2017, 37(6):1-8. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.001 CSTR:
摘要:[目的]研究重庆市万州区土壤侵蚀在三峡成库前后的动态变化特征,为区域防治水土流失和改善土地利用提供科学依据。[方法]运用修正通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS工具,基于各期基础数据,分析万州区2000-2012年土壤侵蚀的动态变化过程。[结果](1)2000-2012年万州区年均土壤侵蚀模数经历了先下降后小幅回升的变化过程,最小值出现在2007年,2012年较之2000年剧烈侵蚀区面积下降了34.24%,微度侵蚀区面积上升了7.66%;(2)研究期内,万州区侵蚀等级转化的空间分布与侵蚀分布具有较高的相似性,侵蚀等级转化活跃斑块集中于铁峰山与方斗山之间的丘陵低山地区,东南侧山地区域转化活跃度较低;(3)土壤侵蚀强度等级转移矩阵表明2000-2012年侵蚀强度整体向低等转化;其中2000-2007年土壤侵蚀强度不变地区占76.56%,22.78%的区域向低级转化,转变幅度较大;2007-2012年侵蚀呈现相反的转变态势,稳定比例较高,仅有9.77%的区域向高级转化。[结论]2000-2012年万州地区地表的侵蚀状况在逐步减轻,土壤侵蚀强度下降明显,但2007年之后侵蚀状况有所反弹,部分区域的侵蚀形势仍较为严峻,应进一步制定有效的侵蚀防治方案,推进合理的土地利用措施,降低侵蚀量,提高土壤保持能力。
2017, 37(6):9-15. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.002 CSTR:
摘要:[目的]研究西部黄土丘陵区人工和天然草地对不同类型侵蚀性降雨的响应,为该区植被建设和水土流失防治提供指导。[方法]利用甘肃省定西市安家沟径流场2007-2015年的观测数据,分析侵蚀性降雨因素对坡度为20°的人工草地和天然草地土壤侵蚀的影响。[结果]西部黄土丘陵区的侵蚀性降雨分布在5-9月,其中7-8月的侵蚀性雨量较大,其侵蚀量占年均侵蚀的70%以上。两种不同类型的草地侵蚀量均与PI10相关性最好。该区域侵蚀性降雨主要是中雨和大雨,造成的草地侵蚀量占年均侵蚀的86%。中、高雨强型降雨的侵蚀量分别占人工、天然草地总量的90.8%和91.2%,其侵蚀量与PI10,PI30呈较好的幂函数关系。大于300 MJ·mm/(hm2·h)的高侵蚀力型降雨引起的侵蚀量最大,分别占人工、天然草地总侵蚀量的32.3%和33.4%;50~100 MJ·mm/(hm2·h)的中侵蚀力型降雨次数最多,而引起人工、天然草地的侵蚀占相应总量的26.0%和29.1%。[结论]人工草地(盖度75%~82%)和天然草地(盖度> 80%)的侵蚀性降雨量标准分别为11.3和11.9 mm,最大I10标准分别为10.4和11.7 mm/h。天然草地比人工草地具有更好的水土保持效果。
谭娟 , 王敏 , 郭晋川 , 吴卫熊 , 何令祖 , 黄凯 , 吴建强
2017, 37(6):16-21,27. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.003 CSTR:
摘要:[目的]对广西壮族自治区喀斯特峰丛洼地4种典型植物(甘蔗、五节芒、灰毛浆果楝和青冈)蒸腾作用及其影响因素进行研究,为进一步开展区域植被生态需水研究提供科学依据。[方法]于2015年4月至2016年1月对4种主要植物群落不同季节蒸腾速率(Tr)、叶面积指数(LAI)和相关环境因子开展现场观测。[结果]4种植物Tr夏季与春、秋、冬3季呈极显著差异(p < 0.01),不同植物类型其Tr也存在差异,其中,甘蔗Tr的季节变化为96.55~197.42 g/(m2·h),五节芒为95.26~169.13 g/(m2·h),灰毛浆果楝为97.20~239.11 g/(m2·h),青冈四季Tr为81.65~124.42 g/(m2·h)。4种植物Tr均与空气温度(Ta)呈极显著(p<0.01)或显著正相关关系(p<0.05),与土壤含水率(SWC),LAI,土壤容重(ρb),空气相对湿度(RH)呈显著或极显著相关关系。SWC和Ta对甘蔗Tr起主导作用,是主要决策变量;Ta是五节芒Tr的主要决策变量;SWC和ρb是灰毛浆果楝Tr的主要影响因子;LAI,SWC和Ta是青冈Tr的主要影响因子。[结论]研究区域4种典型植物蒸腾作用存在差异,且均呈季节性变化趋势,不同植物Tr影响因素不同,可通过人工诱导水、光、热等环境因子进而合理调控植被生态需水。
2017, 37(6):22-27. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.004 CSTR:
摘要:[目的]探讨冻融作用对毛乌素沙地陕北榆林地区砒砂岩与沙复配土壤氮素的影响,对于提升毛乌素沙地土壤肥力具有重要作用。[方法]通过室内培养试验,探讨不同比例砒砂岩与沙复配土壤氮矿化过程对冻融的响应特征。[结果]冻融交替作用对土壤氮的矿化有显著影响,在冻融1周期时,3种比例复配土壤中硝态氮、铵态氮含量增加较快。在冻融2周期后,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均出现下降趋势。冻融5周期,复配土壤中硝态氮、铵态氮含量均开始呈现稳定增加趋势。冻融10周期后,1:1,1:2及1:5复配土壤铵态氮含量分别增加了10%,49%与11%,硝态氮含量分别增加了14%,39%与34%,其中1:2复配土硝态氮、铵态氮含量较1:1,1:5增加显著,对氮素的保持性能较好。[结论]冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中硝态氮、铵态氮的累积,为早春农作物的生长提供足够的氮素。
2017, 37(6):28-33. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.005 CSTR:
摘要:[目的]研究黄土坡面草被覆盖对拦蓄水沙及调控养分的作用,为黄土坡面治理提供科学依据。[方法]通过模拟降雨试验,收集降雨过程中坡面的径流泥沙样品,采用数据对比与统计分析相结合的方法,分析在不同草被覆盖条件下坡面径流泥沙以及养分磷流失过程,探讨草被覆盖率和草被格局对坡面泥沙及养分流失的调控作用。[结果]随着降雨历时的增加,径流呈平稳增长过程,泥沙、径流总磷、泥沙速效磷均呈波动变化过程;25%,50%,75%覆盖率坡面径流总磷和泥沙速效磷分别为裸坡流失量的66%,85%,80%和62%,47%,21%;草被格局对水沙养分调控作用的差异性表现为:泥沙 > 径流 > 泥沙速效磷 > 径流总磷。[结论]草被对径流总磷的调控作用不强,对泥沙速效磷的调控作用显著;草被格局对径流和径流总磷的调控作用有限,对泥沙与泥沙速效磷的调控作用显著。
寇馨月 , 姜学兵 , 黄俊 , 金平伟 , 林丽萍 , 徐舟 , 李乐
2017, 37(6):34-42. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.006 CSTR:
摘要:[目的]探索南方红壤区小流域降雨因子对产流产沙的影响及定量关系,为治理区域水土流失、优化水土资源利用提供参考。[方法]基于南方红壤区广东省五华县乌陂河和福建省长汀县朱溪河小流域3 a自然降雨观测资料,采用回归及通径分析等因子分析法研究次降雨对径流泥沙的影响,构建次降雨径流泥沙计算模型。[结果]①回归和通径分析结果基本一致:次降雨量、历时、最大30 min雨强以及次降雨量与历时交互作用是次降雨径流的关键影响因子;次降雨量、雨强、最大30 min雨强、降雨侵蚀力以及次降雨量与雨强交互作用是次降雨产沙模数关键影响因子。②多元线性回归模型可较为准确和定量地反映2个小流域次降雨各因子与径流泥沙动态变化关系。③利用Excel函数随机选取乌陂河流域25组数据和朱溪河流域23组数据验证模型,结果显示计算径流泥沙数据与实测数据的相关性非常显著(p < 0.05),其中乌陂河产沙模数模型的相关性最为紧密,相关系数为0.950。[结论]多元线性回归模型是乌陂河和朱溪河流域主要降雨因子对径流泥沙定量影响的最佳模型。显著性检验结果表明,该模型达到了极显著水平。
