显示模式:
    2025,45(6):1-11, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.005
    摘要:
    [目的] 研究酸雨对紫色土的盐基离子及钼淋失的影响,为酸沉降背景下紫色土的肥力变化、养分管理等提供科学依据。[方法] 以侏罗纪蓬莱镇组(J3 p)母质发育的石灰性紫色土为研究对象,设置5个淋溶液处理模拟酸雨,其pH值分别为2.5(T1),3.5(T2),4.5(T3),5.6(T4)和7.0(去离子水,CK)。[结果] ①淋出液pH值均呈快速下降—渐趋稳定的趋势,前期T1,T2,T3,T4和CK的淋出液pH值降幅分别为6.17%,8.05%,3.75%,3.70%和2.01%;后期稳定于第10次淋出液pH值的±0.2范围内。模拟2 a的酸雨淋溶后,T1,T2,T3和T4的淋出液pH值降低0.22,0.39,0.32,0.29;土壤pH值较CK降低0.67,0.62,0.56,0.46。②淋出液的盐基离子含量随淋溶次数的增加波动下降,且淋出液总量随淋溶液pH值的升高而降低。K+淋出总量表现为:T1>T3>T2>T4>CK;Na+淋出总量表现为:T1>CK>T2,T3,T4;Ca2+淋出总量表现为:T1>T2,T3>T4>CK;Mg2+淋出总量表现为:T1>T3>T4>CK,T2。盐基离子淋失量表现为:Ca2+>Mg2+>Na+>K+。③淋出液Mo4+含量呈波动下降趋势,淋出总量大致随pH值的升高而增加,表现为:CK(59.22μg)>T4(56.11μg)>T3(52.42μg)>T1(41.03μg)>T2(39.56μg)。Mo4+与pH值呈正相关关系,与K+和Ca2+呈负相关关系。④盐基离子与Mo4+淋失量之间协同变化,随Mo4+淋失量的增加,盐基离子先增加后下降。K+,Na+,Ca2+,Mg2+淋失总量分别在Mo4+淋失总量为46.11,46.11,44.51,46.11μg时达到峰值。[结论] 模拟酸雨T1处理(pH=2.5)的盐基离子淋失量最大,而钼淋失量最小;盐基离子和微量元素钼在酸雨T3处理(pH=4.5)的淋失量均处于较高水平,养分流失较为严重。
    2025,45(6):12-22, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.015
    摘要:
    [目的] 探究植被覆盖措施对崩壁表层土壤水热格局与水分时间稳定性的响应规律,为稳定型崩岗崩壁的生态恢复效果评价提供理论依据。[方法] 以福建省长汀县河田镇崩岗崩壁为研究对象,在崩壁种植宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)作为生草措施,保留原始裸露崩壁作为对照,观测0—20 cm表层土壤水分与温度的动态变化,比较2种环境土壤水热空间分布特征及水分时间稳定性指标的差异。[结果] 生草处理下崩壁土壤平均温度为20.93 ℃,显著低于对照的22.26 ℃,生草坡上和坡下的温度变化幅度分别为23.76 ℃和21.95℃,均低于对照的坡上(25.32℃)和坡下(26.36℃)。生草处理的土壤年均含水量为18.77 g/kg,较对照(13.59 g/kg)提高了38.11%。Spearman秩相关系数(ρ)分析显示,生草处理下土壤水分相关系数均值为0.41,明显高于对照(0.18)。生草处理的坡上土壤平均相对差(MRD)均值为19.27%,标准差为22.57%,时间稳定性指数(ITS)为29.68%,坡下MRD均值为10.48%,标准差为12.47%,ITS为16.29%,均显著高于对照(坡上MRD为-13.43%,标准差为16.05%,ITS为20.93%;坡下MRD为-16.32%,标准差为9.33%,ITS为18.80%)。[结论] 生草处理显著改善崩壁表层土壤水热格局,降低年均温度,提高土壤含水量并增强其空间相似性,但加剧了水分短期波动,降低其时间稳定性。
    2025,45(6):23-32, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.025
    摘要:
    [目的] 评估燕麦(Avena sativa)生物沙障在高寒沙地修复中的土壤改良潜力,明确其在2 a种植期内对土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征的调控机制,为高寒沙化草地的生态恢复提供理论依据和实践指导。[方法] 以青海湖流域典型高寒流动沙丘为研究对象,设置燕麦生物沙障样带,在2 a连续生长周期内选择播种前(T1)、首个生长季末(T2)、第二年生长季初(T3)及第二年生长季末(T4),共4个关键时期开展土壤采样,测定不同生长阶段土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征的变化。[结果] 燕麦生物沙障可以显著提升表层土壤(0—20 cm)的有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,全磷(TP)含量提升较为缓慢,T4时期表层土壤SOC和TN含量较T1时期分别提高18.2%和29.3%,深层土壤(20—40 cm)分别提高56.8%和27.0%。表层土壤T4时期速效氮(AN)和速效磷(AP)含量分别较T1时期提高19.8%和72.7%,土壤pH值下降15.0%。随着种植时间增加,C/N和C/P呈先增加后降低的趋势,而N/P呈逐渐上升的趋势。SOC,TN,TP和pH值是影响计量特征的主要因子。[结论] 燕麦生物沙障可有效提升土壤有机质水平与养分供给,促进了元素的循环。同时优化了C,N,P生态化学计量结构,缓解了元素限制问题,增强土壤生态功能,且修复效益在2 a内随种植时间延长而逐步积累,具备长期促进土壤质量恢复的潜力。
    2025,45(6):33-40, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.016
    摘要:
    [目的] 探究在天然降雨条件下不同水土保持耕作措施对黑土区坡耕地产流产沙的影响机制,为东北黑土区水土流失的防控和治理提供科学依据和技术支撑。[方法] 选取黑龙江省典型黑土区坡耕地为研究对象,布设径流小区,以传统顺坡垄作为对照,分析横坡垄作、横坡垄作+植物篱、秸秆还田和垄作区田4种水土保持耕作措施下的产流和产沙特征,探究不同水土保持耕作措施的减流减沙规律。[结果] ①横坡垄作+植物篱、横坡垄作、秸秆还田和垄作区田4种水土保持耕作措施均能减少坡耕地产流量和产沙量,与顺坡垄作相比,产流量分别减少74%,67%,29%和64%,产沙量分别减少88%,87%,67%和66%。②横坡垄作+植物篱措施减流率和减沙率最为显著(p<0.05)。③横坡垄作+植物篱措施下坡耕地产生径流和泥沙持续时间最短。④坡耕地产生径流量与泥沙量呈显著正相关(p<0.01)。[结论] 横坡垄作+植物篱措施能显著增大减流率和减沙率,建议在该地区推广应用。
    2025,45(6):41-49, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.021
    摘要:
    [目的] 分析砒砂岩区不同人工林类型对林下植被群落结构、物种多样性及土壤理化性质的影响,为建设水土保持林选择适宜树种,并为砒砂岩区植被恢复和物种多样性保护提供科学依据。[方法] 以内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗暖水乡鲍家沟流域4种典型人工林(柠条林、山杏林、沙棘林、油松林)为研究对象,以天然草地为对照(CK),通过野外调查取样及室内试验,并结合冗余分析等方法,探究天然草地和4种典型人工林林下草本植物群落组成、物种多样性、土壤理化性质之间的关系。[结果] ①研究区林下草本植物共10科18属23种,柠条林下草本植物种数最多,共22种。4种人工林林下草本植物主要以菊科(Asteraceae)、禾本科(Gramineae)、豆科(Fabaceae)植物为主。②柠条林下草本层的盖度、生物量、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数极显著高于其他植被类型(p<0.01)。③柠条林土壤含水率、土壤有机质和全氮含量极显著高于其他植被类型(p<0.01);土壤有机质和全氮具有表层聚集效应。④土壤有机质和饱和导水率是影响人工林林下草本层物种多样性的主导因素;地形是影响人工林下草本层的次要因素。[结论] 柠条是准格尔旗砒砂岩区水土保持林建设的优选树种,兼具维持物种多样性与土壤改良的双重作用。
    2025,45(6):50-58, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.003
    摘要:
    [目的] 评估干热河谷不同坡度和植被模式的水土保持效益,为元谋干热河谷的水土保持模式选择提供参考。[方法] 设置5°和10°坡度试验小区,进行黄茅、黄茅+余甘子、黄茅+车桑子3种植被模式的原位径流泥沙监测,比较不同坡度和植被模式的产流产沙差异。[结果] ①5°和10°坡度下3种植被模式及裸地的降雨径流分配均以地表径流为主(80.94%~99.11%); ②3种植被模式通过调控径流在不同土层中的分配从而显著减少地表径流(73.13%~86.87%)和土壤流失量(69.29%~94.47%),50 cm和100 cm壤中流分别增加107.14%~980.00%和47.17%~225.00%;③5°和10°坡度下,与裸地相比,黄茅+余甘子在100 cm处壤中流的增幅最大,分别为225.00%和181.13%,土壤流失量分别降低70.06%和92.27%,固土保水能力强; ④各项降雨特征中,降雨量与地表径流的关系最为密切,相关系数为0.665(p<0.05),其中暴雨会明显增加地表径流,5°和10°坡面年均地表径流较大雨分别增加339.45%和148.30%。[结论] 干热河谷水土流失主要受到降雨量和地表径流的综合影响,5°和10°坡度下3种植被模式通过调控径流在不同土层中的分配从而达到固土保水的目的,其中黄茅+余甘子既能有效减少地表径流,还能将降雨有效的导入深层土壤并减少径流中泥沙含量,是区域固土保水的优势植被模式。
    2025,45(6):59-66, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.018
    摘要:
    [目的] 分析成都市环城生态区典型城郊过渡带群落物种组成特征,揭示不同群落类型、管理模式和功能林地的植物多样性差异,为土地整治与生态修复工程成效评估和植被管理优化提供科学依据。[方法] 采用分层随机抽样法布设样方,利用Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、物种丰富度指数和Pielou均匀度指数评价植物物种多样性。[结果] ①城郊植物种类丰富,共记录植物92科177属231种,其中乡土植物占41.1%,国内引进种占33.3%,国外引进种占25.5%;外来入侵植物31种,以草本为主(占80.6%)。②种子植物属地理成分较复杂,泛热带分布(29.4%)和北温带分布(18.6%)占主导。③混交林乔木层物种多样性显著高于落叶阔叶林(p<0.05);公园管理模式下的乔木层多样性显著低于非公园管理(p<0.05);景观林乔木层物种丰富度显著低于非景观林(p<0.05)。[结论] 城郊过渡带具有较高的植物多样性水平,但仍需警惕外来物种入侵风险。建议加强动态监测,在生态修复中优先选择常绿阔叶乡土树种。
    2025,45(6):67-76, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.002
    摘要:
    [目的] 综合评价不同恢复治理措施在退化草场的应用效益,明确冀北坝上地区天然退化草场治理技术和应用条件,为坝上地区草场生态治理提供技术和应用经验,助力生态环境和乡村振兴协同发展。[方法] 2022—2024年,选择沽源县白土窑乡新华村和九连城镇绿园村为试验样地,以围场、丰宁、张北、康保、尚义县5处自然草地为对照,设置切根+围封、施肥+围封、种草+围封、围封4种处理措施,分析不同措施的样地群落特征、地表特征、产草量及适口性等指标。[结果] ①2 a年内,种草+围封可显著提高退化草地质量,且退化典型草原的效果优于退化草甸草原。应用种草+围封处理,退化典型草原和退化草甸草原年产草量干重分别增加54.25%和48.18%,适口性牧草干重年增长量分别为2.10%和1.20%;②退化典型草原施肥+围封和退化草甸草原施肥+围封处理的植被覆盖度分别增加1.20%和1.60%,地表裸露占比分别减少0.60%和0.80%;③切根+围封措施在一定程度上可提升植物群落多样性,但效果因地而异; ④围封措施效果最差,但优于对照样地。[结论] 相比自然恢复,人为干预短期内可显著改善植物群落特征和生产力,但对植物群落多样性的影响总体不显著。对于冀北坝上轻度退化典型草原,有生产需求的推荐恢复措施顺序为:围封+种草、围封+施肥、围封+切根;无生产需求的草地宜采用围封。对于有旅游价值需求的退化草甸草原,宜采取施肥+围封,可改善群落特征,提升景观效果。
    2025,45(6):77-86, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.007
    摘要:
    [目的] 探究生物炭与聚丙烯酸钾协同改良对高寒矿区煤矸石水分特性的影响机制,旨在提升其持水保墒及抑制水分蒸发的能力。[方法] 采用室内土柱模拟试验,设置不同质量分数生物炭(1.1%,4.3%)与聚丙烯酸钾(0.12%,0.22%,0.32%)添加量组合(共6种处理)及对照(CK)。运用一维定水头垂直入渗法、连续称重法及环刀法测定煤矸石基质的入渗特性、蒸发过程及关键持水参数(饱和含水量、毛管持水量、田间持水量)。[结果] 各处理饱和含水量较CK提高7.88%~33.35%;聚丙烯酸钾添加量极显著抑制湿润锋运移距离、初始入渗速率、平均入渗速率和累积入渗量(p<0.01),生物炭的多级孔隙吸附与聚丙烯酸钾溶胀增阻效应共同形成“缓入渗—强持水”模式,有效抑制水分快速下渗并提升根区水分(如冻融水)捕获储存效率;Kostiakov模型能高精度表征改良基质入渗规律(>0.916,RMSE<0.159)。高添加量处理(如B4P3)抑制蒸发效果显著,累积蒸发损失率较CK最大降低19.88%,并维持更高剩余含水量。在容重1.41 g/cm³条件下,综合持水特性、入渗特性及蒸发抑制性能等指标,煤矸石基质改良的最优配比为B4P3处理组,其生物炭质量分数为4.30%,聚丙烯酸钾质量分数为0.32%。[结论] B4P3处理显著增强高寒矿区煤矸石持水能力及抑制蒸发能力,Kostiakov模型对各处理组的水分入渗过程展现出最佳拟合效果。
    2025,45(6):87-97, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.020
    摘要:
    [目的] 研究嘉陵江典型小流域不同降雨特征与不同土地利用类型对坡面产流产沙的影响特征,为该区域水土流失的防治和土壤侵蚀控制提供技术支撑和理论依据。[方法] 以嘉陵江流域南部县李子口小流域为研究区,基于2019—2023年连续5 a的降雨、径流深、土壤流失量等观测数据,运用K-均值聚类法对降雨特征进行分类,分析侵蚀性降雨特征及类型;通过皮尔逊相关性分析降雨特征与产流产沙的线性关联强度,采用多元线性回归分析构建径流深、土壤流失量与降雨特征的预测模型;并利用地理探测器探测各单因子及交互因子对产流产沙的解释力,揭示降雨特征对不同土地利用类型产流产沙的影响规律。[结果] ①小流域侵蚀性降雨可分为3类:Ⅰ类降雨(小雨量、短历时、低强度)、Ⅱ类降雨(中雨量、长历时、中强度)、Ⅲ类降雨(大雨量、中历时、高强度),与Ⅰ,Ⅱ类降雨相比,Ⅲ类降雨发生的频次较低,但其降雨侵蚀力较强,在同一土地利用类型下,Ⅲ类降雨造成的坡面径流深和土壤流失量均明显较大。②不同土地利用类型径流小区产流产沙特征差异明显,径流深和土壤流失量均表现为:裸地>坡耕地>乔木林地。③各降雨特征指标与不同土地利用类型的坡面径流深和土壤流失量均呈正相关关系,其中降雨量、降雨侵蚀力对坡面径流深和土壤流失量影响更为显著。④小流域坡面产流产沙单因子解释力最大的是降雨量,其次是最大30 min雨强(I30),经因子交互探测后大多表现为双因子增强和非线性增强。[结论] 在川东北低山丘陵区,降雨量、I30和降雨侵蚀力是影响坡面产流产沙的最主要因素,坡耕地是造成该区域水土流失的主要原因,而乔木林地通过多重水文调控机制,相较于裸地减流效益可达88%,减沙效益可达99%,故农地退耕还林还草是减少水土流失的有效措施之一。
    2025,45(6):98-107, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.023
    摘要:
    [目的] 研究白刺灌丛沙堆形态与防风效能的耦合关系,揭示白刺灌丛不同演化阶段对形态和气流场的影响,明确灌丛结构对防风阻沙效能的影响机制,为荒漠绿洲过渡带生态恢复提供理论依据和数据参考。[方法] 以雅布赖山风沙口荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆为对象,利用野外实测测定灌丛形态,数值模拟分析在3个演化阶段(发育阶段、稳定阶段、衰退阶段)和3种植被盖度(20%,50%及80%)条件下垂直和水平面的风速分布。[结果] ①白刺灌丛沙堆形态以蝌蚪状椭圆形为主,各形态参数均呈现正相关,随着灌丛沙堆的演化和植被盖度的提高,相关系数也随之增大,发育阶段的各形态参数均最小; ②不同演化阶段的白刺灌丛沙堆在水平距离x=1~5 LL为灌丛长轴),高度z=0~0.8HH为灌丛高度)范围内显著降低,防风效能较大(40%~95%),形成背风坡减速区;在各演化阶段中,稳定阶段的防风效果最好,达到50%~95%。③在3种植被盖度条件下,白刺灌丛沙堆植被盖度为80%时防风效能最高,可达95%。[结论] 雅布赖山风沙口是风蚀治理的重点区域,可通过优化灌丛形态结构和提高植被盖度等方式削弱其风蚀作用。
    2025,45(6):108-120, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.019
    摘要:
    [目的] 分析不同改良措施对宁夏青铜峡灌区盐碱化土壤水盐、有机质、养分及微生物群落的影响,为该区域盐碱地改良提供重要依据,进一步促进粮食安全、提升土地资源利用效率和农业可持续发展。[方法] 在宁夏青铜峡灌区开展盐碱地土壤改良田间试验,设置9个试验处理,主要处理类型包括添加有机无机物料、微生物菌剂以及不同耕作措施。[结果] ①除了T9(玉米根系距滴灌带70 cm的处理),其他处理0—40 cm土层内土壤含水量均显著增加,其中T5(覆膜)增幅最大,其表层土壤含水率较对照(不施改良物料+不覆膜+不深翻)增加35.59%。各处理0—40 cm土层内pH值和全盐含量普遍下降,其中T3(磷石膏+天然腐殖质+硝基腐殖酸)和T5的pH值和含盐量降幅最大,pH值降低0.27~0.37,含盐量下降27.36%~41.82%。②在0—20 cm土层中,除了T9,其他处理土壤有机质和养分较对照显著增加,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的增幅分别为3.13%~20.66%,3.50%~127.50%,5.05%~115.06%和5.06%~105.86%,其中T3处理增幅最显著。③土壤微生物群落的丰富度和多样性显著增加,T3与T5处理显著增加了细菌优势菌属中的MicrobulbiferPseudomonas以及真菌优势菌属中Mycena的相对丰度。所有处理中细菌的功能基因主要表现为氨基酸代谢、碳水化合物代谢与能量代谢;主要真菌类型为腐生型、共生型和致病型,T5与T7(深翻+覆膜)土壤中共生型有益菌的丰度较高。[结论] 覆膜结合有机无机物料能显著降低土壤pH值和全盐含量,增加有机质和养分含量,提高微生物丰富度和多样性,对青铜峡灌区盐碱地改良效果显著。
    2025,45(6):121-131, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.031
    摘要:
    [目的] 分析重庆市降雨型滑坡时空发育规律及其降雨关联性特征,以期减少地质灾害造成的损失,为区域性降雨型滑坡预警预测提供科学依据。[方法] 以重庆市2024年汛期降雨型滑坡为研究对象,基于数理统计和地理空间系统分析方法,分别开展了滑坡地质环境特征、降雨与滑坡关联性分析,建立I-DE-DE-I降雨阈值模型,采用混淆矩阵对比分析模型精度,并利用2025年6月降雨型滑坡数据进行预测能力评价。[结果] ①研究区滑坡主要发育于低海拔500~1 000 m,北坡向,坡度10°~30°,软岩地层,邻近褶皱及水系800 m内的区域; ②研究区滑坡的发生与降雨关系密切,表现出明显的临界阈值效应、滞后性和非线性特征; ③在建立的多种降雨阈值模型中,I-D模型的综合预测性能均优于其他模型,更适用于该地区的滑坡预警; ④建立的重庆汛期滑坡I-D阈值模型具有地域和时段特异性,其值高于全球和重庆全年阈值,但低于华东南地区及全国极端事件阈值,可作为该地区汛期预警的关键判据。[结论] 地质环境控制了滑坡的空间分布格局,而降雨是触发滑坡的关键因素。建立的I-D阈值模型为区域预警提供了关键依据,未来实现精准预警需超越单一降雨判据,构建融合多要素的动态综合模型。
    2025,45(6):132-139, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.033
    摘要:
    [目的] 研究北京市房山区南港沟泥石流的发育特征,揭示北京西南山区暴雨型泥石流的物源组成差异及孕灾机制,为当地及类似区域的泥石流防治提供理论支撑。[方法] 以北京“23・7”暴雨后南港沟发生的泥石流灾害为研究对象,通过无人机获取地形数据,结合野外实地调查,分析地形、物源及水源条件;利用FLO-2D模型模拟泥石流动力过程,重点量化树枝状沟谷-高陡边坡地貌下的泥石流运动参数,并与现场调查结果进行验证。[结果] 南港沟地形起伏大、沟谷深切,物源丰富且类型多样(含崩滑堆积、坡面侵蚀及沟床堆积物),大气降水为主要水源,暴雨是泥石流的主要激发因素。FLO-2D模拟显示,泥石流最大滑移速度为6.75 m/s,最大堆积深度为14.6 m,模拟结果与现场调查的误差率为3.995%,处于合理范围。综合分析确定南港沟泥石流易发等级指数为2~3,属于易发泥石流沟。[结论] 南港沟泥石流为暴雨沟谷型稀性泥石流,其形成遵循“降雨—径流—揭底—汇聚”过程,属易发沟。
    2025,45(6):140-148, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.027
    摘要:
    [目的] 分析1993—2023年全球水土流失监测技术领域的研究现状、进展及前沿热点的演变趋势,梳理其发展态势,为促进水土流失监测技术的创新与发展提供参考。[方法] 选取Web of Science的Core Collection数据库和中国知网(CNKI)数据库中1993—2023年水土流失监测技术领域的943篇文献,利用CiteSpace文献计量软件对文献发表的发文趋势、国别、结构、作者合作网络,关键词聚类、关键词突现进行可视化分析。[结果] ①全球发文量持续增长,2010年后研究步入发展的快车道,中国是全球发文量的质心,中国和美国在世界范围内对水土流失监测技术领域的学术影响力最大。②中国科学院、北京师范大学等机构研究范围和合作网络较为广泛;刘宝元、Poesen Jean等是该领域发文量享有较高声誉的学者。③ 两大数据库中的研究热点都聚焦于黄土高原、东北地区两大水土流失严重区域,沟蚀和坡面侵蚀是重点关注的水土流失类型。[结论] 水土流失监测技术由传统测量转变为现代测量,多技术融合已成为该领域的发展趋势,并推动水土流失监测成效提升。
    2025,45(6):149-157, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.012
    摘要:
    [目的] 揭示甘肃敦煌西湖国家级自然保护区风沙环境特征,为保护区科学有效开展防风治沙和生态保护工作提供依据。[方法] 以该区域为研究对象,通过实地观测,对监测区自动气象站2019,2020,2023,2024年风速、风向数据进行统计处理,分析了敦煌西湖保护区风况及风沙环境。[结果] ①敦煌西湖国家级自然保护区4 a平均起沙风风速为6.3~6.4 m/s,年最大风速为14.0 m/s,年平均起沙风频率为8%;起沙风多集中在春夏两季,起沙风占全年的73.3%,春夏两季起沙风频率为11%~12%;保护区起沙风风向主要集中在E和ENE,占比最大的单风向为E,占比最小单风向为SE。②年输沙势(DP)均值为666.39 VU,属高风能区,主要风向为E和ENE,年合成输沙势(RDP)均值为141.09 VU,年输沙势方向变率指数(RDP/DP)均值为0.24,属低方向变率,风况较复杂,为复合或钝双峰风况。③输沙势季节差异较明显,主要集中在春夏两季,占全年输沙势的80.8%,其中夏季输沙势最大,冬季输沙势最小。春、夏、秋、冬输沙势的方向变率分别为0.29,0.43,0.34,0.39,属于中低变率,四季风况较为复杂。[结论] 保护区属于高风能区,全年风向以东西风为主,起沙风和输沙势主要集中在春夏两季,全年和四季输沙势方向变率为中低变率,风况较为复杂。应因地制宜,有效开展防风治沙和生态修复工作。
    2025,45(6):158-168, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.026
    摘要:
    [目的] 介绍一种基于人工智能模型的漂木图像分割方法,为该模型在漂木灾害调查与评估方面的应用提供理论依据。[方法] 选取西藏自治区昌都市贡觉县则巴沟为研究区,基于人工智能图像分割大模型(segment anything model,SAM),通过引入轻量级适配器、简化掩码解码器、设计多任务损失函数以及添加辅助分类器,构建一种针对漂木图像的分割方法(large wood SAM,LWSAM)。训练时冻结原始图像编码器和提示编码器的参数,以低训练成本提升漂木分割性能,在构建的漂木相机(LW_CAM_dataset)和无人机(LW_UAV_dataset)两个数据集上对模型进行训练与测试,并与当前先进图像分割模型进行对比。[结果] ①多任务损失函数能从不同角度优化分割质量,有效解决了漂木识别中前景稀疏和类别不平衡的问题,提高了模型对多种漂木形态的适应能力;②相较于SAM方法,在采用点提示的情况下,LWSAM在LW_CAM_dataset数据集上的MDice,MIoU和F1分数分别提升15.9%,15.9%和10.0%,在LW_UAV_dataset数据集上的MDice,MIoU和F1分数分别提升21.6%,29.6%和16.7%;③漂木分割效果受数据集质量影响,高质量数据集模型分割结果更好。[结论] 采用LWSAM对漂木图像进行分割是可行的,且在实际运用中表现出较高的精度和较强的鲁棒性,能够准确分割漂木图像,可应用于小流域漂木灾害调查。
    2025,45(6):169-180, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.009
    摘要:
    [目的] 建立一个模型,解决现有土壤湿度预测模型在复杂时空动态表征与跨场景样本泛化的协同优化上存在的空间特征挖掘不足,时间动态建模局限以及数据分布差异适应性弱等问题,为应对旱涝灾害动态预警,灌溉资源精准配置以及提升农业抗灾能力提供科学决策引擎。[方法] 提出一种注意力引导的时空特征动态融合土壤湿度预测网络模型(AGSMP-Net),模型融合了长短期时空预测网络和“特征-时间-空间”的注意力机制模块,可以专注于时间序列信息处理与空间分布的变化捕捉,把握土壤湿度的长期变化趋势,优化时空维度的信息利用。[结果] 验证了利用气象要素(降水量、土壤温度)对土壤湿度预测任务中AGSMP-Net模型的可行性。在2015—2024年河南省的土壤湿度预测任务中,与ConvLSTM相比,AGSMP-Net模型精确度(R2)高0.048,均方根误差(RMSE)低0.012。降水量对土壤湿度模型预测精度有显著影响。[结论] 提出的模型通过时空注意力机制动态分配特征权重,能够有效捕捉土壤湿度变化的突变响应与稳态趋势,进而提升土壤湿度预测的精度。
    2025,45(6):181-189, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.004
    摘要:
    [目的] 系统分析青海省2004—2023年水土流失变化趋势及驱动因素,为高寒区水土保持提供科学依据。[方法] 采用相关分析及马尔科夫转移矩阵,研究了青海省水土流失面积的变化趋势及其与治理资金投入、水土保持监督管理、各类治理措施的治理面积等因素的关系。[结果] 2004—2023年,青海省水土流失面积从2.04×105 km2下降到1.59×105 km2,中度侵蚀面积占比从22.5%减小到11.4%,强烈及以上侵蚀面积占总侵蚀面积的比例从37.2%减小到17.0%。加大治理资金投入、加强监督管理是水土流失面积减少的主要驱动力。[结论] 青海省水土流失治理呈现显著改善趋势,水土流失面积逐年减少,但仍存在亟待解决的问题;水土保持工作逐渐从全域性粗放治理转向重点区域精准治理。今后工作的重点是风力侵蚀和轻度侵蚀区域的治理,同时巩固治理成果,防止轻度侵蚀向强烈侵蚀发育,建立水土保持生态产品价值实现机制,实现水土流失治理工作可持续发展。
    2025,45(6):190-201, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.036
    摘要:
    [目的] 研究构建整合喀斯特地貌特征的滑坡易感性评价框架,揭示主导因素和相互作用机制,为喀斯特地貌区滑坡风险的精准控制提供理论依据。[方法] 以广西桂林市为研究区,创新性融合岩溶特征,构建包含10个关键因子的地理空间数据库。采用逻辑回归(LR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、梯度提升机(GBM)和XGBoost5种机器学习模型进行滑坡易发性建模,利用网格搜索优化超参数,并通过准确率和AUC等指标评估模型性能。同时,引入SHAP算法量化因子贡献及交互效应。[结果]集成学习模型(RF,XGBoost)性能最佳,RF和XGBoost的准确率(0.85,0.84)和AUC(0.93,0.92)最高。所有模型呈现“面积递减—灾害密度激增”规律,RF在极高风险区的滑坡密度最高,为0.164例/km²。SHAP分析显示,岩溶因子中的地下水位是多数模型中最具影响力的因子,与NDVI、距河流距离、土壤类型存在一定交互效应,集成模型在特征解释上的一致性较高。[结论] 随机森林等集成模型结合SHAP框架,可显著提升喀斯特地貌区滑坡易发性制图的精度与可解释性,证实了地下水位与土壤类型的协同致灾机制。
    2025,45(6):202-212, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.024
    摘要:
    [目的] 研究构建适用于洞庭湖生态经济区的NbS协同效益评估框架,寻求提升区域水文节律适配度的差异化NbS实施方案,为生态敏感区的水文动态管理提供可操作的优化路径。[方法] 以洞庭湖生态经济区为对象,构建融合水文节律适配度指数(HRAI)与InVEST模型的NbS协同效益评估框架,综合分析NbS对洪水调蓄、生态补水和流量稳定性的影响。[结果] ①2022—2024年区域HRAI年均值由0.317提升至0.327,NbS措施可有效提升洪水调蓄与生态水文稳定性; ②丘陵湿地和林地可协同提升节律适配性与产水、土壤保持等生态服务供给能力,湖滨平原与建设用地集聚区提升有限。[结论] 在丘陵湿地可优先布局生态沟渠与植被恢复工程,平原地区推进生态缓释与分时调蓄系统建设,建设区推广雨水花园与透水铺装等海绵措施,能够提升可利用含水量、延长生态补水天数并优化洪水脉冲阈值,实现HRAI的稳定提升。
    2025,45(6):213-226, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.028
    摘要:
    [目的] 构建“因子筛选—模型评价—机制解析”技术路径,探究滑坡易发性评价中的预测精度较高的评价模型,揭示滑坡灾害发生的关键驱动因子,深入探讨复杂地质条件下滑坡影响因子的相互作用机制。为九寨沟景区及类似震后高隐蔽性滑坡区的灾害风险管控和生态保护策略制定提供科学依据。[方法] 以九寨沟景区为研究区,采用传统方法(层次分析法AHP、信息量法IV、确定系数法CF)与机器学习方法(XGBoost,LightGBM,CatBoost)进行易发性评价,基于相关性分析和共线性检验构建系统的评价指标体系,结合SHAP(shapley additive explanations)可解释性算法与最优参数地理探测器(OPGD)模型,识别关键驱动因子并探讨其作用机制。[结果] 滑坡易发性评价模型中,机器学习模型整体优于传统方法,CatBoost模型性能最优(AUC=0.927),高易发区集中于熊猫海、箭竹海、丹祖沟西北部、草海西南部及长海东南部;SHAP与OPGD共同识别距水系距离、归一化植被指数(NDVI)、坡向及多年年均降雨量为主要控制因子;OPGD交互作用探测显示距水系距离与距断层距离交互作用最强(q=0.33),多年年均降雨量与NDVI呈非线性增强关系(q=0.16)。[结论] 九寨沟景区内存在多处潜在滑坡高易发区,在高精度评价模型的基础上,SHAP算法对关键驱动因子的识别可靠,且多因子协同作用是九寨沟景区滑坡发育的关键机制。
    2025,45(6):227-235, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.040
    摘要:
    [目的] 探究榆林市降雨侵蚀力时空分布特征及变化趋势,为研究区域水土流失规律和制定水土保持工作提供理论指导。[方法] 基于榆林市及周边18个气象站1991—2023年的日降雨量数据,利用日降雨量侵蚀力模型计算各站点的降雨侵蚀力值;运用统计分析方法,探讨分析榆林市33 a降雨侵蚀力时空分布特征及变化趋势。[结果] 榆林市年均降雨侵蚀力为952.88 MJ·mm/(hm2 · h · a),年均侵蚀性降雨量为270.87 mm;榆林市各站点降雨侵蚀力和侵蚀性降雨量年内分布不均,主要集中在夏秋两季;降雨侵蚀力和侵蚀性降雨量空间分布均呈从西北向东南递增。未来降雨侵蚀力除吴堡站延续过去的趋势之外,其余各站点均与过去相反;榆林市降雨侵蚀力和侵蚀性降雨量未来将会逐渐减小。[结论] 榆林市年降雨侵蚀力呈波动上升趋势,各站点年际间降雨侵蚀力波动较大,区域未来降雨侵蚀力变化趋势预估呈减小态势。降雨侵蚀力变化趋向仍存在一定的不确定性,因此需加强水土保持治理和土壤侵蚀防治工作,特别是降雨侵蚀力上升的站点。
    2025,45(6):236-246, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.035
    摘要:
    [目的] 分析黑土地碳平衡能力与城镇化的关系,为推动土地合理利用以及黑土地的增固减碳,实现区域土地可持续发展和管理提供科学依据。[方法] 基于覆盖黑土地的22个地级市2007—2022年面板数据,采用Granger因果检验模型、土地利用碳排放强度测算模型和核密度估计法进行分析。[结果] ①黑土地碳排放呈现“两侧较高、中部较低”的空间分布特征,且随时间推移碳排放量上升呈“北上”态势。②按照城镇化水平与碳平衡能力影响关系可划分成增长型、反馈型、保护型和中立型4种类型。③经济增长较好城市的黑土地碳平衡能力与人口城镇化、经济城镇化和生态城镇化存在因果关系;工业化城市黑土地碳平衡能力与空间城镇化存在因果关系,其他城市黑土地碳平衡能力与城镇化综合指标存在因果关系。[结论] 未来应根据研究区不同影响类型因地制宜优化城镇化空间格局,实现黑土地区域生态与城市发展相平衡,助推黑土地保护与碳中和目标实现。
    2025,45(6):247-258, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.011
    摘要:
    [目的] 探究湖北省陆地生态系统碳储量与生境质量的时空演变规律、驱动机制及碳经济价值,为区域生态保护与绿色低碳发展提供科学依据。[方法] 基于2010—2023年土地利用数据,运用PLUS模型模拟2030年自然发展、经济发展及综合发展情景下的土地利用格局,结合InVEST模型评估碳储量与生境质量时空分异,利用地理探测器解析驱动因素,并通过复利现值法估算碳储量经济价值。[结果] ①土地利用呈“先扩张后优化”特征,2020年后生态政策有效抑制建设用地扩张,促进林地和水域恢复。②碳储量表现为“先降后升”,其空间分布呈现“西高东低”的态势,坡度、高程及NDVI对碳储量空间分布影响程度较强,社会经济因素影响逐年增大。③生境质量整体趋降但局部优化,低等级生境扩张,鄂西山地维持高质量,中部平原受人类活动影响显著。④综合发展情景通过生态修复与用地管控,碳储量经济价值最高(2.69×1013元)。[结论] 自然与人文因素协同驱动碳储量与生境质量的变化,综合发展情景可实现“增汇”与“提质”双赢,为湖北省生态规划提供科学支撑。
    2025,45(6):259-268, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.032
    摘要:
    [目的] 分析黄河流域资源型城市韧性与碳排放的耦合协调水平与时空分异,为推进全流域高质量发展提供科学依据。[方法] 基于构建城市韧性评价指标体系,运用耦合协调模型和空间自相关模型测度城市韧性与碳排放的耦合协调水平、时空演进,分析其空间集聚特征。[结果] ①黄河流域资源型城市韧性与碳排放分别呈递增与递减趋势,城市韧性变化幅度快于碳排放,且不同地区存在差异。②黄河流域资源型城市韧性与碳排放耦合协调水平呈“小幅提升—快速上涨”的特征,中游耦合协调水平增幅高于上游与下游。③不同地区耦合协调等级明显提升,但其差异较大。④部分资源型城市韧性与碳排放耦合协调逐渐向“高-低”区域集聚,具有空间聚集效应,呈现“块状”趋同特征。[结论] 黄河流域资源型城市需整合区域资源与要素优势,制定个性化的提升路径,实现“上游固碳增汇、中游降碳增效、下游低碳集约”的协同目标,促进黄河流域资源型城市韧性提升与碳减排目标协同推进。
    2025,45(6):269-279, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.013
    摘要:
    [目的] 研究农业新质生产力与绿色技术创新耦合协调关系,为保障粮食安全与生态安全,推动农业从“量增”转向“质效双升”提供科学依据。[方法] 基于2012—2022年中国30个省份面板数据,通过耦合协调模型和莫兰指数分析其时空分布特征,并通过固定效应和空间杜宾模型分析其碳减排效应。[结果] 全国及4大区域(东部、中部、西部、东北地区)的30个省份耦合协调发展总体呈现上升趋势,但近两年略有下降;耦合协调发展具有一定的空间集聚性,东部地区“高-高”集聚区省份稍有增加,西部地区“低-低”集聚区域提升不明显;农业新质生产力与绿色技术创新耦合协调发展能够促进农业碳减排且具有显著的空间溢出效应。[结论] 应因地制宜发展农业新质生产力和绿色技术,缩小地区间差异,建立跨区域协同机制以促进碳减排,促进区域间交流与协作。
    2025,45(6):280-289, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.030
    摘要:
    [目的] 探讨不同改造措施对杉木(Cunninghamia lanceolata)林分生长和碳储量的影响,为该地区杉木林制定合理的改造措施提供理论依据。[方法] 以湖北省太子山石龙林场管理局杉木人工林为研究对象,在近自然改造理论指导下,采取间伐补植(T1,间伐强度50%并补植木荷(Schima superba))和间伐(T2,间伐强度50%)措施,以未改造样地为对照(CK),测定了不同改造措施下杉木胸径、树高、单株材积、蓄积量,分析胸径结构分布,并比较乔木层、灌木层、草本层、植被层碳储量的差异。[结果] T1措施的胸径和单株材积3 a增长量均显著高于CK(p<0.05),不同改造措施间树高增长量无显著差异(p>0.05)。T1和T2处理的中大径阶(≥20 cm)林木比例显著提升,CK仍以小径阶林木为主。T1处理中,胸径3 a增长量在2~4 cm范围内的林木株数占比达28.3%,较CK显著提高23.7%,改造措施(尤其T1)使林分径阶结构向大径级方向偏移。各措施植被层碳储量均表现为:乔木层>灌木层>草本层,T1措施的植被层及乔木层碳储量3 a增长量与CK无显著差异(p>0.05),尽管T1措施当前植被层总碳储量仍低于CK(主要受间伐初期林木减少影响),但其后期较高的碳储量增长速度表明其长期固碳潜力更大;灌木层和草本层碳储量在各措施间无显著差异(p>0.05),然而,T1提高了灌木层碳储量的年均增量,T2则提高了草本层碳储量的年均增量。[结论] 间伐补植在促进杉木人工林生长、结构优化及关键碳库(乔木层)恢复与增长方面,效果显著优于间伐。在湖北太子山同类型杉木人工林的近自然化改造及提升森林碳汇功能实践中,推广应用间伐补植木荷技术是更为合理的选择。
    2025,45(6):290-297, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.029
    摘要:
    [目的] 针对黄土高原淤地坝碳汇核算中存在的测量方法缺失等问题,以陕西省榆林市米脂县高西沟小流域淤地坝系为对象,构建小流域尺度淤地坝碳汇精准测量方法体系,阐明坝地土壤有机碳(SOC)垂直分布规律,为淤地坝碳汇交易提供科学依据。[方法] 以米脂县高西沟小流域淤地坝系为对象,基于1978年1∶10 000地形图与2024年航空测绘数据,通过拟合坝高-面积曲线,计算泥沙淤积量;采用机械钻机实施全深度分层采样,获取研究区5座淤地坝312个土样并测定SOC含量,结合泥沙淤积量计算高西沟淤地坝系总碳汇量(包括减蚀减排量与增绿增汇量)。[结果] 高西沟淤地坝系累计淤积泥沙量为1.39×106 m³,保碳量20 459.37 t(以二氧化碳当量计),减蚀减排量7 160.78 t,增绿增汇量为489.75 t,碳汇量总计7 650.53 t。高西沟淤地坝坝地SOC垂直分布呈现显著表聚效应,但中层出现SOC含量异常峰值,可能揭示区域洪水沉积历史对坝地SOC垂直分布格局的塑造作用。[结论] 航空测绘结合早期大比例地形图的方法可直接应用于小流域淤地坝系泥沙淤积量计算,对黄土高原淤地坝碳汇监测具有重要参考价值。
    2025,45(6):298-308, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.034
    摘要:
    [目的] 揭示“一带一路”共建国家自然资本利用的时空演化规律及驱动机制,为区域可持续发展提供科学支撑。[方法] 基于改进的三维生态足迹模型,融合空间自相关分析与Tobit回归,构建“时空演变—空间关联—驱动机制”多维评估框架。[结果] ①人均生态足迹广度呈现梯度差异格局,新加坡始终为最低,而蒙古及拉脱维亚交替占据最高值; ②生态足迹深度两极分化明显,新加坡长期为极高水平,俄罗斯等国维持基准值; ③三维生态足迹呈现“发达国家高,发展中国家低”的分化格局,中国因能效优化增速趋缓,为发展中国家提供转型范式; ④空间关联呈现动态强化特征,Moran’s I指数从0.142升至0.298,俄罗斯等区域存在“高-高集聚”,南亚国家则以“低-低集聚”为主,中国空间关联由“低-高”向不显著转变; ⑤城镇化率、贸易开放度、可再生能源占比及生态承载力对三维足迹具有显著正向驱动作用,而净初级生产力和外商直接投资则呈抑制作用。[结论] “一带一路”共建国家自然资本利用呈现显著的空间异质性及路径依赖,需通过协调城镇化生态边界、优化贸易生态成本分配及破解可再生能源技术锁定等策略,推动差异化治理,实现自然资本的可持续利用。
    2025,45(6):309-319, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.001
    摘要:
    [目的] 探究农业生态韧性水平时空演进特征及主要障碍因子,为实现粮食安全和农业高质量发展提供科学参考。[方法] 基于2008—2022年黄河流域60个地级市面板数据,构建“抵抗与驱动—适应与重构—创新与发展”三维农业生态韧性评价体系,综合运用熵值法、Dagum基尼系数、探索性空间数据分析(ESDA)及障碍度模型对农业生态韧性进行测度。[结果] ①黄河流域粮食主产区农业生态韧性整体上呈波动上升的时序变化趋势和“东高西低、北强南弱”的非均衡空间分布特征。②总体空间差异较小,区域差异是总体差异的主要来源。③空间上呈显著的集聚特征,以H-H和L-L聚类模式为主,局部空间关联格局较稳定。④适应与重构能力是阻碍农业生态韧性提升的主要维度;农业科技投入水平和农村居民用电水平是主要的障碍因子。[结论] 黄河流域粮食主产区可通过实施分区农业生态建设,加强区域生态协同治理,建立低碳农业发展机制,提高农业生态韧性。
    2025,45(6):320-332, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.017
    摘要:
    [目的] 研究中国北方农牧交错带东段土壤水蚀时空变化,首次量化多因子交互作用对水蚀动态的影响,为该区域水土流失治理和生态环境治理修复提供决策依据和方法参考。[方法] 基于RUSLE模型,对中国北方农牧交错带东段2000—2023年的土壤水蚀时空分异特征进行了归因分析,对土壤水蚀动态变化的主要贡献因子进行了定量分析。[结果] ①农牧交错带东段多年平均土壤水蚀模数为777.94 t/(km2·a),大部分地区以微度和轻度为主,分别占总水蚀面积的69.3%和22.9%。②在2000—2023年,研究区土壤水蚀强度整体呈现轻微上升的变化趋势,上升率为0.90 t/(km2·a),东南部和西北部土壤水蚀强度减弱,西部土壤水蚀强度有所加剧。③农牧交错带东段土壤水蚀易发区主要分布在研究区中部赤峰市,西南部张家口市、锡林浩特市等地区。④农牧交错带东段2000—2023年土壤水蚀动态变化的主要贡献因子是植被覆盖管理因子,平均贡献率为64.18%,植被覆盖管理、水土保持措施和降雨侵蚀力的联合影响为23.12%,水土保持措施因子平均贡献率为10.57%,降雨侵蚀力因子平均贡献率为2.13%。RUSLE模型各参数间具有较强的交互作用,多因子联合影响对研究区水蚀动态变化有较大贡献。[结论] 中国北方农牧交错带东段2000—2023年土壤水蚀情况整体较为平稳,研究期间随着植被覆盖度的提高和水土保持措施的实施,一定程度上缓解了降雨侵蚀力增加对水蚀强度的加剧作用。但该区域土壤水蚀形势依然较为严峻,低植被覆盖区和未采取水土保持措施的区域是水土流失治理的重点区域。
    2025,45(6):333-343, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.038
    摘要:
    [目的] 分析中国省域耕地差异化生态补偿标准体系,为促进耕地生态产品价值实现、保障耕地资源的可持续利用提供参考。[方法] 采用改进的当量因子法评估全国及各省域旱地、水田、水浇地生态产品的价值。以全国耕地生态产品的平均非市场价值为依据,确定省际横向耕地生态补偿标准。以各省域旱地、水田、水浇地生态产品的非市场价值为依据,引入各省域的政府支付能力指数,确定各省域的省内纵向旱地、水田、水浇地生态补偿标准。[结果] 全国旱地、水田、水浇地生态产品价值分别为11 386.40,11 045.66,11 216.03 元/hm2;省际横向耕地生态补偿标准为7 492.08元/hm2;28个省域的旱地生态补偿标准为3 293.35(贵州)~15 741.81元/hm2(江苏);25个省域的水田生态补偿标准为2 911.51 (贵州)~19 557.56元/hm2(上海);20个省域的水浇地生态补偿标准为3 126.82(甘肃)~16 717.06元/hm2(北京)。[结论] 耕地具有重要的生态产品价值,生态补偿是其生态产品价值实现的重要手段。研究提出了“省际横向+省内纵向”的双层次生态补偿框架,兼顾了跨省域耕地生态保护责任分担与省内不同耕地类型的分类施策,可为政府制定差异化的耕地生态保护政策提供量化依据。
    2025,45(6):344-356, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.014
    摘要:
    [目的] 分析沂蒙山区县域乡村韧性时空格局及驱动因素,为判定差异化韧性提升策略,推动山区乡村全面振兴提供科学参考。[方法] 以沂蒙山区为研究对象,基于社会、经济、生态3个维度构建乡村韧性评价指标体系,采用熵值法、最优参数地理探测器等方法,系统分析2000—2023年沂蒙山区县域乡村韧性时空格局及驱动因素。[结果] ①2000—2023年沂蒙山区县域乡村韧性水平呈现先下降后提升的波动态势,总体处于中等水平;基本呈现东西高,中部低的空间格局,高和较高韧性区向西部收缩,而低和较低韧性区由中部向四周扩散。②2000—2023年沂蒙山区社会韧性呈现先下降后上升的变化趋势,经济韧性呈现先降后升、西高东低的分布格局,生态韧性呈现持续衰减态势,且衰减速率显著加快。③沂蒙山区乡村韧性时空分异受到自然环境、社会经济、区域政策等因素的共同影响。地均固定资产投资和地均财政收入的影响程度最高,路网密度、建设用地比重、人均耕地面积的影响程度持续增强,各驱动因素的交互作用呈现非线性增强或双因子增强效应。[结论] 乡村韧性提升需突破单一维度优化局限,构建以生态韧性为基础、经济韧性为关键、社会韧性为根本的协同提升机制,全面提升山区乡村应对内外部扰动的可持续发展能力。
    2025,45(6):357-368, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.010
    摘要:
    [目的] 分析云南省保山市传统村落人居环境适宜性空间特征及影响因素,为传统村落人居环境的建设与提升提供决策参考和理论支持,促进山地型传统村落的保护、利用和可持续发展。[方法] 以云南省保山市142个国家级传统村落作为研究对象,从自然环境、人文环境两方面构建涵盖地形、气候、经济等8个维度18项指标的评价体系,采用主客观组合赋权及空间可视化方法评估保山市传统村落人居环境适宜性水平及其空间特征,并综合运用地理探测器和地理加权回归模型分析影响传统村落人居环境适宜性的主导因素。[结果] ①保山市传统村落人居环境适宜性综合指数趋近于正态分布,且存在较为明显的空间聚集现象。②保山市传统村落人居环境适宜性的影响因素间存在显著的交互作用,其中商业设施密度与其他因素的协同作用是驱动空间分异特征的主导力量。③影响因素对保山市各传统村落人居环境适宜性的影响程度呈区域化差异。[结论] 保山市传统村落人居环境适宜性空间分异特征是多种影响因素共同作用下的产物,各因素影响程度呈区域化差异。传统村落需根据自身情况制定差异化人居环境提升方案。
    2025,45(6):369-379, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.037
    摘要:
    [目的] 精准评价西安市至延安市高速铁路(西延高铁)植被承载力,为研究区生态修复和西延高铁建设沿线边坡防护提供理论依据和数据支撑。[方法] 以西延高铁沿线黄土区为研究对象,综合考虑研究区气候条件、土壤质地、植被类型、坡度和坡向对承载力的影响,利用植被与土壤含水量的关系,量化了研究区当前的植被承载力。[结果] ①尽管区域植被覆盖整体呈改善趋势(显著上升区域占73.6%),西延高铁沿线却以稳定和显著退化区为主,突显了工程建设对局部生态的潜在压力; ②全区植被承载力上界为18.60%~100.00%,下界为4.40%~100.00%,约77%的区域超出承载力阈值。中西部黄土梁峁沟壑区与北部子午岭低中山区普遍超载,需实施以水土保持和现状维持为导向的低干扰策略;南部渭河平原、黄土台塬及部分北部区域仍低于承载力下限,建议采取工程避让与植被补植相结合的措施。[结论] 在西延高铁沿线进行护坡植被建设时,应以当地植被承载力为约束条件,合理控制植被密度。
    2025,45(6):380-391, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.008
    摘要:
    [目的] 分析甘肃省区域农业绿色发展水平演进趋势及区域差异,为促进区域农业绿色发展以及实现乡村振兴提供重要理论支撑。[方法] 通过构建农业绿色发展水平评价指标体系,运用熵权法对甘肃省及其14个市(州)的农业绿色发展水平进行测度,同时采用核密度分析和Dagum基尼系数分析各市(州)农业绿色发展水平的动态演变及区域差异。[结果] ①2014—2023年甘肃省农业绿色发展水平整体呈上升趋势,涨幅达到17.65%。区域农业绿色发展水平在空间上存在显著差异,整体呈现出:河西地区>陇东地区>陇中地区的梯度分布特征。②2014—2016年是甘肃省农业绿色发展的起步阶段,2017—2019年全省农业绿色发展水平显著提升,2020—2023年进入波动调整阶段。③2014—2023年甘肃省农业绿色发展水平的区域差异表现为先上升后呈现波动下降的态势,整体维持在合理范围内(<0.40),其中区域间差异的贡献度最大(整体贡献度约为52.33%),尤其是河西地区—陇中地区。河西地区—陇东地区之间的差距是造成农业绿色发展不平衡的主要原因。[结论] 2014—2023年,甘肃省农业绿色发展水平稳步上升,形成河西>陇东>陇中的空间分布格局,并经历了“起步—快速提升—波动调整”的演化阶段。目前河西地区农业绿色发展水平大幅领先于陇中、陇东地区。
    2025,45(6):392-405, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.006
    摘要:
    [目的] 评价吉林省西部“三生”功能并揭示各功能之间的耦合协调度演变特征,为吉林省西部“三生”功能合理发展提供参考。[方法] 运用多指标综合法和耦合协调度模型,分析吉林省西部2000—2023年“三生”功能及其时空演变特征,研究2000—2023年“三生”功能、生产—生活功能、生产—生态功能以及生活—生态功能之间耦合协调度的时空变化趋势。[结果] ①2000—2023年吉林省西部“三生”功能呈现显著上升趋势,从20.34提升至44.19,增长了66.22%,其中生产功能波动上升105.90%,生活功能增长139.07%,生态功能增长14.63%;②2000—2023年吉林省西部“三生”功能及各功能增长表现出显著的空间差异性。综合得分呈现增长趋势;生产功能呈现东高西低后两极分化的演变特征,生活功能东部及北部先行,后东部及中部领先,生态功能由南升北降转为西南递增; ③耦合协调度整体呈上升趋势,2000—2023年上升了0.16,由基本协调提升至中等协调。④“三生”功能耦合协调水平空间上呈现出以宁江区和洮北区为中心向四周递减的格局,生产—生活功能耦合协调水平呈现“东部高,西部低”且聚集成片,生产—生态功能耦合协调水平由四周向市辖区提升,生活—生态功能耦合协调水平呈现波动上升,整体表现为由东北部向西南部逐渐提高。[结论] 吉林省西部地区应发挥宁江区和洮北区的经济辐射带动作用,提高周边地区的生产及生活功能,同时继续保持对生态功能的高度重视。
    2025,45(6):406-418, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.022
    摘要:
    [目的] 分析中国西南地区南盘江流域NPP时空变化及驱动机制,为南盘江流域及相似山地喀斯特生态区的生态系统修复、水资源管理与生态安全格局优化提供科学依据与技术支持。[方法] 基于改进的CASA模型、最优参数地理探测器(OPGD)和时空地理加权回归(GTWR)模型,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、变异系数和Hurst指数,分析2001—2023年南盘江流域植被NPP的时空分布特征、波动程度、未来变化趋势与多因子对NPP的交互影响及驱动机制。[结果] ①南盘江流域植被NPP以高值区〔>800 g/(m² · a)(以C计)〕为主,占流域总面积的82.46%,其中85.52%的区域呈现持续增长趋势,变异系数(均值0.11)分析表明空间分布格局保持相对稳定,Hurst指数(均值0.64)的持续性分析进一步证实该区域NPP变化具有显著的时间持续性特征。②核归一化植被指数(KNDVI)(q=0.4648)和土地利用类型(q=0.382 4)是影响南盘江流域植被NPP的主要驱动因子,其中KNDVI与其他驱动因子的交互作用对NPP变化的解释力更为显著。③KNDVI对植被NPP的全域持续性正向驱动作用与人类活动的区域差异特征并存,太阳辐射和降水等气候因子对植被NPP的影响也在持续增强。[结论] 南盘江流域植被NPP总体呈现稳定增长态势,受植被状况、土地利用结构和气候条件的综合驱动。KNDVI在多因子交互中占据核心地位,成为影响区域生态系统生产力的关键指标。
    2025,45(6):419-428, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.039
    摘要:
    [目的] 研究内蒙古西乌珠穆沁旗退化草原生态经济损失的空间分异规律,识别主要驱动因子,为草原生态保护与恢复决策提供科学依据。[方法] 以西乌珠穆沁旗为研究区,基于2021—2023年草原监测资料、Landsat 8 OLI和Sentinel-2遥感影像,采用“遥感识别+地面验证”技术路线识别不同退化等级草原空间分布,构建包含产能损失和生态服务功能损失的经济损失评估模型,运用主成分分析和空间自相关分析等方法,系统测算草地退化经济损失规模及其空间异质性。[结果] 截至2023年,西乌珠穆沁旗草原退化面积达8.28×105 hm²,其中轻度退化4.28×105 hm²(28.3%)、中度退化2.66×105 hm²(17.6%)、重度退化1.34×105 hm²(8.8%),尚未突破不可逆退化临界点。草原退化造成的生态经济损失总额达2.62×109元,其中,生态系统服务功能损失1.50×109元,牧草减产直接经济损失1.12×109元。重度退化草原单位面积损失最高(6 433元/hm²),中度退化区对总损失贡献最大(40.4%)。主成分分析表明,单位产草量、退化面积和市场价格是主导驱动因子,累计贡献率达89.6%。经济损失呈显著空间集聚特征(Moran’sI=0.426),高损失区主要分布在人类活动强度较高的东北部、中西部和南部地区。[结论] 西乌珠穆沁旗草原退化呈现明显的空间分异特征,中度退化草原是经济损失的主要贡献源,人类活动强度是主导驱动因子。应采取差异化的保护与治理策略,优化区域生态治理体系,实现草原生态系统可持续管理。
    显示模式:
    摘要:
    [目的]针对露天煤矿排土场生态退化问题,探究不同植被配置下沙棘林对林下植物多样性与土壤养分的影响,明确适宜的生态修复配置模式。[方法]以内蒙古伊金霍洛旗满来梁露天煤矿排土场为研究区,对纯沙棘林(类型Ⅰ)、苜蓿与沙棘同年种植林(类型Ⅱ)、苜蓿早两年种植沙棘林(类型Ⅲ)3种沙棘配置类型进行植被群落调查和土壤化学性质测定,采用Pearson相关性分析和主成分分析(PCA)对其生态效应进行综合评估。[结果](1)3种配置之间林下植被多样性和土壤养分含量具有显著差异(p<0.05),物种多样性指数大小均为类型Ⅰ>类型Ⅲ>类型Ⅱ。(2)在0–40 cm土壤养分方面,土壤有机质含量为类型Ⅰ(7.54 g/kg-1)>类型Ⅲ(6.82 g/kg-1)>类型Ⅱ(6.65g/kg-1);全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾的含量均表现为:类型Ⅲ>类型Ⅰ>类型Ⅱ。(3)相关性分析显示,0-20 cm土层中,除碱解氮含量与物种多样性指数均呈负相关关系,其他土壤指标与物种多样性指数均呈正相关关系;在20-40 cm土层中,全钾、速效钾与物种多样性指数呈正相关关系,其他土壤指标与物种多样性指数均呈负相关关系,其中碱解氮相关性显著。(4)主成分分析中,类型Ⅲ在第1主成分得分最高,类型Ⅰ在主成分2和综合得分中最高。[结论]不同植被配置沙棘林的土壤化学性质及生物量均具有显著性差异。纯沙棘林在促进群落物种多样性及土壤养分提升方面综合表现最佳,苜蓿与沙棘同年种植模式最差。研究结果可为矿区排土场生态修复提供科学依据。
    摘要:
    [目的]深入揭示生态系统质量与服务功能之间的协调关系及其内在机制,是支撑区域可持续发展的核心科学问题。本研究以典型生态脆弱区与重要生态功能区——三峡库区重庆段5个重要区县为研究对象,旨在突破当前研究中“质-能”协同关系及驱动机制认知的不足,为库区生态管理提供科学依据。[方法]研究综合运用InVEST模型评估水源涵养功能、RSEI模型量化生态环境质量,引入耦合协调度模型诊断两者的协同关系,并借助地理探测器定量解析自然与社会经济因子对协调关系的驱动机制。[结果]①时序上,研究区生态质量持续改善,水源涵养量先降后升,波动显著;②空间上,二者协调水平呈现显著提升,并具有"四周高、中间低"的规律性地理分异格局;③驱动分析表明,高程和温度是主导驱动因子,自然因子间的交互作用显著增强了协调度的空间分异。[结论]三峡库区重庆段生态质量与水源涵养功能间协同关系显著增强,其协调状态受自然因子与人类活动的非线性耦合驱动。基于此,研究建议在后续生态建设中实施分区差异化策略,在高人类干扰区严格控制开发强度,在中高海拔生态敏感区加强植被恢复与水源涵养能力提升,以促进区域生态系统的整体协调与可持续发展。
    摘要:
    [目的]现行城市生产建设项目水土保持效果验收以“是否达标”的合规性判定为主,该方法能够明确红线,但难以在“同为达标”项目之间区分其治理质量与生态绩效差异,本文旨在构建一套面向合规项目的量化评价方法,以用于识别项目优劣并提出不同类型项目的提质方向。[方法]本文依据《城市生产建设项目水土保持技术规范》与《生产建设项目水土流失防治标准》为基础,结合海绵城市雨洪管理要求,构建包含“治理程度、土壤保持、植被措施、径流保持”4个准则层共11项指标的评价体系。采用熵权法(EWM)确定客观权重,并引入模糊综合评价法(FCE)处理评价等级边界的模糊性,建立EWM-FCE耦合评价模型。以西安市2024年完成自主验收报备的34个典型竣工项目(市政工程、房地产开发、公共服务设施)为样本开展实证评价与差异分析。[结果] 1)模型能够在遵守先行合规标准的前提下区分项目绩效差异,三类项目均值呈:“房地产开发类得分较高(72.54),市政工程居中,公共服务设施偏低(58.38)”的梯度格局。权重结果显示,径流保持类指标对综合绩效贡献突出,其中C9为关键约束因子,并与C10、C11共同构建影响项目得分上限的“雨洪调控链”的核心权重指标。类型对比表明:房地产项目在施工期控蚀与防护(C2–C5,尤其C3)方面更易形成优势;市政项目的提升空间主要集中在增强(C9–C11)的连续性;公共服务设施在海绵融合指标(C7、C10、C11)上更易出现短板叠加。[结论]本文提出的EWM–FCE模型可分析出项目综合得分、绩效等级及短板指标,实现对合规项目进行“优劣区分”和“分级评价”。该方法可用于建设单位项目自评诊断与监管精准核查,并为不同类型项目形成的差异化提质路径提供量化依据,推动城市水土保持由“合规管理”向“绩效管理”转型.
    摘要:
    摘 要:[目的]探究酒石酸(TA)作为改良剂添加对复垦土壤呼吸作用的影响,旨在揭示酒石酸添加下土壤呼吸的动态变化规律及其与环境因子的交互作用。[方法]以淮南西北部潘一矿复垦区土壤为研究载体,采用梯度控制实验设计,系统设置 TA 添加量梯度、浓度梯度,并耦合温度与土壤含水率双环境因子梯度,对复垦土壤呼吸速率进行长期连续定位监测[结果](1) 与TA添加量为0相比,TA添加量低于 675mg·kg-1时,表现为促进复垦土壤呼吸作用。TA添加量高于 675 mg·kg-1时,则表现为对复垦土壤呼吸作用抑制。(2) 当土壤温度、含水率发生改变时,向复垦土壤添加TA,培养期间复垦土壤的复垦土壤CO2日呼吸累积量呈现先快速上升后下降的变化趋势。对复垦土壤呼吸作用的促进作用表现为温度组:TA-35℃>TA-25℃>TA-15℃,含水率组:TA-25%>TA-15%>TA-35%。当温度为35℃时,培养20天的平均日呼吸累积量较CK组提高了11.03倍;含水率为25% 时,较CK组提高了5.14倍。(3)冗余分析表明,TA浓度是影响复垦土壤呼吸作用的关键因子,其次是温度。[结论]适量的添加TA能够显著提高复垦土壤的CO2呼吸速率并驱动土壤养分含量的动态变化,优化复垦土壤的理化与生物学性状,利于复垦土壤的长期稳定利用 关键词:复垦土壤;酒石酸;改良剂;土壤呼吸速率;理化性质
    摘要:
    【目的】识别西藏综合生态环境状态和探明西藏未来生态安全状况,为西藏创建生态文明高地、筑牢国家生态安全屏障和推进生态文明建设提供决策参考。【方法】基于PSR概念框架构建西藏生态安全综合评价指标体系,经实地调研,利用2011-2023年西藏社会经济发展和环境保护数据对西藏生态安全状况进行评价,采用单因素方差分析法分析影响西藏生态安全变化的主要因素,并基于灰色系统预测方法对西藏未来生态安全状况进行预测。【结果】2012-2022年西藏生态安全综合指数整体呈现上升趋势,生态安全状况不断改善;2023-2032年西藏生态安全综合指数将持续上升,生态安全状况处于并将较长期处于低水平稳定发展。【结论】西藏生态安全等级长期处于较低水平,生态系统结构属于低水平的稳定状态,生态安全仍然面临较大的压力威胁;西藏生态安全动态变化与全区第二产业占比、年末总人口、造林总面积、水资源总量和城镇化率有紧密联系。
    摘要:
    采矿过程中涉及的人类生产行为加剧了地表风蚀与沙尘释放,严重威胁区域生态安全与矿区生产活动。本文以鄂尔多斯市准格尔旗乌兰哈达露天煤矿排土场为对象,通过风洞模拟的方法,系统分析了3种防护措施不同规格及不同盖度的风速及输沙率进行测定,分析对比3种防护措施防风效能、空气动力学粗糙度、输沙率等。结果表明,不同措施内的风速廓线均符合对数函数分布形式(=a+bln(h)),防风作用在0~20cm高度范围内有效削弱风速;随着规格的增加,粗糙度增量减少,防风效果也逐渐降低;50cm高度后,防风效能迅速衰减,相同规格下,沙柳沙障防风效果好于PLA沙障,0.5m×0.5m规格的防风效果最好;而植物措施随着覆盖率的增加,防风效能逐渐增高。输沙率随高度的变化均符合三参数指数模型(q(h)=c+ae-h/b)分布形式,且相关性系数(R2)在4种函数模型中最高,综合风速与规格,阻沙效果最好为植物措施,大于PLA沙障,大于沙柳沙障。本研究可为干旱半干旱地区风蚀防治提供措施优选与配置依据,今后可结合长期野外监测与生态恢复需求,进一步优化适用于不同立地条件的防护体系,推动矿区生态安全与可持续发展。
    摘要:
    [目的] 探讨三峡水库沉积泥沙常量元素氧化物组成及其含量的沿程空间分布,揭示山区河道型水库泥沙常量元素地球化学循环特征。[方法] 以三峡水库泥沙为研究对象,分别采集河床沉积泥沙和悬移质泥沙样品,测定颗粒组成和常量元素氧化物组成及含量,计算化学蚀变指数(CIA)、钠钾比(RN/K)、硅铝比(Sa)、退碱系数(W)和残积系数(Ki),分析沉积泥沙地球化学指标的沿程空间分布特征。[结果] ①沉积泥沙以细颗粒为主,粉粒、黏粒和砂粒平均含量分别为87.04%、6.91%和6.05%。泥沙的全局分选性较差,偏度呈细偏至对称分布,峰态为中等。自上游至下游,沉积泥沙粒径沿程逐渐细化,颗粒分选性逐渐明显。②沉积泥沙常量元素以非金属氧化物SiO2为主,金属氧化物Al2O3、Fe2O3和CaO次之,K2O、MgO、Na2O含量较低,悬移质泥沙的CaO和MgO含量均略高于Fe2O3和K2O。空间分布上,SiO2和Na2O含量在沿程方向上呈递减趋势,Al2O3、Fe2O3、K2O和MgO含量则逐渐增加,而CaO含量未表现出明显分布规律。相较于平均上陆壳标准化值(UCC),泥沙中的SiO2、K2O和Na2O均呈亏损状态,Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO则相对富集。③三峡水库泥沙正处于温暖湿润气候下的中等化学风化阶段,沉积泥沙和悬移质泥沙的CIA、RNa/K、Sa、W和Ki均值分别为73.26和70.79、0.39和0.68、5.25和5.68、0.78和0.94、1.07和0.85。④除CaO以外,沉积泥沙的主要氧化物含量与颗粒组成显著相关(p<0.05)。[结论] 三峡水库沉积泥沙常量元素氧化物含量在其沿程方向具有明显的空间分异特征,这主要是受潜在物源的相对贡献、水动力分选引起的粒度效应等因素的影响。
    摘要:
    【目的】探究高速公路边坡植被与土壤环境因子的相互作用关系以及边坡植被恢复特征,揭示植被与土壤的互馈机制。【方法】采用野外调查取样的方法,在郑尧高速公路设置4个典型植物群落样地,标记为A、B、C、D,进行物种调查和土壤理化性质测定,对边坡植被恢复质量进行评价,采用Pearson相关性分析和冗余分析法对物种多样性指数和土壤环境因子进行相关性分析。【结果】样地优势物种共11科、16属、16种,灌木层以紫穗槐、荆条、构树为主,草本层以艾草、狗尾草、一年蓬为主。物种多样性从高到低顺序为B > D > C > A,土壤养分水平从高到低顺序为C > D > A > B,边坡样地恢复现状综合得分由高到低排序为C > D > A > B;物种多样性与土壤因子存在不同程度的相关性,与全氮、全磷、全钾、碱解氮及pH的相关性较大;冗余分析结果显示全钾与物种多样性呈显著正相关性,解释率为15.2% ,贡献率为16%。【结论】物种多样性与0-20 cm土层的土壤环境因子存在不同程度的相关性,物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数相互之间呈显著正相关,而三者与Pielou均匀度指数均无显著相关性;土壤环境因子是驱动边坡植物群落多样性分异的关键因素。
    摘要:
    [目的]研究流域植被覆被变化特征及其水沙效应,可为流域治理和河流水沙调控提供科学依据。[方法]基于2000-2021年逐月与逐年的水沙、NDVI和降水数据,以及2000-2024年逐年植被生长季的NDVI、降水与气温数据,通过相关分析、偏相关分析、多元线性回归模型分析等方法,分析钦江流域植被覆被年际和季节变化及其水沙效应,以及多元回归残差分析探讨植被覆被变化的驱动因素。[结果]①2000—2021年钦江流域植被持续恢复,NDVI呈上升趋势,与输沙量形成显著负相关关系;多元线性回归模型表明植被与降水可有效解释输沙量变化,年降水量增加1 mm,年均NDVI增加0.1时,年输沙量减少3.05×10? t。②钦江流域NDVI的季节变化表现为夏季>秋季>春季>冬季,植被对水沙过程的调节具有明显季节差异:夏季植被拦沙作用最强,输沙量与NDVI负相关;与春、冬季则呈正相关,体现出植被水土保持效应的季节非对称性。③气候变化与人类活动对植被变化的总贡献率均超过90%,气温升高和植树造林是促进植被恢复的主要因素,降水丰富和气温较高的中下游区域贡献率要高于上游,而城镇的扩张对植被覆被具有抑制作用。[结论]钦江流域的植被恢复减沙效果明显,多元线性回归模型可以较好地反映输沙量的变化,在北部湾河流流域具有一定的实用性,未来需重点关注城镇区域的生态建设。研究结果可为平陆运河建设背景下的水沙调控、生态修复及流域治理提供一定的科学依据。
    摘要:
    摘 要: 以典型干旱区绿洲城市肃州区为研究对象,融合联合国可持续发展目标框架、千年生态系统评估体系与中国人类福祉功能结构,构建适用于干旱半干旱地区的人类福祉多层次评价体系,运用生态系统服务价值核算、耦合协调度模型、随机森林算法及时空地理加权回归模型,考察2003—2023年肃州区生态系统服务与人类福祉的时空演变特征、耦合协调关系及其驱动机制。研究结果显示:(1)考察期内,肃州区生态系统服务价值总体呈现先下降后上升的态势,由2003年的89.62亿元下降至2013年的82.35亿元,再上升至2023年的83.17亿元。其中,调节服务价值占比达60%,构成生态系统服务价值的主体。人类福祉指数则由0.28提升至0.51,其中,以人均GDP与公共服务为代表的发展功能增长最为迅速,年均增幅达2.94%。(2)生态系统服务与人类福祉的耦合协调关系呈现出以拮抗至磨合为主导的演变格局。2003年以中度失调型为主,占比62.5%,至2023年磨合型区域占比上升至58.3%,其空间分布呈现外围南部祁连山沿线为高-高集聚区,中部城区及绿洲农业区则为低-低集聚区。(3)城市化进程与农业开发强度是制约生态系统服务与人类福祉协调发展的主要因素,其占比分别为58.7%和42.3%,而植被覆盖度提升、第三产业比重增加以及城乡收入差距缩小则表现出显著促进作用,且各驱动因素的影响具有明显的时空异质性。
    摘要:
    [目的]探索不同类型灌木林带的防风效果,为黑龙江省“三北”工程六期进行乔灌混交模式的构建以更新林带提供理论依据与技术支持。[方法]以黑龙江省西部土地沙化区4条防风固沙林为研究对象,采用方差分析、主成分分析、冗余分析(RDA)等方法,对不同林带不同高度不同距离的风速变化、防风效能、风速降幅与林带基本特征、地表粗糙度、土壤颗粒机械组成及分形维数的关系进行探究。[结果]榆(Ulmus pumila)林带在垂直高度100 cm以下背风面5H(H为林带株高)距离内的防风效果最佳,对风速廓线改变最明显,丁香(Syringa oblata)林带对背风面5H处的风速阻碍作用最弱,风速基本恢复至迎风面1H;胡枝子(Lespedeza bicolor)林带的地表粗糙度(2.83)最高,与其他3种林带之间存在显著差异(P<0.05);土壤粒级比例中,粉粒、极细砂粒、细砂粒3种粒径占全部粒径的比例达到84.42%~92.80%,灌木柳(Salix saposhnikovii)林带的分形维数(2.56)最低,与其他3个林带存在显著性差异(P<0.05),胡枝子林带的分形维数整体高于其他3条林带;丁香、灌木柳林带的风速增加率随高度的增加表现为逐渐减小的趋势;丁香林带在10 cm高度的防风效能高达199.59%,与其他林带存在显著差异(P<0.05),胡枝子林带在50 cm高度以下的防风效能较高;RDA分析显示同一距离处的防风效能与风速降幅均存在极显著正相关性(P<0.01);中、高层风速增加率与株高、带宽、保存率显著负相关(P<0.05),林带宽度和保存率是重要变量,林带基本性质中的株高、带宽、保存率对林带的防风效果影响最大。[结论]不同植物生长特性的差异直接影响防风效益,建议在春季大风期间,应以栽植矮生丛状、枝条密集型植株的灌木林带为主,如胡枝子,并适当增加行数,以达到最佳的防风效果,研究结果对于提升现有防护林防风效能、拓展“三北”工程防沙治沙效果等方面,具有重要的实践意义。
    摘要:
    [目的]伊犁谷地黄土滑坡灾害频发,研究滑坡区优势草本植物根系力学特性及其根土复合体力学强度,为伊犁地区滑坡植被护坡与灾害防治提供依据。[方法]以伊犁谷地加朗普特滑坡为研究区,结合野外植被调查与室内试验,开展黄花棘豆、线叶嵩草、冷地早熟禾与天蓝苜蓿4种优势草本植物的单根拉伸试验,并对线叶嵩草根土复合体进行不同植被覆盖率(含根量梯度)条件下的直剪试验,以揭示根系力学特征及其对根土复合体抗剪性能的影响规律。[结果]单根拉伸试验结果表明,4种植物的单根抗拉力排序为:冷地早熟禾>天蓝苜蓿≈黄花棘豆>线叶嵩草;4种植物的单根抗拉强度排序为:冷地早熟禾>线叶嵩草>天蓝苜蓿>黄花棘豆,4种植物根径与单根抗拉力呈幂函数正相关,与抗拉强度呈幂函数负相关;直接剪切试验表明,线叶嵩草根土复合体抗剪强度随植被覆盖率增加呈先增后减趋势,在植被覆盖率为50%(对应含根量6.71 mg/cm3)时达到峰值,粘聚力最大提升328.74%。[结论]本研究揭示了优势草本植物根系的力学特征以及其对根土复合体力学性能的增强机制,确定了最优植被覆盖率,为伊犁谷地黄土滑坡区的生态护坡与灾害防治提供了理论依据与实践指导。
    摘要:
    [目的]科学评估县域综合发展质量是推进新型城镇化、实现区域协调与可持续发展的关键环节。[方法]基于新型城镇化与协同发展的核心内涵,从“社会—景观—生态”三维视角构建综合发展质量评估框架。综合运用泰尔指数、探索性时空数据分析及障碍度模型等方法,对2012-2023年山西102个县域单元的综合发展质量进行时空格局解析与障碍因子诊断。[结果](1)山西省县域综合发展质量呈缓慢提升态势,年均增长率1.28%,空间上呈现“大分散、小集中”的格局,高水平区集聚于中部及晋东南,低水平区分布于运城盆地。(2)总体差异呈波动收敛趋势,但62.75%的差异来源于地市内部,晋城、吕梁、长治等市内部差异呈扩大趋势。(3)全局空间相关性显著但持续减弱,局部空间结构表现出强烈的“路径依赖”与“空间锁定”特征。(4)社会发展质量是当前最主要的制约维度,其中邮政电信业务总量、规模以上工业企业利润总额及地均固定资产投资是三大核心障碍因子;同时,生态系统与景观格局的制约作用正逐步显现。[结论]山西省县域综合发展质量有所提升,但仍面临内部失衡、空间锁定及多维制约等挑战,未来需统筹推进社会经济与生态保护,以实现三维协同提升。
    摘要:
    [目的]生态产品价值实现是通过政策、市场与技术的创新,将生态优势转变为经济发展优势,其成效评价结果是价值转化程度的一种衡量。[方法]文中以西北地区29个典型案例为研究对象,构建了“资源-机制-效益”三维评价体系,并基于熵值法和综合指数法,测算生态产品价值实现的总体成效、各阶段成效以及不同模式的成效。[结果](1)生态产品价值实现案例的总体成效呈现显著差异,16个案例未达到36.47的平均水平,价值实现仍有提升空间。多元机制协同是生态产品价值实现过程的核心阶段,综合效益产出受政策时滞等影响,成效显现相对缓慢且得分偏低。(2)现有的生态产品价值实现模式均包含产业化的价值实现路径。“交易+产业化”“修复+交易+产业化”和“补偿+产业化”的成效得分分别为46.27、41.72、38.62,成效评价结果较好。(3)“产业化”与“修复+产业化”两种模式均以多元机制协同为首要成效,“补偿+产业化”模式在综合效益产出方面的成效得分最高,达到48.86。[结论]西北地区生态产品价值实现已取得阶段性成效,但仍面临综合效益产出较低的问题。在后续推动生态产品价值实现的过程中,需以综合效益最大化为导向,建立健全多元协同机制,持续优化市场交易环境。
    摘要:
    [目的]黄河流域是中国重要的生态屏障与经济地带,其生态环境质量是实现区域可持续发展的基础。本研究旨在为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学支撑。[方法]本文以黄河流域内蒙古段为研究对象,基于1990—2023年土地利用数据,采用多维度分析方法,结合土地利用动态变化与空间转移矩阵,运用价值当量评估体系量化区域生态系统服务价值(ESV),并通过生态贡献率揭示不同土地利用类型与ESV之间的相互作用关系。同时,借助intPLUS模型模拟了2035年自然发展、耕地保护、生态保护与城镇发展四种情景下的土地利用格局及ESV演变趋势。[结果]①草地与未利用地是黄河流域内蒙古段的主要土地利用类型,建设用地与林地面积持续增加,未利用地、耕地及水域面积呈下降态势。土地利用类型转变总面积达47272.91km2,转出最多的地类分别为水域、林地、建设用地;草地是转入规模最大的地类。②1990—2023年研究区ESV小幅下降0.85%,草地为核心贡献类型,空间呈“东北部高,西部区低”格局,各阶段ESV变化率的高值区与低值区空间集聚程度明显③2035年四种情景模拟中,仅生态保护情景可实现ESV增长,城镇发展情景下ESV损失最为显著;草地ESV变化主导整体趋势。[结论]研究揭示了黄河流域内蒙古段土地利用变化与生态系统服务价值的耦合机制,拓展了该区域ESV研究的理论与方法体系,为协调区域生产活动与生态保护提供了科学依据。
    摘要:
    [目的]气候变化背景下,山区农村山洪灾害风险持续加剧,传统城市防洪评估难以适配农村“自然-社会”复合致灾特点。本研究旨在突破以往单一维度研究范式,将农村山洪韧性与生态系统调节服务置于统一框架下,探索二者耦合协调关系的时空演变规律。[方法]研究以山洪高发且生态地位关键的川西南地区为对象,采用“压力-状态-响应”(PSR)模型构建农村山洪韧性评估体系,并运用修正的土壤流失方程(RUSLE)和水量平衡方程测算土壤保持及水源涵养服务量,最终利用耦合协调度模型定量解析两系统协调关系。[结果](1)2013-2023年间,农村山洪韧性水平由0.343提升至0.471,但空间上呈现稳定的“北高南低”格局。(2)生态调节服务与水热格局相匹配,同时受气候波动影响,并非线性变化,具有明显的地域分异。(3)耦合协调关系表现出显著的功能分异与空间极化特征。农村山洪韧性与土壤保持的协调性更优;但与水源涵养的协调性呈现剧烈两极分化,北部多处于“优质协调”,而南部凉山腹地长期处于“中度失调”乃至“严重失调”状态。水源涵养功能的提升受到更为严格的自然本底约束,易形成短板效应。[结论]未来的农村山洪韧性提升策略应避免“一刀切”,需对北部协调区侧重提质增效,对南部失调区侧重补短板与适洪恢复,特别是推广耐旱植被与坡改梯相结合的模式,以实现人-水-土系统的协调发展。
    摘要:
    [目的]水生态系统服务供需价值研究对于城市水生态修复具有关键性的影响。[方法]本文以哈尔滨市为研究对象,运用INVEST模型、GIS空间分析及统计学方法,探究城市水生态服务供给与需求之间的相关性及匹配程度,并基于耦合协调模型进行生态分区规划。[结果]研究表明:整体水系大致可以分为一干流五支流,松花江为最大干流,东西向横穿城区,支流由南向北纵贯城市中心5个行政区域,目前均为自然地理条件形成的暴雨行洪通道。哈尔滨年产水量与水质净化能力呈“中间高、两侧低”的分布;而土壤保持力则与地形陡峭程度成反比,这表明水生态服务供给呈现显著的空间异质性;服务需求强度则由主城区向外围梯度递减,南岗、香坊等西部中心城区因人口密度、GDP及土地开发强度指数较高而形成需求峰值区。对以上供需计算结果进行分析研究表明,城市水生态服务供给与生态服务需求之间具有较强的相关性,可进一步进行协调度分析。最终耦合协调模型结果显示哈尔滨市水生态服务耦合协调度取值范围在0-0.8之间,平均值为0.4左右,呈现轻度失调的状况。协调度空间差异明显,失调比重为总面积的40%左右。[结论]依据以上计算结果并结合城市规划目标等相关政策,将哈尔滨市城市生态修复区域规划为生态改良区、生态涵养区、生态缓冲区及生态保护区等四个区域,并提出相应的规划措施和建议,以期为哈尔滨城市水生态修复实践提供可参考的理论依据。
    摘要:
    [目的]城市扩张如何通过复杂的人地交互作用驱动景观破碎化,是可持续城市规划领域的一个重要研究议题。[方法]为揭示其空间格局与驱动机制,以京津冀地区为案例,选取2000、2010及2022年三个时间点,引入9个自然和人为因素,集成空间自相关、XGBoost–SHAP模型与PLS–SEM模型进行综合分析。[结果]结果表明:①京津冀地区景观破碎化整体呈现加剧态势,且具有显著的空间集聚效应,其中高破碎化热点区域主要集中于西北部燕山山脉以及太行山脉沿线地区;②XGBoost–SHAP模型显示景观破碎化驱动因素重要性排序为:土地覆被变化强度>坡度>土壤有机碳含量>人类干扰强度>高程>年降水量>年均气温>不透水面膨胀强度>人类足迹,其中土地覆被变化强度、坡度、年降水量与年均气温主要对景观破碎化起正向驱动作用,而土壤有机碳含量与人类干扰强度则表现为负向抑制作用;③PLS–SEM路径分析进一步厘清了各因素及因素间的作用路径,其中土地覆被变化强度对景观破碎化存在直接的正向影响,而坡度、土壤有机碳含量、高程、年降水量、年均气温及不透水面膨胀强度主要通过影响人类干扰强度、土地覆被变化强度与人类足迹产生间接影响。[结论]通过多模型融合,明确了京津冀的景观破碎化特征及驱动机制,补充了城市群地区破碎化研究理论。研究成果为解析景观破碎化的复杂成因提供了集成“机器学习归因”与“结构方程验因”的新范式,为区域的景观格局研究提供了可借鉴的分析路径及方法参考。
    摘要:
    [目的]本研究旨在揭示在不同沙区铁路桥平曲线半径条件下,铁路桥及其周围风沙输移规律和桥面积沙分布特点,为沙区铁路桥的风沙防护设计提供理论依据。[方法]结合野外风动力环境实测数据,采用计算流体力学(CFD)方法,利用欧拉双流体模型,模拟了在9 m/s来流风速下,净空高度为5 m,平曲线半径(R)分别为200 m、400 m和600 m的铁路桥周围流场与桥梁表面积沙情况。[结果]数值模拟结果表明:(1)铁路桥周围流场存在稳定的功能分区(减速区、加速区、涡流区),分区范围受桥梁曲率影响。(2)桥梁迎风面的几何形态(凸面迎风或凹面迎风)会对风沙流产生“导流”或“汇聚”效应,是影响铁路桥表面积沙分布的关键因素。(3)铁路桥平曲线半径越大,桥面整体风速分布越均匀,桥梁整体输沙能力越强,桥面积沙量越少。[结论]沙区铁路桥进行设计时,应优先采用较大的平曲线半径,并结合当地主导风向,将桥梁的“凸面”布置为迎风侧,这样可有效疏导风沙流,显著减轻桥面积沙危害。
    摘要:
    [目的]通过分析库布齐沙漠东缘三种防风固沙人工灌木林碳储量及其分布格局,为我国西部地区荒漠生态系统碳汇功能评估及生态恢复策略的制定提供数据支持。 [方法]以鄂尔多斯市展旦召的柠条(Caragana korshinskii)灌木林、沙柳(Salix cheilophila)灌木林、羊柴(Corethrodendron?fruticosum)灌木林为研究对象,通过野外调查与实验分析相结合的方法,系统阐明了库布齐沙漠东缘防风固沙灌木林生态系统碳密度及其影响因素。 [结果](1)在防风固沙灌木林中,柠条林生态系统碳密度最高,其次为沙柳林和羊柴林,造林后较未造林沙地分别提高了157.71%、102.40%和24.82%。土壤层是各灌木林生态系统中的主要碳库,贡献了89.1%~96.0%的碳密度。(2)三种防风固沙灌木林中,柠条林和沙柳林中各组分碳密度依次为根系>枝条>叶,其中根系占比分别为68.75%和45.72%,而羊柴林中各组分碳密度依次为枝条>根系>叶,其中枝条占比48.47%,其次为根系40.49%。(3)土壤层碳密度方面,柠条林和沙柳林集中于0~20cm表层,且随土层深度的增加而降低,而羊柴林和未造林沙地则集中于中下层(20~60cm)。(4)经过相关性和冗余分析表明,全氮(TN)和速效磷(AP)是影响库布齐沙漠东缘灌木林碳密度的核心驱动因子。 [结论]在建植防风固沙灌木林时,选择柠条林更有利于促进生态系统碳储量的增加,且在造林过程中需对防风固沙灌木林添加氮肥。
    摘要:
    [目的]砒砂岩区是黄河中游区粗泥沙的集中来源区之一。该区降雨短促集中,下垫面条件复杂,水土流失极为剧烈。探明砒砂岩区天然降雨条件下不同土地利用类型坡面产流产沙特征,可为深入研究该区土壤侵蚀机理提供理论和数据支撑,对于指导未来该区生态修复工作有重要意义。[方法]本文以内蒙古伊金霍洛旗砒砂岩区小流域为研究区,基于该区2018~2023年天然降雨产流产沙观测数据,对该区降雨类型进行划分,研究天然降雨特征与不同地类产流产沙量的关系,以降雨特征和坡度建立不同地类产流产沙模型。[结果](1)降雨类型可划为3类,Ⅰ类降雨为短历时中雨,是研究区主要的降雨形式,占降雨总次数的80.6%;Ⅱ类降雨为中历时大雨,降雨发生频率较低,占降雨总次数的18.6%;Ⅲ类降雨为长历时中雨,发生频率较低发生频率最低,占降雨总次数的0.8%;I型和II型降雨是研究区坡面径流的主要来源,I型降雨是研究区坡面产沙的主要来源;(2)不同雨型下,15度坡面产流产沙规律整体呈I型降雨>II型降雨>III型降雨的规律,不同地类坡面产流产沙规律整体呈裸地>耕地>草地>林地的规律;(3)土地利用类型和坡度的交互作用是影响Ⅰ型降雨产流量的主要因素;土地利用类型、坡度单因素和交互作用对Ⅱ型降雨产流产沙量均有影响;土地利用类型是影响ⅠII型降雨产流量的主要因素。[结论]本文构建的不同土地利用类型下降雨与产流产沙量模型,可用于砒砂岩区不同土地利用类型土壤侵蚀的模拟。
    摘要:
    摘要:[目的]河西走廊作为我国西部干旱区重要生态安全屏障,探究其生态系统服务价值时空演变规律与驱动机制,对于理解干旱区生态系统问题、协调地区生态保护与可持续发展具有重要意义。[方法]本文基于2000-2023年土地利用数据、地区粮食产量和价格等数据,修正得到河西走廊生态系统服务价值系数表后,系统分析了该地区生态系统服务价值的时空演变特征。并结合地理探测器和地理加权回归模型进一步分析各因素对地区生态系统服务价值的影响。[结果]①研究期地区土地利用类型以未利用地和草地为主,建设用地与水域的面积增长尤为显著。②研究期地区生态系统服务价值总量呈波动增长。其中,水域生态系统服务价值增幅最为明显,调节服务和支持服务占主导地位;生态系统服务价值呈“南高北低、东高西低”的空间分布格局。③地理探测器结果表明社会经济因素解释力最强,自然因素次之;地理加权回归模型结果表明,土地利用综合指数与生态系统服务价值呈正相关。年降水量与生态系统服务价值以正相关为主,局部呈负相关。人口总数与生态系统服务价值以负相关为主,局部呈正相关。NDVI、高程与生态系统服务价值整体表现为东南部正相关转变为西北部负相关。[结论]河西走廊“山地-绿洲-荒漠”三大生态功能区生态系统服务价值空间差异显著。未来,南部祁连山区应强化水源涵养与生态屏障功能;中部绿洲区着力协调人类活动与生态用地的关系;北部荒漠区则优先推动自然恢复,以保障区域生态安全与可持续发展。
    摘要:
    [目的]研究黄河流域陕西段生态脆弱区砂质坡面侵蚀规律,确定砂质坡面侵蚀控制的有效植被盖度,为矿山生态修复与水土保持提供理论参考和数据支撑。[方法]本文采用野外调查、原位监测与数值模拟相结合的方法,在陕西省渭南市合阳县洽川镇申东砂场建设了三种坡度、四种坡长、三种植被情况,共计12个大区,48个野外径流小区;构建了研究区砂质坡面土壤水力侵蚀预测模型(Water Erosion Prediction Project, WEPP);模拟了研究区砂质坡面侵蚀规律;以产沙量减少系数增量()突变为依据,确定了砂质坡面土壤侵蚀控制的有效植被盖度。[结果]①基于野外原位监测数据,构建了研究区砂质坡面土壤侵蚀WEPP模型,对WEPP模型的参数进行了率定,获得了模型相关参数。②基于所建的WEPP模型和所获的参数,对砂质坡面侵蚀模拟表明,砂质坡面侵蚀存在临界雨强,在不同降雨、坡度、坡长时临界雨强不同。当雨强大于临界雨强时,相同雨强下砂质坡面径流量与产沙量顺序为日降雨量70mm>50mm>30mm。砂质坡面径流量顺序为:坡度25°>15°>35°,坡长24.4m>12.2m>30.0m;砂质坡面产沙量顺序为:坡度35°>25°>15°,当最大雨强(Maximum Precipitation Intensity,PImax)<45mm/h时,坡长24.4m>30.0m>12.2m;当PImax>45mm/h时,坡长30.0m>24.4m>12.2m。③数值模拟表明,以10%为依据,当坡度为15°和25°,控制砂质坡面侵蚀的有效植被盖度为20%~30%;当坡度为35°,其有效植被盖度为30%~40%。[结论]研究表明,黄河流域陕西段砂质坡面侵蚀存在临界雨强,分析了不同坡度、坡长、降雨与植被盖度下砂质坡面侵蚀规律,确定了不同坡度砂质坡面侵蚀控制的有效植被盖度,上述研究结果为黄河流域生态脆弱矿区生态修复与水土保持措施优化提供了依据和示范。
    摘要:
    [目的]探究露天排土场不同恢复年限草本植物根系对土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力的影响,为矿区生态环境恢复和水土保持效益评价提供科学依据。[方法]选取高羊茅、紫花苜蓿为研究对象,以荒草地为对照,通过LB法模拟暴雨侵蚀扰动情况下对恢复不同年限(1,3,5a)和不同深度(0-10,10-20,20-30cm)的2种草本植物进行处理,对直径R>0.2mm团聚体含量(WR>0.2)、平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)和土壤可蚀性因子K值进行测定。分析了紫花苜蓿和高羊茅土壤团聚体组成和稳定性以及在不同年限、不同土层间根系与土壤可蚀性的关系,并进一步探究其影响因素。[结果] ①5a生紫花苜蓿在表层(0-10cm)的根横截面积比(RAR)较1a增加了16.03倍,高羊茅增加了5.6倍,且紫花苜蓿深层(20-30cm)根生物量密度(RMD)的增幅(16.56倍)高于高羊茅(5.5倍)。②两种植被根系影响下的土壤在快速湿润(FW)扰动模式下团聚体稳定性指标MWD和GMD总体表现为5a>3a>1a>荒草地,在土层深度上表现为S3(20-30cm)>S2(10-20cm)>S1(0-10cm)。土壤可蚀性因子K值则有相反的趋势。③对于反映大团聚体占比情况的WR>0.2指标,紫花苜蓿根系生长5a后的20-30cm深度范围土层WR>0.2较1年生和3年生分别增加25.46%和7.93%,而高羊茅根系生长区仅0-10cm深度范围内大团聚体占比有小幅度提高。[结论]对于近乎重构性质的排土场边坡浅层土体,直根型紫花苜蓿的生长区内土壤团聚体稳定性指标WR>0.2、MWD和GMD与RAR相关性明显大于须根型的高羊茅,紫花苜蓿根系有利于大团聚体的形成和增强深层土壤的稳定性,高羊茅通过表层密集的须根物理缠绕减少团聚体颗粒的分散,使其表层土壤抗侵蚀能力优于紫花苜蓿。
    摘要:
    摘要:[目的]探明南方低山丘陵区不同生长年限杉木人工林水源涵养能力的差异,为了解杉木人工林的水源涵养能力及其科学管理提供依据。[方法]根据长汀县杉木人工林栽植情况,选择5个不同生长年限(3、4、7、8、11年)杉木人工林作为研究对象,通过野外调查与室内试验相结合并采用单因素方差分析法对林分地表枯落物层(蓄积量、持水量、拦蓄能力和持水过程)以及土壤层(容重、孔隙度、饱和导水率和拦蓄能力)进行研究,通过累加计算两层的水源涵养量来对林分整体水源涵养能力进行综合评估。[结果](1)5种林分枯落物层水源涵养量为8.51~17.10 t/hm2,大小依次为11年>4年>3年>8年>7年(2)5种林分土壤层水源涵养量为352.90 t/hm2~504.58 t/hm2,大小依次为8年>7年>11年>4年>3年(3)林分枯落物层和土壤层水源涵养量的总和为362.96 t/hm2~513.45t/hm2,大小依次为8年>7年>11年>4年>3年。[结论](1)杉木林枯落物层、土壤层及林地水源涵养能力随生长年限呈非线性增加(2)枯落物层水源涵养能力主要是受到枯落物蓄积量和分解程度的影响,土壤层水源涵养能力主要是受到林木根系生长和土壤养分的影响(3)土壤层有效蓄水量占整体的95%以上,林地土壤是林分杉木人工林涵养水源的主体(4)建议3到4年主要从土壤层开展,进行土壤物理结构改良,提升土壤的渗透性能,8年到11年可能出现衰退的阶段,可通过提高土壤养分,合理管理枯落物层的积累和分解,同时也可进行杉木与阔叶树混交来提升。研究结果为杉木人工林的可持续经营提供理论参考。
    摘要:
    [目的]为探究光伏电站的长期运营对沙漠、戈壁、荒地3种典型生态脆弱区土壤理化性质的影响。[方法]本研究选取甘肃省河西走廊地区运营超过10年的古浪县黄花滩新诚光伏电站、民乐县三墩滩光伏电站、民勤县红砂岗华电光伏电站(所处地貌类型分别为沙地、戈壁和荒地)为研究对象,通过野外采样与室内分析,系统研究了3种下垫面的光伏电站在光伏板板檐(FP)、板下(UP)、板间(IP)及电站外围(CK)0-60 cm土层中的土壤容重(BD)、土壤含水率(SWC)、pH值、电导率(EC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等指标的变化及其提升率。[结果]光伏电站建设显著改变了土壤水分布与养分状况,其影响程度和方向各有不同。沙漠土壤的BD和EC分别降低10.04%和25.19%,SWC、TN显著提升了97.48%、56.00%(p < 0.05),SOC、TP、TK的增幅在11%-15%之间;戈壁土壤的SWC、EC、SOC和TP增幅显著(p < 0.05),分别达375.19%、43.55%、24.79%和24.06%,TN增幅为14.13%,BD和pH分别降低了20.30%和6.04%;荒地土壤的各项指标均呈正向提升,SWC和TK增幅最大,分别为54.93%和83.55%,其余指标增幅在14%-19%之间。各指标变化幅度均随土壤深度增加而减小,以0-20 cm土层最为显著(p < 0.05)。[结论]光伏电站的长期运营对3类土壤均有改良效应,尤以对戈壁区表层土壤(0-20 cm)土壤的改良效果最为显著。
    摘要:
    [目的]植被在保护生态多样性、水土保持与水源涵养、支持人类生存与发展等方面发挥着巨大作用,厘清其未来变化趋势及驱动因子对于区域生态环境发展具有重要意义。[方法]本研究以皖西大别山区为例,基于2000-2023年归一化植被指数(NDVI)数据集,采用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kend-all检验、稳定性分析和未来趋势分析以及地理探测器探讨NDVI对于自然和社会经济等不同因素的响应。[结果]①从时空变化上看,2000-2023皖西大别山区NDVI年均值为0.73-0.79,时间上呈上升趋势,空间上总体呈西北高、东南低的分布特征,多数属于优质植被区。②从未来变化趋势上看,皖西大别山区NDVI未来变化整体呈现增加趋势,南部和北部少数地区呈现极显著减少趋势;NDVI变化趋势总体稳定性较高并存在空间分异性,大部分处于极低波动区,东部与南部地区存在较低波动区和中度波动区。③从Hurst指数结果看,皖西大别山区中部核心林区未来呈现持续性改善趋势,北部、南部以及东部等部分地区未来呈现反持续退化以及持续性退化。④从地理探测器结果看,皖西大别山区NDVI变化是由不同驱动因子交互作用的结果,其中土地利用类型与其他驱动因子的交互作用尤为显著。[结论]皖西大别山区NDVI总体呈现增加趋势,但仍有部分地区未来存在退化趋势,未来需要通过不同地区的交流合作,创新数据共享模式,促进植被保护区域间协同发展,通过研究为生态环境建设以及区域协调可持续发展提供科学指导。
    摘要:
    [目的]霸王(Zygophyllum xanthoxylum)是荒漠植被主要建群种之一,探究西鄂尔多斯霸王受到的竞争压力以及群落中珍稀濒危植物和其它主要植物与霸王的竞争情况,为荒漠生态系统的保护与恢复提供参考。[方法]对西鄂尔多斯地区4个常见的霸王群落类型进行调查,利用Hegyi单木竞争指数模型分析种内与种间竞争情况。[结果]霸王+矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)群落、霸王+绵刺(Potaninia mongolica)群落、霸王+四合木(Tetraena mongolica)群落、霸王+沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落中,种间竞争强度占总竞争强度的比例依次为:85.07%、80.52%、88.76%和80.52%,说明霸王受到的竞争压力主要来源于种间。不同群落中霸王的竞争植物种类有一定差异,其中矮脚锦鸡儿、绵刺、白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)、四合木、沙冬青、长叶红砂(Reaumuria trigyna)均对霸王具有较强的竞争力。种间竞争、总竞争强度与霸王冠幅服从幂函数模型,且随着霸王冠幅的增大竞争指数不断下降,小冠幅霸王受到的竞争压力最大。[结论] Hegyi模型能较好地反映霸王受到的竞争状况,在4个霸王群落中,种间竞争均大于种内竞争,不同霸王群落的主要竞争植物具有一定差异,小冠幅霸王受到的竞争压力较强。关注霸王幼龄植株受到的竞争压力,辅以适当的人工措施,能够增强生态系统的稳定性。
    摘要:
    [目的]以鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区为研究对象,研究保护区土壤水分梯度变化对植被与土壤空间异质性的影响,揭示其空间变化趋势,以期为保护区植物多样性的研究与保护提供科学依据。[方法]采用机械取样方法,在保护区内垂直于湖岸边分别向南北两侧各布设三条样带,分析样带内距湖岸不同距离处植物群落及其的土壤理化性质空间分布特征。[结果](1)随着距湖岸距离的增加,植物群落由盐生植物群落过渡到沙生植物群落,植物多样性指数呈现先增加后减小的变化趋势,并在100-150m时植物多样性最高;芨芨草、油蒿群落的容重、含水率、电导率、孔隙度均随着距湖岸距离增加逐渐减小。(2)土壤理化性质随着湖岸距离增加,含水率、电导率在不同土层中均降低且变化较大,含水率在0-10cm、10-20cm、20-30cm分别减小了10.79%、10.09%、7.67%;电导率则分别减小了35.73μs/cm、34.20μs/cm、32.63μs/cm。(3)相关性分析表明,植物多样性与含水率、电导率、全钾、黏粒显著相关,其中含水率与Simpson、Shannon-Wiener指数相关性最强且相关系数相等,相关系数为-0.65(p<0.05)。驱动植物多样性的主要影响因子呈现明显的空间分异,在距湖岸0-50m范围,植物多样性主要由士壤含水率、有机质和全效钾共同影响;在50-100m,电导率为主导因子;而在150-200 m土壤含水率与电导率共同成为植物多样性分布的关键因子。[结论]受湖泊水域的影响,保护区呈现出显著的土壤水分梯度变化,植被类型与土壤理化性质均在土壤水分梯度的驱动下呈现出显著的空间分异特征。
    摘要:
    [目的]毛乌素沙地作为北方生态安全屏障重点建设区域,明确其水源涵养功能的时空演变规律对于分析气候变化背景下毛乌素沙地生态修复工程效果评估、水资源动态调配、土地利用规划决策具有重要意义。以往的研究多重点关注水源涵养量在时间序列上的相对大小,土地利用/覆盖变化对的水源涵养量的影响,但对其水源涵养功能的长期变化特征和区域贡献方面研究不够充分,对其气候归因也还缺乏系统性探究。[方法]本文基于毛乌素沙地2000—2024年土地利用、土壤属性、地形、土壤饱和导水率等多源数据,运用InVEST模型产水量模块及水源涵养修正公式,揭示了2000—2024年水源涵养的年际动态变化及空间分异特征,并结合地理探测器解析了各类影响因子的解释力。[结果]① 毛乌素沙地水源涵养空间分布呈现显著的西北低,东南部高的空间异质性特征。② 研究时段内,毛乌素沙地水源涵养深度以0.834 mm/a的速率呈不显著增长趋势,但具有明显的时段差异和区域差异。③ 单因子分析结果表明,降水量、土壤、地貌和土地利用类型是主导水源涵养年际变化和空间分异的解释力最强的因子。双因子交互作用分析结果表明,降水量与土地利用类型的组合具有最强的解释力。[结论]研究结果可为毛乌素沙地生态工程成效评估和生态修复规划提供理论依据和决策参考,并可为对水资源的科学管理与政策制定具有一定的指导意义。
    摘要:
    [目的]日益加剧的全球性气候变化和高强度人类活动对生态系统造成的巨大压力使2030年全球实现可持续发展目标面临严峻挑战。水、能源和粮食作为生态系统可持续发展的核心基石,进一步提升水-能源-粮食-生态纽带关系(WEFEN)的协同发展程度是实现可持续发展目标的必然要求。[方法]因此,基于广泛的文献调研与Citespace工具,在厘定纽带关系、水-能源-粮食纽带关系及WEFEN概念的基础上,系统梳理国内外研究进展,包括发文趋势、国家合作、热点主题与研究前沿,并从量化评估、模拟优化、关联分析与综合评估四类方法总结WEFEN模型研究,进一步从协同、安全、风险与优化四个视角归纳研究重点。[结果]①近20年来WEFE领域发文量迅速增长,国际合作网络日益紧密,反映出该议题已发展为全球可持续性科学的研究热点。②当前WEFEN模型方法虽渐趋多元,却普遍缺乏对社会经济驱动与自然过程的有机整合,尤其在制度、行为等软系统维度表征不足。③从协同、安全、风险与优化四大视角来看,研究多侧重单一目标而生态要素常被简化处理,社会机制与目标冲突的解析仍较薄弱。④当前研究在不同区域的WEFEN耦合特征与风险差异显著。[结论]未来应重点关注复合极端气候事件对WEFEN稳定性的冲击机制,地球关键带WEFEN的动态耦合与权衡关系,以及地貌类型驱动的区域定制化特异性模型开发,以提升WEFEN系统协同治理能力与应用前景。
    摘要:
    【目的】以位于云南省寻甸县高本山的亚高山草甸风电场为例,构建土地损毁评价模型,旨在有效判别该区域因建设导致的土地损毁程度。【方法】选取17个评价指标(土壤要素10个、损毁要素7个),基于Delphi-Fuzzy-AHP(以下简称为DFA)方法确定指标权重,并结合灰色聚类法建立可能度函数,通过观测值计算7个评价单元(一期风机区2个、二期风机区2个、弃渣场、采石场、原地貌)的可能度函数值,最终通过比较系数大小,确定各评价单元的土地损毁程度分级。【结果】(1)损毁要素权重(0.642)显著高于土壤要素(0.358);损毁要素核心因子为损毁面坡长(0.183)与植被覆盖度(0.168),反映其对工程安全与水土流失的直接影响;土壤要素中土壤容重(0.0695)与有机质含量(0.0504)权重最高,主因施工导致土壤结构变化与肥力下降。(2)灰色聚类评价显示,一期工程损毁程度为中度(Ⅲ级),二期风机区为极强度(Ⅴ级),弃渣场为强度(Ⅳ级),采石场为剧烈(Ⅵ级),原地貌为轻度(Ⅱ级)。(3)损毁程度差异源于施工扰动强度与修复周期:一期工程因表层土壤保存与自然恢复时间长,生态修复效果较好;二期工程扰动面积大且竣工时间短,植被恢复滞后。【结论】目前,该风电场建设土地损毁较为严重,其土地损毁以施工扰动为主导,损毁要素的高权重凸显其对工程安全与生态风险的优先性。研究验证了DFA-灰色聚类模型的适用性,能够为其他风电场生态修复与管理提供科学依据。
    摘要:
    [目的] 研究生态系统服务权衡与协同关系的演变机制,对推动区域经济高质量发展具有重要意义。[方法] 本文以黄土高原人类活动密集的泾河流域为研究区,使用InVEST模型、生态系统服务网络等方法分析该流域2000-2023年产水量、生境质量、土壤保持量和碳储量四项关键生态系统服务权衡协同关系的时空演变特征,并从自然生态、社会经济及景观格局层面解析其驱动机制。[结果] ①2000-2023年间,产水量与土壤保持量呈现“升-降-再升”的“N”型变化趋势,生境质量整体稳定在约0.69,碳储量则总体上升且略有波动。产水量与生境质量呈较强权衡,与土壤保持量和碳储量为弱权衡;生境质量与土壤保持量、碳储量之间均表现出强协同关系,其中生境质量与碳储量的协同性最为显著。②生态系统网络分析,降水显著促进产水量与土壤保持功能,气温升高则抑制生境质量与碳储量;植被覆盖度(NDVI)对生态功能发挥积极作用。同时,土地利用强度、人口密度和 GDP 的提升对生态系统服务产生负向影响;而较高的景观聚集度与大斑块格局有利于生态功能维持,景观破碎化则对其形成抑制作用。③广义加性模型显示,坡度是产水量-生境质量关系的主导因子。人口密度和坡度分别主导产水量-土壤保持量与产水量-碳储量关系。生境质量与土壤保持量关系的主导因子是土地利用强度。NDVI和土地利用强度是生境质量-碳储量及土壤保持量-碳储量关系的关键驱动因子。[结论] 泾河流域生态系统服务间存在显著的时空权衡与协同关系,其关系受自然、社会及景观格局因素共同影响,研究结果综合来看以人口密度和土地利用强度为主的社会因素占据主导地位。未来流域可持续发展政策制定需统筹三类因素的交互作用,重视社会因素作用,实现生态与经济协同发展。
    摘要:
    生态脆弱性评价是区域发展规划和生态治理修复的基础。宁夏南部水源区泾源县是国家级重点生态功能区,也是宁夏中南部调水工程的供水区,生态安全至关重要,对其进行生态脆弱性评价,揭示时空演变特征,为区域生态环境保护与建设、生态资源合理开发利用提供理论支撑。本研究以小尺度的乡镇和栅格为研究单元,基于生态暴露度—生态敏感性—生态适应力(VSD)模型,结合水源区典型生态系统选取了16个指标因子构建生态脆弱性评价指标体系,运用主客观结合的层次分析—熵权法,将经过标准化和权重赋值后的数据,采用生态脆弱性综合指数对其生态脆弱性进行评价;结合变异系数、全局Moran’s I指数和LISA聚类图,对泾源水源区生态脆弱性变化分布规律进行定量分析探讨。主要研究结论如下:研究区生态脆弱性呈现“东西部低、中部高”的分布特征;4个时期的生态脆弱性指数平均值呈现降低趋势,生态环境质量在稳步改善;生态脆弱性呈现显著的空间正相关性和空间聚集性,且以低低聚集和高高聚集最为明显;在研究期间各乡镇生态脆弱性指数降低,且由中度、重度脆弱向轻度脆弱转变为主。
    摘要:
    [目的] 本研究旨在系统探究生态恢复年限对露天煤矿排土场边坡细沟侵蚀特征及土壤理化性质演变规律,探讨细沟侵蚀特征与土壤理化性质的关联性,对于矿区生态修复和水土保持具有重要意义。[方法] 本研究以典型露天煤矿排土场边坡为对象,选取五个不同恢复年限的边坡样地,采用空间代替时间的方法,探究不同恢复年限排土场边坡的土壤理化指标和细沟密度、宽深比、割裂度及侵蚀量等形态学指标的变化,以及土壤理化性质对细沟的影响。[结果] 侵蚀强度在恢复初期剧烈,后期逐渐变缓,侵蚀模数从1a的11597.57 t?km-2?y-1下降至12a的5658.237 t?km-2?y-1。随恢复年限增加,细沟密度与割裂度显著上升,说明防控措施虽未完全抑制沟网扩展,但有效降低了侵蚀强度。细沟宽深比在12年间下降21.50%,形态由宽浅型转为窄深型,反映植被根系增强土壤抗剪强度、抑制沟道下切与侧蚀的力学稳定作用;土壤方面,恢复初期细粒流失、粗粒富集,形成侵蚀粗化剖面,随恢复时间增加,粉粒含量提升5倍以上,粗粒化现象缓解;表层土壤容重下降,孔隙度与饱和持水量显著提高;有机质与速效养分含量在8a时达峰值后趋于平衡。[结论] 本研究初步揭示了排土场边坡在恢复过程中细沟形态与土壤性质的协同演变趋势及二者之间的关联,土壤容重是推动侵蚀的主要因子,而土壤结构和养分是抗蚀的重要保障。本研究结果可为矿区水土保持与生态修复的实践提供理论参考。
    摘要:
    [目的]黄河三角洲刺槐防护林近年来大量出现枯梢现象,为揭示刺槐枯梢与根际土壤理化性质及真菌群落结构之间的关系,本研究对东营市河口区孤岛、军马五分场、九分场三处典型刺槐防护林进行了系统调查与分析。[方法]采用机械分层法采集0-100 cm根际土壤样品,测定其理化性质,并利用高通量测序技术解析真菌群落的组成与多样性。基于PCA、α/β多样性分析及dbRDA等方法,比较健康组(HR)与枯梢组(DR)刺槐防护林根际土壤理化性质与真菌群落结构方面的差异。[结果](1)枯梢组根际土壤pH显著升高(P < 0.05),总有机碳(TC)、总氮(TN)、速效钾(AK)及毛管持水量(CHC)、毛管孔隙度(CP)整体低于健康组,PCA结果显示样本沿“容重-水分与有机质”与“养分富集-孔隙结构”两个生态梯度上明显分化。(2)枯梢组真菌群落α多样性下降、β多样性显著分异(P < 0.05),群落结构由健康组中以Aspergillus、Mortierella等促生与共生类群为主的互惠共生型群落,转变为枯梢组中以Fusarium等潜在病原真菌为主,并伴随Rhodotorula和Spizellomyces等耐逆类群的病原耐逆型群落。(3)dbRDA分析进一步揭示土壤电导率(EC)是驱动真菌群落变化的关键环境因子(P < 0.05)。[结论]刺槐根际土壤环境退化与真菌群落结构失衡存在密切耦合关系。土壤盐分升高可能通过改变土壤理化性质及生态位竞争,驱动群落由互惠型向病原型演替。
    摘要:
    [目的]阿拉善左旗飞播林区生境质量较为脆弱,研究其生态质量变化及其驱动因素,对当地飞播林区的生态空间格局优化和生态环境保护具有重要意义。[方法]本研究基于遥感生态指数(RSEI),采用Theil-Sen斜率估计、Hurst指数和Mann-Kendall检验等方法分析阿拉善左旗飞播林区2001-2024年生态质量演变趋势,并借助地理探测器对驱动因素进行量化。[结果] (1)从时间尺度来看,研究区内生态质量处于低水平并呈波动下降趋势,RSEI均值从0.0547下降至0.0412,总体下降24.68 %。空间尺度来看,生态质量差主要分布在南部地区,生态质量优在边缘地区。(2)研究区内生态质量处于恶化状态,改善区和恶化区分别占11.28 %和88.72 %,改善区呈斑块结构,恶化区以显著恶化为主,呈大面积分布,未来研究区内生态质量以强持续性退化和反弱持续改善为主(3)探测检测结果表明,土地利用类型解释力最大,单因素检测q值为0.4457,与高程的交互检测q值最大,为0.5590,这表明该区域生态质量的波动与土地利用方式密切相关。[结论]阿拉善左旗飞播林的生境质量较差,土地利用与高程对其的影响最大。
    摘要:
    [目的] 水电工程建设在推进清洁能源发展的同时,对生态环境造成显著影响,特别是在金沙江干热河谷等生态脆弱区,表土资源匮乏、土壤严重退化、植被恢复困难等问题日益突出,迫切需要构建高效的土壤改良技术体系。[方法] 本研究于2023年雨季初期(5月)至2024年作物秋收后(11月)在金沙江上游旭龙水电站渣场采用完全实验设计开展为期一个完整生长季(约18个月)的田间土壤熟化试验,共设置9个处理,分别为:T1(对照组,仅施基础肥料)、T2(撒播大豆种子,10 kg/hm2)、T3(质地改良)、T4(有机质处理,5 g/kg土壤)、T5(有机质处理,10 g/kg土壤)、T6(大豆+有机质,5 g/kg土壤)、T7(大豆+有机质,10 g/kg土壤)、T8(大豆+质地改良+有机质,5 g/kg土壤)以及T9(大豆+质地改良+有机质,10 g/kg土壤)。每个处理设置3个重复,合计27个实验小区。系统监测0-100 cm渣土14项土壤理化指标,运用LSD多重比较和相关性分析方法,揭示不同熟化措施的改良效应和协同途径。[结果] 结果表明:复合处理T9(大豆+质地改良+10 g/kg有机质)改良效果最佳,显著高于其他处理的指标数量占比最多。,有机质、全氮、有效磷含量较对照组分别提升112.2%(由15.16 g/kg 增至32.17 g/kg)、102.8%(由1.45 g/kg 增至2.94 g/kg)、128.8%(由1.49 mg/kg 增至3.41 mg/kg),容重降低45.5%(由1.30 g/cm3 降至0.71 g/cm3),水稳性团聚体增加66.5%(由55.56% 增至92.51%);土壤理化指标间的相关性分析显示,土壤指标间69.2%呈显著相关关系(P < 0.05),有机质与主要养分指标相关系数均超过0.85,pH值与肥力指标呈现显著负相关(P < 0.05),表明存在有机质提升与养分活化、土壤酸化相伴发生的协同变化规律。[结论] 本研究证实,“豆科固氮-有机胶结-物理结构优化”协同模式能有效突破干热河谷工程渣场土壤熟化的多重限制,为该地区水电工程的快速生态修复提供了可靠的技术策略与科学依据。
    摘要:
    [目的]对新质生产力推动产业结构升级赋能资源型城市绿色经济效率的机制开展研究,为促进区域绿色转型和高质量发展提供理论参考与政策支持。[方法]论文基于Super-SBM模型测度2006—2022年资源型城市绿色经济效率,利用核密度估计、泰尔指数分解法研究资源型城市绿色经济效率的时空分异特征与演变过程,通过面板回归模型分析新质生产力对绿色经济效率的影响。[结果]①资源型城市绿色经济效率在时间上以2012年为界,呈现出先跃升后低幅下降的趋势,又在2015年之后保持低水平波动上升;②资源型城市在绿色经济效率上呈现明显区域差异,这种差异不断扩大,主要源于四大地区内部的显著差异。高、低效率城市在空间上存在显著集聚,而不同城市生命周期下的资源型城市绿色经济效率也呈现“成长型>成熟型>再生型>衰退型”的特征;③新质生产力对资源型城市绿色经济效率具有显著的正向影响,且该影响在四大区域、不同生命周期及不同资源禀赋的城市间存在异质性。[结论]通过促进资源型城市资源禀赋脱钩、推动产业结构优化升级以及大力发展绿色技术,能够有效提升新质生产力对绿色经济发展的赋能作用,为实现区域经济高质量与可持续发展提供重要路径。
    摘要:
    [目的]本文旨在揭示气候风险对西南边境地区耕地多功能的时空影响特征及其作用机制,为气候变化背景下的边境地区土地可持续利用提供科学依据。[方法]以中国西南边境地区为研究区,构建涵盖干旱、雨涝、高温、低温冻结和台风的气候风险指数,建立经济生产、社会生活和生态环境三维耕地多功能评价体系,分析2008—2023年气候风险与耕地多功能的时空演变特征,并采用面板向量自回归(PVAR)模型识别气候风险对耕地多功能的动态影响及作用机制。[结果](1)气候风险总体呈“稳步上升—后期趋稳”的演变趋势,空间格局表现为“西高东低、南强北弱”,2018年后局部地区有所改善;(2)耕地多功能整体提升但维度节奏差异明显,经济功能呈“波动上升”,社会功能表现为“稳步上升后趋缓”,生态功能则为“波动上升且稳定性较强”,综合功能由早期的“功能冲突”逐步转向“协同发展”,并形成“广西百色—崇左、云南红河—西双版纳”双核心格局;(3)气候风险对耕地各维度功能均产生显著短期负向冲击,生态功能表现为“先降后稳”;方差分解结果表明,气候风险在第10期对经济、社会、生态和综合功能的贡献率分别达到5.46%、3.85%、3.80% 和 5.28%。[结论]气候风险显著削弱西南边境地区耕地多功能表现,特别是在经济与社会维度;生态功能相对具有恢复韧性。研究结果为在气候变化背景下统筹边境地区耕地多功能利用与区域可持续发展提供了经验证据与科学支撑。
    摘要:
    [目的]揭示城市韧性与耕地利用效益互动演化的规律,分析苏北地区5个城市的城市韧性与耕地利用效益的耦合协调关系。[方法]利用耦合协调模型及空间分析法对城市韧性与耕地利用效益之间协调发展及交互耦合程度时空特征进行研究。[结果]①苏北地区城市韧性与耕地利用效益总体呈现?持续上升趋势,但空间分布差异显著,城市韧性呈现出“两翼高——中间低”的特征,而耕地利用效益呈现出“西低东高”特征;②苏北地区城市韧性与耕地利用效益之间耦合关系紧密,协调程度总体较高,并且协调度呈持续上升趋势,城市韧性与耕地利用效益能够在空间上达到良性共振。[结论]城市韧性与耕地利用效益之间并不存在必然的对立和制约关系,应该通过资源要素的良性循环、空间规划的刚性约束、制度政策的协同创新以及科技治理的深度赋能,实现两者之间的协调发展。
    摘要:
    [目的]研究聚焦长江中游城市群降碳-减污-扩绿-增长的耦合协调性,系统揭示其时空演变规律、影响机制及未来发展趋势。[方法]基于2003—2023年相关数据,构建了包含30个指标的评价体系,综合运用熵值法、耦合协调度模型、时空地理加权回归及ARIMA预测模型,系统分析该区域耦合协调的时空演变规律、驱动机制及未来趋势。[结果]研究发现:(1)该区域耦合协调度均值(0.44—0.75)在研究时段内呈上升趋势,但省际与省内差异显著,湖北(0.82)耦合协调度最高,湖南(0.74)相对滞后;(2)驱动因素存在时空异质性,数字经济与产业结构高级化水平为正向驱动因素,科技投入的贡献不够显著,政府干预因行政治理与市场化矛盾产生了一定程度抑制作用;(3)2023年的实际值与预测值高度一致,证实了对未来趋势预测的可靠,预测至2030年,武汉、长沙、南昌等核心城市耦合协调度接近或突破0.85,但中小城市增速缓慢,省际差距缩小。[结论]该区域近20年降碳-减污-扩绿-增长耦合协调发展水平持续上升,并将继续保持上升趋势,区域内发展水平存在明显省际、省内差异。建议强化核心城市辐射作用、推动产业转型与科技成果的转化、完善生态补偿机制,并根据驱动因素的时空差异精准施策,以促进区域协调发展。
    摘要:
    [目的]分析三北地区气候与植被的时空变化及相互影响,为理解干旱半干旱区气候和植被耦合机制提供了新证据,对三北防护林工程等生态建设具有重要意义。[方法]以中国西北、华北、东北为研究区,利用Sen+ M-K趋势分析法、变异系数法和相关系数法,探讨了1982-2024年三北地区大气可降水量(PWV)、风速与归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其相关性。[结果]①PWV、风速、NDVI三者年均值均表现出增长趋势,PWV极显著增加区域(28.49%)集中在青海高原等高海拔地区,风速显著变化区域(增减合计12.68%)主要分布在干旱区盆地,NDVI极显著增加区域(51.65%)集中在生态工程实施区(如黄土高原),而小兴安岭等地呈现显著退化趋势(13.82%);②三者的变异系数分别为0.05、0.03和0.07;③PWV与NDVI呈正相关区域(年尺度79.75%,月尺度84.17%),月尺度相关系数为0.60,二者关系密切。风速与NDVI的年相关性存在区域分异:在季风区边缘呈正相关(63.50%),在西北干旱区则表现为负相关(36.50%)。[结论]1982-2024三北地区PWV、风速与NDVI总体协同上升,标志着区域气候与生态环境的显著改善。三者在时空上的相关性受地形、气候及人类活动共同调控,呈现显著的区域差异性。
    摘要:
    [目的]明晰中国粮食主产区土地利用碳排放的时序变化特征及其驱动因素,探究未来土地利用格局演变和碳排放趋势,为推进粮食主产区低碳可持续发展提供参考。[方法]基于多源数据,采用IPCC碳排放系数法核算2000-2023年中国粮食主产区土地利用碳排放,运用偏最小二乘法(PLS)回归模型与对数平均迪氏指数分解(LMDI)模型探究耕地与建设用地碳排放主要驱动因素,运用斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型与重心模型模拟分析未来土地利用格局与碳排放。[结果]①2000-2023年间,中国粮食主产区碳排放量呈现快速增长态势,总体增幅达225.46%,其中2003–2011年为增速高峰期;碳汇量总体增幅为31.96%,其增速远滞后于碳排放。从省级层面看,所有省份碳排放均呈高速或极速增长,碳汇表现为缓慢或中速增长。②在粮食安全、碳减排与自然发展三种情景下,2035年土地利用碳排放较2023年分别增加27.82%、20.01%和44.31%。③未来土地利用格局变化可归结为三种类型:湖南、河北和安徽三省为动态调整型;内蒙古、江苏、四川和黑龙江四省为局部敏感型;其余六省为结构稳定型。[结论]中国粮食主产区净碳排放持续扩大且区域分异显著,且未来增长趋势显著。必须通过差异化的空间管控,构建粮食安全与低碳发展的协同路径。
    摘要:
    [目的]探究多种环境材料对陇东黄土区新修梯田土壤理化性状的改良效果,筛选适用于该区域快速培肥与地力提升的优化模式。[方法]以甘肃省静宁县2021年新修梯田为研究对象,通过2022-2023年田间定位试验,设置保水剂、微生物菌剂、腐殖酸、黑矾和绿肥5类材料的单施及配施处理(共10个处理,含CK和单施化肥对照)。采用随机区组设计,测定土壤物理指标(容重、孔隙度、团聚体、持水性)和化学指标(有机质、氮磷钾养分),运用样方法测定计算产量。[结果]环境材料添加显著改善土壤结构,配施处理效果尤为突出。ACF处理(微生物菌剂+腐殖酸+化肥)使土壤总孔隙度较CK提升19.89%,容重降低6.16%,团聚体稳定性显著增强。化学性状方面,所有环境材料处理均显著提高土壤养分含量,ABF处理(微生物菌剂+保水剂+化肥)有机质含量最高(5.72g·kg-1,较CK提高64.59%),ACF处理硝态氮和有效磷含量最高(分别达26.18mg·kg-1和14.77mg·kg-1,较CK分别提高71.34%和76.25%)。BCF处理(保水剂+腐殖酸+化肥)增产效果最佳,甜高粱产量达11963kg·hm-2,较CK提高70.53%。[结论]多种环境材料通过物理-化学-生物协同作用促进新修梯田快速熟化,其中微生物菌剂与腐殖酸配施(ACF)在改良土壤理化性状方面效果最优,保水剂与腐殖酸配施(BCF)在增产方面表现最佳。综合土壤改良与增产效果,“微生物菌剂-腐殖酸-化肥”组合(ACF)在快速、全面培肥地力方面优势显著,可作为陇东黄土区新修梯田首选的快速培肥技术模式,为区域农业绿色发展提供有效技术支撑。
    摘要:
    [目的]探究黄土高塬沟壑区植物群落与土壤养分对沟坡土壤团聚体稳定性的影响,为区域生态系统修复和可持续植被重建提供理论依据。[方法]选取4种典型草本群落(优势种分别为铁杆蒿Artemisia gmelinii、艾蒿Artemisia argyi、冷蒿Artemisia frigida和长芒草Stipa bungeana)为研究对象,通过野外调查采样与室内分析,研究植物多样性、根系、土壤养分特征与水稳性团聚体组成随土层深度变化的规律。[结果]①艾蒿群落物种多样性最高,Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener指数均显著高于其他群落,Simpson指数最低,Pielou均匀度指数在各群落间无显著差异。②各群落根长密度(RLD)和根重密度(RMD)随土层加深显著降低,表层(0~20 cm)的RLD和RMD是深层的2.71~10.80倍。③土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及化学计量比(C:N、C:P和N:P)随土层加深呈显著降低趋势,全磷(TP)变化不显著;艾蒿群落SOC、TN和TP含量在各土层均显著高于其他群落,其平均值分别是铁杆蒿群落的1.07~1.84倍,冷蒿群落的1.12~1.43倍和长芒草群落的1.14~2.81倍。④艾蒿群落>0.25 mm水稳性团聚体占比和团聚体稳定性指标(MWD和GMD)均显著最高,分别是其他群落的1.15~1.55倍和1.27~2.98倍;偏最小二乘路径模型(PLS-PM)表明,土壤养分是团聚体稳定性的最强直接驱动因子(路径系数0.850,P<0.01);根系分布通过显著提升土壤养分含量(路径系数0.817,P<0.01)间接影响团聚体稳定性(间接效应0.695)。[结论]较高物种多样性通过发达的根系促进土壤养分积累,从而通过“根系-土壤养分”途径协同增强土壤团聚体的形成与稳定性。
    摘要:
    [目的]:揭示半干旱地区城市环境中针叶树种水分利用效率的种间差异特征及其动态变化规律,阐明环境因子对水分利用效率的调控机制,为节水型城市绿化树种选择提供科学依据。[方法]:以呼和浩特市为研究区域,选择侧柏、杜松、油松和白杄4种城市绿化常用针叶树为试验材料,采用盆栽控制实验和完全随机设计,利用LI-6400XT便携式光合测定仪,于2024年6-9月生长季系统测定净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO?浓度等光合参数,计算瞬时水分利用效率,同步监测光合有效辐射、温度、相对湿度等环境因子,采用重复测量方差分析和Pearson相关分析进行统计分析。[结果]:采用Tukey HSD法对4种树种进行两两多重比较,结果显示所有树种间均存在极显著差异(P < 0.001)。各树种的水分利用效率生长季均值表现为杜松>侧柏>油松>白杄的等级序列,杜松水分利用效率最高(6.16±0.80 μmol·mmol?1),采用低光合-低蒸腾的保守型水分利用策略;侧柏水分利用效率为中等水平(3.64±0.96 μmol·mmol?1);油松和白杄水分利用效率较低,分别为1.62±0.73和0.99±0.67 μmol·mmol?1,相关性分析显示水分利用效率与净光合速率和叶面饱和水汽压亏缺呈极显著正相关,与气孔导度和蒸腾速率呈极显著负相关。[结论]:杜松凭借"低光合-低蒸腾"保守型水分利用策略表现出最优的水分利用效率,在本研究的盆栽控制条件下展现高效稳定特性,在具备人工养护或类似水分管理的半干旱区城市绿化中可作为优先树种;侧柏具有良好的平衡型水分利用特性,适应性较强;而油松和白杄的高耗水消耗型特征及较低稳定性使其不适宜在水分受限环境中推广。研究为半干旱地区城市绿化树种科学选择和节水型城市森林生态系统构建提供重要理论依据。
    摘要:
    [目的]为明确西藏加查县不同海拔梯度核桃园土壤氮释放及氮循环功能基因的分布特征和环境驱动机制,以海拔3000–3600 m的核桃园为研究对象,分析土壤氮含量、氮循环功能基因的丰度、多样性及其与土壤理化性质的关联性,为高原核桃园精准施肥与土壤保育提供科学依据。[方法]在加查县采集四个海拔高度(3112 m、3248 m、3364 m、3550 m)的核桃园土壤样品,利用Illumina宏基因组测序技术结合常规土壤理化性质分析,系统研究氮循环功能基因的丰度、多样性及来源物种的组成特征,并运用主成分分析(PCA)、LDA效应大小分析(LEfSe)和冗余分析(RDA)等方法解析环境因子的影响。[结果]四个核桃园土壤呈碱性,其中,土壤的全氮(TN)和有效氮(AN)平均含量分别为0.04 g/kg和2.02 mg/kg。氮循环功能基因的总体数量呈现出随海拔上升而增加的趋势,其中3550 m处的基因数量显著高于低海拔区域。海拔梯度主导的微生物氮转化过程存在差异:3112 m以微生物氮矿化与反硝化过程功能基因为主,3248 m以微生物异化及同化硝酸盐还原和硝化作用功能基因为主,3364 m以生物固氮和氮同化作用为主,而3550 m则以氮吸收过程为主。高海拔环境(3364 m和3550 m)具有较多特有基因,显示出较强的环境特异性。在微生物群落组成上,放线菌门在高海拔区域占据优势,而变形菌门在较低海拔(3112 m)样本中丰度较高。环境因子中,土壤pH、有机质(SOM)、全氮(TN)与有效氮(AN)含量对metE、nirK、nasA等氮循环功能基因的分布具有显著影响。[结论]西藏高海拔核桃园土壤氮含量低,氮素严重缺乏。核桃园土壤氮循环功能基因分布存在显著的海拔分异,主要环境因子如pH、SOM、TN和AN在其中起到关键调控作用。高海拔环境下微生物群落倾向于通过增强固氮能力和氮存留策略以应对土壤氮素限制。
