摘要:[目的] 露天煤矿区生态脆弱,水资源短缺,利用微生物复垦已成为矿区生态重建的研究热点。探究露天矿排土场重构土层海绵生态结构条件下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)对玉米根系生长及水分利用特征的影响,为矿区生态农业建设提供科学依据。[方法] 在室内布设土柱模拟试验,设置裸土柱(CK)、玉米不接菌(NM)和玉米接菌(AM)3个处理,采用氢氧稳定同位素示踪技术研究玉米根系水分利用特征。[结果] ①接种AMF处理促进了玉米根系的生长,改变了玉米根系分布。AM处理玉米的总根长、总根表面积、总根体积和根尖数分别比NM处理高19.3 %,14.8 %,9.1 %和34.0 %,AM处理小于0.3 mm的细根及大于0.7 mm的粗根比例分别比NM处理高3.2 %和3.5 %。②AMF改变了玉米的水分利用特征,AM处理玉米利用的水分来源于0-20 cm土层的比例较NM处理提升5.5 %。③AM处理土柱0-20 cm土层含水率显著低于NM处理,饱和黏土层含水率:CK处理>NM处理>AM处理。AMF提升了玉米根系吸收水分的能力,影响黏土层中水分的释出。[结论] 在矿区排土场海绵结构重构土层上接种AMF能促进玉米根系发育,改善水分利用策略,使其充分利用海绵结构中涵水层保蓄的水分。

摘要:[目的] 黄河沿岸地带是水土流失最严重的地区之一。研究沙区河岸固沙林带不同带间距下的土壤水分和植被群落特征,确定最优配置模式下的带间距,为建设沙区河岸固沙林带行带式造林提供依据。[方法] 以内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗西柳沟不同带间距行带式固沙林为研究对象,对带间距8,16,22,28 m的固沙林样地进行土壤取样和植被调查,统计不同带间距固沙林带的带间土壤物理性质以及植被群落特征,并分析土壤水分与植被间的相关性。[结果] ①不同行带式固沙林中的土壤水分与植被指数整体上均随带间距增大而提升。②各样地带间0-100 cm范围内不同土层土壤水分也随水平间距增加而升高,至11 m后变化趋于稳定。③各样地带间土壤水分均与植被指数大体呈极显著正相关,但均匀度指数与丰富度指数有所差异。带间距越大,植被恢复效果越好,带间距22 m时约达峰值。[结论] 以低覆盖度行带式固沙林进行沙地治理时,植被恢复效果随带间距增大而增长,但带间距并非越宽越好。22 m带间距的行带式固沙林带间植被恢复效应最佳,对沙地的近自然修复效果最优。

摘要:[目的] 生产建设项目弃土场进行植被恢复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减流减沙效果,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 %。

摘要:[目的] 分析放牧干扰下草地群落及功能群数量特征变化与草地土壤风蚀间的关系,阐明草地不同功能群对草地侵蚀过程的影响,为荒漠草原合理放牧利用及保护提供理论依据。[方法] 以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,采取完全随机试验设计设置对照、中度和重度3个不同的放牧处理,对不同处理下的草地输沙量和功能群特征进行研究。[结果] ①随放牧强度增加,各功能群内物种高度、盖度和地上生物量基本呈下降态势。适当放牧能显著提高Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数。②各放牧处理间的草地输沙量差异显著,不同输沙高度处的草地输沙量变化规律均为HG>MG>CK,同一放牧处理下,随输沙高度上升输沙率显著降低。③各功能群高度、盖度与输沙量均存在指数负相关关系,其中多年生禾草和多年生杂类草的高度变化对输沙量的影响更显著。各功能群的地上生物量与输沙量存在负相关指数关系,其中多年生禾草的生物量与输沙量的拟合程度最高。[结论] 过度放牧会显著影响功能群特征并降低草地的防风固沙能力,建议放牧强度控制在中度及以下。

摘要:[目的] 分析九寨沟2017年"8·8"地震后崩坡积碎石土和当地沉积黏性土不同比例混合体的土壤水分特性,选出适宜研究区植物生长的最佳改良碎石土,为九寨沟地区灾后生态环境修复提供科学依据。[方法] 将九寨沟当地黏性土与九寨沟地区碎石土以不同体积比进行混合,通过土水特征曲线试验、水分常数试验、土柱试验来探究不同比例下土壤水分特性,挑选适宜于植物生长的混合土比例。[结果] ①van Genuchten模型能够很好地拟合改良碎石土的土水特征曲线,土壤进气值随着黏性土比例的增加而增加,参数α在一定程度上能够表征进气值的状态。②改良后的碎石土使吸湿系数、凋萎系数、田间持水量、饱和含水量等都随着黏性土比例的增加而增加。相较于碎石土,添加黏性土的改良碎石土可用水量增大22.26 %~50.00 %,最大有效水量增大70.96 %~131.46 %,更加有利于植物生长。③3种模型对比下,Philip模型对土壤水分入渗模拟效果最好,吸渗率S大小能够在一定程度上代表初始入渗速率的变化趋势。[结论] 综合对比不同比例改良碎石土水分特性可见,当下覆土层为储水层,可选择碎石土与黏性土比例为7:3作为改良碎石土最佳配比;当下覆土层为非储水层,无法储存水分时,可选择碎石土与黏性土比例为3:7作为改良碎石土最佳配比。

摘要:[目的] 研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法] 开展玉米-小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m²(T₁),4孔/m²(T₂),8孔/m²(T₃)4个处理。[结果] 秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T₂,T₃处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60-80 cm)含水量较CK分别提高了29.19 %和28.18 %。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T₂,T₃处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论] 秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m²(T₂)作为优选处理。

摘要:[目的] 灵江是浙南诸河流域重要河流,在浙南一带具有典型性和代表性。分析灵江流域地表水体的水化学特征和演化机理及其灌溉适宜性,为该区域生态保护和高质量发展提供科学依据。[方法] 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] ① 灵江流域地表水的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。②Ⅰ区地表水的化学特征主要受到岩石风化作用中的硅酸盐岩溶解影响,少量受碳酸盐岩溶解影响;Ⅱ区地表水的水化学特征主要受硅酸盐岩溶解影响,Ⅲ区地表水的化学特征主要受蒸发盐岩溶解影响。③Ⅰ,Ⅱ区地表水的K⁺,Na⁺主要来源于硅酸盐矿物溶解,Ca²⁺,Mg²⁺,HCO^-₃,SO^2-₄主要受硅酸盐岩溶解,少量来源于碳酸盐岩的溶解。NO^-₃则主要来源于人类活动。④Ⅰ,Ⅱ区地表水适用于农业灌溉,Ⅲ区地表水灌溉适宜性较差,易引起盐碱害。[结论] 灵江流域地表水体的水化学组分受天然溶解及人类活动共同影响,中上游和下游温黄平原河网区地表水适宜农业灌溉,台州湾入海口地表水易引起盐碱害,在制定农业灌溉及生态保护和高质量发展规划时应予以重视。