2017, 37(6):43-48. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.007 CSTR:
摘要:[目的]探讨盐渍化对土壤酸度的可能影响,为了解设施栽培土壤的酸化过程提供依据。[方法]采集了不同酸化特征的设施栽培土壤、露天栽培土壤和自然酸性土壤等3类表层土壤和剖面分层土壤样品,通过化学分析和室内添加肥料盐及土壤洗盐模拟试验,比较研究设施栽培土壤、露天栽培土壤与自然酸性土壤中活性酸、潜性酸、盐基饱和度之间关系差异及其受土壤盐分积累的影响。[结果]与自然酸性土壤相比,设施栽培土壤的酸是人为输入式,其酸化主要发生在表层,土壤剖面呈自上而下下降。在相同交换性酸水平的条件下,设施栽培土壤的pH值最低,其次为露天栽培土壤,而自然酸性土壤的pH值相对较高。在相同土壤pH值的情况下,自然酸性土壤的盐基饱和度明显低于设施栽培土壤和露天栽培土壤,而设施栽培土壤的盐基饱和度高于露天栽培土壤;设施栽培土壤的交换性酸中活性酸组成比例高于自然酸性土壤。增加中盐的积累可显著降低设施栽培土壤pH值;设施栽培土壤的盐分淋洗过程在降低土壤盐分的同时也降低了土壤的活性酸(提高了土壤的pH值)。[结论]盐分的积累增强了设施栽培土壤中潜性酸向活性酸的转化,高量施用化肥不仅可直接通过酸性物质的输入促进土壤pH值的下降,同时由此引起的盐分也可在一定程度上进一步降低土壤的pH值。
周明建 , 崔灵周 , 曹永中 , 肖继波 , 顾泮雪 , 洪玉芳
2017, 37(6):49-55. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.008 CSTR:
摘要:[目的]评价分析浙江省温州市龙湾工业区永强塘河及中横河干支流河道水与底泥氟污染程度和空间分布特征,确定水氟污染严重河道和污染源,为河道水氟污染治理修复提供科学依据。[方法]在野外实地采样基础上,利用离子选择电极法、单因子污染指数法和相关统计法对河道水和底泥氟含量进行测定,评价氟污染程度并探讨氟污染来源。[结果]永强塘河与中横河主干及支流河道采样断面水氟含量超标率分别达到96%和83.3%,永强塘河中游主干及东、西两侧支流河道采样断面水氟污染达到中度和重度污染等级比例分别为60%,85.7%和80%,中横河经开区河段主干和东侧支流河道水氟污染达到重度等级的采样断面比例依次为80%和75%,河道底泥氟污染全部在轻度及以下等级;71.4%的河道采样断面水氟含量与沿岸不锈钢类企业数量相关系数超过0.9。[结论]以含氟工业废水治理为重点,大力开展永强塘河中游支流河道、中横河经济开区主干及东侧支流河道水氟污染综合整治,可有效改善研究区河道水环境质量。
王鼎 , 王梓璇 , 冯倩倩 , 舒洋 , 周梅 , 赵鹏武
2017, 37(6):56-61. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.009 CSTR:
摘要:[目的]研究重度火烧对兴安落叶松林群落物种组成及多样性的影响,为探索森林生态系统恢复与重建提供依据。[方法]以内蒙古大兴安岭兴安落叶松林重度火烧迹地为研究对象,采用分层取样的方法对群落中植被进行调查,分析比较不同恢复年份后兴安落叶松林群落各层物种组成及多样性的差异。[结果]不同恢复年份后群落各层α多样性指数总表现为:草本层 > 灌木层 > 乔木层的趋势。群落物种总数随着恢复时间的推移呈逐渐增多的趋势,这种变化趋势主要出现在草灌层内。群落草本层物种数除1996S(12种)以外(S表示重度火烧迹地,1996S为1996年重度火烧迹地,下同),其他3个恢复年份2012年(4种)、2009年(7种)、2003年(7种)均小于对照(CK,未过火区)(8种),而群落灌木层物种数除2003年(2种)与对照(2种)相当,其他3个恢复年份2012年(4种)、2009年(7种)、2003年(7种)均大于对照。[结论]总体来看,重度火干扰有利于植被的更新与演替。
2017, 37(6):62-67. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.010 CSTR:
摘要:[目的]开展梭梭人工林不同密度对林下植物多样性的影响研究,为合理经营梭梭人工林,充分发挥其生态功能提供技术支持。[方法]以甘肃省民勤县5种不同密度(1 250,1 111,1 000,1 333,1 667株/hm2)10~15年生梭梭人工林林下植物的重要值、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数为指标,对林下植物多样性随林分密度的变化规律进行分析。[结果]①梭梭人工林林下共有植物16种,隶属于9科15属,其中灌木层6科6属6种,草本层4科7属10种。②灌木层优势种随着密度变化明显,草本层优势物种受密度影响较小。③林下植被多样性对密度响应具有非同步性。随着密度的增加,呈现先增大后减少的变化规律。④综合评分表明,民勤县梭梭人工林密度为1 250株/hm2时林下植被多样性水平较好,比较适合林下植被生长。[结论]林下植被多样性指数对密度响应具有非同步性,比较适合林下植被生长的密度为1 250株/hm2。
2017, 37(6):68-74. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.011 CSTR:
摘要:[目的]以小兴安岭森林沼泽为研究对象,研究湿地经过人类活动开垦为农田,和排水造林,以及弃耕地的土壤活性碳组分,为深入了解土壤活性碳组分动态变化及其可能影响全球变暖的机制研究提供科学依据。[方法]选择小兴安岭森林沼泽湿地4种土地利用方式(天然沼泽、排水湿地、弃耕地、农田)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,对比分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物碳(MBC)、易氧化碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)的含量变化和比例关系,并用相关分析法分析土壤有机碳各活性组分之间的关系。[结果]不同土地利用方式土壤有机碳含量随土层深度增加而降低,总体上,在土壤剖面上,天然沼泽的SOC含量大于其他土地利用方式,其他3种土地利用方式之间差异不显著(p > 0.05)。不同土地利用方式下土壤活性碳组分(DOC,MBC,EOC,POC,LFOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,土壤活性碳组分含量顺序总体上呈:天然沼泽 > 排水湿地 > 弃耕地 > 农田。4种土地利用类型土壤DOC占SOC的比例,在垂直剖面上,无明显规律变化。土壤SOC含量与DOC,MBC,EOC,POC,LFOC之间的相关性均达到显著水平(p < 0.05)。土壤DOC和MBC之间呈显著性正相关(p < 0.05),LFOC和POC之间呈极显著性正相关(p < 0.05),EOC与其他活性碳组分相关性均不显著(p > 0.05)。[结论]土地利用变化会对小兴安岭森林沼泽土壤活性碳组分产生影响,应该合理开发小兴安岭森林沼泽湿地。
2017, 37(6):75-79. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.012 CSTR:
摘要:[目的]揭示不同沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的蓝藻生物量和群落结构特征,阐明蓝藻在不同沙生灌木根部和尼龙网格内表层的定殖情况。[方法]用显微镜计数法和体积换算法测得蓝藻的生物量;根据蓝藻种的形态、结构、大小等特点,利用《中国淡水藻类》、《中国淡水藻志》等参考书将其鉴定到种。[结果]① 3种沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的生物量不同。1956年花棒根部的蓝藻个体数量最高(9.84×108个/g),而1981年花棒和1987年油蒿的最低(3.16×108个/g);1964年油蒿根部的蓝藻平均总体积最大(1.04×1013 μm3/g),而1964年柠条的最低(6.00×1011 μm3/g);1987年油蒿根部的丝状蓝藻百分比最高(98.4%),而尼龙网格内表层的最低(38.75%);② 3种沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的群落结构不同。共分离出25种蓝藻,属于色球藻目、颤藻目和念珠藻目。其中,巨颤藻最常见,且分离出点型念珠藻、嫩柔微毛藻和线形眉藻3种固氮蓝藻。[结论]3种沙生灌木根部的蓝藻生物量高,种类丰富,说明这3种沙生灌木根部是蓝藻定殖与繁衍的有利场所。
