的集雨效果不明显,但有明显的增温效应。[结论] 与塑膜覆盖种植可能会造成“白色污染”问题相比较,垄沟耕作条件下液膜覆盖是一种较为理想的旱作覆盖栽培技术。
2017, 37(1):78-82. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.014 CSTR:
摘要:[目的] 探讨蚯蚓粪与化肥配施对玉米根际土壤生物学性状的作用效果,为土壤培肥制度的建立与玉米的合理施肥提供理论依据。[方法] 通过大田试验,研究CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)与VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对玉米根系分泌物、根际土壤微生物数量、酶活性与腐殖质组成的影响。[结果] 同CF处理相比,VC+CF处理显著提高了根系分泌物含量,并明显提高了根际土壤中微生物数量、微生物量碳含量及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性,其中细菌数分别较CK,CF与VC处理提高124.32%,62.99%和15.45%,脲酶活性分别高出44.27%,23.53%和12.50%。此外,VC+CF处理亦显著提高了根际土壤中胡敏酸、富里酸含量和胡/富比。同VC+CF处理相比,VC处理对玉米根际土壤生物学特征的影响较小。[结论] 蚯蚓粪与化肥配施能较好地改善玉米根际区域的微生态环境。
2017, 37(1):83-87. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.015 CSTR:
摘要:[目的] 分析大兴安岭地区盘古河流域土地利用变化情况,研究流域径流对不同土地利用情景的响应,为合理规划土地利用提供依据。[方法] 利用盘古河流域 1987,2000和2011年 3期土地利用数据和1988—2012年的水文气象资料,结合SWAT(soil and water assessment tool)模型,分析盘古河流域土地利用变化的径流响应。[结果] 1987—2011年盘古河流域主要土地利用变化为裸地向林地、草地转化,林地面积增加,裸地面积减少;汛期径流量占年总径流量的比例随着林地的增加而减少;林地的增加使得多年平均年径流量、汛期径流量和最大月经流量均呈减少趋势。[结论] SWAT模型能够较好地模拟盘古河流域的月流量过程;流域径流随着林地面积的增加而减少。
2017, 37(1):88-92. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.016 CSTR:
摘要:[目的] 分析泥浆对黏性碎屑流坡面运动形态、横向宽度、纵向运动距离及运动速度影响,为此类灾害防治提供参考。[方法] 制作黏性碎屑流实验模型,将不同含水率成都黏土泥浆与粗颗粒混合,制备黏性碎屑流试样,开展系列黏性碎屑流物理模型试验。[结果] 随泥浆密度增大,粗颗粒间粘连作用增强,其运动形态由无黏碎屑流向黏性碎屑流再到整体块状运动形态转变;坡面横向宽度、纵向运移距离和速度随泥浆密度增加而减小;不同密度泥浆组成黏性碎屑流运动过程具有分类现象:密度低于1.413 g/cm3时,速度随时间增长快,变化梯度较稳定;密度大于1.413 g/cm3时,运动速度变化过程可分为2个阶段:前期速度随时间增长慢,变化梯度较小;后期速度随时间增长快,且较前阶段变化梯度有所增大,各高密度泥浆情况趋于一致。[结论] 泥浆影响黏性碎屑流运移形态和运动过程。
2017, 37(1):93-96. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.017 CSTR:
摘要:[目的] 研发新型解磷生物菌肥,提高黄河三角洲盐碱障碍耕地作物产量。[方法] 采用无机磷液体培养基培养的方法,从黄河三角洲盐碱化菜园根际土壤筛选得到一株解磷真菌CT1,即塔滨曲霉菌(Aspergillus tubingensis),对其解磷能力进行了深入研究。[结果] 解磷菌CT1的解磷能力随发酵液盐浓度升高降低,当发酵液盐浓度在0.03%~6%时,发酵液中有效磷浓度可维持在523.5~338.5 mg/L,且解磷菌的溶磷量与发酵液pH之间存在明显的负相关。解磷菌CT1在葡萄糖作为碳源的培养基上生长状况最好,在(NH4)2SO4作为氮源的培养基上生长状况最好。接入解磷菌15 d的小麦与未接菌的小麦相比,茎长增加了16.24%,茎鲜重增加了12.35%,根长增加了21.6%。[结论] 解磷菌CT1对盐碱地小麦幼苗生长有一定的促进作用,可作为提高盐碱地作物产量的新型解磷生物菌肥利用。
2017, 37(1):97-103. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.018 CSTR:
摘要:[目的] 研究丹江口库区土壤的水土流失和非点源污染物氮磷流失的特点,为农业非点源污染模型的建立提供理论依据。[方法] 通过室内人工模拟降雨试验,研究了坡度和施肥等处理对产流产沙、氮磷养分(硝态氮、铵态氮、总氮、有效磷和总磷)流失特点的影响。[结果] (1)随着坡度的增加,平均入渗率和初始产流时间呈减小趋势,而径流总量和泥沙总量呈增加趋势。(2)相同施肥处理下,随着坡度的增加,泥沙中硝态氮、总氮、有效磷和总磷的流失浓度呈减小趋势,铵态氮流失浓度在不施氮肥条件下呈减小趋势,而在施氮肥处理下呈增加趋势。(3)在相同坡度条件下,随降雨时间推移,总氮浓度呈先减小后趋于稳定的趋势;铵态氮浓度随施肥处理的变化均呈现出波浪形变化;在施氮肥时,径流中硝态氮的浓度随着时间的推移,呈逐渐减小并趋于平缓的趋势,而在不施氮肥时几乎无变化。[结论] 在不同施肥措施和坡度条件下,硝态氮主要随径流而流失,为随泥沙流失的8~11倍;铵态氮主要是随径流泥沙而流失,为随径流流失的1~17倍;总氮则是随径流和径流泥沙共同流失;有效磷和总磷都是以泥沙结合态流失为主,分别为随径流流失的1 000~6 200和1~3倍。
2017, 37(1):104-111. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.019 CSTR:
摘要:[目的] 探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应,为库区土壤侵蚀的防治提供借鉴性意见,从而为制定保障丹江口水质安全的措施提供科学支持。[方法] 利用遥感影像解译的土地利用类型(2002—2013年),分析丹江口库区土地利用变化,同时利用修正的土壤流失模型RUSLE对土壤侵蚀量进行模拟分析,探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应。[结果] 丹江口库区在2002—2013年期间主要的土地利用变化集中在林地、耕地、灌草地之间的转移以及建设用地的扩张,具体表现为林地面积扩大了13.72%,耕地面积小幅增加了5.76%,而灌草地面积大幅减少了37.61%,建设用地增长了2.40倍。丹江口库区2002,2008,2013年均以微度侵蚀占主导。库区土壤的整体侵蚀强度减轻,但土壤侵蚀在城市扩张地区增加明显。[结论] 丹江口库区的土地利用变化及土壤侵蚀强度的改变主要受退耕还林、天然林保护等政策措施和城市扩张的影响。库区的土壤侵蚀程度在总体上具有降低的趋势,但在城镇化区域,土壤侵蚀状况急剧恶化。
左继超 , 胡建民 , 王凌云 , 李赟璟 , 万佳蕾 , 郑海金
2017, 37(1):112-117. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.020 CSTR:
摘要:[目的] 探讨不同侵蚀程度下红壤团聚体和养分的变化规律,为侵蚀红壤的肥力提升和合理开发利用提供理论依据。[方法] 将红壤表层按照不同深度剥离来模拟不同土壤侵蚀程度,比较分析不同侵蚀程度下团聚体稳定性、有机质和各养分的变化规律及其相互关系。[结果] 各侵蚀程度红壤团聚体干筛粒级分布规律大体相似,以≥2 mm粒级团聚体为优势粒级,与无明显侵蚀土壤相比,强烈侵蚀土壤≥2 mm水稳性团聚体含量降低近1/3;随着土壤侵蚀程度增加,土壤碳、氮、磷等养分含量均表现出逐渐减少的规律,其中强烈侵蚀土壤有机质、全氮和全磷含量减少了30%左右,碱解氮含量减少了近50%,速效磷含量减少了80%以上。相关分析表明,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮含量均与≥2 mm团聚体含量、WSA,MWD和GMD值具有较好的正相关性(p<0.05),与D和PAD值呈负相关。[结论] 不同侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量有一定影响,可通过增加有机肥来改善侵蚀红壤结构,提高土壤肥力。
2017, 37(1):118-122. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.021 CSTR:
摘要:[目的] 对青海省天峻县重点区域2005—2014年的土地利用变化情况进行监测,为生态环境保护和土地利用政策制定提供依据。[方法] 利用2005—2014两期IRS-P6卫星影像数据,研究了针对该区域土地利用变化遥感监测的技术方法和操作流程。实践表明,该方法用于对土地利用变化的监测与制图能够有效地提高土地利用信息提取的精度和效率。[结果] 2009年,土地利用仍以草地为主,虽比2005年略微减少,但基本保持平衡;内陆滩涂和未利用地总面积则略微增加,面积占比最小的依然是建设用地,虽然年均增长速度较快,但占比仅为0.29%。从年均变化上看,10 a间,水域面积减少近66.2%,年均减少速度达到了6.62%;建设用地增长过快,10 a间增长了59.98%,年均增长达到了6.00%。[结论] 当地经济在这10 a间有了较快的发展,城镇化水平得到一定程度的提高,但占总面积比例不足。监测区土地利用总体变化不大,年均变化率仅为0.13%。
2017, 37(1):123-127,131. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.022 CSTR:
摘要:[目的] 探讨海绵城市控制指标年径流总量控制率的确定方法,为海绵城市建设控制指标的合理确定提供新的思路。[方法] 结合中国目前海绵城市建设相关规范及研究成果,分析关于年径流总量控制目标确定方法的合理性。以合肥市为例,分别采用长序列法、典型年法、外排径流系数法、逐日水量平衡法对相关问题进行研究,探讨不同年径流总量控制率对外排径流系数的影响及不同规模雨水调蓄设施的实际控制效果。[结果] 提出控制指标的典型年计算法,并总结了外排径流系数随年径流总量控制率变大不能无限减小的规律,提出采用雨水利用有效容积这一指标来校核年径流总量控制率提高的适宜范围。[结论] 典型年计算方法与雨水系统设计重现期相对应。结合对实际雨水总量控制率的研究,可为海绵城市建设中径流总量控制目标的确定提供新的思路。
2017, 37(1):128-131. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.023 CSTR:
摘要:[目的] 预测并分析工程对河道行洪能力变化的影响,为城市生态公园工程防洪影响评价提供研究技术方法。[方法] 基于MIKE 21建立城市生态公园工程河段的平面二维水流数学模型,以渭河宝鸡段为例,选取1954型洪水过程验证模型合理性,模拟3种典型流量下河道流场和水位的变化特征,讨论城市生态公园修建后对河道行洪能力的安全影响。[结果] 3种典型流量洪水下沿线水位均低于堤顶高程,对城市行洪安全不构成威胁,因此行洪安全可以保证。但由于河道行洪宽度变窄左岸流速增大,加剧了对岸堤的冲刷,采取岸堤加固措施是极为必要的。[结论] 河道形状的改变会影响水的流态,水流速度过大会影响河堤结构稳定性,最终影响河道的行洪能力。
2017, 37(1):132-136,142. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.024 CSTR:
摘要:[目的] 评价土地整治项目的实施效益,为其他同类地区土地整治效益评价提供依据。[方法] 利用DEA-Gini准则对甘肃省庆阳市14个土地整治项目的整治综合效益进行定量描述并评价。[结果] 涉及的14个土地整治项目中合水县丑家庄土地整治项目、镇原乡山岔镇土地整治项目和正宁县西坡乡土地整治项目的整治综合效益偏低,分别为0.308,0.378,0.342;宁县南义乡和平子镇土地整治综合效益比较高,分别为0.972,0.708;其余9个土地整治项目的综合效益处于中等水平。[结论] 利用DEA-Gini准则评价结果表明14个土地整治项目的经济效益、社会效益和生态效益都有较大地提升空间。