摘要:[目的] 探究聚丙烯酰胺(PAM)施用对花岗岩母质发育砂土分离与产沙过程的影响,明确PAM改良砂土抗蚀性的浓度阈值,为崩岗侵蚀防治提供依据。[方法] 选取崩岗侵蚀区花岗岩母质发育的砂土,设置5个PAM施入水平(0‰,1‰,3‰,5‰,7‰),通过径流冲刷模拟试验,研究不同水力条件下砂土产沙速率、分离速率及细沟可蚀性对PAM施用浓度的响应规律。[结果] ①PAM显著降低了砂土的产沙速率、分离速率和细沟可蚀性,且显著提高了临界剪切力(p<0.01)。PAM的减沙效应随冲刷时间的增加呈降低后稳定的趋势,而随其施用浓度的增加逐渐增大。当PAM施用浓度在5‰以内时平均减沙效果最明显。②土壤分离速率与PAM施用浓度呈极显著的负相关关系(p<0.001),但随着PAM施用浓度的增加,分离速率的降低速率逐渐减缓,且PAM(F=37.39,p<0.001)对土壤分离与产沙过程的作用大于水流剪切力(F=15.38,p<0.001)。③PAM处理组与CK的细沟可蚀性之比与PAM浓度呈二次函数关系(R²=0.996,p<0.001),且5‰的PAM对细沟可蚀性的降低效率最显著。[结论] 施用PAM有效降低了花岗岩砂土的产沙速率、分离速率与细沟可蚀性,提高了其临界剪切力,改良效果在PAM施用浓度低于5‰时呈不断增加的趋势,而PAM施用浓度大于5‰时改良效果没有明显变化。因此,建议5‰为PAM改良花岗岩砂土抗蚀性的浓度阈值。

摘要:[目的] 分析野火变化特征并探讨火点数与不同深度土壤水分的关联性,为评价生态文明建设和人类生产生活提供科学依据。[方法] 基于SNPP/ⅦRS卫星火点监测、火烧迹地和SMAP土壤水分等数据,使用统计方法多角度对2016-2021年中南半岛野火变化特征进行分析,探讨不同干湿条件下火点数与0-5 cm和0-100 cm 2个不同深度土壤水分的相互作用。[结果] ①中南半岛火点数和火烧迹地年内主要出现在2-4月,二者在时空分布上具有较高的一致性,多集中在缅甸西部与印度接壤区域、缅甸中部以东和老挝北部。②2-4月火点主要出现在林地、灌木地和耕地,而易发生在归一化植被指数(NDVI)为如下3个等级的区域:0.2

摘要:[目的] 分析陕西省区域创新生态系统安全发展状况并对其安全演变趋势进行预警, 为实现陕西省区域创新生态系统的经济可持续的高质量发展提供科学依据。[方法] 基于生态位视角构建了一个包含开放性、 生长性、 协同性和可持续性4 个维度的区域创新生态系统安全测度指标体系, 利用生态位适宜度模型对2011—2020 年陕西省区域创新生态系统安全状况进行了测度分析, 并利用 BP 神经网络模型预测2021—2024 年陕西省区域创新生态系统安全警情演变趋势。[结果] ①陕西省区域创新生态系统安全水平在2011—2020 年间总体呈现出稳定上升的态势, 表明区域创新发展具有良好的基础和潜力。② 陕西省区域创新生态系统安全警情在2021—2024 年间将继续保持向好的趋势, 但仍呈南北低、 中部高的分布特征。[结论] 陕西省区域创新生态系统安全状况整体呈现良好的演变趋势, 但各地级市的创新生态系统安全存在明显的两极分化现象。因此仍需采取相关措施进一步缩小其区域间的差距从而促进陕西省区域创新生态系统的健康发展。

摘要:[目的] 分析浙江省钱塘江源区域山水林田湖草生命共同体健康状况,为国土空间规划和生态管理提供科学参考。[方法] 基于生命共同体理论与活力-组织力-恢复力(vitality-organization-resilience, VOR)生态模型理论,构建生命共同体健康评价指标体系。利用3S技术和社会经济统计资料,以县域为评价单元,对钱江源区域山水林田湖草生命共同体的健康状况进行评价和分级。[结果] ①2020年,钱江源区域的淳安县处于生命共同体健康状态,建德市、开化县、常山县生命共同体均为亚健康状态。②2015-2020年4个县(市)生命共同体健康指数总体呈上升趋势,健康指数上升趋势大小依次为:建德市>常山县>淳安县>开化县。③2020年,4县(市)中山水林田湖草子系统健康状态最好的为常山县,最差的为淳安县;生态系统健康状态最好的为淳安县,最差的为常山县。④钱江源区域林、田子系统结构及其生态服务功能有待提升优化。⑤生态修复试点工程对于提升钱江源区域生命共同体健康状态在一定程度上起到了积极的推动作用。[结论] 钱江源区域山水林田湖草生态修复工程取得了阶段性成果。4县(市)接下来应针对山、水、林、田、湖等子系统的不同问题开展相关修复工作,同时进行统筹规划与生态整治,实现山水林田湖草生命共同体系统的统筹共治、健康管理与持续经营。

摘要:[目的] 为提升区域滑坡稳定性评价模型的预测精度,解决传统滑坡稳定性分析基于静态的物理模型过度简化滑坡发生机理与力学机制,导致过度预测的缺点,以及模型参数通常具有的时空变异性、不确定性的问题。[方法] 基于集合卡尔曼滤波的数据同化方法,以甘肃省兰州市北环路周边区域为例,构建了基于TRIGRS模型和SBAS-InSAR观测数据的区域滑坡数据同化方案,对模型中的安全系数(F_s)进行同化,更新模型参数内摩擦角,进而修正滑坡稳定性,并利用均方根偏差(RMSD)检验同化值的精度。[结果] 同化后研究区域滑坡安全系数明显高于模型预测的结果,不稳定区域的面积比例由12 %降低至7 %,与实际观测更为接近;试验使内摩擦角参数逐渐向观测值方向改正,实现了模型参数的动态更新;均方根偏差从0.33减小到0.04左右。[结论] 基于集合卡尔曼滤波的数据同化方法有效修正了模型稳定性预测结果,可以更准确体现当前区域滑坡实际情况,具有更高的预测精度。

摘要:[目的] 测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法] 根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配。[结果] 湖南省2020年共养殖猪当量4.27×10⁷头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和TN,TP耕地负荷分别为19.04 t/hm²,94.85,24.99 kg/hm²,耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市、娄底市、怀化市、郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23×10⁸头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18 %。各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市、益阳市、岳阳市、邵阳市、长沙市、永州市、衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00×10⁶头以上。在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市、娄底市、怀化市、郴州市要鼓励林地、园地的作物管理者增加有机肥的施用比例,加大粪污消纳量,才能降低耕地环境污染风险。[结论] 湖南省畜禽养殖耕地环境风险整体上较低,畜禽养殖业发展空间很大,但是部分地市州存在耕地污染风险,必须调整粪污消纳去向,才能缓解耕地的粪污消纳压力,推动农业可持续发展。

摘要:[目的] 利用精细化测绘调查数据开展城市降雨径流过程模拟,旨在盘活国土资源数据资产和促进城市内涝风险精准管控。[方法] 以广东省广州市番禺区为研究区,基于高精度的地形和建筑数据,采用SCS-CN径流模型和GIS技术,模拟不同强度暴雨情境下的城市内涝淹没深度,定量分析研究区内涝淹没风险空间分布特征,同时结合承灾体灾损经验模型,对洪灾损失风险进行评估,识别高发易损规划管理单元。[结果] ①番禺区内涝淹没风险区空间上呈现河涌与城市低洼地区聚集状态,临近市桥-沙湾水道、三枝香-大石水道的街镇存在着较高的淹没风险。②随着暴雨强度增加,农业用地和建设用地将受到最严重的影响。③在100 a一遇暴雨情形下,番禺区4个规划管理单元处于高损失风险,损失主要来自住宅建筑,而处于中等损失风险的单元主要面临农业耕地淹没损失。[结论] 通过精细化的测绘数据建模,从地块级别成功识别了番禺区潜在易淹没高损失区域,与实际情况较为符合,提高了风险研判的精细度,能够为城市内涝治理和海绵城市规划建设高质量发展提供技术支持。

摘要:[目的] 基于1950-2022年时间序列ERA5再分析降水数据,探究南水北调中线工程水源区和受水区降水量时空变化特征,旨在保障跨流域调水的可行性和持续性,为南水北调中线工程水资源调度和运行管理提供科学参考。[方法] 采用Mann-Kendall检验、小波分析、云模型以及Copula函数等方法,分析水源区和受水区降水变化趋势以及丰枯遭遇特征。[结果] ①1950-2022年南水北调工程水源区和受水区分别按照年降水量34.75和39.35 mm/(10 a)幅度减少,水源区年降水量存在43 a的主周期,受水区年降水量存在55 a的主周期。②云模型隶属云图夏季降水量分布不均且离散程度较高,而冬季分布均匀且较集中。③调水不利的组合汛期和非汛期遭遇频率分别为23.15 %和25.92 %。[结论] 水源区和受水区年降水量均呈现明显减少趋势,水源区丰枯交替变化显著;南北丰枯异步概率大于丰枯同步,同枯频率不高,有利于调水工程的安全性和可靠性。研究结果可为制定南水北调中线工程相关政策和技术指导提供理论依据,有助于工程的规划和管理,提高水资源利用效率和可持续性。

摘要:[目的] 基于动态更新数据综合对比中国三大河流入海水沙通量的特征, 为流域开发和管理提供依据。[方法] 收集黄河(利津站) 、 长江(大通站) 、 珠江(高要站、 石角站、 博罗站)5 个水文控制站1960—2020 年实测数据, 采用滑动平均法、Pettitt 检验法、 双累积曲线法以及小波变换分别对水沙通量的趋势性、变异性、 周期性特征进行分析, 采用交叉小波变换和小波相干谱探究径流量和泥沙量的共振周期与相干性。[结果] 近60 a 黄河、 长江、 珠江入海水沙通量均发生了明显变化, 黄河径流量和泥沙量在1986 年突变减少, 泥沙量在1997 年二次突变减少; 长江和珠江入海径流量未发生变异, 泥沙量分别于1992,1999 年突变减少。这三大河流入海水沙具有显著的年际和年代际周期特征, 年代际共同演化周期分别集中于1980 年以前、1990 年以前和2000 年以前。年际共同演化周期为5 a, “丰—枯”转换频繁。交叉小波分析结果显示, 黄河、 长江和珠江的入海径流量和泥沙量在1965—1975 年具有显著的1~3 a的共振周期, 以正相位演变为主。[结论] 中国三大河流入海水沙具有显著的趋势性、 变异性和周期性特征, 据此进行的流域开发和管理更有效。

摘要:[目的] 测度国土空间冲突强度,分区探讨国土空间冲突管理和优化国土空间利用途径,为县域国土空间可持续开发利用提供新的思路。[方法] 以江西省宜黄县为例,通过景观生态指数模型、可开发强度分析、用地现状与适宜性评价叠加3种方法,以"把握景观格局-明确开发强度-摸底适宜性-实现功能优化"综合视角为导向,构建综合视角下国土空间冲突测度模型,识别乡镇尺度下空间显著冲突与区域本位基底相耦合的综合冲突类型区,进而提出功能优化措施。[结果] ①2010-2020年宜黄县城镇化趋势扩大,生态空间的容纳度变低,国土空间主要表现为农业生产空间和生态空间向工矿生产空间和城镇生活空间转移。②2010-2020年宜黄县区域空间冲突强度加剧,不同时段和区域下空间冲突强度和分布情况差异显著,可控空间主要分布在南部,轻度和中度冲突在域内分布较为均匀,重度冲突主要分布在北部、中部和东部。③根据开发强度和冲突产生诱因,可将宜黄县乡镇划分为地形发展劣势区、城镇开发密集区和自然保护地集中区3类,作为空间功能优化的重点。④宜黄县乡镇尺度上空间冲突类型区分布存在差异性,表现为:农业空间与生态空间冲突>城镇空间与生态空间冲突>城镇空间冲突>农业空间冲突。⑤由综合冲突测度模型,得到宜黄县域内包含8种综合冲突组合,归并后可分为城镇扩张无序、城镇规模扩张、城镇规划不当、总体发展滞后和城镇发展滞后5种冲突类型。[结论] 2010-2020年宜黄县空间冲突强度加剧,区域生态安全和粮食安全受到不断挑战。应当加强空间冲突分区管控,针对性优化区域国土空间资源开发利用。