    摘要:
    [目的]探究2001-2024年黄河乌海段汇水流域生态环境质量(China's high-resolution eco-environmental quality,CHEQ)时空变化特征、未来趋势及驱动因子。[方法]运用趋势分析法、变异系数法、最优参数地理探测器等方法,结合遥感数据,分析CHEQ时间、空间及稳定性变化,预测未来趋势并探测驱动因子。[结果]①CHEQ每5年呈周期性先升后降趋势,年际变化率为-0.0004·a-1,整体呈波动下降;空间上西北低东南高,大部分区域不显著退化,部分区域改善;稳定性呈高低波动并存、适中波动占比高的特征。②未来生态质量66.9%可能向良性发展,15.0%持续退化。③单因子探测显示,人口密度、气候、地形等为主要驱动力,人类活动指标解释力分化;交互探测表明,各因子间存在复杂交互作用,如地形与人类活动呈强负向协同,经济与基础设施指标交互耦合。[结论]该流域生态环境受人类活动与自然因素共同影响,未来需针对性采取措施促进生态环境良性发展。
    摘要:
    [目的]干湿循环与易溶盐含量耦合作用下黄土强度劣化的宏观—微观机制,为伊犁地区进行工程建设和地质灾害防治提供依据。[方法]以伊犁地区典型黄土为研究对象,通过三轴剪切试验、扫描电子显微镜(SEM)试验与核磁共振(NMR)试验,分析不同干湿循环次数和不同易溶盐含量对黄土力学特性及微观结构的影响规律。[结果]三轴剪切试验发现,当仅经历10次干湿循环(η=0%)时,粘聚力下降了约17.5%,当易溶盐含量从0%增加到2%(N=0)时,粘聚力下降约3.5%,然而在二者耦合作用下(N=10,η=2%),粘聚力下降幅度达到24.3%,表现出显著的协同劣化效应。易溶盐对粘聚力与内摩擦角均具有极显著影响,而干湿循环对粘聚力具有极显著影响,对内摩擦角具有显著影响。在低围压条件下,黄土破坏模式由脆性转变为塑性破坏;高围压环境下虽保持较高强度,但仍持续劣化。SEM试验发现,随着干湿循环次数增加和易溶盐含量升高,裂隙发育,黄土的孔隙分形维数与孔隙面积比逐渐增大。核磁共振分析发现T2谱的峰值幅度显著增加,峰值对应的T2弛豫时间逐渐增大,这表明微孔减少而中孔与大孔急剧扩张,导致孔隙体系疏松度增加且连通性增强。[结论]本文阐明了干湿循环与易溶盐耦合条件下黄土劣化宏观-微观机制,干湿循环主导的反复胀缩与盐分驱动的结晶应力共同作用,是导致伊犁黄土强度衰减与结构劣化的根本原因。为具有相似土壤与气候特征的区域提供了新的实验依据,为工程设计与地质灾害防治奠定了理论基础。
    摘要:
    [目的]研究城市群城市土地绿色利用效率空间关联网络特征及影响因素,旨在厘清城市间相互作用关系,明确影响网络形成的因素以支撑差异化政策制定,有助于协同提升城市群城市土地绿色利用效率。[方法]基于非期望产出超效率SBM模型测算黄河流域三大城市群2007-2022年城市土地绿色利用效率,利用修正引力模型和社会网络分析方法探讨各城市群城市土地绿色利用效率空间关联网络特征及其影响因素。[结果]①研究期内,三大城市群城市土地绿色利用效率呈关中平原城市群>中原城市群>山东半岛城市群格局。②三大城市群城市土地绿色利用效率空间关联网络均表现出复杂的网络结构形态,各城市群网络存在一定的等级结构,网络稳定性趋于下降。各网络中核心城市虹吸效应显著,但对其他城市溢出效应相对有限。③地理空间邻近、经济发展水平差异是影响黄河流域三大城市群城市土地绿色利用效率空间网络形成的共同因素。[结论]黄河流域三大城市群城市土地绿色利用效率空间关联的紧密程度仍都具备较大进步空间,各城市群未来需进一步重视自身空间关联网络结构,提出差异化发展路径,促进城市土地绿色利用效率协同发展。
    摘要:
    【目的】黄河中游多沙粗沙区风水复合侵蚀剧烈,风沙入沟是连接风蚀与水蚀过程的关键环节,为理解风水复合侵蚀过程提供依据。本研究以沙家湾小流域为对象,旨在揭示其风沙环境特征与入沟过程。【方法】基于集沙仪野外监测与室内分析,计算沙家湾小流域输沙势(DP),引入降雨抑制效应计算实际风蚀潜力(DPa);采用函数拟合法估算沟道风沙沉降量,结合沟坡土壤粒度特征,系统解析风沙输移路径与沉积特征。【结果】(1)沙家湾小流域为高风能环境,年输沙势为441.95VU,方向变率指数为0.42,年合成输沙势方向与主沟道垂直,沟道年风蚀模数为-0.40t·ha?1。春季的输沙势和沟道风沙沉降最高,分别占全年53.74%和40.25%;(2)考虑降雨抑制的年实际风蚀潜力(DPa)为293.04VU,较输沙势降低了27%,抑制作用在高风速与强降雨同步时最为显著;(3)随坡位的降低,沉积物组成由粉粒(76.20%)变为以细砂(74.70%)为主,平均粒径由5.52φ变为2.89φ,土壤颗粒显著粗化,运动方式由悬移变为跃移。【结论】风沙入沟过程是在高风能环境和沟道地形阻滞共同作用下,沉积物以跃移方式进入沟道。
    摘要:
    摘要:[目的]研究未来土地利用(LUCC)和气候变化(CC)对水生态系统服务(WRESs)的影响,对于应对水资源短缺和生态退化问题至关重要。然而,很少有研究对不同气候和土地管理情景下WRESs的变化进行全面分析,缺乏对多尺度不确定性的深入探索。[方法]本研究整合了MRI-ESM2-0气候模型、FLUS和InVEST模型,评估了CC和LUCC对河北省水源涵养量(WC)和水土流失量(SE)的综合影响,并揭示了多尺度不确定性。[结果] 2024—2050年,河北省水源涵养量(WC)在两种气候情景下总体呈上升趋势。SSP245情景下先增长后稳定,而SSP585情景下持续增长。水土流失量(SE)整体下降,在SSP245情景下稳步减少,在SSP585情景下则表现为先升后降。CC在影响WREs方面起主导作用,对WC和SE的贡献率分别高达99.30%和93.14%,其影响随着时间的推移逐渐减小。LUCC对WC的贡献随着时间的推移而下降,而LUCC对SE的贡献虽然较小,但逐渐递增。CC驱动的不确定性通常高于LUCC,所有尺度的不确定性都随着时间的推移而降低。[结论] 河北省未来水生态系统服务总体呈“水源涵养增强、水土流失减弱”的趋势,气候湿化与生态保护的协同作用显著提升了区域水文调节与生态稳定性。强化生态修复与分区管控将是提升区域水安全与应对气候风险的关键路径。
    摘要:
    新疆伊犁是我国重要的畜牧业基地,草地资源丰富,然而近年来伊犁地区草地退化问题日益严重,给当地畜牧业带来了严重影响。本研究基于对伊犁地区22个样区的实地调查数据,探究围栏封育、补播和禁牧3种措施对不同类型草地地上植被的恢复效果。伊犁山地草甸、低地草甸、温性草甸和温性荒漠草原在围封≥5 a后,植被高度、盖度、地上生物量和凋落物生物量均有显著提升,综合各种草地类型来看,群落植被高度、盖度、地上生物量和凋落物生物量分别增加了66%、50%、48%和52%。补播群落植被盖度也有显著的提升,其中辛普森指数、群落植被盖度和地上生物量分别增加了10%、57%和70%。禁牧2 a后山地草甸的植物种类、群落植被盖度和地上生物量分别显著增加了32%、51%和29%。3种措施对新疆伊犁退化草地恢复均有一定效果,其中补播是提升群落植被盖度和地上生物量最有效的措施,本研究为退化草地植被恢复和可持续发展提供理论依据。
    摘要:
    【目的】明确高寒矿区排土场边坡植被恢复年限对产流产沙特征的影响,为后续高效开展人工植被恢复和水土保持工作提供科学依据。【方法】以青海省果洛藏族自治州德尔尼铜矿区不同恢复期的排土场边坡为研究对象,通过开展植物样方调查和人工模拟降雨试验,分析植被恢复年限对产流产沙特征的影响机制。【结果】(1)随着植物恢复年限的增加,以覆盖度、凋落物数量和地上生物量为代表的植物生长特征指标均呈现显著上升趋势(P<0.05),并且物种多样性和植物根系也逐渐呈现出“量-质-结构”的阶梯式恢复模式。(2)高寒矿区排土场边坡土壤物理力学性质的优略性排序与植被恢复年限呈现正相关,即随着恢复年限逐渐转优,其中土壤密度、含水率、紧实度和粘聚力均呈现上升趋势,而土壤容重、孔隙度却呈现下降趋势。(3)降雨发生后的9~15min是高寒矿区排土场边坡土壤侵蚀的敏感期,并且产沙率随降雨时间呈现出先增后减的变化趋势,而产流率随降雨时间呈现出先急剧增大后稳定波动的变化趋势。产沙量、产流量、径流系数和泥沙浓度均与降雨强度呈现正相关,但是与植被恢复年限呈现负相关,降雨强度和植被恢复年限均是影响土壤侵蚀的重要因素。(4)高寒矿区排土场边坡植物恢复过程中根表面积密度(P<0.01)、Shannon-wiener指数(P<0.05)和孔隙度(P<0.05)均是影响土壤侵蚀的关键环境因子。植物群落特征(路径系数为-0.892)和植物根系特征(路径系数为-0.733)直接或者通过土壤物理力学性质(路径系数为-0.839)间接影响土壤侵蚀。[结论]植被恢复年限通过改良和优化土壤物理力学性质,从而有效促进了高寒矿区排土场边坡的抗侵蚀能力。
    摘要:
    [目的]探索数字经济赋能农业生态产品价值转化有利于建设数字乡村和促进农民增收。[方法]文章通过功能价值法核算农业生态产品的生态价值,利用超效率SBM模型测算长江经济带101个城市2012-2022年农业生态产品价值转化效率,运用核密度分析价值实现效率的变化趋势,用Tobit模型探究数字经济对农业生态产品价值转化效率的影响。[结果]①长江经济带农业生态产品价值转化效率呈上升趋势,存在轻微两级分化现象,②数字经济显著提升农业生态产品价值转化效率,③中介效应方面,数字经济通过促进绿色技术创新和绿色金融提升农业生态产品价值转化效率,④异质性分析表明,在非资源城市和高效率区,数字经济更有助于促进农业生态产品价值转化效率提升。[结论]数字经济对农业生态产品价值转化效率有显著的促进作用,存在中介效应和异质性特征,在促进农业生态产品价值实现时应予以充分考虑。
    摘要:
    张家口市坝上地区作为京津冀生态屏障的核心区,其生态安全格局构建对保障区域可持续发展具有重要意义。本研究集成了当前研究下的多种模型和方法:如INVEST模型评估生态服务功能和MSPA形态学空间格局分析,识别生态源地;结合MCR最小累积阻力模型与电路理论,构建综合阻力面并提取生态廊道及关键节点,建立了生态安全格局并提出优化方案。结果表明:(1)坝上区域生态安全格局整体良好,较高与高安全等级区域面积达5423km2,占研究区面积的39.4%。(2)共识别出生态源地21块(430km2);生态廊道共50条(1600km);生态节点共127个,呈现“高区聚源连廊、低区障碍密布”的空间格局。(3)构建的“五区三带”优化框架明确了不同功能区的分区管控与修复重点,为坝上地区生态安全格局优化与区域生态规划提供科学依据。
    摘要:
    [目的] 揭示季节性冻融与初始含水率耦合作用下伊犁黄土湿陷性减弱的机理,阐明微观结构重塑与宏观湿陷量变化的定量关系,为季节性冻土区黄土滑坡防治提供理论依据。 [方法] 开展不同初始含水率与不同循环次数的冻融循环试验,配合室内湿陷试验与扫描电镜观测;基于图像/统计分析定量表征孔径分布、方向频率、孔隙丰度与孔隙分形维数等微观参数,并与湿陷系数建立相关关联,构建宏—微一体的分析框架。 [结果] ①随冻融循环次数增加,各含水率样品的湿陷系数均显著降低,且低含水率更为敏感;含水率为14.2%的黄土在冻融循环9次后的湿陷系数峰值从0.094降至0.084,下降了约10.6%;含水率为20.2%的黄土在冻融循环9次后的湿陷系数峰值从0.079降至0.076,下降了约3.8%。②冻融作用削弱颗粒间胶结并改变颗粒连接与排列,促使内部结构重组并趋于新的稳定状态;③孔隙结构发生系统性演化:大孔隙比例减少、孔径谱细化与均化,方向性重排,孔隙丰度与分形维数随之变化;④微观统计规律与定性观察及宏观湿陷性演化相一致。 [结论] 冻融循环通过削弱胶结并重塑孔隙—颗粒结构,使“大孔隙消减与分形维数变化”成为驱动宏观湿陷性减弱的核心机制;据此构建了“冻融—微观结构重塑—湿陷性响应”的物理过程模型,为伊犁地区等季节性冻土区黄土滑坡灾害的监测与防治提供理论支撑。
    摘要:
    [目的]分析吉林西部地区新增耕地时空变化及其驱动机制的尺度效应,划分耕地保护分区,为区域差异化耕地整治与精准管控提供科学支撑。[方法]基于2000—2024年6期土地利用数据,采用空间自相关、地理探测器、SOFM聚类等方法,系统分析多尺度下新增耕地的驱动机制,并划定耕地开发保护分区。[结果]①区域耕地规模总体呈“先减后增”特征,2010年后新增耕地持续增加,至2023年恢复至351.71×10? hm2。新增耕地空间上高度集聚,全局Moran’s I在0.293~0.415之间。②驱动因子表现出显著尺度效应:县域尺度以后备耕地为主(q=0.618),乡镇与村尺度则强调居民点可达性和水资源条件的重要性,5 km格网尺度,景观格局因子成为核心。③人口密度等社会经济因子与耕地状态因子交互作用显著。④吉林西部耕地开发与保护分区特征差异显著:生态约束脆弱区主要分布于东部与西北部,面临较强的自然环境制约,新增耕地潜力有限;耕地重点保护区则集中在交通便利、耕地利用稳定的地区,需重点加强基本农田保护;耕地潜力开发区内后备耕地资源丰富,适宜开展耕地整治与扩展;新增耕地重点管控区主要位于城乡交界地带,需严格执行土地开发管控与生态保护政策。[结论]吉林西部新增耕地集中分布在研究区西部与西南部等耕地密集地区,驱动因子的尺度效应显著,社会经济因子与耕地状态因子交互作用显著。因此,应实施差异化管控措施、优化新增耕地布局及协调粮食安全与生态保护。
    摘要:
    [目的]评估新安江流域土壤坡面水土流失规律,可为区域水土流失治理和区域生态可持续发展提供科学支撑。[方法]采用人工模拟降雨试验,系统分析了该流域内黄壤和红壤两种典型土壤类型在不同雨强和坡度组合下的产流产沙过程及两者间的差异性侵蚀特征,并构建水动力学参数与产沙强度的定量关系模型。[结果](1)黄壤和红壤坡面的径流速率和产沙速率均表现为降雨初期呈现陡坡式增加,之后逐渐趋于稳定的变化规律,且二者随着雨强和坡度的增大而增加。其中,红壤坡面产流产沙能力高于黄壤,尤其是在60 mm/h雨强下该差异更加显著。(2)雨强与坡度协同加剧水沙侵蚀,其中雨强主导红壤坡面径流及泥沙输移过程;当坡度达15°且雨强升至60 mm/h,坡度对黄壤坡面泥沙流失的贡献增加至59.06%。(3)两种土壤坡面产流与产沙之间呈高度相关性,黄壤坡面水沙关系普遍符合Y=a/(1+exp-b*(X-c))非线性函数特征,而红壤因结构性差导致的快速饱和,产沙与产流在在60 mm/h雨强下呈现同步线性增长特征,函数关系为:Y=a+b*X。(4)坡面水力学参数中,平均流速(V)可有效预测黄壤产沙趋势(R2=0.52),而弗劳德数(Fr)更适用于红壤产沙动态(R2=0.44)。[结论]本研究阐明了新安江流域土壤坡面侵蚀的雨强和坡度耦合机制,为该流域制定差异化水土保持策略提供了理论依据,建议红壤区需强化雨强调控,黄壤区则需注重坡度管理以遏制土壤侵蚀加剧。
    摘要:
    [目的]红壤中氧化铁形态是影响其力学特性的关键因素,但无定形氧化铁对其抗剪强度的作用机制尚不明晰。[方法]本研究以福建省典型崩岗区土壤中主要黏土矿物为研究对象,通过向高岭土中添加不同浓度无定形氧化铁(1、2、3、10 g·kg?1),并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及直剪试验,分析其对土体微观结构及抗剪强度参数的调控作用。[结果]XRD分析表明无定形氧化铁未与高岭土发生化学反应,主要通过物理包覆作用改变矿物特征。无定形氧化铁浓度对不同粒径胶结体的分布具有显著影响,其对2~250 μm粒径胶结体的形成具有显著调控作用;微观结构参数中,仅颗粒长轴和圆度发生显著变化,3 g·kg?1的样品颗粒长轴缩短了22%;2 g·kg?1的样品圆度降低了25%,其余参数的变异系数均小于15%。添加3 g·kg?1处理在各围压水平下均表现出最高抗剪强度,试样抗剪强度的提升与微观结构的变化密切相关。进一步分析发现3 g·kg?1处理组黏聚力提升最显著,较纯高岭土提高24.82%;而内摩擦角变动幅度小于5.30%。[结论]无定形氧化铁通过胶结包裹作用优化土壤结构,进而增强抗剪性能。本研究结果可为崩岗土体稳定性的演变过程提供理论支撑。
    摘要:
    [目的]玛纳斯河流域“山地-绿洲-荒漠”复合系统生态系统服务(ESs)对区域可持续发展至关重要。鉴于土地利用变化加剧改变了生态系统服务格局,本研究旨在基于2000-2023年的数据,系统揭示该流域生态系统服务价值(ESV)的时空演变特征。[方法]基于2000-2023年遥感数据,提取土地利用变化信息。采用当量因子法评估流域生态系统服务价值,并结合相关性分析,探讨ESV时空演变特征及其与土地利用变化的关系。[结果](1)土地利用变化态势为耕地扩张(净增3621.11 km2)和草地缩减(转出3493.61 km2)。绿洲区以耕地扩张为主,山地区呈现自然生态用地退化特征。(2)流域ESV总体呈下降趋势,23年间累计减少273.89亿元;2005-2010年出现显著下降,降幅达33.90%。(3)从ESs类型看,水文调节服务价值减少最多(192.53亿元),而食物生产、原材料供给和维持养分循环服务价值有所增加。(4)空间分布上,ESV高值区集中在南部山地冰川区和玛纳斯湖区,荒漠区为低值区;三个地貌区的ESV表现为:绿洲区>山地区>荒漠区。[结论]农业扩张驱动下的土地利用转型加剧了玛纳斯河流域的生态服务功能退化,建议建立地貌分区调控机制,重点协调绿洲区食物生产与其他生态功能间的矛盾,保证稀缺水资源的合理分配与高效利用,促进干旱区生态系统服务的有序管理及生态与经济的协同发展。
    摘要:
    [目的]研究非饱和灰土垫层的持水特性和强度特性,旨在揭示不同石灰掺量对其吸力和强度的影响规律,为黄土建筑物基础和路基的施工和理论研究提供指导和参考。[方法]通过室内土水特征试验和非饱和三轴试验研究了石灰固化非饱和黄土土水特征、非饱和强度及软化本构模型。其中设置4个石灰掺量,分别为0%、3%、6%、9%,旨在揭示石灰掺量对基质吸力的影响规律;研究基质吸力对强度影响时,设置基质吸力为0kPa、50 kPa、100 kPa和200 kPa,探究基质吸力对其强度影响规律。[结果]①石灰掺量越大,基质吸力越大。②提出了考虑石灰掺量影响的土水特征模型,且模型能准确描述石灰固化黄土的土水特征。③固化土的黏聚力和内摩擦角随石灰掺量的增大而增大;石灰掺量为9%时,基质吸力增大,石灰固化黄土的黏聚力逐渐增大,内摩擦角变化很小。④得到了一种能够较好描述石灰固化黄土的软化模型,通过引入损伤变量建立能够描述石灰固化黄土软化型的非线性模型。[结论]石灰掺量对固化黄土土水特征的影响不能忽略。同时,采用非线性模型能够准确描述石灰固化土的应力-应变关系曲线,且结果较好。
    摘要:
    [目的]青海省生态环境敏感脆弱,维系着全国乃至亚洲水生态安全命脉。因此,精准识别青海省农业面源污染负荷特征,对保障区域的生态安全具有重要意义。[方法]基于青海省2009-2023年统计数据,采用产排污系数法核算种植业、畜禽养殖业及农村生活源中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的排放量,选取不确定参数进行敏感性分析,并结合等标污染负荷法评价污染源和污染物的贡献特征。[结果]2009-2023年青海省农业面源污染排放总量呈上升趋势,从217288.26 t增至364869.09 t,增幅达67.92%。从污染物类型看,COD排放量最大为190603.48~334318.81t,占总排放量的87.72%~91.63%;TN次之,排放量为22343.76~25212.20 t,占总排放量的6.91%~10.28%。从污染源结构看,畜禽养殖业是主要排放源,排放量为174288.15~324337.15 t,占总排放量的80.21%~88.89%,农村生活源次之,排放量为27 794.01~29 531.32 t,占总排放量的7.71%~12.79%。敏感性分析表明,畜禽养殖业对区域污染负荷的调控最为敏感,居于优先控制地位。等标污染负荷年排放总量为441.52~569.10亿m3,其中,TN等标污染负荷量为223.44~252.12亿m3,等标污染负荷比最大在44.30%~50.61%之间,为主要污染物;畜禽养殖业等标污染负荷量为272.36~431.27 亿m3,等标污染负荷比最大在61.69%~75.78%之间,为主要污染源。结合污染源和污染物的等标污染负荷特征看,畜禽养殖业中TN的等标污染负荷量最大为117.02~167.67亿m3,等标污染负荷比为26.29%~29.46%。[结论]因此,青海省农业面源污染治理需优先管控畜禽养殖业,并将TN、COD作为关键控制污染物,以实现区域农业污染负荷的有效削减,筑牢高原水生态安全屏障。
    摘要:
    摘要:[目的]我国滨海盐渍土垦区分布广、存量面积大,改良滨海盐渍土对提高区域农业生产力、实现农业可持续发展具有重要意义。研究通过在常规施肥的基础上添加不同水平的生物炭、脱硫石膏和鸡粪的方式,分析滨海盐渍土理化性质、盐分离子以及玉米生长的响应特征。[方法]在盐城大丰滨海垦区进行田间控制性实验,以玉米(蠡玉88)为地上作物,实验共设置10个处理,分别为:对照(CK),复合肥配施低(1)、中(2)、高(3)三个水平的生物炭(BC1~BC3)、脱硫石膏(DG1~DG3)和鸡粪(CM1~CM3)。[结果](1)不同改良剂均在一定程度上改善了土壤理化性质、盐分离子含量与组成,但脱硫石膏的添加能更有效地改善滨海盐渍土的核心理化性质,其显著降低了土壤pH值与电导率。其中,中等水平脱硫石膏(DG2)的添加对土壤盐分离子的改良效果最优,显著降低了Na?和Cl?含量与SAR(钠吸附比),同时促进了K?、Ca2?、Mg2?和SO?2?的积累,但对NO??影响较小。(2)脱硫石膏添加对于玉米生长的促进效果要优于生物炭与鸡粪添加处理,尤其在中等水平脱硫石膏(DG2)添加处理下,玉米产量为两年间所有处理的最高值,分别为2.337t/hm2、2.190 t/hm2。[结论]研究所选用的不同水平改良剂中,中等水平脱硫石膏(5t/hm2)(DG2)对于滨海盐渍土脱盐效果、提升玉米产量效果最优,在滨海盐渍土改良时可优先考虑。
    摘要:
    摘要:[目的] 针对埂坎人工调查效率低、现有遥感影像提取尺度适配性不足等问题,构建多源数据协同的“宏观识别-微观提取”多尺度提取方法体系,提升埂坎识别与参数估算的精度与效率。[方法] 在县域尺度,基于卫星遥感影像与数字高程模型(DEM)建立埂坎(石坎/土坎)的特征解译方法,分析埂坎类型与地形的分布响应关系;在小流域尺度,融合无人机获取的数字正射影像图(DOM)与数字地表模型(DSM)数据,提取埂坎的埂长、埂宽、坎高及埂坎系数等几何参数,并通过偏离度(DE)、决定系数(R2)与均方根误差(RMSE)评估精度,构建几何参数的实测与反演值的线性回归模型。[结果] (1)卫星遥感影像适用于县域尺度耕地埂坎的识别与特征分析,虾子岭小流域验证埂坎条数与面积识别精度均超过91%。忠县耕地埂坎总数超过30万条,总面积约8 km2,埂坎系数约3%。(2)无人机影像可高精度提取小流域尺度的埂坎参数,埂长、埂宽、坎高及埂坎系数的绝对偏差分别小于2 m、0.1 m、0.3 m和2%,提取精度依次为埂长>埂宽>坎高>埂坎系数,土坎各项参数提取精度均优于石坎。参数回归模型拟合度良好(R2多在0.78以上),RMSE控制在1.6以内。(3)忠县埂坎集中分布于300~600 m高程和6°~15°坡度之间,数量随高程和坡度增加呈“先增后减”趋势,土坎多于石坎,槽谷区埂坎斑块面积大、数量多,山岭区埂坎密度较高且分布破碎。[结论] 构建的多源遥感协同方法适用于县域尺度埂坎分布格局识别与小流域尺度参数精细提取,回归模型可有效估算关键埂坎参数。
    摘要:
    [目的]本研究旨在系统梳理长江经济带重点湖泊生态环境领域的研究进展,通过文献计量方法识别其研究热点、发展脉络与前沿趋势,以丰富该领域系统性综述研究,为后续研究及政策制定提供科学参考。[方法]研究基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)核心数据库,检索1979年至今与长江经济带重点湖泊生态环境相关的中英文文献,最终纳入中文文献5081篇、英文文献2243篇。运用CiteSpace 6.3.R1软件进行关键词共现分析、聚类分析、突现词检测和时间线图谱绘制,从年度发文量、研究热点与演进趋势等方面开展多维可视化分析。[结果](1)年度发文量可分为四个阶段:初期(1979–1995,年均发文<50篇)、缓慢增长(1996–2003)、快速增长(2004–2015)和国际影响力提升(2016至今),其中国家政策与重大环境事件(如太湖蓝藻事件)显著影响研究进程;(2)研究热点集中于五大主题:湖泊富营养化机制与治理、水质与沉积物污染特征及风险评估、气候变化与人类活动对湖泊生态的驱动影响、生态修复与生物多样性保护、以及遥感与智能监测技术应用;(3)研究前沿从早期的局部污染治理正逐步转向多维度、系统性研究,突出表现为近年的强突现词如“气候变化”(2022至今)、“景观格局”(2015至今)和“ecosystem services”(2019–2021),反映出对社会—生态系统协同性与江湖一体关系的关注持续增强。[结论]长江经济带湖泊生态环境研究呈现出从问题识别到驱动解析、再到治理响应的完整研究链条,已形成较为鲜明的理论与实践体系。未来需进一步加强多尺度耦合机制、湖泊跨区域生态补偿与用途管制协同优化研究,深化基于自然的解决方案(NbS)在湖泊修复中的应用,以支撑长江经济带生态保护与高质量发展。
    摘要:
    [目的]分析吉林省黑土核心保护区2000-2023年耕地撂荒时空分布,阐明导致耕地撂荒现象的主要驱动因素,评估撂荒耕地的水土保持效应,为相同区域撂荒耕地遥感监测与水土保持效应研究提供理论依据。[方法]依托谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,利用Landsat长时序影像,结合多维度特征,耦合随机森林及LandTrendr变化检测方法,获取研究区撂荒耕地时空分布范围,并利用地理探测器对其主要驱动因素进行分析。最后,基于AHP-EM-乘积归一化组合赋权法对撂荒耕地水土保持效应进行综合评估。[结果]①基于RF-LT模型获取研究区撂荒耕地总体精度大于85%,Kappa系数不低于0.8,分类精度较高,整体分类效果好。②撂荒耕地面积变化,总体呈现先上升后波动下降趋势,在2013年达到峰值459km2。在空间分布上,整体呈现先增加再减少,最后局部增加的趋势,撂荒耕地分布较为零散。③夜间灯光强度、地块平均面积和高程对耕地撂荒的解释力较高,q值均超过0.4。另外坡度与地块平均面积交互作用最为突出,q值为0.997。④研究区撂荒5年、10年、15年、20年、20年以上的撂荒耕地水土保持效应综合得分分别为0.3886、0.4773、0.8014、0.6044、0.4438分,呈先增加后降低的趋势。[结论]研究结果揭示了吉林省核心黑土区撂荒耕地及水土保持效应的变化趋势,为黑土地保护与农业可持续发展提供理论依据。
    摘要:
    [目的] 探究2000—2024年三江源国家公园黄河源园区生态环境质量的变化状况及其驱动因素,为该区域的生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 基于GEE平台获取并处理MODIS影像构建遥感生态指数(RSEI)来监测黄河源园区2000—2024年的生态环境质量的变化,并运用地理探测器模型定量分析气候、地形与人类活动因素对其变化的影响。[结果] (1)2000—2024年,黄河源园区的年均RSEI介于0.527~0.689之间,生态环境质量呈现波动上升趋势,上升速率约为0.0031/a;从空间分布上来看,生态环境质量呈现“北部差,南部优”的分布格局。(2)黄河源园区生态环境质量提高的面积占比为81.50%,远高于降低的9.38%,生态环境显著改善;(3)单因子探测中降水因子的影响力最大,其次是温度与DEM因子;交互因子探测中降水与温度交互作用的影响力最大,降水与DEM因子交互作用影响力次之;气候、地形因子的影响力逐步减弱,人类活动因子影响力逐步增强。[结论] 黄河源园区2000—2024年生态环境不断改善,降水、温度和DEM是影响其生态环境质量变化的主要驱动因素,人类开展的生态保护与修复工作成效显著,未来应在保证研究区生态持续改善的基础上逐步推进重难点区域的生态治理。
    摘要:
    量化草地退化导致的经济损失是生态经济学研究的核心议题之一。本研究采用经济损失评估模型,对乌珠穆沁旗不同退化程度草地的经济损失规模进行测算,并识别了其驱动因子。结果表明:(1)截至2023年,西乌珠穆沁旗草原退化面积达82.8万hm2,其中轻度(42.8万hm2,占比28.3%)、中度(26.6万hm2,17.6%)和重度(13.4万hm2,8.8%),退化面积占比显著,但尚未突破不可逆退化临界点。(2)生态经济损失总额达26.23亿元,其中生态系统服务功能经济损失14.98亿元,牧草减产直接损失11.25亿元。重度退化草原单位面积损失最高(3680元/hm2),而中度退化区对生态经济损失总额贡献最大(39.7%)。单位面积产草量、退化面积规模和市场价格构成核心区定因素;(3)损失空间集聚特征显著,高值区集中分布于东北部、中西部和南部,主要与人为因素有关。,这为实施分区防控策略提供了依据。通过系统测算草地退化成本及其空间异质性,本研究为生态系统价值评估与管理决策提供了科学支撑。
    摘要:
    [目的]山水林田湖生命共同体各要素耦合互动形成的协调状态,是支撑生态系统服务功能的关键机制,科学测度其耦合协调度对优化生态治理决策、推进可持续发展意义重大。[方法]现有研究多依赖线性加权平均法,忽视系统内部要素非对称耦合关系与系统倍增效应,难以揭示多要素耦合对生态系统服务功能的综合影响,还可能误判生态治理瓶颈。本文以犹豫模糊集表征专家意见,借鉴FPPSIM面式聚合揭示系统功能倍增效应,提出犹豫模糊加权全排列多边形图示法(HF-WFPPSIM)。该方法能有效体现生态要素交互作用对系统整体功能的非线性影响,创新性地对要素间相互作用赋权,刻画山水林田湖间的非对称耦合效应。最后,将其用于量化2016-2024年滇池流域山水林田湖生命共同体耦合协调度。[结果]流域生命共同体耦合协调度从0.482提升至0.688,实现濒临失调型—初级协调型跃迁,表明多要素协同治理有效,其中“山—水—林”三元耦合最优。[结论]结果显示该方法有效可靠,同时发现田—湖耦合为系统协调的短板,未来治理中需进一步加强二者的协同。
    摘要:
    [目的]探究人类活动与气候变化背景下湟水流域干流区非平稳水文序列与降雨-径流关系,并定量评估气候变化与人类活动对径流变化的贡献,为该流域生态保护与高质量发展及水资源优化配置提供科学依据。[方法]基于1970–2022年逐日水文气象数据,采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检测及小波分析等方法,系统分析水文气象要素的趋势性、突变性和周期性特征。在此基础上,采用Simple HYDROLOG(SIMHYD)模型模拟流域日流量过程,构建径流演变归因量化方案,评估不同时期气候变化与人类活动对径流变化的贡献。[结果]湟水河年径流量序列呈明显阶段性波动,整体趋势不显著(p > 0.05)。西宁站年径流量在三个时段(1991–2000、2001–2010、2011–2022)较基准期(1970–1990)分别减少11.95%、12.41%和12.09%,其中人类活动贡献率分别为32.0%、198.4%和328.6%;民和站年径流量在相同时段变化幅度为-16.99%、-9.48%和+18.77%,人类活动贡献率分别为67.13%、-136.37%和177.96%。[结论]定量评估表明,人类活动对湟水河径流变化的平均贡献率超过65%,尤其在2000年之后普遍超过100%,已成为径流变化的主要驱动因素;气候变化在部分时段对径流恢复呈正向作用,但整体影响次于人类活动。
    摘要:
    [目的]针对监测预警工作误报漏报问题进行研究,基于历史预警经验与传感器监测数据构建异常检测模型,为降低地质灾害预警误报风险提供支持。[方法]以滑坡裂缝计时序数据为例,提出一种融合不规则时间特征编码和多层感知机混合模块(MLP-Mixer)的异常检测模型,并通过多任务学习和知识蒸馏机制,将专家研判标签引导的异常检测任务知识提炼到异常前兆感知任务中,从而充分利用历史预警经验和不规则时间序列数据隐含的灾害动态信息提升异常识别精度。[结果]实验结果表明,该方法在给定数据集上优于基线模型,在精确率(80.36%)、召回率(95.41%)、F1分数(87.24%)及ROC曲线下面积(87.20%)方面取得最优性能。[结论]模型在召回率和精确率上表现的综合优势有效降低了漏报风险,可用于自动过滤误报预警信号,从而提升预警效率和可靠性。
    摘要:
    [目的]为揭示白龙江流域溃决型泥石流的演化机理与灾变过程。[方法]以陇南市汉王镇甘家沟为研究区,通过室内遥感解译与野外实地考察获取物源、地形与降雨特征,结合区域地质构造、地震活动等成灾条件,系统分析了溃决型泥石流的运动特征,并结合数值仿真平台OpenLISEM,对主沟、支沟及级联溃决三种溃决模式进行模拟与对比分析。[结果]结果表明:(1)甘家沟流域物源丰富,存在大量崩滑体,主要触发因素为暴雨,崩滑体堵塞沟道后极易形成溃决型泥石流。(2)溃决型泥石流演化过程可分为“崩滑体失稳—沟道堵塞—堰塞坝形成与溃决—流量放大致灾”四个阶段,其灾变过程为由重力势能快速转化为动能与流体整体冲压力的耦合作用。(3)模拟结果显示:主沟溃决型泥石流冲出距离达1342.06 m,堆积面积1.38 km2,最大堆积厚度达21.64 m,轻微堵塞白龙江;支沟溃决型泥石流规模相对较小,堆积面积1.03 km2,最大堆积厚度15.37 m,未对白龙江造成堵塞;级联溃决型泥石流规模最大,冲出距离1365.64 m,堆积面积1.92 km2,最大堆积厚度28.2 m,严重堵塞白龙江并形成堰塞湖,有极大可能产生溃决洪水,对下游居民区构成严重威胁。[结论](1)甘家沟具备陡峻地形、物源丰富、降雨集中和地震频繁等不利条件,是溃决型泥石流高发区。(2)溃决型泥石流普遍经历堵塞—蓄水—溃决阶段,灾害破坏力显著高于一般暴雨型泥石流。(3)不同溃决模式在规模、堆积范围及危害程度上存在差异,其中级联溃决风险最大。
    摘要:
    [目的]黄土高原生产道路是农业经济活动重要枢纽,调查暴雨条件下道路侵蚀状况,可为区域水土流失防治与高质量发展提供科学依据。[方法]结合遥感影像及气象数据,确定9县共17个小流域为外业区域,每流域选取25%土质道路。采用无人机航摄、RTK测量等方法,结合断面法进行道路侵蚀强度判定。[结果]调查区域以黄土路基为主(156条,抽样调查路段总长度9.01 km),道路侵蚀沟平均宽度和深度分别为0.20~0.0.76 m和0.09~0.37 m,侵蚀宽深比1.40~4.11,道路坡度分布范围为1.84°~10.11°,土壤容重为0.94~1.71 kg·m-3。调查道路以中度侵蚀为主(44.87%),固原市原州区和同心县道路侵蚀最严重,道路侵蚀强度分别以“中度侵蚀”和“中度侵蚀+强烈侵蚀”占据主导地位,对应的平均侵蚀沟密度分别为19.80 t·km-1·条-1和43.37 t·km-1·条-1,均属于道路侵蚀拓宽速率大于下切速率。对道路侵蚀原因进行分析:道路路面状况及其两侧土地利用类型是影响道路侵蚀最重要的因素,其直接贡献率分别为9.39%和9.00%;此外,各因子间的交互作用也显著影响道路侵蚀。[结论]在强降雨事件下,小流域内现有生产道路的水土保持能力较弱,易发生侵蚀。亟需推广植被缓冲带与排水设施结合的适地性技术以缓解区域严重的道路侵蚀问题,进而降低水土流失分风险,保障黄土高原生态安全与区域可持续发展。
    摘要:
    [目的] 为揭示大连市生态环境时空变化特征与驱动机制,为区域生态保护与高质量发展提供科学依据。[方法]基于Google Earth Engine (GEE) 平台构建大连市遥感生态指数 (RSEI),采用Sen-MK趋势分析法揭示2000-2023年大连市生态环境质量的时空演变特征,并结合Hurst指数对生态环境质量的未来短期演变趋势进行了预测。进一步采用最优参数地理探测器识别其主要驱动因子及其交互作用。[结果]①2000-2023年间,大连市生态环境质量整体呈现波动上升的趋势,空间上具有显著的异质性,呈 “北优南差、城差郊优”的分布格局。②大连市历史时期的生态环境改善幅度大于退化幅度,未来短期内仍持续保持改善的趋势,但局部区域具有趋势反转风险,需加强生态修复与管控。③单因子探测结果表明,土地利用类型为影响生态环境质量的主导因子,高程、坡度次之,且社会经济因子的驱动作用随时间的推移持续增强;交互作用探测结果显示,土地利用与年降水量的交互作用在各个时期均表现为最强驱动组合,揭示了自然过程与人类活动共同作用下的生态演变机制。[结论]2000-2023年大连市的生态环境质量总体改善,土地利用是其关键驱动因子。未来需加强对市中心及沿海地区的生态格局优化与稳定性维护,在推进经济建设的同时,统筹生态环境保护和修复工程,促进区域经济与生态系统协调发展。
    摘要:
    [目的]承德市作为京津冀重要水源涵养功能区、生态支撑区,对该地区进行不同情景下水源涵养功能预测对保障京津冀水资源安全及优化国土空间布局具有重要意义。[方法]采用PLUS-InVEST耦合模型,设置耕地保护、生态保护、自然发展、城市扩张四种情景,对2038年承德市土地利用及水源涵养功能进行预测并进行耦合分析。[结果]不同情景下,森林面积基本维持稳定,草地、耕地、不透水面面积变化最大,除生态保护情景,草地面积均为减少状态;生态保护情境下耕地面积减少4.1%,城市扩张情景下不透水面面积显著增加38.5%。水源涵养平均值基本相似,呈现草地>耕地>森林>裸地>不透水面>水体的规律;水源涵养总量变化较大,森林水源涵养功能长期稳定,总量约为530×106m3;草地水源涵养量在耕地保护情景下最低(261.84×106m3),在生态保护情景下最高(300.72×106m3);耕地水源涵养量耕地保护情景下最高(2209.88×106m3),在生态保护情景下最低(185.34×106m3)。[结论]在严格保护森林生态系统的前提下,统筹协调耕地保护与生态空间(特别是草地)恢复的平衡,并严格控制不透水面的无序扩张是提升区域水源涵养功能、支撑京津冀可持续发展的关键路径。
    摘要:
    摘 要:[目的] 为深入研究计划火烧对云南松根系和碳氮磷生态化学计量特征的影响。[方法] 本研究以云南省玉溪市新平县照壁山计划火烧后一年的火烧迹地为研究对象,采集对照样地(UB)和火烧样地(PB)内的云南松乔木根系,分析了活根系生物量(B)、形态分布和根系有机碳(ROC)、根系全氮(RTN)、根系全磷(RTP)及生态化学计量特征的变化。[结果] ① 火烧后一年云南松不同径级B为7.553-288.368 g/m2,在0-20 cm土层低于UB(6.9%-21.5%);火烧后一年细根根系生物量密度(RBD)、根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)在0-20 cm土层降低(0.5%-21.5%),细根和中根的比根长(SRL)、比表面积(SSA)在0-20 cm土层增加(4.1%-21.5%);② 火烧后一年细根和中根ROC为335.87-492.8 g/kg、RTN为1.934-5.724 g/kg、RTP为0.793-1.154 g/kg,在0-10 cm土层升高(2.19%-38.35%);火烧后一年吸收根和运输根根系C:N(RC:N)为58.646-140.45 g/kg、根系C:P(RC:P)为299.336-422.846 g/kg,在10-20 cm土层显著降低(29.57%-39.35%)(p<0.05);不同径级根系N:P(RN:P)均小于14,可能受N限制;③ 相关性分析表明,PB下,SRL、SSA、RLD、RTN、RTP及RN:P呈极显著正相关(p<0.001),B、RBD、ROC、RC:P、RC:N呈极显著正相关(p<0.001)。[结论] 计划火烧后云南松通过协同细根高效吸收养分的形态可塑性与增加粗壮根系结构支撑性来响应火烧干扰,并通过调整形态特征与化学计量性状适应火后恢复环境。
    摘要:
    [目的]珠江流域作为我国南方重要的生态屏障与经济核心区,近年来在快速城市化与工业化进程中,人为扰动活动显著加剧,导致水土流失问题日益突出。本研究旨在系统分析2019—2024年珠江流域人为扰动用地的空间分布格局、动态变化及其引发的水土流失特征,评估水土保持监管成效,为流域生态治理与高质量发展提供科学依据。[方法]基于2019—2024年2米分辨率国产高分卫星影像、野外调查,结合GIS空间分析、坡度提取、景观格局指数计算和半定量化规则,系统解译人为扰动地块的活动迹象、覆盖状态、水保措施及项目类型,定量评估侵蚀强度与空间格局。[结果]①2024年珠江流域人为扰动用地面积5554.16km2,其中流失面积为3388.75km2,占其人为扰动用地面积的61.01%;②空间分布呈“上游-下游双核集聚”,粤桂两省占比75.03%;③破碎化程度持续加剧,下游地块密度(PD)达82.75个/km2,地块平均(MPS)为0.0121km2;④监管成效显著,人为扰动面积六年递增,但流失占比从2019年91.05%降至61.01%,强烈以上侵蚀占比下降9.45%。[结论]珠江流域人为扰动监管在控制土壤侵蚀方面取得明显成效,但扰动地块数量持续增长、破碎化程度加剧,加大了治理与监管的难度。为此,本文提出实施分类精准管控、强化高频次遥感监测与技术手段、推动多部门协同共治等对策,以提升流域水土流失防控能力,支撑区域生态安全与高质量发展目标的实现。
    摘要:
    [目的]为研究疏勒河流域水沙变化特征及其成因,为流域水资源有效利用和生态保护提供理论依据。[方法]收集疏勒河干流(昌马堡、潘家庄)及党河(党城湾)三处代表性水文站近70年来的实测流量、输沙和降水资料及邻近的酒泉、玉门和肃北三个气象站的气象数据,运用数理统计、Mann-Kendall非参数检验、贝叶斯检验等方法,分析了疏勒河流域水沙关系变化特征,并结合回归分析和累积量斜率变化率法定量计算了气候变化和人类活动对径流和输沙变化的影响。[结果]疏勒河流域径流量和输沙量在年内及年际尺度上分配不均,具有明显的时空变异性,3个水文站的径流量均呈显著增加趋势,昌马堡水文站的输沙量呈显著上升趋势,而潘家庄水文站和党城湾水文站的输沙量变化趋势则不显著。[结论]气候变化是影响疏勒河干流上游昌马堡站和支流党河上游党城湾站径流和输沙变化的主要原因,其中温度变化所引其的冰雪融水增加对疏勒河干流上游昌马堡站径流和输沙变化影响最大,降水变化是影响党河上游党城湾站径流和输沙变化的主导因素;人类活动干扰是影响疏勒河干流下游潘家庄站径流和输沙主导因素,且随着人类活动的不断增强而持续增长。
    摘要:
    [目的]研究植物地上地下功能性状在小尺度自然梯度上的变化,有助于了解植物面对胁迫环境时的适应策略对资源利用的权衡模式。[方法]我们选择鄂尔多斯高原不同固定程度沙地上红砂(Reaumuria songarica)灌丛作为研究对象,利用方差分析和Person相关性等分析方法,分析其叶片及根系的功能性状及养分含量特征。[结果]1.流动沙地的植物叶片相较于固定沙地和半固定沙地表现为低肉质化程度(2.08)、低叶含水量(51.68%)、低叶饱和含水量(57.47%)、低叶C(34.9g/kg)和低叶N(2.32g/kg)。流动沙地的肉质化程度(2.08)、叶含水量(51.68%)、叶饱和含水量(57.47%)、叶干物质重量(425.34mg/g)、C(34.9g/kg)、N(2.32g/kg)以及C/N(15.1)显著区别于固定沙地和半固定沙地(P<0.05);而组织密度(0.07cm3)、叶比面积(74.13cm2/g)较固定沙地存在显著差异(P<0.05)。2.流动沙地的根深(78.4cm)和根水平/根深(1.66)显著高于固定沙地和半固定沙地(P<0.05),而根水平(129.83cm)和N(1.58g/kg)显著区别于固定沙地(P<0.05)。3.利用相对作用强度(RII)可以看出流动沙地的散点距离0值线更远,大部分指标的RII值均显著区别于半固定沙地。4.红砂灌丛的大多数叶功能性状参数以及叶片的养分CNP含量间表现为显著相关(P<0.05)。根系的根深、根水平以及根水平\根深与叶功能性状参数以及叶片的养分CNP含量间表现为显著相关(P<0.05)。[结论]以上结果证明了红砂灌丛地上地下植物功能性状适应策略的不同步性,解释了灌丛通过改变对地上地下器官资源分配模式来适应不同程度的胁迫环境。
    摘要:
    本研究旨在探究通过提升光伏板安装高度以抑制其下部狭管效应,从而减轻板下风蚀与风积,保护荒漠地区原生植被。基于此目标,本研究采用数值模拟与现场实证观测相结合的研究方法,重点考察了来流风速、光伏板安装高度及阵列排布方式等关键参数对阵列周围风场特性的影响规律。数据验证表明,数值模拟结果与风速观测值的最大相对误差仅为7%,证明了研究方法的可靠性与准确性。研究结果表明:(1)气流经过光伏阵列时,首排光伏板迎风侧形成减速区,背风侧及板顶风速显著增大,近地面出现局部高速区;在多排阵列中,受前排阻滞作用,下游风速逐渐衰减,板间交替形成低速区与涡流区,整体风速降低。(2)背风侧涡流强度表现为首排最强、次排减弱,且随来流风速与安装高度增加,涡流强度先增强后趋于稳定。(3)三排光伏板之间及第三排背风侧均形成双旋涡结构,板间旋涡强度明显高于背风侧,且分别呈现逆时针与顺时针旋转特征;随风速和安装高度增加,旋涡区域扩大,强度先增后稳。(4)风速增大显著提高了沙粒体积分数及其影响范围;增加光伏板安装高度可改善板下气流流通,减少近板堆积;而增加阵列排数会扩大沙粒影响范围,多排结构引起的涡流交互作用加剧了沙粒的扩散与不均匀分布。综上所述,随着光伏板高度增加,风蚀和积沙趋于减弱,亦减少了光伏板对板下灌木的影响,该研究为沙漠地区光伏治沙与生态融合发展运营设计及阵列优化提供了理论依据。
    摘要:
    [目的]宁夏“一河三山”区域作为西北生态安全屏障的重点区域,深入分析生态本底现状,梳理生态保护存在问题,并针对性提出对策建议,对于开展重点生态功能区生态安全风险分析预警,制定科学有效的生态保护和修复策略,实现宁夏生态系统的可持续发展具有极其重要的意义。[方法]研究聚焦宁夏“一河三山”区域生态特点,基于宁夏2019–2023年高分辨率遥感与生态资源本底调查成果,从生态资源数量、质量、服务、受损四维度系统分析了区域生态资源本底状况。[结果](1)宁夏生态资源总面积7332.35万亩,呈“三田四草二分林”结构。(2)“黄河干流”耕地质量平均4.45等,但地下水水质多为Ⅳ、Ⅴ类,达91.3%,盐渍化耕地集中;(3)贺兰山区防风固沙功能突出,但水源涵养量不足六盘山的0.9%,植被覆盖率较低,NDVI为0.32;(4)六盘山水资源总量占全区60.3%,但由于人工林面积大,树种单一等问题,水源涵养能力有所下降。(5)罗山区中度以上沙化面积209.65万亩,采矿用地占全区34.3%,生态系统脆弱性有所升高。
    摘要:
    青海省是青藏高原的重要生态安全屏障,厘清其生态环境质量的时空演变特征,对推动生态文明建设和“生态立省”战略具有重要意义。针对青海省部分区域盐渍化问题突出,在遥感生态指数(RSEI)基础上引入盐度指标,并采用全时序归一化方法构建青海省改进型遥感生态指数(mRSEI)。在生态功能分区的视角下,结合地理探测器和趋势分析法等方法,系统分析了2000-2024年青海省mRSEI的时空变化及驱动因素。结果表明:(1)2000-2024年,青海省mRSEI呈缓慢上升趋势,除藏北高原高寒荒漠草原生态区外,其余各生态功能区mRSEI均值均有所提高;(2)青海省整体生态环境质量处于中等水平,不同生态区域存在明显差异。其中,连山森林与高寒草原生态区表现出较高的生态质量;而柴达木盆地荒漠生态区生态状况较为薄弱,质量相对较差;(3)各分区mRSEI的驱动因子呈明显区域差异,如祁连山森林与高寒草原生态区的主要驱动因子为总初级生产力、土壤水分和年均降雨量,而藏北高原高寒荒漠草原生态区主要受土壤水分驱动。研究结果有助于推动青海省生态区域治理的科学化与精准化。
    摘要:
    [目的]在高寒区开展工程建设活动,不可避免地会对脆弱的高寒草甸造成破坏,致使地表裸露,进而引发水土流失等一系列生态问题。草皮移植回铺作为一种有效的高寒草甸保护与植被恢复手段,在实际应用中,为解决占地问题,草皮掘取后常采用多层叠置方式。然而,传统的叠置和回植方法存在草甸存活率低的弊端。因此,本研究开展草皮叠放与回植技术研究。[方法]本研究选取西藏自治区芒康县拉乌山山顶高寒草甸作为研究对象,通过实施草皮人工剥离、开展不同草皮叠置层数(2层-5层)的叠置试验以及草皮回植试验,并对不同叠置层数下草皮叠置保存率、草皮回植存活率和不同时期植物物种种类进行比较分析,深入探讨草皮剥离、堆存、回植的技术要点。[结果]研究结果显示,草皮叠置整体保存率为96.89%,在叠置层数超过2层时保存率显著升高。草皮回植试验的整体存活率为87.96%,不同叠置层数之间的存活率差异并不显著。草皮堆叠导致物种种类减少,群落结构趋于简化;草皮回植后,物种种类逐渐恢复到与原生植被相近水平。综合空间利用和存活率因素,本研究推荐草皮叠置5层堆存。[结论]本研究优化了草皮剥离,堆存和回植的植被恢复措施,为高寒草甸资源保护工作提供了坚实的科学依据和宝贵的技术积累。
    摘要:
    [目的]探究极端暴雨事件对宁夏不同区域梯田侵蚀程度及其原因,为梯田优化设计与水土保持建设提供科学依据。[方法]基于降水量空间异质性,沿宁南至宁北暴雨带建立调查样带。以受2024年宁夏大范围极端暴雨事件影响的9个小流域为对象,通过遥感解译、实地测量与田间调查,解析不同梯田侵蚀类型(沟蚀、坎坡崩塌等)的空间分异规律,定量评估梯田侵蚀量,探究侵蚀驱动因素(降雨强度、田坎坡度、田埂完好程度、地势因素)。[结果]调查区域内,梯田侵蚀类型以冲沟、崩塌、切沟为主。梯田侵蚀集中发生于整座坡面下部30%的梯田群;不同类型梯田因其设计标准、保存质量等不同,其侵蚀量也存在差异,老式及坡式梯田侵蚀较为严重。流域梯田侵蚀强度呈现区域分异,泾源县照明流域(7.08×103 t·km-2)侵蚀强度最强,同心县(41.41 t·km-2)最弱;同心县水井沟流域梯田保土量最高(3.48×104 t·km-2)。[结论]梯田侵蚀是受地形、水文、工程协同作用影响,其侵蚀强度与保土能力的空间分异受自然因子直接驱动与工程建设(田坎坡度、田埂修缮)间接调控。标准化田坎工程结合植被缓冲带可提升梯田抗蚀能力,该成果可为梯田损毁风险预警及水土保持工程精准配置提供量化依据。
    摘要:
    [目的]定量评估黄土高原丘陵区新增造林碳储量及固碳潜力,为当地及相似区域优化森林碳汇经营和碳汇交易提供理论支持。[方法]本研究以山西省右玉县为研究区,通过整理2012-2024年人工造林项目数据,采用生物量法和Logistic生长曲线模型法,分别估算了研究区域新增造林不同碳库(包括生物质、死有机质、土壤有机碳和总碳)的碳密度和碳储量,并对未来固碳潜力进行预测。[结果]①2012-2024年碳储量从6.18万tC增长至249.16万tC,增长40.29倍,原非边界内的基线土壤碳储量纳入是碳储量增加的核心驱动因素。②若不考虑新增造林基线土壤碳储量的贡献,2024年碳储量为50.52万tC,生物质碳储量占比为93.19%,为主要碳库;2024年总碳密度为14.98 tC/hm2,低于全国现有森林碳密度;树种方面,樟子松2024年碳储量占比为79.57%,是主要固碳树种;针阔混交林和樟子松碳密度显著高于其他树种,表明这两种树种在当地具有更大的固碳潜力。③预计2060年碳储量和碳密度将分别达478.43万tC和141.86 tC/hm2,碳密度将略高于全国森林碳密度;樟子松仍为主要固碳树种,但针阔混交林由于碳密度更高(210.46 tC/hm2)其固碳潜力更大。[结论]右玉县新增造林固碳效果显著,未来可通过优化树种结构、改造灌木林等措施进一步提升森林碳汇能力,并依托全国碳市场推动碳汇生态产品价值实现。