2017, 37(1):137-142. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.025 CSTR:
摘要:[目的] 探讨基于数量化理论Ⅲ的组合预测模型在滑坡变形组合中的适用性,为滑坡变形组合预测提供新的思路。[方法] 选取GM(1,1)、支持向量机、BP神经网络及MC预测作为滑坡变形的单一预测模型,并利用数量化理论Ⅲ分析单项预测的相对误差区间的重要性,进而确定区间权重,再结合预测误差确定的组间权重,综合确定组合预测的权值。[结果] 组合预测结果相对误差的平均值为1.1%,方差为0.16。[结论] 组合预测较单一预测模型的预测精度及稳定性都有较大的提高。
2017, 37(1):143-148. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.026 CSTR:
摘要:[目的] 对安徽省金寨县居民点空间分布特征进行研究,为统筹规划山区农村聚落建设、城镇化建设和居民点优化布局提供科学依据。[方法] 通过目视解译高分遥感图像建立金寨县居民点房屋基面数据,以地形数据作为本底数据,借助GIS空间分析技术提取金寨县地形属性特征,并将水系、道路、地形等要素同房屋基面数据进行空间关联分析。[结果] 金寨县59.8%的房屋布局在水系附近500 m的范围内,60.5%的房屋布局在道路附近100 m的范围内;居民点在海拔400 m,坡度20°和起伏度200 m以下的地区呈现较高的聚集特征,东南、正东和正南3个坡向分布了45.8%的房屋,朝南的房屋数量是所有朝向中最多的。[结论] 水系、道路、地形因子和采光条件是影响金寨县居民点布局的重要因素,居民点在水系与道路附近、海拔低、坡度低、起伏度低和采光条件好的地区呈现明显的聚集特征。
2017, 37(1):149-154,160. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.027 CSTR:
摘要:[目的] 探索土地利用结构变化的驱动规律及其预测方法,为在社会经济快速发展背景下抑制建设用地扩张、优化城乡土地利用等提供决策参考。[方法] 利用主成分分析,Logistic,Markov等方法研究土地利用结构变化的驱动力,分析土地利用结构状态转移矩阵与驱动因素的数量关系,构建基于多因素驱动的土地利用结构变化预测模型。[结果] 以地处“长三角”经济区的江苏省泰兴市为例,测算了城镇发展、经济发展和管理政策等土地利用结构变化驱动力,其中城镇工矿用地扩张的驱动力增加了25.85%,耕地减少的驱动力则降低了22.21%,并预测分析了2010—2020年的土地利用结构变化特征,预测精度相对提高了0.52%。[结论] 多因素驱动的土地利用结构变化预测方法,能够科学地诠释土地利用结构变化及其驱动力的作用机理,可以提高预测精度,为分析区域土地利用变化规律提供一种新方法。
2017, 37(1):155-160. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.028 CSTR:
摘要:[目的] 监测2000—2013年来松嫩平原盐碱地时空演变过程,为松嫩平原盐碱地防治提供理论依据。 [方法] 以MODIS影像为主要数据源,结合野外实测样点建立回归模型,对松嫩平原土壤含盐量进行定量反演。将整个研究时期分为3个时段:时段1(2000—2004年),时段2(2004—2008年),时段3(2008—2013年)。[结果] 时段1和时段2盐碱地面积增加,增加速度为5 109.75和2 240.62 km2/a,同时盐碱化程度加剧;以2008年为转折点,时段3盐碱地面积减少,主要是轻度盐碱地的减少,但是盐碱化程度仍在加剧。[结论] 松嫩平原的盐碱化趋势不容乐观,应该采取紧急措施防止盐碱化程度进一步恶化,保护松嫩平原的生态环境健康发展。
王玲 , 刘咏梅 , 常伟 , 李晓焕 , 凯楠 , 赵牡丹
2017, 37(1):161-165,172. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.029 CSTR:
摘要:[目的] 以延河流域为研究区,利用自动提取算法建立典型黄土的土壤线方程,为土壤调节植被指数的计算提供基本参数。[方法] 基于Landsat 8 OLI遥感影像,采用自动提取算法获取土壤线参数;分析归一化植被指数NDVI,土壤调节植被指数PVI,TSAVI,ATSAVI与实测盖度的相关性,探讨所构建的土壤线方程在黄土高原地区植被指数提取中的适用性。[结果] 通过自动算法与常规方法对比发现两者偏差较小,且自动提取算法具有较高的精度和稳定性;各植被指数与实测盖度的相关性大小为:PVI> NDVI> TSAVI> ATSAVI,PVI为延河流域植被盖度反演的最优植被指数,NDVI次之,TSAVI与ATSAVI较差;与NDVI指数相比,PVI指数能够较好地抵抗土壤噪声的影响,对不同植被类型的敏感性较高,更适用于植被覆盖度较低的黄土高原。[结论] 自动提取算法对延河流域土壤线的提取较为适用,所得参数适合于计算土壤调节植被指数。
2017, 37(1):166-172. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.030 CSTR:
摘要:[目的] 计算黄土高原地貌评价指标和剖面上高程数据信息熵,用以拟合地形起伏,评价地形,为地貌研究提供新理论依据。[方法] 通过对研究区域进行剖面分析,获取地形剖面线,利用高程数据计算不同地貌类型中剖面线信息熵,绘制地形剖面线图和地形剖面线信息熵图,用来检验和评价地貌信息熵对地形的表达效果,统计两者离散程度指标,通过线性拟合找出两者相关性指标。[结果] 将两图进行对比分析,发现两图走势具有一定的相似性,采用统计指标作为指示器,结果表明高程曲线与信息熵曲线具有较强的相关性,采用侵蚀模数验证,表明信息熵在表示地貌起伏或侵蚀方面具有可靠性。[结论] 地貌信息熵可以用来模拟地形,且模拟效果良好,可以用于评价地貌类型。
2017, 37(1):173-176,182. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.031 CSTR:
摘要:[目的] 科学准确地预测城市建设用地,有利于把握城市发展的速度,了解城市化发展进程,为相关政府部门掌握土地利用情况,制定土地总体规划提供科学依据。[方法] 把四平市作为研究对象,从“城市—农村”合力视角构建影响因子,利用因子分析探讨影响建设用地扩张的相关性,对指标进行筛选,在此基础上利用BP神经网络和灰色模型对四平市2012,2013和2014年建成区面积进行预测,最后对预测结果进行比较分析。[结果] 通过预测与比较分析可知,BP神经网络结果的相对误差分别为0.8%,1.1%和2%,而灰色GM(1.1)模型预测结果相对误差分别为0.04%,0%和3.2%。可以看出,BP神经网络预测出的结果与实际相比较误差均在2%以内。[结论] BP神经网络预测的结果较精确,运用该方法可以有效提高预测的精度。
2017, 37(1):177-182. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.032 CSTR:
摘要:[目的] 探究北洛河流域地表实际蒸散发年际和年内的时空变化特征,为该区域的生态基准与生态需水量研究、退耕还林效果研究提供理论依据。[方法] 基于北洛河流域2000—2014年MOD16遥感数据、气象数据、水文数据和2011年土地利用数据,采用流域水量平衡法、均值法、标准差法和线性趋势法进行蒸散发(ET)时空变化特征分析。[结果] 流域年蒸散量在波动中缓慢上升,波动范围为395.4~517.4 mm/a,15 a ET均值为446.74 mm/a,年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,地表蒸散主要集中在5—9月,最高值出现在8月;经与北洛河流域的实测降水空间插值结果比较,MOD16-ET估算结果的相对误差均值为12.04%,相关系数达到0.81;流域内上游至下游的ET剖面线波动明显,呈不规则的“波动曲线”形态;流域内ET值年际变化空间分布特征明显,中游和上游地区以增加趋势为主,下游以减少趋势为主。[结论] 近15 a来北洛河流域蒸散发整体呈现增大趋势,主要驱动因素为人类活动,尤其是退耕还林和水土保持等工程的实施。
2017, 37(1):183-187,195. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.033 CSTR:
摘要:[目的] 研究西藏山洪致灾临界雨量确定方法,为西藏地区水文气象预警提供基础数据资料,以服务于高原山洪灾害防御工作。[方法] 采用水文动力模式Floodarea模型对西藏东南部的一次山洪过程进行模拟研究,并利用气象资料逐时降水量进行了淹没高度计算,得到了山洪致灾临界雨量。通过实地考察获取西藏自治区林芝市巴宜区2015年8月一次山洪灾害的基本参数资料,与模型模拟研究结果进行对比分析和模型验证。[结果] (1)Floodarea对暴雨诱发山洪过程的模拟结果较好,结合多源降水数据能更准确地模拟西藏山区山洪暴发的过程;(2)通过调整雨量情景设定可推算山洪不同淹没水深的临界雨量,得到较为准确的洪水淹没范围和降雨量—淹没深度关系;(3)应用降雨量—淹没深度关系计算得到巴宜区永久河山洪沟的4个淹没深度灾害山洪等级(0.1,0.6,1.2,1.8 m)的6 h累计临界雨量分别为33,55.7,75.4,91.9 mm。[结论] 研究结果表明Floodarea软件适用于西藏高原水文观测资料匮乏的复杂地形山区,能较准确地重现山洪灾害过程和确定山洪临界雨量,可为复杂地形山区山洪防治和预警提供参考。
2017, 37(1):188-195. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.034 CSTR:
摘要:[目的] 模拟未来降水的变化特征,为安徽省沿江地区的农业生产及防洪减灾等提供理论依据。 [方法] 基于RCP4.5温室气体排放情景,应用MRI-CGCM3模式误差修正数据模拟安徽省沿江地区1960—2065年的降水变化。[结果] 误差修正模式数据对安徽省沿江地区降水变化特征模拟性能较好。未来不同时间段降水差异较大,春夏降水多,秋冬降水少。2036—2065年四季和年均日降水量的增加幅度大于2006—2035年,秋季差异最大。就数据波动幅度而言,不同时段夏季降水波动均较大,春季均较小。2006—2035年秋冬波动较小,2036—2065年秋冬波动偏大。从区域降水变化特征来看,2006—2065年安徽省沿江地区日降水量呈现由北向南逐渐增加的条带性地理特征和春夏降水多,秋冬降水少季节特征。较于2006—2035,2036—2065年区域的降水地理变化特征会更加明显而且季节性变化速率增加,降水距平地理变化条带性趋势及方向因季节而异。[结论] 安徽省沿江地区未来降水波动幅度变大,降雨量增加。
2017, 37(1):196-200. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.035 CSTR:
摘要:[目的] 研究黄河万家寨水库上游至托克托县喇嘛湾河段冰情特征及预报方法,为防凌实践提供重要依据。[方法] 通过对1998—2015年度冰情分析,研究了该河段的封、开河过程及二者之间的联系,以野外观测为基础,分别对封、开河时间历时与气温、流量、冰厚、封河天数进行了相关性分析,选取了与封、开河时间相关性系数较高的影响因子,利用BP神经网络模型对万家寨上游河段的封河历时、开河历时、开河日期进行了预报。[结果] 通过与实际观测日期对比,该预报方法合格率达到93%。[结论] 神经网络模型对于黄河万家寨水库上游段封河历时、开河历时、开河日期预报的适用性较强,更适合解决受复杂因素影响的问题。
王志慧 , 杨二 , 左仲国 , 倪用鑫 , 鲍宏喆 , 李莉 , 肖培青
2017, 37(1):201-205. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.036 CSTR:
摘要:[目的] 合理测算生产建设项目方案编制阶段水土流失防治目标达到情况,指导防治措施布设。[方法] 在解读扰动土地整治率、水土流失治理度、土壤流失控制比、拦渣率、林草植被恢复率、林草覆盖率及其达到值内涵基础上,对目标达到值计算过程中所存在的问题进行分析,并提出意见与建议。[结果] (1)测算6项防治目标达到值,应首先分区给出建设区扰动面积、建筑物及硬化面积、水域及采坑面积、工程与植物措施面积、可绿化面积,以及弃渣总量与实际拦渣量等参数;(2)确定各参数与措施工程量或相关数据的一致性;(3)若测算值不能达到目标值,则应检查目标值设置或措施布设是否有不当之处,并依据相关规定进行必要调整与修正。[结论] 在按《规范》要求测算6项防治目标达到值时,应分区给出效益计算参数,并确定其与分区措施工程量或相关数据的一致性。
2017, 37(1):206-211. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.037 CSTR:
摘要:[目的] 揭示赤峰松山区耕地演变规律,为该区土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定提供科学依据。[方法] 基于1990,2000,2010年TM遥感影像解译数据,分析研究区耕地动态变化特征,采用GIS中多标准评价(MCE)方法,结合元胞自动机—马尔可夫(CA-Markov)模型,对2020年耕地空间格局变化进行模拟。[结果] 耕地的演变空间差异性显著:(1)城郊区由于城镇化速度的加快,大量耕地转化为建设用地。(2)松山区西部石质山区,该地区海拔较高,坡耕地较多,水土流失严重,土壤贫瘠,导致撂荒弃耕严重,同时由于退耕还林政策的实施,耕地在不断减少。(3)松山区东部黄土丘陵台地区,海拔相对较低,地势平坦,适宜于耕地开发,增加的耕地主要源于未利用地和草地。(4)2020年研究区土地利用格局模拟图显示耕地的破碎化程度将有所缓减,开始向规模化发展,同时松山区耕地空间格局稳定性逐渐增强。[结论] 该模型模拟结果的精度较高,依据耕地演变趋势,科学合理的利用耕地,制定相应的政策,同时研究结果可为土地资源优化配置奠定基础。
张洪伟 , 李华 , 未碧贵 , 周添红 , 贡力 , 杨浩
2017, 37(1):212-218. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.038 CSTR:
摘要:[目的] 对比分析中外水土保持研究的文献增量趋势、学科分布、机构和作者的合作网络以及水土保持研究热点,为中国相关领域学者、科研机构以及政府管理部门在加强国际科研合作以及关注农业农学问题研究等方面提供科学有益的参考。[方法] 以Web of Science(WoS)数据库1986—2015年中外水土保持文献数据为对象,以知识图谱的方式,运用CiteSpace计量学分析软件对引文数据进行了分析和处理。[结果] 中外水土保持研究文献总量均呈稳定增长趋势;美国、中国、澳大利亚占据了文献产出国家排名的前3位,欧洲高产国家最多;总体学科领域跨度较大,新兴学科增长明显;中外机构合作联系紧密,树状图谱枝杈丰满,形成了以中国、美国为重要产出节点的合作生态链;比利时的佩森(Poesen J)、戈韦尔(Govers G)等学者产出最多,且在各国学者合作中起到了重要的桥接作用。[结论] 中外在水土保持研究热点上十分接近,土壤侵蚀、径流和建模是中外频次最高的研究热点关键词。
2017, 37(1):219-223. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.039 CSTR:
摘要:[目的] 评价降雨诱发浅层滑坡的失稳破坏概率,为相关研究提供理论依据。[方法] 在引入并扩展了Mein-Larson降雨入渗模型的基础上,将Mein-Larson入渗模型与无限边坡稳定性方法有机结合,建立2种降雨情形(高强度短历时和低强度长历时)下降雨滑坡稳定性的确定性评价模型,然后再将蒙特卡洛数值模拟方法与降雨滑坡的确定性评价模型结合,建立降雨滑坡稳定性的概率评价方法。[结果] 提出了1种降雨诱发浅层滑坡失稳的概率评价方法。[结论] 概率评价方法可以描述降雨滑坡发生及发展过程中存在的不确定性,可以计算不同降雨情形下,不同降雨时刻降雨诱发边坡的失稳破坏概率。该方法的评价结果更符合边坡实际情况。
2017, 37(1):224-228. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.040 CSTR:
摘要:[目的] 综合评估甘肃省白龙江流域生态环境脆弱性,为生态环境的恢复重建和可持续性管理提供理论参考。[方法] 基于生态敏感性—生态恢复力—生态压力度模型、层次分析法和GIS/RS软件等,通过计算生态环境脆弱性指数,将研究区生态环境脆弱性程度划分为微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱5个不同等级。[结果] 甘肃省白龙江流域中度和重度脆弱区域占研究区总面积比例较大,分别占研究区总面积的28.94%和22.76%。其中,重度与极度脆弱区集中分布在植被覆盖度较低,城镇化较快,工农业发展迅速且人类活动强度较强的流域中部。[结论] 研究区总体生态环境压力非常严峻,亟需研究其驱动机制及演变规律,以期为后续的生态恢复重建做准备。
2017, 37(1):229-233,240. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.041 CSTR:
摘要:[目的] 分析三峡库区埂坎的类型、结构及其功能和利用状况,为坡耕地整治、高标准基本农田建设规划设计提供依据。[方法] 应用野外实地调查资料,结合文献总结。[结果] (1)三峡库区坡耕地现有埂坎按筑坎材料可以分为土坎、石坎、土石复合坎和水泥砖坎4种基本类型;按埂坎型式可分为坎沟一体化、有坎有埂、有坎无埂和不规范埂坎4种类型;按功能定位可分为田间便道坎、土地权属分界坎和水土保持坎3种类型。(2)三峡库区坡耕地现有埂坎结构多样,不同结构埂坎的功能有所差异,其中,利用上土下石复合坎构建植物篱在耕地资源紧张的地方比较常见。下土上石复合坎主要用作田间便道。(3)三峡库区坡耕地现有埂坎中土坎比例较高,约占65%,其次是石坎,约占15%,土石复合坎和水泥砖坎共8%左右。另外,近10%的坡耕地没有埂坎。[结论] 三峡库区特殊的地形地貌和复杂的人地关系背景下形成了多样的埂坎类型和结构,又决定了埂坎的功能多样性。目前,土坎的比例和利用率均较高。土石复合坎是三峡库区新的埂坎类型,兼顾土坎和石坎的优点,今后应加强结构优化研究,并在坡耕地整治、高标准基本农田建设中推广。
2017, 37(1):234-240. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.042 CSTR:
摘要:[目的] 探索老挝沙湾水经济区的生态用地特征,为土地利用规划提供依据,并保证在土地合理利用的同时,保障生态环境的健康发展。[方法] 从景观格局和生态敏感性2个方面选取适宜的指标,并采用变异系数法,客观确定评价因子权重,综合评价研究区内生态用地的敏感程度和空间分布。[结果] 极敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、不敏感区分别占研究区总面积的1.42%,19.36%,32.85%,46.01%,0.36%;林地景观类型破碎度相对其他景观类型最低,受人类活动干扰最小;水域和农用地景观类型破碎度最高,形状复杂,受人类活动影响严重;建设用地景观类型由于研究区自身发展条件的制约,面积较小,破碎度相对其他景观类型而言位处于中等水平。[结论] 研究区生态用地可划分为生态用地优先建设区、生态用地次优先建设区、生态用地过渡区和生态用地保育区4种生态用地类型。
2017, 37(1):241-247,269. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.043 CSTR:
摘要:[目的] 评估灾害性泥石流严重的长江上游梯级电站开发区泥石流灾害治理工程效果,为长江上游同类水电站的泥石流防灾减灾与治理效果评估研究提供思路。[方法] 选择金沙江白鹤滩水电站施工区的矮子沟和大寨沟泥石流治理工程为案例,通过2013—2015年连续3 a的现场跟踪调查分析,结合模型计算对矮子沟和大寨沟泥石流峰值流量过程进行计算,分别评估2014和2015年矮子沟、大寨沟泥石流治理工程效果,并进行泥石流危险性评价。[结果] 基于长江上游梯级电站开发区泥石流灾害特点,提出了长江上游梯级电站开发区泥石流治理工程效果评估模式,并提出了基于风险控制的水电工程泥石流“以排为主,适当拦挡”治理模式与减灾策略。[结论] 矮子沟、大寨沟现有的泥石流防治措施在满库的状态下能够满足500年一遇泥石流过流的要求,泥石流危险性小。
2017, 37(1):248-254. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.044 CSTR:
摘要:[目的] 考虑再生水的社会效益和环境效益,与投资相结合,对中国区域再生水的投资效率作出评价,并提出区域差别化的改进策略。[方法] 选取中国的22个省份,4个直辖市和5个自治区(不包括香港、澳门特别行政区和台湾省)为研究对象,运用DEA模型和Malmquist指数模型进行投资效率测算。[结果] 中国再生水投资效率为0.858,各省份效率值参差不齐。中国的再生水投资效率一般,相对于效率前沿存在着一定的改进空间。[结论] 综合考虑了经济、社会和环境效益的再生水投资效率高于仅考虑经济效益的再生水投资效率;区域发展不平衡,各省份的综合效率值相差较大且原因不同。根据不同省份的差异将其划分为不同的类别,并采取相应的技术、管理、政策及综合改进策略。
2017, 37(1):255-261. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.045 CSTR:
摘要:[目的] 探讨西北欠发达地区社会、经济、文化因素共同作用下现代农业的总体面貌,揭示该区当代农业发展缓慢产生的社会根源。 [方法] 以陕西省为例,通过实地调查与访谈,结合陕西省特有的生态资源禀赋与社会文化禀赋,探讨现代农业与社会发展间的关联性与发展趋势。从社会结构入手,分析了人口外流、阶层分化等社会因素对于现代农业发展产生的影响。 [结果] 从发展理念、社会基础和均衡性三个方面分析,认为研究区农业发展中存在的诸多问题根源在于该区社会结构的“断裂”、“失衡”与“差距”。西北欠发达地区的农业发展不仅受严酷的自然因素和低水平经济因素的影响,而且深嵌于社会结构中,受到社会组织、社会政策、行政干预等多重因素的交互作用,即变迁中的农业面貌因外部变量的影响而被改造。[结论] 对现代农业经营方式的选择,实质上就是对农村社会形态的选择,与区域未来的发展走向关系密切。
2017, 37(1):262-269. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.046 CSTR:
摘要:[目的] 分析农牧交错区水资源承载力的动态变化规律,为同类地区的可持续发展提供有益的理论参考。[方法] 以内蒙古自治区通辽市科尔沁区作为农牧交错区典型案例地,运用系统动力学方法,建立科尔沁区有限水资源支撑下的“社会—经济—生态”协同发展的仿真模型,并根据农牧交错地区以及科尔沁区社会经济发展的特点,提出区域“社会—经济—生态”协同发展的自然增长模式、第一产业现代化模式、第二产业主导模式、第三产业引领模式、循环经济发展模式这5种理论模式。[结果] 在系统动力学仿真的基础上,运用遗传投影寻踪法对仿真结果进行优选,认为循环经济发展模式是水资源承载力最优的发展模式。[结论] (1)合理调配农、牧比例关系是节约农牧交错地区有限水资源的关键举措;(2)农牧交错地区致力发展传统产业或将陷入水资源匮乏的窘境;(3)发展循环经济是提高农牧交错地区水资源承载力的有效途径;(4)全面开展农牧交错区的水资源承载力研究是增强区域可持续发展能力的保障。
2017, 37(1):274-280. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.048 CSTR:
摘要:[目的] 探索震损边坡林业治山工程后修复坡面不同季相、坡位等因素造成的土壤理化性质的差异,为评估边坡植被修复工程效果和指导工程因地制宜的管护方法提供理论依据。[方法] 根据常规森林土壤测定方法对四川省北川县擂鼓镇震后边坡治理坡面检测土壤理化性质和土壤酶活性,并调查草本植物情况,解析土壤理化性质和酶活性时空变化与植被恢复效果的关系。[结果] 土壤养分状况和植被恢复情况对季相和坡位响应不明显,与未受损自然边坡差异显著,表现出了微弱的向好趋势。[结论] 在目前治理技术和养护条件下,土壤养分状况的改善与植被修复情况相辅相成,在后期管护过程中,要注意引导当地居民观念,减少无关人为干扰;适时监测工程固持水土能力;计划性补种植物并对经济作物种植区施放有机肥等,以促进坡面生态系统恢复。
2017, 37(1):281-285,291. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.049 CSTR:
摘要:[目的] 探索新疆碳足迹和碳承载力的的变化,评价其碳安全程度,为新疆低碳经济的发展提供理论依据。[方法] 利用碳足迹理论对新疆2000—2014年的碳足迹、植被碳承载力、净碳足迹进行计算分析,并利用碳压力指数(CTI)构建了碳安全评价模型。[结果] 新疆碳足迹呈上升趋势,从2000年的1.08×108 t上升到2014年的5.04×108 t,其中化石能源碳足迹占总碳足迹的比重达到96%;碳承载力不断增加,草地固碳量所占的比重最大,其次是森林、农田、园地和城市绿地;人均净碳足迹、碳压力指数均呈现增长趋势,导致新疆碳安全程度不断下降,从2009年开始就处于极不安全的状态。[结论] 化石能源消费的增加是导致新疆碳足迹升高和碳安全程度下降的主要原因,虽然其能源利用率不断提高,但在未来一段时间仍然面临严峻的生态环境问题。
胡林 , 王琦 , 单永体 , 尹静 , 陈济丁 , 孔亚平
2017, 37(1):286-291. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.050 CSTR:
摘要:[目的] 阐明青藏高原地区公路路域水环境特征及影响因素,为青藏高速公路建设及水环境保护措施提供理论基础及科学依据。[方法] 基于2015年6—7月对共玉公路(青海省共和县至玉树县)和青藏公路(格尔木市至拉萨市)路域水环境测试结果,对青藏高原地区公路路域水环境特征及影响因素进行分析。[结果] 经T检验,青藏高原地区公路路域径流污染具有显著性差异,各水质指标存在不同程度的变异性,变异系数(Cv)变化范围为11%~396%,表明不同径流水体污染物因所处位置不同而有所差异;对比了典型路域水环境特征,新建公路(共玉公路)的水环境质量好于运营期公路(青藏公路),高速公路运营后对路域水环境影响明显;对不同径流水体进行了Person检验。结果显示,悬浮物(SS)与其他水质参数之间均表现出不同程度的相关性,说明SS不仅是青藏高原地区路域径流污染的主要污染物,且是其他污染物(重金属和化学需氧量COD)的载体。[结论] 路面径流是路域水环境污染的重灾区,对降雨径流进行收集处理及采用新型的路面,布置径流处理措施,将有效地降低路域水环境的影响。
2017, 37(1):292-296,303. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.051 CSTR:
摘要:[目的] 以海河流域子牙河水系河流滨岸带植物为对象,研究影响植物群落结构和分布格局的主要环境因子,为相关研究提供依据。[方法] 2013年6月,在子牙河水系干支流设置了94个滨岸带样地,调查植被结构和海拔、护岸类型、堤外土地利用类型等6个环境因子。[结果] 子牙河水系滨岸带植物共249种,分属于51科,166属。山区河段滨岸带有199种植物,分属于43科,135属,优势物种有芦苇(Phragmites australis)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、荆条(Vitex negundo)、黄花蒿(Artemisia annua)等;平原河段滨岸带有36种植物,分属于22科35属,优势物种主要有芦苇(P.australis)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)等,山区植物丰富度明显高于平原区。[结论] 海拔高度和堤外土地利用类型与植物群落结构显著相关。水热条件和人类活动压力是影响植被构成的主要成因。
王孔伟 , 李春波 , 胡志宇 , 胡安龙 , 魏东 , 常德龙
2017, 37(1):297-303. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.052 CSTR:
摘要:[目的] 探讨人类工程活动与城市地质灾害之间的因果关系,为城市规划以及城市建设提供理论依据。[方法] 采用现场地质环境调查方法(地质勘查、地质测绘),对湖北省宜昌市猇亭区人类工程活动形成的地质灾害进行调查研究,探讨城市建设过程中地质灾害形成的主要内、外在因素。[结果] 人工填土是猇亭区滑坡地质灾害形成的主要原因,且后期都具有转变成坡面泥石流的可能性;人工开挖是猇亭区潜在滑坡型不稳定斜坡地质灾害形成的主要原因;猇亭区区内与膨胀性黏土岩有关的地质灾害同样与人类工程活动密切相关,按照出露地表浅埋藏以及深埋藏形成不同的变形破坏类型;路面开挖以及路堑开挖造成膨胀性黏土岩大面积临空,在水的作用下形成塑性变形膨胀,引起路面和陡倾坡面变形破坏。[结论] 人类工程活动是城市地质灾害形成发展主要外在因素,同时宜昌市猇亭区所具有的水平(平缓)—层状—松散的岩土体结构类型是造成城市地质灾害的主要内部原因,膨胀性黏土岩的分布进一步加剧了地质灾害形成。
2017, 37(1):304-307,314. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.053 CSTR:
摘要:[目的] 揭示天山北坡典型小流域侵蚀沟发育规律,为侵蚀沟的预警及防治提供科学依据。[方法] 选取天山北坡典型小流域10条侵蚀沟进行分析,采用野外实地调查与地理信息技术相结合的方法,对研究区侵蚀沟形态发育特征及其成因进行分析。[结果] (1)研究区侵蚀沟特征值之间存在着一定的相关关系:横截面积与平均沟宽、平均沟深呈极显著正相关;沟壑面积与沟长呈显著正相关;沟壑体积与横截面积、沟壑面积呈极显著正相关关系,与平均沟宽、平均沟深呈显著正相关关系;沟长、平均沟宽、平均沟深相互之间无明显的相关关系,汇水面积与特征值之间也无明显的相关关系。(2)研究区侵蚀沟均是开析型侵蚀沟和弱度割裂型侵蚀沟。(3)研究区侵蚀沟密度与坡度呈正相关关系,坡度越大,密度越大;侵蚀沟密度与沟长无相关关系,侵蚀沟密度随沟长的增加呈先增加后减小的趋势;研究区典型侵蚀沟密度在南坡最大,西坡和西南坡的密度相对较小。[结论] 坡度和坡向是影响小流域尺度侵蚀沟发育的重要地形因素。
2017, 37(1):308-314. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.00.054 CSTR:
摘要:[目的] 全面客观地研究2005—2014年江苏省用水效率的时间分异性,为江苏省更好地开展水资源可持续利用工作,提高水资源利用效率提供有针对性地科学理论依据。[方法] 选取江苏省2005—2014年的相关指标数据,运用传统数据包络分析模型及其改进模型,计算得到江苏省的用水技术冗余率、规模冗余率及水资源相对利用效率;并结合典型相关分析模型,探究影响水资源利用相对效率相关因素。[结果] 规模冗余率与人均地区生产总值符合环境库兹涅茨曲线。技术冗余率与人均地区生产总值呈负相关。运用典型相关分析方法研究发现影响两种冗余率的因素也并不完全相同。[结论] 近10 a江苏省水资源利用效率呈现平稳增长,其中影响技术冗余率的因素主要是万元地区生产总值用水量和第三产业比重;而影响规模冗余率的因素则为水资源开发利用率和万元地区生产总值用水量。
2017, 37(1):315-318,324. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.055 CSTR:
摘要:[目的] 分析总结2014—2015年西安市水土保持区划工作,为区域水土流失综合治理提供依据和方向。[方法] 通过对西安市的实地调查及相关资料的收集,利用遥感和GIS技术进行数据分析和处理,明确该市水土流失现状及特点,在一定区划原则基础上,进行指标的选择和分析。[结果] 将西安市划分为6个水土保持区,提出各分区的水土保持治理方向,为城市建设及社会经济发展提供重要依据。[结论] 西安市开展水土保持应在预防为主,保护优先的前提下,依据水土保持分区,以城区为核心,以河流和道路为廊道,对各斑块实施水土流失与环境的综合治理。
2017, 37(1):319-324. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.056 CSTR:
摘要:[目的] 掌握西陵峡水田坝区域地质灾害发育特征及成因机制,为该区域地质灾害防治提供依据。[方法] 对地质灾害的类型、规模、斜坡结构、岩性特征、分布高程、地形坡度进行详细的野外调查,并运用统计学进行梳理分析。[结果] 研究区发育主要地质灾害为滑坡、崩塌(危岩)和不稳定斜坡,其规模以中小型为主。空间上分布不均匀,且集中分布在海拔高度300~800 m的区域,坡度20°~40°斜坡区域,并沿主要构造、断裂呈条带状发育;绝大多数灾害发育在侏罗系蓬莱镇组(J3p)、遂宁组(J3s)和沙溪庙组(J2s)岩性段中,以顺向结构岸坡中发育地质灾害居多;时间上,地质灾害多集中发生在降雨集中汛期6—9月。[结论] 地质灾害成因机制的内在因素为地形地貌、地层岩性、岸坡结构类型和地质构造;外在因素为降雨、库水波动和人类工程活动。
李银科 , 刘世增 , 康才周 , 李得禄 , 满多清 , 严子柱 , 敖尤
2017, 37(1):325-328,334. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.057 CSTR:
摘要:[目的] 探讨沙地云杉在河西沙区的适应性及其影响因子,为该区生态建设中树种的选择提供依据。[方法] 通过对河西地区沙地云杉生长情况的观测研究,以及搜集沙地云杉原产地和其他引种地相关资料,从气候、种子育苗、苗木移栽成活率及生长速度等方面比较分析沙地云杉在河西地区的适应性。[结果] 河西地区温度条件适宜沙地云杉生长发育,但降水不足造成的土壤水分亏缺问题必须要通过人工灌水措施加以解决;7 a后的沙地云杉生长速度超过原产地白音敖包,适应性强,在农田防护林建设中发展潜力大。[结论] 沙地云杉在河西地区具有较大的发展潜力。
2017, 37(1):329-334. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.058 CSTR:
摘要:[目的] 了解凉山地区2000—2010年生态环境脆弱性动态变化状况,为地区生态环境治理与保护提供参考依据。[方法] 将RS与GIS技术相结合,以生态敏感性—生态恢复力—生态压力度(SRP)为模型选取16个评价指标,利用空间主成分综合与动态变化分析模型从时间与空间相结合角度,对凉山地区2000—2010年生态环境脆弱性动态变化进行定量分析。[结果] 凉山地区生态环境脆弱性整体呈现南高北低的分布规律,就单一动态度而言潜在脆弱最大中度脆弱最小,就综合动态度分析该地区整体变化速度接近中度水平,而生态脆弱性综合指数则反映出该地区整体生态环境脆弱性有缓慢恶化趋势。[结论] 凉山地区生态环境脆弱性空间分布规律明显,生态环境治理力度仍需加大。
2017, 37(1):335-340. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.059 CSTR:
摘要:[目的] 研究黄河源区青海省玛多县2000—2014年NDVI的变化及其驱动因子气候的变化,为玛多县生态环境保护和土地资源规划提供决策依据。[方法] 利用玛多县及其周边地区9个气象站生长季气象资料和MOD13Q1/NDVI遥感影像数据集,采用最大值合成法、趋势分析法和相关分析方法,分析NDVI的变化及气候驱动因子。[结果] 近15 a玛多县NDVI整体上呈增加趋势,增速为0.012/10 a;玛多县65.84%区域的植被覆盖保持在基本不变状态,改善区域(27.47%)大于退化区域(6.69%);NDVI与生长季气温和降水均呈正相关关系,其中生长季降水对NDVI的影响更大;研究区内NDVI变化主要受非气候因子驱动影响,占研究区面积的83.61%,受气候驱动影响的面积仅占16.39%,其中,气温降水综合驱动型占3.93%,气温驱动型占2.74%,降水驱动型占9.72%。[结论] 2000—2014年非气候因素是影响玛多县植被NDVI变化的决定性因素。
2017, 37(1):341-347. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.060 CSTR:
摘要:[目的] 对陕西省10个地市2003—2013年的城市人居环境进行研究,为该省城市人居环境质量提升和城市可持续健康发展提供理论参考。[方法] 以陕西省的10个地市为研究对象,建立人居环境质量评价体系,利用耦合协调度模型对4个子系统的耦合协调度进行测量,分析陕西省2003—2013年10个城市人居环境质量的时空变化差异。[结果] (1)2003—2013年陕西省人居环境质量呈现总体上升、局部下降的趋势。(2)陕西省城市人居环境质量在空间上分布不均衡,关中平原城市人居环境质量较陕南地区高。(3)从耦合协调度来看,各市人居环境4个子系统的耦合度和耦合协调度变化趋势基本呈上升趋势,但耦合协调度较耦合度而言具有一定的滞后性。[结论] 陕西省各个城市人居环境发展不均衡,省会城市及其周边城市发展较好,陕南地区城市人居环境发展较慢,今后更应注意各个城市之间人居环境的协调发展。
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