薛莲 , 井彩巧 , 张鹏 , 宋学栋 , 孙振荣 , 王海鹏 , 袁宁 , 蒲明
2017, 37(6):80-84,91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20171102.001 CSTR:
摘要:[目的]对兰州市甘蓝生产中的氮磷钾三要素与产量、养分吸收的关系进行研究,为该地区甘蓝科学栽培提供科学依据。[方法]以该区域主栽春茬品种"中甘21"为供试材料,设CK,NP,NK,PK,NPK 5个施肥处理。在甘蓝各生育阶段测量其生物量、养分含量,分析不同肥料配比对甘蓝各时期养分吸收速率、养分累积量以及最终产量的影响。[结果]"中甘21"的生物累积动态呈现S形曲线,生物量在苗期增加较小,结球后生长加快,至成熟期后生长速度减缓。氮肥对生物量的形成影响最大,其对甘蓝生物量的限制在整个生育期都存在,其次是钾肥和磷肥。不同肥料配比显著影响了甘蓝植株养分吸收速率和累积量。甘蓝对养分的吸收速率变化趋势一致,均表现为:结球-成熟 > 莲座-结球 > 苗期-莲座>移栽-苗期。同时氮、磷、钾的吸收累积量随着甘蓝生长不断提高,其中氮、磷素的累积在结球期后提高明显,钾素的累积在莲座期后开始提高。甘蓝氮、磷、钾含量随着植株的生长逐渐增加,同时累积量不断提高。[结论]不同氮磷钾肥料配比显著影响甘蓝的生物质量和产量以及养分利用率,其中氮肥的影响最大,其次是磷肥和钾肥。
杨飞霞 , 曹广超 , 于东升 , 史学正 , 于全波 , 董林林
2017, 37(6):85-91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.014 CSTR:
摘要:[目的]探究宁夏引黄灌区土壤总有机碳与重组有机碳的特征及相互关系,为研究宁夏引黄灌区固碳效应及碳库稳定性提供科学依据。[方法]以宁夏引黄灌区为研究对象,通过实地采样与分析,测定不同土壤类型总有机碳与重组有机碳含量。[结果]土壤类型是影响宁夏引黄灌区土壤有机碳变化的主要因素,经灌溉耕作后,灌溉土壤总有机碳及重组有机碳含量较对照土壤均有所增加,平均增加量分别为2.27和2.02 g/kg,增加量随土层深度增加而减小,增加幅度因土壤类型存在差异;重组有机碳与总有机碳存在显著相关关系(p < 0.001)。[结论]重组有机碳是总有机碳的重要部分,它与总有机碳之间的相关性随着土层深度的增加而增强,说明灌溉耕作活动及灌溉时间对土壤有机碳具有一定的影响。研究重组有机碳能更好地了解灌区土壤碳库稳定性。
李蓝君 , 宋孝玉 , 夏露 , 符娜 , 孟春芳 , 李怀有 , 李垚林
2017, 37(6):92-100. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.015 CSTR:
摘要:[目的]研究黄土沟壑区侧柏林地土壤水分动态特征,为黄土沟壑区退耕还林、生态建设以及人工侧柏林地的经营管理工作提供支持。[方法]以黄土沟壑区典型小流域南小河沟流域内5,25以及35 a树龄侧柏为研究对象,使用烘干法对其生长季0-100 cm土层土壤水分进行观测,并对其时空分布特征、土壤层次以及各层次干燥化特征进行分析。[结果]①降雨对侧柏林地土壤水分的补给深度集中在0-40 cm范围内,侧柏根系吸水主要作用范围则分布在40-100 cm土层中。② 3种树龄侧柏生长季0-100 cm土层中的土壤水分的时间变化可以分为恢复期(5月)与消耗期(6-9月)。在恢复期,树龄对于土壤水分分布的影响不大,5,25与35 a侧柏0-100 cm土层蓄水量分别分布在230.3~304.2 mm,177.7~249.7 mm以及202.2~283.6 mm。在消耗期,10-40 cm土层中,土壤水分分布表现为:5 a侧柏 > 35 a侧柏 > 25 a侧柏,而在60-100 cm土层中,则表现为:5 a侧柏 > 25 a侧柏 > 35 a;3种树龄侧柏林地0-100 cm土层蓄水量则分布在131.2~207.2 mm,123.4~220.8 mm以及109.6~204.7 mm。③在恢复期,5 a侧柏林地各垂直分层土壤水分干燥化指数(SDI)差异不大,25与35 a侧柏林地SDI在活跃层与过渡层随着深度的增大而增大。在根系作用层,25与35 a侧柏林地SDI保持相对稳定。在消耗期,3种树龄侧柏林地SDI在活跃层较小,在过渡层随深度增大而增大,而在根系作用层保持相对稳定。[结论]与恢复期相比,在消耗期,3种树龄侧柏林地土壤水分变化剧烈程度均显著增大,其根系吸水能力随树龄增大而增大。
2017, 37(6):101-105,112. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.016 CSTR:
摘要:[目的]探讨鸡粪配施尿素对扁豆根际微环境特征及产量、品质的作用效果,为提高农田土壤质量管理以及扁豆种植的优化施肥提供理论依据。[方法]通过连续4 a的大田试验,研究了CK(对照,不施肥)、CF(纯施尿素)、CM(纯施鸡粪)和CM+CF(鸡粪和尿素各提供50%的氮)处理对扁豆根际中根系分泌物含量、微生物数量、微生物多样性及产量、品质的影响。[结果]同纯施尿素处理相比,鸡粪和尿素各半处理根系分泌物中氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量分别提高61.91%,43.03%和31.18%;细菌数、放线菌数和微生物量碳、氮含量明显增加。同时,CM+CF处理的微生物多样性指数最高,并与微生物总量的变化趋势一致,而CF与CK处理的微生物多样性指数与微生物总量的变化趋势不一致。此外,CM+CF处理扁豆产量分别较CK,CF和CM处理提高65.20%,28.15%和8.24%,并使扁豆荚果的Vc、可溶性糖和游离氨基酸含量分别较CF处理提高45.55%,36.35%和43.23%。与CM+CF处理相比,纯施鸡粪处理对根际和扁豆产量、品质的影响效果较小。[结论]鸡粪与尿素配施措施能促使扁豆根系分泌物的增多以及根际微生物数量和微生物多样性指数的提高,有助于增强土壤的供肥性能,并促进扁豆生长的高产优质。
2017, 37(6):106-112. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.017 CSTR:
摘要:[目的]揭示洛川塬土壤水分特征及其对土地利用变化的响应,为优化黄土高原土地利用结构和土壤水分管理提供科学依据。[方法]测定农地、荒草地以及8,13,15,24,28和30 a果龄的苹果园0-10 m剖面的土壤水分,对比分析各样地的土壤含水率、土壤储水量及土壤干燥化特征。[结果]① 0-10 m平均土壤水分含量:荒草地 > 农地≈8 a果园 > 13 a果园≈15 a果园 > 24 a果园≈30 a果园 > 28 a果园;≥ 24 a果园土壤水分随深度增加逐渐减小,而其他样地的土壤水分随深度增加逐渐接近田间持水量。②以农地为参照,不同果园4-10 m土壤水分减少量明显高于0-4 m减少量,与农地的差异性随果龄增大而越发显著。③农地和荒草地转化为不同年限果园后出现水分亏缺现象,亏缺量占田间持水量的12%~46%。(4)24,28和30 a果园分别出现轻度、中度和轻度干燥化现象。[结论]农地和荒草地转变成不同年限果园后,出现不同程度水分亏缺,并导致一定厚度的干层存在。
2017, 37(6):113-118. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.018 CSTR:
摘要:[目的]探索不同坡位对红砂生理指标的影响,为干旱半干旱区红砂的恢复与重建提供理论依据。[方法]以自然条件下生长的红砂为材料,采用野外试验、室内试验及数据分析相结合的方法研究不同坡位对红砂的生理指标的影响。[结果]①红砂叶片叶绿素(a,b,c)含量均随着坡位的升高而降低。②不同坡位,脯氨酸和可溶性糖随坡位的升高有增大趋势,而可溶性蛋白随坡位的升高呈现先减少后增加的趋势。③随着坡位的升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先增大后减小的变化趋势,而过氧化氢酶(CAT)活性则呈现的是先减小后增大的变化趋势,过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量又呈现出逐渐减小的趋势。④随着坡位的升高,硝酸还原酶活性逐渐增加,而游离氨基酸的含量则随着坡位的升高逐渐降低。[结论]随着坡位的变化,红砂主要通过调节叶绿素含量,SOD,CAT和POD的变化来适应环境变化。
朱毕生 , 刘卉芳 , 胡海华 , 王昭艳 , 殷小琳 , 成晨
2017, 37(6):119-123. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.019 CSTR:
摘要:[目的]为提高开发建设项目水土保持监测效率,实时全面反映施工期水土流失状况和水土保持防治效果。[方法]在大量水土保持监测实践工作基础上,根据水利部关于水土保持监测最新规程,利用高空遥感和无人机影像技术。[结果]根据开发建设项目水土保持监测信息管理系统功能需求,构建了包括数据采集、数据信息库、应用系统层、功能层、基础设施层等的水土保持监测信息管理系统,并针对6大业务系统分别进行了初步方案设计。[结论]该水土保持监测信息管理系统设计合理,可以提高监测精度,保证监测数据的科学性和准确性,为开展具体信息系统开发提供参考。
李瑞平 , 罗志东 , 夏照华 , 冯阳 , 赵海雷 , 肖志冰
2017, 37(6):124-128. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.020 CSTR:
摘要:[目的]城镇及村落等居民地是人类活动的中心区域,也是遥感影像精准解译的热点和难点。为了完整提取丘陵地区居民地,提出一种多光谱和全色数据协同、分特征提取(SF)的方法。[方法]基于GF1影像对陕西省榆林市横山区丘陵地区的居民地进行自动提取,并对提取结果进行综合研究。[结果]SF相对于常用的基于融合数据提取方法(F)提取正确率提高了19.56%,错提像素个数减少了39.34%,漏提像素个数减少了5.34%。[结论]SF方法不仅可以有效提高丘陵地区居民地提取正确率,而且因为错提量的大大减少,可大量节约后处理工作量。同时,该方法对其他地类的提取也具有良好的借鉴意义。
曹娓 , 胡永歌 , 陈冰 , 王艺琳 , 张亚光 , 田国行
2017, 37(6):129-135. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20171205.01 CSTR:
摘要:[目的]以生长8 a的大广高速公路扶沟-项城段边坡植被(简称扶项高速)为研究对象,选择5种典型植物群落,进行群落稳定性测度,为营建高速公路可持续景观提供理论依据。[方法]通过实地调研获得植物群落和土壤数据,提取对植物群落稳定性影响较大的群落物种多样性、群落生物量、土壤水分、土壤养分4项指标共计15个评价因子,通过隶属函数法对其进行稳定性测度。[结果]黑麦草+白三叶+楝树群落的物种多样性指标、生物量指标和土壤水分指标最高,土壤养分指标最高的是鬼针草+黑麦草群落。5种植物群落稳定性排序为:黑麦草+白三叶+楝树群落 > 鬼针草+黑麦草群落 > 黑麦草+紫花苜蓿群落 > 鬼针草+黑麦草+艾草群落 > 小叶扶芳藤群落。[结论]通过对植物群落稳定性分析,得出楝树、黑麦草、白三叶、紫花苜蓿为扶项高速公路边坡可持续景观营建的首选植物,在植物配置时应丰富群落层次,推荐配置模式楝树/构树/椿树/刺槐+黑麦草+紫花苜蓿;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+白三叶+黑麦草;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+紫花苜蓿+黑麦草。
2017, 37(6):136-140. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.022 CSTR:
摘要:[目的]探讨贵州省中部喀斯特地区坡面几种典型土地利用类型及耕作措施对土壤水分、土壤侵蚀及坡面径流的调控效应,探明其差异显著性,为区域坡面水土流失防治提供参考。[方法]采用野外径流小区定位观测法,以贵州省龙里县羊鸡冲小流域及贵阳修文龙场小流域为研究对象,开展坡面不同土地利用及耕作方式水土流失调控效应的研究。[结果]林地、撂荒地及农耕地对土壤水分的调控效应差异不显著(p > 0.05),对土壤侵蚀的调控效应差异显著(p < 0.05)。3种土地利用方式对径流的调控效应相对复杂,具体为撂荒地显著低于林地(p < 0.05),但林地与农耕地间、撂荒地与农耕地间均无显著差异(p > 0.05);两种典型耕作措施研究结果显示,蔬菜种植(春甘蓝)对土壤水分、水土流失的调控效应优于玉米种植(单作),但两者对土壤水分及水土流失的调控效应均无显著差异(p > 0.05)。[结论]黔中喀斯特区3种土地利用方式中,撂荒地水土流失调控效应显著高于林地和耕地;蔬菜种植水土流失调控效应高于玉米单作,但是两者无显著差异(p > 0.05)。
2017, 37(6):141-145. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.023 CSTR:
摘要:[目的]对不同类型房地产项目的水土保持措施配置进行适宜性评价,为今后房地产项目水土保持方案的编制和水土保持措施的实施提供参考。[方法]通过分析北京市平原区4种不同类型(住宅类、商业类、工业厂房类、教育医疗类)房地产项目的水土流失特点,选定不同类型房地产项目的水土保持措施并采用层次分析法对其进行适宜性评价。[结果]绿化美化、植草砖绿化和临时覆盖这3项水土保持措施均非常适宜房地产项目,渗井和透水混凝土铺装等措施在房地产项目非常不适用。[结论]从最大程度地治理水土流失的角度出发,并依据房地产项目水土保持措施适宜性评价结果,应在不同类型房地产项目的水土保持措施选择中,多选择非常适宜和比较适宜的水土保持措施。
2017, 37(6):146-151,156. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.024 CSTR:
摘要:[目的]对海坛岛土地利用变化进行模拟与景观生态风险评价,为该岛的土地利用规划和政策制定提供理论依据。[方法]在福建省平潭县综合试验区规划建设的背景下,将Markov模型和CLUE-S模型相结合,模拟海坛岛2021年自然发展模式和城市规划发展模式下的土地利用空间分布格局,并用景观指数和景观生态风险指数对不同模式的景观格局进行分析。[结果]① 2021年的预测结果与2013年土地利用状况相比,在自然发展模式下森林、灌丛、湿地、农田分别减少了9.58%,5.53%,2.33%和8.82%。城市规划模式下分别减少了12.86%,6.16%,2.40%和11.67%;建筑用地面积自然发展模式下增加了24.56%;城市规划模式下增加了31.79%。②海坛岛的景观斑块破碎化程度日趋严重,森林、灌丛、湿地、农田、建设用地和未利用地的斑块数目均有不同程度的增加,景观面积百分比和景观形状指数上,森林、灌丛、湿地、农田均呈下降趋势,建设用地呈上升状态,未利用地变化不大。③海坛岛2013和2021年两种不同发展模式下的景观生态风险指数分别为0.334,0.337和0.351。[结论]海坛岛整体景观趋于破碎化和离散化,景观生态风险指数呈上升趋势,景观生态问题日渐严重。
2017, 37(6):152-156. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.025 CSTR:
摘要:[目的]研究季节性河流大沽河河道包气带入渗过程及入渗参数,建立适宜描述季节性河道入渗模型。[方法]以大沽河上、中、下游3处代表性河床野外垂向入渗试验数据为基础,利用Matlab软件对Horton模型、Kostiakov模型、Philip模型进行拟合,求得模型入渗参数,并评价模型的适宜性。[结果]①随上、中、下游沙样孔隙度、粒径、渗透系数依次减小,干容重依次增大,其稳定入渗速率依次减小,约为0.006 6,0.004 1,0.002 5 cm/s;② Matlab软件中Isqcurvefit函数适用于求模型入渗参数;③ Horton模型对上、中、下游河床入渗过程拟合系数最高。[结论]Horton模型对入渗过程拟合效果最好,且模型参数具有物理意义,适宜描述季节性河床入渗过程。