摘要:[目的] 分析甘肃省武威市风力侵蚀空间动态变化特征,确定风力侵蚀可治理区划及其防治对策,为该市风蚀水土保持工作和生态环境建设提供科学参考。[方法] 基于多源地理信息数据,应用遥感、地理信息系统(ArcGIS)等技术手段,使用修正土壤风蚀方程(RWEQ)计算武威市2000-2020年5期风蚀模数,获得区域风蚀的面积分布和变化特征。结合重点建设工程分布等空间要素叠加分析方法,提出该市风力侵蚀可治理区域划分原则,并将该原则应用于划分武威市风力侵蚀可治理区。[结果] 修正土壤风蚀方程(RWEQ)能较好地估算武威市多年风力侵蚀模数,其多年风力侵蚀模数为5 788.98[t/(km²·a)],多年平均土壤风蚀总量1.92×10⁸ t;研究区风力侵蚀在时间上呈现总体下降,偶有上升趋势,且风力侵蚀强度等级明显减弱;在空间上具有明显的空间异质性,主要分布在民勤县、凉州区、古浪县;依据多要素叠加风蚀分区治理方案,武威市可治理风力侵蚀面积共2 872.66 km²,其中民勤县1 468.48 km²,凉州区708.75 km²,古浪县695.43 km²。[结论] 风力侵蚀分区治理是武威市风蚀水土保持的重点工作,根据风蚀分区治理划分结果,针对不同行政区划,民勤县北部坡度较低的平坦戈壁沙漠地区是其重点关注区域,治理措施应以风沙防治和植被恢复为主,并需要注意控制人为工程建设扰动的影响,明确区域管理范围;凉州区应注意采取工程措施和生物措施结合的方式进行治理;古浪县应以封育措施和对天然植被进行保护为主。同时,在戈壁沙漠地区需特别注意大型光伏电站建设等施工扰动的风沙防治和生态恢复。

摘要:[目的] 依据长吉图地区土壤保持服务功能时空变化及其供需匹配特征,辨别区域内不同土壤修复治理需求,为推进区域土壤生态环境保护有效落实提供科学依据。[方法] 利用InVEST模型,定量评估2000,2010,2020年3期长吉图地区各地市、县区的土壤保持服务功能,分析土壤保持服务供需及其时空变化匹配状态关系,以识别亟需采取针对性管理的优先区域并制定土壤整治策略。[结果] 2000-2020年长吉图土壤保持强度为0.00~2 590.42 t/km²,减少侵蚀服务功能为0.00~1 544.23 t/km²,泥沙持留服务功能为0.00~2 452.20 t/km²,区域间土壤保持服务水平差异显著,具有明显的时空分异特征;研究区供需匹配情况较平衡,未出现低供给高需求匹配类型;区域土壤保持服务供需变化匹配关系包括供需同增/供增需减可持续,供需同减/供减需增不可持续4种类型。亟需治理的不可持续区域比例逐年扩大,截至2020年分别为68.15 %(减少侵蚀),72.57 %(泥沙持留),集中于研究区东侧以及西侧的中间部分,土壤保持服务弱化显著。[结论] 长吉图地区土壤保持服务功能空间差异明显。确定长吉图地区中东部、东部尾端与西部区域为土壤敏感区、土壤脆弱区、土壤修复区,其土壤生态管理工作应分别以土壤整治、土壤保育、土壤修复为主。

摘要:[目的] 以山西省吕梁市吕梁山区的离石、石楼、柳林三区(县)为例研究高精度地质灾害易发性评价模型,为该地区区域规划提供辅助决策支持。[方法] 基于地理信息系统,以区域内525个历史灾害点及500个非灾害点为样本,选取19个地灾影响因素,应用地理探测器(geographic detectors, GD)判断各因素的相对重要性,在Jupyter Notebook平台展开相关性检验并筛选指标因子,以信息量模型(information method, IM)为基础,利用灾害点计算其所提供的信息量的同时结合非灾害点提供信息量得到指标因子改进信息量模型(improved information method, IIM),并借助地理探测器空间分异性q值计算权重。利用综合确定性系数法(certainty factor, CF)分别建立GD-IIM, GD-IM, GD-CF, IM, CF, IIM共6大评价体系,采用自然断点分类法将研究区易发性依次划分为5,4,3个等级,以种子细胞面积指数(seed cell area index, SCAI)验证其分区结果准确性,采用ROC曲线对比模型结果精确度。[结果] 经SCAI检验将各模型分为极低、低、高、极高4个等级,满足合理性要求, GD-IIM模型的灾易发性评价成功率、预测率分别为90.5 %,85.5 %,精度较高。[结论] 双变量统计方法耦合地理探测器在构建研究区的易发性评价预测模型中表现出较为准确的结果。考虑非灾害点信息量进行模型构建比IM单一考虑灾害点信息量模型精度有所提升,适宜研究区的模型构建。

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。研究粮食主产区的耕地利用效率及其时空演变特征,旨在为促进粮食主产区耕地资源高效利用、保障粮食安全及实现农业可持续发展提供参考。[方法] 创新性地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,构建Tobit模型并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。

摘要:[目的] 探究东南丘陵地区土壤侵蚀状况和其空间分布,为当地的水土流失和水土保持提供理论依据。[方法] 基于修正版通用流失方程(RUSLE)和地理探测器,选取中国东南丘陵地区的湖南省张家界市为研究区域,探究其土壤侵蚀的时空特征变化,并对土壤侵蚀的驱动力因子进行分析。[结果] ①张家界市2000,2010,2020年平均土壤侵蚀量为1.03×10⁷,2.05×10⁷,6.74×10⁶ t/a,20 a平均土壤侵蚀量呈先增加后减少趋势。②土壤侵蚀以林地侵蚀为主,其他地物类型呈不同程度的侵蚀,其中侵蚀主要集中于8°~35°坡度区域,侵蚀强度随坡度增加而增加。③研究区内土壤侵蚀由植被覆盖度、坡度、土壤属性和高程等共同作用,特别是植被覆盖度的驱动作用最明显,各因子产生交互关系时,以坡度和植被覆盖度交互时影响力最强。[结论] 张家界土壤侵蚀分布具有明显的时空差异,后续需要在保障生态安全的前提下,合理开展水土保持工作。

摘要:[目的] 分析重庆市土地利用时空演变规律,探究土地利用转型及景观格局响应的演变特征与城镇化的关系,为重庆市"三生"土地规划与城镇化可持续发展提供数据支持。[方法] 基于"三生空间"功能分类的视角构建用地分类标准,利用2000,2010,2020年土地遥感影像和夜间灯光数据,采用转移矩阵、相关性分析及回归分析法进行分析。[结果] ①2000-2020年重庆市生产、生态空间总体减少,生活空间持续扩张。2000-2010年,生产、生态空间减少191.87,252.95 km²,生活空间增大446.03 km²;2010-2020年,生产空间面积减少13.76 km²,生态空间减少324.05 km²,生活空间增大314.87 km²。②重庆市生产功能向生活功能转化较为明显。随着城镇化加强,生态空间转向生产空间显著,功能转变明显聚集于重庆市中心区域。③重庆市空间景观破碎度减小,景观复杂度逐渐提高,林草水生态空间占据主导优势。④2000-2010,2010-2020年土地利用面积变化对夜间灯光值的影响存在差异;2000年,城镇生活空间、农村生活空间变化对夜间灯光变化影响起主导作用,而2020年工业生产空间、城镇生活空间变化对夜间灯光变化影响较强。[结论] 重庆市各类空间发生相互转换,利用不同"三生"空间类型变化和城镇化的关系,推动土地规划与城镇化协调发展。

摘要:[目的] 土地利用及其对陆地生态系统的影响是当前全球变化研究的重要内容。科学分析土地利用变化对植被覆盖度的影响,促进社会经济与生态环境质量的协调发展及地区经济的平衡发展,为政府部门对区域生态保护和恢复管理提供借鉴和参考。[方法] 以湖北省为研究对象,利用2000,2020年2期Landsat遥感影像、土地利用遥感数据,利用遥感数据的空间处理、像元二分模型、土地利用转移矩阵等方法,分析研究湖北省植被覆盖的时空变化、土地利用类型变化特征及其对植被覆盖度的影响。[结果] ①2000-2020年,湖北省耕地、草地和未利用地面积减少,水域以及建设用地面积增加,林地面积基本保持不变,其面积大小顺序为:林地>耕地>水域>建设用地>草地>未利用地。②湖北省植被覆盖度平均值上升了6.50 %。林地、耕地、草地和未利用地的平均植被覆盖度均有所增加,建设用地的平均植被覆盖度有所降低。③湖北省植被覆盖度总体呈现增加的趋势。植被覆盖度增大的区域主要集中在湖北省的西部和东南部地区,局部地区也存在植被退化的区域,主要集中在湖北省中南部及襄阳北方部分区域。④不同土地利用类型FVC转移过程中,耕地较高植被覆盖与高植被覆盖之间的转移过程最为剧烈,林地不同等级植被覆盖的转移量占转移总量的47.87 %,草地不同水平植被覆盖度的转移量占转移总量比例较小,仅为3.40 %。[结论] 2000-2020年湖北省土地利用变化较大,不同土地利用类型的植被覆盖度相互转移,尤其是林地、耕地及草地的平均植被覆盖度均有所增加,使得湖北省近20 a来整体植被覆盖度呈现出上升趋势。

摘要:[目的] 评估河北省生态产品价值(EPV),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] ①2010-2020年河北省EPV均突破3.80×10¹¹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4.20×10¹¹元;林地EPV最高,始终是所占比例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。③2010-2020年空间聚类表现为显著高值集聚,冷热点分布呈现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次之,社会因子的解释力相对最弱;从双因子交互探测看,3期中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,其解释度(q值)分别为0.71,0.73,0.66。[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。

摘要:[目的] 矿山开采促进地方经济的同时,也深刻影响着其周边的生态环境质量。基于多源长时序遥感数据,监测并定量评估矿山及周边区域的生态状况,为绿色矿山建设与可持续发展服务,也为矿山区域的生态恢复治理起积极的示范作用。[方法] 以甘肃省永靖县智慧矿山及周边5 km范围区域为研究区,基于矿山2009-2022年间5期Landsat 系列卫星多光谱遥感影像,以及同期多幅高分系列卫星、Planet系列卫星等高分辨率遥感影像,监测识别矿区及其周边的重要地表变化和时间节点,并对该区域2009-2022年间生态质量时空分布格局、变化特征、影响因素等进行系统研究。[结果] ①甘肃省永靖县智慧矿山矿区的生态质量2009-2019年呈现持续降低,2019年后保持平稳的变化态势,矿区对周边区域生态质量的影响程度较小。②在永靖县矿区遥感生态指数的时序分析中,绿度、热度指标相较干度与湿度指标变化更为显著。③对废弃矿坑进行回填、平地、修整边坡等土地复垦的前期工作,可显著提高该区域的遥感生态指数值。[结论] 遥感生态指数可以较为客观地反映矿区生态质量的实际状态,废弃矿坑的土地复垦、矿区地表作业向地下作业的转变等行动,可以有效地解决矿区生态质量随着采矿时间推移持续下降的问题。

摘要:[目的] 对内蒙古自治区锡林郭勒盟草原生境质量动态变化及其影响因素进行研究,为该地区生态环境保护政策的制定和高质量发展提供科学理论依据。[方法] 利用Google Earth Engine(GEE)平台和MODIS数据构建生态遥感指数(RSEI)评价研究区的生境质量,并运用Moran指数和地理探测器分析遥感生态指数(RSEI)的空间异质性和影响因素。[结果] ①2000-2021年研究区的生境质量经历了先恶化后改善的过程。生态环境得到了较大程度的改善,中部的典型草原和东部的草甸草原生境质量较好,而西部的荒漠草原区生境质量较差。② 5个年份的全局莫兰指数(global Moran's I)均大于0.935,表明研究区内RSEI的空间分布呈高度正相关,主要呈现高高和低低聚类分布。③地理探测器结果显示,绿度是影响RSEI的主要因素,模型因子与自然因子之间的交互作用最为显著,其次是模型因子与社会经济因子的耦合。[结论] 锡林郭勒盟东部的生境质量高值区应继续加强对生态环境的保护力度,西部的生境质量低值区要注重对荒漠草原的修复与治理,遏制沙漠向东扩张。

摘要:[目的] 陕西省神木市是黄河流域生态保护建设的重要地区。分析该地区生态环境质量变化,为资源型城市神木市的生态环境治理、修复及绿色发展提供科学依据。[方法] 选取2010,2015与2020年共3期Landsat遥感影像,利用主成分分析方法构建遥感生态指数(RSEI)作为生态环境评价指标,分析神木市生态环境质量时空演变格局,并通过地理探测器探究该地区生态环境驱动机制。[结果] ①神木市生态环境质量持续恶化,RSEI指数下降幅度达到12.47 %,在2010-2015年间下降最快;神木市生态环境质量很差与较差的面积增加幅度达到15.29 %。②神木市生态环境质量恶化以西北部的风沙区率先增强,随后转向地势较低的东南部和东北部。同时,神木市生态环境质量以较差和一般为主,两者总和占据神木市总面积的67.09 %。③植被覆盖度与绿度、湿度、干度及热度4个指标因素均表现出显著的驱动性,其中植被覆盖度解释力最高(达到62.4 %),是神木市生态环境质量的主要驱动力;多因子交互也均表示出协同增强的作用,夜间灯光、人口密度、热度与植被覆盖度交互作用最强。[结论] 神木市生态环境质量总体仍在进一步恶化,尽管前期退化得到遏制,但恶化区域在逐渐扩大,提高植被覆盖度可以有效增强神木市生态环境质量。为此应进一步落实植被绿化等生态保护措施,提升神木市高品质生态环境质量。

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、迁移规律和集聚特征,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该省几何中心东南方向,沿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"集聚和"低-低"集聚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"集聚由东南部地区向西北部地区转移,"低-低"集聚数量减少。[结论] 福建省耕地非农化程度不断加深,空间聚集度加强及耕地非农化重心逐渐向西北地区移动。为确保粮食安全,兼顾经济发展,应采取合理措施保护耕地,实现耕地资源的可持续发展。

摘要:[目的] 基于江西省2000-2020年5期土地利用数据,分析生境质量时空演变特征和研究区域生境质量变化的主要因素,以期为江西省土地利用规划及区域生态系统服务优化提供参考。[方法] 使用InVEST栖息地质量评估模型对江西省生境质量水平进行空间测度,利用全局Moran's I指数分析生境质量时空关联性,并运用地理探测器模型捕捉影响生境质量的主导因子。[结果] ①2000-2020年,江西省生境质量整体处于较高水平,但呈现缓慢下降趋势。②江西省生境质量具有较高空间正相关性,空间分布差异性逐渐增强。③自然-社会经济驱动体系中,土地利用类型因子中林地所占比例是影响生境质量的主控因子,各驱动因子间交互作用均为非线性增强,其中距建设用地距离和耕地比例两者交互作用最大。[结论] 江西省生境质量整体水平较高,空间分布差异明显,生境质量水平主要受土地利用类型的影响。

摘要:[目的] 研究耕地可持续集约化与规模化耦合协调模式,为制定国土空间规划、乡村振兴、耕地保护等政策提供科学依据。[方法] 以内蒙古自治区为例,基于研究区2006-2021年的土地利用实际,运用熵值法构建耕地可持续集约化与规模化评价指标体系,采用多因子综合分析法对耕地可持续集约化与规模化进行测算,根据评价结果进行耦合协调性分析。[结果] 2006-2021年内蒙古耕地集约化综合水平在0.218~0.370之间,总体呈上升趋势,空间特征为东西耕地集约化水平较高,中部较低。各盟市耕地集约化水平差距较小,耕地利用程度与产出效果对耕地集约化水平影响较为显著。耕地规模化综合水平在0.433~0.532内波动,总体呈现先上升后下降的趋势,空间分布特征不规律。各盟市耕地规模化水平差距较大,耕地斑块形状与面积对耕地规模化水平贡献度较高。在过去15 a间,内蒙古耕地集约化与规模化的耦合度由磨合阶段逐步向高度磨合阶段发展,耕地集约化与规模化的耦合协调度持续增长,由濒临失调、勉强协调向初级协调、中级协调跃进,但仍有33.33 %的盟市处于勉强协调阶段,空间分布格局大致为东西部较高,中部较低。[结论] 内蒙古耕地利用水平存在优化空间,应更加注重对耕地科学利用,改善种植环境,将耕地利用与保护并重,促进内蒙古地区农业可持续高质量发展。

摘要:[目的] 探究阿克苏河流域植被动态特征及其与潜在影响因子的响应关系,为干旱区生态环境保护和治理提供理论依据。[方法] 基于MODIS归一化植被指数(NDVI)、气候、地形、土壤类型及土地利用等数据,利用趋势分析和地理探测器方法对2000-2020年阿克苏河流域植被动态及驱动机制进行分析。[结果] ①2000-2020年阿克苏河流域NDVI呈显著增加趋势,增速为0.003 2/a,且人类活动区增速显著大于非人类活动区。②潜在因子对NDVI变化的解释力存在时间和空间差异;土地利用转化是人类活动区NDVI变化重要驱动因子,海拔、土壤类型、距冰川积雪距离、距水体距离是非人类活动区NDVI变化重要驱动因子。因子间交互作用可以提高对NDVI变化的解释力,在人类活动区土地利用转化与土壤类型的相互作用对NDVI变化的解释力最强;背景因子、距补给水源的距离与其他因子的交互是非人类活动区NDVI变化的重要因子组合。③2000-2020年阿克苏河流域超过10 %的面积发生土地利用转化,主要表现为裸地和草地的相互转化,耕地、林地、灌木地、人造地表面积显著增加。[结论] 阿克苏河流域人类活动区和非人类活动区NDVI变化时空特征及驱动机制存在差异,应因地制宜,合理管理,促使该流域生态环境良性发展。

摘要:[目的] 研究区域生态系统服务价值和生态风险变化及影响,为土地资源合理利用及国土空间生态修复提供决策支持。[方法] 以Landsat遥感影像为数据源,使用GEE(Google Earth Engine)平台随机森林分类方法对云南省昆明市1990-2020年的土地利用变化信息进行提取,基于解译结果进行空间动态变化分析,采用当量因子法估算生态系统服务价值,运用生态风险模型揭示生态风险变化趋势,并借助双变量空间自相关模型计算二者的相关性。[结果] ①1990-2020年,昆明市土地利用类型中林地和草地占地面积最大,建设用地面积明显增加,耕地、草地和林地面积减少。②昆明市生态系统服务价值总体呈逐年上升趋势,共上升3.08×10⁸元,生态保护政策的有效实施对生态系统服务价值的提升有积极作用;研究期间生态风险以中、低风险为主,占总面积的79 %,生态风险总体均值下降了0.12,城市经济发展与环境保护向良性态势发展。③生态风险对生态系统服务价值变化具有一定的影响。随着时间的推移,高价值-高风险区面积逐渐减少,低价值-低风险区面积逐渐增加,无明显极值。[结论] 将区域生态系统服务价值和生态风险结合,能够较好地刻画昆明市人类活动所引起的生态环境状况的改变,为环境保护和高质量的可持续发展提供决策管理参考,有效防范生态风险,使昆明市经济发展与环境保护向良性态势发展。

摘要:[目的] 系统分析退耕还林以来植被覆盖时空变异特征,评估植被恢复的潜力,为陕西省生态环境建设的可持续发展提供科学的理论依据和实施建议。[方法] 以MODIS NDVI数据为基础,采用Sen+Mann-Kendall模型和Hurst指数探究了2000-2020年陕西省及秦巴山区、关中平原和黄土高原3个亚区植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)的时空变化特征,并运用相似生境法测算了不同区域的植被恢复潜力。[结果] ①2000-2020年陕西省FVC增长率为0.002 9/a,74.58 %的区域有所改善。其中:黄土高原区FVC改善面积达84.46 %,且以显著改善为主;秦巴山区FVC改善面积为74.40 %,以轻微改善为主;而关中平原区FVC具有退化趋势,退化区域占64.56 %。②全省FVC持续性改善面积占19.80 %,黄土高原区和秦巴山区以持续性改善为主,面积比例分别为27.83 %和13.68 %,而关中平原区以持续性退化为主。③黄土高原区西北部及其与关中平原接壤地带的植被恢复空间较大,而子午岭林区植被恢复空间较小;秦巴山区森林覆盖率较高,几乎没有恢复空间;关中平原受城市化的影响,植被恢复空间小。[结论] 近几十年来,陕西省植被覆盖度显著提高,但受气候、地形、植被类型和人类活动等因素的影响,植被覆盖变化具有明显的空间异质性。陕西省植被恢复的增长速度趋于放缓,持续改善能力已经较低,植被覆盖趋于平稳,但是黄土高原西北部地区及其与关中平原的接壤处植被覆盖恢复潜力仍较大。

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和生活。定量研究土壤保持服务价值为区域水土保持措施的制定,哈尔滨市水土保持功能分区规划提供科学依据。[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,借助空间自相关法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] ①2000,2010,2020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,以低-低聚集和高-高聚集类型为主,低-低聚集类型面积呈现下降趋势,而高-高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,其中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。

摘要:[目的] 建立兼顾区域本底差异的生态补偿模型,进一步明确京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子,为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供参考。[方法] 基于修正碳赤字,利用模型构建、空间相关性分析与地理探测器技术等方法构建了合理的生态补偿框架,分析和研究了2007-2020年的京津冀县域生态补偿的时空变异格局、空间自相关性、驱动因子排序和交互作用等内容。[结果] ①京津冀县域2007-2020年碳排放量呈现"先增后减"的变化趋势,碳吸收量大体呈现持续增加的变化趋势。②修正前的京津冀县域碳赤字呈现东、南、西部高,而北部较低的U形格局,而修正后的碳赤字由于兼顾了区域间本底差异,在时空分布上更加均匀。③生态补偿额度冷点区域基本分布在京津冀东北部,热点区域分布在京津冀西南部,两者之间存在个别冷热点区域,整体呈现热点区域向东北方向移动,冷点显著区域向西南方向移动的趋势。④不同年份内影响生态补偿额变化的主要因子不同,2007,2012,2017和2020年这4 a中影响京津冀县域生态补偿变化的主导影响因子分别为第三产业产值、财政收入、第二产业产值和人均生产总值;不同年份导致生态补偿变化的因素交互影响力不同,交互作用表现出先互相减弱后互相增强的反复效应。[结论] 兼顾区域本底差异的生态补偿模型,对京津冀生态补偿时空分异格局及其主导驱动因子的分析具有一定的公平性,可为政府部门制定环境保护与宏观经济政策提供更精准的指导和建议。

摘要:[目的] 分析中国2000-2020年中国30个省(市、区)碳中和效应的变化特征和动态演进趋势,定量揭示农业农村生态环境特征和内在动因机理,为进一步推动中国农业农村"碳中和"进程提供理论依据。[方法] 基于大农业视角,运用排放系数法选取37类碳源和28类碳汇指标,测算了中国2000-2020年21期30个省(市、区)农业农村碳中和效应,揭示其时空分布特征,并采用Kernel-Density方法观测其动态演进特征。[结果] ①中国农业农村碳中和效应呈平稳上升趋势,年均递增2.79 %,环比增速总体处于波动上升态势,其中碳汇增速明显快于碳排放增速。②中国农业农村碳中和效应空间分布不均衡程度明显增加,呈"中间低四周高"的分布格局,省域差异明显:排在前10位的省(市、区)占全国碳中和效应的66.42 %,而排在后10位的省(市、区)仅占全国的4.72 %。③碳中和效应水平呈现:中部地区>东部地区>西部地区的态势,各地区间存在较大差异,种植业是减排增汇的最大源头。④中国农业农村碳中和效应密度函数曲线中心整体向右偏移,各省(市、区)空间差距逐步扩大,存在区域发展不均衡的现象。[结论] 低碳经济与现代农业相互交织,各地区应当因地制宜地制定农业农村领域碳中和发展规划,实现区域间碳中和协同机制,加速农业农村碳中和进程。

