• 2021年第41卷第5期文章目次
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    • >试验研究
    • 青藏高原柴达木盆地东部地区的土壤侵蚀现状调查

      2021, 41(5):1-8,29. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.001

      摘要 (549) HTML (70) PDF 37.82 M (357) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 开展柴达木盆地的土壤侵蚀现状调查研究,旨在为柴达木盆地土壤侵蚀防治和青藏高原环境治理提供科学依据。[方法] 考察组分别于2019,2020,2021年7月3次赴柴达木盆地,沿德令哈市、格尔木市、都兰县一带,对选取的77个样地内不同土地利用类型植被、土壤、侵蚀特征和水土保持措施进行了调查和分析。[结果] 柴达木盆地以风蚀为主,在作物生长季,耕地没有明显的风蚀现象,说明作物的水土保持效果显著。不同利用类型土地的平均土壤风蚀速率大小顺序为:沙地>耕地>撂荒地>灌草地;土壤侵蚀沟多出现于山前洪积扇和山坡上的灌草地,洪积扇上的沟蚀较为严重;植物沙堆分布广泛,种类多样,沙堆体积与植物冠幅相关性强,植物拦沙作用明显。同时,该区还存在部分耕地因灌溉系统管理不善而造成土壤侵蚀和地下水位上升大;种植枸杞的沙田管理不到位,水土保持措施不完善,水土保持投入不足等问题。[结论] 柴达木盆地土壤侵蚀类型复杂多样,需要在加强水土保持工作的同时,完善灌溉系统的维护,加强土壤盐渍化治理和沙田保育,切实保障柴达木盆地的土地资源可持续性。

    • 去除有机质对城市浅水湖泊氮磷释放特征的影响

      2021, 41(5):9-14,74. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.002

      摘要 (301) HTML (0) PDF 1.29 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析南昌市浅水湖泊象湖表层沉积物的释放特征及有机质对氮、磷释放的影响,为城市内浅水湖泊治理中富营养化控制提供理论依据。[方法] 通过释放动力学试验以及释放潜能试验研究了城市浅水湖泊氨氮(NH4+-N)和溶解性活性磷(SRP)的释放特征,以及与通过H2O2去除有机质后的释放特征进行了对比。[结果] 去除前后的氮磷的释放速率都是先由一个较快的过程逐渐变慢最后趋于稳定达到最大释放量(Qmax)。去除有机质后NH4+-N的释放平衡时间缩短,SRP则几乎不变。去除有机质后,NH4+-N的最大释放量(Qmax)与有机质含量呈显著正相关,而SRP与有机质无显著相关性。[结论] 影响沉积物氮磷释放的因素多样,其中高等水生植物丰富的区域对磷的释放有明显的抑制作用。沉积物有机质的含量越高沉积物氮的最大释放量(Qmax)也越高,磷的的最大释放量(Qmax)则受有机质含量、活性、组成成分、吸附与结合的铁铝磷含量等因素共同影响。

    • 湿地植物对农村生活污水中氮磷的净化作用

      2021, 41(5):15-22,114. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.003

      摘要 (219) HTML (42) PDF 1.56 M (354) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨水生植物修复技术对农村生活污水的治理效果,为乡村生态综合治理提供思路借鉴和参考资料。[方法] 通过模拟室内控制试验的方法,选取不同生态型的6种湿地植物为研究对象,分析植株生物量、去除率、植物积累量、底泥吸附量等多项指标变化,研究不同水生植物及其组合对污水中氮磷的净化效果差异以及水生植物系统的脱氮除磷特征。[结果] 无论单一种植组或混合种植组,水生植物系统对污水中TN,NH4+-N,TP均有较好的净化效果,平均去除率分别达到96.6%,93.2%和95.9%,显著高于对照组。单一种植的再力花长势最好,鸢尾地上和地下部分生物量的比值最大,混合种植的美人蕉以及单一种植的梭鱼草相对生长速率最低。挺水植物对氮素的吸收作用更好,苦草对磷的吸收效果更好。植物吸收氮、磷占系统总去除量的比例在6.9%~18.3%和4.1%~13.6%之间,底泥吸附氮、磷占总去除量的比例在14.0%~31.5%和26.3%~68.4%之间。微生物及其他植物的间接作用是植物系统脱氮除磷的主要影响因素。[结论] 再力花、鸢尾及苦草的镶嵌组合是在淮北平原区湿地植物种植的理想选择。对水生植物的组合方式、数量、时间等进行优化配置,能够有效用于农村生活污水的净化。

    • 灌溉方式对杨树人工林细根分布特征的影响

      2021, 41(5):23-29. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.004

      摘要 (203) HTML (0) PDF 1.24 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究滴灌对北京市大兴区林场5—6年生欧美107杨树人工林细根分布的影响,为干旱沙地条件下营建人工林提供理论支持。[方法] 采用根钻取样法,对比滴灌和常规灌溉条件下细根生物量在不同方向、不同水平距离和不同土层深度的差异。[结果] 滴灌没有改变细根的空间分布格局,细根在水平方向的距树干50 cm内,垂直方向的0—40 cm土层集中分布,不同方向的细根分布表现为:株间>对角>行间。滴灌对细根生长和分布的影响受滴灌后形成的湿润带范围影响,株间方向细根生物量在水平和垂直方向的分布特征与对角和行间方向差异明显,湿润带范围内细根生物量均与常规灌溉差异极显著(p<0.01)。[结论] 滴灌条件下的杨树人工林较常规灌溉有更多的细根分布,可以更充分利用地下资源,促进林木生长,提高林地生产力。

    • 黄土高原水蚀风蚀交错区沙地枯落物的水源涵养功能

      2021, 41(5):30-37. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.005

      摘要 (237) HTML (0) PDF 1.21 M (300) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 明确黄土高原水蚀风蚀交错区枯落物对沙地水文效应的影响,为该地区退耕还林后生态水文效益的评估提供理论依据。[方法] 以小叶杨(Populus simonii)、柠条(Caragana korshinskii)和白羊草(Bothriochloa ischaemum)枯落物覆盖样地为研究对象,并以裸沙地作为对照,利用熵权法探究枯落物覆盖对沙地水源涵养功能的影响。[结果] ①枯落物最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率和最大吸湿比均表现为:白羊草>小叶杨>柠条,但枯落物持水量和拦蓄量则表现为:小叶杨>柠条>白羊草。②枯落物覆盖降低了土壤容重,提高了总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和平均入渗速率。③水源涵养功能综合评价值表现为:柠条枯落物覆盖样地(0.889)>小叶杨枯落物覆盖样地(0.484)>白羊草枯落物覆盖样地(0.228)>裸沙地(0.038)。④稳渗速率、土壤有效持水量和土壤非毛管孔隙度的水源涵养功能权重比例最高,分别为15.3%,14.8%和14.8%。[结论] 枯落物有效地改善了沙地水文效应,在优化水源涵养功能的条件下,建议适宜种植灌木,可搭配种植乔木和草本植物。

    • 砒砂岩区沙棘液流及细根变化对土壤水分变化的响应

      2021, 41(5):38-43. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210809.005

      摘要 (181) HTML (0) PDF 1.10 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究砒砂岩区土壤含水量对沙棘液流速率及细根变化的响应,为沙棘在砒砂岩等干旱缺水地区的合理栽培和经营提供参考。[方法] 利用Granier茎干液流测定系统,对砒砂岩地区鄂尔多斯市准格尔旗暖水乡沙棘(Hippophae rhamnoides)人工林的茎干液流进行长期监测,并同时对植物的细根及细根周围的土壤水分进行测定,运用相关性分析法分析沙棘人工林在生长季(6—10月)的茎干液流日变化规律及植物细根对土壤水分变化的响应。[结果] ①土壤含水量与沙棘液流速率呈现出在前期(6—7月)较低,中后期(7—9月)不断升高,后期(9—10月)有迅速下降的变化趋势。而沙棘细根的生长速率也呈现出中后期较高,前期和后期较低的变化趋势。②比较生长季各月份土壤含水量和沙棘液流速率的变化趋势趋于一致,从大到小排列依次为:8月>7月>9月>6月>10月。③土壤含水量变化与沙棘液流速率变化呈极显著正相关关系(p<0.01),随着土壤含水量增大,沙棘液流速率逐渐升高;沙棘细根生长速率与沙棘液流速率呈显著正相关关系(p<0.05),沙棘细根生长速度越快,沙棘液流速率越大;反之,沙棘细根生长速度越慢,沙棘液流速率越低。土壤含水量变化与细根生长速率呈极显著正相关关系(p<0.01),随着土壤含水量升高,沙棘细根生长速率逐渐增大。[结论] 砒砂岩地区沙棘液流变化是影响土壤水分变化的主要因素,而沙棘细根变化同样影响土壤水分的变化,相对而言,沙棘液流变化比沙棘细根变化影响土壤水分变化大。说明植物蒸腾是砒砂岩区影响土壤水分变化的主要因素。

    • 植被恢复对青海省北川河流域水循环演变趋势的影响

      2021, 41(5):44-50. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.007

      摘要 (260) HTML (0) PDF 1.87 M (267) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究植被恢复对流域水循环的影响,明确植被恢复条件下流域水资源的演变趋势,为指导干旱半干旱地区开展科学的植被恢复工作提供数据支撑。[方法] 结合青海省北川河流域植被覆盖变化及长序列气象、水文数据,分析流域尺度水循环要素的演变趋势,分析植被恢复对关键水循环要素演变的影响作用。[结果] 20世纪80年代以来,北川河流域丘陵山区植被覆盖快速增加,仅2000—2019年期间平均增幅14.98%,最大增幅52.2%。1956—2019年,流域年降水量相对平稳,但年径流量呈不显著衰减趋势,平均降幅1.60×107 m3/10 a,流域生态用水量增加是造成径流衰减的主要原因;植被恢复改变了流域大气降水的时空分配,在空间上更多降水用于流域内部生态消耗,减小了对下游的水源供给量,在时间上更多降水参与土壤水—地下水循环,延长了向流域外的排泄周期;地表风速、水面蒸发量、干旱指数等气象要素显著降低。[结论] 植被恢复影响下,北川河流域生态用水量增大,径流量衰减,降水—土壤水—地下水循环过程的水量比例增加,流域水源涵养能力不断提高,半干旱的气候条件有所改善。

    • 吉兰泰盐湖防护体系的防风阻沙效应

      2021, 41(5):51-59. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.008

      摘要 (199) HTML (0) PDF 1.52 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量描述防护体系防风阻沙能力及地表蚀积变化,揭示盐湖防护体系的防风阻沙作用规律,为吉兰泰盐湖防护体系防护效果评估提供数据支撑,为中国西北风沙区及荒漠盐湖沙害治理提供理论依据。[方法] 选择吉兰泰盐湖防护体系为研究对象,通过野外原位监测,对3,10月两场典型强风沙尘天气下不同下垫面0—30 cm高度内输沙以及逐月地表蚀积情况进行观测。[结果] ①2 m高度处风速由流动沙垄到盐湖湖心表现为衰减—急剧衰减—恢复阶段,到盐湖湖心时风速恢复至旷野风速。从白刺灌丛至盐碱滩地风速均较流动沙垄降低了70%~90%。②从白刺灌丛至盐湖湖心输沙量呈现为急剧降低—降低—缓慢增加的状态,整体较流动沙垄降低了83.89%~94.90%。③防护体系对两种主害风的防风阻沙效果明显,其风速及输沙量分别较流动沙垄降低了98.71%,91.79%,且西北风向下的防风阻沙效果优于西南风向。④6—9月白刺灌丛至盐湖湖心地表呈现为风积状态,且净蚀积强度较流动沙垄最高可降低157.04%。[结论] 虽然受季节和风向影响,但防护体系防风阻沙效果仍保持较好状态,它对风沙流的阻滞作用使地表由风蚀转为堆积,并使风速及输沙量均降低了90%以上,从而有效避免盐湖湖面积沙。

    • 基于稳定同位素的黄土塬区村庄涝池对地下水补给的定量分析

      2021, 41(5):60-66. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.009

      摘要 (210) HTML (32) PDF 1.35 M (163) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量研究黄土塬区村庄涝池对地下水的补给情况,为地下水资源持续利用提供理论依据。[方法] 通过测定长武黄土塬区村庄涝池和农田深剖面土壤湿度及土壤水氢氧稳定同位素组成,利用同位素示踪技术计算村庄涝池对地下水的补给量。[结果] ①涝池深剖面土壤水分平均值为25.5%,大于农田深剖面土壤湿度(20.6%); ②涝池土壤水的δD值介于-117.83‰~-56.66‰之间,δ18O值介于-16.63‰~-7.72‰之间,农田土壤水的δD介于-81.76‰~-52.03‰之间,δ18O值介于-10.64‰~-6.35‰之间;与农田相比,涝池土壤水分受蒸发影响较小,同位素组成偏负,且变幅较大; ③涝池土壤水同位素剖面保留了较大降水事件的同位素信号,表明涝池水通过活塞流形式对地下水进行了补给,活塞流速度为0.26 m/d;在涝池集水区内,地下水年均潜在补给量为134 mm,占年降水量的23.1%。[结论] 黄土塬区涝池是地下水重要的补给来源。因此,应加强涝池保护、恢复和重建工作,确保该区地下水的持续补给和利用。

    • 植物类型与改良方式对重构土壤氮转化速率的影响

      2021, 41(5):67-74. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.010

      摘要 (155) HTML (0) PDF 1.28 M (134) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同植物与改良方式对重构土壤氮转化率的影响,为提高矿区重构土壤可利用氮素含量提供理论依据。[方法] 以取自内蒙古自治区通辽市扎哈淖尔露天煤矿的采矿剥离物为基质配制重构土壤,分别以鸡粪肥、自制改良剂对其进行改良,并选取4种类型的植物,研究这两个因素对无机氮存在形式、氮净矿化率、净氨化率和净硝化率的影响。[结果] 硝态氮是重构土壤中无机态氮存在的主要形式,改良剂、植物及其交互作用对重构土壤氮净矿化率、净氨化率和净硝化率有极显著影响,自制改良剂改良可以显著提高重构土壤中铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的含量及净硝化率,紫花苜蓿可以显著提高重构土壤中硝态氮含量及氮净矿化率。90 d时重构土壤的氮净矿化率最高。[结论] 播种90 d内,重构土壤中无机态氮存在形式由铵态氮向硝态氮转化,添加自制改良剂能够提高重构土壤中无机态氮含量,对矿区重构土壤的净氨化率、净硝化率及氮净矿化率的提高有促进作用。

    • 基于稳定同位素技术的黄河支流河岸植被水分来源解析

      2021, 41(5):75-82,91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.011

      摘要 (208) HTML (0) PDF 1.60 M (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析比较不同水分梯度下植物水的氢氧同位素特征,为黄河流域生态保护与防蚀控沙中适宜物种的筛选提供一定的理论基础。[方法] 采用氢氧稳定同位素技术,基于HYSPLI4气团轨迹模型和贝叶斯混合模型MixSIAR,分析黄河主要支流—西柳沟河流河岸不同水分梯度下优势植物对潜在水源利用率,进而提出不同植物的水分利用策略。[结果] 研究区在采样期间降水的水汽主要来源于西北季风输送和局地蒸发。在水分充足的河漫滩样地,植物以浅层土壤水(0—30 cm)为主要水源。距离河道较远的河谷阶地上,草本类植物主要利用浅层和中层土壤水(0—70 cm),灌木类和高大草本类植物转而吸收更深层的土壤水(70—100 cm),出现水文生态位分离的现象。[结论] 当水分缺乏时,灌木类植物会因为吸水模式的优势具有更强的生存竞争力。灌木类植物是黄河流域生态保护与防蚀控沙的适宜物种。

    • 宁南黄土区植被恢复方式对土壤粒度特征的影响

      2021, 41(5):83-91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.012

      摘要 (170) HTML (0) PDF 1.46 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究宁南黄土区不同植被恢复方式下的土壤粒度特征,旨在为更有效地指导该区域土壤资源的可持续发展和生态环境保护提供科学依据。[方法] 采用野外标准化方法采集0—100 cm土壤样品,利用Mastersizer 3000型激光粒度仪测定了小流域9种不同植被恢复方式(山杏林、山桃林、沙棘林、柠条林、山杏柠条林、山杏沙棘林、坝地、苜蓿地、撂荒地)216件样品,通过福克和沃德公式计算出平均粒径、标准偏差、偏度、峰度等土壤粒度参数。[结果] ①不同植被恢复方式下的粒度组成均以粉粒和极细砂为主,以粉粒含量在各粒度分级中所占比例最大。黏粒、粗砂、极粗沙和中砂含量分层整体趋于稳定,随土层深度的增加变化不大。粉粒、极细砂和细砂含量均随土层深度增加变化起伏较大,各层段表现出不同的变化趋势。②不同植被恢复方式下各粒级变异系数的变化规律基本一致,黏粒的变异系数最高,其次为砂粒,粉粒最小。③土壤平均粒径表现为:山杏×柠条林>沙棘林>山桃林>柠条林>山杏林>苜蓿地>山杏×沙棘林>撂荒地>坝地。撂荒地、山桃林和柠条林的分选性明显优于其他立地,沙棘林的分选性最差。[结论] 不同植被恢复方式的土壤粒度分布主要受到植被类型及人类活动扰动等主要因素的影响。

    • 广西龙脊梯田区森林类型对土壤水力特性的影响

      2021, 41(5):92-98,106. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.013

      摘要 (162) HTML (0) PDF 1.25 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同森林类型土壤水力特性的变化特征,为区域生态景观建设与水源涵养功能提升提供科学依据。[方法] 以广西壮族自治区龙脊梯田区不同森林类型(竹林、杉木林、混交林)和梯田为研究对象,调查不同土层(10,20,40,60 cm)土壤物理特性,分析土壤水力性质差异及其影响因素。[结果] ①龙脊梯田土壤质地主要为粉砂质壤土;各层次土壤黏粒含量差异显著,而粉粒和砂粒含量差异不显著; ②杉木林和混交林各层次土壤容重差异性不显著,竹林与梯田下层土壤容重均显著大于上层;土壤毛管孔隙度、总孔隙度、田间持水量总体呈现:混交林>杉木林>竹林>梯田; ③竹林土壤渗透能力最强,杉木林和混交林次之,梯田最弱; ④相同土壤吸力下,混交林和杉木林土壤体积含水率大小相当,土壤持水能力均大于竹林和梯田。土壤容重、孔隙度(毛管孔隙度、总孔隙度)是土壤渗透性和持水性的主要影响因子,其中饱和导水率与土壤容重呈显著负相关,与孔隙度呈显著正相关;土壤水分特征曲线拟合参数θs与土壤容重、孔隙度(毛管孔隙度、总孔隙度)分别呈极显著负、正相关,α与土壤孔隙度呈显著正相关。[结论] 竹林土壤渗透性能最强,而土壤持水能力较弱,杉木林、混交林均具有较强的土壤持水能力,能发挥很好的水源涵养功能。

    • 优化施肥方式对黄土高原新增耕地土壤有机质含量和团聚体特性的影响

      2021, 41(5):99-106. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.014

      摘要 (171) HTML (0) PDF 1.57 M (160) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究优化施肥对黄土高原地区新增耕地土壤质量和作物产量的影响,为新增耕地土壤建立合理的优化施肥处理和区域新造土地的健康可持续发展提供理论依据。[方法] 通过盆栽种植试验,评估有机肥处理(OF)、有机肥配施化肥处理(NP)、常规施肥处理(CF)对新增耕地土壤团聚体数量、结构稳定性、有机质含量和玉米产量的改良效应。[结果] CF处理下新整治耕地土壤有机质含量最低为7.08 g/kg,土壤水稳性大团聚含量低,结构稳定性差。与CF处理相比,优化施肥方式下的OF和NP处理显著提高了新增耕地土壤有机质含量和玉米产量(p<0.05),>0.25 mm粒级大团聚体含量和团聚体稳定性显著提升,其中OF处理对新整治耕地土壤团聚体数量和稳定性的改善效果最佳。在0—10 cm土层,OF和NP处理下土壤有机质含量分别为12.67,11.79 g/kg,比CF处理分别提高了46.2%和36.1%。OF处理下水稳性团聚体MWD,GMD,R0.25值分别比CF处理高了62.5%,21.4%和148.3%,分形维数比CF处理降低了1.7%;NP处理下水稳性团聚体MWD,GMD,R0.25值分别比CF处理高了18.8%,3.6%和40.9%,分形维数比CF处理降低了0.4%。在10—20 cm土层,OF和NP处理下土壤有机质含量、团聚体数量和结构稳定性也得到一定的提升。土壤有机质含量与团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈显著正相关关系(p<0.001)。[结论] 优化施肥是有利于提升新整治耕地土壤结构稳定性、保肥特性和土地生产力的有效措施。

    • 卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区金矿生态恢复区的土壤理化性质和植被群落特征

      2021, 41(5):107-114. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.015

      摘要 (163) HTML (0) PDF 1.20 M (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 调查实施生态修复措施后的矿区土壤状况与植物群落的恢复情况,为矿区修复治理措施提供评价依据。[方法] 以新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区的金矿生态恢复区为研究对象,通过样方法和室内试验,进行研究区植被特征、植物群落多样性调查和土壤理化性质检测分析。[结果] 与原生对照区相比,经过生态修复工作的金矿生态修复区土壤pH值、电导率、有机质、总氮、全钾的含量普遍较低;植物物种较少,以人为撒播草种的藜科植物占优势;植物群落多样性指数低,与原生对照联系紧密;植物群落主要受土壤有机质、有效磷、速效钾等含量的影响。[结论] 在进行生态修复措施后,青河大沙沟和富蕴大沙沟的土壤理化性质和植物群落改善较明显,恢复效果显著。金矿恢复区由于恢复时间较短,所以植物种类稀少,群落稳定性低,土壤理化性质的含量普遍不高,还需要时间进行恢复。

    • >水保监测与应用技术
    • 2000-2019年青海省同仁市NDVI时空动态变化

      2021, 41(5):115-122. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.016

      摘要 (234) HTML (0) PDF 5.24 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究地处黄土高原最西端,与青藏高原接壤的青海省同仁市植被时空动态变化,为黄土高原与青藏高原过渡地带的生态保护和治理提供参考。[方法] 基于MODIS-NDVI数据,采用线性趋势回归、Hurst指数,从时间和空间尺度分析了同仁市2000—2019年NDVI动态变化特征,对NDVI与土地利用和海拔高度的关系进行初步分析,并对NDVI未来变化趋势进行预测。[结果] ①2000—2019年同仁市NDVI整体呈波动上升趋势,平均增速为0.027/10 a。NDVI高值区域增加明显,主要分布在东西部山区,NDVI值介于0.8~1的区域由2000年的388.63 km2增加到2019年的1 066.92 km2。②NDVI上升的区域为2 925.21 km2,占全市面积的84.42%,广泛分布在隆务河谷地区和周围山区,其中林地626.13 km2,草地2094.11 km2。③NDVI值下降的区域为539.79 km2,占全市面积的15.58%,少部分分布在隆务河河谷地区,大部分在西部和南部山区。以同仁市冻融侵蚀海拔下限3 583 m为界,海拔3 583 m以上区域NDVI下降的面积占全市NDVI下降总面积的70.93%。④未来NDVI值持续上升的区域占全市面积的79.17%,持续下降的区域占13.13%。[结论] 过去20 a,同仁市NDVI整体上升,高覆盖度植被面积明显增加,NDVI下降区域主要分布在高海拔地区。未来同仁市NDVI整体上将持续上升,但仍有部分区域存在下降趋势。

    • 1985-2020年黄河中游多沙粗沙区水土流失动态变化

      2021, 41(5):123-126. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.017

      摘要 (213) HTML (55) PDF 4.10 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 掌握黄河中游多沙粗沙区水土流失空间分布状况,为黄河流域水土流失治理、生态环境保护和高质量发展提供数据支撑和科学建议。[方法] 利用2020年水土流失动态监测和1985,1999年全国水土流失遥感普查成果,开展黄河中游多沙粗沙区水土流失动态变化分析。[结果] ①研究区域水土流失面积减少43.22%,高强度水土流失面积减少90.80%,水土流失状况明显改善;1985—1999年和1999—2020年两个时段,前时段变化相对较小,后时段变化较大。②两个时段内水土流失强度均降低,1999—2020年降低幅度明显大于1985—1999年且高强度水土流失面积大幅减少。1985—1999年以剧烈侵蚀面积减少为主,1999—2020年强烈、极强烈、剧烈侵蚀等高强度侵蚀面积下降明显。[结论] 研究区生态环境状况改善的主要驱动力是区域水土保持监督管理工作的加强,预防保护与水土保持综合治理的协同推进,经济社会的发展,保护环境和生态政策的引导等。虽然研究区水土流失日趋严重的态势得到了遏制,但其依然是黄土高原乃至中国水土流失最严重的地区,后续仍需持续采取适宜措施保护好生态环境。

    • 安徽省兆河流域非点源污染模拟及最佳管理措施

      2021, 41(5):127-136,153. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210809.003

      摘要 (180) HTML (0) PDF 12.30 M (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 识别兆河流域非点源污染分布特征及其关键源区,为流域污染控制和清洁小流域建设提供科学参考。[方法] 通过建立流域非点源污染控制模型,模拟研究该流域在现状年和规划年的非点源污染分布特征。采用单元负荷指数法识别流域的关键污染源区,预测不同非点源污染控制措施对流域污染负荷量的削减效果。[结果] 兆河流域规划年的氮磷负荷量比现状年分别增加45.3%和8.0%;县河、失曹河、裴河、盛桥河及环圩河子流域为流域非点源污染关键区;通过设置合理的工程措施和耕种管理措施可有效控制流域非点源污染。[结论] 合适的非点源管控措施有助于削减流域氮磷污染负荷量。耕种管理措施加工程措施为最佳管理措施,可以有效控制流域总氮和总磷的非点源污染。

    • 基于HEC-HMS模型的兰江流域径流预测

      2021, 41(5):137-145. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210809.002

      摘要 (153) HTML (0) PDF 4.32 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析兰江流域径流对气候变化的水文过程响应,为区域水资源可持续发展和防洪抗旱提供科学基础。[方法] 利用2015—2018年日降雨径流过程和6场暴雨洪水过程率定并验证HEC-HMS水文模型在该流域的适用性;基于SDSM统计降尺度模型,对2030—2100年CanESM2模式下RCP2.6,RCP4.5和RCP8.53种情景的气候数据进行降尺度,生成兰江流域6个气象站点未来日降水序列以预测未来气候变化下的径流响应。[结果] HEC-HMS模型对场次洪水和逐日径流模拟的相关系数平均值达到0.89,0.77,平均效率系数达到0.86,0.76;RCP2.6情景下研究区面降水量较于基准期(2015—2018年)减小0.82%,在RCP4.5,RCP8.5情景下分别增大6.18%,18.17%;RCP2.6,RCP4.5,RCP8.53种情景下多年平均径流相较于基准期分别增幅为17.00%,26.22%,41.93%。[结论] HEC-HMS模型在兰江流域有较好的适用性;未来兰江流域径流呈显著上升趋势,增幅程度随辐射强迫度的增加同步增大。当辐射强迫度升高至8.5 W/m2时,流域径流量平均每10 a上升49.49 m3/s。预计21世纪末多年平均径流量达到1 101 m3/s,年径流变化起伏剧烈,汛期径流占全年比例较高,旱涝事件趋于频繁,对人民福祉威胁较大。

    • 基于M-K检验和地统计分析的沂蒙山区降雨侵蚀力时空变化趋势研究

      2021, 41(5):146-153. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.020

      摘要 (198) HTML (0) PDF 7.26 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析降雨侵蚀力的时空变化特征,为区域土壤流失监测和水土保持工作提供数据支撑。[方法] 利用沂蒙山国家级水土流失重点治理区及其周边71个雨量站1980—2018年逐日雨量资料,综合运用冷暖季日雨量公式、M-K检验、地统计插值等方法,对降雨侵蚀力的时空变化趋势进行分析。[结果] ①降雨量和侵蚀性降雨量成中度月集中性(FI>53,CI>0.17),降雨侵蚀力具有高度月度集中性(FI=399.88,CI=0.24),年内变化曲线呈单峰形,峰顶位于7—8月; ②研究区多年平均降雨量743.52 mm,多年平均降雨侵蚀力3 656.87 MJ·mm/(hm2·h·a),空间上呈现北低南高,西低东高的分布趋势; ③降雨侵蚀力年际波动属中等变异,总体呈不显著增长趋势。空间上在西北部上升趋势显著(z>1.96),在南部少量区域呈不显著的下降趋势(z<0)。[结论] 降雨侵蚀力增加会导致区域水土流失风险提升,因此,应针对区域降雨侵蚀力增加区域,加强水土流失综合防治工作,实现生态环境与经济社会的可持续发展。

    • 生态工程对科尔沁沙地主要生态服务功能的影响

      2021, 41(5):154-159,165. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.021

      摘要 (223) HTML (0) PDF 1.44 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究生态工程实施下科尔沁沙地主要生态服务功能的变化特征,为该区今后生态保护建设提供科学依据。[方法] 运用已有的生态服务评估方法定量评估了2001—2018年科尔沁沙地固碳量、水源涵养及水土保持服务功能的时空变化情况。[结果] ①科尔沁沙地土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主,生态工程实施期间,林地、耕地面积分别增加8 448 km2,3 280 km2,草地面积减少12 639 km2; ②科尔沁沙地固碳量稳步增长,林地和耕地的固碳量均增加,草地的固碳量减小,但草地固碳量依然最高; ③科尔沁沙地水源涵养量呈先增加后略微减少的趋势,所有土地类型中林地水源涵养量持续升高; ④科尔沁沙地水土保持量持续上升,约增加1.38×107 t,林地水土保持量增加最显著。受地势的影响,区域水土保持总量呈西高东低的分布特征。[结论] 科尔沁沙地生态工程建设效果良好,创造了显著的生态效益。

    • 老挝凯山丰威汉市土地资源的空间优化配置

      2021, 41(5):160-165. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.022

      摘要 (182) HTML (45) PDF 728.83 K (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 通过土地资源的空间优化配置,提高土地利用效率,促进各类产业和基础设施的合理布局,为区域社会经济综合发展提供理论依据。[方法] 将GIS空间分析技术、Logistic回归分析方法与CLUE-S模型相结合,以老挝凯山丰威汉市为研究区域,开展土地资源空间优化配置研究。在空间适宜性和数量结构的约束下,以用地需求、限制因素、转换规则和空间特征为基础进行模型运算,对凯山丰威汉市土地资源进行空间优化配置。[结果] 城市建设用地和水田在原有基础上向适宜区域扩张,分布较为稀疏的林业用地因得到开发利用而相应减少,其他用地类型在数量上和空间上的变化均不明显。[结论] 城镇化建设和农业发展能够为凯山丰威汉市的经济发展提供基础和支撑,同时需要兼顾生态保护,促进土地资源的统筹协调可持续利用。

    • 豫东北黄泛区2019年土壤侵蚀特征——以河南省兰考县为例

      2021, 41(5):166-173. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.023

      摘要 (210) HTML (0) PDF 2.97 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探索豫东北黄泛区2019年土壤侵蚀时空特征,为区域水土流失防治、生态环境建设和经济社会发展提供数据参考。[方法] 选取兰考县为研究对象,以多源遥感影像为基础数据,通过风蚀模型、CSLE模型计算土壤风蚀和水蚀模数,以半月为时间单元,研究土壤侵蚀及其影响因子2019年内变化规律,综合分析2019年土壤侵蚀特征。[结果] ①风力因子变化呈“M”型,第3—9,21—22个半月值较高;表土湿度因子半月变化呈“波浪型”,第13—18个半月值较高;降雨侵蚀力因子、林园草植被覆盖与生物措施因子B均值的变化为“先升高再降低”,前者第9—16个半月值较高,后者第12—18个半月值较高。②风蚀模数变化呈“M型”,第4—9,21—22个半月风蚀较强;全年累计风蚀模数在0~5 186.31 t/(km2·a)范围内,均值为153.26 t/(km2·a);仪封乡、张君墓镇风蚀模数较高,多分布在水浇地、采矿用地上。③水蚀模数变化呈“先升高再降低”趋势,第12—18个半月水蚀相对较强;全年累计水蚀模数在0~8 028.86 t/(km2·a)范围内,均值为9.54 t/(km2·a);东坝头乡、城关镇存在水蚀较强区域,主要在采矿用地上。④2019年兰考县共17个半月出现水土流失,占全年的70.83%;第4—9个半月水土流失面积最多;均为风蚀。全年水土流失面积为271.66 km2,占全县面积的24.34%;主要为轻度风蚀,占水土流失面积的96.83%。风蚀主要在仪封乡、张君墓镇、谷营镇和东坝头乡,水蚀主要在仪封乡。[结论] 兰考县2019年土壤侵蚀主要发生在第4—9,21—22个半月,以轻度风蚀为主,主要分布在仪封乡、张君墓镇、谷营镇和东坝头乡。水土流失监测与防治应重点关注此时间内水浇地、采矿用地上的侵蚀。

    • 紫色土和黄壤含水率的室内光谱反演

      2021, 41(5):174-180,190. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.024

      摘要 (148) HTML (0) PDF 1.36 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 选择西南地区代表性土类紫色土和地带性黄壤,分析其光谱信息,构建土壤水分反演模型,估测土壤含水率,为西南地区土壤水分快速监测提供方法依据。[方法] 通过室内配置紫色土和黄壤不同土壤含水率水平,运用地物光谱仪测量其光谱反射率,比较不同含水率条件下两类土壤的高光谱特征;采用多种数学变换和相关分析法提取特征波段,运用多元逐步回归(SMLR)和BP神经网络(BPNN)分别构建土壤含水率的高光谱估测模型。[结果] ①随土壤含水率的增加,紫色土和黄壤的光谱反射率均逐渐降低;在相同含水率条件下,紫色土的光谱反射率低于黄壤。②土壤含水率对可见光波段(380~760 nm)反射率的影响显著低于红外波段(760~2 500 nm);均在1 400,1 900,2 200 nm附近存在明显水分吸收谷。③经数学变换的紫色土和黄壤光谱反射率均与土壤含水率存在极强的相关性。④基于BPNN建立的土壤水分反演模型整体优于SMLR模型。[结论] BPNN模型为西南地区紫色土和黄壤土壤含水率光谱反演的最优模型,能够快速准确估测紫色土和黄壤土壤水分状况。

    • 河南省沿黄干流地区社会—生态—生产景观恢复力演化特征及情景模拟

      2021, 41(5):181-190. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210915.001

      摘要 (169) HTML (0) PDF 2.10 M (96) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量研究河南省沿黄干流地区2000—2018年社会—生态—生产景观恢复力的演化特征,指导沿黄地市社会生活,生态资源环境与农业生产活动的协调发展。[方法] 通过构建SEPLR (social-ecological-production landscape resilience,社会—生态—生产景观恢复力)评估框架,运用有序加权平均法设置情景偏好,绘制不同政策引导下恢复力预测图。[结果] ①从总体特征看,2000—2018年河南省沿黄干流地区SEPLR值为0.47~0.52之间,呈上升趋势,城市间空间差异逐渐增大,指数相似地区集中分布。②演化特征上,社会系统恢复力和生态系统恢复力缓慢增强,分别在0.14~0.65,0.08~0.30波动,生产系统恢复力变化微弱,在0.12~0.31波动;空间上,SEPLR及各子系统整体呈“中部强两边弱”的分布态势,层级结构具有集聚性。[结论] 河南省沿黄地市在“维持现状型”“生态优先型”“开发优先型”“农业优先型”4种政策情景下,“生态优先型”恢复力最高,未来黄河流域高质量发展应考虑“生态优先型”政策引导。

    • 自然解决方案背景下的辽宁省森林生态系统服务主导功能评估

      2021, 41(5):191-197. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.026

      摘要 (198) HTML (0) PDF 1.50 M (147) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对辽宁省森林生态系统的主导服务功能进行评估,并分析其作为基于自然的解决方案的意义和可行性,为探索符合中国国情的基于自然的解决方案(NbS)提供理论依据。[方法] 基于辽宁省2017年森林资源2类调查数据,根据中华人民共和国国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T38582-2020),应用分布式测算方法,对辽宁省森林生态系统绿色水库、绿色碳库、净化环境氧吧库和生物多样性基因库4项主导服务功能进行评估,并探讨其对于解决社会挑战的贡献。[结果] 全省4大主导功能价值量分别为:1.71×1011,8.24×1010,3.40×1010,9.69×1010元/a。森林生态系统服务功能整体上呈现:辽东山区>辽西北地区>辽中南平原沿海地区的分布格局,丹东市、抚顺市和本溪市各项服务功能较高,沈阳市、锦州市和盘锦市各项服务功能较低。[结论] 在全球变化和实现可持续发展目标时间越来越紧迫的背景下,基于自然的解决方案的内涵与生态系统服务对人类福祉的贡献不谋而合。森林生态系统各项服务功能的充分发挥有助于解决气候变化、生物多样性丧失、环境退化等问题。

    • 1979-2020年深圳市不透水面信息提取及其时空格局变化分析

      2021, 41(5):198-205. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.027

      摘要 (190) HTML (0) PDF 2.45 M (199) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析不透水地表比的时空分布,探究城市的发展潜力,为城市水土保持等规划与后续发展提供参考意见。[方法] 以深圳市作为研究区,选取1979—2020年9期共18景Landsat 3/5/7/8影像为主要数据源影像提取不透水面比例作为参考数据,结合不透水面平均中心、标准差椭圆和景观格局指数分析深圳市不透水面时空格局分布。[结果] ①1979—2020年深圳市整体不透水面比例呈增长趋势,1990—2010年增长速率和增长强度最高,后逐渐变缓; ②由于深圳市发展的不平衡,1979—2000年,发展重心持续向着东北方向移动,随后2000—2010年,重心向西北方向迁移,2010年后,重心在东西方向上有所移动。总的来看,深圳市的发展方向主要为东—西; ③景观格局变化显示各等级不透水面景观分布渐趋均衡,分布趋势从破碎到聚集度越来越高,连接性在逐渐增强。[结论] 不透水面增长的不同阶段具有不同的时空分布规律,不同密度不透水面分别有各自的变化特点,降低高密度不透水面的聚集程度对城市未来发展具有积极影响。

    • 长江经济带生态系统健康正态云模型构建及其诊断

      2021, 41(5):206-217. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.028

      摘要 (154) HTML (34) PDF 3.64 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对作为国家重大战略发展区域之一的长江经济带的生态系统健康状况进行诊断,为推进区域生态与经济社会的协调发展提供科学依据。[方法] ①以长江经济带城市群为研究对象,从活力、组织结构、恢复力、生态系统服务和人群健康5个维度出发,构建长江经济带生态系统健康诊断指标体系;②根据生态系统健康标准将其划分为病态、不健康、亚健康、健康和很健康5个等级,并基于熵权法确定诊断指标权重;③构建正态云模型,对长江经济带2000,2009,2018年生态系统健康状况进行综合诊断。[结果] 从2000年至2018年,长江经济带无论从整体还是省市层面上的生态系统健康等级均有所提升,2018年底整个研究区的生态系统健康状况普遍已趋于亚健康水准。[结论] 人口密度、人均可支配收入、人均耕地面积和人均地区GDP是影响长江经济带生态系统健康的主要因素。因此,关注人口发展规划,提高人均可支配收入,严守耕地红线,注重城市科学健康扩张,耦合经济发展和生态保护的关系尤为重要。

    • 区域水—能源—粮食关联系统协同发展模型

      2021, 41(5):218-225. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.029

      摘要 (181) HTML (35) PDF 1.40 M (179) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究区域水—能源—粮食关联系统(WEFN)的协同发展状况,促进区域水、能源、粮食的可持续利用。[方法] 基于复杂适应系统理论,从水、能源、粮食3方面构建区域WEFN协同发展评价指标体系,以协同进化算法、灰色关联等为基础提出一种基于各要素条件和相互作用机理的综合协同发展模型,并以黑龙江省为例测算2009—2018年WEFN的协同发展度及子系统的发展度、协同度,评价其协同发展状况。[结果] ①各子系统发展程度中等,差距较小,协同度差距较大但均呈波动上升趋势,其中水资源对能源和粮食、能源对粮食的协同作用明显。②WEFN协调发展状况中等,与各子系统协同发展趋势一致,波动上升后保持稳定,粮食子系统协同发展程度最高。③子系统间协同作用差是造成WEFN协同发展状况不高的原因,应以水、能源在农业生产中的高效应用为突破口,促进子系统间的协同发展。[结论] 综合协同发展模型能够有效评价区域WEFN的协同发展状况,有助于区域可持续发展决策。

    • 不同造林方式对宁南山区樟子松抗旱造林效果的影响

      2021, 41(5):226-231,237. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.030

      摘要 (212) HTML (0) PDF 1.18 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量评价干旱半干旱区生态工程建设和造林初期的效果,为该区域筛选出较为适宜的造林处理技术措施提供实践指导依据。[方法] 对该地区造林树种樟子松进行了覆膜+浇水、覆膜+不浇水、不覆膜+浇水、修剪和对照(CK)5种技术的处理对比试验,对造林初期的3个指标成活率、年均生长量及造林成本为衡量指标,应用模糊数学隶属函数值法定量的对其效果进行综合比较与评价。[结果] 不同造林处理措施的成活率大小依次为覆膜+浇水(96%)>覆膜+不浇水(95%)>修剪(92.3%)>不覆膜+浇水(91.3%)>对照(CK,89.3%);保存率大小依次为覆膜+浇水(94.6%)>覆膜+不浇水(94%)>不覆膜+浇水(87.3%)>对照(CK,80%)>修剪(77%);年均生长量大小依次为覆膜+浇水(14.6 cm)>覆膜+不浇水(13.5 cm)>不覆膜+浇水(11.5 cm)>修剪(10.6 cm)>对照(CK,9.7 cm);造林成本的大小依次为覆膜+浇水(14 037.5元/hm2)>覆膜+不浇水(11 712.5元/hm2)>不覆膜+浇水(10 450元/hm2)>修剪(8 750元/hm2)>对照(CK,8 125元/hm2)。[结论] 5种造林处理方式的初期效果综合评价差异明显,由强到弱排序为:覆膜+不浇水(0.674 4)>覆膜+浇水(0.666 7)>修剪(0.508 1)>不覆膜+浇水(0.425 6)>对照(CK,0.333 3),因此覆膜+不浇水造林技术措施具备良好的造林成效,对该技术的推广应用具有非常重要的实践和理论意义。

    • 现行淤地坝设计洪水计算方法的适用性对比分析

      2021, 41(5):232-237. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.030

      摘要 (177) HTML (0) PDF 1.15 M (110) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 洪水是导致淤地坝水毁最根本的原因,深入探讨淤地坝设计中洪水分析计算方法,以期对其发展提供有益参考。[方法] 梳理现行淤地坝设计洪水计算方法,对比分析各种方法的适用特点。对理论性较强的推理公式法在淤地坝设计洪水计算中的适用性进行分析,总结其各类参数的物理意义,提出其运用要点。选取典型算例,研究比较各方法的计算特点及适用性。[结果] 洪水调查法可靠可行但受洪水资料条件限制,经验公式精度和应用具有地区局限性,两种方法均不宜较大范围应用;推理公式法具有一定理论基础和计算精度,且简单实用,具体运用中应注意淤地坝处于特小流域的特点,在计算流域特征值L和J时应判明最远流程中的坡面部分,在计算暴雨递减指数n时应选取由10—60 min的点暴雨n1值,产汇流参数中μ偏大,m偏小,应在合理范围内相应的倾斜取值。[结论] 推理公式法应当作为淤地坝设计洪水分析计算中的首选方法,需关注淤地坝处于特小流域的特点,把握应用推理公式法的运用要点。

    • 黄河流域生态保护和高质量发展规划区水土流失特征与防治对策

      2021, 41(5):238-243,254. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.032

      摘要 (223) HTML (40) PDF 612.29 K (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究黄河流域生态保护和高质量发展规划区水土流失特征及其防治对策,为该区水土流失综合治理、生态环境建设和流域高质量发展提供科学参考。[方法] 基于2020年全国水土流失动态监测成果,分析水土流失面积、分布、特点等,提出水土流失综合防治对策。[结果] 规划区水土流失面积占土地总面积的33.97%,水土流失分布主要集中在黄河中游多沙区、腾格里—阴山北麓沙漠草原风沙区、湟水洮河黄土丘陵区和黄河源高地草原区等区域,沙地、旱地(6°以上)、天然牧草地和其他草地为水土流失重点发生地类,水土流失呈现面广量大、分布集中、侵蚀类型多样、高侵蚀强度面积较大等特点。[结论] 水土流失依然是黄河流域生态保护和高质量发展规划区面临的主要生态问题之一,水土流失防治应结合区域水土流失特点,科学布局,精细配置各类措施,推进规划区水土流失治理绿色发展。

    • >综合研究
    • 2009-2018年中国农用地多功能利用与乡村发展的时空耦合关系

      2021, 41(5):244-254. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.033

      摘要 (244) HTML (27) PDF 1.84 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨中国农用地多功能利用与乡村发展的协调水平及其时空异质性特征,助力乡村振兴。[方法] 重构农用地多功能利用与乡村发展指标体系,应用TOPISIS模型测算2009—2018年中国农用地多功能利用与乡村发展指数,引入耦合协调度模型、空间自相关模型分析两者的协调水平、时空演变特征及集聚程度。[结果] ①中国农用地多功能利用指数与乡村发展水平持续上升,二者在空间分布上呈“东部>中部>东北>西部”的特征且表现出均衡发展的趋势。②中国农用地多功能利用与乡村发展协调水平略有提升,各省份已由濒临失调为主优化为初级协调类型为主,耦合协调类型呈“东高西低,中部以湖北省为高值”的分布特征,西部初级协调类型呈由分散布局演变为集中排列的地理特征,优化趋势显著。③中国各省份间耦合协调性Moral’s I始终保持正值,空间集聚程度较高,中部江西、安徽、河南成为区域极化中心,西部与东北多为“L-L”型。[结论] 中国农用地多功能利用与乡村发展耦合协调水平地域差异明显,随着乡村振兴实施进程的加快,有逐渐均衡的态势。统筹推进乡村土地综合整治,开展生态治理与修复和优化产业布局是促进农用地多功能利用与乡村高质量协调发展,缩短区域差距的重要措施。

    • 2000-2017年中国农村水资源贫困与经济贫困的耦合协调状态及其影响因素

      2021, 41(5):255-263. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210909.001

      摘要 (152) HTML (29) PDF 1.20 M (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 测算中国农村水资源贫困指数和经济贫困指数的耦合度和耦合协调度,为减轻农村水贫困与经济贫困提供理论依据和政策启示。[方法] 以中国31个省(市、区)为研究对象,运用层次分析法、熵值法、系统耦合协调度模型、空间杜宾面板数据模型等方法,研究了2000—2017年农村水资源贫困与经济贫困耦合协调度的时空分布特征和影响因素。[结果] ①从整体来看,虽然中国农村水资源贫困与经济贫困的耦合协调度不高,但大致呈上升趋势,且中国31个省(市、区)均表现为耦合度大于耦合协调度。②就空间角度而言,中国农村水资源贫困与经济贫困的耦合协调度呈现由东南部向东北、西南部扩散的态势,东部沿海地区的江苏和浙江、南部沿海地区的福建与广东、地处长江中游地带的湖南省的耦合协调度最高。③农村水资源贫困与农村经济贫困耦合协调程度存在明显的负向溢出效应。财政农林水事务支出对农业生产具有较大的促进作用,而农产品价格和第二、三产业比例提高会抑制其发展。[结论] 国家应加大或维持对农村原有的财政支持力度,充分发挥政府和市场在资源配置中的调节作用。合理调整农产品价格的同时,加大农业技术投入,加强地区间分工合作,促进产业升级,从而推保农村水资源与农村经济协调发展。

    • 旅游型乡村景观格局变化及生态系统服务价值响应——以江苏省无锡市太湖国家旅游度假区为例

      2021, 41(5):264-275,286. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.035

      摘要 (218) HTML (33) PDF 9.96 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究旅游型乡村景观格局演变过程及生态系统服务价值(ESV)响应,为合理规划乡村景观资源提供科学依据。[方法] 以无锡市太湖国家旅游度假区马山半岛为例,选取1984—2020年5期遥感影像进行景观分类,计算土地利用动态度、转移矩阵、景观格局指数。基于当量因子法评估生态系统价值(ESV),并计算各景观类型ESV敏感性指数。此外,运用SPSS对ESV与景观格局指数进行相关性和回归分析。[结果] ①1984—2020年,马山半岛景观格局变化显著,各类景观转换频繁。建设用地、灌草丛面积增加,阔叶林地、水系、裸地和其他用地缩减。景观格局趋于破碎化、复杂化,且连通性减弱。②马山半岛水系、阔叶林地ESV的比例最大,对区域ESV贡献最高。ESV呈下降趋势,累计缩减7.08×105元,且各单项ESV均降低,调节服务缩减最严重。③马山半岛ESV与景观格局指数相关性显著,但各指数影响程度不同。[结论] 随着旅游业建设发展,度假区马山半岛景观格局、ESV变化显著,且二者相关性显著,通过调整关键景观格局特征可提高生态系统服务效益。

    • 2000-2018年黄河流域NDVI时空变化及其对气候和人类活动的双重响应

      2021, 41(5):276-286. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210809.001

      摘要 (210) HTML (0) PDF 8.13 M (156) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析黄河流域NDVI时空变化特征,探究NDVI变化对气候和人类活动的响应机制,为制定合理的生态工程提供科学依据,为实现黄河流域生态保护和高质量发展提供保障。[方法] 基于MODIS NDVI数据,辅以降水和气温数据,采用一元线性趋势分析、Hurst指数、偏相关分析及残差分析方法,对2000—2018年黄河流域NDVI时空变化特征进行分析,并探讨了NDVI变化对气候和人类活动的双重响应。[结果] ①黄河流域NDVI呈现波动增加趋势,总增速为6.8%/10 a,NDVI在东南部及西部较高,北部及西北部较低,由东南向西北部减少,下游最高,中游次之,上游最低;整体上,以东亚季风生态地理区和西北干旱生态地理区界线(鄂尔多斯市—毛乌素沙地—庆阳市—平凉市—定西市)和青藏高原生态地理区和西北干旱生态地理区及东亚季风生态地理区界线(西宁市—甘南市—定西市)为界呈Ⅴ字型分布。②NDVI整体变化趋势以改善为主,反持续性强于持续性,且表现出较强的弱持续性,其中改善区约占62.32%,主要呈带状集中分布。在中上游地区,在鄂尔多斯市—毛乌素沙地—庆阳市—平凉市—定西市—西宁市—甘南市、太原盆地—临汾盆地—关中平原及运城盆地—三门峡两两界线间的条带区域基本为改善区,而退化区域以中下游为主,呈零散分布。③NDVI与降水和气温呈正相关,且与降水的偏相关强度稍大于气温,流域约76.7%的地区NDVI残差呈增长的趋势,人类活动整体对NDVI增加的影响以促进为主,促进作用大小顺序为:中游>上游>下游。[结论] 黄河流域NDVI变化受气候和人类活动共同影响,具有空间异质性,适度的生态工程及农业生产活动对植被恢复有重要作用。

    • 云南省老山自然保护区地貌特征及其对土地利用类型分布的影响

      2021, 41(5):287-295. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.037

      摘要 (167) HTML (0) PDF 7.27 M (102) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究云南省老山自然保护区的地貌特征及其对土地利用的影响,为该区及类似保护区资源环境管理和生物多样性保护提供支撑。[方法] 以滇东南老山自然保护区为例,基于12.5 m分辨率的DEM数据,将野外地质地貌调查与数字地形分析相结合,选择海拔、起伏度、坡度、坡向、面积—高程积分、地形剖面等揭示该区地貌特征,选择地形位指数、分布指数等定量化指标探讨地貌特征对土地利用类型的影响。[结果] ①保护区共有3个山地海拔类型、6个坡度等级、6个基本地貌类型和具有南北差异的坡向分布特征,这些地形因子进一步在碳酸盐岩和花岗岩等岩性基础上发生分异。②在地形因子和构造、岩性综合作用下,保护区内各子流域的面积—高程积分值在0.279~0.763,平均值为0.501,保护区整体处于地貌演化的壮年早期阶段,在子流域尺度上则表现出幼年期、壮年期和老年期地貌多样共存的空间格局。③随着海拔、坡度和地形位指数梯度的增大以及坡向由阳坡向阴坡的转变,以人为因素占主导的土地利用类型逐渐丧失优势地位,进而被以自然过程为主导的土地利用类型所替代。[结论] 独特的地貌空间格局特征和丰富的生境类型既是保护区生物多样性的重要支撑,也是土地利用类型空间配置形成的重要原因。

    • 基于PSR-SPA模型的成都市文化遗产洪涝灾害风险研究

      2021, 41(5):296-303. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20210809.004

      摘要 (180) HTML (38) PDF 2.17 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评估文物保护单位的洪灾风险,为提升遗产防洪减灾能力提供科学依据。[方法] 以四川省成都市311处文物保护单位为例,通过构建PSR-SPA模型研究文物保护单位洪灾风险的分布规律,并通过空间自相关性分析确定洪灾风险的空间分布特征。[结果] 成都市文物保护单位洪灾风险为西高东低、北高南低,城市高于郊区、平原高于山地。洪灾风险等级与遗产级别呈正相关,全国重点文物保护单位遭受洪水灾害的风险高,中等风险以上文保单位以古建筑和近现代重要史迹及代表性建筑为主,年代多为宋元明清时期,洪灾风险高发区域为青羊、武侯和锦江等主城区。文保单位洪灾风险在空间分布上呈微弱的正相关关系,存在一定的空间集聚性。[结论] 全国重点文物保护单位受灾后易损,应针对性地提高遗产自身抵御灾害的能力;应关注古建筑和近现代重要建筑、宋元明清时期的文物保护单位的洪灾风险防治问题,发挥文物预警防控功能;受洪灾威胁较大的区县应进一步加强防汛信息化建设。

    • 黄河河南段流域洪灾的社会脆弱性评价

      2021, 41(5):304-310. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.039

      摘要 (157) HTML (40) PDF 419.37 K (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析黄河河南段流域洪灾的社会脆弱性,为河南省沿黄区域的防洪救灾能力建设和风险管理提供科学依据。[方法] 以黄河流域河南段沿岸的7个地级市、1个省(管)市作为评价单元,从敏感性和社会应对水平两个维度选取了16个评价指标,并运用变异系数法确定指标权重,通过构建洪灾社会脆弱性模型,得出各评价单元的敏感性、社会应对水平和社会脆弱性指数。[结果] ①根据敏感性和社会应对水平指数特征,将河南段沿岸分为3种类型:低敏感性—低应对水平(濮阳、三门峡、济源、焦作市);高敏感性—低应对水平(开封、新乡市);高敏感性—高应对水平(洛阳、郑州市);②开封、濮阳市洪灾社会脆弱性等级为Ⅲ;洛阳、郑州市洪灾社会脆弱性等级为Ⅰ;其余区域等级为Ⅱ;③从空间分布上来看,高社会脆弱性区域主要分布于黄河河南段流域的下游地区,中上游区域除洛阳、郑州市外都属于中等脆弱性区,整体处于中低脆弱性水平。[结论] 洪灾社会脆弱性较高的区域主要是由于社会应对水平较低,对防灾减灾能力建设投入不够所造成。

    • 河南省城市化与生态环境耦合协调状态的时空格局

      2021, 41(5):311-318. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.040

      摘要 (209) HTML (20) PDF 1.53 M (324) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探索河南省城市化与生态环境耦合协调状态的空间聚集特征,提出相关的发展建议,为河南省城市可持续发展提供科学的参考。[方法] 通过构建城市化与生态环境评价体系,利用改进的耦合协调度模型,研究2008—2018年河南省城市化与生态环境发展水平及耦合协调度,对河南省17个地级城市耦合协调度进行时空格局分析。[结果] 2008—2018年全省耦合度值都在0.9以上,耦合协调度呈波动上升趋势;多数城市的城市化水平低于生态环境水平,各市城市化与生态环境的耦合协调度等级有基本不协调、基本协调、协调、高级协调;城镇化与生态环境耦合协调存在空间正相关性,有西部和中部耦合协调度高、东南部耦合协调度低的聚类特征。[结论] 河南省整体城镇化进程加快,经济城市化和生态环境压力分别对城市化和生态环境两大系统产生了重要影响。应加强郑州市中心城市的发展,推动河南东南部城市的发展。

    • 宁南山区生态环境与社会经济的耦合协调发展

      2021, 41(5):319-326,372. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.041

      摘要 (179) HTML (0) PDF 1.54 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究宁南山区生态环境与经济系统的协调发展状况,为该区可持续发展提供科学依据。[方法] 以宁南山区为研究区,基于该区9个县的各项生态与经济基本指标,构建自然生态系统与社会经济系统指标体系,使用熵值法确定各指标权重,计算自然生态系统和社会经济系统综合指数。在此基础上,利用耦合度模型和耦合协调度模型分析社会经济系统与生态环境系统的耦合协调状态以及演变趋势。[结果] ①在2000—2017年,宁南山区各县社会经济发展水平逐步上升,自然生态系统综合指数整体呈波动下降趋势。②宁南山区各县耦合度呈现先上升后稍有下降的趋势,但整体范围保持在[0.89,1] ,处于较高水平。③宁南山区耦合协调度类型属于协调发展类。2015—2017年盐池县的协调度有所下降,同心县的协调度上升程度较低,其余县均保持上升趋势。[结论] 近些年,随着经济水平的提高,宁南山区生态环境承载力逐渐不能适配其快速发展的社会经济,生态与经济之间的矛盾逐渐显露。耦合协调度模型较好地反映了宁南山区生态环境与社会经济之间交互胁迫的发展过程,为正确认识宁南山区生态与经济系统耦合发展规律提供了依据。

    • 山西省2005-2018年“三生”功能的时空分异特征及其影响因素

      2021, 41(5):327-337. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.042

      摘要 (175) HTML (34) PDF 4.76 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究山西省不同县域“三生”功能时空动态演化特征并分析其影响因素,为国土空间规划提供依据。[方法] 基于山西省107个县2005,2010,2018年土地利用类型和统计数据,采用综合指数模型、动态度和空间计量模型分析其“三生”功能时空演化过程及影响因素。[结果] ①2005—2018年山西省“三生”功能空间分异明显,生产、生活功能格局特征趋同,呈现出“平原高,山区低”的分布格局;生态功能分布特征与生产生活相反,空间格局稳定;“三生”综合功能提升明显,表现为“南高北低,中部高东西低”的局面。②2005—2018年生产和生态功能水平缓慢变化,呈现出先上升后下降波动变化趋势;生活功能处于快速提升阶段,提升明显;“三生”综合功能持续提高,但提升缓慢。“三生”功能协调性提高,但功能单一化程度较高。③“三生”功能时空分异是自然地理环境、自然资源禀赋及社会经济因素综合作用的结果,“三生”功能受制于自然地理条件,自然资源禀赋是“三生”功能的基础和保障,社会经济因素则是“三生”功能的主要驱动力。[结论] 山西省各县域需要在自然地理条件约束和经济社会转型发展背景下,促进“三生”功能各自提升与彼此协调,需要在明确各自主体功能定位的基础上,因地制宜,合理发展,依托自身区域优势与资源禀赋,构建起利益联结机制,推动山西省整体协调可持续发展。

    • 基于遥感数据的银川市城市公园对城市热环境降温效应分析

      2021, 41(5):338-347. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.043

      摘要 (175) HTML (0) PDF 3.10 M (219) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究宁夏回族自治区银川市城市公园对城市热环境降温效应的影响,为改善城市热环境措施的制定提供科学依据。[方法] 基于Landsat 8数据反演了银川市城区17个公园的地表温度,利用景观格局和缓冲区分析方法,探讨城市公园斑块特征和景观空间结构特征对城市内部热环境的响应规律,定量分析城市公园对周边环境降温效应的辐射范围和变化幅度,研究典型公园水域景观的热环境效应。[结果] ①银川市公园景观斑块特征差异较为显著且对其内部温度影响明显,其内部温度与面积、周长呈显著负相关,而与周长面积比呈显著正相关。②公园内部温度与公园景观构成、斑块形态特征和景观空间分布特征关系密切,降温效应与绿地和水体面积显著负相关,与公园景观形状指数、绿地景观形状指数、不透水面形状指数以及水体聚集度指数显著负相关。③17个公园景观对周边热环境降温效果较为显著,拟合结果显示最大降温影响距离主要分布在200—300 m之间,总体上对100 m区域范围内降温效果最为明显。④面状水域能够有效降低水域周边地表温度,比线状水域对城市热岛效应具有更好的降温效果。[结论] 在城市公园规划和设计时,应综合权衡公园斑块和景观空间结构特征对其降温效果的影响,适当增加公园和绿地斑块边界形状的复杂度,进而更好地改善城市热环境。

    • 基于灰色关联理论的三峡库区2015-2019年生态安全时空演变特征研究

      2021, 41(5):348-356. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.044

      摘要 (187) HTML (0) PDF 1.45 M (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究三峡库区生态安全变化趋势与影响因素,为推动三峡库区生态安全发展提供科学依据。[方法] 基于压力—状态—响应模型(PSR)建立生态安全指标体系,采用熵值法、层次分析法对2015—2019年的生态安全状况做出评价。利用灰色系统理论,构建了灰色关联度的评价模型,并根据三峡库区2015—2019年数据,定量评价该区生态安全动态变化情况,并采用灰色聚类法加以验证。[结果] ①2015—2019年库区生态安全关联度较高,单位土地面积农药施用量、植被减少表土损失量、生态服务指数、环保投资比等的关联度均高于0.7。②2015—2019年库区生态安全部分地区综合评价指数呈上升趋势,部分地区综合评价指数略有下降。③三峡库区的PSR指数集聚特征随时间变化并不明显,H-H集聚区主要集中于主城区,符合经济发展一般规律;L-L集聚区主要集中于边缘地区的夷陵、秭归等区县;L-H和H-L集聚区主要集中分布于L-L以及H-H集聚区的周边区县。[结论] 三峡库区的生态安全受部分指标影响显著,应从影响指标入手推进三峡库区生态安全建设,且三峡库区的区县之间存在较大差异。因此,充分发挥部分区县的带动作用是建成三峡库区生态安全的关键。

    • 基于TOPSIS及耦合协调度的湖南省2009-2018年水资源承载力综合评价

      2021, 41(5):357-364. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.045

      摘要 (191) HTML (0) PDF 2.26 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评价湖南省水资源承载力,为区域制定水资源、社会经济发展和生态环境协调发展政策提供理论参考。[方法] 通过构建系统耦合协调度模型及综合评价指标体系,分析湖南省2009—2018年水资源—社会经济—生态环境系统耦合协调的时空演变过程。[结果] ① 2009—2018年湖南省及各市州水资源承载力除湘潭市外,均呈上升趋势,同时空间上呈现“U”型特征; ②在时间维度上,耦合协调度呈波动增长态势,耦合协调状态由初级向中级协调转变; ③从空间维度看,耦合协调度呈现:西部>东部>中部的地区差异,但总体由不均衡逐渐转向整体协同发展,其中张家界市耦合协调最好,常德市耦合协调度增长最快,湘潭、衡阳、邵阳等市处于较低水平。[结论] 湖南省水资源承载力与耦合协调发展态势较好,但时空差异显著;可从产业结构优化、节水排污科技投入、资源优势转化、绿色生态农业发展等方面加大政策支持以提高湖南省水资源承载力,实现高质量的可持续发展。

    • 甘肃省泾河流域2010-2019年农村生态环境质量分析及预测

      2021, 41(5):365-372. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2021.05.046

      摘要 (221) HTML (26) PDF 1.26 M (173) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究甘肃省泾河流域农村生态环境质量评价的相关问题,为农村生态环境保护和高质量发展研究提供参考。[方法] 基于压力—状态—响应(PSR)模型,构建了甘肃省泾河流域农村生态环境质量评价指标体系。运用熵值法和综合指数法对生态环境质量水平进行评价,并采用灰色GM (1,1)模型进行预测。[结果] 2010—2019年农村生态环境质量综合指数等级变化趋势为“劣等—差等—中等”,但总体呈现上升趋势,压力指数呈“Ⅴ”型波动变化,状态指数和响应指数逐年增长,说明环境治理的政策实施有效,预计到2021年将达到良好等级。[结论] 今后还需加大农村环保的资金和政策投入,改善各地环保制度措施,增强民众意识等。

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