2017, 37(6):157-161. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.026 CSTR:
摘要:[目的]初步探讨采用离散元法研究插草问题的可行性,并定性分析插草阻力与刀盘运动速度间的关系,为立体固沙车在进行草方格的机械化铺设工作时合理工作参数的选取提供可靠的理论依据。[方法]利用离散元法建立了沙土颗粒-草带-刀盘构成的复杂系统的数值模型,并模拟插草刀盘在沙土地表插草的动态过程,分析刀盘插入速度、前进速度和草带密度等因素对插草阻力的影响。[结果]插草刀盘所受到的插草阻力会随着间距的减小而增大,随着前进速度和铅垂埋植速度的增大而增大。[结论]离散元法可以用于分析沙土地表插草的数值模拟研究。
2017, 37(6):162-167. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.027 CSTR:
摘要:[目的]借助龙洞水滑坡典型实例,从静水压力和滑带软化角度分析滑坡的成因机制,为该类滑坡的进一步识别及研究提供理论依据。[方法]通过详细的现场地质调查、遥感摄影、工程地质测绘及离散元数值模拟分析,对滑坡的变形破坏特征进行分区评价,并对其成灾机制进行探究。[结果]地质构造形成的宽缓向斜形成了滑坡的雏形,软硬相间的互层结构提供了滑坡的物质基础,三面临空的地形地貌条件为其提供运动变形空间,卸荷及构造裂隙为地表水的入渗提供了优势通道,地下水对潜在滑面的软化作用和静水压力是滑坡启动发生的诱发因素。[结论]滑体的运动不仅仅是后缘裂隙静水压力的作用或者地下水的物理软化作用,而是后缘裂隙静水压力和滑带物理软化的共同作用,并且后缘静水压力在斜坡的变形破坏和滑体的运动中起到加速的作用。
马玉露 , 王秀珍 , 马玉桩 , 侯迷红 , 范富 , 徐寿军
2017, 37(6):168-172. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.028 CSTR:
摘要:[目的]探究伊毛缟石对蒙脱土和高岭土分散凝聚特性的影响,为水土保持和环境保护工作提供理论依据。[方法]采用浊度法测定黏土的分散性、离子交换法测定黏土电荷特性、电子显微镜观察等实验方法,将蒙脱土和高岭土溶液分别按一定比例混合伊毛缟石溶液,观察伊毛缟石对蒙脱土和高岭土分散凝聚特性的影响。[结果]伊毛缟石和蒙脱土的1:1混合溶液,在全部pH值范围内保持凝聚;未脱铁处理的高岭土在pH值为5.9以下凝聚,在pH值为6.0以上分散,添加约5%的伊毛缟石使它的分散凝聚特性逆转。[结论]从微观上看,无论在酸性还是碱性条件下,伊毛缟石混合溶液都呈凝聚状态。酸性时,伊毛缟石的可变电荷和结晶性黏土矿物的永久电荷之间的引力形成凝聚;碱性时,伊毛缟石的表面变成中性形成凝聚。
2017, 37(6):173-177. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.029 CSTR:
摘要:[目的]探讨BP神经网络组合模型在次洪量预测中的应用,为黄土高原淤地坝群的安全度汛提供决策依据。[方法]构建基于多元线性回归模型(MLR)和去趋势互相关分析法(DCCA)的BP神经网络组合模型;选择均方差(MSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)以及确定性系数(DC)作为评价指标,与单一模型(多元线性回归模型、BP神经网络模型以及去趋势互相关分析法)进行比较。[结果]BP神经网络组合模型的4项指标MSE,MAE,MAPE和DC分别为2.144,5.453,0.074和0.988,均优于单一模型;模型预测效果从优到劣分别为BP神经网络组合模型、BP神经网络模型、多元线性回归模型和去趋势互相关分析法。[结论]BP神经网络组合模型较单一模型平稳性增强,提高了预测效果,可用于淤地坝群的次暴雨洪量预测。
董张玉 , 杨学志 , 王宗明 , 周芳 , 艾加秋 , 贾璐
2017, 37(6):178-183,188. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.030 CSTR:
摘要:[目的]对安徽省安庆市沿江沼泽湿地区的沼泽湿地生态系统恢复进行空间分析,为沼泽湿地生态环境的改善提供科学依据。[方法]针对安庆市沿江沼泽湿地退化严重的现状,在分析区域功能特征的基础上,构建沼泽湿地空间恢复模型,并实现区域内沼泽湿地空间恢复,继而得到沼泽湿地优先、次优先恢复以及不可恢复级别。最后从整体景观效果和沼泽湿地功能两个恢复角度评价沼泽湿地恢复效果。[结果]安庆市沿江沼泽湿地恢复面积为5.78×104 hm2,在现有沼泽湿地面积基础上提高了35.78%。以耕地为主,占沼泽湿地恢复面积的91.43%。其中,优先恢复面积为2.92×104 hm2,主要分布于研究区的中北部地区;次优先沼泽湿地恢复面积为2.86×104 hm2。不可恢复面积为3.61×104 hm2,主要为水域、建筑用地等不可变更区域。[结论]经过恢复效果验证,从景观整体格局分析可知,沼泽湿地恢复后,研究及区域内沼泽湿地的斑块数量减少,而平均斑块密度增加,聚集度指数增加,景观多样性指数上升,说明沼泽湿地恢复实施后,景观格局更有利于朝着沼泽湿地生态功能的发挥,对维护区域生态安全具有很大的现实意义。
2017, 37(6):184-188. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.031 CSTR:
摘要:[目的]探讨乡村河道生态修复技术综合评价方法,为乡村河道生态修复技术选择提供理论依据。[方法]采用模糊层次综合评价法,从经济效益、社会及生态环境效益、对河道基本功能的影响、污染情况、自然条件等5个方面,系统地构建了乡村河道生态修复技术评价的指标体系。[结果]合肥市派河紫蓬镇河段4种生态修复技术综合评价值分别为:植物修复85.058,河道曝气70.255,人工湿地73.456,生态浮床68.018,表明应选择植物修复技术进行生态修复。[结论]应用模糊层次分析法所建立的生态修复技术评价体系全面客观,结合所确定的选择标准可为乡村河道选择适宜的生态修复技术提供参考。
2017, 37(6):189-196. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.032 CSTR:
摘要:[目的]对沙化封禁区农田生态系统服务进行研究,为干旱区生态安全和农户生计可持续发展提供支持。[方法]运用生态经济学方法和多元逐步回归模型,据此揭示河西走廊沙化封禁区所在8县市农田生态系统服务价值变化以及影响因素。[结果]①沙化封禁区农田生态系统单位面积服务价值由19 966元/hm2增长到21 511元/hm2,增加了1 545元/hm2,年均增幅0.58%,原材料生产、废物处理、土壤形成和保护服务、食物生产是主要贡献类型;②农田生态系统总服务价值由29.40亿元增长到42.49亿元,增长了13.09亿元,年均增幅为2.88%,基本服务价值、社会保障服务价值大于水资源消耗服务价值和环境污染服务价值,但是水资源消耗和环境污染服务价值的增长速度明显加快;③ 8县市农田生态系统单位面积服务价值变化存在空间和类型差异,主要受农业生产总值、农民人均收入、化肥使用量、经济作物面积、粮食单产的影响。[结论]生态退化逆转对大部分县市的农田生态服务价值产生积极影响,但农田水资源消耗和环境污染效应不断增大,导致沙化土地逆转的脆弱性仍然较高。
2017, 37(6):197-201,208. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.033 CSTR:
摘要:[目的]探讨乡村河道生态护坡的评价方法,为提高新农村建设中乡村河道生态综合治理水平提供支持。[方法]从生态护坡成本、施工材料、对基本水利功能影响、生态功能和社会景观功能等5个方面系统地构建平原、丘陵和山区3种乡村河道生态护坡综合评价体系,利用层次分析法确定这3种乡村河道生态护坡指标权重,并运用秩和比法对生态护坡进行评价。[结果]对生态石笼护坡、生态混凝土护坡、植物护坡、木桩护坡、山石护坡、生态砖挡墙和生态袋护坡等7种生态护坡进行选择并在3种不同乡村河道下进行综合评价,确定出生态砖挡墙和植物护坡适用于十五里河中下游河段,其加权秩和比值(WRSR)值分别为0.692 3和0.662 2;生态砖挡墙和生态混凝土护坡适用于慈湖河采石段,其WRSR值分别为0.663 5和0.659 0;生态混凝土护坡和生态石笼护坡适用于九华河上游段,其WRSR分别为0.551 6和0.537 8。[结论]该评价体系的评价结果较为合理,可用于改善和提高乡村河道生态护坡的建设水平。
2017, 37(6):202-208. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.034 CSTR:
摘要:[目的]研究基于低碳经济导向的福州市土地利用结构优化方案,为相关部门进行土地利用规划及其调整提供参考。[方法]采用灰色多目标线性规划法,建立目标函数,获得土地利用结构优化方案。[结果]通过与土地规划方案对比发现,中碳排放型的的优化方案最佳。在该方案下,预计到2020年福州市土地碳排放量达1.30×107 t,土地经济效益为7 701.24亿元,土地生态效益为785.33亿元。[结论]低碳经济导向的土地利用结构优化方案有利于该区域经济效益的发挥和生态环境的改善,实现碳减排目标。
2017, 37(6):209-213,219. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.035 CSTR:
摘要:[目的]分析目前城市生产建设项目过程中多余土石方处理的现状及存在问题,为探求适合城市建设项目多余土石方管理的办法和对策。[方法]以北京市为例,在分析生产建设项目余方处理现状和存在问题的基础上,借鉴国内外土石方管理经验开展管理对策研究。[结果]形成对生产建设项目之间协调利用、设置弃土场、土方外购处理、渣土消纳场、建筑垃圾资源化利用等余方处理现状及环境问题的基本认识;结合国内外土石方管理经验,针对北京市生产建设项目余方处理,提出加强土资源保护与宣传,将土石方管理纳入建设项目前期规划,加强建筑垃圾再利用及城市河道淤泥处理等相关技术开发,建立土石方信息平台等多条管理对策。[结论]目前生产建设项目余方处理的管理办法尚不满足城市建设发展的需求。今后需加强法律保障、资金投入、政策支持、技术改进、土石方信息交流等方面的建设,以建立完善的土石方管理系统,提高城市建设项目多余土石方的利用效率。
2017, 37(6):214-219. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.036 CSTR:
摘要:[目的]建立土壤氯离子与高光谱波段的多元线性回归模型,获取盐渍化信息,为盐分的高精度提取提供更有效的方法,为农业生态环境重建工作提供科学依据。[方法]以山东省垦利县作为研究区,于2014年10月5-7日野外采集93个土壤样本,利用ASD高光谱仪野外采集土样高光谱数据并进行预处理,然后采用多元回归和主成分分析方法建立估测氯离子含量的高光谱模型,以快速估测氯离子含量。[结果]氯离子在近红外749,830,987,1301,1 432,1 486 nm较为敏感,在土壤光谱分析的基础上,得到室内风干土壤氯离子含量预测最优模型,模型均通过T检验和F检验,能较好地预测土壤氯离子含量。[结论]研究区土壤各组分盐离子中,阳离子以钠离子为主,阴离子以氯离子为主,该模型使间接得到土壤盐分含量具有较好可行性。
2017, 37(6):220-224. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.037 CSTR:
摘要:[目的]以云南省星云湖为例,尝试兼顾流域因子进行湖泊健康评价,以期为滇中高原湖泊健康评价提供示范和指导作用。[方法]在面向湖泊环境驱动因素调查分析基础上,考虑了来自于流域方面驱动因素对湖泊环境的影响,构建兼顾流域因子的云南省星云湖健康评价的修正指标体系,综合利用遥感与GIS技术,对星云湖的健康状况进行具体量化评价与特性分析。[结果]获得了星云湖在水文水资源、湖泊物理结构、水质、生物和社会服务功能等5个准则层下各指标的量化评价分值;星云湖的健康状况一般,主要制约条件依次是水质、生物、水文水资源的健康状况不理想。[结论]兼顾流域因子的评价方法,在一定程度上改进了目前滇中高原湖泊生态系统健康评价中普遍存在的"就湖评湖"所存在的空间局限,以及由此对相关驱动指标考虑不足的问题;综合兼顾了流域因子的星云湖案例研究,可为滇中高原区域其他湖泊健康评价提供技术路线与评价方法。
2017, 37(6):225-231. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.038 CSTR:
摘要:[目的]对重点生态功能区(都江堰市)生态系统服务价值功能特征和变化趋势进行分析和预测,为该区域环境保护与合理城市开发目标的制定提供科学依据。[方法]以都江堰市1995,2007,2014年3期Landsat遥感影像解译的土地覆被数据为基础,使用Costanza的生态系统服务价值计算方法,谢高地2002版价值当量,经当量修正,敏感度指数检验后,评估都江堰市19 a间生态系统服务价值及其变化。运用灰色GM(1,1)模型预测其变化趋势。[结果]①研究区土地覆被类型以森林、农田为主(共80%以上)。1995-2014年研究区土地覆被变化较大,生态用地减少。②1995-2014年研究区生态系统服务价值下降629.46万元。森林是研究区生态服务价值最大的系统(占83%以上),其次为农田、水体、草甸、未利用地。水源涵养、废气处理是都江堰市最突出的两项生态服务(共56%以上)。③利用灰色GM(1,1)模型预测了研究区2021-2035年土地覆被面积,结合精度检验预测此阶段生态系统服务价值将增加136.6万元,年均增长0.17%。[结论]区域生态系统服务价值减少的主要原因是以交通为代表的建设用地增加,导致生态服务价值系数较高的生态用地减少,而增加森林、水体等有较高生态价值的土地覆被类型是维持与提高区域生态功能的有效措施。
2017, 37(6):232-235,255. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.039 CSTR:
摘要:[目的]研究汉江上游流域2000-2010年生态系统水源供给服务的时空变化及其影响因素,为区域水资源的科学管理与政策制定提供科学依据。[方法]基于InVEST模型的产水模块分析汉江上游流域生态系统的水源供给服务。[结果]10 a间研究区林地、湿地和人工表面面积有所增加,耕地面积有所减少,草地面积基本稳定。年平均植被覆盖度总体呈上升趋势,变化率为0.005 1/a。2000,2005,2010年,汉江上游流域平均水源供给量分别为4.67×1010,5.22×1010,4.73×1010 m3。[结论]研究区水源供给量的时空变化是气候变化和土地利用共同作用的结果;降水增加对水源供给量增加起到一定的积极作用,土地利用变化导致的下垫面改变及生态系统好转可能是水源供给量下降的主要驱动力。
2017, 37(6):236-241. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.040 CSTR:
摘要:[目的]探究近14 a安徽省耕地资源安全时空特征,为安徽省社会经济发展和耕地保护提供依据。[方法]从耕地资源数量、质量和生态安全3个方面选取27个评价指标,构建耕地资源综合安全评价体系。[结果]①安徽省耕地数量和质量安全程度分别呈下降和上升趋势,生态安全等级较为稳定,综合安全呈缓慢上升趋势;②耕地资源数量安全总体呈皖东、皖北高于皖南的空间格局;质量安全呈现皖中、皖南高于皖北的特征;生态安全表现为皖中部和皖南较低,其余较高的空间格局;综合安全与数量安全空间分布具有相似性,且在时间上,低安全等级地市呈现"集中-分散"的空间特征,高安全程度地市反之。③近14 a安徽省耕地资源数量、质量和生态安全的主要障碍因子具有明显的时间变化特征。[结论]安徽省耕地资源安全情况不容乐观,各地区需因地制宜,提高安全保障程度。
2017, 37(6):242-247. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.041 CSTR:
摘要:[目的]从土地利用角度开展甘肃省白龙江流域生态承载力时空变化研究,为该流域生态环境治理和可持续发展提供科学依据。[方法]基于生态足迹理论,利用1990,2002,2010,2014年4期土地利用数据与GIS空间分析技术,对近25 a来该流域生态承载力时空变化进行空间可视化表达和定量分析。[结果]①时间尺度上,25 a来流域生态承载力呈现"降-升-降"的波动变化趋势,各地类生态承载力变化趋势不同。②空间尺度上,流域生态承载力总体呈现西北与西南部高,东北部低,随海拔和坡度增加而递增的不均匀分布格局;随时间推移,流域不同区域和坡度范围的生态承载力变化趋势各异。③ 1990-2002年,2002-2010年,2010-2014年间流域各地类生态承载力转换频繁,转变趋势明显,导致近25 a来流域生态承载力及其内部组成变化较大。[结论]近25 a来流域生态承载力在波动中上升,流域生态质量有所改善;受地形地貌和土地利用/覆被变化的影响,流域生态承载力具有明显的空间异质性。退耕还林还草政策是流域生态承载力变化的主要影响因素之一。
2017, 37(6):248-255. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.042 CSTR:
摘要:[目的]对陕西省宝鸡市退耕还林工程产生的生态效益进行评价和分析,为相关生态研究提供参考依据。[方法]以1999-2015年宝鸡市退耕还林面积等数据为依据,参照《退耕还林工程生态效益监测评估技术与管理规范》附录中《退耕还林工程生态效益实物量评估公式及参照设置》对宝鸡市退耕还林工程在保护水源、保育土壤、固碳制氧、净化环境、改善小气候和保护生物多样性方面产生的生态效益进行计算,并采用影子工程法、影子价格法等方法计算宝鸡市退耕还林工程的生态价值。[结果]1999-2015年宝鸡市退耕还林生态效益总价值为1.06×106万元,其中保护水资源和固碳制氧贡献最大,分别所占比例为36.8%和27%,保护生物多样性次之,贡献率为22.8%,改善小气候、保育土壤和净化环境价值贡献率分别为12.2%,0.8%和0.4%。[结论]退耕还林工程在宝鸡市水源涵养和改善环境作用明显,对于该区的水资源保护和空气质量的改善具有重要的促进作用。
2017, 37(6):256-260. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.043 CSTR:
摘要:[目的]探究土壤颗粒悬液搅拌对土壤质地分析的影响,为实验室准确测定土壤机械组成提供可行的参考与指导。[方法]采用比重法测定土壤机械组成,在搅拌不同行程、搅拌不同次数、悬液静置不同时间后搅拌、不同测定时点搅拌的多种条件下所测结果进行比较分析。[结果]搅拌行程、搅拌次数、悬液静置后搅拌对黏粒含量测定无影响,对粉砂粒和砂粒含量测定均有影响。搅棒从液面下行至沉降筒底搅拌,有利于颗粒充分运动及均匀分布,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定稳定,精密度良好;以氢氧化钠为分散剂的悬液搅拌30次,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定准确,精密度良好;悬液静置的适宜时间大于1 h,搅拌30次所测粉砂粒和砂粒含量的精密度呈下降趋势,搅拌45次所测粉砂粒、砂粒、黏粒含量稳定,精密度良好,与洗后即搅拌30次的测定结果一致。在第2测定时点增加搅拌1 min对测定结果无影响。[结论]本试验方法测定结果准确可靠,避免了重复操作,有利于减少误差,适用于多个样品的同时检测。
2017, 37(6):261-268. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.044 CSTR:
摘要:[目的]评价成渝城市群城市土地利用效率及耕地利用效率,促进成渝城市群新型城镇化与农业现代化的共同发展。[方法]基于2005-2014年统计数据,建立城市土地利用效率与耕地利用效率的指标体系,综合运用Super SBM模型、重心转移模型及耦合协调度模型,分析成渝城市群城市土地利用效率、耕地利用效率的时空格局及二者的耦合协调水平。[结果]① 2005-2014年,成渝城市群城市土地利用效率呈波动向上发展,效率重心垂直向南移动幅度较大;②耕地利用效率整体上呈现V形波动,效率重心在水平方向上向东转移趋势明显;③研究区域内城市-耕地利用效率耦合协调类型数量呈"纺锤状"结构分布,高耦合中协调度型城市数量众多,南-泸一线城市耦合协调类型变化强烈。[结论]成渝城市群城市土地-耕地利用效率耦合协调度较高,呈良性发展态势。
2017, 37(6):269-276. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.045 CSTR:
摘要:[目的]评价内蒙古中部城市土地利用绩效,并分析其障碍因子,为提高该地区土地利用效率,合理调配和利用土地资源提供科学依据。[方法]结合中国西北部地区自然环境特点,从土地利用结构、土地利用程度和土地利用效益3个方面构建内蒙古中部呼包鄂3个城市土地利用绩效评价体系;运用TOPSIS方法和障碍度模型测算2004-2013年呼包鄂城市的土地利用综合、单项绩效水平和影响呼包鄂土地利用绩效障碍因子。[结果]2004-2013年内蒙古中部城市呼包鄂的土地利用综合绩效总体呈上升趋势,但土地利用绩效具有明显的差异性,呼和浩特市上升较快,包头市较平稳,颚尔多斯市较慢;土地利用结构和土地利用社会效益是主要的障碍因子。[结论]内蒙古中部城市土地利用综合绩效与目标区域的资源禀赋及政策实施密不可分,应加大土地的资本投入,加强城市公共设施建设和土地利用的社会效益,完善和优化土地利用结构以及提高土地利用深度和广度;同时,内蒙古中部城市之间有着密切的经贸和社会联系,其土地利用应从一体化角度去完善,形成产业聚集,促进整体的土地资源优化。
2017, 37(6):277-284. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.046 CSTR:
摘要:[目的]研究坡度与坡向、土地利用变化以及净第一性生产力三者之间的内在联系,为区域生态可持续发展提供科学依据。[方法]选取陕西省宝鸡市作为研究区域,以宝鸡市数字高程模型和Landsat TM遥感影像为数据源,基于CASA模型计算净第一性生产力,探究宝鸡市净第一性生产力对土地利用变化的坡度、坡向条件响应。[结果]宝鸡市净第一性生产力的变化集中分布在林地、耕地和草地3种土地利用类型中,其中林地的影响最大。10 a间有96%以上的林地保持不变,77%左右的草地转变为林地,林地总面积达12 239.67 km2。林地在斜坡地中的净第一性生产力变化最为显著,净增长达到166 668.60 g/(m2·a),在半阴坡区域的净第一性生产力增长值最高,达到182 230.00 g/(m2·a)。耕地对净第一性生产力的影响集中分布在平坡和缓平地条件下,坡向范围为阳坡至半阴坡,在阳坡下具有最高值59 479.5 g/(m2·a)。草地的变化受坡向条件的影响较小,因此在坡向条件中对净第一性生产力的影响也相对均衡,而坡度分布主要是斜坡地和缓坡地。[结论]宝鸡市总体呈现了较好的生态可持续发展态势,应在此基础上继续加大对生态环境的保护力度,充分利用宝鸡市的地理位置特征和地形特点,综合考虑斜坡地与半阴坡下林地的利用率,使其净第一性生产力持续增长。
2017, 37(6):285-290. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.047 CSTR:
摘要:[目的]探究浑河流域上游森林生态服务空间流转价值对沈阳市水资源供给量的影响,为制定流域森林生态补偿标准提供科学依据。[方法]以森林生态服务空间流转为视角,借助ArcGIS 9.3软件的Buffer与Intersect分析工具测算出2010-2014年浑河上游向沈阳城市段空间流转的生态服务价值,利用通径分析法,对沈阳城市段水资源供给量的影响展开研究。[结果]2010-2014年浑河流域上游向沈阳城市段空间转移的总价值为56.47亿元;上游森林水源涵养与保持水土的生态服务通过地表水、地下水与化学需氧量共同作用于沈阳城市段供水量。[结论]浑河流域上游森林生态服务空间流转价值产生正外部效应,对沈阳城市段供水量影响是由多个因素直接作用、间接作用共同决定的结果。
胡彦婷 , 王守俊 , 张富 , 严能 , 戚继阳 , 高哲 , 赵秀兰
2017, 37(6):291-298. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.048 CSTR:
摘要:[目的]对城市型县级水土流失重点防治区复核划分进行研究,为县级水土流失防治工作的深入开展提供支持。[方法]采用eCognition,ArcGIS提取土地利用现状、水土流失强度、林草覆盖率等关键因子,运用定性和定量分析、自上而下和自下而上结合的方法,对兰州市西固区"两区(重点预防区、重点治理区)"划分进行研究。[结果]城市型"两区"划分具有辖区面积小,人口多,经济发达,一产比重小,土地利用碎块化,水土流失严重和潜在危害大等特性,确定了"两区"划分的定性和定量指标,将西固区划分为2个重点预防区和2个重点治理区。[结论]在城市周边丘陵区加大水土流失防治力度,遏制其对下游城区的危害;在深山降雨较好地区,进行封禁治理和生态植被自然修复;发展设施农业,增加农民收入。
2017, 37(6):299-304. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.049 CSTR:
摘要:[目的]分析长三角地区城市水资源供给对土地利用结构的影响,为制定长三角地区城市水土协调利用政策提供依据,也可为"十三五规划"中节水型社会建设任务的实现提供决策支持。[方法]基于"结构-功能"理论,从城市生产、生活和公共服务三项基本功能出发,分析水资源供给结构对城市土地利用结构变化的影响,并以2001-2014年长三角地区地级及以上城市为样本,构建计量模型。[结果]区域整体范围内,城市生活用水供给量与生活用地规模呈显著的正相关关系,生产用水供给量与生产用地规模也呈正相关关系,而服务用水供给量与公共服务用地规模不显著;就影响程度来看,生活用水与生活用地的回归系数为0.339 3,生产用水与生产用地的回归系数为0.086 7;水资源供给对土地利用结构的影响在不同城市间存在较大差异,城市规模越大,等级越高,其影响也越明显。[结论]研究期内长三角地区水资源供给对生活、生产用地的影响已经显现,并且对生活用地规模的影响远远大于对生产用地规模的影响,而对公共服务用地的影响尚未显现;一旦出现水资源危机,大城市土地资源的开发利用将受到直接影响。
曾舒娇 , 汪小钦 , 陈贤干 , 王振平 , 林敬兰 , 陈善沐
2017, 37(6):305-312,320. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.050 CSTR:
摘要:[目的]对福建省1990-2015年的水土流失进行动态监测和时空变化分析,为该区水土保持工作提供科学参考。[方法]以福建省为研究区域,基于USLE水土流失方程,结合GIS,RS等技术开展研究。[结果]①福建省境内以轻度流失为主,水土流失主要分布在西部和东南部,中部和北部分布较少,在空间上呈现出东南沿海向西北内陆减少的趋势,25 a来以轻/中度流失与微度流失的相互转化为主。② 1990-2015年,福建省水土流失面积总体呈减少趋势,共减少了3 825.55 km2,以轻度流失面积减少为主,尤其在2010年后,水土流失面积减少加快。相对于内陆地区,沿海地区水土流失改善明显。[结论]25 a来福建省水土流失总体情况改善明显,水土流失治理取得了显著的成效。
2017, 37(6):313-320. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.051 CSTR:
摘要:[目的]通过核算考虑灰水的江苏省水足迹,评价江苏省水资源可持续利用现状和发展趋势,为制定合理的水资源管理政策提供科学依据,并对水资源管理提出创新对策。[方法]采用水足迹理论核算分析江苏省2005-2015年水足迹及其变化特征,选取水资源与经济、社会、环境协调发展水平4个子系统共14个指标对这11 a间江苏省水资源可持续利用情况进行分析,并引入GM(1,1)灰色模型预测了未来5 a(2016-2020年)水足迹的发展趋势。[结果]①江苏省水足迹在11 a间总体呈倒U趋势,峰值在2011年,达1.22×1010 m3,随后急剧减少;②江苏省年均水足迹自给率为88.1%,经济社会协调水平较高且呈现可持续发展的趋势,但依然处于严重水资源短缺状态;③在"惯性发展"的情境下,到2020年江苏省水足迹较2015年减少2.04×109 m3,年均降幅为0.92%。[结论]随着最严格水资源管理制度的落实,各行业用水效率不断提高,江苏省水资源利用呈现出可持续发展的态势。
2017, 37(6):321-327,333. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20171020.001 CSTR:
摘要:[目的]探究黑龙江省巴彦县土地利用格局变化特征,为优化土地利用格局奠定基础。[方法]运用AutoLogistic回归模型和空间统计分析方法。[结果]①引入空间自相关因子,构建AutoLogistic回归模型,在分析区域土地利用格局变化特征时比传统Logistic模型更为适用和可靠。②研究区黑龙江省巴彦县土地利用格局变化是基于特定的自然因素和人文因素共同作用而发生的,高程、地貌类型、pH值、土壤有机质、距城镇中心距离、距水域距离、距道路距离、区位指数、集中化程度、土地利用多样性和土地利用强度是土地利用格局变化的主要影响因子。③不同土地利用类型的分布受影响因子的限制性存在明显的空间分异特征,水田、水域和草地主要分布在高程1级区域;旱地、水田、园地、建设用地主要分布在土壤有机质2,3级区域;旱地、园地、建设用地主要分布在距城镇中心距离1级区域和土地利用强度4,5级区域。[结论]研究区土地利用格局在各影响因子的共同作用下,呈现出明显的空间分异特征。
2017, 37(6):328-333. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.053 CSTR:
摘要:[目的]分析樟子松固沙林土壤水分动态对降雨入渗过程的响应,为深入研究沙地人工林土壤水分管理提供科学依据。[方法]采用Watchdog土壤水分自动监测系统测定了浑善达克沙地2个生长周期内沙地樟子松林和流动沙丘0-120 cm土层水份含量的动态,并选择3种降雨事件探讨樟子松林土壤水分对降雨入渗的响应过程。[结果]在降雨量19.4 mm时,樟子松林地降雨入渗到达20 cm所需要时间为4 h,而流动沙丘为5 h;降雨量30.2 mm时,樟子松林地降雨入渗到达40 cm所需要时间为13 h,而流动沙丘为9 h;降雨量47.1 mm时,樟子松林地降雨入渗到达80 cm所需要时间为27 h,而流动沙丘为24 h。降雨19.4~47.1 mm时樟子松林地降雨入渗深度可达80 cm,而流动沙丘在降雨19.4 mm时降雨入渗深度则超过80 cm,降雨30.2 mm或47.1 mm时,降雨入渗深度则超过120 cm。[结论]不同降雨事件对樟子松林不同土层降水入渗进程和降水入渗深度有明显影响。
2017, 37(6):334-340. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.06.054 CSTR:
摘要:[目的]探究长江经济带2005-2014年城镇化与生态环境耦合协调关系,为统筹谋划整个区域健康发展提供理论基础。[方法]以长江经济带9省2市为研究区域,建立长江经济带城镇化与生态环境协调发展评价体系,采用变异系数法和耦合测度模型,从时间、空间两个维度分析长江经济带城镇化与生态环境耦合协调关系。[结果]①从时间序列上看,2005-2014年长江经济带城镇化与生态环境耦合协调度呈持续上升趋势,但城镇化指数增长速度快于生态环境指数。②从空间格局上看,长江经济带城镇化与生态环境协调发展水平呈现与经济发展格局相一致的地势阶梯特征,即上游地区<中游地区<下游地区,而从省域视角分析,长江经济带城镇化与生态环境协调发展水平空间差异明显,在空间上呈现"东北-西南"格局,具体表现为东北高、西南低。[结论]长江经济带城镇化与生态环境耦合协调发展水平表现出东北高、西南低的空间格局,具有明显的空间差异,今后应注意整个区域的协调发展。
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