• 2023年第43卷第3期文章目次
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    • >试验研究
    • 模拟降雨条件下角砾和圆砾对陡峭路堑边坡产流产沙的影响

      2023, 43(3):1-10. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.001 CSTR:

      摘要 (1049) HTML (541) PDF 18.93 M (785) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究角砾和圆砾对陡峭工程边坡入渗、产流、产沙以及水动力学特征,为青藏高原地区工程边坡土壤侵蚀预测模型与水土保持工作提供一定的理论支撑。[方法] 基于青藏高原地区派墨农村公路沿线气候特征及其土质路堑边坡形态和物质组成特征,通过室内人工降雨模拟试验,研究了在强降雨(120 mm/h),大坡度(50°),3种砾石含量(30%,40%,50%)条件下圆砾和角砾坡面宏观侵蚀特征和产流产沙规律。[结果] 圆砾坡面平均入渗率高于角砾坡面,平均产流率低于角砾坡面,初始产流时间明显晚于角砾坡面;圆砾和角砾坡面水流流态均属于层流,流型均为急流,圆砾坡面的径流剪切力、径流功率、雷诺数略小于角砾坡面,但弗劳德数远大于角砾坡面,流速大于角砾坡面,阻力系数小于角砾坡面,径流挟沙能力更强;圆砾坡面稳定产沙率约为角砾坡面的2倍,总产沙量比角砾坡面高出约20%。[结论] 卵砾石表面光滑,与土壤间贴合不够紧密,形状更容易引起局部湍流,在强降雨条件下,陡峻冲洪积路堑边坡坡面易发育以卵砾石为中心,遍布坡面的环形小细沟,细沟发育数量和产沙量都将大于以棱角状碎块石组成的崩坡积路堑边坡。

    • 云南省昭通市烂泥箐滑坡源区草本植物根系抗拉特征

      2023, 43(3):11-18. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.002 CSTR:

      摘要 (491) HTML (0) PDF 1.52 M (601) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究植物根系的抗拉强度特征,了解根系在复合体中的表现,为开展生态护坡时植物的选择提供依据。[方法] 对取自于云南省昭通市烂泥箐滑坡滑源区的鸢尾和艾根系开展单根拉伸试验,从宏观破坏特征,变形—拉力曲线以及断裂拉力、最大抗拉力、抗拉强度、延伸率和拉伸模量等参数揭示两者变形破坏特征和抗拉特征。[结果] ①鸢尾根系破坏具有明显延性,而艾根系呈现脆性破坏特征;破坏时前者的平均延伸率约是后者的3倍。鸢尾根系在拉伸过程表现出较好弹塑性变形特征和较强的变形能力。②由于周皮组织的保护作用,鸢尾根系变形—拉力曲线多呈现波动多峰值型,而艾根系主要呈现近似直线型。③根径和根系长度明显影响着根系抗拉特征,根系的断裂拉力和最大抗拉力、抗拉强度和拉伸模量随根径增加而呈现增加或减小的变化特点,待测根系长度较短会导致抗拉特征参数变异程度增强。所以建议选择根径沿轴向变化不大,尽量长的根系开展相关力学试验。[结论] 建议选择根组织结构好,周皮组织厚,变形能力强,延伸率大且具有明显延性破坏特征的植物作为草本护坡植物。

    • 塔克拉玛干西南缘风沙前沿防护林对条田的防护作用

      2023, 43(3):19-24. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.003 CSTR:

      摘要 (486) HTML (486) PDF 1.35 M (671) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同疏透度防护林对塔克拉玛干沙漠绿洲边缘条田的防风效能,为当地网格条田可持续发展提供理论指导。[方法] 选取塔克拉玛干南缘县城——新疆叶城县恰其库木管理区城郊防护林为研究对象,通过野外实地观测,对比研究不同疏透度防护林对塔克拉玛干沙漠绿洲边缘条田的防风效能。[结果] ①叶城县恰其库区防护林内条田里离防护林10—15 m范围是防风效果最佳区域,可种植防风能力较差农作物。②3种结构防护林总体而言,防护林1.5 m高处防风效能最佳,2 m处防风效能最低。本研究区条田内,种植生长期总株高小于1.5 m以下的农作物,可有效避免风害导致的损失。③疏透结构林带固沙效率最佳,通风结构次之,紧密结构林带固沙效率最差,其固沙效率排列顺序为:58.39%>57.99%>36.29%。[结论] 要发挥防护林的固沙作用,林带疏透度应控制在疏透结构为宜,可以使其达到较好的防风效果。疏透结构防护林周围的条田内可种植抗沙能力较弱农作物。

    • 生物炭添加对黄绵土水分补给和消退的影响

      2023, 43(3):25-33. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230524.002 CSTR:

      摘要 (927) HTML (463) PDF 3.12 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 明确雨季生物炭添加对黄绵土储水、保水能力的影响,为科学利用生物炭改良黄土高原地区土壤以及确定合理的生物炭施用量提供基本理论支持。[方法] 采用多层一体式土壤水分温度测量系统(JDTS-01)对黄土高原地区土壤水分进行野外定点观测,并使用烘干法对监测数据进行校正,研究黄绵土0—40 cm土层水分动态变化与补给、消退情况。基于双变量相关分析探讨了不同生物炭添加量下土壤水分补给和消退变化的影响因素及其相对重要性。[结果] ①整体上生物炭添加能在一定程度上增加土壤水分含量,低生物炭添加量增加了深层土壤水分,而高生物炭添加量增加了表层土壤水分,2.5%左右的生物炭添加量可能是影响土壤水分入渗和蒸发的拐点。②添加生物炭后,0—20 cm土层水分补给量增大,20—40 cm土层水分补给量减小。降雨带来的水分补给能够很大程度上滞留在土壤耕层,添加生物炭量较大时土壤水分补给效果更好;0—20 cm土层中添加生物炭处理的水分消退更快,而不添加生物炭的土壤水分入渗土层更深。③生物炭添加可以促进黄绵土土壤水分补给,减弱土壤水分消退,有利于降雨后土壤储水。[结论] 生物炭添加能够改善黄土高原地区土壤水分入渗特性,减小土壤水分深层入渗量和增加耕层土壤储水量,在添加量大于4%时效果更显著。

    • 内蒙古地区不同撂荒年限草地与沙棘地的入渗能力比较

      2023, 43(3):34-40. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.005 CSTR:

      摘要 (91) HTML (0) PDF 1.22 M (577) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究内蒙古地区不同植被覆盖对土壤入渗能力的影响,为该区的生态恢复和植被配置提供理论依据。[方法] 以该区3种不同年限撂荒草地(13,25,30 a)与13 a沙棘地为研究对象,采用圆盘入渗仪法并结合土壤水分特征曲线比较各样地土壤导水率,土壤大孔隙度及大孔隙连通性的差异。[结果] ①土壤入渗能力与撂荒年限正相关,随着撂荒年限的增加而变强,土壤稳定入渗速率表现为30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘地,分别为1.38,1.29,1.24,1.11 mm/min。相同年限的撂荒草地入渗速率较沙棘地更大。②大孔隙度及大孔隙连通性均依次为:30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘,占土壤体积0.000 4%~0.003 4%的土壤大孔隙对土壤饱和入渗速率的贡献高达44.35%~86.92%。③>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤入渗速率的主要因素。[结论] 撂荒可以改善草地的入渗能力,并且随年限的延长而增强,相同年限下撂荒草地的入渗性能大于种植沙棘地,其主要影响因素为土壤大孔隙数目及连通性、>0.25 mm水稳团聚体。

    • 甘肃省民勤县骏枣园土壤硒特征及有效性

      2023, 43(3):41-46. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230421.001 CSTR:

      摘要 (115) HTML (0) PDF 1.13 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析甘肃省民勤县骏枣园土壤硒分布状况及有效性,为富硒骏枣产业发展提供理论依据。[方法] 采用连续浸提的方法对民勤县3个骏枣园0—60 cm土壤全硒及各形态硒含量进行测定、并对其分布特征及有效性进行了分析。[结果] ①土壤全硒含量变幅为24~520 μg/kg,平均值为210.625 μg/kg,全硒表现为不缺乏。②在0—60 cm土层内,随着土层深度增加,3个果园土壤全硒含量逐步减少,且均呈现:六沟>张坝>新果园关系。表层土壤(0—20 cm)属于足硒类型,亚表层土壤(20—40 cm)以足硒和少硒为主,底层土壤(40—60 cm)表现为足硒、少硒和缺硒。③土壤有效硒含量42.5 μg/kg,占全硒的20.2%。其中,水溶态硒含量为1.1~1.4 μg/kg,交换态硒含量1.4~2.8 μg/kg,两者仅占有效硒的7.7%,其余为有机态硒。3个枣园土壤有机态硒含量为:新果园>六沟>张坝。④土壤有效硒随着开垦年限延长而增加,即新果园>六沟>张坝。⑤全硒、有效硒和无效硒均呈现:树下>行间。[结论] 民勤县骏枣园土壤全硒不缺乏,但有效硒缺乏。如果要发展富硒枣,就必须人工补充硒肥。

    • 离子界面反应对土壤孔隙状况的影响机制

      2023, 43(3):47-53. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230131.001 CSTR:

      摘要 (460) HTML (5) PDF 4.29 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析不同价态离子对土壤颗粒表面电荷性质、颗粒间净作用力的变化规律,阐明离子界面颗粒的相互作用对孔隙状况的影响机制。[方法] 利用工业CT扫描技术,对不同价态离子条件下的土壤孔隙状况进行测定,并分析了其形成的土壤孔隙特征差异。[结果] ①Mg2+体系下土体中孔隙数量远大于Na+体系孔隙数量,为其1.43倍,其中,>1 mm孔隙数量分别占1.43%,1.06%。②Mg2+,Na+体系土体中>1 mm土壤孔隙体积占所有孔隙体积比例分别为50.4%,40.2%;而且,Mg2+体系下土体中>1 mm土壤孔隙体积是Na+体系的1.42倍,Na+,Mg2+体系土体中土壤孔隙度分别为2.06%,2.35%。③随着Na+,Mg2+浓度升高,紫色土的表面电位分别从-391.7 mV降至-96.7 mV,从-167.3 mV降至-67.0 mV。在相同浓度下,紫色土表面电位(绝对值)表现为Na+大于Mg2+。④随着Na+,Mg2+浓度的升高,土壤颗粒间净作用力呈减小规律,在同一浓度下,Mg2+体系下紫色土颗粒间静电斥力小于Na+体系,同时,在Na+,Mg2+体系下,紫色土胶体颗粒间表现为净引力的临界浓度值分别为0.1 mol/L,0.005 mol/L。[结论] Na+,Mg2+通过改变紫色土颗粒表面电荷性质,进而引起土壤颗粒间相互作用力发生变化,最终影响土壤的孔隙状况。

    • 宁夏青铜峡灌区冬灌对冻融期土壤水热盐分布及作物生长影响

      2023, 43(3):54-60,68. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.008 CSTR:

      摘要 (531) HTML (574) PDF 2.53 M (660) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究冬灌和冻融条件下土壤水热盐的再分布规律及其对作物生长的影响,为防治土壤盐渍化和保障粮食安全提供科学依据。[方法] 基于宁夏青铜峡灌区2018年10月25日至2020年10月3日试验田实测气象、土壤理化指标和作物生长数据,采用统计分析及可视化方法对冬灌与非冬灌区农田水热盐的运移规律及作物生长情况进行对比分析。[结果] 青铜峡灌区土壤温度变化滞后于气温变化,土壤浅表层温度受气温变化影响更显著。土壤从表面开始逐渐向下冻结,冻结深度随着气温的降低不断加深,消融期土壤冻结层从表层和底部同时进行消融,整个土壤冻融期共历时98 d。农田灌溉后含水率显著增高,冻结期灌溉降低各土层土壤温度0.1~1.1 ℃。冬灌农田不同深度土层土壤温度变化趋势和含水率变化特征与非冬灌区农田基本一致。冬灌后各土层盐分含量均下降,其中0—30 cm土层土壤盐分显著下降,但冻融期后冬灌农田土壤出现返盐现象。冬灌农田相较于非冬灌农田,小麦植株较高,玉米生长发育速度较快,小麦增产20.64%,玉米增产4.20%。[结论] 青铜峡灌区冬灌明显改变了土壤水热盐的分布规律,可以有效降低土壤盐分,促进作物生长和增产,特别是明显提高小麦产量。

    • 陕西省关中地区城市绿化灌木的景观与生态服务功能调查分析

      2023, 43(3):61-68. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.009 CSTR:

      摘要 (84) HTML (0) PDF 1.52 M (683) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以景观服务和生态服务功能相结合的综合评价筛选树种,为城市绿化树种选择提供科学指导。[方法] 通过对树种的景观服务功能(绿量、绿叶期、美观度)和生态服务功能(涵养水分、滞尘、造氧固碳、降温增湿、降噪)2个方面选取的10个指标的调查与测定,运用主成分分析法构建灌木树种的综合评价模型,对陕西关中地区城市常见26种绿化灌木进行评价。[结果] ①根据景观服务功能综合评价排序结果,小叶女贞(Ligustrum quihoui)、法国冬青(Viburnum odoratissinum)、红叶石楠(Photinia fraseri)、贴梗海棠(Chaenomeles speciosa)、大叶黄杨(Buxus megistophylla)、海桐(Pittosporum tobira)和雀舌黄杨(Buxus bodinieri)的综合评价分值最高(0.63~1.96),在美化、造景等方面是优选树种。②根据生态服务功能综合评价排序结果,小叶女贞、法国冬青、贴梗海棠、红叶石楠、海桐、火棘(Pyracantha fortuneana)的评价分值最高(0.7~3.04),在改善生态方面能力较为突出。③根据景观服务与生态服务相结合的综合评价结果,得分高的有小叶女贞(3.54)、法国冬青(2.86)、贴梗海棠(2.05)、红叶石楠(1.72)和海桐(1.38)等。[结论] 按不同需求优先选择评分高的树种,可为城市生态园林工程建设中绿化树种的选择和应用提供依据。

    • 塔河下游典型绿洲灌区不同土地利用类型土壤的盐渍化特征

      2023, 43(3):69-79,85. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.010 CSTR:

      摘要 (427) HTML (0) PDF 2.49 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探明干旱区绿洲不同土地利用方式下土壤的盐渍化特征,为区域土地资源可持续有效利用提供支撑。[方法] 运用GPS定位技术对塔河下游灌溉用水、地下水以及4种典型土地利用方式下的土壤分不同季节进行调查与采样,并结合室内测定结果,对灌区内的盐分、盐分离子变化特征及其成因进行分析。[结果] 研究区土壤呈碱性,盐分类型主要为硫酸盐—氯化物型,盐分含量在2.44~118.05 g/kg之间,pH值范围在8.05~8.34之间,不同土地利用类型下土壤盐分含量和pH值在各季节的整体变化均表现为:盐荒地>盐碱草地>耕地和林地。从不同土层深度来看,耕地的盐分在6月和10月呈表聚型,在3月和12月无明显规律,盐荒地和盐碱草地在不同季节下不同土层深度的盐分变化均呈明显的表聚型,林地在各季节下无明显规律。研究区受水库地理位置影响地下水水位较浅(1.4~3.51 m),地下水矿化度较高(1.56~21.30 g/L),灌溉用水、地下水中的盐分离子均以Na+和Cl-为主。[结论] 研究区不同土地利用类型下的土壤盐渍化特征主要是受地表覆盖度、作物种植类型、灌溉事件等因素的影响。地下水和灌溉水水质是影响研究区土壤盐分含量和盐分离子类型的重要因子,从保护现有耕地和林地的角度出发,应采取一定措施控制地下水水位和盐分含量,建议将农田灌溉排水排向盐分含量较高的盐荒地。未来可针对农用地、盐荒地的空间配置开展相关研究,合理配置排盐地会有利于农田的脱盐。

    • 负水头供水源位置对番茄生长和水分利用率的影响

      2023, 43(3):80-85. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.011 CSTR:

      摘要 (172) HTML (0) PDF 2.90 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究负水头灌溉对番茄生长、灌水方式和水分利用率等的具体影响,旨在为完善负水头灌溉技术体系和提高水资源高效利用等提供科学依据。[方法] 采用单盆单株的盆栽试验方法,利用负水头灌溉技术,研究了供水源位置对番茄长势、灌水量、产量和水分利用率的影响。[结果] 负水头供水源位置对于番茄的生长和水分利用率有显著影响。与双盘埋设于根系两侧并交替供水相比,单盘竖向埋设于根系一侧供水和供水盘水平埋放于根系底部供水的单株产量分别增产14.3%和0.5%;根系两侧并交替供水的番茄植株生长趋势和地上部植株干物质量相对较小,但与其他两种供水位置相比其根冠比均提高33.3%;另外,根系两侧并交替供水的单株番茄总灌水量可降低24.7%和17.4%,较其他两种供水源位置的单侏水分利用率分别提高43.8%和14.8%;根系趋向供水源处生长。[结论] 不同的负水头灌溉水源埋设位置显著影响番茄生长的参数是不同的,就设计的试验组次而言,在有效利用水资源,促进番茄植株生长和提高番茄产量等方面,双盘埋设于根系两侧并交替供水的方式最优,能有效降低灌水量,提高水分利用率,是最优处理,可以在实践中予以推广。

    • 扰动方式对典型草原区路域植被和土壤的影响

      2023, 43(3):86-95. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.012 CSTR:

      摘要 (206) HTML (0) PDF 1.06 M (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析不同扰动方式对内蒙古典型草原区土壤理化性质及植被特征的影响,为探索路域生态环境恢复规律,采用合理的恢复措施提供科学依据。[方法] 以锡林郭勒草原区3条公路(G303锡市—阿巴嘎旗段、G207锡市—西乌珠穆沁旗段、G207锡市—乌日图塔拉苏木段)为研究对象,采用空间代替时间的方法,调查研究了不同恢复年限(1,5,15 a)与不同扰动方式(碾压、路堑、取土场、路堤)路域土壤和植被特征。[结果] ①扰动方式对土壤理化性质有显著影响,其中土壤容重表现为:碾压>路堤>路堑>取土场。随恢复年限增加,土壤容重表现为向未扰动区容重靠近趋势。土壤含水率表现为:碾压<路堑<取土场<路堤,总体呈随恢复年限延长而增大趋势。土壤有机碳、全磷和全钾含量皆表现出碾压样地最差,路堤样地最优。②植物群落丰富度指数随恢复年限的增加显先增高后降低最终趋于稳定趋势,其中恢复5 a物种多样性指数相比于恢复15 a高。③主成分分析得出,恢复15 a的路堤、路堑、取土场扰动综合排名较高,其综合得分分别达到了2.33,1.42,1.32,碾压扰动的综合得分均处在最低水平,得分相比于未扰动区有明显差距,说明对生态系统破坏较为严重。[结论] 受到扰动的土壤理化性质及植被指数与未扰动土壤对比有很大差异,填方的土壤养分含量较高,而挖方土壤与未扰动区域相比,养分含量有明显缺失,需加强对该扰动区域的生态保护力度。

    • >水保监测与应用技术
    • 2000-2020年滇中城市群生态环境质量动态监测及空间格局演变

      2023, 43(3):96-104,128. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.013 CSTR:

      摘要 (484) HTML (671) PDF 35.47 M (1817) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析生态环境质量时空变化规律及其异质性,为政府及相关部门制定生态环境保护政策提供科学依据。[方法] 采用GEE(google earth engine)平台选取滇中地区2000—2020年Landsat影像,逐年提取遥感生态指数RSEI(remote sensing ecological index),运用冷热点分析、标准差椭圆、生态环境重心转移等空间分析方法探索生态环境质量的时空演变规律。[结果] ①滇中城市群整体生态环境质量总体呈不断下降趋势,RSEI均值从2000年的0.51下降到2020年的0.46。②从空间分布上看,除个别年份外总体上滇中东部地区生态环境质量明显好于西部地区,生态环境质量较好的区域大多森林覆盖率较高。③近20 a来滇中城市群生态环境空间分布呈南—北方向,同时城市群生态环境质量整体呈现出一定的聚集性。[结论] 滇中城市群生态环境变差与城市群建成区高速扩展,气候异常,植被破坏,水土流失加剧等有着密切的关系,为此应加强生态建设,提升滇中城市群生态环境质量。

    • 白龙江流域生态环境质量动态监测与评价

      2023, 43(3):105-112,122. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.014 CSTR:

      摘要 (260) HTML (0) PDF 14.36 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析1990—2020年白龙江流域生态环境变化及驱动因素,为流域可持续发展提供科学依据和决策支持。[方法] 逐年筛选植被生长季6—9月的Landsat TM/OLI影像数据,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)、干度(NDSI)4个生态指标,采用主成分分析法(PCA)构建遥感生态指数(RSEI),对白龙江流域生态环境进行评价。[结果] 1990—2020年白龙江流域RSEI均值从0.531上升至0.675,生态环境质量总体好转;生态环境质量改善区域主要位于舟曲—武都段的白龙江两岸、宕昌县西北及岷江东岸,改善面积达8 393.97 km2,占总面积45.55%;各生态指标对于生态环境质量影响程度在1990年干度>湿度>热度>绿度;2006年干度>绿度>湿度>热度;2020年绿度>湿度>干度>热度。[结论] 利用GEE平台实现RSEI模型扩展了在大范围尺度、长时间序列下对区域生态环境质量监测与评价,近年来白龙江流域生态环境质量整体呈改善态势,对于流域的保护治理工作仍需继续。

    • 基于LANDSAT的辽宁省朝阳市1985-2020年退耕还林工程动态监测

      2023, 43(3):113-122. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.015 CSTR:

      摘要 (586) HTML (488) PDF 21.41 M (620) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析辽宁省朝阳市退耕还林工程作用下的土地覆被情况,跟踪监测年际间地类变动趋势,探讨退耕还林工程对朝阳市荒山、耕地、林地和草地的影响,为朝阳市土地资源合理规划利用提供科学支撑。[方法] 基于1985—2020年逐期Landsat影像,利用C5.0算法提取该地区地表覆被时空分布信息,借助土地利用动态度、土地利用转移矩阵等分析36 a间山田林草的动态变化及其驱动因素。[结果] ①36 a间朝阳市荒山绿化面积达2 745.5 km2,退耕还绿的面积约933 km2,工程成效较为显著。②退耕区和还林区主要分布在坡度>25°和海拔超过500 m的地区,二者变化主要表现在内部结构的转换,即增加海拔低于500 m和坡度<25°的耕地比例,基本符合退耕还林政策要求。[结论] 5个阶段内朝阳市的山田林草在年际间都存在相互转换的情况,相比前3个阶段,后两个阶段在政策实施的加持下“逆过程”现象减少,工程实施方面仍需加强监督,精确理解国家政策和项目技术规程,因地制宜地贯彻有关政策。

    • 汉江流域水源涵养功能的关键生态修复区识别与植被优化配置

      2023, 43(3):123-128. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.016 CSTR:

      摘要 (402) HTML (0) PDF 5.08 M (763) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 识别汉江流域水源涵养关键生态修复区,进行植被优化配置和生态修复效果的验证,为生态修复工程实施范围提供科学依据。[方法] 主要利用InVEST模型,估算2020年水源涵养量,通过水源涵养功能强弱识别关键生态修复区,将水源涵养弱功能区内有林地、灌木林、草地、未利用地和25°坡以上的耕地区域作为修复区,对修复区进行林地适宜性评价,依据林地适宜性评价结果完成各土地覆盖类型之间的优化配置,模拟完成配置后修复区的水源涵养功能,并与配置前进行比较。[结果] 植被优化配置后,修复区产水量降低了6.97%,水源涵养总量提高了14.96%。[结论] 汉江流域通过植被优化配置手段提升水源涵养功能具有一定的潜力,未来应在水源涵养功能的基础上同时考虑其他生态服务功能,进行汉江流域修复区识别,以便采取更全面的修复措施来解决汉江流域的生态问题。

    • 基于InVEST模型的南北盘江流域产水量时空变化研究

      2023, 43(3):129-138. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.017 CSTR:

      摘要 (365) HTML (547) PDF 11.68 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究南北盘江流域产水量的时空变化特征以及不同土地利用类型、土壤类型和地形之间的产水功能差异,以期为流域内水资源有效管理和生态修复提供科学参考。[方法] 基于InVEST模型定量评估了2005—2020年南北盘江流域产水量的时空变化特征、内部差异性及植被恢复对该地区产水功能的影响。[结果] 2005—2020年流域内的平均产水总量小幅波动,在空间上呈现东北部与中部高,西南部低的趋势,总体产水格局与降水量时空变化具有空间吻合性。在不考虑降雨量显著变化的情况下,耕地与草地面积减少是导致流域内产水总量呈现出小幅波动下降趋势的主要原因。各土地利用类型中产水能力最强的类型为建设用地,其次分别为裸地、耕地和草地。常绿针叶林与灌林地的产水能力较弱。流域内的产水能力随海拔升高而逐渐降低,土壤以产水能力较强的黄壤与红壤为主。该流域产水高值区主要集中于低、中海拔,以黄壤与红壤为主的东北部与中部区域;低值区主要集中于高、较高海拔,分布着大量石灰(岩)土和紫色土的西南部。[结论] 该流域产水量空间格局有一定变化,其产水高值区有向东、东北偏移的趋势。土地利用类型、气象因子、土壤质地、地形等因素对产水功能空间异质性有重要影响。

    • 滇池西岸山地区域SCS-CN模型优化

      2023, 43(3):139-147,158. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230525.001 CSTR:

      摘要 (130) HTML (0) PDF 3.58 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾害和保护滇池水环境提供科学决策的依据。[方法] 基于SCS-CN产流模型,选取昆明滇池西岸山地区域2019,2020年的33场实测降雨径流数据,通过坡度结合前期影响雨量对CN值进行分级优化设定。采用穷举法对λ进行优化取值。再以2021年的19场实测降雨径流数据验证优化SCS-CN模型的模拟精度及其参数适用性。[结果] ①采用坡度及前期影响雨量分级优化得到的CN值仅适用于降雨量<30 mm的中小型降雨;对于降雨量≥30 mm的强降雨,需根据场次降雨前5 d的降雨总量采用线性内插法对标准SCS-CN模型中AMC等级进行修改,再确定对应的坡度CN修正值。②适合滇池西岸山地区域中小型降雨和强降雨的最佳初损系数λ值分别为0.15,0.2。③经验证,中小型降雨和强降雨下的NSE值分别为0.852 2,0.797 8,模型合格率分别为93.33%和75%。[结论] 优化的SCS-CN模型用于滇池西岸山地区域<30 mm的中小型降雨和≥30 mm的强降雨情况下的产流计算是可行的,可为该区地表径流预测及SCS-CN模型的进一步优化提供科学依据和理论参考。

    • 基于PLUS模型的雅康高速路段景观生态风险评价

      2023, 43(3):148-158. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.019 CSTR:

      摘要 (164) HTML (0) PDF 17.58 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评价区域景观生态风险,揭示其时空变化规律,为降低区域生态风险,维护区域生态安全,推进区域绿色发展提供支撑。[方法] 以土地利用数据为基础,通过其变化来建立景观生态风险评价模型,探讨2000—2020年雅康高速公路穿越县市景观生态风险的时空变化特征,并利用最优参数的地理探测器模型定量分析景观生态风险变化的驱动因素,采用PLUS模型模拟2035年雅康高速经过县市景观生态风险的空间分布特征和变化趋势。[结果] ①2000—2020年,研究区主要景观类型为林地、草地、耕地,不透水面面积增长速率最快,林地面积增加最多; ②研究区景观生态风险等级以低、较低和中风险等级为主,风险等级由高到低呈向外扩散现象; ③NDVI值、高程、年均降水等自然因素是景观生态风险变化的主要驱动因子; ④2035年两种不同情景下研究区中、较高、高风险等级的面积均有所下降,其中生态保护情景下,下降较为明显。[结论] 研究区内景观生态风险等级较低,以低、较低和中风险等级为主,生态环境呈逐渐向好趋势。生态保护情景更加符合区域可持续发展理念。

    • 十大孔兑流域水土流失分布特征及防治对策

      2023, 43(3):159-164. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.020 CSTR:

      摘要 (394) HTML (0) PDF 2.54 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 通过分析十大孔兑水土流失面积、强度及水土流失动态变化,为流域综合治理提供参考依据。[方法] 基于全国土壤侵蚀遥感调查结果和全国水土流失动态监测成果,对比分析流域水土流失及其分布、动态变化。[结果] 十大孔兑流域植被面积占流域面积的63.97%,以中低覆盖和低覆盖为主,分别占植被覆盖面积的48.85%和36.54%。2021年水土流失面积为4374.98 km2,占流域面积的40.63%;与2020年、1999年和1985年相比,2021年水土流失分别减少46.32,3 664.50,4 958.03 km2,水土流失主要分布在草地、林地、耕地和其他土地4个地类上,占水土流失总面积的96.69%。[结论] 十大孔兑依然是黄河流域水土流失治理的难点地区,高强度侵蚀减少与年度监测成果未考虑沟道侵蚀有关;该区应坚持以“以沙棘种植为主的植被建设,以淤地坝建设为重点的工程布局,以锁边固沙为前提的治沙方针,大力推进拦沙换水试点工程”的流域综合治理策略。

    • 吸管法与扫描电镜法测定中国水蚀区典型土壤粒径分布对比

      2023, 43(3):165-175. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.021 CSTR:

      摘要 (222) HTML (0) PDF 9.06 M (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 利用扫描电镜法(scanning electron microscopy, SEM)评估吸管法(pipette method, PM)对中国水蚀区不同土壤粒径分布(particle size distribution, PSD)的测定结果,以期为各典型土壤PSD的测定及其结果在土壤侵蚀模型中的应用提供参考。[方法] 以5个水蚀二级区的典型土壤——黑土、褐土、黄土、紫色土和红壤为研究对象,利用SEM测定PM所得<100 μm各粒级悬液的粒径分布,分析两种方法测得的粒径分布差异并探讨其原因。[结果] PM所得绝大多数土壤悬液中都存在粒径大于对应粒级的颗粒。随着悬液粒级减小,SEM所得相应粒级颗粒的数量百分比和体积百分比均降低。在<100 μm悬液中,SEM测得黑土、褐土和紫色土颗粒集中于20~53 μm,平均体积直径(mean volume diameter, MVD)较小;黄土和红壤颗粒集中于20~53,53~100 μm,MVD较大。相比SEM,PM对黄土<100 μm悬液PSD的测定结果差异不大,但高估了其余土壤<2 μm黏粒含量,低估了黑土、褐土和紫色土20~53 μm粒级含量及红壤20~100 μm含量,所测各土壤平均重量直径(mean weight diameter, MWD)均小于SEM所测MVD。PM与SEM所测土壤PSD的差异使85.6%的土壤样品质地类型发生了变化。通过S曲线对PM所测PSD进行转换后可使质地类型不一致的样品占比下降至61.5%。[结论] 以SEM结果为基准,PM对水蚀区各土壤粒径分布的测定普遍存在误差。两种方法之间的差异因土壤类型而异,主要与土壤矿物组成和黏土矿物类型有关。

    • >综合研究
    • 2000-2020年广西边境地区土地生态安全与兴边富民进程的耦合协调关系

      2023, 43(3):176-184,300. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.022 CSTR:

      摘要 (470) HTML (434) PDF 2.64 M (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 科学评价广西边境地区土地生态安全与兴边富民进程成效,揭示其耦合协调机理,为促进边境振兴与区域协调发展提供参考。[方法] 以广西边境地区8个县域为研究区域,借助熵权TOPISIS综合评价方法及耦合协调模型分析2000—2020年广西边境地区土地生态安全与兴边富民进程的耦合协调性时空格局特征。[结果] ①广西边境地区土地生态安全指数稳健上涨,全局生态安全指数由0.213增长至0.728,各县域土地生态安全都呈现不同的增长幅度;区域差异逐渐减小,整体呈现“南北高,中间低”空间格局。②兴边富民进程整体协调水平友好上升,由0.176攀升至0.631,经历了“先降后升”的阶段性演变过程;各县域兴边富民进程等级差异不明显,整体格局变化不大,而国家重要口岸凭祥市与东兴市发展优势越发明显。③土地生态安全系统与兴边富民进程系统耦合协调度日益上升,由0.440攀升至0.823,两者的耦合度经历了“先降后升”;空间上呈现由“整体分散”逐渐演变为“南北高,中间低”的特征,凭祥市与东兴市“双核”辐射带动,协调类型由轻度失调、濒临失调为主导逐渐向初级协调演变。[结论] 在兴边富民和生态保护国家战略支撑下,需强化边境政策创新,协同发挥多要素叠加效应,不断提高边境生态安全和边民幸福指数。

    • 基于可持续发展目标的云南省临沧市水-食物-能源-生态环境耦合协调及影响因素分析

      2023, 43(3):185-195. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.023 CSTR:

      摘要 (681) HTML (561) PDF 4.59 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评估云南省临沧市水—食物—能源—生态环境(WFEEc)耦合协调发展水平,构建以可持续发展目标(SDGs)指标为切入点的临沧市WFEEc耦合协调发展评价指标体系,为边疆多民族欠发达地区实现WFEEc的耦合协调发展提供借鉴。[方法] 基于压力、状态、影响、响应4个特征层构建SDGs指标体系以评估现阶段WFEEc耦合协调水平,同时采用障碍度模型、多元逐步回归分析等揭示WFEEc耦合协调发展的影响因素。[结果] ①2010—2020年临沧市8个县区WFEEc耦合协调水平表现为上升趋势,由一般协调向良好协调转变(临沧市整体耦合协调度在0.51~0.63之间波动),空间异质性明显。②研究期内临沧市主要障碍因子逐渐减少,但能源子系统障碍度横贯始终,且逐年增大。③临翔区国家财政性教育经费,镇康县非私营单位在岗职工平均工资,凤庆、沧源县人均GDP值,永德、双江县城镇化率,云县人均GDP值、水资源量、污水处理厂集中处理率及国家财政性教育经费,耿马县城镇化率、水资源量是阻碍WFEEc耦合协调的主要因子。[结论] 2010—2020年临沧市WFEEc耦合协调度逐渐提高,但耦合协调度值仍较低。各县区仍需积极落实相关针对性措施来不断优化提升WFEEc耦合协调发展水平,同时应将一个县区一个特色产业发展模式稳步落实且逐步提升,使临沧市可持续发展创新示范区创新驱动发展能力稳步增强。

    • 中国主要省会城市水资源生态足迹与适宜承载人口规模

      2023, 43(3):196-202. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.024 CSTR:

      摘要 (473) HTML (551) PDF 1.83 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评估中国主要省会城市的水资源承载情况与适宜人口规模,为“以水定人”政策的落实和城市可持续发展战略的实施提供参考。[方法] 基于水资源和人口数据,采用生态足迹方法分析了2010—2020年中国省会城市的水资源生态足迹及其水资源承载力,结合生活用水现状以定额法估算了各省会城市的适宜承载人口规模。[结果] ①超过半数省会城市年人均水资源占有量不足500 m3,多数城市生活用水占总用水量的两成,而北京市和郑州市的生活用水比例达到45%,高比例的生活用水使城市供水压力巨大; ②人均水资源量较高的省会城市呈现水资源生态盈余状态,但约2/3的城市呈现水资源生态赤字状态;2010—2020年平均人均盈余最高者为南宁市(2.20 hm2/人),赤字最高者为银川市(-1.66 hm2/人);水资源生态盈亏分布呈现“南方盈余,北方亏损”的格局,但是长江中下游地区部分省会城市也呈现赤字状态; ③以“粗放”与“节约”两种用水情形评估省会城市适宜承载人口数量。各地适宜承载人口数量与现状人口数量存在较大差异。[结论] 为促进经济社会可持续发展,水资源浪费严重的城市应当加强节水城市建设,而居民生活用水标准较低的城市应考虑减小其人口规模以提升居民用水体验与生活质量。

    • 基于PLUS的耕地驱动因素分析与未来预测——以图们江流域为例

      2023, 43(3):203-212,224. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230131.002 CSTR:

      摘要 (383) HTML (0) PDF 8.51 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究图们江流域耕地时空演化特征及其驱动因素并预测与《吉林省国土空间规划(2021—2035年)》(以下简称《规划》)相关的耕地变化状况,为图们江流域耕地资源合理规划与利用提供依据和决策支持。[方法] 通过土地利用转移矩阵与重心转移分析其时空演化特征,耦合马尔可夫模型和PLUS模型,预测不同情景下耕地数量和空间变化。[结果] ①1990年以来研究区耕地面积呈持续减少趋势但整体处于可控状态,到2020年总量共减少了440.42 km2,减少的耕地主要转化为林地和建设用地。②耕地的空间分布具有明显的差异性,主要集中在中下游区域,并且耕地重心以每年43.1 m的速度逐渐向西南偏移。③社会经济因素中的GDP值、道路交通和人口等与自然因素中的坡度和降水是影响过去耕地变化的主要驱动因素。④预测结果表明,两种情景下耕地总量均呈现逐年减少的趋势,目标导向情景下2035年耕地总量比2020年将减少128.57 km2,减少的耕地主要集中在规划的开发区与保护区。[结论] 过去30 a随着社会经济的快速发展,研究区内耕地承载的压力越来越大,而且当前的状况不利于《规划》目标的实现。为了实现耕地数量、质量与生态三位一体保护与耕地资源的可持续发展,可以适当开发研究区上游与西部地区的耕地资源,推动原有农业实现规模化、科技化。此外,目标导向情景更有利于图们江流域耕地资源的可持续发展,应当继续实施《规划》目标。

    • 湟水河流域景观格局与生态风险时空特征及驱动因子探测

      2023, 43(3):213-224. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.026 CSTR:

      摘要 (163) HTML (0) PDF 9.93 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析景观格局变化特征及景观生态风险时空演变规律与影响驱动因子,为流域综合治理,生态系统管理和可持续发展提供理论依据。[方法] 基于湟水河流域2000,2010,2020年3期土地利用数据,采用景观指数法构建流域景观生态风险评价模型,耦合ArcGIS 10.6,Fragstats 4.2,GeoDa 1.20讨论景观格局与生态风险的时空动态特征,利用地理探测器识别驱动景观生态风险空间分异的主导因子。[结果] ①草地和耕地是湟水河流域的优势地类,土地转移主要发生在耕地、草地和建设用地之间,城市扩张是近20 a土地利用变化的主要特征。②2000—2020年景观生态风险先增后减小,生态服务价值与景观生态风险表现出负相关性。③景观生态风险空间分布主要呈现“高—高”和“低—低”集聚,高程是导致景观生态风险空间格局分异的主导因子,因子交互作用对景观生态风险空间分异有增强效应。④景观生态风险空间格局具有明显的海拔梯度效应。可根据海拔梯度将湟水河流域划分为重点管控区、严格管控区和一般管控区。[结论] 生态治理和生态修复是湟水河流域景观生态风险指数下降的主要原因,不同生态风险空间管控区应采取差异化调控措施,土地利用优化管理与用途管制在生态风险调控中需高度关注。

    • 中巴经济走廊巴基斯坦段产水服务供需风险评价及分区

      2023, 43(3):225-233. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.027 CSTR:

      摘要 (824) HTML (853) PDF 13.55 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究中巴经济走廊巴基斯坦段产水服务供需状况,科学识别产水服务供需风险区并制定合理的风险防范措施,为中巴经济走廊实现绿色发展提供重要依据。[方法] 以中巴经济走廊巴基斯坦段为研究区,基于2000,2005,2010,2015,2020年遥感影像数据和社会经济数据,采用InVEST模型和以人定需法估算产水服务供给量与需求量,结合供需指数及趋势评估产水服务供需风险并进行风险划区。[结果] ①2000—2020年总产水量呈先增后减的趋势,产水服务供给能力中部高南北低;20 a来产水需求总量增幅达58.44%。②2000—2020产水服务供需指数变化趋势较弱,整体稳定。严重赤字区主要分布于印度河平原与俾路支省西部,高度盈余区集中分布于吉尔吉特—巴尔蒂斯坦与俾路支省东部。③产水服务供需高风险区面积占22.69%,其供需匹配类型以低供给低需求为主(47.57%)。[结论] 动态评估中巴经济走廊巴基斯坦段产水量,制定区域水资源保护措施,构建生态补偿机制,使产水服务供需达到平衡,有助于促进中巴经济走廊的绿色发展。

    • 2001-2020年黄土高原生态环境质量对气候及土地利用变化的响应

      2023, 43(3):234-244. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.028 CSTR:

      摘要 (261) HTML (0) PDF 11.76 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析黄土高原生态环境质量(EEQ)时空变化特征及其对气候与土地利用变化的响应情况,为黄土高原制定合理的生态保护措施及土地开发提供一定的依据,以实现其高质量发展。[方法] 基于改进的遥感生态环境指数及气候、土地利用等数据,从像元尺度出发,利用Theil-Sen趋势分析等方法探究了黄土高原2001—2020年EEQ的时空变化特征,同时采用多元回归及叠加分析等手段研究了EEQ对气候变化及土地利用转移的响应情况。[结果] ①研究时段内,黄土高原EEQ呈现小幅度波动上升、下降、再上升趋势,相较于2001—2010年,2010—2020年波动有所放缓;空间上,EEQ总体质量一般,呈“东南高,西北低”的格局,2010—2020年相较于2001—2010年而言,显著增加的区域由东南部向中北部区域转移,显著下降的区域由西北部向东部转移。②降水量对EEQ整体呈正面效应,在2001—2007年期间呈现显著的正相关关系,后期由于其他因素的干扰驱动力有所下降,在植被覆盖较少的区域则影响较小;气温在大部分区域与EEQ呈负相关,相较于降水量而言影响较小,在城市密集地区影响较大。③研究时段内,大量的耕地向草地,草地向林地及未利用地向草地的转移是研究区内EEQ呈稳中向好格局的主要驱动力,而耕地向建设用地,草地向未利用地的转移是引起EEQ下降的重要因素。[结论] 黄土高原的EEQ受到气候及土地利用的双重影响。降水对EEQ的影响大于温度,土地利用转变对于EEQ整体呈现正面效应,具有空间异质性,对区域内城市群区域生态保护应予以重视。

    • 鄱阳湖平原耕地多功能时空演变及其驱动机制

      2023, 43(3):245-253. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.029 CSTR:

      摘要 (687) HTML (653) PDF 12.94 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法] 运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果] ①2000—2020年鄱阳湖平原各县区耕地综合功能总体呈上升趋势,受社会经济发展水平影响显著,具体表现为耕地综合功能的提高优先发展于社会经济发展较快地区,如南昌县、安义县等南昌市周边地区。②20 a间鄱阳湖平原耕地多功能变化趋势不同,其中生产和景观美学功能呈现增长趋势,生态维持和社会保障功能则出现下降趋势,说明鄱阳湖平原耕地生产功能虽有所提高,但难以保障日益增长的粮食、经济需求,同时第二、三产业的飞速发展使耕地所能提供的经济贡献比重逐渐下降。③鄱阳湖平原耕地多功能发展水平受社会和自然两方面影响,社会因素可通过实施改善农业生产基础条件,保障农村居民最低收入,提高农村居民医疗福利标准等政策调节,自然环境方面则需要人类共同保护、修复生态环境。[结论] 多种因素共同影响鄱阳湖平原耕地多功能发展水平,合理制定耕地保护利用政策、保障农村居民生活水平对提高耕地多功能发展水平具有促进作用。

    • 长白山区植被覆盖度时空变化及地形分异研究

      2023, 43(3):254-264,276. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.030 CSTR:

      摘要 (184) HTML (0) PDF 14.27 M (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究长白山区植被动态变化及其与地形的响应关系,为山区生态环境保护与治理提供科学支撑。[方法] 基于MODIS NDVI与DEM数据,采用像元二分模型估算长白山区2000—2020年植被覆盖度,运用Sen+Mann-Kendall趋势分析、空间自相关分析及重心迁移模型,结合地形面积差异修正系数,深入解析植被覆盖度时空演变特征,并定量揭示植被覆盖变化在高程、坡度、坡向因子上的分异效应。[结果] ①时空分布上,2000—2020年长白山区植被覆盖度以0.023 7/(10 a)(p<0.001)的速率增长并于2010年发生明显的上升突变,呈“四周高,中间低”的分布格局,整体处于较高水平。②时空变化上,2000—2020年长白山区植被改善区域面积远大于退化区域面积,呈以“高—高”模式为主的显著聚集状态,但聚集程度波动下降;21 a间植被覆盖重心整体向西南迁移。③地形分异上,长白山区植被覆盖度随海拔、坡度升高均表现为先增加后减少趋势,不同时段下海拔<600 m,≥1 200 m及坡度<2°,≥25°区域植被普遍呈退化趋势,海拔600~1 200 m及坡度2°~25°范围内以改善或稳定趋势为主;平地区域植被退化趋势明显,其他坡向上各变化类型差异较小。[结论] 近21 a来长白山区植被状况总体向好发展,不同高程和坡度条件下植被变化空间分异明显,而坡向对植被变化的影响并不显著。

    • 1991-2020年全球沟蚀研究进展

      2023, 43(3):265-276. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.031 CSTR:

      摘要 (477) HTML (0) PDF 4.48 M (768) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析1991—2020年国内外沟蚀领域不同时期的国际研究形势、研究现状以及研究热点的变化趋势,定量分析沟蚀测量技术和沟蚀模型的发展趋势,旨在促进沟蚀研究的深入发展并为相关领域学者提供参考信息。[方法] 采用Web of Science核心合集中1991—2020年的2 568篇沟蚀相关文献进行计量分析,使用VOSviewer软件对国家和机构研究形势以及沟蚀研究热点变化趋势进行可视化分析。[结果] 近30 a沟蚀的研究呈现上升趋势,且在2011—2020年迅猛上升。中国(23.7%)和美国(20.8%)为沟蚀研究的主要国家,发文量占全球的44.5%,且两国间合作更密切。全球沟蚀研究排名前10的机构中,中国的机构占3所(中国科学院、西北农林科技大学和北京师范大学)。沟蚀研究涉及多个学科领域,以地质学最多。沟蚀影响因子、沟蚀测量技术和沟蚀研究模型为沟蚀领域主要研究热点。径流、土地利用、植被、降雨和土壤等影响因子一直是沟蚀研究的重点。近些年气候变化特别是极端降雨对沟蚀的影响越来越受重视。高精度的3 D立体测量技术逐步替代2 D平面测量技术,并得到广泛应用。经验模型应用早,应用最广泛,2000年之后基于定量分析的估算模型开始建立,提高了沟蚀监测及预报的精度。[结论] 未来沟蚀研究应在植被恢复后极端降雨下沟蚀的形成、不同因素对于沟蚀过程的交互影响、沟蚀监测新方法的开发以及沟道侵蚀过程预测模型等方面加强工作。

    • >水保碳汇研究
    • 基于PLUS-InVEST模型的安徽省碳储量时空变化预测

      2023, 43(3):277-289. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.032 CSTR:

      摘要 (89) HTML (1020) PDF 24.16 M (2842) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析安徽省2000年以来碳储量的时空变化及空间分布特征,为未来该区土地管理决策和生态系统碳库管理提供有效指导。[方法] 以安徽省为例,基于2000,2005,2010,2015,2020年5期土地利用数据,采用PLUS模型模拟2030,2040年不同情景下土地利用格局,并运用InVEST模型定量评估不同情景下陆地生态系统碳储量的空间变化。[结果] ①2000—2020年安徽省约有8.03%土地发生了转移,耕地与建设用地之间的转化是该省土地利用变化的主要特征。②2000—2020年陆地生态系统碳储量总体呈下降趋势,下降了1.01×108 t。空间格局上呈现“南高北低”的特征,碳密度高值区主要分布在皖南、皖西山区。③2020—2040年自然发展情景下碳储量下降趋势明显,耕地保护情景下降速度有所减缓,生态保护情景下碳储量明显增加,增量为3.07×107 t。[结论] 实施生态保护政策能够有效提高区域生态系统碳储量,增强生态系统服务功能。未来在进行土地利用管理决策时应统筹考虑生态保护和耕地保护,促进区域生态系统良性可持续发展。

    • 鄱阳湖地区典型湿地碳储量时空演变与情景预测

      2023, 43(3):290-300. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230526.003 CSTR:

      摘要 (441) HTML (709) PDF 13.45 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析鄱阳湖湿地生态系统碳储量时空特征,为下一步鄱阳湖地区湿地保护,实现区域“碳达峰、碳中和”提供科学依据。[方法] 结合InVEST和GeoSoS-FLUS模型,计算2000—2020年鄱阳湖地区典型湿地碳储量,并预测自然发展情景与生态保护情景下2030年碳储量变化。借助地理探测器模型,探究碳储量变化的驱动因素。[结果] ①2000,2010,2020年鄱阳湖地区典型湿地碳储量分别为2.42×106,2.48×106,2.46×106 t。②高碳储量集中于中西部林地,低碳储量集中于中东部、西部和北部的湖泊水域。③土地利用是碳储量转移的主导因素,其中沼泽草地、沼泽地、林地、耕地对碳储量转移的解释力依次降低。④相较于自然发展情景,生态保护情景2020—2030年碳储量变化速率由-17.81%变化为-1.09%。[结论] 合理的生态保护政策可以有效地保障湿地的固碳能力,应强化国土用途管制,落实生态保护措施,为提升区域碳储能力提供保障。

    • 基于土地变化的贵州省碳储量演变及其脆弱性特征分析

      2023, 43(3):301-309. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230216.002 CSTR:

      摘要 (1090) HTML (679) PDF 912.66 K (789) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 分析贵州省生态系统碳储量时空分布格局、演变特征及其对土地利用转移的响应,研究各县域生态系统碳储量服务的脆弱性,为贵州省区域土地利用管理决策及“双碳”目标的实现提供科学依据和参考。 方法 运用InVEST模型和潜在影响指数(PI)分析贵州省2000—2020年碳储量变化特征和生态系统碳储存服务的脆弱性。 结果 ① 近20 a间贵州省土地利用结构发生显著变化,前10 a和后10 a分别有14.10%,17.29%的土地发生转移,耕地是建设用地扩张的主要来源。②贵州省20 a间生态系统碳储量减少2.40×107 t,林地的缩减和建设用地的扩张是碳储量减少的主要原因。③贵州省碳储量Moran's I指数均大于0,空间分布具有显著的空间正相关性和集聚性。冷热点分析显示碳储量热点分布较为分散,冷点分布集中稳定。④贵州省前10 a和后10 a PI指数分别为-1.27和-0.15,脆弱性有所改善。县域间脆弱性存在空间差异,边缘县域负向影响显著,20 a间81.82%的县脆弱性降低。 结论 贵州省林地的转出和建设用地的扩张对碳储量和碳储量服务脆弱性影响显著,未来应优化土地利用结构,加强规划管理。

    • 2000-2020年淮南矿区土地利用变化对碳源/碳汇时空格局的影响

      2023, 43(3):310-319. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.035 CSTR:

      摘要 (425) HTML (0) PDF 17.18 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析淮南矿区2000—2020年土地利用碳源/碳汇时空格局分布特征,为淮南市国土空间规划及未来低碳调控政策制定提供依据。[方法] 以淮南矿区为研究对象,选取2000,2010,2020年3期土地利用数据,以格网尺度量化不同土地利用变化发展阶段下碳源/碳汇/碳排放的时空格局,基于冷热点分析碳源/碳汇/碳排放的空间格局。[结果] ①2000—2020年,土地利用类型由单一用地为主转换多种土地利用类型同时发生,其中,建设用地面积增大,导致碳源效应增强,碳汇效应相对减弱,碳排放量持续增加,碳源年增加量为2.76×106 t,碳汇年增加量仅为130 t,碳排放年增加量为2.76×106 t; ②碳源和碳排放空间分布特征基本一致,中部建成区和西北矿区是碳源和碳排放的主要集中区,碳汇主要聚集在东部、西部边缘区和西部部分矿区; ③中部建成区是碳源和碳排放的显著热点、热点区域,以显著热点变化特征为主;显著冷点和冷点主要分布在研究区东部、西部边缘区域和西北部分矿区。[结论] 淮南矿区的碳减排和低碳效应需要着重关注北部大面积的平原耕地区域,控制该区域矿区煤炭资源开采和建设用地开发,应加快塌陷水域修复工作;南部城市化进程快速增加的同时需适度增加林地和草地等生产性碳吸收能力区域面积,避免建设用地无限制扩张。

    • 哈尔滨市绿色空间碳储量多情景模拟

      2023, 43(3):320-329. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230320.001 CSTR:

      摘要 (317) HTML (0) PDF 11.89 M (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 预测黑龙江省哈尔滨市未来绿色空间格局碳储量,分析绿色空间变化对碳储量的影响,为双碳政策下哈尔滨市绿色空间规划提供决策依据。[方法] 基于2010,2020年哈尔滨市绿色空间土地覆盖数据,将双碳产业驱动因子引入FLUS模型预测2030年不同情景的绿色空间土地覆盖变化,利用InVEST模型测算2010,2020,2030年碳储量,比较分析碳储量时空变化规律,探讨绿色空间对碳储量的影响。[结果] ①将双碳产业因子引入FLUS模型后,较原模型的kappa系数提高了1.30%,均方根误差减少了0.21%,改进后的模型模拟精度更高。②2010—2020年,碳储量呈下降趋势,共减少了5.14×106 t,耕地的减少是造成碳储量损失的主要因素。地上生物量碳库和土壤碳库碳储量最多,占总碳储量的88.52%。③2030年自然发展、生态保护和经济发展情景下的碳储量分别为2.58×109,2.58×109,2.58×109 t,同2020年相比均呈下降趋势,其中生态保护情景的下降速率最慢,是自然发展情景下的0.12倍。[结论] 未来应加强生态保护修复措施,减少耕地和林地面积流失,控制非绿色空间的扩张,提高哈尔滨市域碳储量。

    • 基于137Cs的青藏高原高寒草甸土壤侵蚀及碳流失估算

      2023, 43(3):330-337,348. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.037 CSTR:

      摘要 (62) HTML (718) PDF 5.31 M (2373) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量分析青藏高原高寒草甸土壤侵蚀状况及其伴随的碳流失,为全面评估土壤侵蚀影响,实施有效水土保持措施提供参考。[方法] 结合137Cs示踪技术与前人研究,对青藏高原高寒草甸土壤的整体侵蚀水平及其土壤有机碳流失进行了估算。[结果] 未受人为扰动的高寒草甸土壤自上而下表现出3个层次(A,B和C层)的理化性质特征,其137Cs分布遵循显著指数递减模式。目前,高原草甸土壤年均侵蚀模数约为77~230 t/km2,推测其每年直接导致的土壤有机碳损失量平均不低于4.86 t/km2。[结论] 青藏高原高寒草甸土壤侵蚀水平整体较弱,但因土壤侵蚀流失的有机碳不容忽视。在未来气候变化背景下,升温导致的土壤湿度下降对植被生长的限制,以及人类活动的影响,较大可能成为诱使青藏高原草甸土壤退化和有机碳流失的潜在因素。

    • 基于PLUS和InVEST模型的邯郸市碳储量空间分布特征研究

      2023, 43(3):338-348. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230111.001 CSTR:

      摘要 (468) HTML (0) PDF 14.02 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析河北省邯郸市近20 a土地利用格局及碳储量分布,并探讨生态保护政策下未来10 a的土地利用变化趋势,为增加城市碳汇和实现城市可持续发展提供参考依据。[方法] 使用PLUS模型,选取自然、社会驱动因素及生态规划限制因子,分析邯郸市在2000—2020年及自然发展情景和生态保护情景下2030年的土地利用变化规律,并结合InVEST模型,评估邯郸市2000—2030年3期碳储量。[结果] ①邯郸土地利用类型的分布呈现“西部林地,东中部耕地”的总体空间分布特征,耕地和人造地表之间的土地利用转移占总土地利用变化的96.58%; ②邯郸市碳密度空间分布呈现西部高东部低的特点,碳储量总体呈下降趋势,碳损失在2010年突增,耕地的过度侵占是导致邯郸市碳损失的最主要原因; ③与自然发展情景相比,生态保护情景下土地利用变化趋于克制,虽然生态用地的提升潜力一般,但由于人类活动受到限制,避免了生态资源的消耗; ④2020—2030年自然发展情景和生态保护情景下邯郸市碳储量变化分别为减少4.23×106 t和增加2.16×104 t。各区县碳损失风险显著降低,不同区县碳汇潜力差异明显。[结论] 人造地表侵占耕地是导致碳损失的主要原因。生态保护政策干预下,各区县碳损失风险显著降低,不同区县也存在明显差异,碳损失更易发生于东中部平原地区,西南部的太行山东麓县区则具有较强的碳汇潜力,需针对差异化表现灵活布局。

    • 沱江流域土地利用碳平衡与人类活动强度的关系

      2023, 43(3):349-356,365. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.039 CSTR:

      摘要 (120) HTML (0) PDF 8.29 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究土地利用碳平衡与人类活动强度间的协同关系,为沱江流域的区域协同碳减排规划及实现中国“碳达峰、碳中和”目标提供参考。[方法] 基于2000—2020年土地利用及社会经济数据,使用碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数、人类活动强度指标,耦合协调度模型及回归分析方法,核算了沱江流域土地利用碳排放量并分析了土地利用碳平衡与人类活动强度的时空演变特征及其协同关系。[结果] 研究表明,2000—2020年沱江流域碳排放量增加了5.13×107 t,其中建设用地碳排放量占90%以上;碳吸收量变化不大,主要来自林地,呈现先减后增的趋势;净碳排放增长率呈下降趋势。各区县的土地利用碳平衡协调度均在提升,但70%以上的区域处于失调衰退状态。沱江流域人类活动强度整体处于中等强度水平,空间上从北向南呈现“低—高—低—高”的格局。[结论] 人类活动强度与人均GDP、人均碳排放均存在显著的正相关关系。土地利用碳平衡协调度与人类活动强度的负相关关系随着技术进步与能源利用效率的提高而降低。提高碳汇能力与碳生产力是改善区域土地利用碳平衡协调水平的有效途径。

    • 旱地长期覆盖下土壤团聚体有机碳及无机碳的变化规律

      2023, 43(3):357-365. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230526.002 CSTR:

      摘要 (123) HTML (0) PDF 1.88 M (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同覆盖方式对黄土高原土壤团聚体内部有机碳、无机碳分布的影响,为研究覆盖条件下土壤团聚体碳固持机制提供理论依据,推动旱地农田土壤的高效管理。[方法] 依据2012年起实施的长期定位试验,以种植“先玉335”春玉米的耕作土壤为研究对象,设置秸秆覆盖(SM)、地膜覆盖(FM)、无覆盖(CK)3个处理,通过湿筛法分析不同粒径团聚体中碳分布特征及其酶活性。[结果] ①与无覆盖相比,秸秆覆盖显著增加了各个粒径团聚体有机碳含量(p<0.05),增加幅度为4.8%~18.2%;而地膜覆盖则显著降低了各粒径有机碳含量(p<0.05),降低幅度为1.2%~7.1%。同一处理下,团聚体有机碳含量随着粒径的减小先上升后降低。各粒径中有机碳储量在秸秆覆盖下高于地膜覆盖和无覆盖处理。②地膜覆盖相较无覆盖显著增加了团聚体中的无机碳含量(p<0.05),增加幅度为4.3%~5.9%;秸秆覆盖降低了无机碳含量,但差异不显著。同一处理下团聚体各粒径中无机碳含量随着粒径的减小先上升后降低。地膜覆盖显著降低了>2 mm团聚体粒径的无机碳储量,但显著提高了2~0.25 mm粒径的储量(p<0.05)。③秸秆覆盖显著增加了团聚体中的总碳含量,增加幅度为7.1%~12.4%;同时地膜覆盖和秸秆覆盖都显著提高了2~0.25 mm粒径的总碳储量(p<0.05)。④秸秆覆盖提高了团聚体中与碳循环相关酶的活性,地膜覆盖则对其产生降低的影响。相关性分析表明有机碳、总碳含量与碳循环相关的酶活性呈显著正相关关系(p<0.05)。[结论] 秸秆覆盖和地膜覆盖显著影响碳库在团聚体中的变化,其中秸秆覆盖在提升土壤地力,增加土壤碳的固定方面优于地膜覆盖,具有较大优势。

    • 大气温度和CO2增加对黑土有机碳稳定性的影响

      2023, 43(3):366-373. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230221.002 CSTR:

      摘要 (224) HTML (0) PDF 2.05 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 从有机碳分子结构角度来揭示气候变化对黑土有机碳(SOC)稳定性的影响,阐明未来气候变化对黑土有机碳稳定性以及土壤肥力的影响。[方法] 以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验为平台,对当前大气温度和CO2浓度(aTaCO2),增温2 ℃和当前大气CO2浓度(eTaCO2),增温2 ℃和CO2浓度增为(700±25) μmol/mol(eTeCO2)3个处理条件下0—20 cm黑土耕层土壤的团聚体和密度组分的有机碳含量和红外光谱特征进行分析。[结果] 与aTaCO2相比,eTaCO2和eTeCO2均未对全土有机碳含量产生显著影响(p>0.05),但是eTaCO2使<0.053 mm团聚体和闭蓄态轻组(occluded light fractionation, OF)中SOC含量分别增加了13.45%和52.89%(p<0.05);eTeCO2处理中游离态轻组(free light fractionation, LF)SOC含量增加了46.89%(p<0.05)。红外光谱分析结果表明:与aTaCO2相比,eTaCO2和eTeCO2处理均对全土有机碳的分子结构产生了影响,尤其是eTeCO2处理除了脂肪族外,其他官能团特征峰相对强度均受到显著影响(p<0.05)。eTeCO2处理减弱了全土以及>0.25 mm团聚体有机碳的脂肪性,增加了0.25~0.053 mm团聚体中有机碳的官能团(-CH/C=C)比值(p<0.05),且主成分分析结果表明:气候变化影响较大的官能团为醇酚、脂肪族、芳香族和多糖。此外,相比于aTaCO2,eTaCO2和eTeCO2处理使得LF和OF组分中有机碳的-CH/C=C比值升高,加速了轻组有机碳脂肪化。[结论] 气候变化未对黑土有机碳含量产生影响,虽然增温和增CO2对有机碳分子结构组分和比例有不同程度的影响,但最终黑土有机碳储量保持稳定。在合理利用的前提下,未来气候变化可能对黑土有机碳库储量的影响不大,黑土肥力水平仍能维持。

    • 蔗区小流域泥沙有机碳入河负荷的时空变化特征及其影响因素

      2023, 43(3):374-381. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230317.001 CSTR:

      摘要 (48) HTML (0) PDF 1.68 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 针对广西红壤区典型小流域坡耕地甘蔗土壤有机碳流失问题,探究其流失时空特征和影响因素,解析流域泥沙有机碳在甘蔗不同生长时期入河负荷时空变化,为揭示自然降雨侵蚀下土壤有机碳流失的影响机制提供科学依据。[方法] 试验区位于广西壮族自治区崇左市扶绥县客兰水库水源区那辣小流域,流域分为下游子流域(S1)和上游子流域(S2,S3)。利用无人机技术和径流泥沙自动监测—采样系统对甘蔗4个生长时期(苗期、分蘖期、伸长期和成熟期)入河泥沙有机碳及植被覆盖度等进行监测,并利用皮尔逊相关分析,确定入河泥沙有机碳与降雨径流、植被覆盖度和施肥等影响因素的关系。[结果] ①甘蔗苗期的流域泥沙有机碳入河负荷占整个生长期总流失量的61.1%,显著高于其他生长期,其特征为苗期(5.1 kg/hm2)>成熟期(1.6 kg/hm2)>伸长期(1.4 kg/hm2)>分蘖期(0.3 kg/hm2)。②流域降雨径流和植被覆盖度与泥沙有机碳入河负荷呈极显著相关,分别解释了泥沙有机碳入河负荷生长期变化的45%和54%;而流域施肥和土壤容重与泥沙有机碳入河负荷呈显著相关,分别解释了泥沙有机碳入河负荷生长期变化的79%和36%。[结论] 流域入河泥沙有机碳流失变化主要是由降雨径流、植被覆盖度、施肥和土壤容重所引起。在蔗区小流域,通过增加植被覆盖以减少地表径流的冲刷及调控施肥时间,对降低土壤有机碳流失具有重要作用。

    • 广东省农田生态系统碳源汇效应时空分异及驱动因素

      2023, 43(3):382-389. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.043 CSTR:

      摘要 (783) HTML (710) PDF 2.62 M (814) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究广东省农田生态系统碳源汇效应时空分异及驱动因素,为广东省科学合理制定区域农业减排固碳措施提供参考。[方法] 采用参数估计法、GIS空间分析等方法定量评估2010—2020年广东省农田生态系统碳源汇效应时空演变规律,并借助LMDI因素分解模型探究农田生态系统碳源汇效应空间分异的驱动因素。[结果] ①广东省农田生态系统碳源汇效应水平维持持续向好发展态势,减排增汇效应逐渐凸显。具体表现为:固碳总量呈波动上升态势,稻谷、甘蔗、蔬菜为主要的碳汇作物;碳排放得到有效控制,减排效应日益显现,稻田种植、农资投入为主要的碳源类型;农田生态系统固碳量增长有效抵消了碳排放增长。②广东省农田生态系统碳源汇效应空间分异明显,总体呈相对集聚分布态势,湛江为主要的高碳源—高碳汇地区,低碳源—低碳汇则主要分布在珠三角地区。③经济因素为农田生态系统碳汇提升的关键驱动因素,结构因素表现出两面性且因地而异,效率因素、劳动力因素则表现为抑制作用。[结论] 广东省农田生态系统碳源汇效应水平稳中向好,但区域分异明显,应结合各地经济、结构、效率、劳动力等因素的驱动效应差异,因地制宜制定农业减排固碳措施。

    • 1980-2020年洞庭湖流域土地利用变化及其碳效应

      2023, 43(3):390-397. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.044 CSTR:

      摘要 (517) HTML (613) PDF 5.58 M (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探查粮食主产区土地利用变化规律及其碳效应,为土地利用结构调整及低碳经济发展提供依据。[方法] 基于1980,2000,2020年3期土地利用现状数据,在网格采样法、土地利用动态度模型、碳排放系数法以及空间自相关分析模型支持下,揭示1980年以来洞庭湖流域土地利用变化规律及其碳效应的空间异质性特征。[结果] ①洞庭湖流域土地利用阶段性变化。1980—2000年综合动态度为0.02%,其中动态度最大的是建设用地,未利用地次之。2000—2020年综合动态度增至0.18%,建设用地面积增长加快。②净碳效应表现为碳汇,但由1980年的5.93×107 t下降到2020年2.82×107 t,而由土地利用变化引起的碳效应呈现碳排放变化量大于碳汇变化量特点,并导致净碳排放量增加了6.08×105 t,且空间上净碳排放相对高值区呈“H”型分布特点,低值区逐渐扩张。③洞庭湖流域集水小区净碳排放的空间自相关性特征显著。1980—2000年主要聚集类型为高—高型和低—低型,低—高型分布零散,2000—2020年高—高型分布更加集中连片,低—低型主要在湘江流域北部。[结论] 在洞庭湖流域,应坚持“碳增汇,碳减排”定位,保持林地的碳汇稳定状态,科学引导高碳排放土地的开发利用,并依据空间自相关特点关注不同集水区的碳排放“同化”作用。

    • 荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响

      2023, 43(3):398-405. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.03.045 CSTR:

      摘要 (790) HTML (786) PDF 2.00 M (692) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究土地开垦前后土地利用方式对该地区土壤团聚体稳定性及有机碳的响应机制,为艾比湖湿地保护区的荒地开垦和植被恢复及农业生产提供科学理论依据。[方法] 选取新疆艾比湖流域未开垦的天然林地(CK)和开垦后人工种植的枸杞地、葡萄地、棉花地、苜蓿地共5种不同土地利用类型下,探究荒漠生态系统土地开垦后的土壤结构和有机碳含量的变化规律。[结果] 荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定有显著的影响。土地开垦后,人工种植地块大团聚体(>0.25 mm)含量和团聚体稳定性均显著高于CK,其中棉花地力稳性大团聚体含量最高(>87%);枸杞地水稳性大团聚体含量最高(>79.7%),不同人工耕作模式均增加了大团聚体含量。0—30 cm土层人工种植地块不同团聚体粒级有机碳含量分别为5.91~15.46,5.50~10.70,8.12~16.11,6.90~13.67 g/kg,均显著高于CK(3.91~8.73 g/kg),主要分布在0.25~0.5 mm粒级,各人工土地利用方式下土壤团聚体有机碳含量均显著增加,且枸杞地有机碳含量增加最显著。[结论] 该区域土地开垦后种植枸杞的耕作模式更有利于增强土壤团聚体稳定,提高有机碳的固定;土地开垦可显著提高土壤的固碳能力,改善土壤结构。

    • 长江中游城市群耕地利用碳排放“总量-强度”的空间关联特征

      2023, 43(3):406-413. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230216.004 CSTR:

      摘要 (401) HTML (547) PDF 2.90 M (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 揭示长江中游城市群耕地利用碳排放“总量—强度”的空间关联特征,为实现高质量发展提供理论和现实指导。[方法] 采用IPCC系数法、总体耦合态势模型和双变量空间自相关法分析相关指标。[结果] ①2010—2013年长江中游城市群耕地利用碳排放总量呈显著上升趋势,年均增率为2.0%;2014—2020年则呈下降趋势,年均降幅为2.6%,且碳排放的市域间差异趋于扩大。②长江中游城市群耕地利用的碳排放强度总体处于波动下降态势,年均降幅达4.9%,但受边际递减效应影响,碳排放强度进一步改善的难度不断加大。③2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放量与碳排放强度的加权中心距离从0.571 km减少到0.312 km,移动方向夹角总体也呈减小趋势,总体耦合态势不断加强。④2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放总量与强度存在显著空间正相关,同时存在空间异质性。聚集态势主要表现为武汉城市圈“双高”聚集区和环长株潭城市群“双低”聚集区。[结论] 应采取差异化手段对耕地利用碳排放总量与强度进行分区调控,完善碳排放总量和强度“双控”机制。

    • 不同结皮类型对植被混凝土基材团聚体及有机碳的影响

      2023, 43(3):414-420. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230216.001 CSTR:

      摘要 (442) HTML (0) PDF 1.33 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析土壤团聚体分布和有机碳含量特征,揭示生物结皮对边坡稳定和养分固持的影响,为生物结皮在修复工程中的运用提供参考和指导意见。[方法] 以植被混凝土基材修复边坡为例,运用土壤干筛法、土壤湿筛法分别对结皮覆盖和无结皮覆盖坡面土壤的结皮层(0—2 cm)和结皮下层(2—7 cm)团聚体和有机碳特征进行研究。[结果] ①生物结皮的存在明显影响了土壤团聚体分布、机械稳定性及R0.25含量。结皮覆盖层较CK(无结皮覆盖坡面)稳定性指标分别增加27.42%~33.51%(MWD),21.66%~28.88%(GMD),大团聚体含量(R0.25)增加10.68%,且苔藓类结皮影响最为显著。②湿筛法测定的不同结皮类型土壤团聚体均以>0.25 mm粒径为主,其中结皮覆盖边坡的团聚体水稳性参数MWD,GMD,R0.25分别介于1.93~5.33 mm,0.85~3.16 mm,70.97%~87.50%,以苔藓覆盖边坡最大,Dd值介于2.48~2.74间,以苔藓类值最小。团聚体水稳定性表现为苔藓覆盖边坡最好,裸坡最差。③结皮的存在促进了土壤有机碳累积,有机碳含量是CK组的两倍以上。其中对表层土壤有机碳水平提升作用明显,对下层土壤作用较低。④土壤有机碳含量与土壤水稳性参数MWD,GMD,R0.25呈显著正相关性(p<0.05),有机碳水平和团聚体稳定性联系密切,相互影响,有机碳水平的提高对增加团聚体稳定性具有重要作用。[结论] 生物结皮的存在对修复边坡团聚体稳定和有机碳累积具有促进作用,结皮对生态修复边坡稳定和养分固持有一定的作用,且不同结皮类型作用强度不一,其中苔藓类和混生结皮固土和固碳效果最优。

    • 2000-2020年河南省土地利用强度与碳排放脱钩关系

      2023, 43(3):421-429. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230216.003 CSTR:

      摘要 (497) HTML (0) PDF 5.25 M (585) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 测度土地利用碳排放效应,探索土地利用与碳排放之间的脱钩关系,进而揭示土地利用变化的碳排放规律,为制定资源保护和生态文明政策提供科学依据。[方法] 以中国农业典型生产中心地区、中国人口大省——河南省为研究区域,基于近20 a间土地利用现状遥感监测数据,从县域尺度研究土地利用碳排放和土地利用强度的时空格局演变特征,并借助于脱钩分析的理论框架来检测它们之间的脱钩关系。[结果] ①在研究期间,碳排放呈现出明显的空间异质性。豫中地区、豫北地区碳排放水平明显高于其他区域;平原地区和大城市周边地区的碳排放明显高于山区和丘陵地区。②研究期间土地利用强度持续增加,豫中地区土地利用强度明显高于豫南地区,而豫北地区土地利用强度分布表现出明显的空间集聚现象。③研究期间土地利用强度和碳排放二者的主要关系类型为扩张负脱钩和强脱钩,需要从资源高消耗、高碳排放的双高模式不断向资源低消耗、低碳排放的低碳发展模式转变。[结论] 不同阶段、不同地区在土地利用强度与碳排放之间的脱钩关系程度方面有着明显差异,应采用差异性管控政策,促进生态环境保护和经济发展之间形成协调稳定的发展关系。

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