摘要:[目的] 探究"双碳"目标背景下黄淮海5省74市粮食生产碳排放效率并量化其空间分异及动态演变,旨在分析黄淮海5省粮食生产碳排放效率现状,促进黄淮海5省粮食绿色低碳生产。[方法] 采用碳排放系数法和三阶段超效率SBM模型分别测算2011-2020年黄淮海5省74市粮食生产碳排放及碳排放效率,借助泰尔指数和核密度估计探究粮食生产碳排放效率的空间分异及动态演变。[结果] ①研究期内,黄淮海5省市域粮食生产碳排放呈"M"型波动下降趋势,但下降缓慢;其中,化肥使用是导致粮食碳排放的主要原因。②黄淮海5省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,较第一阶段效率值下降18.6 %;其中,滁州、驻马店、德州等地效率值较高,而黄山、威海等地效率值较低。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,其中河南省各市差异最为显著。④样本考察期内,核密度曲线由"单峰状"向"双峰状"转变,主峰呈波动上升且轻微右移趋势,侧峰隆起幅度较小,表明黄淮海5省粮食生产碳排放效率整体水平提高,地区差异增大,并呈多极化趋势发展。[结论] 黄淮海5省粮食生产碳排放效率整体水平较低,有明显的空间分异特征,未来各地区应减少化肥等物资投入,并采用"对口帮扶"策略,促进各地区粮食生产技术良性互动,以缩小区域间粮食生产碳排放效率地区差异。

摘要:[目的] 探究片蚀泥沙轻组有机碳(LF_OC)和重组有机碳(HF_OC)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] 以陕西省咸阳市杨凌区土为研究对象,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,验证土试验结果的准确性。[结果] ①雨强和坡度较小时,侵蚀泥沙LF_OC和HF_OC易发生富集,且相较黏粉粒和微团聚体,大团聚体LF_OC与HF_OC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LF_OC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。

摘要:[目的] 探究珠三角地区2005-2020年土地利用变化及其对碳储量的影响,并对2035年珠三角的土地利用格局和碳储量进行模拟预测,以期为珠三角地区"双碳"目标下的国土空间规划和生态决策提供科学依据。[方法] 基于2005-2020年4期土地利用数据,以珠三角城市群为研究区域,采用PLUS模型和InVEST模型对该区的土地利用变化和碳储量演变进行分析,并预测其2035年土地利用空间格局和碳储量变化趋势。[结果] ①2005-2020年,珠三角地区碳储量先增加后减少,林地、建设用地和未利用地增多促进碳储量增长了4.82×10⁷ t,耕地、草地和水域减少导致碳储量减少了5.10×10⁷ t。②预计2035年,随着建设用地和林地的增加,该区碳储量较2020年增长5.75×10⁷ t,生态环境向好发展。③该区碳储量表现出"四周高,中部低"的空间分布格局,与土地利用空间分布具有显著一致性,即碳储量高值区集中在林地、耕地和草地,碳储量低值区集聚在建设用地。[结论] 随着未来城市发展需要,政府部门应进行土地综合开发利用,采取生物、工程技术等生态修复措施,提升区域固碳能力,助力实现碳中和目标。

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] ①2005-2020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。②2005-2013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。

摘要:[目的] 评估广西壮族自治区茅尾海土地利用与碳储量的时空变化特征,为促进增碳汇与可持续发展提供科学依据。[方法] 使用监督分类的方法对茅尾海2009,2015和2021年的3期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。[结果] ①茅尾海土地类型主要呈现"大聚居,小杂居"的分布特点,2009-2021年耕地、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,2009-2015,2015-2021,2009-2021年区域碳储量变化量分别为-1.10×10⁵,3.77×10⁴,-7.29×10⁴ t;碳固定净现值分别为-1.37×10⁸,4.66×10⁷,-9.01×10⁷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2.85×10⁵ t;转为渔业养殖区增加的碳储量达1.81×10⁵ 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。

摘要:[目的] 探究土地利用/覆被变化对区域生态系统碳储量及生态系统脆弱性的影响,以期为区域绿色低碳和生态系统的可持续发展提供参考依据。[方法] 以2000,2010,2020年黔中城市群核心经济区3期土地利用/覆被数据为基础,运用InVEST模型和土地利用转移矩阵定量分析生态系统碳储量及其空间分布格局,并采用潜在影响指数(PI)对区域生态系统服务脆弱性进行评估。[结果] ①2000-2020年,黔中城市群核心经济区土地利用/覆被变化总体表现为耕地和林地持续下降,建设用地持续上升。研究区土地利用/覆被转移主要表现为耕地、林地、草地向其他地类的转移,其中,2000-2010,2010-2020年分别有3 339.35,3 669.15 km²土地发生了转移,前者林地转为草地是主要转移类型,后者耕地转为建设用地为主要转移类型。②2000-2020年区域的碳储量表现为减少趋势,由4.42×10⁷ t减小到4.33×10⁷ t,累计减小9.40×10⁵ t,林地转为草地是引起碳储量减少的主要原因。各年度碳储量密度均呈现西部、东部高,中部低的分布态势;20 a间,高密度区未发生明显变化,低密度区表现为由中心区域向外围扩散。③2000-2020年黔中城市群核心经济区主要扮演碳源的角色,土地利用程度指数增加了2.83,PI指数分别为-0.04,-0.31,均表现为负面潜在影响,且脆弱性不断增强。[结论] 增加林地、控制林地转为其他用地及建设用地扩张是促进区域绿色低碳和生态系统的稳定可持续发展的重要手段。

摘要:[目的] 预测黑龙江省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"目标提供科学参考。[方法] 基于2015,2020年黑龙江省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] ①2015-2030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。②2015-2020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,对黑龙江省大兴安岭地区蓝绿空间进行重点保护,提高林地、草地结构完整性,助力该地区实现"双碳"目标。

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,并找出其主要驱动因素,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,进而模拟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,并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,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8.63×10⁶ t,其中,地下生物碳储量增加3.91×10⁶ t,土壤碳储量增加2.28×10⁶ t。②未来自然发展情景下碳储量继续减少3.92×10⁶ t,而在生态保护情景下增长2.21×10⁷ t,高于农业优先情景下4.99×10⁶ t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。