• 2024年第44卷第6期文章目次
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    • >试验研究
    • 鄂陵湖区高寒草地草毡层草本植物单根抗拉力学特性试验

      2024, 44(6):1-11,22. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.001

      摘要 (9) HTML (0) PDF 7.11 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究鄂陵湖区生物多样性和植物根系抗拉伸力学特性,为黄河源鄂陵湖区水土流失,高寒草地草毡层滑塌等地质灾害现象的有效防治提供数据支持,为草毡层滑塌破坏机理的研究提供理论依据。[方法] 以研究区样方调查结果为依据,对区内优势草本植物开展单根拉伸试验;对比分析不同草本植物在不同根径级别条件下,单根抗拉力、单根抗拉强度、单根极限延伸率及单根弹性模量的差异性及其与根径之间的关系。[结果] 研究区内优势草本植物为青藏薹草、多枝黄耆、冷蒿、早熟禾、弱小火绒草和短穗兔耳草。在根径范围为0.10~0.60 mm条件下,以上6种草本植物单根抗拉力和单根抗拉强度随着根径的增大分别呈幂函数增长和幂函数减小的趋势,单根极限延伸率和单根弹性模量与根径之间不存在显著性函数关系。综合考虑不同植物类型的单根抗拉力学特性指标、物种重要值与根系类型,在鄂陵湖地区,早熟禾的固土能力最好。[结论] 研究区6种优势草本植物的根系均具备较好的固土潜能,其中早熟禾的固土能力最强,该研究结果可以为鄂陵湖区水土保持工作提供一定依据。

    • 不同水土保持措施对露天煤矿排土场土壤与植被的影响

      2024, 44(6):12-22. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.002

      摘要 (10) HTML (0) PDF 3.65 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究不同水土保持措施对露天煤矿排土场土壤养分和植物多样性的影响,旨在为矿区排土场等废弃地的生态恢复提供可行的技术措施。[方法] 在草原露天煤矿排土场裸露边坡布设8种水土保持工程措施与植物措施相结合的水土保持措施,以无措施(CK)为对照,采用样方法调查植物群落特征,并测定土壤主要理化性质,对比分析不同水土保持措施下植物群落特征、土壤特性的变化差异,采用冗余法分析植物群落特征与土壤特性之间的相互关系。[结果] ①排土场边坡采取水土保持措施对土壤主要理化性质有不同程度的影响,其中土壤速效养分含量变化明显(p<0.05),撒播混草+生态袋间隔1 m (Ⅱ)和撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ)2种措施的土壤速效磷含量达到3.38,3.13 mg/kg,分别比对照(CK)(2.20 mg/kg)增加53.6%,42.3%;撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ),撒播混草+土工格室(Ⅶ),撒播混草+草帘子(Ⅷ)3种措施的土壤速效钾含量为108.25,126.25 ,124.00 mg/kg,对照样地土壤速效钾含量仅为53.25 mg/kg。②水土保持措施对植物群落特征的影响主要表现在Simpson优势度指数上,除撒播混草+沙柳沙障(Ⅵ)和撒播混草+土工格室(Ⅶ)的与对照(CK)间差异不显著外(p>0.05),其他组均显著高于对照(CK,p<0.05)。③冗余分析结果表明,Margalef丰富度,Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数均与土壤速效磷呈显著正相关;Louie均匀度指数与土壤全氮、速效钾和缓效钾呈显著正相关。[结论] 露天煤矿排土场实施水土保持措施可提高土壤养分含量和植物多样性,对于生态恢复有积极的作用;撒播混草+生态袋间隔2 m (Ⅲ)和撒播混草+沙柳沙障(Ⅵ)的水土保持措施具有较好的生态修复效果,可作为矿区排土场生态修复的主要措施推广应用。

    • 种植不同宿根花卉对黄河三角洲盐渍土盐分和养分的影响

      2024, 44(6):23-30,56. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.003

      摘要 (7) HTML (0) PDF 1.95 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究种植不同宿根花卉对黄河三角洲土壤盐分和养分的影响,为选择合适的宿根花卉进行盐渍土生态改良提供物种参考,助力黄河国家战略和盐碱区域美丽乡村建设。[方法] 以种植马蔺(Iris lactea)、紫穗狼尾草(Pennisetum alopecuroides subsp.purple)、常夏石竹(Dianthus plumarius)、天人菊(Gaillardia pulchella)、大花萱草(Hemerocallis hybrida)和八宝景天(Sedum spectabile)的土壤为研究对象,以未种植宿根花卉的裸地土壤为对照,分析花卉种植对土壤含盐量、电导率、Na+,Cl-,速效钾和有效磷含量的影响。[结果] ①种植宿根花卉对黄河三角洲盐渍土具有一定的生态调控效果。种植马蔺和紫穗狼尾草可显著降低0—10 cm土层的含盐量,同时马蔺对10—20 cm土层的含盐量也有一定的降低效果,电导率与含盐量趋势一致。②天人菊、常夏石竹可显著降低0—10 cm土层的Na+和Cl-含量;马蔺和天人菊对土壤中Cl-去除效果较好。③不同宿根花卉对表土层速效钾含量影响不显著,而种植不同宿根花卉可降低10—20 cm土层的有效磷含量,紫穗狼尾草降低效果较小。[结论] 种植马蔺、紫穗狼尾草对盐渍土的改良效果较好,在选择宿根花卉进行黄河三角洲地区盐渍土的生态改良时可优先考虑;大花萱草居中;常夏石竹、天人菊、八宝景天较差。

    • 不同淋洗剂对滩涂围垦区土壤盐分的洗脱效果

      2024, 44(6):31-38,45. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.004

      摘要 (6) HTML (0) PDF 1.79 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评价淋洗剂对盐渍土盐分洗脱影响,为滩涂围垦区土壤改良提供理论指导。[方法] 以采自上海市崇明滩涂围垦区水稻田的轻度盐渍土和重度盐渍土为研究对象,比较分析了硝酸钾、硝酸铁、硝酸钙、硝酸镁和碳酸氢铵5种淋洗剂浓度和淋洗次数对土壤盐分Na+,K+,Ca2+,Mg2+,CO2-3,HCO-3,Cl-和SO2-4这8种离子的洗脱效果。[结果] 5种淋洗剂对轻度盐渍土Na+,Cl-的洗脱均有促进作用,其中以硝酸钾对Na+的洗脱作用最为明显,土壤浸出液中Na+的浓度较对照提升了9.9%~25.9%;碳酸氢铵更易促进土壤Cl-的洗脱,较对照提升了9.6%~21.2%。综合考虑淋洗剂对K+,Ca2+,Mg2+等土壤养分的淋出影响,以3.0 mmol/L硝酸钾的处理效果更佳;硝酸钾进行第二次淋洗时的Na+,Cl-,SO2-4,Ca2+的浸出浓度较低,而HCO-3和Mg2+则相反。因淋洗剂浓度较重度盐渍土盐分离子含量低,导致5种淋洗剂对重度盐渍土Na+和Cl-的洗脱效果不佳,与对照相比,分别提升了0.1%~1.0%,0.01%~4.4%。[结论] 滩涂围垦土壤改良时应根据土壤盐分离子种类与含量确定淋洗剂类型、浓度及淋洗次数;淋洗剂的施用可与灌溉措施相结合。

    • 光伏电站土壤微量元素有效含量化学计量对植被恢复的响应

      2024, 44(6):39-45. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.005

      摘要 (5) HTML (0) PDF 1.82 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究光伏电站不同植被类型下土壤有效微量元素含量及化学计量比,旨在为加速西部干旱区光伏电站植被恢复提供理论依据。[方法] 以内蒙古自治区呼和浩特市默特左旗光伏农林牧示范基地4种不同植被类型下的土壤为研究对象,分析不同植被土壤有效微量元素及其生态化学计量。选取天然植被、樟子松、黄芪、苜蓿4个不同植被类型测定0—20,20—40 cm土层养分状况。[结果] ①在4种植被类型中,土壤微量元素有效含量存在显著差异,且微量元素有效含量均较低。②4种植被类型下,土壤微量元素有效含量表现为:黄芪样地>苜蓿样地>樟子松样地>天然植被样地。③研究区土壤微量元素有效含量化学计量为:Fe∶Mn为0.96,Fe∶Cu为31.95,Fe∶Zn为4.07,Mn∶Cu为33.50,Mn∶Zn为4.30,Cu∶Zn为0.15。④研究区土壤微量养分表现为Fe,Mn,Cu缺乏,且Fe元素为主要的微量元素限制因子,Mn,Cu元素为次要限制因子。[结论] 在该区域进行植被恢复的同时,要适当添加微肥,在一定程度上可提高土壤肥力,并为研究区植被恢复提供更充足的微量养分。

    • 东北地区主要树种未分解凋落叶水源涵养能力与叶性状的耦合关系

      2024, 44(6):46-56. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241105.001

      摘要 (5) HTML (0) PDF 2.73 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究东北地区11种主要树种未分解凋落叶性状与水源涵养能力之间的耦合关系,剖析其持水及失水过程,为明确该区主要树种水源涵养能力提供理论依据。[方法] 以11种东北地区常见树种为研究对象,通过室内浸泡与失水试验测定未分解凋落叶持水和失水特性,再通过游标卡尺,扫描仪、元素分析仪等仪器及Klason法,浓酸水解定糖法测定12种叶物理化学性状,对叶性状与叶水源涵养能力之间的关系进行回归分析。[结果] 11种树种未分解凋落叶的最大持水率、有效拦蓄量、失水率和失水速率存在显著差异(p<0.05),最大持水率由大到小依次为辽椴(Tilia mandshurica)、白桦(Betula platyphylla)、紫椴(Tilia amurensis)、兴安落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、蒙古栎(Quercus mongolica)、加杨(Populus×canadensis)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis),最大持水率与比叶面积呈显著正相关,与叶厚、叶形指数存在显著负相关关系(p<0.05);24h失水率由小到大依次为红皮云杉、白桦、紫椴、辽椴、红松、蒙古栎、水曲柳、加杨、樟子松、落叶松、胡桃楸,失水速率与叶长、比叶面积、粗糙程度呈显著正相关(p<0.05)。[结论] 比叶面积是影响未分解凋落叶水源涵养能力的最主要叶性状,其次是叶长、叶厚、叶形指数、粗糙度。辽椴、白桦和紫椴是未分解凋落叶水源涵养能力相对优异的树种。

    • 米老排与红锥的不同种植模式对林下凋落物和土壤水源涵养能力的影响

      2024, 44(6):57-67,128. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.007

      摘要 (5) HTML (0) PDF 7.07 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究米老排与红锥混交组合模式的水源涵养能力特征,筛选出水源涵养能力最佳的混交组合模式,为西江流域水源涵养林的构建与经营管理提供科学依据。[方法] 通过3种混交比例(1∶3,2∶2,3∶1)和3种混交方式(株间混交、行带混交、块状混交)设置了9种米老排与红锥的混交林组合模式,并以米老排、红锥纯林为对照,对比分析了11种种植模式凋落物层、土壤层的水源涵养能力差异,利用熵权TOPSIS (technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型筛选出最佳水源涵养能力的混交组合模式。[结果] ①试验林凋落物层生物量、自然持水量、有效拦蓄量和最大持水量分别为1.17~4.21,0.38~2.29,5.15~10.58,6.40~13.37 t/hm2,均与试验林中米老排比例显著正相关(p<0.05);相比于株间混交、块状混交,行带混交的凋落物层生物量与有效拦蓄量较高。②试验林0—30 cm土层的自然持水量、毛管持水量、非毛管持水量、饱和蓄水量的变化范围分别为756.14~1 007.21,1 130.73~1 388.40,117.96~422.63,1 444.70~1 590.66 t/hm2;其中,毛管持水量、非毛管持水量在不同林分之间差异显著,且均与试验林中米老排比例存在显著的线性回归关系(p<0.05)。③米老排与红锥以3∶1混交比例进行行带混交的林分水源涵养能力最好,米老排纯林次之,其后是其余混交林,最后是红锥纯林。[结论] 在幼龄林阶段,米老排与红锥混交林的水源涵养能力在一定程度上好于各自的纯林,且这种混交效应受混交比例与混交方式的影响。

    • 砒砂岩区不同油松人工林密度对林下植物多样性与土壤理化性质的影响

      2024, 44(6):68-76. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.008

      摘要 (7) HTML (0) PDF 2.12 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同造林密度对油松人工林林下植物群落结构、物种多样性及土壤理化性质的影响,确定适宜的水土保持林经营管理密度,为砒砂岩区油松人工林生态功能提升和可持续发展提供参考依据。[方法] 以准格尔旗西黑岱徐家门前沟坡面油松人工林为研究对象,通过野外取样调查及室内实验,探究4种造林密度(950,2 000,3 250,4 300株/hm2)条件下林下草本植物群落组成、物种多样性和土壤理化性质的相互关系。[结果] ①研究区林下草本植物共有9科19属33种,植物种数在造林密度为3 250株/hm2时最多。油松林下草本植物群落主要以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、豆科(Fabaceae)、蔷薇科(Rosaceae)植物为主,随着造林密度增加,伴生优势种由阳生、中生性物种向阴生性物种过渡。②不同造林密度处理下,林下草本层物种多样性指数、植株高度、生物量以及土壤有机质、速效氮磷钾含量、土壤含水量均表现为:3 250株/hm2>4 300株/hm2>950株/hm2>2 000株/hm2。③造林密度对林下土壤含水量、有机质以及速效氮磷钾含量影响显著(p<0.05),对植物物种多样性指数则无显著影响(p>0.05)。在相关性分析中,土壤有机质、速效氮磷钾含量与草本层物种多样性指数之间关系最为密切。[结论] 准格尔旗砒砂岩区油松人工林造林密度在3 250株/hm2时更利于其林下植物的生长和土壤肥力的改良。

    • 华北土石山区坡面土壤水分动态变化及其对降雨的响应

      2024, 44(6):77-87. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240923.002

      摘要 (4) HTML (0) PDF 14.05 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析华北土石山区坡面土壤水分的动态变化及其对降雨的响应,揭示其降雨响应补给特征及规律,旨在为该地区水资源合理利用以及水土保持提供参考和理论依据。[方法] 以华北土石山区典型自然荒坡地为研究对象,实时监测不同坡位土壤水分动态变化,研究土壤水分对降雨的动态响应特征及其内在规律。[结果] ①坡面年均含水量表现为下坡(20.3%±5.5%)>上坡(19.5%±5.7%)>中坡(15.9%±7.0%),在垂直剖面呈现深层土壤含水量大于浅层土壤含水量。②土壤水分对降雨的响应速度表现为中坡(1.50 h)显著高于上坡(4.10 h)和下坡(2.80 h),在垂直剖面呈现深层土壤水分较浅层土壤水分对降雨的响应更为迅速。③降雨对土壤水分的平均补给速率和消退速率为中坡(1.4%/h,0.3%/h)>上坡(0.9%/h,0.2%/h)>下坡(0.7%/h,0.1%/h),在垂直剖面呈现降雨对深层土壤水分的补给速率、消退速率均大于浅层土壤。[结论] 在华北土石山区,当降雨量>2.7 mm能有效补给坡面土壤水分,中坡和深层土壤对降雨的响应更为迅速。

    • 大熊猫国家公园(四川片区)森林的水源涵养功能

      2024, 44(6):88-96. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.010

      摘要 (5) HTML (0) PDF 5.23 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 明晰大熊猫国家公园(四川片区)森林水源涵养功能的林型分异特征及空间格局,为片区森林资源保护和水资源适应性经营管理提供指导。[方法] 基于大熊猫国家公园(四川片区)登记单元地籍调查—森林资源专项调查成果、样地调查及多源遥感数据等,使用综合蓄水能力法计算片区森林的水源涵养量,并分析不同森林类型和立地条件差异下的森林水源涵养功能特性。[结果] ①片区森林生态系统的水源涵养总量为1.71×109 m3,单位面积水源涵养量为1 061.27 m3/hm2;土壤层是森林涵养水源的主要场所;常绿针叶林的水源涵养功能最强。②森林水源涵养功能的空间差异明显,形成了雅安、绵阳、广元市等地较高,阿坝州、德阳市等地较低的空间分布格局。③森林水源涵养总量主要集中在海拔(1 500,3 500] m地区,其水源涵养贡献率达90.10%;森林单位面积水源涵养量随着海拔的升高呈显著的下降趋势(p<0.01)。④急坡(35°,45°]地区的森林水源涵养总量最高,其水源涵养的贡献率为24.01%;森林单位面积水源涵养量随着坡度的增加呈显著的先升高后下降趋势(p<0.01)。[结论] 因地制宜地合理调整大熊猫国家公园(四川片区)的森林资源结构、优化森林资源布局,有利于更大程度地发挥片区森林的水源涵养功能。

    • 三种环境材料混施对高寒矿区边坡土壤的影响

      2024, 44(6):97-105. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.011

      摘要 (3) HTML (0) PDF 3.20 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为解决青藏高寒地区土壤复垦过程中土壤结构较差,水土流失严重等问题,研究3种环境材料对土壤团粒结构改良和理化性质改善的优化组合。[方法] 以青海德尔尼铜矿为例,利用当地蛇纹石渣土和原土,通过土培模拟正交试验,研究了混施黏合剂、长纤维、稻壳3种材料对边坡土壤改良的效果,并筛选出效果最佳的混合材料比例。[结果] 正交极差结果表明:黏合剂对土壤团聚体、总孔隙度、田间持水量和土壤容重的影响较强,长纤维和稻壳对pH值和全盐含量的影响较强。与对照相比(CK)相比,黏合剂的加入可以增加土壤容重,但会降低土壤孔隙;长纤维和稻壳可明显降低土壤pH值,提高总孔隙度和田间持水量并适当提高全盐含量。土壤团聚体和pH值最优的组合为A2B2C3(黏合剂0.074 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳11.110 g/kg);土壤容重、总孔隙度和田间持水量调节以A1B2C2(黏合剂0.037 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳7.410 g/kg)组合最优;全盐含量最优组合为A3B1C2(黏合剂0.111 g/kg,长纤维1.480 g/kg,稻壳7.410 g/kg)。[结论] 高寒矿区土壤基质恢复的最优配方是A1.5B2C2,即黏合剂0.056 g/kg,长纤维2.960 g/kg,稻壳7.410 g/kg为最优配比。它可以改善土壤结构,并具有提高青藏高寒矿区水土保持的能力。

    • >水保监测与应用技术
    • 三江源区土壤侵蚀野外调查报告

      2024, 44(6):106-117. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.012

      摘要 (6) HTML (0) PDF 50.01 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 现场调查三江源区土壤侵蚀状况,旨在为该区域今后水土流失防治提供参考。[方法] 调查组在2023年7月25日至8月20日,分3组分别前往青海省的果洛州、玉树州、海南州和黄南州,对上述区域的林地、草地、农田、裸地、道路、河流岸坡、山区沟谷进行了调查和分析。[结果] 草地的土壤侵蚀类型最为复杂,受到风蚀、水蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀等多营力侵蚀的共同作用,造成了其水土流失严重。此外,高原鼠害对草地破坏可能是草地侵蚀发生另一重要因素;乔木林地常在林下出现侵蚀细沟,但是由于工程护坡的作用下,发生侵蚀风险整体偏小;灌木林地所在坡面的坡脚处,受到水力侵蚀和重力侵蚀的影响较大,侵蚀风险较大;农田虽然分布面积较少,但是在田埂部分发生轻度的水蚀;对于裸地,细沟侵蚀较为剧烈,水土流失严重;值得注意的是,在道路两侧,边坡侵蚀较为严重,工程开挖导致草皮破坏,在重力的作用下发生滑塌,出现较大的裸露面,为水蚀的发生提供了条件,导致部分区域已经形成了较大的侵蚀沟网。[结论] 青海省三江源区域土壤侵蚀类型复杂多样,随着人类活动的加剧,局部区域水土流失有进一步加剧的风险,亟需开展新时期的水土保持工作,需要在该区域加强土壤侵蚀基础研究,加强水土保持监测站网的布设,智能化管理等。

    • 基于Landsat 8的库布齐沙漠2000—2023年沙漠化动态变化分析

      2024, 44(6):118-128. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.013

      摘要 (4) HTML (0) PDF 9.62 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究库布齐沙漠2000—2023年沙漠化时空动态变化规律,旨在为库布齐沙漠植被恢复及生态建设提供理论参考和基础数据支持。[方法] 基于Landsat遥感影像特征,采用EVI遥感指数灰度分割,土地沙漠化程度分级、土地利用动态度、多度指数和重要度指数,研究了库布齐沙漠及其周边地区2000—2023年土地沙漠化的时空分布和变化趋势。[结果] 库布齐沙漠的沙漠化总面积从2000年的10 694.6 km2下降到2023年8 837.56 km2。极重度沙漠化面积已由当初的6 272.11 km2,缩减为1 461.15 km2,重度沙漠化面积由2000年的1 773.97 km2,上升到2 874.48 km2,中度沙漠化面积由2000年的1 372.16 km2上升到1 965.84 km2,轻度沙漠化的土地面积由1 276.35 km2上升到2 535.58 km2。从时间序列角度分析来看,2000—2023年间极重度沙漠缩减速率为3.33%,重度沙漠化增加速率为2.70%,中度沙漠化增加速率为1.88%,轻度沙漠化缩减速率为4.29%。极重度沙漠土地类型面积从2000年的6 272.11 km2下降到2023年的1 461.65 km2,合计流失面积为4 949.72 km2。从空间角度分析,极重度沙漠类型随时间变化由分布分散变为分布集中,在2000—2010年内在沙漠中占据主导地位;重度和中度沙漠化类型的多度指数处于7.69%~16.15%之间,说明重、中度沙漠化类型长期分布较为集中;轻度沙漠化类型随时间变化分散且较为广泛。[结论] 2000—2023年库布齐沙漠面积总体呈减少趋势,生态环境有所改善,未来该区域生态修复重点关注极重度沙漠区域。

    • 长江中游地区水资源生态足迹时空分布及可持续利用

      2024, 44(6):129-139. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.014

      摘要 (5) HTML (0) PDF 8.31 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究长江中游地区水资源生态足迹时空变化及可持续利用,为长江中游地区及其他省市、城市群或流域地区的水资源可持续利用提供决策参考。[方法] 选取长江中游地区覆盖的湖北、湖南和江西3省作为研究对象,以2011—2021年作为研究时段,运用水资源生态足迹模型对3省的生态足迹等相关指标进行时空分析,并基于PSR模型框架构建长江中游地区水资源可持续利用评价指标体系。[结果] ①3省的人均水资源生态足迹和生态承载力总体都呈上升趋势,且生态承载力都高于生态足迹,全部实现生态盈余。江西省的人均水资源生态盈余最高,介于3.186~7.966之间;湖北省的人均水资源生态盈余最低,介于0.304~2.603之间。②3省各用水账户的生态足迹所占比例最大的是生产用水,生活用水次之;生态环境用水占比虽然最小,但是上升幅度最大,其中湖北省的人均生态环境用水足迹上升最明显。③万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势,其中江西省最高,湖北省最低,三者之间的差距呈逐年缩小态势。④3省水资源可持续利用的压力指数、状态指数和响应指数整体呈现下降、上升和上升的趋势;综合评价指数都处于波动中上升的趋势,但上升幅度不大,指数值总体都不高。[结论] 3省需要继续加大对生产用水和生活用水合理使用的管理,进一步鼓励生态环境用水的使用,同时加大对实现水资源可持续利用措施的推进,以此提高水资源的可持续利用水平。

    • 土地利用类型变化对水泉湾淤地坝坝控区土壤侵蚀的影响

      2024, 44(6):140-148,158. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.015

      摘要 (4) HTML (0) PDF 5.57 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究土地利用类型变化对淤地坝坝控区土壤侵蚀量的影响,为淤地坝坝控区域生态建设高质量发展提供理论依据。[方法] 以甘肃省渭源县水泉湾淤地坝坝控区为研究对象,采用加权平均法对文献资料中的土壤侵蚀模数取值进行修正,并计算出水泉湾淤地坝坝控区不同土地利用类型的土壤侵蚀量;根据遥感影像分析土地利用类型变化过程与特征,结合Pearson相关性分析探究土地利用类型变化对土壤侵蚀量的影响。[结果] ①2005—2023年水泉湾淤地坝坝控区土地利用类型以梯田为主,比例超过了70%,水体比例不到0.1%,土地利用类型转化方式为梯田、荒草地、坡耕地、疏林地和灌木林之间的相互转化;②2005,2010,2018和2023年土壤侵蚀总量分别为4.54×103,3.70×103,3.31×103,3.95×103 t,土壤侵蚀主要发生在坡耕地、荒草地、疏林地、梯田和灌木林,其中荒草地的年侵蚀总量最大,所占比例为41.74%~49.46%,居民地和道路最小,所占比例不到1%; ③坡耕地与梯田面积变化呈显著负相关,相关系数为0.972;土壤侵蚀量变化与荒草地面积变化呈显著正相关,相关系数为0.983。[结论] 农业结构调整和农业技术发展是土地利用类型格局变化的主要驱动因素之一。坡改梯和小流域的综合治理是减少区域水土流失的有效办法。

    • 基于直方图匹配的东北漫川漫岗区粗分辨率坡度转换研究

      2024, 44(6):149-158. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.016

      摘要 (6) HTML (0) PDF 6.15 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为了克服目前可免费下载的30 m分辨率DEM在提取东北漫川漫岗地貌区耕地坡度时存在的坡度变缓问题,获取精确坡度数据,为东北漫川漫岗地貌类型区土壤侵蚀定量评价提供重要数据支持。[方法] 基于无人机航测影像生成5 cm分辨率DEM并对其重采样获得1,5和12.5 m分辨率的DEM,结合免费下载的30 m分辨率DEM,确定研究区DEM提取坡度的最佳分辨率;基于直方图匹配算法,分坡度段拟合了30 m与最佳分辨率DEM之间的坡度转换模型。[结果] ①5组DEM分辨率提取的坡度信息表明,1和5 m与5 cm分辨率DEM提取的坡度分布频率具有较强的相似性,且5 m分辨率DEM与1∶10 000比例尺地形图的分辨率相对应。据此确定5 m分辨率为构建坡度转换模型的最佳分辨率。②基于直方图匹配算法分坡度段构建了30与5 m分辨率DEM提取坡度的一元一次线性模型和一元二次非线性模型;且当地面坡度小于7°时宜选取线性坡度转换模型,而当地面坡度大于7°时宜选取非线性坡度转换模型。③经线性和非线性坡度转换模型优化后,30 m坡度分布频率与5 m分辨率的坡度分布频率基本相似,且协方差、相关系数均大幅度提高。这说明30 m分辨率DEM提取的坡度信息经模型转换后能够真实反映地面起伏特征,且非线性坡度转换模型优化效果更佳。[结论] 5 m分辨率为研究区DEM提取坡度的最佳分辨率。构建的低—高分辨率的坡度转换模型中,非线性坡度转换模型较线性坡度转换模型的优化效果更好。

    • 基于MIKE FLOOD耦合模型的城区上游水库溃坝洪水模拟研究

      2024, 44(6):159-165,193. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.017

      摘要 (5) HTML (0) PDF 5.52 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究溃坝洪水演进过程模拟方法,为水库溃决风险防控、制定溃坝早期预警及人员疏散方案提供科学依据。[方法] 以河南省郑州市上游尖岗和常庄水库为例,基于GIS技术构建高仿真地形数字高程模型,利用MIKE FLOOD耦合模型进行水库溃坝一二维模型耦合,模拟水库溃坝后洪水演进过程,探讨洪水在下游河道和复杂城区的演进特征。[结果] 常庄水库和尖岗水库溃坝瞬间最大下泄洪峰流量分别为4 542.03和17 549.1 m3/s。贾鲁河下游距尖岗水库约15.00~31.39 km范围内河道两岸的漫堤洪水淹没面积为56.37 km2。常庄水库溃决1.00 h后,河道漫堤,开始产生淹没区,溃决4.25 h后,尖岗水库发生溃坝。当尖岗水库溃决洪水演进历时1.25 h后,原淹没区水深显著增加,溃决1.92 h后,淹没范围开始增大。常庄和尖岗水库溃坝后,洪水水位均增大至超过南水北调防护堤堤顶,大量洪水涌进南水北调总干渠,洪水流速普遍增大。[结论] 尖岗水库溃坝洪峰流量远大于常庄水库,溃坝危害性更大,溃坝后洪水大量涌进南水北调总干渠,堤防、边坡和进出口闸室冲刷风险增大,下游河道两岸漫堤淹没,严重影响南水北调总干渠输水安全和人民生命财产安全。

    • 黑龙江省拜泉县典型区坡耕地侵蚀沟发育的影响因素

      2024, 44(6):166-176. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.018

      摘要 (3) HTML (0) PDF 5.40 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究东北漫川漫岗黑土区侵蚀沟发育特征,揭示坡耕地侵蚀沟影响因素,为该区侵蚀沟治理提供科学依据及数据支撑。[方法] 选取黑龙江省拜泉县国富镇的61条典型坡耕地侵蚀沟为研究对象,采用无人机航拍技术生成数字高程模型,并基于研究区域的遥感影像等数据源,提取并分析坡度、坡向、海拔高度等因素对坡耕地侵蚀沟形态变化及发育特征的影响。[结果] ①研究区侵蚀沟沟长、面积和体积与影响因素(坡度、海拔高度和集水面积)之间存在显著相关性。除沟长外,侵蚀沟形态参数与影响因素相关性从大到小依次为集水面积>坡度>海拔高度。②侵蚀沟沟长变化及形态指数随坡度增加呈逐渐下降变化趋势,在坡度为0°~2°范围内达最大值。沟深则随坡度增大而增大,坡度峰值为4°~5°;阳坡、半阳坡坡向侵蚀沟发育显著,西南坡向侵蚀沟发育最为迅速;研究区平均沟长变化及形状指数随海拔高度变化呈先升高后降低的变化趋势,在海拔高度230—240 m范围内达到峰值。③研究区侵蚀沟所处集水面积越大,侵蚀沟形态参数越大,侵蚀沟发育也越剧烈。当集水面积在>20 hm2区间内时,侵蚀沟沟长变化和沟缘面积达到峰值。④侵蚀沟形态参数与影响因素构建的多元回归模型,拟合程度较高。沟长、面积、体积拟合模型相关系数分别为0.73,0.47,0.16。[结论] 拜泉县典型区侵蚀沟发育受坡度、坡向、集水面积及海拔高度影响显著,治理时应优先针对治理分布在2°~3°坡度、东南坡坡向、海拔高度230—240 m及集水面积>20 hm2的侵蚀沟。

    • 基于皱环球盖菇栽培的沙柳生物质资源化利用

      2024, 44(6):177-183. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.019

      摘要 (3) HTML (0) PDF 1.44 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究含有不同比例沙柳的培养基质对皱环球盖菇品质的影响,为陕西省榆林沙区生态产品沙柳的资源化利用提供科学依据。[方法] 采用沙柳枝条和小麦秸秆为主要原料,设置了4个不同沙柳含量的栽培料配方,研究不同沙柳比例的栽培基质对皱环球盖菇产量、形态特征、营养成分、矿物质和重金属含量的影响,并利用灰色关联度对试验结果进行综合性分析。[结果] ①利用沙柳枝条和小麦秸秆栽培皱环球盖菇时,皱环球盖菇的产量随着沙柳含量的增加而增加,以纯沙柳木屑+生石灰配方表现最佳,产量为7.42 kg/m2,比对照组高出了4.33 kg/m2,生物转化率为49.5%,同时纯沙柳+生石灰配方中的蛋白质含量(41.5%)、菇形指数(0.81)值最高,分别比对照组高出了4.06%和0.14。②利用灰色关联度方法综合产量、营养价值、矿物质含量和重金属含量分析发现,纯沙柳木屑与理想数列的加权关联度最高,为0.818。[结论] 经发酵后的沙柳可用作皱环球盖菇的栽培原料,即通过栽培皱环球盖菇来实现沙柳枝条的生物质资源化利用具有可行性。

    • 黄土丘陵区森林草原带坡沟系统不同坡位植物群落的数量特征

      2024, 44(6):184-193. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.020

      摘要 (5) HTML (0) PDF 2.50 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量分析和探究黄土高原不同坡位自然条件下植物群落数量学特征及其影响因子,为该地区坡沟系统植物群落构建机制的理论研究和人工恢复植物群落设计的实践指导提供科学参考。[方法] 本文在阐明黄土丘陵区森林草原带自然条件下阳沟坡、阳峁坡、峁顶、阴峁坡和阴沟坡5个坡位植物群落组成、多样性、稳定性和优势植物分布格局的基础上,构建环境因子、土壤侵蚀强度与植物多样性、稳定性的结构方程模型,探究不同坡位影响植物群落构建的主要生态因子。[结果] ①黄土丘陵区森林草原带阳沟坡和阳峁坡垂直结构均为2层构成,以多年生草本和灌木为主,优势植物分布格局呈分散分布;峁顶垂直结构1层,以一年生和多年生草本为主,植物主要呈高强度聚集分布;阴沟坡群落垂直结构3层,植物呈聚集分布。②阴沟坡物种多样性、丰富度和稳定性最高,阳峁坡的丰富度和多样性最低且其较阴沟坡分别显著下降了18.4%和26.5%,峁顶植物群落稳定性最小,仅29。③影响不同坡位群落特征的共同关键因子是土壤侵蚀强度和土壤水分,而阳沟坡的土壤容重、阳峁坡和阴峁坡的有机质、峁顶和阴沟坡的光照强度分别为各坡位影响植物群落结构、稳定性和多样性的差异化生态因子。[结论] 黄土丘陵区森林草原带不同坡位应制定不同的植被恢复措施。阳沟坡利用多年生灌木形成的“肥岛”效应改善地表环境;阳峁坡通过微地形改造减小土壤侵蚀;峁顶通过添加耐旱性较高的植物改善植物群落结构;阴峁坡和阴沟坡不过分要求复杂的植物群落结构,以免造成人工林林下因光照不足而使得草本层退化。

    • 大汶河上游小流域降雨类型及其对产流产沙的影响

      2024, 44(6):194-199,209. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.021

      摘要 (2) HTML (0) PDF 2.14 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究大汶河上游小流域降雨类型及其对产流产沙的影响,为鲁中南山地丘陵区防洪减灾与水土流失的预测预警提供理论依据。[方法] 以大汶河上游徂徕山小流域为研究区,基于2021—2023年小流域降雨数据及产流产沙数据,采用K均值聚类、线性回归分析等统计分析方法,研究了流域降雨雨型及其对产流产沙的影响。[结果] 流域降雨可分为4种类型:Ⅰ类为小雨量小雨强降雨;Ⅱ类为中雨量中雨强降雨;Ⅲ类为大雨量大雨强降雨;Ⅳ类为超大雨量中雨强降雨。Ⅲ类降雨与Ⅳ类降雨为该流域产流产沙的主要来源。[结论] 徂徕山流域以小雨量小雨强降雨为主,但暴雨频次仍然较高。受山区地形影响,Ⅳ类降雨是区域洪灾和泥石流的重要来源;降雨量是该流域产流产沙的主要影响因素。

    • 大城市周边耕地变化强度与稳定性——以长江经济带的典型城市为例

      2024, 44(6):200-209. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.022

      摘要 (4) HTML (0) PDF 1.74 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨大城市周边耕地变化的特征,旨在为实现城市集中扩张区域耕地资源的可持续利用和国土空间的高质量发展提供关键依据。[方法] 以分别位于长江经济带上的上、中、下游的三个典型大城市—成都、武汉、上海为例,基于土地利用转移矩阵和土地利用变化强度分析框架,深入阐述了长时间序列下三大城市周边耕地变化强度及稳定性特征,进而探索城市扩张与优质耕地保护的协同机制。[结果] ①1990—2020年,三大城市周边耕地总面积持续降低,优质耕地不断流失、补充耕地压力大,中期耕地流失情况最为严重。武汉市在后期基本实现耕地占补平衡。②1990—2020年,长江经济带大城市整体表现为土地利用的快速变化,仅成都市在前期表现为慢速变化。③1990—2020年,长江经济带大城市周边耕地的转出和建设用地的转入一直呈现活跃状态,耕地转入则保持稳定状态。2010年后成都和武汉的建设用地转出开始活跃。④1990—2020年,长江经济带大城市周边耕地向建设用地的转变过程呈现出稳定的倾向性系统转换模式,建设用地转入主要来源于耕地。[结论] 未来长江经济带大城市周边需要科学制定刚弹结合的耕地管控策略,并从区域生态安全的角度实现对耕地的多功能保护,建立多元化耕地保护激励体系。

    • >综合研究
    • 基于“涉水”地名的豫南乡村聚落水环境适应性特征研究

      2024, 44(6):210-221,247. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240923.001

      摘要 (7) HTML (0) PDF 18.95 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 从“涉水”地名视角探析乡村聚落的水环境适应性选址与布局特征及其蕴含的生态智慧,为气候变化背景下的当代乡村聚落安全韧性规划与可持续发展提供理论参考与启示。[方法] 根据“涉水”地名划分聚落类型,将文本与空间分析相结合,综合运用空间自相关分析、核密度估计及SCS-CN水文模型等方法分析豫南乡村聚落水环境适应性选址与布局特征。[结果] ①豫南乡村聚落的命名呈现出显著的水环境指向性,地名与空间格局存在一定印证关系。②各类“涉水”聚落的空间分布集聚性显著且空间异质性强,对特有水环境的依赖度高。③在水环境适应性宏观选址层面,豫南乡村聚落具有较强的近水型选址偏好与顾及雨洪风险的特征。④在水环境的综合影响下,形成了兼具蓄排一体的场地利用、规避雨洪的村落布局以及兼顾防御的环境改造等适应性布局特征。[结论] 豫南地区乡村聚落的命名具有较强的“涉水”特征,选址与布局充分体现了趋利避害、低技生态的水环境适应性生态智慧。未来可在流域、镇村体系、设施等层面传承水环境适应性规划理念。

    • 侵蚀—沉积对土壤重金属形态、浓度及富集影响的研究进展

      2024, 44(6):222-236. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.024

      摘要 (5) HTML (0) PDF 8.47 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨侵蚀—沉积对土壤重金属形态、浓度和富集的作用规律,旨在明晰侵蚀—沉积对土壤重金属形态、浓度和富集的影响机制,为流域土壤重金属污染防治提供科学依据。[方法] 基于国内外有关侵蚀—沉积对土壤重金属影响的相关文章,借助CiteSpace和VOSveiwer软件对侵蚀—沉积过程中影响土壤重金属的知识图谱进行研究,并对相关研究成果进行系统分析。[结果] ①近30 a侵蚀—沉积与重金属的研究呈上升趋势。在2017—2023年迅猛上升,地球化学特征、生态风险评价、源解析、迁移转化等是侵蚀—沉积与重金属研究的热点。②侵蚀过程中降雨促使重金属由颗粒态向溶解态转化。径流导致土壤重金属含量的空间分异,沉积环境中土壤团聚体和黏粒含量影响重金属分布和富集。③有机质对重金属具有双重作用。既能吸附游离态重金属离子,降低土壤重金属的交换态含量,又能与重金属发生络合作用,提高重金属的有机结合态含量。④pH值对重金属形态的转化具有显著影响。酸性条件下促进重金属离子间络合、沉淀等作用;而碱性条件下土壤颗粒表面正电荷增加与重金属离子所带正电荷相排斥,进而影响土壤颗粒表面对重金属离子的吸附。⑤土壤水分影响重金属的还原释放。土壤水分越高重金属的溶解度越大,但过量的水分会导致氧气不足,降低氧化还原电位(Eh),Eh的变化直接影响土壤铁锰氧化物和硫化物的稳定性,进而造成重金属浓度变化。[结论] 侵蚀—沉积过程中土壤重金属赋存形态、浓度变化和富集特征受多种环境因子共同作用,呈现侵蚀区到沉积区显著的差异,未来研究应关注侵蚀—沉积过程中重金属动态演化监测的新技术与新方法的开发;侵蚀—沉积过程对重金属的赋存形态、浓度变化和富集特征的内在联系机制的研究;不同因素在侵蚀—沉积过程中对重金属的交互影响,以期为土壤重金属污染的防控提供更加精准的策略。

    • 甘肃省水源涵养功能时空变化及其影响因素

      2024, 44(6):237-247. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.025

      摘要 (5) HTML (0) PDF 8.81 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究甘肃省水源涵养服务功能的时空变化特征及其影响因素,为区域水资源管理决策和水源涵养功能恢复提供参考和依据。[方法] 基于InVEST模型对甘肃省2001—2023年水源涵养量时空动态变化状况开展定量评估,并运用地理探测器分析甘肃省水源涵养服务功能的影响因素。[结果] ①2001—2023年甘肃省平均水源涵养量9.24 mm,不同时期水源涵养量波动较小,与降水量和产水量变化趋势一致,均呈现先上升后下降趋势。②2001—2023年甘肃省不同土地利用类型平均水源涵养能力排序为:耕地>草地>林地>城镇建设用地>未利用地>水域。③降水量是影响甘肃省水源涵养量变化的最主要因素。降水量与蒸散发量、降水量与土地利用类型,降水量与高程间交互作用对甘肃省水源涵养服务功能空间分异影响最为显著。[结论] 甘肃省水源涵养量整体上呈现西北低东南高的分布格局,水源涵养功能变化的主要影响因素是气候和人类活动。

    • 基于GIS的湖南省水土保持服务功能重要性时空分布特征

      2024, 44(6):248-255. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.026

      摘要 (4) HTML (0) PDF 18.97 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨湖南省水土保持服务功能的时空变化规律,旨在为湖南省水土保持服务功能评估及制定区域生态综合治理方案提供科学依据。[方法] 选择NPP植被净初级生产力、DEM高程、土壤质地分布3个因子,采用NPP定量指标评估模型,通过ArcGIS开展了湖南省2000,2005,2010,2015,2020年水土保持服务功能的时空分布特征的研究。[结果] ①湖南省2000—2020年植被净初级生产力平均值为4.39~334.52 g/(m2·a)(以C计)之间,在时间上呈上升趋势。在空间上,植被净初级生产力平均值呈现中间较高且向四周递减的变化趋势;海拔高程介于-12~2 081 m之间,呈现西高东低的趋势,西部区域起伏较大,东部区域相对平缓;坡度介于3.3°~76.7°之间,呈现西高东低的趋势;土壤可蚀性值介于0.011~1.411之间,土壤可蚀性呈现中间低四周高的趋势,由中心区域向四周扩散并提高。②湖南省2000—2020年水土保持量介于8.75~185.97 t/hm2之间,在时间上呈上升趋势,在空间上以一般重要区和重要区为主,一般重要区面积随时间变化呈下降趋势,重要区面积随时间呈上升趋势,极重要区面积随时间呈下降趋势。水土保持服务功能随时间由一般重要区、极重要区向重要区过渡。[结论] 植被净初级生产力呈上升趋势,是导致水土保持服务功能上升的主要原因。

    • 中国陆地边境地区经济发展质量与生态韧性的耦合测度及交互响应

      2024, 44(6):256-268. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20240829.001

      摘要 (4) HTML (0) PDF 9.45 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究经济发展质量与生态韧性的耦合协调关系及其动态演化形态过程,厘清经济发展与生态保护的协调作用与响应机制,旨在为陆地边境地区资源高效配置与城乡融合发展提供理论参考。[方法] 运用耦合协调模型、核密度估计测算并刻画出经济发展质量与生态韧性耦合关系及其分布形态,最后采用P-VAR模型对两系统的交互响应关系进行阐述和验证。[结果] ①2000—2020年边境地区经济发展质量与生态韧性间的耦合协调度介于0.183 4~0.272 8之间,并呈“先降后升”的演化特点,各边境地区耦合协调度以单峰形态逐渐推演至双峰显化。②北部、西北及西藏边境经济发展质量对生态韧性的脉冲响应表现为负向影响,而东北、西北、西南边境生态韧性对经济发展质量的脉冲响应表现为正向影响。③边境地区经济发展质量对生态韧性的贡献率逐渐升高,生态韧性对经济发展质量的贡献率逐渐降低,西北边境两系统交互响应的贡献率高于其余边境地区。[结论] 中国陆地边境地区经济发展质量与生态韧性耦合协调与交互响应区域差异较为显著,因此提出差异化政策建议有利于促进中国陆地边境经济要素可持续利用与保障国土空间生态安全。

    • 中国七大流域水资源供需平衡及其可持续性

      2024, 44(6):269-277. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.028

      摘要 (4) HTML (0) PDF 3.72 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究中国七大流域水资源供需平衡及可持续现状,为各流域未来制定水资源的综合管理和科学配置等方案提供参考。[方法] 基于水资源生态足迹法,研究中国七大流域2014—2022年水资源生态足迹和水资源生态承载力,并利用基于水资源生态足迹的可持续评价指标揭示七大流域水资源可持续现状。[结果] ①中国七大流域人均水资源生态足迹总体呈下降趋势,其中松花江、长江、珠江和海河分别在农业用水、工业用水、生活用水和生态用水中比例最高达82.86%,33.32%,19.87%和12.38%。②珠江人均水资源生态承载力最高达19.89 hm2/人,而海河最低仅为0.03 hm2/人,且受气候异常的影响,2020—2022年各流域水资源生态承载力波动较大。③研究时段内,长江、珠江和松花江总体为水资源生态盈余且珠江2016年水资源生态盈余最大达18.21 hm2/人,淮河和辽河从水资源生态赤字转为水资源生态盈余,黄河和海河均为水资源生态赤字且黄河2015年水资源生态赤字最大达-0.62 hm2/人。④水资源可持续发展指标表明黄河和海河水资源生态压力较大,常年处于水资源不可持续状态,珠江水资源协调性较差且水资源整体利用效率不高。[结论] 目前长江、珠江、松花江、淮河和辽河水资源基本保持供需平衡关系,黄河和海河常年处于需求大于供给的状态,未来应建立国家层面和流域层面的水资源规划方案,促进流域水资源的合理利用,支撑流域沿岸经济社会的可持续发展。

    • 2001—2022年天津市植被净初级生产力时空动态及其与气候因子的关系

      2024, 44(6):278-287. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.029

      摘要 (4) HTML (0) PDF 8.35 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量分析植被生产力的变化规律及其对气候因子的响应情况,为评估不同气候条件下的城市碳汇作用以及提升城市生态系统碳汇等提供科学参考。[方法] 基于GEE (google earth engine)对天津市2001—2022年植被净初级生产力(NPP)进行计算,采用Slope趋势分析、F检验、重心迁移模型、标准差椭圆模型等方法分析植被NPP时空变化格局,采用多因素敏感性分析、相关系数评价等方法定量评估在温度、降水、风速变化下植被NPP的响应特征。[结果] ①天津市年均植被NPP呈波动性上升的趋势,波动范围是53.46~96.54 g/(m2 ·a)(以C计)。②天津市植被NPP北高南低、西高东低,重心集中分布在中部区域,2001—2022年间重心逐步向南迁移。③天津市植被NPP对气候因子的响应具有明显滞后性,对温度和降水响应的滞后期为1个月,对风速响应的滞后期为3个月。[结论] 天津市NPP变化存在较大的时空异质性,且受温度、降水、风速影响,对气候因子响应的滞后效应在1~3个月。

    • 城市扩张对安徽省马鞍山市生境质量的影响

      2024, 44(6):288-297. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241104.001

      摘要 (4) HTML (0) PDF 13.34 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以转型中的资源型城市安徽省马鞍山市为研究对象,研究城市扩张对该市生境质量的影响,旨在为实现区域可持续发展提供参考依据。[方法] 利用马鞍山市2000,2010和2020年的Globe Land 30数据,采用重心分析和标准差椭圆等技术手段,对城市用地扩张进行了深入研究,同时计算了马鞍山市的生境质量。此外,使用PLUS模型模拟不同情景下的土地利用变化,以分析城市扩张对生境质量变化的影响。[结果] ①2000—2020年,马鞍山市的建设用地和水域面积显著增加,其他各类用地面积则有所减小。②2000—2020年,马鞍山市生境质量整体上显露出衰退的迹象,尤其是中部平原生境质量较低,东西部则相对较好。马鞍山市生境质量的空间分布特征与土地利用类型和人类活动强度密切相关。③在自然发展、城镇发展和生态保护3种情景下,研究区的生境质量指数分别为0.448,0.451,0.459。显示出在所有情景下生境质量均有所退化。[结论] 城市扩张造成马鞍山市的生境质量下降。生态保护情景下生境质量指数最高,是最佳的发展趋势。

    • 中蒙阿勒泰毗邻区植被净初级生产力时空变化及其影响因素

      2024, 44(6):298-307,386. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.031

      摘要 (4) HTML (0) PDF 10.87 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究中国新疆阿勒泰地区与蒙古国西部毗邻区植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征及其影响因素,旨在为跨境区域生态保护和可持续发展提供参考依据。[方法] 本研究采用回归分析方法揭示对中蒙阿勒泰毗邻区植被NPP时空变化;并运用相关性分析和地理探测器等方法,深入探索中蒙跨境地区植被NPP的主要影响因素。[结果] ①2001—2021年,中国新疆阿勒泰地区植被NPP呈微弱下降趋势〔5.49 g/(m2·10 a),以C计〕,而蒙古国西部植被NPP呈显著上升趋势〔27.06 g/(m2·10 a),p<0.05〕。②气温(0.49,p<0.05)和降水(0.31,p<0.05)分别是影响中国新疆阿勒泰地区和蒙古国西部植被NPP变化的主要因素。③气温和土地利用类型交互作用对中国新疆阿勒泰地区植被NPP解释力最强(0.68,p<0.05),降水和土地利用类型交互作用对蒙古国西部植被NPP解释力最强(0.37,p<0.05)。[结论] 2001—2021年,中国阿勒泰地区植被NPP整体逐年下降,而蒙古国西部植被NPP整体逐年增长,气温、降水分别和土地利用类型的交互驱动是中国阿勒泰地区和蒙古国西部植被NPP的主要驱动类型。

    • 2000—2022年森林经营与干旱干扰对东北三省森林净初级生产力的影响

      2024, 44(6):308-317. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.032

      摘要 (5) HTML (0) PDF 7.02 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对比分析黑龙江、吉林、辽宁东北三省天然林区在森林经营和干旱干扰下森林净初级生产力(net primary productivity,NPP)的数值变化,为中国东北地区天然林应对气候变化、实现森林可持续经营提供科学支持。[方法] 基于东北三省2000—2022年森林NPP遥感数据以及土地利用数据,结合植被转移矩阵,获得森林经营策略下东北三省的森林NPP净增量;利用2000—2022年标准化降水蒸散发指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),结合NPP异常指数和Pearson相关性分析等方法,定量分析重度干旱对东北三省森林NPP的影响。[结果] ①2000—2022年,东北三省森林NPP以1.54%的年均增长率变化,NPP的空间分布差异明显。林区Ⅲ的NPP均值最高,林区Ⅰ,Ⅱ的NPP增长趋势更显著。23 a来,东北三省干旱有所缓解,重度干旱区从2000—2002年的大片偏西区域逐渐缩小、北移到2008年的黑龙江西北区域。②随着森林经营的持续,东北三省林区23 a来森林面积增加以及低NPP植被向高NPP植被转化是该地森林NPP增长的重要原因,二者合计使该地森林NPP增加了15.20 Tg (以C计),其中落叶阔叶林面积增加占比最高,达43.29%。③东北三省森林NPP与SPEI总体呈极显著正相关(R=0.60,p<0.01);并在林区Ⅰ(R=0.57),Ⅱ(R=0.79)也表现为极显著正相关(p<0.01),这两处森林NPP随着干旱下降。重度干旱使东北三省森林NPP在23 a间下降了11.09 Tg。[结论] 气候变化下的干旱干扰和森林经营同时对东北三省森林NPP产生负向、正向影响,但后者大于前者,森林NPP增加。其中,大、小兴安岭林区对干旱的敏感性远高于长白山林区。

    • 沿海城市土地利用冲突解析与评价研究——以江苏省盐城市为例

      2024, 44(6):318-327. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.033

      摘要 (8) HTML (0) PDF 9.13 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 构建土地利用冲突“内涵解释—识别评价—调控解决”的逻辑体系,探究2010—2022年盐城市的空间类型和格局冲突,以期为盐城市国土空间布局优化和海洋生态环境保护提供参考。[方法] 以盐城市为例,利用2010,2015和2022年3期土地利数据,基于冲突的尺度性特征和景观生态学模型分别构建了空间类型和格局冲突指数,识别出市、区县和网格3个尺度土地利用冲突的空间单元及强度,并揭示其社会经济背景的利益关系冲突,进而提出调控优化措施。[结果] ①2010—2022年,盐城市尚有充足开发空间,由于生态空间的严格保护,空间开发将主要占用农业空间;由于沿海经济开发战略推进和生态保护更趋严格,沿海区县呈现出更为复杂的利益冲突关系。②2010—2022年,盐城市空间格局冲突主要分布在西部内陆区和大丰区沿海一侧陆地,与湖荡湿地保护和沿海经济开发驱动的土地利用变化呈现较高的生态风险有关。③盐城市要重点协调经济发展与基本农田保护的主要矛盾,且需要为沿海经济开发战略顺利推进规范好关于土地利用的利益冲突关系。[结论] 2010—2022年,盐城市生态空间被严格管控,全市耕地保护压力较大,沿海开发矛盾比较复杂。应在全市解决好经济发展与农业保护间的冲突,在沿海区域协调好港口经济、养殖业发展和滩涂湿地保护的冲突。

    • 呼包鄂榆城市群产业生态化评价及影响因素分析

      2024, 44(6):328-338. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.034

      摘要 (3) HTML (0) PDF 2.76 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 通过测度呼包鄂榆城市群产业生态化水平所处的阶段和区域差异,了解产业生态化水平存在的短板,为城市群发展制定更加科学的对策建议。[方法] 从产业经济系统和生态环境系统两个方面构建产业生态化评价指标体系,运用熵值法对呼包鄂榆城市群各城市2012—2021年产业生态化水平进行测度,运用耦合协调模型分析城市群产业经济系统和生态环境系统之间的耦合协调度,最后运用固定效应模型对影响因素进行分析。[结果] ①2012—2021年,呼包鄂榆城市群各城市产业生态化水平整体呈现波动上升趋势,从地市平均水平来看,产业生态化水平区域之间发展不平衡。②2012—2021年,呼包鄂榆城市群各城市产业经济系统和生态环境系统耦合度处于动态变化的高水平耦合阶段。各地市协调度均有不同程度的提升,但是仍然处于低度协调的阶段,耦合协调的发展速率缓慢。③通过固定效应模型分析产业生态化的影响因素,结果表明:经济发展水平、对外开放水平、技术创新、废物综合利用水平和政府调控对产业生态化水平有着显著的正向促进作用,而产业结构对产业生态化水平有着显著的抑制作用。[结论] 呼包鄂榆城市群产业生态化水平和耦合协调度均有较大的提升空间。因此,应当优化产业结构,培育多元产业体系;推动循环发展,提升废物利用水平;加大创新投入,提升社会创新能力。同时政府部门也应积极参与,充分发挥监管作用。

    • 山西省黄河流域生态绩效时空演变及提升路径

      2024, 44(6):339-352. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20241014.001

      摘要 (5) HTML (0) PDF 27.96 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 开展山西省黄河流域生态绩效评价,为该区域可持续发展提供理论支撑与决策依据。[方法] 以山西省黄河流域为研究区,基于“压力—状态—响应”模型构建理论框架,运用InVEST模型,SFA模型和耦合协调度等方法,评价2010—2020年的生态绩效时空互动,并依据生态绩效水平现状和空间分布特征,自下而上开展生态绩效优化分区。[结果] ①2010—2020年,山西省黄河流域生态系统服务综合指数提高2.27%,空间分布呈“南北纵列,高低相间”,形成以吕梁山和太岳山—中条山为主的双核心模式。②2010—2020年,山西省黄河流域生态效率提高43.48%,空间分布呈“中部低,四周高”。③2010—2020年,山西省黄河流域生态绩效提高35.29%,空间分布呈“中部低,四周高”。④依据生态绩效空间分异特征,将研究区划分为生态绩效重塑区、生态绩效改良区、生态绩效缓冲区、生态绩效提升区和生态绩效保育区,分区分类提出针对性生态绩效提升路径。[结论] 山西省黄河流域生态绩效总体不高,仍处于高质量发展初级阶段,未来需要探寻适合该区域生态保护和经济发展高度协调的新路径与支撑点。

    • 河北省生态系统碳储量和生境质量的时空演变特征及驱动因素

      2024, 44(6):353-365. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.036

      摘要 (4) HTML (0) PDF 22.71 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究河北省生态系统碳储量和生境质量时空演化特征及空间分异的主要驱动力,以期为区域固碳能力提升和生态环境治理提供更可靠的参考依据。[方法] 基于土地利用转移矩阵分析河北省2000—2020年土地利用变化现状,选用PLUS-InVEST-Geodector模型估测2000—2030年河北省生态系统碳储量和生境质量并分析其时空变化规律及驱动因素。[结果] ①2000—2020年河北省碳储量共下降13.45 Tg (以C计),碳储量变化减少的区域多集中于坝上高原地区及华北平原和东南部丘陵地区。②2030年自然发展情景下碳储量较2020年减少6.37 Tg,经济发展情景下碳储量减少21.73 Tg,可持续发展情景下碳储量增加3.65 Tg。③2000—2020年河北省生境质量指数随着时间变化呈逐渐下降趋势。低及较低等级生境质量主要地类为建设用地、耕地,较高及高等级生境质量主要地类为草地、林地。④2030年河北省生境质量指数在不同情景下有所差异,可持续发展情景(0.463 9)>自然发展情景(0.454 2)>经济发展情景(0.450 0)。⑤碳储量和生境质量空间分异解释力最强的因子分别是坡度和高程。[结论] 碳储量和生境质量同时受到自然地理因素以及社会经济因素的共同作用。可持续发展情景下的土地利用格局有助于提升河北省生态系统的碳储量和生境质量。

    • 华北平原三省耕地利用碳排放时空特征、影响因素及脱钩关系

      2024, 44(6):366-376. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.037

      摘要 (4) HTML (0) PDF 4.48 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨耕地利用碳排放特征及其与粮食产量的脱钩关系,为协调华北平原耕地利用碳减排与粮食安全提供科学依据。[方法] 基于2001—2021年华北平原三省(山东、河北、河南)45个城市的数据,运用碳排放系数法、空间自相关分析、空间杜宾模型和Tapio脱钩模型,研究耕地利用碳排放的时空演变及其影响因素,并分析耕地利用碳排放与粮食产量的脱钩关系。[结果] ①2001—2021年华北平原三省耕地利用碳排放总量呈现“倒U型”特征,其中化肥是主要碳源,占总量的51.67%。山东省和河南省的耕地利用碳排放总量高于河北省,且三省在碳排放结构上存在差异。②空间上,华北平原三省耕地利用碳排放总体上由高碳向低碳阶段转变,不同城市间的碳排放水平存在显著差异。③耕地利用碳排放总体上表现出正向空间集聚特征且集聚程度趋于增强,高—高型集聚区的空间连贯性扩展,而低—低型集聚区则较为分散。④农业经济水平、农村电力消耗和化肥施用强度对耕地利用碳排放具有正向促进作用,城镇化水平则呈负向影响。城镇化水平与农村电力消耗具有正向空间溢出效应,农业经济水平则为负向空间溢出效应。⑤耕地利用碳排放与粮食产量的脱钩状态从弱脱钩为主、扩张性负脱钩为辅转变为强脱钩为主、衰退脱钩为辅。[结论] 应鼓励使用有机肥和精准施肥技术,根据各省碳排放结构的差异制定减排措施,增强粮食品种适应性,加强区域间协调互动。

    • 不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性及碳氮含量的影响

      2024, 44(6):377-386. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.038

      摘要 (4) HTML (0) PDF 2.27 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究浙东典型森林公园地区土壤中的生物群落和有机质的变化,为改善该地区的土壤结构和提高土壤有机质含量奠定基础。[方法] 在浙东典型天童国家森林公园选择林地、果园、蔬菜地和荒地这4种土地利用方式,通过湿筛法测定中间团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)、大团聚体(>2 mm)和粉黏粒(<0.053 mm)有机碳含量和微生物量碳、氮含量,揭示浙东典型森林公园地区土壤有机碳库的形成格局和调控。[结果] ①不同土地利用方式下各个粒级的团聚体有机碳和微生物量碳、氮的分配规律相似,均表现为:中间团聚体>微团聚体>大团聚体>粉黏粒;不同土地利用方式下0—10 cm土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤MWD和GMD大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地差异不显著(p>0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05),由此说明不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响主要在表层土壤。②不同土地利用方式下土壤各粒径有机碳含量趋势一致,基本表现为:大团聚体>微团聚体>中间团聚体>粉黏粒,且0—10 cm土层土壤各粒径有机碳含量均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤有机碳含量大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地显著高于果园和蔬菜地(p<0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05)。③不同土地利用方式土壤各粒径微生物量碳和氮变化趋势一致,基本表现为:大团聚体>微团聚体>中间团聚体>粉黏粒,且0—10 cm土层土壤微生物量碳和氮含量均高于10—20 cm土层,0—10和10—20 cm土壤微生物量碳和氮含量大致表现为:林地>荒地>果园>蔬菜地,其中林地和荒地显著高于果园和蔬菜地(p<0.05),果园和蔬菜地差异不显著(p>0.05)。[结论] 林地和荒地土壤团聚体有机碳、微生物量碳和氮高于果园和蔬菜地,由此表明林地和荒地更有利于土壤有机碳的累积,土壤固碳潜力更大。

    • 陕西省耕地碳收支时空变化及公平性

      2024, 44(6):387-398. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.039

      摘要 (5) HTML (0) PDF 5.12 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨区域农业生产碳收支和碳排放公平性的时空演变规律,为制定差异化减排增汇对策提供科学参考。[方法] 基于2000—2020年陕西省农业统计数据,采用碳排放系数法对全省连续21 a的耕地碳收支进行估算,并构建碳排放公平性评价模型,从生态承载系数及经济效率系数两个方面分析陕西省耕地碳排放公平性。[结果] ①21 a间,陕西省耕地碳排放总量先增后减,碳排放强度增幅达到48.15%,其中化肥是主要的碳排放源。②碳吸收总量持续上升,碳吸收强度年平均增长率13.67%,其中蔬菜的碳吸收贡献率最高。③碳排放和碳吸收均呈现关中高、陕南陕北较低的分布格局,耕地碳排放生态承载能力表现为:陕南>关中>陕北,农业经济效率呈现:陕南>陕北>关中;碳排放公平性聚类分析结果显示,陕南和西安市在一定程度上分担了陕西省其他地区的耕地碳减排压力,而铜川市、宝鸡市、榆林市、渭南市等地区则加重了耕地碳减排压力。[结论] 陕西省耕地碳收支动态和公平性区域差异较大,需要针对不同区域情况制定和完善差异化减排策略。

    • 陕西省延安市主要作物生育期降水量和需水量的关系

      2024, 44(6):399-408. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2024.06.040

      摘要 (5) HTML (0) PDF 4.65 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究陕西省延安市主要作物水分供需特征,为该地区作物需水研究和作物种植结构调整提供参考。[方法] 基于延安地区气象站的逐日气象观测资料(2000—2020年),采用FAO-56公式和作物系数法对该区主要作物(春玉米、春谷子、马铃薯和冬小麦)生育期内需水量、有效降水量和灌溉需水量的变化特征及作物水分供需进行了研究。[结果] 2000—2020年延安地区春玉米生育中期需水量和有效降水量最大,分别为247.85 mm和68.34 mm;缺水量以6.61 mm/10 a的速率增加。马铃薯生育中期需水量和有效降水量最大,分别为288.83 mm和89.53 mm;缺水量以5.75 mm/10 a的速率增加。春谷子在生育中期需水量和有效降水量最大,分别为248.29 mm和71.68 mm;缺水量以-7.0 mm/10 a的速率减少。冬小麦在快速发育期需水量最大,为192.98 mm,有效降水量在生育初期达到峰值,为31.14 mm;缺水量以9.94 mm/10 a的速率增加。主要作物即使在有效降水达到峰值的情况下,作物生长对水分的需求仍然亏缺。[结论] 应采取减少春玉米种植面积,增加春谷子和马铃薯种植面积等措施改善作物种植结构,或增加田间集水设施以提高雨水资源利用效率,从而保障延安地区粮食生产的可持续发展。

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