• 2025年第45卷第1期文章目次
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    • >试验研究
    • 农村生活污水利用中水力负荷对污染物分布和草地净化效率的影响

      2025, 45(1):1-9. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.001

      摘要 (115) HTML (88) PDF 6.03 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究草地消纳利用农村生活污水过程中污染物分布规律,为农村生活污水资源化利用的风险防控提供科学参考。[方法] 考察草地消纳利用农村生活污水过程中水力负荷对土壤溶液和土壤污染物分布的影响,分析不同深度土壤溶液和土壤污染物变化规律,并进一步通过Pearson相关系数探讨水力负荷与土壤溶液和土壤污染物之间的关联性及影响程度。[结果] ①随着水力负荷由0.005 m3/(m2·d)逐渐增加至0.05 m3/(m2·d),草地中出现NH+4-N和NO-3-N富集现象,而且NO-3-N反硝化性能不佳是制约草地脱氮速率的限速步骤。②水力负荷与土壤NH+4-N含量之间具有良好的正相关性,相关性系数高达0.94。[结论] 草地消纳利用农村生活污水过程中应合理分配水力负荷,做好环境风险管控。

    • 广西典型喀斯特地区不同林地土壤粒度分布的单重与多重分形特征

      2025, 45(1):10-19. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.002

      摘要 (64) HTML (0) PDF 2.12 M (81) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 揭示广西典型喀斯特地区不同林地土壤粒度分布的分形特征及其与土壤性质的关系,为石漠化地区林业可持续发展提供科学指导。[方法] 测定桉树、马尾松人工林及天然次生林土壤的粒度分布与性质。采用分形模型计算各类林地土壤的单重与多重分形维数,同时探讨土壤分形维数与土壤性质的关联。[结果] 相较于天然次生林,桉树与马尾松人工林的容重小23%和15%,总孔隙度增大27%和17%,黏粒含量分别减少58%与42%,砂粒增多24%与14%,单重分形维数(Ds)下降6%与4%,且有效磷、速效钾和全钙含量均减少(前者分别减少68%,49%,6%,后者分别减少42%,40%,25%)。〔容量维度(D0)-关联维数(D2)〕,Dq值域的跨度(ΔD),奇异谱宽(Δα)是反映土壤粒度分布不同维度上异质性的多重分形参数。这3个参数数值上桉树(0.13,1.29,1.52)与马尾松(0.13,0.99,1.18)人工林均大于天然林(0.08,0.83,1.02)。此外,人工林土壤的多重分形参数与土壤养分含量存在更显著的相关性(p<0.05)。[结论] 喀斯特地区的人工林的种植与经营不当,可能促使土壤细颗粒的流失和关键养分的枯竭,导致土壤粒度分布集中于小概率密集区,增加土壤粒度分布的异质性,进一步加速石漠化的过程。单重分形维数(Ds)能够反映喀斯特林区土壤肥力的退化程度,而多重分形参数还能精细揭示土壤粒径在微观层面上的非均匀分布特征,表明分形维数可作为喀斯特地区人工林土壤质量精准评价的潜在指标。

    • 有机肥配施保水剂对褐土耕层土壤水力特性的影响

      2025, 45(1):20-29. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.003

      摘要 (63) HTML (0) PDF 1.79 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究有机肥配施保水剂对褐土耕层土壤水力特性的改良效果,旨在探寻最适配施的有机肥施入量及保水剂最佳配施比例,为褐土高水效耕层构建提供技术途径和理论依据。[方法] 以山西省褐土耕层土壤为研究对象,采用裂区试验设计。以有机肥施用量为主区,设置F1(0 t/hm2),F2(45 t/hm2),F3(60 t/hm2)和F4(75 t/hm2)4个处理;以保水剂施用量为副区,设置B1(0 kg/hm2),B2(300 kg/hm2),B3(600 kg/hm2)和B4(900 kg/hm2)4个处理,探究有机肥和保水剂施用量对褐土耕层土壤水分特征曲线、比水容量值和有效水含量等水力特性的影响。[结果] ①与单施保水剂相比,有机肥配施保水剂处理土壤持水能力和供水能力均增强,有效含水量增加。②有机肥施入量不同,有机肥配施保水剂对土壤水力特性的改良效果不同。试验土壤低吸力段持水能力,供水能力及有效水含量均表现为:F3>F2>F4>F1。③F3处理下,随着保水剂配施比例的增加,土壤的持水能力与供水能力呈现先增加后降低的趋势;土壤有效水含量与保水剂配施比例呈抛物线关系(R2=0.949 3)。[结论] 中量有机肥(60 t/hm2)配施保水剂对褐土耕层土壤改良效果最好,此有机肥投入量下保水剂的最佳配施比例是0.91%。

    • 不同地表粗糙度红壤坡面流水动力学特性

      2025, 45(1):30-39. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.004

      摘要 (50) HTML (0) PDF 5.94 M (114) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究不同地表粗糙度、坡度和流量下的红壤坡面流水动力学特性,为理解和预测红壤坡面片蚀过程提供科学依据。[方法] 通过5个团聚体粒径(0.25~1,1~3,3~5,5~7,7~10 mm)模拟构建不同地表粗糙度的红壤坡面,试验设计4个流量(2,4,8,16 L/min)和4个坡度(5°,10°,15°,20°),基于运动恢复结构的摄影测量法和电解质示踪法测定坡面地表粗糙度和流速,计算出每个工况下的地表粗糙度和水动力学参数。[结果] 在试验设计条件下,坡面流平均流速介于0.022~0.531 m/s,雷诺数在63~1 155,弗劳德数范围为0.1~4.1,阻力系数区间为0.13~68.86。地表粗糙度与阻力系数呈正相关(p<0.01),与雷诺数(p<0.05)、弗劳德数和流速(p<0.01)的呈负相关。坡度与坡面流平均流速和弗劳德数呈正相关(p<0.01)。单宽流量与雷诺数、弗劳德数和平均流速呈正相关(p<0.01),与阻力系数呈负相关(p<0.01)。[结论] 地表粗糙度增加导致坡面流阻力增大,水流惯性力减小,是决定平均流速、弗劳德数和阻力系数的关键因素。单宽流量通过改变坡面流水深和水流惯性力主导雷诺数的变化。相较于地表粗糙度和单宽流量,坡度对平均流速、雷诺数、弗劳德数和阻力系数的影响最小。平均流速、弗劳德数与地表粗糙度、单宽流量及坡度间呈良好的幂函数关系。雷诺数、阻力系数则与单宽流量和地表粗糙度呈良好的幂函数关系。

    • 不同流路宽度比例的S形植物坝对泥石流的调控效益

      2025, 45(1):40-48,136. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.005

      摘要 (19) HTML (79) PDF 22.53 M (102) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究不同流路宽度比例的S形植物坝对泥石流的调控效益,探究生物工程措施消能减灾的作用,为构建生态与岩土协同减灾模式提供理论基础。[方法] 分别从流速调节、流量调节、泥沙拦截和能量削减4个方面,对S形流路宽度比例分别为0%(S0),30%(S30),45%(S45),60%(S60),75%(S75)的植物坝开展了一系列的水槽试验。[结果] ①流路宽度比例为0%的植物坝(S0)对阵流型泥石流具有很好的拦截效果,流速削减31.03%~44.19%,流量削减45.88%~56.02%,能量削减34.37%~52.72%,泥沙拦截3.31%~75.69%; ②流路宽度比例为75%的植物坝(S75)对阵流型泥石流具有很好的排淤效果,流速削减7.69%~29.03%,流量削减12.94%~35.54%,能量削减11.56%~34.09%,泥沙拦截4.13%~45.69%; ③而流路宽度比例为45%的植物坝(S45),相较于S30,S60,对阵流型泥石流具有较好的拦排兼顾效果,流速削减11.11%~40.00%,流量削减16.47%~51.20%,能量削减18.04%~45.16%,泥沙拦截1.63%~54.75%。[结论] S形流路宽度比例为0%(S0)的植物坝适合布置于以拦截为主的泥石流沟道内;S形流路宽度比例为75%(S75)的植物坝适合布置于以排淤为主的泥石流沟道内;S形流路宽度比例为45%(S45)的植物坝更适合布置于以拦排结合为主的泥石流沟道内。

    • 不同种植模式对干热河谷坡耕地水土流失的影响

      2025, 45(1):49-57. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.006

      摘要 (50) HTML (0) PDF 1.76 M (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究干热河谷区不同种植模式坡耕地的径流分配及水土保持效益,为金沙江干热河谷水土保持型经果林营建提供科学依据。[方法] 采用原位径流小区监测试验,选取干热河谷坡耕地典型经果林经营的2种种植模式:单作(葡萄、枣树、柱花草)和果草复合间作(葡萄+柱花草、枣树+柱花草)为研究对象,设裸地为对照,比较不同作物和种植模式下小区地表径流、壤中流及土壤侵蚀量的差异,探究不同种植模式的径流分配机理,评价不同种植模式的水土保持效益。[结果] 干热河谷不同种植模式和裸地径流均以地表径流为主(53.20%~94.07%),降雨量、降雨强度和植被覆盖是影响干热河谷区坡耕地土壤侵蚀的关键因素,不同种植模式通过调控径流在深土层的分配从而显著减少地表径流(50.79%~89.70%)和径流泥沙量(54.66%~77.13%);果草复合的间作模式50 cm和100 cm壤中流均高于其他模式,果草复合间作模式(枣树+柱花草、葡萄+柱花草)的减流(78.53%,72.54%)、减沙(71.76%,63.21%)效益显著高于单作模式。[结论] 果草复合的间作模式通过将表层径流导入土壤深层的机制实现降雨径流的再分配,从而发挥更佳的水土保持功能。

    • 暴雨作用下排土场平台—边坡系统土体养分流失特征

      2025, 45(1):58-64,104. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.007

      摘要 (23) HTML (77) PDF 2.67 M (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨中国矿区排土场平台边坡系统土体养分流失的特征及过程,为排土场土壤养分流失防治等问题提供理论依据。[方法] 以辽宁省阜新市海州露天煤矿排土场为研究对象,通过相似模拟原理建立排土场平台—边坡系统室内模型,采用人工模拟降雨试验研究不同降雨强度(60,90,120 mm/h)条件下排土场平台—边坡系统土体养分流失的过程及特征。[结果] ①随着降雨强度的不断增大,排土场平台—边坡土壤氮、磷、钾养分浓度的变化状况均呈先降低,随后升高,又逐渐降低的趋势,总体趋势表现为:60 mm/h>90 mm/h>120 mm/h。②随着降雨强度的不断增大,排土场平台边坡土壤中各种径流养分流失量都增大,其中TN,TP,TK径流养分流失量均随雨强的增大而增大,而NO-3-N,NH+4-N,AP和AK径流养分流失量却随雨强的增大变化不明显。③排土场平台边坡土壤泥沙养分流失浓度均大于地表径流中的养分浓度;泥沙养分流失量均随降雨强度的增大而增大。④随着降雨强度的增大,土壤泥沙中全氮、全钾的养分富集率也随之增大,表现为:TN>TP>TK。[结论] 排土场平台—边坡系统土体形态特征复杂,其土壤养分流失浓度主要受降雨强度和土壤本身两个因素的共同影响。

    • W-OH改良砾石石渣边坡渗漏效果的现场试验

      2025, 45(1):65-73. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.008

      摘要 (29) HTML (0) PDF 12.30 M (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究添加不同浓度的改性亲水性聚氨酯树脂(W-OH)溶液对砾石石渣坡面渗漏的改良效果,为改良粗粒石渣的渗漏性能,减少其水分漏失以及石漠化地区植被恢复提供理论支撑。[方法] 以广西石漠化地区某公路石渣边坡为研究对象,在边坡现场采用不同的来流量对添加不同浓度W-OH溶液的石渣坡面开展人工径流入渗试验。[结果] 未经W-OH溶液处理的边坡渗漏严重,当来流量大于30 L/min时可形成坡面径流。且来流量为30 L/min时径流率仅占来流量的18.3%,有81.7%的水从坡体渗漏流失。经W-OH溶液处理后坡面的稳定径流率和稳定入渗率均随来流量和W-OH溶液浓度的增大而增大。用3%~6%浓度的W-OH溶液处理后坡面的稳定径流率较未处理坡面提高了200%~385.5%,且W-OH溶液的浓度越高,对坡面的处理效果越好。入渗径流比随来流量和W-OH溶液浓度的增大而减小。[结论] 采用W-OH溶液处理后可有效减少粗粒石渣边坡的渗漏量,提升坡体的保水能力,有助于边坡植被的修复。

    • 腾格里沙漠东北缘花棒群落土壤C,N,P的化学计量特征

      2025, 45(1):74-81. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.009

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.83 M (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究干旱区植被恢复过程中土壤C,N,P含量的变化规律及其生态化学计量特征,为准确评估固沙植被对干旱环境土壤养分影响提供科学依据。[方法] 以腾格里沙漠东北缘1992年飞播造林区花棒群落为研究对象,以原生植被油蒿群落以及未进行植被恢复措施的流沙地作为对照(CK),分析花棒群落的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及其生态化学计量比的剖面特征。[结果] ①恢复约30 a的花棒群落土壤SOC,TN,TP含量分别为0.71,0.03和0.27 g/kg,较未经飞播的流沙地均显著提高,分别提高了73.2%,50%和145.5%,且土壤SOC已恢复到原生植被油蒿群落的58.6%。花棒群落的土壤SOC,TN,TP含量剖面分布规律表现为随土层深度减小,0—10 cm土层显著高于其余土层深度(p<0.05)。②花棒群落的土壤C∶P为0.57,N∶P为0.13,较裸沙分别降低了30.5%,48%,C∶N为22.41,较裸沙提高了73.2%。花棒群落的土壤C∶P,N∶P随土层深度的增加而降低,C∶N呈先增加后降低的趋势。花棒群落0—200 cm深度土壤N∶P均值为0.13,远小于14。[结论] 研究区随着固沙植被的恢复,土壤养分积累明显。花棒群落生长主要受到N元素的限制,建议在后期花棒群落恢复过程中,增施氮肥。花棒群落的土壤有机质矿化速率较低,SOC分解速率小于积累速率,研究区土壤环境有利于花棒群落C的积累。

    • >水保监测与应用技术
    • 湖北省林下植被盖度时空变化特征及其驱动因素

      2025, 45(1):82-93. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.010

      摘要 (54) HTML (0) PDF 11.91 M (118) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究湖北省林下植被盖度的时空变化特征及其驱动因素,为该区生态环境保护与植被管理提供科学依据。[方法] 以湖北省为研究区域,通过样地调查并结合DeepLabV3+语义分割方法提取了2022年度湖北省28个样方点每半月的林下绿叶植被盖度及林下枯落物盖度。基于此,采用多种机器学习模型分析空间位置、自然环境、社会经济环境、气候条件等4类驱动因子对林下绿叶植被盖度变化的作用。[结果] 林下枯落物盖度月度变化并未表现出明显的季节性特征,且各个样方点上林下枯落物盖度时空差异性较大;而林下绿叶植被盖度则呈现明显的季节性变化特征,不同植被类型下的林下绿叶植被盖度存在明显差异,通常经济林和针叶林的林下绿叶植被盖度高于落叶阔叶林和常绿阔叶林,且落叶阔叶林和常绿阔叶林的林下绿叶植被盖度差异较小。随机森林回归模型预测性能最好,均方根误差(RMSE)为11.072 3,决定系数(R2)为0.732。[结论] 随机森林回归模型显示同期气温、NDVI和过去1个月的降水量是林下绿叶植被盖度时空变化的关键驱动因子。

    • 黄土高原中部沟壑区典型聚湫流域植物群落组成特征

      2025, 45(1):94-104. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.011

      摘要 (110) HTML (103) PDF 11.72 M (143) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析典型流域的植物组成,评价黄土高原生态修复状况,为进一步采用植被恢复措施巩固水土治理效果提供科学指导。[方法] 基于黄土高原中南部高塬沟壑区合水(HS)聚湫流域和中北部丘陵沟壑区靖边(JB)聚湫流域,详细调查两个流域的现有的植被类型,鉴定表土孢粉组成,并分析表土的含水量、粒度、550 ℃烧失量等物理特征。[结果] HS聚湫流域存在84科230属植物,而JB聚湫流域则存在78科223属植物。但HS聚湫流域多见木本植物、喜湿型草本植物、禾本科植物,总比例为51.74%,而JB聚湫流域的旱生型灌木和草本植物更丰富,总比例高达56.50%,这是两地气候特征、土壤属性和土地利用方式等因素共同作用的结果。自“退耕还林(草)”工程实施以来,HS和JB聚湫流域高植被覆盖度面积比例分别提升至82.61%和37.80%,但也存在外来植物入侵、本地植物比例不高、人工栽种植物常见等问题。[结论] 黄土高原小流域生态修复需充分考虑当地气候环境和林草植物特性,进而形成可持续的植被恢复和演替。

    • 雅鲁藏布江中上游流域土地沙化时空演变特征分析与归因识别

      2025, 45(1):105-113,404. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.012

      摘要 (26) HTML (0) PDF 6.51 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对雅鲁藏布江中上游流域土地沙化时空演变特征与归因进行分析和识别,为该区生态修复与保护、促进生态系统良性循环提供科学支撑。[方法] 本研究采用改进的基于植被—地表反射率—土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维空间的荒漠化差值指数方法,开展雅鲁藏布江中上游流域1990—2020年土地沙化时空演变的监测分析,在此基础上,分别采用主成分分析方法和地理探测器方法,从时序变化和空间分异两个方面进行土地沙化的归因识别。[结果] 雅鲁藏布江中上游流域沙化土地总面积由1990年的3.48×104 km2减少至2020年的1.67×104 km2,但部分区域沙化程度增强,集中在研究区西部的萨嘎县、吉隆县片区和东南部的康马县、琼结县等;空间分布上,研究区沙化土地呈现出“自西向东”沿干流河道带状分布的特点,且集中在微坡、缓坡地形以及草地和未利用地上。1990—2020年研究区土地沙化逆转主要受人类活动因子的影响,主成分因子贡献率约59.1%;而沙化土地的空间分异则从1990年的与高程和风速等自然地理要素相依性为主,转变为2020年的受自然及社会经济因素等多驱动因子的协同,且各驱动因子对沙化土地空间分布的影响力呈双因子增强和非线性增强。[结论] 雅鲁藏布江中上游流域土地沙化总体缓解的同时局部仍有加剧,建议进一步加强雅鲁藏布江源区生态修复与保护、加强河道左右岸10 km范围的沙源治理和植被培育。

    • 南方山丘区坡改梯工程的水土保持与作物增值效益评估与优化——以湖北省丹江口市为例

      2025, 45(1):114-126. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.013

      摘要 (21) HTML (69) PDF 22.53 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评估和优化南方山丘区小流域尺度上坡改梯工程的水土保持效益与作物增值经济效益,分析二者之间的权衡关系,为该区坡改梯工程的空间优化布局提供科学指导。[方法] 基于遥感和空间分析技术,识别丹江口市梯田的空间分布并划定小流域。结合中国土壤流失方程(CSLE)模型和实地调查,评估坡改梯工程中水土保持效益与作物产值提升之间的权衡关系,采用线性优化方法搜索多情景下坡改梯工程的最优空间布局。[结果] 丹江口市的梯田和坡耕地主要分布在中部以及北部的流域内,这些区域具备更高的水土保持效益及作物增值经济效益总量。对各小流域的空间优化分析的结果显示,在水土保持效益优先情景下坡改梯工程主要分布于西南部流域;而在作物增值效益优先情景下,坡改梯工程则更集中于中部流域。多情景的线性优化结果表明:水土保持效益优先与作物增值效益优先间存在显著权衡关系。各情景中最大的水土保持效益为:减少侵蚀量约3.21×106 t,此时作物增值经济效益约为1.78×108元;最大的作物增值经济效益约为1.87×108元时,水土保持效益仅为约3.01×106 t。非劣解可以反映二者的权衡关系。[结论] 通过线性优化方法合理配置流域内的坡改梯面积,能够显著提升水土保持效益和作物增值经济效益并缓解两者的权衡,为管理部门提供了一系列非劣解的空间优化方案。

    • 基于全连接神经网络的广西北流市崩塌滑坡风险评价

      2025, 45(1):127-136. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.014

      摘要 (28) HTML (0) PDF 17.90 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 建立适用于广西岩溶地区的崩塌滑坡风险评价体系,为该地区崩塌滑坡的早期预警与防灾减灾提供科学依据。[方法] 以北流市为研究区,构建崩塌滑坡数据库,采用斜坡单元为评价基础,系统收集并分析多源数据,选取包括地下水类型、径流强度指数在内的关键评价指标,利用全连接神经网络模型开展崩塌滑坡易发性评价。鉴于岩溶地区易受降雨和岩溶侵蚀的影响,研究引入土壤侵蚀模数进行危险性评价,最后结合承灾体易损性,构建北流市崩塌滑坡风险评价模型。[结果] 风险评价结果表明,高和极高风险区的面积为252.22 km2,占北流市总面积的10.27%。这些高风险区主要分布在隆盛镇、新丰镇、平政镇和六靖镇一带,属于侵蚀剥蚀丘陵和构造侵蚀低山地区,岩土体松散,土壤侵蚀模数较大、人口密度高、建筑物集中,极易受到崩塌滑坡威胁,风险等级高。[结论] 经过ROC曲线和野外调查验证,北流市崩塌滑坡易发性评价精度达0.966 4,风险评价准确率为89.3%。验证结果表明,所构建的模型具有较高的精度和实际适用性,评价结果与实际情况相符。

    • 基于InVEST模型和电路理论的生态安全格局识别——以青海省海南藏族自治州为例

      2025, 45(1):137-146. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.015

      摘要 (29) HTML (0) PDF 16.03 M (153) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 识别青海省海南藏族自治州关键生态廊道、生态节点和障碍点,刻画海南州的生态安全格局,为该地区生态环境保护和可持续发展提供科学参考和借鉴。[方法] 以黄河源头重要水源涵养区青海省海南藏族自治州(海南州)为研究对象,基于InVEST模型和电路理论方法,刻画以源地—阻力面—廊道为框架的海南州生态安全格局。[结果] ①海南州生态系统服务总体较好,主要以极重要和高度重要服务为主; ②研究区内生态源地面积约5 463 km2,占研究区总面积的12.0%,斑块分布较为零散,集中分布在海南州南部、东部和青海湖南岸;识别生态廊道共55条,总长度为1 963 km,其中关键廊道22条,廊道分布呈现南部、东部密集,西部稀疏的分布格局;共识别生态夹点37个,生态障碍点32个,主要分布在共和县和贵德县中部; ③通过整合生态源地、生态廊道和生态夹点、障碍点区域,构建生态安全格局。[结论] 研究区西部未来应重视生境的保护和修复,提升海南州生态系统的整体连通性。

    • 基于数值模拟的强降雨诱发低频泥石流特征分析和危险性评价——以秦岭鸡窝子山洪泥石流为例

      2025, 45(1):147-157,177. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.016

      摘要 (26) HTML (0) PDF 21.03 M (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究发育在秦岭山区的低频泥石流的特征及成因机制,为该地区此类低频泥石流的防灾减灾工作提供科学参考。[方法] 以2023年“8·11”鸡窝子山洪泥石流为研究对象,通过野外调查、数值模拟等手段,采用实际降水频率,开展此次山洪泥石流形成过程反演,并进行危险性评价。[结果] ①强降雨快速汇集形成洪流,导致上游沟道松散物质被揭底侵蚀,形成“消防水管”效应,暴发山洪泥石流,并借助陡峭地形对全流域沟道进行侵蚀,大量堆积物和巨大冲击力在下游扩散开来形成堆积扇,并堵塞河道。②在实际降雨频率下模拟得出,泥石流全流域淤积深度在0.04~5.63 m,最大流速7.43 m/s,堆积扇面积1.91×104 m2,一次性冲出量为78 271 m3。③基于流速、泥深和危害范围,给出了高、中、低3个危险区域,堆积扇西侧区域地势较高,为低危险区,占堆积扇面积约10%,中间区域和堆积边缘至公路区域为中危险区,该类面积占62%,堆积扇东南和西南区域为高危险区,该类面积占28%。[结论] 2023年“8·11”鸡窝子山洪泥石流是一次典型由极端短时强降雨诱发的低频山洪泥石流灾害,FLO-2D模型可有效模拟泥石流的运动和沉积过程,并确定了泥石流的危险范围。

    • 基于矩阵判别法的江西省上犹县崩岗危险性评价

      2025, 45(1):158-167. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.017

      摘要 (26) HTML (0) PDF 7.67 M (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 调查和研究江西省上犹县崩岗特征,并对其危险性进行评价,为该区崩岗治理优先级决策提供数据支撑和科学依据。[方法] 江西省上犹县为研究区,在全面调查崩岗及其危害特征的基础上,根据崩岗危险发生“三要素”原理,选择崩岗规模、发育状态等作为崩岗主体危险潜能指标,选择房屋、道路、耕园地等危害受体并结合危害距离作为危害程度指标,构建基于矩阵判别法的崩岗危险性评价指标体系,探讨基于矩阵判别法评价崩岗危险性的准确性。[结果] ①上犹县共有崩岗227个,其中已治理崩岗25个,未治理崩岗202个,发育状态以活跃型为主,规模以大型居多,形态类型以瓢形为主,崩岗危害对象以耕园地为主,危害距离以小于10 m为主。②上犹县内,无、小、中、大、极大5个危险等级的崩岗占崩岗数量的比例分别为47.5%,14.9%,15.8%,14.9%和6.9%,现场复核验证准确度达到80%。③在上犹县,大和极大危险等级的崩岗主要分布于营前镇与水岩乡,少部分位于梅水乡与黄埠镇,需优先治理。[结论] 矩阵判别法具有较好的准确性,且指标易获取,方法易操作,适用于对崩岗危险性的评价。

    • 基于RF和EBKRP算法的新安江流域有效土壤厚度反演

      2025, 45(1):168-177. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.018

      摘要 (28) HTML (0) PDF 19.98 M (113) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 快速、准确地获取区域有效土壤厚度,分析其空间分布特征和影响因素,为植被生长、土壤保持和粮食安全工作提供理论指导。[方法] 以新安江流域为研究区,将野外调查数据、地形、岩性和气候等成土因素结合起来,采用经验贝叶斯克里金回归预测(EBKRP)和随机森林(RF)算法,得到有效土壤厚度反演结果,并分析其与环境变量之间的关系。[结果] ①区域平均有效土壤厚度为0.2~0.3 m,城镇建设集中和人类活动密集的盆地和平原区土壤厚度较高,丘陵山地区则较低。②从MAE(平均绝对误差)、R2(判定系数)和RMSE(均方根误差)3项精度评价指标来看,RF算法的预测结果明显优于EBKRP算法,而且更能显示出土壤厚度空间异质性分布特征,在一定程度上提高了土壤厚度数字制图的效果。③有效土壤厚度的估算受地形和气候变量的影响较大,它们分别占变量重要性的46.77%和18.78%。[结论] RF算法能够有效实现对区域有效土壤厚度的反演,克服了土壤厚度空间异质性的特点,相较于有限采样的模型更精确,分辨率也更高。

    • 土地利用冲突时空动态过程与多情景模拟——以安徽省芜湖市为例

      2025, 45(1):178-189,198. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.019

      摘要 (28) HTML (0) PDF 13.66 M (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨土地利用冲突的演变过程及其形成变化机制,为促进区域土地利用冲突缓解、优化区域土地资源配置提供理论依据。[方法] 基于时空动态过程,从景观格局视角构建土地利用冲突识别模型,诊断芜湖市2000,2005,2010,2015和2020年5期土地利用冲突状况。基于贝叶斯时空层次模型和最优化地理探测器构建土地利用冲突时空动态过程形成机制框架,识别芜湖市土地利用冲突时空动态过程及形成机制。结合PLUS模型对芜湖市2030年土地利用进行多情景模拟预测。[结果] ①研究期内,芜湖市土地利用冲突水平呈现波动上升趋势,土地利用冲突空间格局主要呈现“南高北低,以长江为轴线不断扩展”,其局部变化热点分布集中于城乡交错区以及农业空间与生态空间交互区。②高程、坡度、距道路距离以及距水系距离等因素是芜湖市土地利用冲突格局形成的主要影响因素,而GDP和人口分布对于土地利用冲突形成的解释力度相对较小。③不同情景下土地利用冲突格局仍将延续前期变化,其中耕地保育和生态保护情景可以有效缓解土地利用冲突的形成,需在管理过程中维护农业、生态和经济发展之间的平衡。[结论] 芜湖市土地利用冲突呈现不断强化态势,其中社会发展对其影响程度不断深化,未来仍需因地制宜强化国土空间用途管制,提升土地利用节约集约水平,实现高质量发展。

    • 不同回填技术下排土场土体裂缝的水分蒸发特征

      2025, 45(1):190-198. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.020

      摘要 (23) HTML (0) PDF 2.32 M (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究排土场土体裂缝在经过不同回填技术处理后土壤的水分蒸发特征,为排土场土体裂缝的有效治理、促进生态环境修复和土地复垦提供科学依据。[方法] 试验用土取自海州露天矿西排土场表面覆土,通过对土体裂缝进行模拟回填处理,采用室内模拟蒸发试验进行分析。[结果] 裂缝的日蒸发量在试验中呈现出明显的3阶段蒸发规律,不同回填处理对裂缝的日蒸发量影响较小;随着裂缝宽度增加,裂缝的累积蒸发量变大,经过回填处理可有效减少裂缝累积蒸发量,回填比例为1∶1(处理1)累积蒸发量均为同组裂缝回填下的最小值;裂缝的出现会导致土壤含水率减少,但回填处理能够提高裂缝的含水率,其中回填比例为1∶1(处理1)的含水率均为3组裂缝的最高值,均值达29.74%;裂缝宽度的增加对蒸发失水比也有影响,经过回填处理后能够降低蒸发失水比,且回填比例为1∶1(处理1)在减少蒸发失水比方面表现最佳。[结论] 裂缝的存在对裂缝的日蒸发量、累积蒸发量、含水率和蒸发失水比均有影响,且回填比例为1∶1(处理1)在对排土场土体裂缝的水分蒸发研究中表现效果最佳。

    • 特高压输电工程植被恢复过程中树草种适宜性研究——以酒泉—湖南±800 kV直流输电工程甘肃段为例

      2025, 45(1):199-207,253. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.021

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.57 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 开展输电工程植被恢复及适宜树草种筛选研究,为提升输变电工程植被恢复效率和质量、减少工程造成的水土流失,降低生态恢复成本,保障电网绿色高质量可持续发展提供科学依据。[方法] 以甘肃酒泉—湖南±800 kV直流输电工程甘肃段为例,采用现场调查、实地观测和室内分析的方法,设置26个栽种观测点,观测栽种2 a和5 a草种、树种的生长情况,观测指标主要包括草种及其丛高、干草产量、树种及其株高、分枝数和冠幅。通过熵值法排序并筛选草、树种在输变电沿线各植被分区的生长适宜性。[结果] 根据观测结果,初步筛选出6个草种(冰草、芨芨草、草木犀、紫花苜蓿、老芒麦和披碱草)和6个树种(多花柽柳、柠条、沙棘、梭梭、沙地柏、胡杨)。适宜性评价结果显示:在秦岭阔叶—落叶混交区,芨芨草、紫花苜蓿、柠条均排序第1;在河西走廊荒漠戈壁区,草木樨(第2)和梭梭(第1)排名最高;在河西走廊绿洲平原区,冰草(第2)和沙棘(第1)排名最高;在河西走廊荒漠草原区,老芒麦(第2)、多花柽柳(第1)和胡杨(第1)排名最高;在黄土高原荒漠草原区,披碱草、多花柽柳、柠条、梭梭和沙地柏排序最高,均为第2名;在黄土高原干旱草原区,芨芨草(第2)和沙地柏(第1)排名最高。[结论] 输变电沿线各植被区分植被恢复适宜树草种选择应因地制宜,综合考虑生长适宜性和生态功能,推荐优先选择乡土种,如在黄土高原干旱草原区宜优先种植芨芨草、沙棘和沙地柏。

    • >碳效应研究
    • 人工造林对冀北林草交错带土壤碳密度的影响

      2025, 45(1):208-214. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.022

      摘要 (19) HTML (68) PDF 1.58 M (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究人工造林对冀北林草交错带土壤有机碳密度(SOCD)的影响,为提升该地区陆地生态系统碳汇功能提供科学依据。[方法] 以御道口地区的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,以未造林地为对照,分析人工林与未造林地(按生物量由高到低分为未造林地Ⅰ、未造林地Ⅱ和未造林地Ⅲ共3种类型)之间、不同人工林之间土壤有机碳含量(SOC)和碳密度(SOCD)的差异。[结果] ①御道口地区未造林地土壤有机碳含量在2.54 ~60.57 g/kg,与植被生物量呈明显的正相关关系(p<0.001)。②相同林龄(16~20 a)华北落叶松人工林和樟子松人工林各土层土壤有机碳含量均明显高于未造林地Ⅱ和未造林地Ⅲ,低于未造林地Ⅰ(p<0.05),同时,华北落叶松人工林又明显高于樟子松人工林,且在0—10 cm土层有显著差异(p<0.05)。③土壤有机碳密度(0—60 cm)由高到低依次为:未造林地Ⅰ(127.56 t/hm2)>16~20 a华北落叶松人工林(105.26 t/hm2)>16~20 a樟子松人工林(75.52 t/hm2)>未造林地Ⅱ(56.06 t/hm2)>未造林地Ⅲ(31.78 t/hm2),除樟子松人工林与未造林地Ⅱ之间没有显著差异外(p>0.05),其他类型之间均存在显著差异(p<0.05)。④华北落叶松人工林土壤有机碳密度随林龄的增加而增加,不同林龄华北落叶松人工林土壤有机碳密度(0—60 cm)分别为105.26 t/hm2(16~20 a),112.29 t/hm2(21~25 a)和159.73 t/hm2(26~30 a);樟子松人工林则随着林龄的增加呈先下降后上升趋势,不同林龄樟子松人工林土壤有机碳密度(0—60 cm)分别为79.38 t/hm2(6~10 a),54.24 t/hm2(11~15 a),75.52 t/hm2(16~20 a)和82.24 t/hm2(>20 a)。[结论] 人工造林对土壤有机碳含量和碳密度的影响与初始条件和造林树种有关,在御道口地区,使用华北落叶松和樟子松在土壤有机碳含量较低地段进行造林能显著提高土壤有机碳含量和碳密度,华北落叶松较樟子松的提高效果更为显著。

    • 微塑料种类和尺寸对碳酸盐岩红土入渗过程及水力参数的影响

      2025, 45(1):215-224,263. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.023

      摘要 (23) HTML (67) PDF 3.55 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究微塑料种类和尺寸对碳酸盐岩红土入渗过程的影响,为进一步揭示微塑料污染农田土壤的水文过程提供新的数据支撑。[方法] 通过室内扁平土柱入渗模拟试验,采用定水头垂直入渗方法,研究了不同粒径(550,150和50 μm)的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)微塑料对红土入渗速率、累积入渗量和湿润锋深度的影响,同时评价累积入渗模型、Philip模型、Horton模型和Kostiakov模型在入渗过程中的适用性,再利用Hydrus-1D模型反演了不同微塑料处理下的5项水力参数〔残余含水量(θr),饱和含水量(θs),拟合参数(α),经验参数(n),土壤饱和导水率(Ks)〕。[结果] ①随着粒径的减小,PS微塑料的入渗速率、累积入渗量增大,而PE和PP微塑料的累积入渗量、入渗速率随粒径的增大先增大后减小,且不同粒径的累积入渗量差异显著(p<0.05);PS微塑料对水分的运移先促进后抑制,而PP与PE都起到促进水分运移的作用。②所有模型均适用于含微塑料红土的入渗模拟,其中Horton模型和累积入渗模型表现最佳〔决定系数(R2),效率系数(CE)>0.98〕。③不同微塑料处理对土壤水力参数(θrθsαnKs)的影响不显著,但PS微塑料饱和导水率随粒径的减小而增加。[结论] PS,PP,PE微塑料对土壤入渗过程的影响存在明显差异,Horton模型、累积入渗模型以及Hydrus-1D模型均表现出较高的适用性。

    • 上覆碳酸盐岩红土层对磷石膏水分运移的影响及Green-Ampt模型模拟

      2025, 45(1):225-234. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.024

      摘要 (27) HTML (0) PDF 1.98 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析上覆碳酸盐岩红土对磷石膏入渗特性的影响机制,为西南喀斯特地区磷石膏堆场合理处置及利用提供科学依据。[方法] 通过室内扁平土柱入渗试验研究3种磷石膏容重(1.2,1.3,1.4 g/cm3)和3种上覆土层厚度(0,6,12 cm)对磷石膏水分入渗过程的影响,并通过改进的分层型Green-Ampt模型进行入渗过程数值模拟。[结果] ①6和12 cm覆土厚度处理下水分入渗到底部的时间差异不显著(p>0.05),而在0与6 cm、0与12 cm覆土厚度处理下入渗时间差异显著(p<0.05)。覆土厚度为0 cm的初始入渗率、平均入渗率和稳定入渗率显著高于6,12 cm的初始入渗率、平均入渗率和稳定入渗率(p<0.05),稳定入渗率随覆土厚度增大而显著减小。6,12 cm覆土厚度累积入渗量差异不显著(p>0.05),其余覆土厚度之间累积入渗量差异显著(p<0.05)。②相同覆土厚度下,磷石膏容重对初始入渗率、平均入渗率和稳定入渗率的影响均不显著(p>0.05)。③湿润峰深度实测值与模拟值决定系数(R2)变化范围为0.951~0.995,均方根误差(RMSE)为12.174~40.856,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.070~0.227。覆土6和12 cm时,累积入渗量实测值与模拟值决定系数(R2)变化范围为0.963~0.999,均方根误差(RMSE)为1.471~11.201,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.046~0.169。[结论] 磷石膏覆土与未覆土的土壤水分入渗特征存在显著差异,改进的分层型Green-Ampt模型能够用于模拟上覆土层条件下磷石膏的入渗过程。

    • 仙山湖国家湿地公园土壤中固碳微生物的群落与功能基因特征

      2025, 45(1):235-243,275. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.025

      摘要 (21) HTML (68) PDF 5.89 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析湿地不同土地利用方式下0—20 cm土壤性质和微生物菌群结构变化,探究不同土地利用方式下土壤固碳微生物群落与功能基因变化特征,为湿地生态系统资源的保护和可持续利用提供科学参考。[方法] 以浙江长兴仙山湖国家湿地公园为研究对象。运用高通量测序技术对基因进行测序分析。[结果] ①仙山湖湿地固碳能力表现为:莎草沼泽>天然沿岸森林>竹林>苗圃>人为干预的河道沿岸森林(落羽杉树林)>人工松树林>阔叶林>人为干预的沿岸植被>人为干预的河道沿岸森林(柳树沼泽)>芦苇沼泽>芦苇和柳树沿岸植被,莎草沼泽有机碳储量最高(38.68±0.56 t/hm2),为森林有机碳储量的171%,其土壤微生物碳利用效率(0.66±0.005)为竹林微生物碳利用效率的150%。②仙山湖湿地微生物固碳途径主要以卡尔文循环,还原性三羧酸循环和还原乙酰辅酶A途径为主,变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、绿弯菌门为主要固碳菌群。莎草沼泽土壤变形菌门相对丰度为56.40%,拟杆菌门相对丰度为17.40%,天然沿岸森林土壤变形菌门相对丰度为59.60%,竹林土壤酸杆菌门相对丰度为36.00%,仙山湖湿地有机碳储量与土壤固碳菌门丰度成正相关关系。[结论] 仙山湖湿地生态系统中固碳微生物的优势菌群差异大,不同土地利用方式下土壤固碳微生物群落与功能基因变化影响着湿地微生物固碳能力。其中,莎草沼泽中土壤有机碳储量、全氮含量和微生物碳利用效率最高,其固碳功能基因高于其他土地利用方式。因此,莎草沼泽具有较高的碳储存能力。

    • 1985—2035年密云水库流域生态系统碳储量时空演替格局与预测

      2025, 45(1):244-253. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.026

      摘要 (20) HTML (77) PDF 11.98 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 开展1985—2035年密云水库流域生态系统碳储量时空演替格局与预测研究,为流域“双碳”目标下山水林田湖草沙一体化保护修复和流域生态补偿标准优化提供科学依据。[方法] 采用InVEST-PLUS模型对该流域1985—2020年碳储量时空演变格局进行分析,并预测2035年3种情景(自然发展、耕地保护、生态保护)下的碳储量变化趋势。[结果] ①1985—2020年,密云水库流域生态系统碳储量呈现持续增长趋势,35 a间碳储量增加2.35×107 t,其中贡献程度最大的为林地,其次为草地和耕地,共占总碳储量约98%。②2035年,3种模拟情景下流域碳储量仍均趋于增长,相对来说在生态保护情景下,由于林地面积增长较多,导致碳储量保持较高水平。③流域碳储量呈现出“中南部高,西部、东北低”的空间格局,中南部对应流域山区地貌,为水源涵养核心区域,森林覆盖率较高,而西部、东北部主要分布草地、耕地及城镇建设用地等,相对碳储量偏低。[结论] 碳储量与土地利用空间格局具有一致性,可通过生态建设增加林草地、控制林地转出及合理控制建设用地扩张来促进生态系统碳储量巩固与提升。

    • 基于土地利用变化的大汶河流域碳储量评估及其脆弱性分析

      2025, 45(1):254-263. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.027

      摘要 (33) HTML (0) PDF 10.68 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探明大汶河流域碳储量对土地利用变化的响应及其脆弱性,为促进流域绿色可持续发展和土地利用优化管控提供科学参考。[方法] 基于土地利用数据,运用InVEST模型评估2000—2020年大汶河流域碳储量对土地利用转移的响应,并采用潜在影响指数(PI)评估流域生态系统碳储量服务的脆弱性。[结果] ①2000—2020年,研究区用地结构发生明显变化,主要表现为耕地大量减少(316.44 km2),建设用地急剧增加(523.98 km2),耕地转变为建设用地是主要的土地转移类型。②2000—2020年,研究区碳储量减少1.09×107 t,其中耕地转变为建设用地是碳储量减少的主导因素;碳储量空间分布呈“整体上北高南低、局部区域显著高或显著低”的空间格局。③2000—2020年,研究区土地利用强度指数增加8.12,前10 a和后10 a的潜在影响指数分别为-1.33和-1.42,流域生态系统碳储量服务脆弱性逐渐增强。[结论] 大汶河流域耕地、草地和林地的减少和建设用地的扩张对该流域碳储量及其脆弱性影响显著,未来应将碳储量作为土地利用规划的重要参考因素,以实现碳储量功能最优权衡。

    • 不同空间尺度耕地利用转型碳排放及其影响因素——以湖南省为例

      2025, 45(1):264-275. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.028

      摘要 (37) HTML (0) PDF 15.22 M (97) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析耕地利用转型特征和碳排放时空分布差异,探究各影响因素在耕地利用转型碳排放过程中的作用机制,为耕地低碳化利用提供科学依据。[方法] 基于土地利用数据结合碳排放系数,从县区与5 km网格尺度揭示湖南省2000—2020年耕地利用转型及其产生的碳排放的时间演化特征,借助空间自相关方法识别和分析碳排放空间分布特征,最后运用最优参数地理探测器探究因子影响与因子间的相互作用程度。[结果] ①研究期内湖南省的耕地面积缩减,伴随耕地与林地、水域以及建设用地之间转化,碳排放量呈现波动增加趋势。②空间自相关分析显示耕地利用转型碳排放在两种尺度上皆存在显著的高—高集聚和低—低集聚现象,表明耕地利用转型碳排放在时空维度均具有较强的集中分布特征。③各影响因子间的交互作用对碳排放的解释力皆强于单因子作用强度,社会经济因素和区位条件因素的交互作用在两种尺度下均有显著的解释力。[结论] 湖南省耕地利用转型对碳排放的影响显著,不同空间尺度下碳排放特征和驱动因素存在明显差异,未来应当更科学合理制定耕地利用减排降碳措施。

    • 基于碳平衡分区的多目标土地利用格局优化——以长株潭城市群为例

      2025, 45(1):276-285. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.029

      摘要 (21) HTML (0) PDF 6.54 M (111) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 从碳平衡的视角对长株潭城市群进行土地利用资源的空间优化,为该地区社会和经济的可持续发展提供理论支持。[方法] 从土地利用角度计算长株潭城市群的碳汇与碳排量,依据碳生态承载力系数与碳经济贡献系数进行碳平衡分区并针对每类市县提出土地利用优化策略,设置经济效益、碳汇效益、紧凑度和转换成本作为多目标算法的优化函数,再通过CoMOLA模型得到较为科学的土地利用空间结构优化。[结果] ①2000—2020年,长株潭城市群碳排放总量呈逐年上升趋势,各区县的碳汇水平较为稳定,但总体上呈现轻微下降的趋势; ②依据碳生态承载力系数与碳经济贡献系数将长株潭城市群分为碳汇发展区、经济发展区、综合优化区、绿色发展区; ③优化后的土地利用经济效益增加了28.5%,碳汇量增加了4.2%,紧凑度提升了3.6%。[结论] 优化后的土地资源能够较好满足长株潭城市群的经济与生态可持续发展,土地空间布局更加合理,为未来的土地资源配置提供决策依据。

    • >综合研究
    • 三江源地区2000—2020年水土保持服务时空变化及驱动因素

      2025, 45(1):286-295,316. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.030

      摘要 (31) HTML (67) PDF 15.10 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究三江源地区水土保持服务时空变化及成因,为该地区环境保护及可持续发展提供科学依据与数据支撑。[方法] 基于NPP法定量评估2000—2020年三江源地区水土保持服务能力,并采用参数最优地理探测器对其进行驱动因素分析。[结果] ①2000—2020年,三江源地区的土地利用发生了一定的变化,耕地、草地、水域和建设用地面积不断扩大,林地和未利用地面积双双减小;三江源地区主要以草地为主,其次是水域和林地。20 a间植被覆盖度基本呈现平稳增加的趋势,整体呈“东高西低”的空间分布格局。②2000—2020年,三江源地区土保持服务能力指数呈现N形的变化趋势,但总体上呈现增加趋势,增速为26.13%,水土保持服务能力显著提高;水土保持服务能力分布较为一致,整体呈现“东高西低”的空间分布格局。2000—2020年三江源地区重心始终在玛沁县的西部,水土保持能力向西北方向增大且多方向外延,工程实施效果显著。③植被覆盖度、地均GDP、放牧强度对于水土保持服务影响较大。植被覆盖度与地均GDP、年平均降雨、放牧强度等多个因子交互作用解释力均较强。[结论] 三江源地区应继续实施天然林保护工程,开展森林保育和修复大力提升森林蓄积量;采取合理放牧、建设人工草地、围栏封育、补播等措施对生态进行保护。

    • 城市公园及周边景观格局对冷岛效应的影响——以福建省福州市为例

      2025, 45(1):296-305. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.031

      摘要 (22) HTML (0) PDF 4.33 M (93) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析福州城市公园及周边景观格局对冷岛效应的影响,量化不同冷岛效应类型公园降温效果及景观配置特征,为了解城市公园冷岛效应、缓解城市高温提供科学依据。[方法] 根据《福州市城市公园名录》筛选23个城市公园,基于Landsat 8,GF-1等遥感数据采用辐射传输方程反演地表温度,分析公园规模、形状、公园及其周边景观组成、植被覆盖、建筑高度以及经济发展水平要素与冷岛效应的相关关系;拟合公园面积与累计冷岛效应梯度对数函数曲线,计算公园效率阈值;基于降温效果划分公园冷岛效应类型并分析各类型降温特点与公园配置。[结果] ①福州市主城区热岛效应显著,公园降温效果明显。②公园冷岛效应与公园的规模、形状以及公园和周边景观组成要素相关性显著,与植被覆盖要素相关性较弱,与建筑高度、经济发展水平要素无显著相关性。③福州城市公园的降温效率阈值为0.22 hm2。④基于归一化公园平均温度和累计冷岛效应梯度将公园划分为强冷岛效应型、较强冷岛效应型以及弱冷岛效应型3类。不同类型公园有着不同的降温效果以及景观格局分别适合布置于郊区、市区以及用地局促的人流密集区。[结论] 未来在公园规划布局中应充分考虑公园冷岛效应类型及其景观格局,合理布局公园规模和景观组成,以求用最小公园规模最大限度地缓解城市热岛效应。

    • 安徽省城市土地绿色利用效率时空分异及其影响因素

      2025, 45(1):306-316. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.032

      摘要 (34) HTML (0) PDF 9.44 M (101) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究城市土地绿色利用效率时空分异及影响因素,为优化国土空间开发保护格局、推动城市土地可持续发展提供科学依据。[方法] 运用SBM方向性距离函数(SBM-DDF)模型测度安徽省2008—2022年城市土地绿色利用效率值,选取核密度分析和重心迁移模型分析时空分异特征,联合地理探测器和地理时空加权回归(GTWR)模型研究其影响因素。[结果] ①2008—2022年内安徽省城市土地绿色利用效率均值为0.77,整体分为2008—2014年直线下降和2015—2022年波动上升两个阶段。②区域内存在两极分化现象,中低值区城市有所增加、高值区城市较为稳定,地区差距逐渐扩大;全省效率值重心轨迹先向东南再向西北迁移,西北较东南地区改善更为明显,但仍为“南高北低”非均衡空间特征。③主导因素依次为环保投入、城乡结构、城市绿化、环境规制和产业结构,其中产业结构和环保投入交互作用最强,q值为0.82;各因素空间异质性显著,城市绿化对所有城市均影响为正,城乡结构、环境规制、环保投入对中部和南部地区影响为正、对北部地区影响为负,产业结构对资源型城市负向影响突出。[结论] 应通过严格土地用途管制,促进产业结构升级,加大生态环保力度,强化整体协作发展,制定差异发展路径,助推安徽省城市土地绿色利用效率全面提升。

    • 2000—2020年渭河流域生态环境质量时空变化及其驱动因素

      2025, 45(1):317-326. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.033

      摘要 (29) HTML (0) PDF 9.54 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析2000—2020年渭河流域生态环境质量时空特征及其驱动因素,为该流域实现可持续发展和生态文明建设提供理论参考。[方法] 基于GEE平台构建遥感生态指数(RSEI)从而动态评估2000—2020年渭河流域生态环境质量的变化,并基于最优参数地理探测器模型探究气候、植被、地形、土壤和社会经济因子对于生态环境质量的影响。[结果] ①2000—2020年渭河流域生态环境质量不断提升,区域内生态环境质量差异性加大;生态环境质量等级以差和较差为主,占总面积的60%以上。20 a间生态环境质量等级面积增加较多的为中、良和优。②生态环境质量等级呈“南高北低,东高西低”的空间分布格局,较差等级生态环境区面积最大,渭河流域73.43%的区域处于生态环境质量增加区,增加区面积达1.21×105 km2;研究期间生态环境质量增加的区域面积不断增大,减少的区域面积不断减少,研究区整体生态环境质量在往好的方向发展。优生态环境质量区域总体仍沿东南—西北方向倾斜分布。[结论] 降雨量、高程、土壤有机碳含量是影响渭河流域生态环境质量的主要影响因素;在进行渭河流域生态环境质量提升的过程中,应充分考虑坡度的分布规律优化治理方案。

    • 黄河砒砂岩区2000—2023年土地利用变化的地形梯度效应

      2025, 45(1):327-336. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.034

      摘要 (15) HTML (64) PDF 10.94 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究黄河砒砂岩地区2000—2023年23 a间各地形因子对土地利用格局的梯度效应,为该区域植被恢复重建工作和土地利用优化调控提供理论指导。[方法] 运用遥感数据提取高程、坡度、地形位等重要地形因子,结合GIS定量分析,分析各地形因子对土地利用格局的梯度效应,探究土地利用类型的地形综合指数的分级演变。[结果] ①研究区土地利用类型以草地为主,2000—2023年林地、建设用地面积变化最为剧烈,耕地、未利用地次之,林地增加10.48 km2,建设用地面积增加295.40 km2,其来源多为耕地与草地;耕地、未利用地面积分别减少1 716.52和758.89 km2,草地增加548.12 km2。②研究区土地利用空间分布呈现鲜明的梯度性特征,耕地、建设用地以及未利用地的优势分布主要在低地形位区域;林地的主要优势区分布在高地形位;草地主要优势区分布集中在中、高地形位区域;水域优势分布区域在低、高地形位。③2000年土地利用程度综合指数最高为220.99,最低为205.69;2023年土地利用程度综合指数最高为230.17,最低为203.36;除1和2级地形位外,2023年土地利用程度综合指数均明显低于2000年,23 a来土地利用程度的变化与人类活动紧密相关。[结论] 2000—2023年黄河砒砂岩区地形梯度特征明显,土地利用类型在地形梯度上的时空变化显著。在充分考虑当地各地形因子的条件下,可以加强退耕还林、还草等政策实施、持续优化布局。

    • 基于InVEST模型的山东省临沂市土壤保持能力时空变化及其影响因素

      2025, 45(1):337-345,356. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.035

      摘要 (26) HTML (0) PDF 8.10 M (138) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究山东省临沂市土壤保持能力在“山水工程”实施前后的时空变化及影响因素,为该地区评估工程实施效果以及为未来规划提供科学支持。[方法] 基于InVEST模型评估临沂市2018,2020和2022年土壤保持能力时空变化特征,从时间和空间两个维度分析土壤保持能力与影响因素的响应关系。[结果] 临沂市2018,2020和2022年的土壤保持能力分别为23.12,29.62和53.70 t/(hm2·a),空间分布上呈现“西北高—东南低”的特征,在降水、土壤、地形和植被4大影响因素中,地形是影响其空间分布的主要因素,而年际变化则主要由降水驱动。[结论] 临沂市土壤保持能力呈现显著提高的态势,具有明显的空间差异性和年际变化特征。降水在影响土壤保持能力年际变化方面的作用明显优于生态工程的作用,但生态工程贡献率有所上升。

    • 基于最佳空间阈值的皖江城市带土地利用冲突集聚状况及演化分析

      2025, 45(1):346-356. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.036

      摘要 (26) HTML (0) PDF 9.10 M (110) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 科学识别土地利用冲突的集聚特征与演化趋势,为促进国土空间合理布局、推动区域可持续发展提供科学参考。[方法] 借助景观指数构建土地利用冲突测度模型,定量分析皖江城市带1990—2020年土地利用冲突的时空演化趋势,并通过设定最佳空间阈值的方式确定距离权重矩阵,对区域冲突集聚效应进行更精确的研究。[结果] ①近30 a来皖江城市带的土地利用结构发生较大变化,耕地、林地面积持续缩减,建设用地规模增幅表现突出; ②区域土地利用冲突呈“北高南低”的分布格局,较弱空间冲突和中等空间冲突区面积占主体位置;严重冲突区域集中在合肥市、芜湖市、六安市金安区及长江水系两侧沿岸地带; ③研究期内城市带的土地利用冲突指数变化显著,尤以合肥市东部、芜湖市北部以及滁州市东南部的冲突幅度增加表现突出;受城镇化发展进程的影响,冲突重心逐渐朝南偏移,严重冲突区向西北—东南方向转变; ④选取5 km为最佳距离分析阈值,高—高聚集冲突区以合肥市为中心成片分布,低—低聚集冲突区则不存在集聚现象。[结论] 皖江城市带的土地利用冲突问题存在加剧隐患,且冲突主体区域表现出转移趋势,未来应加强区域土地利用合理布局,注重城镇化发展与生态保护间的平衡稳定。

    • 黑龙江省牡丹江市水土保持生态服务功能时空分异

      2025, 45(1):357-369. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.037

      摘要 (28) HTML (0) PDF 20.04 M (96) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 基于生态优先视角构建牡丹江市水土保持生态服务功能组成,探究区域土壤保持、水土保持碳汇、水质净化能力的时空分异特征及权衡与协同关系,核算区域水土保持生态服务强度,为维持区域生态稳定、保障农业可持续发展、提升水文连通与水体质量等提供科学依据。[方法] 使用SWAT模型对牡丹江市进行主流域与子流域划分,考虑土地利用变化驱动下通过InVEST模型对2002,2012和2022年各流域水土保持生态服务功能(土壤保持、水土保持碳汇、水质净化)进行定量评价与时空变化分析,使用Geoda软件在格网尺度下对土壤保持等功能进行双变量空间自相关分析,研究各项服务功能间的权衡与协同及其时序变化,最终结合数值与权重核算牡丹江市水土保持生态服务强度,并利用地理探测器解释降水、DEM等因素对各项服务功能的贡献。[结果] 牡丹江市土壤保持与水土保持碳汇成协同关系,水质净化与水土保持碳汇、土壤保持均呈权衡关系,研究时段内区域水土保持生态服务强度各年均值为0.327 5,0.325 6和0.332 7,呈先微降后上升趋势。[结论] 牡丹江市水土保持生态服务功能较研究初期得到提升,绥芬河水系区域均值表现优于其他区域,牡丹江水系区域对总量贡献上最大,服务功能的时空分异特性受降水、地形、土地利用变化、植被覆盖等多因素影响。

    • 基于文献计量学的植物固土研究可视化分析

      2025, 45(1):370-380. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.038

      摘要 (34) HTML (0) PDF 8.19 M (98) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 基于文献计量学探究植物固土领域的研究热点和趋势,为该领域研究现状和发展提供参考和指导。[方法] 以中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库为数据来源,利用VOSviewer和CiteSpace相结合方式对1993—2023年植物固土领域发文量、国家、机构、研究人员、关键词进行可视化分析。[结果] ①发文量呈现出缓慢增长后持续性快速增长,发文量CNKI近年趋于稳定而WoS爆发增长。②中国是研究植物固土产出最多的国家,但研究质量仍有提升空间,北京林业大学、云南农业大学、内蒙古农业大学这3家机构是植物固土领域的主要机构,合作发文呈现团队机构内合作紧密,但机构外合作较为缺乏。③植物固土领域围绕着边坡稳定性、根系力学、根土抗剪方面开展研究,突现词分析可知,WoS以水土流失预测、黄土高原、机械性能,CNKI以根系形态、消落带、力学特性、自修复以及生态修复为近3 a研究热点。[结论] 中国是该领域研究产出最多的国家,但其研究质量和团队机构间的合作交流仍有提升空间,研究植物类型多为草本植物且研究周期较短,未来应加深对其他植物类型和周期的研究,同时研究的生态脆弱地区目前仍旧单一,今后仍需扩大研究区的范围。

    • 土地利用隐性形态与生态福利绩效耦合协调及其影响因素——以黄河下游沿岸城市为例

      2025, 45(1):381-392. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.039

      摘要 (37) HTML (0) PDF 3.56 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 明晰黄河下游沿岸城市土地利用隐性形态与生态福利绩效的耦合协调时空格局演变规律,揭示其影响因素作用方向,为助推黄河下游沿岸城市群绿色发展提供科学依据。[方法] 基于2012—2021年黄河下游沿岸17个地级市的面板数据,采用综合指数模型与Super-SBM模型对其土地利用隐性形态和生态福利绩效进行测度,并运用ArcGIS可视化、核密度分析和耦合协调模型深入剖析各地市土地利用隐性形态、生态福利绩效水平及二者耦合协调度在时空维度上的演变趋势,借助Tobit回归模型探析影响因素。[结果] ①各城市的土地利用隐性形态指数稳中有进,生态福利绩效水平经历了“先降后升”的阶段性演变过程。②研究期内黄河下游沿岸城市整体生态福利绩效和土地利用隐性形态的耦合协调度经历了“濒临失调—勉强协调”的转变,有向初级协调类变化的趋势。③对外开放,产业结构、空间聚集会对耦合协调产生显著的正向影响关系;科技创新、城市环境则对耦合协调具有明显的抑制作用;高程、坡度、教育水平并不会对耦合协调产生影响。[结论] 未来应因地制宜促进土地合理利用,制定科学的环境保护政策,加强对城市的监控与管理,强化省会城市的辐射带动作用,促进城市间绿色协同发展。

    • 水土保持政策与农业生态效率耦合协调关系及其驱动因素

      2025, 45(1):393-404. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.01.040

      摘要 (30) HTML (61) PDF 3.40 M (88) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究水土保持政策与农业生态效率耦合协调关系及其驱动要素,为深入理解水土保持政策与农业生态效率之间的协调关系提供新的视角和思路。[方法] 以三峡库区(重庆段)作为研究区,建立水土保持政策强度与农业生态效率评价指标体系,运用耦合协调度模型、地理探测器模型以及最小二乘法(OLS)回归分析2015—2022年区域内水土保持政策与农业生态效率耦合关系及其驱动机制。[结果] ①三峡库区(重庆段)内部各区域在政策强度与生态效率方面存在显著差异,方山丘陵和平行岭谷保土人居环境维护区在政策实施上表现出较强的增长势头,而其余区域则相对平稳;都市山水人居环境维护区农业生态效率表现优异,武陵山山地水源涵养保土区则相对较低,呈现出明显的两极分化趋势。②水土保持政策与农业生态效率之间的耦合协调度整体呈现上升趋势,都市山水人居环境维护区和方山丘陵保土人居环境维护区的协调程度尤为突出。然而,渝中平行岭谷保土人居环境维护区中的开州区则存在显著的失调现象。③农田水利设施投入有助于提升两者协调水平,合理控制播种面积也可以更积极地影响水土保持政策与农业生态效率之间的协调关系,经过反事实检验也进一步证实其回归结果的稳健性。[结论] 三峡库区(重庆段)为有效维护水土资源和农业生态安全,应坚持因地治理、区域联动的原则,积极引导社会各方参与形成治理合力,共同推动扶贫、保土、助农相结合的多元化帮扶模式发展。


年第45卷第1

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