    摘要:
    [目的]水土流失是制约生态环境与社会经济可持续发展的重要影响因素。大别山区作为国家级水土流失重点防治区域,近年来由于林地向园地转化的现象愈发普遍,进一步加剧了水土流失问题,造成该区域同时面临着生态脆弱化与经济可持续发展受阻的双重挑战。为深入探究大别山区水土流失的影响机制,从而为该地区生态环境治理提供因地制宜的科学支撑。[方法]本研究选取大别山区一处种植油茶的斜坡作为研究对象,自主设计原位降雨试验系统,设置了小雨、中雨、大雨以及久旱后大雨等四种降雨工况,并在 20%、40% 和 60% 三种不同植被覆盖度条件下开展降雨试验,旨在分析土壤含水率、径流量和产沙量等关键要素的变化特征及其响应关系。[结果]降雨强度是驱动大别山区林改园斜坡水土流失的主导因子。当次降雨量超42 mm且降雨强度达到 26 mm/h时,可突破植被缓冲阈值,削弱其保护作用;研究区植被覆盖度对水土流失的影响可能存在边际效益。不同降雨条件下,植被覆盖度从20%提升至40%时,平均径流削减31.33%,平均产沙削减70.5%。植被覆盖度提升至60%时,平均径流削减38.80%,平均产沙削减79.9%;研究区土壤初始含水率的变化对水土流失总量具有显著影响。当次降雨量超42mm且降雨强度达到 26 mm/h时,研究区土壤初始含水率降低5%~10%,可使径流量和产沙量平均减少26%和19%。[结论]该研究可为大别山区水土流失防控提供量化依据。
    摘要:
    [目的]揭示干旱区铁路沿线不同下垫面类型(沙漠与戈壁)对植被生长特征、水分动态过程及生态适应机制的影响,为铁路生态带植被配置与水资源管理提供科学依据。[方法]依托和若铁路沿线典型监测样地(DK48、DK258、DK553),开展2023年4月至10月的连续监测,采集植被株高、地径、密度、活体占比、茎流速率及土壤水分等关键指标数据,采用回归分析与多元统计方法探讨植被形态与水分因子之间的定量关系。[结果]沙漠区(DK258)植被在株高(最高192.85cm)、地径(36.36mm)、活体占比(0.965)等方面显著高于戈壁区(DK48、DK553),表现出更强的水分获取能力和生态适应性。茎流监测显示,梭梭对春季降水响应迅速(4-6月高峰,速率达5.61E-04g/s),沙枣茎流在夏末显著上升,胡杨则年需水量高(17.5kg),依赖深层水源维持生理功能。土壤水分分析表明,沙漠区虽渗透性强但保水性差,戈壁区蒸散强烈、入渗受限,均形成不利于植被恢复的水分环境。回归模型表明,梭梭株高随时间呈二次增长(R2=0.97),冠幅呈指数扩展(R2=0.82),水分因子(P、M)为主要驱动因素。[结论]不同下垫面显著影响植被形态结构与水分适应策略,沙漠区适宜发展根系发达型物种,戈壁区需结合节水措施提升保水效能。建议在生态修复工程中实施功能分区与分层配置策略,科学选择植物种类并优化灌溉制度,以构建高效、稳定、可持续的干旱铁路生态防护体系。
    摘要:
    [目的]种植业是农业的重要组成部分,探明种植业碳排放时空特征、驱动因素及未来趋势对于制定差异化减碳措施和实现农业可持续发展具有重要意义。[方法]本文采用碳排放因子法测度2004-2023年山东省种植业碳排放量及强度,并运用Tapio脱钩模型、LMDI模型及灰色预测GM(1,1)模型,探析其空间差异、驱动因素及未来10年碳排放量。[结果] ①山东省种植业碳排放呈“增加—波动—减少”的“M”型曲线,碳排放强度持续减小;②农资投入是山东省种植业碳排放的主要来源,各因子的碳排放量大小为:化肥(46.16%)>农膜(18.15%)>灌溉(15.85%),且玉米种植是农田土壤利用中主要的碳源,其占比为32.24%;③山东省种植业碳排放与经济增长由“弱脱钩”转为“强脱钩”,且在市域层面种植业碳排放空间分异特征明显,高碳排放区域集中在菏泽、潍坊、临沂等传统农业大市;④种植业生产效率、农业产业结构、地区产业结构、农村人口规模4个因素对种植业碳排放具有抑制作用,地区经济水平和城镇化水平则具有促进作用。⑤未来10年山东省种植业碳排放量总体持续下降,日照市降幅最大,枣庄市降幅最小。[结论]近20年山东省种植业碳排放总量与强度双重下降,但农业经济发展与碳减排仍面临挑战,需进一步优化种植业结构、提高种植业生产效率、降低农资投入碳排放,助推农业绿色低碳高质量发展。
    显示模式:
    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (429) [HTML] (0) [PDF 20.24 M] (1322)
    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] (517) [HTML] (0) [PDF 2.78 M] (746)
    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] (454) [HTML] (0) [PDF 9.52 M] (1039)
    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] (296) [HTML] (0) [PDF 4.61 M] (680)
    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] (324) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (623)
    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] (352) [HTML] (0) [PDF 2.79 M] (669)
    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] (322) [HTML] (0) [PDF 1.69 M] (565)
    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] (306) [HTML] (0) [PDF 3.53 M] (681)
    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] (282) [HTML] (0) [PDF 3.05 M] (715)
    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] (238) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (491)
    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] (244) [HTML] (0) [PDF 1.84 M] (536)
    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] (255) [HTML] (0) [PDF 2.81 M] (753)
    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] (247) [HTML] (0) [PDF 1.90 M] (460)
    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] (279) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (505)
    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] (418) [HTML] (0) [PDF 2.09 M] (536)
    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] (278) [HTML] (0) [PDF 8.67 M] (820)
    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] (185) [HTML] (0) [PDF 1.45 M] (475)
    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] (308) [HTML] (0) [PDF 5.24 M] (691)
    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] (327) [HTML] (0) [PDF 3.22 M] (609)
    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] (253) [HTML] (0) [PDF 20.38 M] (898)
    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] (425) [HTML] (0) [PDF 1.36 M] (500)
    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] (188) [HTML] (0) [PDF 2.59 M] (503)
    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] (396) [HTML] (0) [PDF 14.39 M] (1086)
    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] (244) [HTML] (0) [PDF 2.95 M] (968)
    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] (362) [HTML] (0) [PDF 4.76 M] (946)
    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] (500) [HTML] (0) [PDF 17.80 M] (1307)
    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] (364) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (866)
    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] (745) [HTML] (0) [PDF 22.60 M] (1207)
    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] (297) [HTML] (0) [PDF 5.32 M] (1118)
    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] (227) [HTML] (0) [PDF 10.94 M] (1209)
    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] (323) [HTML] (0) [PDF 8.81 M] (1118)
    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] (257) [HTML] (0) [PDF 15.97 M] (1090)
    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] (721) [HTML] (0) [PDF 18.47 M] (1294)
    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] (261) [HTML] (0) [PDF 10.06 M] (1155)
    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] (438) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (760)
    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] (397) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (801)
    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] (185) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (814)
    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] (670) [HTML] (0) [PDF 11.95 M] (1154)
    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] (453) [HTML] (0) [PDF 2.92 M] (922)
    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] (293) [HTML] (0) [PDF 2.99 M] (974)
    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] (489) [HTML] (0) [PDF 3.28 M] (1416)
    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] (554) [HTML] (0) [PDF 2.76 M] (969)
    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] (552) [HTML] (0) [PDF 12.90 M] (1174)
    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] (473) [HTML] (0) [PDF 7.70 M] (1049)
    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] (147) [HTML] (0) [PDF 8.61 M] (979)
    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] (703) [HTML] (0) [PDF 4.64 M] (1088)
    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] (318) [HTML] (0) [PDF 22.62 M] (1300)
    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] (222) [HTML] (0) [PDF 6.28 M] (1181)
    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] (311) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (1039)
    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。
    显示方式:3
      显示模式:
      2023,43(4):238-247, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230508.007
      [摘要] (530) [HTML] (2088) [PDF 27.25 M] (26323)
      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] (440) [HTML] (0) [PDF 12.20 M] (17272)
      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] (2939) [HTML] (0) [PDF 855.09 K] (14159)
      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] (1431) [HTML] (3609) [PDF 11.27 M] (13510)
      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] (651) [HTML] (0) [PDF 20.51 M] (13443)
      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] (1254) [HTML] (0) [PDF 852.92 K] (11909)
      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] (2663) [HTML] (0) [PDF 271.76 K] (9778)
      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] (2247) [HTML] (0) [PDF 765.45 K] (8642)
      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”。
      2022,42(2):210-218, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20220124.001
      [摘要] (779) [HTML] (0) [PDF 13.93 M] (7954)
      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。
      1987(5):47-52, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.1987.05.011
      [摘要] (3942) [HTML] (0) [PDF 556.46 K] (7818)
      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。
      2002(4):50-53, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.04.013
      [摘要] (2693) [HTML] (0) [PDF 208.46 K] (6296)
      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] (1917) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (6281)
      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。
      2012(6):206-210, DOI:
      [摘要] (1691) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5474)
      摘要:
      基于1989-2008年河北省主要农作物产量、耕地面积、有效灌溉面积、化肥施用量及农业机械动力等方面的统计数据,估算了河北省近20a来农田生态系统碳源/汇,并探讨了碳源/汇时空变化及其影响因素。结果表明,近20a来河北省农田生态系统碳吸收总量总体呈现波动增加态势,碳排放总量也呈逐年上升的趋势,且碳吸收增长的速度大于碳排放的速度,总的来说,河北省农田生态系统是碳汇;从空间上来看,河北省碳汇强度由南向北逐渐降低;在各种作物中,小麦和玉米的碳吸收所占比重最大;对影响农田生态系统碳源/汇因素分析表明,农业灌溉对作物碳吸收影响最显著,其次是化肥施用,在农田生态系统3种主要碳排放途径中以化肥施用带来的碳排放所占的比重最大。
      2023,43(2):43-49,59, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001
      [摘要] (479) [HTML] (0) [PDF 11.51 M] (5458)
      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。
      2002(3):58-58, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.03.017
      [摘要] (3218) [HTML] (0) [PDF 224.65 K] (5210)
      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] (3088) [HTML] (0) [PDF 230.73 K] (5097)
      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.
      2010(4):104-109, DOI:
      [摘要] (1706) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5023)
      摘要:
      以黄河口滨岸潮滩湿地为研究对象,研究了不同植被群落覆盖下湿地土壤中磷、硫的变化特征及其储量状况。结果表明,植被群落的变化能够影响土壤中磷、硫的含量,但影响程度不同。沿植物群落演替方向,土壤全磷含量差异不显著,变异系数较小,而全硫含量受影响显著,呈"S"型波动变化;在垂直分布特征方面,全磷的差异程度不大,表明土壤中磷含量主要取决于成土母质,相对而言,硫的垂直分布特征存在较大差异,大部分采样点的变异系数在10%以上,属中等变异,其分布特征主要受制于土壤有机质的分布;两种元素的储量及其分布状况受植被群落的影响程度不同,不同植被群落土壤的磷储量及其分布状况差异不大,均在0.32kg/m2(0—60cm)附近波动;而不同土壤中硫储量存在较大差异,沿演替方向呈"S"型波动变化,最高值0.33kg/m2(光滩,0—60cm),最低值0.17kg/m2(演替末期,0—60cm),但其分布状况差异不大。研究结果表明,植被对调整湿地磷、硫的空间分布具有显著影响,故可根据生源元素的循环选择适宜的植物对湿地进行生态修复,为湿地生态的修复提供理论依据。
      2011(4):163-167, DOI:
      [摘要] (1929) [HTML] (0) [PDF 1.54 M] (4932)
      摘要:
      长期以来,青藏高原都是国内外地质及地理学研究重点关注的地区。青藏高原范围不同于行政区划,基于不同标准和目的得到的范围存在一定差异。基于地貌形态特征,利用SRTM数据和数字地形分析方法,在ArcGIS软件的支持下,半自动地提取了青藏高原的边界,并对青藏高原的地貌类型进行了自动识别划分,获得了高原16种地貌形态分布图。研究结果表明,青藏高原以高海拔丘陵、小起伏高山、中起伏亚高山和中起伏高山为主,占到青藏高原总面积的60.58%,高原内部地势较平缓,边缘起伏较大,与其相邻区域在地貌形态表现出明显的差异性。
      2001(3):59-62, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2001.03.020
      [摘要] (2897) [HTML] (0) [PDF 174.94 K] (4853)
      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。
      2011(2):61-67, DOI:
      [摘要] (1907) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (4833)
      摘要:
      以宁南半干旱黄土丘陵区3年生、7年生、11年生、19年生,以及7年生上坡、中坡、下坡苜蓿地为研究对象,分析了苜蓿地0—5m土壤干层及土壤养分的消长规律。研究结果表明:(1)坡位与种植年限均对土壤水分产生影响,上坡苜蓿地0—5m土壤平均含水量为6.34%,显著小于中坡和下坡;不同旱作年限苜蓿地0—5m土壤含水量排序为:3年生>7年生>19年生>11年生;土壤干燥化指数SDI排序为:上坡>中坡>下坡;3年生>7年生>19年生>11年生,土壤干燥化程度随着土层深度的增加而减弱。待苜蓿老化后土壤水分可以得到恢复,土壤干燥化程度降低,但这一过程需要较长的时间。(2)在土壤旱化过程中,随着坡位的下降,苜蓿地0—100cm层土壤平均有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量增加;随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷下降。随着苜蓿旱作时间的延长,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、全磷、速效磷含量呈下降的趋势;待苜蓿老化严重时,土壤有机质、全氮开始逐渐积累,但仍然处于低水平状态。
    期刊信息
    公众号
    扫描关注微信公众号
    访问量
    • 总访问量:
    • 今日访问: