• 2023年第0卷第5期文章目次
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    • >试验研究
    • 人工藻结皮对旱区农田土壤风蚀的防控效应

      2023, 43(5):1-6,26. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.001

      摘要 (224) HTML (217) PDF 1.57 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析人工藻结皮对土壤起沙风速和风蚀速率的影响及其风蚀防控效果,探索人工藻结皮在农田土壤风蚀防控中的可行性,为农田土壤风蚀防控提供新思路。[方法] 研究了400,600,800,1 000,1 200 ml/m2共5个藻液接种量对农田土壤藻结皮形成的影响,进而采用风洞试验,研究人工藻结皮对土壤风蚀的防控效应,探讨了该技术应用于农田土壤风蚀防控的可行性。[结果] 在室外自然环境条件下,通过接种藻液可形成不同盖度的藻结皮。藻接种量为1 200 ml/m2时,培养14 d盖度可达30%,50 d后,其盖度可达60%以上,藻生物量、结皮厚度是对照的52和9倍,均有显著差异(p<0.05)。人工藻结皮可显著提高农田土壤的起沙风速,降低风蚀速率。当藻结皮盖度为30%左右,起沙风速(9 m/s)较裸土增加44%,风蚀速率较裸土降低80%以上。[结论] 通过在农田土壤接种藻液形成藻结皮,可显著改变土壤物理属性,增强土壤抗风蚀性。农田土壤接种藻液形成藻结皮可以作为一种快速、有效的方法应用于农田土壤风蚀防控。

    • 喀斯特地区不同年限退耕草地的持水性能

      2023, 43(5):7-17. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.002

      摘要 (113) HTML (214) PDF 2.05 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同年限退耕草地持水性能,为喀斯特地区退耕草地持水性能和水土保持提供科学依据。[方法] 选取贵州省安顺市喀斯特地区不同年限退耕草地(5,10,15,20 a)和耕地(对照CK)为研究对象,采用“时空替代法”研究凋落物蓄积量、持水量和拦蓄量以及土壤剖面容重、孔隙度、颗粒组成、含水率及持水量随退耕年限的变化特征。[结果] ①凋落物层蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均表现为:15 a>20 a>10 a>5 a,且凋落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和幂函数。②退耕草地砂粒含量和容重随着退耕年限的延长均呈现出先下降再上升的趋势;粉粒、黏粒、总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量和毛管持水量的变化规律与土壤容重相反。③凋落物层和土壤层的持水总量表现为:10 a>20 a>15 a>5 a>CK,其中土壤层最大持水量贡献率达到99%以上。[结论] 退耕草地不仅增加了凋落物层的生物积累、拦截降雨作用和持水性能,还在改善土壤结构和孔隙状况的同时,提高了土壤持水性能。退耕草地均在退耕10 a以后逐渐趋于稳定。因此,建议在退耕10 a以后种植落叶树种。

    • 沙柳沙障腐烂过程真菌多样性及其对环境因子的响应

      2023, 43(5):18-26. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.003

      摘要 (131) HTML (187) PDF 6.55 M (328) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析沙柳沙障腐烂过程对真菌群落组成及多样性的影响,为进一步探究荒漠生态系统真菌群落的生态功能提供理论依据。[方法] 选取1,3,5,7a的沙柳沙障为研究对象,新铺设的沙障作为对照,采用野外原位取样、室内指标测定和Illumina MiSeq测序技术,揭示沙柳沙障腐烂过程中真菌多样性与沙障成分、土壤性质及酶活性之间的响应关系。[结果] ①瓶霉属、木霉属、Knufia属、维罗纳霉属和锥毛壳属均呈上升趋势,但亚隔孢壳属和Phaeococcomyces属呈下降趋势,真菌多样性与丰富度整体表现为增加。②7a的有机碳、碱解氮和可溶性有机碳分别是对照的2.47,1.83,1.71倍,β-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性分别增加了139.36%和35.16%。③Knufia属、近地伞属、维罗纳霉属和锥毛壳属分别与有机碳,碱解氮和可溶性有机碳呈显著正相关,但与纤维素和半纤维呈显著负相关(p<0.05)。冗余RDA分析结果表明,纤维素和碱解氮是影响优势菌群丰度的主要因子,碱解氮和亮氨酸氨基肽酶是影响多样性指数的主要因子。[结论] 在沙柳沙障腐烂过程中,优势真菌属和多样性均受到多种因子的综合影响,碱解氮为两者的主要影响因子。在未来的研究中需进一步结合FUNGuild数据库探讨优势真菌群所具有的生态功能。

    • 呼伦贝尔寸草苔草原群落特征及物种多样性与土壤理化性质的关系

      2023, 43(5):27-34,44. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.004

      摘要 (154) HTML (0) PDF 1.85 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究内蒙古呼伦贝尔寸草苔草原群落特征及物种多样性与土壤理化性质的关系,为草原生态系统的保护和恢复提供科学参考。[方法] 对呼伦贝尔寸草苔草原95个典型样地进行群落调查,研究呼伦贝尔寸草苔草原4种群落类型间群落特征及物种多样性与土壤理化性质之间的关系。[结果] ①群落特征中,地上生物量、物种丰富度和Shannon-Wiener指数在4种群落类型间以寸草苔—一二年生草类群落最高;土壤理化性质中,全氮和全磷均以寸草苔—根茎型草类群落最高。②寸草苔—丛生草类群落和寸草苔—杂类草群落中,土壤有机碳、全氮、全磷与地上生物量、地下生物量呈显著正相关关系。③寸草苔—根茎型草类群落和寸草苔—一二年生草类群落中,土壤有机碳、全氮、全磷与Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数呈显著负相关关系。[结论] 呼伦贝尔寸草苔草原群落特征在4种群落类型间存在不同程度差异,土壤理化性质中土壤有机碳、全氮和全磷是影响群落特征和物种多样性差异的主要因子。

    • 渐次解冻土壤粒级沉降分选及碳氮盐分布特征

      2023, 43(5):35-44. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.005

      摘要 (107) HTML (188) PDF 2.08 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 将解冻逐层剥离过程与粒级沉降模拟相结合,探究融雪径流情景下坡面土壤逐层解冻过程中泥沙粒级分选规律及伴随的碳氮盐分布特性,为深入揭示东北坡面土层冻融侵蚀机理及伴生的微环境效应提供依据。[方法] 以东北坡面黑土为例,开展了土柱冻融试验,主要包括非冻融、全冻全融与冻结后渐次解冻(土柱置于浸水环境,由外至内分融化出T1—T3 3层)处理,借助沉降管对各处理的土壤进行粒级沉降分选试验,对各分选粒级电导率(EC)、pH值、有机碳(SOC)、氮(TN)等进行了测定分析。[结果] ①土壤经全冻全融后,沉降分选所得>500 μm和≤125 μm的颗粒含量减少,125~500 μm的颗粒增加;土壤EC在大粒级中较高;SOC和TN在大粒级中(>500 μm)含量降低,在较小粒级(≤125 μm)含量增加。②渐次分层解冻土壤经沉降后,外层(T1)≤63 μm颗粒偏少,内层(T3)125~500 μm颗粒偏多;盐分和有机碳氮在外层大粒级中含量较高。③全冻全融土壤沉降后,盐分流失率达64.8%,SOC和TN流失率相对较低,为4.08%和2.72%;渐次解冻沉降处理内层(T3)土壤盐分和有机质流失程度大于外层(T1)。[结论] 冻融沉降后,外层土壤破碎程度大,坡面土壤颗粒趋向均质化;有机质含量在粒级间差异明显,其在小粒级土壤中分布更加稳定;盐分和有机质在冻融沉降过程中会从土壤内层向外层迁移而造成流失。

    • 小叶碱蓬和白麻土壤—叶片生态化学计量学特征对不同盐生境的响应

      2023, 43(5):45-52. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.006

      摘要 (52) HTML (0) PDF 1.53 M (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析干旱区盐生植物生境土壤与叶片生态化学计量特征在不同盐生境下变化趋势及主要限制因子,为研究干旱区盐生植物生长发育过程中养分限制因子和适应机制提供基础研究资料,同时为荒漠植物的生态保育和恢复提供参考。[方法] 选取艾比湖湿地国家级自然保护区稀盐盐生植物小叶碱蓬(Suaeda microphylla)和拒盐盐生植物白麻(Apocynum pictum),测定其生境土壤pH值、含水量、盐分、速效磷、铵态氮、有机碳、全氮、全磷以及植物叶片有机碳、全氮、全磷,分析两种植物叶片与生境土壤生态化学计量特征的关系,探究植物叶片生态化学计量特征的土壤限制因子。[结果] ①随着盐分增加,两种植物生境土壤磷下降,有机碳、氮及化学计量比呈上升趋势,土壤养分含量受盐渍化程度影响显著; ②两种植物叶片氮受土壤盐分影响显著,随盐分降低呈下降趋势,与土壤氮含量的变化趋势一致,叶片N/P平均值均小于14,表明研究区两种植物均受土壤氮含量限制; ③RDA分析表明,影响小叶碱蓬叶片生态化学计量的主要因子为土壤pH值(p=0.034)、含水量(p=0.002),而白麻主要受土壤磷(p=0.002)、铵氮(p=0.048)影响。[结论] 不同类型盐生植物在土壤—植物生态化学计量特征耦合关系上存在差异。稀盐盐生植物小叶碱蓬主要受土壤pH值、含水量的影响,拒盐盐生植物白麻主要受土壤磷、铵态氮含量影响。

    • 横坡耕作与优化施肥对缓坡地氮磷流失特征和土壤肥力的影响

      2023, 43(5):53-61,68. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.007

      摘要 (106) HTML (0) PDF 2.23 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析在优化施肥和采取横坡耕作条件下,缓坡耕地的氮磷流失特征和土壤肥力变化,为减少氮磷流失,控制面源防治提供依据,为保护耕地资源、保持土壤肥力质量提供参考。[方法] 以云南省山地丘陵区缓坡地为研究对象,在自然降雨条件下,采用建立地表径流监测小区的方法,设置顺坡耕作+常规施肥;横坡耕作+常规施肥;横坡耕作+优化施肥3种处理,对2019年1月至2021年12月不同耕作与施肥方式下氮、磷流失特征进行了连续监测,采用灰色关联法分析土壤肥力质量。[结果] 氮、磷流失量与降雨量、径流量间存在极显著(p<0.01)线性相关关系,横坡耕作相比于顺坡耕作可以减少20.46%~40.74%的地表径流,19.12%~33.71%的总氮流失量,33.33%~60.08%的总磷流失量;优化施肥相比于常规施肥可以减少1.20%~51.71%的总氮流失量;各土壤肥力因子除硝态氮和有机质含量减少外,其他均表现为不同程度的提高;各处理下的灰色关联度均表现为不同程度的提高,横坡耕作、优化施肥处理下灰色关联度提高显著(p<0.05),提高幅度达26.63%。[结论] 横坡耕作对于拦截地表径流和减少氮、磷流失具有良好的效果。采用横坡耕作+优化施肥处理对于提高土壤肥力水平以及减少氮、磷流失量效果最优。

    • 不同植被盖度香根草减少沟渠侵蚀和C,N,P流失的有效性

      2023, 43(5):62-68. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230327.001

      摘要 (135) HTML (0) PDF 1.27 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究植物在降低沟渠侵蚀及减少C,N,P流失方面的影响,为流域沟渠侵蚀防控及污染物治理提供技术支撑。[方法] 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:全部裸露,植被覆盖度为0(BG);部分覆盖,植被覆盖度1%~40%(SC);大部分覆盖,植被覆盖41%~80%(MC);全覆盖,植被覆盖81%~100%(CC)的草本植物香根草。对4—10月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,不同植被盖度沟渠宽度、侵蚀量和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,SC,MC和CC沟渠侵蚀量分别降低了37.01%,71.60%和75.04%;C流失量分别降低了35.56%,70.91%和75.23%,N流失量分别降低了35.89%,71.01%和74.39%;P流失量分别降低了34.22%,70.59%和77.01%。③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] 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,且植被盖度在处理MC和CC之间差异不显著。这一结果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。

    • 甘蔗等高种植与新植配置比例对坡面沟蚀引起的氮磷养分流失的影响

      2023, 43(5):69-78. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230327.002

      摘要 (143) HTML (0) PDF 1.98 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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] 通过野外测量与试验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期4个甘蔗生长时期内低、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/hm2,18.0~38.4 kg/hm2之间; ②苗期是那辣流域沟蚀和养分流失的主要时期,其贡献量占甘蔗全生育期的比例为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HCLC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] 在甘蔗种植时,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。

    • 东寨港红树林湿地土壤因子与酶活性的关系

      2023, 43(5):79-86. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.010

      摘要 (59) HTML (0) PDF 1.56 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 红树林是热带、亚热带典型的海岸带湿地生态系统。分析不同植物群落条件下红树林湿地的土壤活性有机碳组成、土壤酶活性现状以及两者间的相互作用,进而预测东寨港红树林片区的生态结构和功能发展趋势,为东寨港红树林湿地的生态恢复与保护提供科学依据。[方法] 通过实地采样,对9种红树植物群落类型〔红海榄(Type 1)、白骨壤(Type 2)、角果木(Type 3)、海莲+角果木(Type 4)、桐花树+海莲+秋茄(Type 5)、海莲+榄李+桐花树(Type 6)、秋茄+海莲+榄李(Type 7)、海莲+无瓣海桑+桐花树+秋茄(Type 8)、海莲+无瓣海桑(Type 9)〕的土壤酶活性、土壤活性有机碳组分含量和理化性质进行化验分析。[结果] ①该区表层土壤有机碳介于6.57~74.87 g/kg之间,在不同群落类型间以Type 7群落显著最高,Type 1群落低至6.57 g/kg。②各群落类型湿地表层土壤酶活性变化规律为:脲酶>磷酸酶>过氧化氢酶>蔗糖酶,其中脲酶以Type 8群落最高,显著高于Type 1—6群落;磷酸酶以Type 8群落最高,显著高于Type 1—3群落;过氧化氢酶以Type 5最高,显著高于其余群落(Type 6和Type 7除外);蔗糖酶以Type 9群落最高,显著高于Type 2,Type 5和Type 8群落。③土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶与土壤活性有机碳各组分含量呈显著及极显著正相关;土壤脲酶、磷酸酶与土壤pH值呈极显著负相关,与全氮、全磷呈极显著正相关;土壤过氧化氢酶与全氮、全磷呈极显著正相关;土壤蔗糖酶与全氮、全磷呈显著正相关。④冗余分析结果显示:土壤轻组有机碳、土壤总有机碳、土壤颗粒有机碳和土壤微生物生物量碳是影响东寨港红树林植物群落土壤酶活性的主要因子。[结论] 土壤酶活性与多种土壤活性有机碳组分呈紧密正相关,因此可用土壤酶活来表征东寨港红树林湿地土壤碳库活跃程度。

    • 黑土区低山丘陵坡耕地侵蚀沟浅层土壤养分特征及其影响因素

      2023, 43(5):87-94. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.011

      摘要 (79) HTML (161) PDF 1.11 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究黑土区低山丘陵地形侵蚀沟土壤养分特征及其影响因素,为黑土区土地资源合理运用,土壤肥力精确化管理和退化土壤修复工作提供数据与理论支持。[方法] 以黑龙江省延寿县不同发育类型侵蚀沟表层土壤作为研究对象,对0—40 cm层侵蚀沟各部位的土壤进行取样测定,量化分析土壤养分特征。[结果] ①不同侵蚀沟道间有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量较CK差异显著(p<0.05),随侵蚀沟发育,0—40 cm层的土壤有机质含量呈递减趋势,土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量总体呈下降趋势。随着土层加深,土壤养分差异显著(p<0.05),呈下降趋势。受侵蚀—沉积影响,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量在沟头段降幅明显;土壤有机质、有效磷、有效钾含量在沟尾因沉积作用下降平缓。②土壤退化指数在0—40 cm层呈A2>A1>A3,随侵蚀沟发育,土壤退化程度加重。[结论] 土壤养分与容重总体呈显著负相关,与土壤水稳性团聚体含量、黏粒含量呈显著正相关;土壤剖面与构型差异是造成土壤养分差异的根本原因,侵蚀沟发育是土壤养分变化的次要原因,土壤有机质、全氮、全钾含量也受到部位差异影响。

    • >水保监测与应用技术
    • 三江源国家公园土壤侵蚀及其分布特征

      2023, 43(5):95-103,110. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20231016.001

      摘要 (54) HTML (176) PDF 1.60 M (299) 评论 (0) 收藏

      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,为实施生态保护政策及三江源国家公园水土保持与生态文明建设提供依据。[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的分布特征。[结果] 2020年公园土壤侵蚀面积2.64×104 km2,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4 900 m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4 900 m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比例达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,水力侵蚀面积比例达75%,均是水土流失综合防治的重点区域;草地面积比例近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] 三江源国家公园水力侵蚀主要分布在海拔4 900 m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4 200~4 900 m,≤5°的中覆盖度以下草地。

    • 不同坡面微集雨措施对红花生长的影响

      2023, 43(5):104-110. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.013

      摘要 (69) HTML (171) PDF 1.67 M (297) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 利用微集雨技术在伊犁河谷温性荒漠类草地坡面种植红花,为红花旱作种植和草地水蚀荒漠化防治提供技术支撑。[方法] 2021年4—9月在新疆伊宁市铁厂沟观测场布设了对照、凹坑、水平阶、方片埂、等高垄5个处理,使用径流小区自然降雨观测法监测了降雨量,各处理的径流量、土壤流失量,以及红花生长等数据,用TDR监测了0—10 cm土层含水量,用FAO Penman-Monteith模型估算了红花潜在蒸散发量。[结果] 观测期总降雨量为53.1 mm,红花潜在蒸散发量呈“先增加,后减少”的趋势。5种措施中,对照处理的径流量最大,为6.50×10-2 mm,该处理红花未出苗;方片埂处理的土壤流失量最大,为0.684 t/km2。5种处理表层土壤含水量在6月最低,平均值为1.50%。未观测到径流的凹坑处理开花期红花存活16株,株高25.3 cm,生长最好。[结论] 开花期5种微集雨小区红花长势的顺序为:凹坑>水平阶、方片埂、等高垄>对照。观测小区总径流量越少,越有利于红花的存活和生长。

    • 北江干流及主要支流水质及其时空变化特征

      2023, 43(5):111-120,127. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.014

      摘要 (44) HTML (0) PDF 3.29 M (277) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析2020年北江干流及主要支流监测断面的水质情况,为北江水环境监控及保护提供参考依据。[方法] 采用单因子评价法和主成分分析法,研究北江水质时空变化趋势及驱动因素。[结果] 2020年北江监测断面整体水质良好,仅水车头、漫水河河口、黄浪水桥、龙归断面水质为Ⅲ—Ⅳ类,其他断面均为Ⅱ类。北江水温和溶解氧受季节影响较大,水体全年基本保持弱碱性,下游营养盐和有机物污染程度高于上、中游。[结论] 由空间分析结果可知,下游水质劣于上、中游,其主要的影响因素是营养盐和溶解氧,pH值单独作用不会对水质产生明显影响。季节污染程度排序为:夏季>秋季>春季>冬季,其中全河段的水质主导因素为溶解氧,而下游河段的主导因素为营养盐和有机物。

    • 基于GEE云计算的南宁市生态环境质量时空分异监测

      2023, 43(5):121-127. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.015

      摘要 (59) HTML (0) PDF 7.01 M (277) 评论 (0) 收藏

      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,为城市生态环境规划与管理提供参考。[方法] 以南宁市为案例,利用Google Earth Engine (GEE)平台对2000—2020年Landsat系列遥感影像进行像元级融合、消除色彩、去云等预处理,计算绿度、湿度、干度和热度这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年生态环境质量总体处于良好水平且呈上升态势。结合GEE和RSEI指数能够较好地反映城市生态环境质量,为城市生态环境质量长时间序列监测提供计算平台。

    • 基于时空扫描统计的耕地质量等级变化监测——以福建省闽侯县为例

      2023, 43(5):128-140,147. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.016

      摘要 (32) HTML (0) PDF 7.20 M (236) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析福建省闽侯县多年耕地质量等级的时空变化及布局,为东南丘陵区复杂地貌地带耕地质量的时空格局演变研究提供新思路与新助力。[方法] 将时空统计扫描法引入多时序耕地质量监测中,结合传统空间分析方法,对县域耕地质量的连续变化趋势及空间分布进行研究。进一步地,将引入时空扫描模型产生的试验结果与运用传统空间自相关分析法中的局部自相关模型的试验结果进行比对。[结果] ①在挖掘高值的聚类特征上,时空扫描模型优于局部自相关模型; ②2018—2019年闽侯县耕地质量等级在变化幅度和空间分布广度上均大于2019—2020年的耕地质量等级变化与分布状况; ③2018—2020年闽侯县整体的耕地质量逐年稳定并呈现上升趋势。④根据闽侯县耕地质量的时空格局变异情况将耕地划分为高级优质提升区、低级优质提升区、首要重点整治区、次要重点整治区、适度改良区5个区。[结论] 补足养分因子、兴建水利和平衡土壤pH值是防止并逆转耕地质量劣化和保持农田高质量、高产出的重要实施方案。此外建立耕地保护区,防范耕地非农化也有助于耕地质量的稳固和提升。

    • 基于流域系统地貌信息熵的贺斯格乌拉露天矿区稳定性评价

      2023, 43(5):141-147. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.017

      摘要 (29) HTML (0) PDF 4.10 M (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 开展露天矿区稳定性评价,为矿区地貌重塑、生态环境修复及水土流失监测等提供技术支撑。[方法] 以流域系统地貌信息熵为评价指标,基于ArcHydro水文模型及流域自相似原理,对露天矿区及周边未扰动区地貌形态稳定性进行评价,探究矿区水土流失风险及其侵蚀强度。[结果] 受矿区剥离、采掘、运输及排弃等一系列工艺的影响,内蒙古贺斯格乌拉露天矿区现状地貌信息熵多集中在0.105~0.145,流域地貌系统发育多为幼年期或壮年偏幼年期,流域侵蚀风险较高;原始地貌及未扰动区地貌信息熵多大于0.40,为稳定的壮年期或老年期,地势平缓,土壤侵蚀模数较小。[结论] 以贺斯格乌拉露天煤矿为例,受矿区原始地貌、矿区开采顺序及排土场位置等影响,水土流失风险呈现由南向北逐渐递增的趋势特征,可以作为露天矿区地貌重塑及生态环境修复的依据。

    • 基于CT扫描技术的土柱孔隙结构及其抗侵蚀能力研究——以种植百喜草为例

      2023, 43(5):148-155. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.018

      摘要 (68) HTML (0) PDF 2.06 M (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析百喜草土柱孔隙结构与土壤抗侵蚀能力之间的联系,为水土保持植物措施的优化布设以及效益评估提供科学依据。[方法] 依托植物土柱长期微区试验,通过CT扫描技术研究种植百喜草的土柱孔隙指标(孔隙长度密度、体积密度、表面积密度和孔隙数密度),开展边坡水槽冲刷试验。设置3个坡度(10°,20°和30°)和5个流量(0.8,1.6,2.4,3.2,4.0 L/s)组合量化土壤抗侵蚀能力,分析孔隙指标与抗侵蚀能力因子之间的关系。[结果] 百喜草土柱孔隙发育程度随生长时间不断增强,而随土层深度减弱;4个孔隙结构指标在0—5 cm土层的数值远大于5—10 cm土层,且表层0—5 cm的平均土壤细沟可蚀性(0.026 s/m)和临界水流剪切力(7.0 Pa)分别是下层5—10 cm的0.33,1.54倍。[结论] 植物根系发育的孔隙指标能够表征土壤抗侵蚀能力变化,CT扫描获取的4个孔隙结构指标与细沟可蚀性等因子显著相关,其中孔隙表面积密度与土壤抗侵蚀能力指标关系最为密切。

    • 基于HYDRUS-1D模型的半干旱黄土区典型整地措施土壤水分动态模拟

      2023, 43(5):156-168. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.019

      摘要 (58) HTML (0) PDF 3.97 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究不同整地措施下的土壤水分动态特征,为评估坡面整地的生态水文效益,促进旱区植被恢复提供科学依据。[方法] 通过半干旱黄土区油松林自然坡面和鱼鳞坑、反坡台的原位对照研究,基于土壤水分动态监测,结合降雨事件,利用HYDRUS-1D软件模拟,揭示不同整地措施对土壤水分垂直运移特征的影响。[结果] ①一维非饱和土壤水分运移数值模型对0—40 cm土壤水分的模拟精度大于40—100 cm,适于表层(0—40 cm)土壤水分的模拟;整个研究期内,相同降雨条件下,鱼鳞坑、反坡台的土壤水分通量显著大于相应对照自然坡面样地(p<0.05),鱼鳞坑的土壤水分通量显著大于反坡台(p<0.05)。②单独降雨条件下,0—40 cm内鱼鳞坑、反坡台的土壤水分通量比相应对照自然坡面样地平均提高9.07%,4.02%;鱼鳞坑、反坡台与相应对照自然坡面样地的平均差值最大在20,30 cm处,分别为0.79%,0.37%,整体呈先增后减趋势;降雨量为5—10 mm时,鱼鳞坑、反坡台的土壤水分通量最大为1.94%,1.42%,分别在30,40 cm;降雨量>10 mm时,鱼鳞坑、反坡台的土壤水分通量最大值均在0—20 cm,随降雨量增大而逐渐降低;鱼鳞坑、反坡台各层土壤水分通量之间差异均不显著。③持续降雨条件下,0—40 cm内鱼鳞坑、反坡台的土壤水分通量比其对照自然坡面样地平均提高10.73%,4.72%;鱼鳞坑、反坡台与相应对照自然坡面样地的差值在0—20 cm内最显著(p<0.05),平均差值整体均呈递减趋势;鱼鳞坑、反坡台与相应对照自然坡面样地各层的差值在降雨量为10—20 mm时最显著(p<0.05),最大增量均在10 cm处,分别为1.35%,0.53%;鱼鳞坑各层的平均土壤水分通量呈递减趋势,反坡台呈递增趋势;不同降雨特征下,鱼鳞坑、反坡台土壤水分通量最大值的深度不同,降雨量<20 mm时,鱼鳞坑、反坡台在10,20 cm,分别为1.58%,0.72%,降雨量>20 mm,均在40 cm,为2.61%,1.92%;鱼鳞坑、反坡台各层土壤水分通量间的显著性也不相同,降雨量为5—10 mm时鱼鳞坑各层土壤水分通量之间均有显著差异(p<0.05),反坡台在20—40 cm土壤水分通量之间有显著差异(p<0.05)。[结论] 鱼鳞坑、反坡台均对土壤水分有不同程度的影响,鱼鳞坑在降雨条件下蓄水效果更好。

    • 基于AHP-模糊综合评价法的生产建设项目水土保持效果研究

      2023, 43(5):169-175. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.020

      摘要 (78) HTML (0) PDF 1.04 M (280) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评价生产建设项目建设期水土保持效果,为水电站水土保持后续监督管理提供数据支撑,为生产建设项目的水土保持效果评价提供参考。[方法] 以生产建设项目——四川省甘孜藏族自治州拉哇水电站为研究评价对象,以生产建设项目水土保持监测重点和监测技术规程为体系框架,应用层次分析法—模糊综合评价法构建包含红线范围扰动、水土流失控制、绿化恢复、水土保持措施实施和水土流失危害5个方面14个水土保持指标的生产建设项目水土保持效果综合评价模型,对拉哇水电站建设中水土保持效果进行综合评价。[结果] 2017—2021年拉哇水电站综合评价指数分别为0.840,0.727,0.571,0.786,0.792,评价等级为优、良、中、良、良,呈现先减小后增加趋势,水土保持效果总体评价结果表现为良好。[结论] 在拉哇水电站建设过程中,包含红线范围扰动、水土流失控制、绿化恢复、水土保持措施实施和水土流失危害5个方面的水土保持工作总体表现良好,收到了较好的成效。

    • 塔里木河下游输水模式改进研究——以英苏断面为例

      2023, 43(5):176-186. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.021

      摘要 (38) HTML (0) PDF 4.12 M (274) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 针对塔里木河下游现状间歇性河道输水中存在补给不均衡,无效蒸发过大,补水范围有限等问题,从空间和时间维度上提出生育期汊河输水、非生育期输水的方式,研究输水模式的改进对地下水位的影响,进一步完善轮渗灌溉生态修复体系,为塔里木河下游生态恢复提供理论依据。[方法] 以塔里木河下游英苏监测断面为例,以2012—2021年10次生态输水期间地下水埋深监测资料为依据,运用Modflow模型建立英苏断面地下水剖面二维流运动的数值模拟,并分析英苏断面10次间歇性生态输水的响应过程,并预测和分析了生育期汊河、非生育期以及非生育期汊河输水的地下水位演变及水量变化的过程。[结果] ①生育期汊河、非生育期、非生育期汊河方案下人工汊河两侧地下水位较现状输水分别抬升了2.5,0.7,3.2 m。②3种改进方案较现状输水研究区小于8 m的埋深面积分别增加了10.89%,19.33%,26.17%。③地下水存储量较现状输水分别增加了10.97%,11.88%,14.39%。[结论] 非生育期汊河输水结合了生育期汊河和非生育期输水两者的优势,提高了下泄水量的利用率,解决了现状主河道输水模式下河间地下水位难以恢复的问题,为河间地块生态系统的恢复并使其成为下游生物多样性的安全带创造了条件。

    • 不同生态修复措施对藏东南工程边坡植被重建的作用

      2023, 43(5):187-194. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230524.001

      摘要 (40) HTML (145) PDF 1.16 M (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评价青藏高原派墨公路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计划提供理论依据。[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] 海拔高度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。应加大人为修复措施强度,避免引起高寒地区生态退化。

    • >综合研究
    • 基于耦合PLUS-SCS模型的城市用地内涝风险预测及优化管控——以湖南省长沙市为例

      2023, 43(5):195-202. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.023

      摘要 (63) HTML (175) PDF 9.68 M (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 预测城市未来土地利用情况及内涝风险强度,并探讨未来城市内涝风险的优化管控措施及实施效果,为提升城市内涝防控水平,优化城市用地布局提供参考依据。[方法] 以湖南省长沙市为例,借助PLUS和SCS模型,预测基准情景下城市用地布局及其内涝风险情况,将内涝高风险区域作为PLUS模型中的限制转化因子,耦合PLUS和SCS模型,模拟内涝管控情景下城市用地布局及其内涝风险情况。通过对比两种情景下的内涝风险差异来验证优化管控措施实施的效益。[结果] 预测基准情景下2035年长沙市建设用地内涝高风险区面积为96.47 km2,在不减少建设用地面积的前提下,内涝管控情景下城市建设用地的内涝风险总面积相比基准情景减少了36.94 km2,其中新增建设用地中的高风险区全部被规避。[结论] 未来城市用地内涝风险呈现出显著增加的趋势,耦合PLUS-SCS模型的优化管控方法能够帮助城市规避内涝风险。

    • 2000—2020年四川省泸沽湖湿地自然保护区陆地植被覆盖动态变化

      2023, 43(5):203-211,278. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.024

      摘要 (79) HTML (0) PDF 9.72 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究四川省泸沽湖湿地自然保护区2000—2020年陆地植被覆盖度的时空变化规律,为保护区的建设和治理提供参考。[方法] 选用四川泸沽湖湿地自然保护区2000—2020年植被生长旺盛月份(6—9月)的MODIS数据为数据源,结合像元二分法、Theil-SenMedian趋势分析法等相关分析法探究植被覆盖度时空变化特征及其对气候的响应。[结果] ①在时间变化上,四川省泸沽湖湿地自然保护区陆地植被覆盖度呈略微上升趋势,整体以0.09/10 a速率波动上升。②保护区植被覆盖度在空间分布上呈现湖区及其周边区域低,南北高的特征,呈现整体上升,局部下降的特点。③保护区气候(6—9月)趋向“暖干化”发展,植被覆盖度与气温和降水量以正相关为主,且受气温影响大于降水,其影响因素具有空间差异性。[结论] 2000—2020年,泸沽湖湿地自然保护区植被覆盖良好,植被覆盖度总体呈略微上升趋势,其中,气温是影响植被覆盖度的主要气候因子,同时地形、人类活动对保护区植被覆盖度均有一定的影响。

    • 高原鼠兔干扰与高寒草甸退化的时空耦合关系

      2023, 43(5):212-219. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.025

      摘要 (56) HTML (0) PDF 6.26 M (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 高原鼠兔是青藏高原高寒草甸生态系统的关键物种。分析鼠兔活动与草甸退化之间的耦合关系,为进一步完善高原鼠兔干扰强度观测体系,提供更加全面、科学的鼠兔活动调查数据。[方法] 本研究利用无人机对地观测与深度学习构建了一种鼠兔干扰强度观测与分级方法,并利用景观指数和耦合度模型开展了时空变化分析。[结果] ①ResNet-101残差网络模型提取鼠丘秃斑的精度可达92.7%。2019年研究区鼠兔干扰微度和轻度面积占总面积的82.0%,2021年中度及以上干扰强度占62.5%。2019—2021年鼠兔干扰明显、显著和极度增强的面积占43.0%。②2019,2021年高寒草甸植被均以中度退化为主,2019—2021年中度退化转变为重度退化的面积占30.2%,植被覆盖度出现显著降低的面积占7.7%。③研究区景观以单一方向变化为秃斑,景观类型向更加聚集、规则、单一化的方向转变,秃斑景观的优势度显著上升。④2019—2021年研究区大部分区域的耦合度增加,鼠兔干扰与高寒草甸间的相互作用增强。[结论] 研究区高原鼠兔干扰强度显著变大,植被覆盖度降低,景观逐步向秃斑类型转变,高寒草甸在高原鼠兔干扰下退化趋势明显,二者的耦合作用逐步增强,有必要采取更加积极的防治、恢复措施。

    • 气候变化对扎龙自然保护区植被生产力的影响

      2023, 43(5):220-226. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.026

      摘要 (46) HTML (0) PDF 7.11 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 准确了解2010年以来扎龙自然保护区生态变化,为提高湿地生态系统服务价值评估能力提供数据支持和理论参考。[方法] 基于遥感、气象、地面协同观测数据,利用CASA (Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型、GSMSR (Geostatistical Model of Soil Respiration)模型和回归分析等统计方法,分析气候变化对2010—2020年扎龙自然保护区土地覆盖、植被生态质量、净生态系统生产力(NEP)等的影响。[结果] ①扎龙自然保护区的主要土地覆盖类型为有水草甸,占保护区面积的37.24%,主要分布在核心区,但面积总体呈下降趋势; ②植被覆盖度呈波动增长趋势,年最高植被覆盖度平均为74.62%; ③植被生态质量指数呈增加趋势,2019,2020年处于“好”等级;NEP平均为253.59 g/(m2·a)(以C计),呈现东高西低的空间分布特征; ④生长季平均固碳量为5.69×105 t/a,释氧量1.52×106 t/a,均存在上升趋势; ⑤气温对生态监测指标的影响大于降水量。[结论] 扎龙自然保护区是嫩江流域生态最为脆弱的区域,植被生产力受气候影响大,需要加强生态保护和修复。

    • 基于RUSLE的黑土区典型县域土壤侵蚀时空变化特征研究

      2023, 43(5):227-234. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.027

      摘要 (25) HTML (0) PDF 9.29 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 明确土壤侵蚀时空变化特征,为土壤侵蚀防治与水土保持效益评估提供参考依据。[方法] 基于RUSLE土壤侵蚀方程,在RS和GIS技术支持下,分析2000—2020年典型黑土区黑龙江省宾县土壤侵蚀时空演变特征,并探究地形因子及土地利用对土壤侵蚀的影响。[结果] ①2000,2010,2020年宾县平均土壤侵蚀模数分别为893.02,499.84,1 561.02 t/(km2·a),土壤侵蚀强度整体以微度和轻度为主。②低强度侵蚀全区域均有分布,高强度侵蚀主要分布在南部山区; ③100~200 m是侵蚀分布的主要高程带;土壤侵蚀面积与坡度成反比,0°~5°是主要侵蚀坡度带;偏北坡方向的土壤侵蚀面积大于偏南坡方向; ④研究区坡耕地土壤侵蚀模数和侵蚀面积较大,是宾县土壤侵蚀治理的重点区域。[结论] 2000—2020年宾县平均土壤侵蚀模数呈现先增加后减少的趋势,具有显著的时空分异特征,地形因子和土地利用变化对该区土壤侵蚀驱动作用明显。可以作为黑土区土壤侵蚀防治和水土保持效益评估的参考依据。

    • 1960—2020年内蒙古自治区沙尘天气的时空演变特征及驱动因素

      2023, 43(5):235-243. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.028

      摘要 (44) HTML (150) PDF 9.24 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析1960—2020年内蒙古自治区沙尘天气的时空演变特征及其驱动因素,科学认识气候变化背景下区域沙尘天气变化规律,为生态治理提供理论依据。[方法] 利用内蒙古自治区119个气象站点1960—2020年逐日浮尘、扬沙、沙尘暴资料,采用趋势分析、M—K检验、相关分析等方法,对内蒙古自治区沙尘天气的时空演变特征及驱动因素进行分析。[结果] ①1960—2020年内蒙古自治区的各等级沙尘日数及沙尘强度指数均呈极显著的下降趋势(p<0.01),浮尘日数和扬沙日数均在1990年前后发生由多到少的突变,沙尘暴日数和沙尘强度指数无明显突变点; ②沙尘天气的空间变化趋势表现为,西部地区发生频率高且强度较大,高值中心出现在阿拉善盟的中部及西部与乌海市交界地区,向东迅速减弱,地区间差异明显;1960—2020年,沙尘天气减弱程度西部地区较东部地区更为明显; ③1960—2020年,内蒙古自治区沙尘天气减弱,既与增温背景下的大风日数减少(10.1 d/10 a,p<0.01)及冬春季节降水增多(2.65 mm/10 a,p<0.01)有关,也与持续多年的大规模生态治理下,NDVI明显增加(0.036/10 a,p<0.01),生态环境显著改善有关。[结论] 沙化土地治理是抑制沙尘天气发生频率和强度的有效手段,必须持续推进生态环境建设,尽可能减少沙尘源;同时,做好气候变化背景下水资源的开发和利用,促进生态环境的良性循环,达到减轻沙尘危害的目的。

    • 华北落叶松人工林的林木生长经营效果——以宁夏回族自治区固原市原州区为例

      2023, 43(5):244-251. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.029

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.37 M (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析华北落叶松人工林林分生长经营效果,为科学合理经营华北落叶松人工林,充分发挥其生态功能效益和投入成本提供参考。[方法] 采用查阅档案资料、访谈和野外调查方法,对泾河流域上游宁夏回族自治区固原市原州区主要华北落叶松在传统森林经营和近自然森林经营的投入成本和林分生长效果开展调查,以投入成本、平均胸径、平均树高、每1 hm2蓄积量、每1 hm2地上生物量为衡量指标,应用模糊数学隶属函数值法定量地对其林木生长效果进行综合比较与评价。[结果] 不同森林经营模式下林木生长效果差异明显,其中近自然森林经营中黄家沟和叠叠沟的林分平均树高、胸径、每1 hm2蓄积量、每1 hm2地上生物量均高于传统森林经营的其他5个点林分。固原市原州区不同经营模式下华北落叶松人工林的林分生长效果差异明显(p<0.05),不同立地林分生长效果由强到弱排序为黄家沟(0.995 8)>叠叠沟(0.628 8)>青石峡(0.224 6)>红庄梁(0.222 7)>马东山(0.159 8)>程儿山(0.048 6)>隆德沟(0)。[结论] 传统森林经营模式的林分生长效果较差,实施多功能近自然森林抚育经营有利于培育大径材加速森林的生长发育。

    • 宁夏固原市水土流失风险与人居环境自然适宜性的耦合关系

      2023, 43(5):252-261. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.030

      摘要 (102) HTML (150) PDF 3.11 M (241) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究宁夏固原市水土流失风险与人居环境自然适宜性的耦合关系,为小流域水土流失精准防治及有序治理提供理论支撑,使水土流失治理更好地服务于人居环境提升。[方法] 采用PSR模型、人居环境指数模型等方法计算小流域水土流失风险和人居环境自然适宜性,对两者进行相关性及耦合度分析,计算并分析其耦合协调度和耦合协调类型。[结果] ①研究区水土流失风险为中度、高度危险小流域占28%,分布在西南部和东南部;人居环境自然适宜性等级为不适宜的小流域占12%,分布在西吉县南部和隆德县东北部。②水土流失风险与人居环境自然适宜性相关系数为0.61。74%的小流域为高水平耦合与良性共振耦合;67%的小流域为协调发展和优质协调。③协调同步型、失调共损型、水土流失滞后型和人居环境滞后型小流域分别为75,36,79,114条。[结论] ①固原市水土流失与人居环境具有较高的相关性和耦合度,且具有明显的相互促进作用。②研究区有79条水土流失风险滞后型小流域需要进行水土流失治理,有36条失调共损型小流域应结合地区实际进行自然环境重点治理和改造。

    • 巴音温都尔沙漠东北缘起沙风风况及输沙势特征

      2023, 43(5):262-269. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.031

      摘要 (37) HTML (118) PDF 2.47 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 起沙风和输沙势特征是评估区域风能环境的关键指标。分析巴音温都尔沙漠东北缘起沙风风况和输沙势变化特征,揭示该地区近地层风动力特点及风沙活动强度,评估区域风能环境状况,为研究区风沙运动研究和科学防沙治沙工作提供理论依据。[方法] 基于巴音温都尔沙漠东北缘气象站2017—2021年的风况数据,系统分析了该区域起沙风风况和输沙势变化特征。[结果] ①该地区年均起沙风频率为43.70%,平均起沙风速为7.57 m/s,二者均以春季最高。不同季节和年均起沙风均以偏西(W,WSW,SW)和偏南(S,SSE,SE)风向为主。②年均输沙势(DP)为68.36 VU,合成输沙势(RDP)为29.39 VU,风向变率指数(RDP/DP)为0.43,合成输沙势方向(RDD)为91.33°,春季输沙势(DP)和合成输沙势(RDP)显著高于其他季节。③研究区起沙风平均风速对输沙势的影响大于起沙风频率,风沙活动强度主要由风速大小决定。[结论] 巴音温都尔沙漠东北缘整体属于低风能环境,地表沙物质全年向东输移,春季是最主要的风沙活动期。6月是人工防护林建设和飞播造林治沙的关键时期,建议栽植防护林和飞播种子的走向与输沙势方向垂直,从而阻断沙物质持续东移。

    • 基于空间分布的草原化荒漠地区红砂种群水分利用策略研究

      2023, 43(5):270-278. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.032

      摘要 (60) HTML (0) PDF 2.05 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究区域尺度上荒漠灌木水分适应与分布格局相呼应关系,揭示干旱半干旱地区植物种群对环境响应的过程与机理,为深入理解植物与环境协同进化规律提供依据。[方法] 采用点格局分析方法和氢氧稳定同位素示踪技术,分析了红砂(Reaumuria songarica)种群的空间分布格局、水分利用策略。[结果] ①在完全空间随机零模型下,红砂种群在<3 m尺度内均匀分布,在>32 m尺度内聚集分布,种群内部生态关系由竞争向促进转变;消除生境异质性后,种群在>30 m尺度下呈现随机分布,种内生态关系呈现减弱的趋势。红砂种群空间分布格局的形成过程中生境异质性在大尺度上起到了重要作用。②随着多年平均降水量的减少,红砂种群的水分利用深度由0—20 cm加深到60—100 cm;红砂种群的密度与多年降水呈现极显著负相关(p<0.01),样地的植被盖度变化主要受草本盖度影响,红砂植被盖度变化不显著。[结论] 随着多年平均降水量的减少,红砂种群的分布格局受环境异质性影响。通过增加植株密度,红砂可以利用更深层的土壤水分适应环境胁迫。

    • >碳效应研究
    • 2030年中国主要省域间碳排放配额测算

      2023, 43(5):279-287,296. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.033

      摘要 (52) HTML (126) PDF 2.28 M (180) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 在控制碳排放总量条件下,对省域间碳排放配额进行公平科学地分配是实现“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测算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定额分配方案,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测算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 (slacks-based measure)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2 950,3 120,2 910,3 090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时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,在地区碳排放方案及碳交易机制制定时应予以重视。

    • 河南省森林碳汇价值时空特征及其影响因素

      2023, 43(5):288-296. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.034

      摘要 (133) HTML (118) PDF 4.08 M (210) 评论 (0) 收藏

      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,森林面积比例、城镇化率、林业产业比例、人均GDP均产生正向影响作用,其中森林面积比例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。

    • 云南省土地利用碳排放时空演变特征及影响因素

      2023, 43(5):297-303,311. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.035

      摘要 (39) HTML (130) PDF 6.05 M (193) 评论 (0) 收藏

      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2005—2020年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] ①2005—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] 应保护或合理增加云南省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。

    • 小流域综合治理水土保持碳汇能力监测评价——以福建省长汀县罗地河小流域为例

      2023, 43(5):304-311. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20231011.001

      摘要 (159) HTML (147) PDF 3.68 M (273) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 监测并评价土壤和植被的碳汇,为实施水土保持项目碳汇动态监测和评价提供技术和方法,为水土保持项目参与碳排放权交易与研究制定相关规则提供理论和方法支撑。[方法] 采用实地采样分析、激光雷达、遥感等相关参数,核算福建省长汀县罗地河小流域2001—2022年植被碳库和土壤碳库的储碳量,评价小流域水土保持各治理措施的碳汇能力。[结果] ①21 a综合治理后,罗地河小流域各种水土保持措施均有显著提升碳汇的作用和能力,小流域碳储量增加3.97×104 t,年均增长1.89×103 t/a。②碳库角度上看,2001—2022年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。③各种措施提升碳汇增量的能力存在差异,其中板栗和施肥马尾松林增汇最为明显,其次是针阔混交林、抚育管护马尾松林、水平阶整地马尾松林,最后是封禁治理及杨梅。[结论] 各种水土保持措施的保碳、固碳和增汇作用明显,而板栗和施肥马尾松林等实施整地、造林、配以施肥养育措施的林地碳汇能力增加更加显著,是提高保土持水效益,增加碳汇量的有效措施。

    • 宁夏土地利用碳排放强度时空变化与效应

      2023, 43(5):312-319. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.037

      摘要 (143) HTML (90) PDF 9.41 M (197) 评论 (0) 收藏

      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年宁夏回族自治区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。②1980—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。③1980—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。

    • 耦合InVEST与FLUS模型的海南岛生态系统碳储量时空演变与预测

      2023, 43(5):320-329,342. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.038

      摘要 (40) HTML (0) PDF 19.15 M (240) 评论 (0) 收藏

      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] 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7 439 t。③未来建设用地仍会继续扩张,受此影响3个情景下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。

    • 滨海城市土地利用变化对陆地生态系统服务价值与储碳的影响——以辽宁省大连市为例

      2023, 43(5):330-342. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.039

      摘要 (84) HTML (0) PDF 11.63 M (194) 评论 (0) 收藏

      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,为辽宁省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。②2000—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。③2000—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。④2000—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,贡献度大小顺序为耕地、林地、湿地、水域、草地和未利用地。⑤2000—2020年大连市的ESV,TCS变化主要受经济增长,三大产业结构调整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。

    • 湖南省县域农业碳收支时空差异及碳补偿潜力

      2023, 43(5):343-354. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.040

      摘要 (89) HTML (125) PDF 16.65 M (183) 评论 (0) 收藏

      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、高碳补偿县域比例达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强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。

    • 福建省碳储量时空特征及其对土地利用变化的响应

      2023, 43(5):355-364,394. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.041

      摘要 (74) HTML (146) PDF 23.31 M (218) 评论 (0) 收藏

      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的主要土地利用类型,它们贡献了较高碳储量,并相互转移引起了碳储量变化。

    • 基于低碳导向的南昌市土地利用模拟与优化调控研究

      2023, 43(5):365-373. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.042

      摘要 (67) HTML (0) PDF 10.75 M (203) 评论 (0) 收藏

      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,为江西省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相比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] 为了早日实现南昌市碳达峰和碳中和的目标,建议优化土地利用结构,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。

    • 基于InVEST-PLUS模型的郑州市碳储量时空演变及空间自相关分析

      2023, 43(5):374-384. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.043

      摘要 (56) HTML (0) PDF 18.50 M (182) 评论 (0) 收藏

      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,分析河南省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] ①2005—2020年,耕地不断调整为建设用地,累计转入1 004.98 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6.59×107,5.67×107 t,15 a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。

    • 基于InVEST模型的芜湖市固碳能力及影响因子研究

      2023, 43(5):385-394. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230526.001

      摘要 (72) HTML (0) PDF 12.98 M (183) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究安徽省芜湖市2011—2021年碳储量时空分布格局,同时探究生态环境因子、地形因子、气象因子和土地利用程度对其固碳能力的影响变化,为芜湖市土地资源管理及绿色农业发展提供参考依据。[方法] 以芜湖市2011,2015,2021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4.14×105 t,呈逐年减少趋势;固碳能力:草地<耕地<林地,林地为5 488.97 t/km2且耕地碳储量高达7.39×106 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—高集聚”占18.77%,北部为“低—低集聚”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] 2011—2021年芜湖市固碳总量逐年减少,固碳速率呈现逐年减弱趋势,固碳能力较稳定。芜湖市北部固碳能力相对较弱,可通过土地管理优化以提升其固碳能力。

    • 徐州市农业碳排放时空特征与脱钩效应

      2023, 43(5):395-403. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230526.004

      摘要 (68) HTML (0) PDF 1.68 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析徐州市时空尺度下农业碳排放时空特征与脱钩效应,为江苏省徐州市及其周边资源型城市未来农业的绿色高质可持续发展以及农业经济的良性增长提供理论与数据参考。[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徐州市农业碳排放变化趋势总体呈“快速上升—波动上升—快速下降”3阶段,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了一定成效。

    • 向家坝水电站生态修复边坡土壤团聚体及有机碳含量特征

      2023, 43(5):404-410. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230831.001

      摘要 (61) HTML (0) PDF 1.71 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析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] 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] ①各边坡土壤均以>0.25 mm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%。4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2.96 mm和1.47 mm。客土喷播和弃渣地的分形维数(D)显著高于(p<0.05)其余4个边坡。②各生态修复边坡措施均以>0.25 mm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>2 mm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),>5 mm和5~2 mm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。

    • 湘西北天然林转换对土壤活性有机碳与酶活性的影响

      2023, 43(5):411-418. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20231013.001

      摘要 (51) HTML (0) PDF 1.88 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 了解土壤活性有机碳(SOC)组分和酶活性对天然林转换的响应,为预测区域土壤健康演变和环境变迁提供科学依据。[方法] 选取本底一致,利用历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和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。

    • 黄河流域碳生态安全水平空间格局与动态演进

      2023, 43(5):419-425. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.05.048

      摘要 (53) HTML (109) PDF 1.71 M (191) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析中国重要的“能源流域”黄河流域的碳生态安全水平空间差异与动态演进,客观反映黄河流域碳生态安全现状及其演变趋势,为碳生态安全格局优化提供参考。[方法] 在驱动力—压力—状态—影响—响应(DPSIR)分析框架下构建黄河流域碳生态安全评价指标体系,借助逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)评估碳生态安全水平并运用核密度估计法分析时空演变特征。[结果] ①2012—2021年黄河流域碳汇量和碳排放量逐年增加,碳排放量增长速度快于碳汇量。从空间范围看,碳汇量具有“西高东低”的特点,而碳排放量呈“西低东高”的特征。②黄河流域碳生态安全水平逐年提升,由2012的0.356增长到2021年的0.639。在空间分布上,上游地区碳生态安全水平高于中、下游地区,呈现出“上游领先,中游追赶,下游超越”的特征。此外,碳生态安全等级均趋于良好。③基于核密度估计结果,黄河流域区域间碳安全水平差异逐渐缩小,且上游区域内碳生态安全水平差异性下降快于中、下游地区。[结论] 基于黄河流域碳生态安全现状,建议上游地区继续增强碳汇能力,中、下游地区发展附加值高的技术密集型和清洁能源产业,推动GDP绿色增长。此外,应建立碳生态补偿机制,协调解决跨区域碳生态安全问题,提升全流域碳生态安全水平。

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