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    2025,45(2):1-11, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.001
    摘要:
    [目的] 探究钱江源国家公园水田土壤重金属含量特征并评价其污染程度,分析重金属来源及人体的健康风险评价,为研究区域内土壤重金属污染防控和土壤保护提供科学依据。[方法] 采集并测定研究区61个土壤样品中pH值以及重金属镉(Cd)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)、砷(As)、镍(Ni)、铜(Cu)和锌(Zn)的含量,运用一系列指数法、因子分析和聚类分析等方法进行了重金属元素污染特征与生态风险评价和来源解析,同时对研究区内人体健康风险进行评估。[结果] ①研究区内水田表层土壤呈酸性,土壤中Cd,Pb,Hg,Cr,As,Ni,Cu和Zn这8种重金属平均含量分别为0.19,32.74,0.13,67.06,4.43,24.90,21.51,94.60 mg/kg。与浙江省土壤背景值对比发现,重金属Hg,Cr,Ni,Cu,Zn平均含量均超过了浙江省土壤环境背景值,分别是背景值的1.32,1.71,2.0,1.19,1.13倍。②对于风险筛选值来说,虽然Cd的点位超标率达到了6.56%,Ni和Cr的点位超标率分别为3.28%和1.64%,但是以调查的水田重金属含量均值为代表,研究区域中8种重金属含量平均值均小于对应的农用地土壤风险筛选值。③通过因子分析等方法发现,土壤重金属的来源以人为因素占主导,人为与自然两者综合作用;儿童的综合致癌健康风险处于可耐受风险。[结论] 钱江源国家公园水田土壤重金属污染程度较低,整体呈轻度生态风险,但存在Cr和Ni元素的污染风险;重金属元素As是影响人体健康的主要致癌因素。
    2025,45(2):12-21, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.002
    摘要:
    [目的] 探究3种微藻肥及其不同施用量对盐渍化土壤的改良效果和对玉米生理指标及产量的影响,为盐渍化土壤的改良提供新的参考依据。[方法] 本研究在土默川平原盐碱地开展大田试验。试验设计了3种微藻肥(分别记作W1,W2,W3),每种微藻肥设置3个施肥水平(15,30,45 L/hm2,分别记作N1,N2,N3),以不施藻肥作为对照,共计10个处理。[结果] ①在土壤理化性质方面,与未施用微藻肥的对照处理相比,施用微藻肥处理显著降低了土壤的容重,降幅为4.11%~12.34%;提高了土壤孔隙度,增幅为10.82%~38.31%;土壤pH值和含盐量呈现下降趋势,分别降低了1.82%~9.90%和17.12%~47.66%。②在玉米生长方面,与未施用微藻肥的对照处理相比,微藻肥处理下的玉米株高、茎粗以及叶面积指数分别增加了1.12%~18.47%,1.15%~29.02%和22.50%~74.14%;百粒重和产量分别提高了16.02%~48.31%和15.73%~41.31%。玉米产量与土壤容重和pH值呈显著负相关关系,与叶面积指数等呈显著正相关关系。[结论] 施用Ⅱ号微藻肥30 L/hm2(W2 N2处理)对改良盐渍土和提高玉米产量的效果最好,在选择施用微藻肥对土默川平原盐渍化土壤改良时可优先考虑。
    2025,45(2):22-29, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.003
    摘要:
    [目的] 探究花岗岩崩积土低水力梯度下的渗流规律,为区域的工程建设和地质灾害防治提供科学依据。[方法] 通过开展不同干密度条件下花岗岩崩积土的常水头渗透试验,研究了花岗岩崩积土在低水力梯度下的渗流特征。[结果] 不同初始干密度条件下花岗岩崩积土渗流速度(v)与水力梯度(i)的关系曲线(v-i)在低水力梯度下均表现出不同程度的波动性,且渗透系数均随水力梯度增加而增大,当水力梯度增大到临界水力梯度icr时,渗透系数基本保持不变,近似线性渗流,此时的渗透系数随干密度增加呈对数下降。同时,当土体干密度小于1.5 g/cm3时临界水力梯度icr波动较大,当干密度大于1.5 g/cm3时临界水力梯度icr随干密度呈线性增长。[结论] 不同干密度条件下花岗岩残积土的饱和渗流在低水力梯度下均具有波动特征,且渗流波动性的内在原因与孔隙特征的变化有关。研究成果为花岗岩崩坡积土的渗流过程研究提供了新的视角,为花岗岩崩坡积土的固结分析和渗透稳定性计算提供了参考。
    2025,45(2):30-37, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.004
    摘要:
    [目的] 探究不同初始含水率和雨强对红壤大团聚体溅蚀特征和溅蚀过程的影响,为理解和防控红壤大团聚体溅蚀过程提供科学依据。[方法] 选取红壤大团聚体(2~5 mm)为研究对象,通过人工模拟降雨试验,探讨4个雨强(30,60,90,140 mm/h)和4个初始含水率(10%,20%,30%、饱和)下团聚体溅蚀量和溅蚀率的变化规律。[结果] ①相同初始含水率下,红壤大团聚体溅蚀量在4个雨强下的变化范围分别是0.05~0.27,0.03~0.19,0.16~1.41和0.03~1.48 g。②相同雨强下,饱和初始含水率下的团聚体溅蚀量均显著增大(p<0.05)。③在4个雨强下,饱和初始含水率下的团聚体溅蚀量相较于非饱和初始含水率下(10%,20%和30%)的溅蚀量总和分别增大1.50,1.11,3.80,3.21倍。④初始含水率、雨强及其交互作用对团聚体溅蚀量均产生直接正向影响,效应值分别为0.646,0.415,0.361。[结论] 在20%初始含水率下,雨强增大对红壤大团聚体溅蚀作用不明显。在其他初始含水率条件下,红壤大团聚体的溅蚀量对雨强变化敏感,在强降雨(90 mm/h)或极端暴雨(140 mm/h)条件下更易受到溅蚀作用的影响。相同雨强下,饱和初始含水率会加剧溅蚀作用的发生和强度。红壤大团聚体溅蚀量与初始含水率和雨强间呈良好的幂函数关系,初始含水率是影响溅蚀量的关键因素。
    2025,45(2):38-44, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.005
    摘要:
    [目的] 探讨典型黑土区退耕还林过程中不同凋落物输入对土壤氮组分的影响,为黑土土壤养分调控、退耕还林树种筛选及植被重建提供理论依据。[方法] 试验设银中杨凋落物(Populus alba)、落叶松凋落物(Larix gmelinii)及玉米秸秆3种处理,并设置空白对照。将各处理凋落物与风干土壤混合后在25℃培养箱中培养28 d,分别测定土壤氮组分含量及两种酶〔β葡糖苷酶(βG)和脲酶(URE)〕活性,并利用方差分析和Pearson相关性等方法分析,探讨不同种类凋落物输入对黑土区土壤氮素及酶活性的影响。[结果] 方差分析表明,在3,7,14,28 d时添加银中杨凋落物处理的TN值显著高于对照、添加落叶松凋落物及玉米秸秆(p<0.05);3种凋落物的输入对土壤速效氮(AN)含量没有显著影响;对于微生物量氮(MBN),添加银中杨凋落物的处理在7和14 d的提升效果显著高于对照、添加落叶松凋落物及玉米秸秆这3种处理(p<0.05),在28 d时添加银中杨和落叶松凋落物的处理的MBN值显著高于对照和玉米秸秆(p<0.05);添加不同种类凋落物均显著降低土壤无机氮含量。βG与NH+4-N,NO-3-N呈极显著、显著负相关,与URE,TN,AN均呈极显著正相关;URE与总有机碳(TOC),MBN,TN呈显著、极显著相关性,与NH+4-N呈显著负相关。[结论] 3种外源输入物分解对土壤全氮、速效氮、微生物生物量氮、无机氮和酶活性含量有密切联系,凋落物的输入有利于促进土壤养分循环和积累,其中阔叶树种银中杨的凋落物输入对土壤氮素及酶活性的提高效果最为显著。
    2025,45(2):45-53,63, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.006
    摘要:
    [目的] 研究不同杉木林窗大小与年龄对土壤及凋落物的持水特性,为杉木低效林质量提升提供理论依据。[方法] 采用时空替代法选取4,15,30,50 a林窗,并以顶级群落作为对照,每个林窗年龄设置小林窗(≤50 m2)、中林窗(50~100 m2)、大林窗(≥100 m2)及非林窗对照4个处理,通过环刀法、铝盒烘干法、凋落物浸泡法分别测定土壤及凋落物持水特性。[结果] ①仅杉木林窗年龄对土壤及凋落物持水特性具有显著性影响,而林窗大小、林窗年龄与大小的交互作用影响不显著。②4 a中林窗土壤持水性最佳,15 a中林窗半分解凋落物的现存量、最大持水量、最大持水率、自然持水量和有效拦蓄量表现最优。③各林窗年龄凋落物持水率随浸泡时间变化,中林窗和大林窗表现较好,半分解层持水能力强于未分解层。④凋落物半分解自然持水量与土壤毛管孔隙度、田间持水量和毛管持水量呈显著正相关。[结论] 4 a和15 a中林窗土壤及凋落物持水性良好,人工开设中等大小林窗可作为杉木低效林质量提升的重要技术手段。
    2025,45(2):54-63, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.007
    摘要:
    [目的] 探究典型刺槐混交人工林中枯落物混入土壤的水文过程,为提高黄土高原丘陵区典型植被水源涵养能力提供重要依据。[方法] 以陕西省吴起县5种典型混交人工林(刺槐×油松、刺槐×紫穗槐、刺槐×沙棘、刺槐×山桃、刺槐×山杏)以及刺槐纯林中混入土壤的枯落物为研究对象,采用浸泡法测定不同类型与不同量枯落物混入后土壤含水量,并分析其蒸发过程。[结果] ①典型植被样地枯落物混入量为204~2 087 g/m2,总平均混入量为733.53 g/m2,平均深度为1.3~1.9 cm。②6种混交人工林类型中均为:人为混入枯落物土>原状混入枯落物土>裸土,其中刺槐纯林和刺槐×紫穗槐的毛管含水量增加幅度较大。③在6种人工林中混入700 g/m2枯落物混入后土壤水分蒸发特性显示整体趋势基本一致,随着时间的延长,土壤含水量均呈下降趋势,其中混入刺槐×紫穗槐与刺槐×山杏类型的枯落物使得土壤含水量增加较大,混入刺槐×沙棘类型的枯落物土壤含水量增加较小。④同一林地类型下混入不同量的枯落物后土壤含水量均高于未混入土壤,且刺槐纯林、刺槐×油松、刺槐×山杏在混入1 000 g/m2时土壤含水量达到最大,刺槐×沙棘在混入700 g/m2时达到最大。[结论] 枯落物混入土壤有助于提高土壤含水量,特别是毛管含水量,而人为枯落物混入的效果更为显著且混交林地对土壤表层水分含量也存在影响。在黄土高原地区进行植被恢复时,可以优先考虑种植刺槐×紫穗槐和刺槐×山杏,以提高区域内的水源涵养功能。
    2025,45(2):64-72, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.008
    摘要:
    [目的] 探究不同灌溉处理对设施黄瓜生态系统氮素气态损失及氮循环功能基因的影响,为不同灌溉方式下设施农田系统氮素气态损失研究的进一步开展提供数据支撑,为中国设施菜地生产系统的灌溉方案制定提供理论基础。[方法]选择设施黄瓜为研究对象开展了田间试验,试验设计为传统灌溉(100%IWD)、节水25%灌溉(75%IWD)和节水50%灌溉(50%IWD)。通过野外原位监测试验,利用静态箱—气相色谱法和通气吸收法分别对设施黄瓜土壤N2O排放和氨挥发进行了连续观测记录,采用高通量qPCR基因芯片技术,测定氮循环功能基因。[结果] ①各灌溉处理中,N2O累计排放量为100%IWD>75%IWD(p<0.05),100%IWD>50%IWD(p<0.05)。②NH3累积挥发量为75%IWD>50%IWD>100%IWD(p<0.05)。③土壤中氮循环功能基因丰度整体发生了显著改变(PERMANOVA F=241.82,p=0.001)。④黄瓜产量100%IWD>75%IWD>50%IWD(p<0.05)。[结论] 50%灌溉显著增加了硝化基因丰度,且75%灌溉和50%灌溉显著降低了反硝化基因丰度。100%灌溉处理的表层土壤N2O气体产生的主要因素是反硝化过程,减少25%灌溉水量导致土壤表层反硝化基因丰度降低,表层土壤反硝化过程减弱,进而使N2O排放量下降。而减少50%灌溉水量没有显著改变土壤表层反硝化基因丰度和N2O排放量。
    2025,45(2):73-80,101, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.009
    摘要:
    [目的] 分析漓江东岸冠岩地下河流域2010—2020年的土地利用以及果园石漠化演变过程,探究果园石漠化景观格局分布特征与内在演变规律,为该区乃至漓江流域生态保护修复与景观资源可持续利用提供地质依据与决策建议。[方法] 以冠岩地下河流域土地利用类型以及石漠化为研究对象,基于第二次、第三次全国土地调查数据以及遥感影像数据,运用GIS技术平台和面积转移矩阵模型分析研究区果园石漠化演变规律。[结果] ①冠岩地下河流域土地利用以耕地、果园、林地为主,其中耕地与草地面积呈现减少趋势,果园、林地、水域以及其他用地呈现增加趋势。②2010—2020年,冠岩地下河流域果园石漠化面积减少1.34 km2,减少比例为7.90%,果园石漠化状况整体表现出持续向好的良好态势,但中度石漠化与重度石漠化面积呈增加趋势,其中非石漠化转变为石漠化的面积1.51 km2。③结合冠岩地下河流域2010—2020年果园石漠化演变过程,10 a间果园石漠化改善面积为1.79 km2,恶化面积为1.78 km2。[结论] 流域内果园石漠化总体呈现出积极改善的趋势,但局部区域存在石漠化恶化扩张或新增石漠化现象,主要表现为果园本身以及部分林地发生石漠化蔓延。因而冠岩地下河流域后期生态环境恢复与保护的重点应是加强现有果园的科学种植与管理,逐步恢复灌木林等植被,大力发展林下复合经营种植模式,在现有石漠化治理措施基础之上防止果园石漠化进一步恶化。
    2025,45(2):81-90,101, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.010
    摘要:
    [目的] 探究成土母质和土地利用方式对典型红壤抗蚀性的影响,为红壤区水土流失防治和红壤资源合理开发利用提供重要基础数据和参考依据。[方法] 以湖南省沩水流域的典型红壤为研究对象,选取了第四纪红黏土、砂岩、板页岩和花岗岩风化物等4种典型成土母质发育的旱地、稻田、园地和林地共16个类型组合的红壤,研究了不同成土母质和土地利用方式下的红壤抗蚀性差异特征。[结果] ①土地利用方式显著(p<0.05)影响红壤抗蚀性,稻田、园地和林地土壤的抗蚀性和水稳性指数均显著(p<0.05)高于旱地。②不同成土母质发育的红壤抗蚀性无显著(p>0.05)差异,且其与土地利用方式的交互作用对抗蚀性的影响不明显。③土地利用方式显著(p<0.05)改变了>0.25 mm水稳性团聚体(WSA0.25)和有机质含量,林地土壤WSA0.25含量显著(p<0.05)高于旱地,稻田土壤有机质含量显著(p<0.05)高于旱地、园地和林地。④成土母质对WSA0.25含量的影响不显著(p>0.05),但显著(p<0.05)改变了红壤有机质和黏粒含量,花岗岩风化物发育的红壤有机质和黏粒含量均显著(p<0.05)低于其他成土母质发育的红壤。⑤相关性分析显示红壤抗蚀性和水稳性指数均与WSA0.25和有机质含量呈显著(p<0.05)正相关关系,而与黏粒含量无显著(p>0.05)相关性。[结论] 土地利用方式和成土母质可通过改变WSA0.25和有机质含量影响红壤抗蚀性能,但土地利用方式对红壤抗蚀性的影响强于成土母质。在红壤水土流失防治过程中应以土地利用方式调整和布局优化为主,兼顾成土母质类型。
    2025,45(2):91-101, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.011
    摘要:
    [目的] 探究格库铁路米兰戈壁段风沙危害成因,提出针对性的风沙防护体系配置模式。[方法] 本研究通过野外观测,分析区域风况,监测沿线输沙量,评价试验段防沙体系防护效益。[结果] ①格库铁路米兰戈壁区属高风能环境,主要起沙风向为NE和ENE,区域年输沙量介于2.15~3.45 m3/a。②戈壁之上流动性沙丘以中砂和细砂为主,而戈壁地表以下40 cm范围内沙粒以细砂为主,施工破坏后极易起沙成为新的沙源。③单道HDPE板、芦苇束和镀锌铁丝网阻沙障阻沙率依次为96.42%,93.85%和76.60%,而其双道阻沙率分别为97.95%,98.71%和92.78%,整个防护体系阻沙率均达到95%以上。④折线形阻沙沙障虽然积沙量大,但折角部位极易被积沙掩埋。[结论] 直线形HDPE板阻沙栅栏与芦苇束大网格阻固结合的防沙体系,是适宜于格库铁路米兰戈壁区的防沙体系配置模式。
    2025,45(2):102-113, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.012
    摘要:
    [目的] 探究宁夏回族自治区不同生态分区土壤水分的时空变化及其影响机制,为该地区生态建设与水资源管理提供科学依据。[方法] 以宁夏回族自治区为研究区,基于2003—2022年遥感反演土壤水分、气象、植被覆盖NDVI、土地利用等数据,采用趋势分析、突变检验、Hurts指数以及参数最优地理探测器,探究土壤水分的时空变化及其影响机制。[结果] ①2003—2022年,宁夏回族自治区全区年均土壤水分呈显著上升趋势,增加区域占68.99%,减少区域占31.01%。从不同分区看,北部引黄灌区土壤水分缓慢下降(-0.022%/a),中部干旱带缓慢上升(+0.030%/a),南部山区显著上升(+0.107%/a),且2012年发生突变。空间分布上,土壤水分呈现“北部、南部高、中部低”的分布特征,多年平均土壤水分依次为北部引黄灌区(11.40%)>南部山区(10.70%)>中部干旱带(8.40%)。②基于Hurts指数预测结果,未来北部引黄灌区、中部干旱带、南部山区分别约有49.09%,60.43%,62.91%的区域土壤水分将减少,需关注北部引黄灌区和中部干旱带的盐渍化及干旱风险。③最优参数地理探测器分析表明,NDVI和地形是影响土壤水分分布的主要因素,其中降水的影响随时间逐渐增强。[结论] 2003—2022年宁夏回族自治区土壤水分变化趋势呈现出一定的区域差异性和复杂性,未来土壤水分变化也将呈现显著的区域差异性。NDVI、地形、降水等因素共同影响着其时空分布。未来应综合考虑这些因素,制定科学的土壤资源管理策略,助力生态建设与水资源优化。
    2025,45(2):114-123,135, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.013
    摘要:
    [目的] 定量分析小流域的功能结构,探究小流域发展的影响因素,全面了解北京市北部山区生态清洁小流域建设的成效,为山区小流域的综合治理和发展提供理论依据。[方法] 选取延庆区的碓臼石小流域、怀柔区的鱼水洞小流域、密云区的古北口小流域以及昌平区的葫芦河小流域作为具有代表性的示范区域,结合研究区域的主要特征和治理目标,构建北京市北部山区小流域的综合效益评价指标体系,通过层次分析法和加权综合指数法对小流域进行综合效益评价,并运用系统障碍度模型揭示生态清洁小流域建设的主要影响因素。[结果] ①各小流域综合治理取得一定成效。葫芦河小流域由初级标准提升至中级标准,碓臼石小流域、鱼水洞小流域和古北口小流域综合建设均已达到初级标准。②文中引入障碍度模型,对不同影响因子的贡献度进行量化,提高了评价的精准性。③在北京市北部山区小流域在未来的发展过程中,生态效益应关注土壤侵蚀模数,经济效益应关注经济投产比和土地生产率,社会效益应关注恩格尔系数和乡村从业人员比例,水质提升效益应关注COD含量。[结论] ①本研究提出的小流域综合效益评价体系在北京市北部山区是实用可行的。②通过开展生态清洁小流域治理工作,北京市北部山区水环境和水土流失情况得到了有效控制,小流域内产业结构逐步完善,生态和人居环境得到提高,促进了小流域水土资源、生态环境和经济社会的协调发展。
    2025,45(2):124-135, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.014
    摘要:
    [目的] 深入评估广西百色市某泥石流成灾因子与致灾机理,为山区铁路泥石流灾害防治及风险预测提供科学依据。[方法] 基于现场调查、历史遥感影像分析等方法,分析山区铁路泥石流的发育特征与致灾因子,采用理论计算法反演2024年4月19日(“4·19”)泥石流,获取不同工况下暴雨洪峰流量、泥石流峰值流量、冲出固体物质量等动力学参数。[结果] ①该铁路泥石流为典型沟谷型泥石流,流域面积0.48 km2,主沟长度1.03 km,平均纵坡降319.42‰,相对高差329 m,沟内物源发育,物源类型主要包括沟道物源、坡面物源和溜坍物源。②此次降雨形成的暴雨洪峰流量为6.23 m3/s,在叠加各种环境退化因素后,形成的泥石流峰值流量可达23.16 m3/s,是暴雨洪峰流量的3.72倍,一次冲出固体物质1.93×104 m3,超出既有措施的拦截及排导能力。③近年来的林木砍伐、开挖便道、山林火灾和干旱气候等因素导致流域环境退化是导致该泥石流发生的主要原因。[结论] 流域环境退化是导致该泥石流形成的核心原因,计算反演的不同工况下泥石流流量等动力学参数与实际情况吻合,可为防治工程设计提供理论依据。
    2025,45(2):136-150,180, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.015
    摘要:
    [目的] 从“天—空—地”3个层面上对山区公路弃渣场易滑坡风险区域进行实时监测与科学预警,以期为精准地监测弃渣场的安全状况提供关键数据和技术支撑,进而为弃渣场滑坡风险评估和管控策略的制定提供理论参考。[方法] 选取宣曲(宣威—曲靖)高速公路(38#,41#和45#)弃渣场作为研究对象,构建基于现代监测技术与网络通信技术的实时动态弃渣场滑坡安全预警监测平台。利用卫星遥感技术、无人机摄影测量技术和地面传感器协同监测方法,对2015—2024年进行多源、多时相弃渣场边坡地物变化特征分析与地表形变演化监测,并结合累计变形和形变速率判据开展滑坡风险的预警判定。[结果] ①对比不同时期的卫星影像得出扰动范围内的弃渣场植被已逐渐恢复生长,38#,41#和45#弃渣场整体植被覆盖面积相比2018年平均增长了50%。②经计算得出38#和41#弃渣场的实际扰动面积仅超出设计扰动面积的0.04和0.50 hm2,而45#弃渣场扰动范围保持不变。同时确定弃渣量、扰动面积、最大堆高、坡度和坡比均符合滑坡体稳定要求,表明各弃渣场边坡整体保持稳定状态,发生滑坡风险的可能性较低。③GNSS监测结果显示各监测点总平均变形速率Vt<7 mm/d,其中41#JCD3-高程方向累计变形达到最大值1 815.4 mm,处于累计变形判据注意级预警的临界区间内,滑坡体形变呈下降趋势,发生滑坡风险的可能性降低。[结论] 利用预警判定方法监测出各弃渣场综合为Ⅰ级滑坡预警级别,当位移累计量达到预设阈值时即触发预警系统,验证了“天空地”一体化智慧监测结果的有效性。
    2025,45(2):151-158, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.016
    摘要:
    [目的] 通过实验室模拟和野外的比测试验,优化量子点光谱悬移质泥沙监测设备在水土保持监测中的计算模型,分析误差来源,为设备进一步改进和推广应用奠定基础。[方法] 在实验室搭建了量子点含沙量在线监测试验系统,对不同含沙量样本进行重复性试验,并将实验室收集数据分成训练集和测试集,通过精度分析比选了计算模型;在野外试验中选择天水水土保持监测站罗玉沟断面安装了设备,以人工置换法测定的含沙量作为真值,对2023年8—9月发生的8次产流产沙过程进行了同步比测分析。[结果] 试验系统中设计含沙量与人工实测含沙量之间的相对误差为-12%~-28%,人工实测重复性试验的相对标准差为0.1%~5.0%之间;拟合指数回归模型(模型1)和二次多项式回归模型(模型2)在训练集的决定系数分别为0.966,0.996,模型2在测试集4项精度评价指标中3项占优,其中决定系数为0.991;野外比测数据的决定系数为0.939,平均绝对误差为9.1 g/L。[结论] 量子点光谱悬移质泥沙监测设备具有较好的稳定性和可靠性。未来可通过布设方式的优化、硬件量程的拓展和计算模型的优化进一步提升应用效果。
    2025,45(2):159-170, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.017
    摘要:
    [目的] 探究胶结液浓度、植物纤维、复合微生物肥料及保水剂对微生物固化生态基材强度的提升效果,研究不同配比基材的植物适生性能,筛选出最佳的边坡绿化基材配方,为新型生态基材制备与边坡植被修复提供理论支持和实践指导。[方法] 以胶结液浓度、植物纤维、复合微生物肥料、保水剂为影响因素开展正交试验制备微生物固化生态基材,对比不同配比基材的抗剪强度,并通过高清显微镜分析微生物固化生态基材强度提升的微观机理;采用盆栽试验研究高羊茅和紫花苜蓿在不同配比基材的出苗特征和植被生长情况;基于抗剪强度特征和植物生长情况,通过熵值法筛选最优的基材配方。[结果] ①微生物固化对基材的抗剪强度提升具有显著作用,黏聚力提升179.78%~355.65%,内摩擦角增加35.69%~58.97%。②胶结液浓度是影响植物出芽时间和出苗率最为显著的因素,随着胶结液浓度的升高,出芽时间出现延迟,出苗率明显降低。③基材组植物的生长指标均明显优于对照组,高羊茅在胶结液浓度0.2 mol/L,植物纤维、复合微生物肥料、保水剂质量比为1∶2∶0.09的配比基材中生长发育最好;紫花苜蓿在胶结液浓度0.2 mol/L,植物纤维、复合微生物肥料、保水剂质量比为3∶1∶0.06的配比基材中生长发育最好。[结论] 微生物固化生态基材的抗剪强度较基质土有显著提升,其中0.2 mol/L为最佳胶结液浓度。在该浓度下,适用于高羊茅和紫花苜蓿的最优配比(植物纤维:复合微生物肥料:保水剂)分别为1∶2∶0.09和3∶1∶0.06。
    2025,45(2):171-180, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.018
    摘要:
    [目的] 探究南方红壤丘陵区竹节沟的生态服务功能及价值,为同类水土保持措施的价值核算提供借鉴,并为竹节沟的推广应用提供支撑。[方法] 以江西省赣州市兴国县为研究区,通过地形勘测、野外调查采样及土壤理化性质检测,运用替代成本法、市场价值法等方法,综合分析竹节沟的土壤保持、水源涵养、固碳增汇、减轻面源污染等生态服务功能及其价值。[结果] 不同坡位竹节沟的土壤保持功能及价值上坡位最高,为74.86元/(m2·a);水源涵养功能及价值中坡位最高,为5.16元/(m2·a);固碳增汇功能及价值下坡位最高,为0.25元/(m2·a);减轻面源污染功能及价值上坡位最高,为0.34元/(m2·a)。不同坡位竹节沟生态服务功能总价值有所不同,其中上坡位78.63元/(m2·a),中坡位57.11元/(m2·a),下坡位60.51元/(m2·a)。[结论] 竹节沟措施在南方典型红壤区具有重要的生态服务功能价值,不同坡位展现出显著的生态服务功能价值差异。
    2025,45(2):181-189, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.019
    摘要:
    [目的] 研究可耕作地埂(TEB)技术对东北黑土区坡耕地土壤结构、作物产量及水土保持效果的影响,为该地区水土保持措施的优化提供科学依据。[方法] 试验田块(EF)位于平均坡度为5°的坡耕地,其中研究区域修筑了可耕作地埂(TEB),并选取采用传统耕作、坡度和面积相似但未修筑地埂的邻近田块作为对照田块(CTF)。在EF区域内,分别采集了修筑地埂的TEB区域和未修筑地埂的传统耕作区域(CTF-E)的土壤样品,比较雨季前后土壤容重、团聚体特性及水分变化,同时监测径流深度、侵蚀量及作物产量。[结果] 雨季后,各区域土壤容重增加,而>0.25 mm水稳性团聚体(WSA>0.25)和平均重量直径(MWD)降低。EF区域土壤容重显著低于CTF区域(p<0.05),且TEB区域最低(1.18 g/cm3)。EF区域>2 mm团聚体含量显著高于CTF区域(p<0.05),TEB区域>2 mm团聚体含量降幅最小,TEB的WSA>0.25和MWD分别比CTF高10.58%和0.36 mm(p<0.05)。作物生育期内,EF区域土壤水分显著高于CTF区域,径流深度和侵蚀量分别降低35.10%和51.60%,TEB区域出苗率和玉米产量最高。[结论] 可耕作地埂技术能有效改善土壤结构和储水能力,提升水土保持效果及作物产量,适宜在东北黑土区坡耕地推广。
    2025,45(2):190-200,210, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.020
    摘要:
    [目的] 探究滑坡易发性评价中准确的非滑坡样本采样方法和特征提取优异的评价模型,为区域滑坡防控工作提供理论支持和科学指导。[方法] 在缓冲区采样策略的基础上提出了一种基于卷积自编码器(convolutional auto-encoder,CAE)的非滑坡样本优化方法。该方法通过学习滑坡样本的特征,利用重构误差筛选和优化非滑坡样本。在评价模型方面,引入卷积注意力模块(convolutional block attention module, CBAM)到残差网络(ResNet)中,构建ResNet-CBAM滑坡易发性评价模型,以捕捉更深层次、更复杂且更具代表性的特征。试验以三峡库区重庆市万州区为研究区域,选取高程等12个影响因子,采用SVM,DNN,CNN和ResNet-CBAM 4种模型,对缓冲区采样和基于CAE优化采样的评价精度和结果进行对比分析。[结果] 在相同评价模型下,基于CAE优化的非滑坡样本采样策略具有更高的可靠性与准确性;在相同采样策略下,ResNet-CBAM模型在准确率、精确率、召回率、F1分数和AUC等指标上均优于其他模型;各模型的评价结果具有相似性,高易发区和极高易发区主要分布在长江沿岸等植被覆盖度低、人类活动频繁的区域,使用了基于CAE优化采样的ResNet-CBAM模型表现出更优的预测效果,更适宜于该区域的滑坡易发性评价研究。[结论] 万州区滑坡易发性指数较高,区域内存在大量潜在滑坡风险区。基于CAE优化的非滑坡样本采样策略和ResNet-CBAM评价模型能有效提高滑坡易发性评价的精度。
    2025,45(2):201-210, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.021
    摘要:
    [目的] 探究长时相、高分辨率的土地覆盖产品在中国南方岩溶区的适用性,为揭示云南高原岩溶石漠化区植被演变的特征提供新的数据支持。[方法] 以云南高原中部石林县为例,采用精度检验、Sen’s斜率、转移矩阵等方法,对研究区1985—2022年30 m分辨率的CLCD_v1.0.2土地覆被数据集进行精度评价,并基于该数据研究云南高原岩溶石漠化区植被扩展的时空特征。[结果] ①研究区验证样本的总体精度(overall accuracy,OA)达87.85%,KAPPA系数为0.83,植被中林地的使用者精度(user accuracy,UA)最高,达95.24%,而草地最低,为73.76%。②耕地、林地、草地是石林县4种主要的植被类型,多年平均值为810.20,632.85,245.74 km2,灌丛与非植被面积相对较少,分别为14.90 ,15.31 km2。③1985—2022年石林县耕地、林地和非植被面积呈增加趋势,分别增加34.17,112.24,10.79 km2,灌丛、草地面积则呈减少趋势,分别减少15.62,141.58 km2,林地、非植被增加趋势显著,草地减少趋势显著。④1985—2022年期间耕地转出主要是林地和草地,林地主要转为耕地,草地主要转出为耕地和林地,灌丛主要转为林地。⑤其他植被类型转为林地集中于石林世界自然遗产地核心区、缓冲区,圭山国家森林公园片区,以及石林断陷盆地边缘地带。[结论] CLCD数据满足岩溶石漠化区植被演变分析的精度要求,石林岩溶石漠化区植被空间转移格局弥补了因保护区建设导致的耕地面积减少,同时体现了退耕还林、封山育林政策实施的空间范围及效果。
    2025,45(2):211-222,294, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.022
    摘要:
    [目的] 揭示光伏电站内外近地表微气象特征的差异,评估毛乌素沙地大型光伏电站布设对近地表微气象的影响,为光伏电站风沙防治和生态修复提供科学依据。[方法] 利用自动气象站的观测数据,通过对比对照点和站内各观测点得到微气象要素(风速、风向、气温、相对湿度、辐射)评估毛乌素沙地大型光伏电站的布设对近地表微气象的影响。[结果] ①相比对照区域,两种光伏阵列在2 m高度处的风向均发生显著变化,呈现出更为单一的特征。②光伏阵列区域的气温有所降低,固定可调光伏板间和板下的最大降温分别为0.92 ℃和0.97 ℃,而平单轴光伏板间和板下的最大降温分别为2.24 ℃和2.46 ℃。③光伏阵列区域的空气相对湿度有所增加,固定可调光伏区域的最大增幅出现在12月,板间和板下分别增加了3.77%和2.31%;平单轴光伏区域在3月份增幅最大,板间和板下分别增加了15.86%和15.44%。④光伏阵列对辐射的影响主要体现在光伏板下区域,其中固定可调光伏板下和平单轴光伏板下的太阳辐射量最大分别减少了91.30%和88.27%,光合有效辐射量最大分别减少了91.06%和82.29%。[结论] 大型光伏电站具有改变风向,降低气温,增加相对湿度以及减少地表太阳辐射量和光合有效辐射量的作用。其中,平单轴光伏阵列在“降温增湿”方面的效果优于固定可调光伏阵列。
    2025,45(2):223-231,347, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.023
    摘要:
    [目的] 探究黄土丘陵沟壑区长时间序列降雨侵蚀力(1970—2020年)时空分布特征及变化趋势,揭示该区域土壤侵蚀的主要驱动力及其动态变化规律,为制定区域水土流失防治策略、修复脆弱的黄土高原生态系统提供有益参考。[方法] 基于1970—2020年该区域67个气象站的降雨数据,采用基于日降雨量的简易算法模型,Machisplin插值法,Mann-Kendall法和小波分析法研究了黄河中游黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力的时间序列的突变点、趋势变化、周期性及空间分布特征。[结果] 该区域多年平均降雨侵蚀力范围为739.97~1 749.03 (MJ·mm)/(hm2·h),空间上由东南向西北递减。年际变化上,降雨侵蚀力整体呈小幅度增长趋势,最高年值为2013年的1 915.09 (MJ·mm)/(hm2·h),最低年值为1974年的741.18 (MJ·mm)/(hm2·h)。年内分布中暖季降雨侵蚀力强度明显强于冷季,暖季的多年平均降雨侵蚀力达到599.01~1 742.95 (MJ·mm)/(hm2·h),而冷季仅有27.61~171.11 (MJ·mm)/(hm2·h)。[结论] 该区降雨侵蚀力呈现由东南向西北递减,年平均降雨侵蚀力呈现上升趋势,且年际间的波动较大,上升的黄土丘陵沟壑区的降雨侵蚀力在改善当地气候条件的同时,对当地的水土保持措施的功能稳定发挥和水土流失治理工作提出挑战。
    2025,45(2):232-240, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.024
    摘要:
    [目的] 综合分析甘肃白龙江径流量突变性及持续性,定量解析气候与人类活动对年径流量变化的贡献率,旨在为白龙江流域水资源规划与管理提供理论依据。[方法] 基于白龙江流域1961—2021年白云站、舟曲站、武都站和碧口站4个水文站逐年、月降雨量和径流量数据,采用Mann-Kendall趋势、滑动T检验、R/S分析和双累积曲线等方法对白龙江径流量演变特征进行研究及归因分析。[结果] ①白龙江各站年径流量呈现不同程度减小趋势,且减少率从上游到下游呈增大趋势(碧口站〔-3.07×108 m3/(10 a)〕>武都站〔-1.49×108 m3/(10 a)〕>舟曲站〔-4.20×107 m3/(10 a)〕>白云站〔-3.40×107 m3/(10 a)〕的线性倾向率)。②白龙江上游最大月径流量发生在9月,中下游发生在7月,武都站年内径流极值比最大。③流域径流量突变点主要发生在1969年和1994年,所有站两次突变径流变化率均为负值,即突变前径流量高于多年平均值,突变后相反。④Hurst指数(H)表明白龙江中下游未来一段时间流域径流量将持续下降(H=0.53~0.77)。⑤气候变化对流域径流量减小的贡献率为94.85%,人类活动影响的贡献率为5.15%。[结论] 白龙江流域发生突变以后径流产生更为显著的下降趋势,且未来持续此趋势。
    2025,45(2):241-250, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.025
    摘要:
    [目的] 研究江苏省不同的时间和空间尺度的降雨侵蚀力及其侵蚀密度特征,为区域降雨侵蚀力预测和土壤侵蚀控制的重要参考。[方法] 基于江苏省96个气象观测站点的降雨数据和GPM IMERG,ERA5降水产品,研发了一种基于站点—卫星降水融合的降雨侵蚀力计算方法,重建了江苏省2001—2023年降雨侵蚀力,并进一步研究其侵蚀密度及易发区划分。[结果] ①该方法具有一定的可靠性,融合降雨侵蚀力相较于卫星降雨侵蚀力和站点降雨侵蚀力,具有较高的相关系数、较小的偏差和均方根误差,能有效捕捉降雨侵蚀力的高值,减少不确定性和误差。②2001—2023年江苏省多年平均降雨侵蚀力为4 709.39 MJ·mm/(hm2·h·a),空间分布为北低南高,季节差异明显,夏季多冬季少。③2001—2023年江苏省年降雨侵蚀力呈增加趋势,气候倾向率季节存在差异,春季、夏季和秋季研究区南部呈显著的增加趋势,北部呈不显著的下降趋势,冬季反之。④江苏省年侵蚀密度为4.96 MJ/(hm2·h),空间分布呈北高南低,降雨侵蚀最易发区为徐州市东部、连云港市北部和镇江市西部、南京市北部零星地区,不易受侵蚀的区域为扬州市和泰州市地区。[结论] 基于站点—卫星降水融合方法估算区域降雨侵蚀力较为可靠,减少不确定性和误差,提高了卫星遥感反演降水在土壤水蚀领域的应用精度。
    2025,45(2):251-261, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.026
    摘要:
    [目的] 探讨新质生产力与农业碳排放强度的关系,揭示其中的运行机制及区域差异,为新质生产力与绿色发展同步发展提供科学依据与数据支撑。[方法] 基于2012—2022年中国省级面板数据,采用双向固定的回归模型探讨新质生产力与农业碳排放之间的关系。进而采用门槛模型,分析城乡收入差距在影响新质生产力对农业碳排放的作用中的门槛作用。[结果] ①新质生产力与农业碳排放强度之间存在倒“N”型关系,即新质生产力对农业碳排放的作用是先下降、再上升、后下降的过程。②新质生产力对农业碳排放强度的影响存在门槛效应:城乡收入差距越小的地区,新质生产力的减排效果越强。③新质生产力对农业碳排放强度效应存在明显的区域差异,在东部地区倒“N”型关系明显,在中部地区效果并不显著,在西部地区则存在“N”型关系。[结论] 建议精准把握新质生产力阶段性特征,引导新质生产力与低碳农业发展相适应,增强新质生产力的减排效应;注重缩小城乡收入差距,以提高农民收入为手段,激励农民技术、设备升级,提升新质生产力的减排效应;明确区域间差异,引导新质生产力与各地区实际相匹配,因地制宜实现农业碳减排。
    2025,45(2):262-271, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.027
    摘要:
    [目的] 探讨汾河流域耕地利用碳排放效率与粮食安全耦合协调的时空演变特征及驱动因素,为提升汾河流域耕地利用碳排放效率与粮食安全耦合协调水平提供决策参考。[方法] 利用非期望产出超效率SBM模型和熵权法分别对2005—2021年汾河流域耕地利用碳排放效率与粮食安全进行测度及时空特征分析,在此基础上运用耦合协调度模型和参数最优地理探测器探讨了二者的耦合协调性及其驱动因素。[结果] ①耕地利用碳排放效率各县差异明显,大部分县区仍处于中低等效率。②汾河流域粮食安全水平整体呈“上升—下降—上升”的趋势;高值区主要集中在东北部以及南部地区,低值区主要位于汾河流域上游、太原市区以及灵霍山峡地区。③汾河流域耕地利用碳排放效率与粮食安全的耦合协调水平总体偏低,空间上呈现“上游低、中下游高”的分布特征。处于失调衰退阶段的县区主要以碳排放效率滞后型为主,处于过渡发展阶段的县区主要以粮食安全滞后型为主。④人均耕地面积、城市化率和人口规模是影响碳排放效率与粮食安全耦合协调水平的主要驱动因子。[结论] 汾河流域各县区应瞄准差异方向,提升短板,在优化耕地利用的同时加强农业科技支持与政策引导,最终实现二者同步协调发展。
    2025,45(2):272-282, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.028
    摘要:
    [目的] 探究气候变化与土壤固碳能力的关系,揭示气温、二氧化碳(CO2)浓度和降水增减对土壤有机碳及其组分碳库的影响,为全球气候变化背景下土壤碳汇能力的提高提供理论依据。[方法] 采用Meta分析方法,共筛选44篇相关文献,收集281个样本数据,利用颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)和矿质结合态有机碳(mineral associated organic carbon, MAOC)表征土壤活性与惰性有机碳组分,分析气候变化对土壤碳储量及其稳定性的影响。[结果] ①大气CO2浓度与土壤POC和MAOC含量呈显著负相关(p<0.05);气温升高使土壤POC含量降低,而土壤MAOC含量略有升高,POC对气温变化更为敏感;土壤POC与降水量增加呈正相关,与降水量减少呈负相关,而土壤MAOC含量则与之相反。②气温,CO2浓度增加和降水量减少会伴随土壤总有机碳含量降低,而降水量增加则会导致总土壤有机碳含量增加。③土层深度和地类对土壤有机碳及组分对气候变化因子的响应有重要影响。[结论] 不同气候因子对土壤有机碳及其组分含量的影响存在明显差异,其变化会降低土壤有机碳库储量或其稳定性,削弱土壤固碳能力。
    2025,45(2):283-294, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.029
    摘要:
    [目的] 探讨碳储动态变化及其驱动机制,为区域可持续发展和水土资源保护提供科学依据和方法借鉴。[方法] 以青藏高原的洮河流域和黄土高原的祖厉河流域为研究区,探究了气候、植被和水沙对净初级生产力(NPP)的直接和间接效应,采用弹性系数、密度分析等方法量化了不同因素对NPP的影响阈值。[结果] ①洮河和祖厉河流域NPP均值(以C计)分别为276.47,136.86 g/m2,空间分布差异显著。②洮河NPP受水分参量影响较大,其次为归一化植被指数(NDVI),气温(T)和土壤侵蚀(A)均呈现负效应且相对较小;祖厉河流域NPP受NDVI和水源涵养量(WR)影响最大,TA对NPP同样为负效应,但绝对值大于洮河流域。空间上,两个流域T和NDVI交互后对NPP分布的解释力最强。③不同方法的阈值量化结果有所差异,总体上洮河流域TA对NPP的影响阈值更先达到,祖厉河P,NDVI和WR对NPP的影响阈值率先到达。[结论] 不同生态—地理分异下的碳储动态变化驱动及阈值差异显著,在达到“可持续”的阈值之前,并不需要过多的人为干预,主要通过气候方面的监测即可;但在达到“限制性”阈值时,有目的的合理分配水资源、控制土壤侵蚀减缓河道输沙需要给予更多关注。
    2025,45(2):295-304, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20250324.001
    摘要:
    [目的] 探究粮食新质生产力及其耦合协调性在粮食功能区的分布及差异,为推进中国粮食新质生产力发展、保障粮食安全提供决策参考。[方法] 基于2012—2022年中国30个省份(未包括西藏自治区,香港、澳门特别行政区和台湾省)面板数据,从科技生产力、绿色生产力和数字生产力三维度构建粮食新质生产力指标体系,运用熵权-TOPSIS法、耦合协调度模型及空间关联模型测算并分析粮食新质生产力水平、三维系统耦合协调度及空间关联特征。[结果] ①中国粮食新质生产力水平稳定增长,各粮食功能区均有所提升,但存在“粮食主销区>粮食主产区>产销平衡区”的发展格局;分三维系统看,科技生产力和数字生产力在全国及各粮食功能区均显著提升,而绿色生产力相对平稳,有待发展。②中国粮食新质生产力三维系统耦合协调度逐步提升,已由低度耦合协调转变为中度耦合协调,但粮食产销平衡区的耦合协调度仍相对较低。③粮食新质生产力耦合协调空间结构呈现出向粮食主产区和粮食主销区高度聚集态势,冷点显著区集中于产销平衡区。[结论] 需要加大对粮食产销平衡区的研发投入,重点推进绿色生产力的发展,并鼓励产销平衡区与粮食主销区、主销区之间的空间联动,以推进粮食新质生产力发展。
    2025,45(2):305-314,359, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.031
    摘要:
    [目的] 探讨扶持政策对黄河流域资源型城市土地利用效率提升的影响,以期为黄河流域资源型城市土地高效利用和配套政策落地落实提供理论参考。[方法] 以黄河流域内资源型城市为研究对象,利用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算2008—2021年城市土地利用效率,借助双重差分模型、中介效应模型检验扶持政策对城市土地利用效率的影响及其异质性和作用渠道。[结果] ①研究期内黄河流域城市土地利用效率总体在波动中上升,政策实施后资源型城市与非资源型城市间土地利用效率差值扩大。②扶持政策对黄河流域资源型城市土地利用效率有提升促进作用,但效果显现有滞后性。③扶持政策对不同空间位置、不同类型的资源型城市的影响有明显异质性。对流域内上游城市有促进作用,对中下游城市影响不明显,对成熟型城市和衰退型城市影响较成长型城市与再生型城市更加显著。④扶持政策能够通过产业结构调整和环境治理促进土地利用效率优化提升。[结论] 需要坚持运用政策手段引导城市发展,因地制宜、分类施策,重点关注产业结构调整和环境治理,以促进土地利用效率提质增效,将土地功能嵌入黄河流域城市高质量发展中发挥优势。
    2025,45(2):315-324, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.0032
    摘要:
    [目的] 研究黄土高原气候舒适度分布规律及其时空变化特征,并分析其与植被覆盖的关系,为生态修复环境效应和生态产品价值实现机制研究提供参考。[方法] 基于1981—2020年黄土高原气象站点日监测数据,采用温湿指数对黄土高原地区气候舒适度的时空变化状况进行评价,在此基础上利用PKU GIMMS NDVI数据定量评估了站点周边NDVI与气候舒适程度的关系。[结果] ①在空间上,黄土高原中部气候舒适期(非常舒适、舒适型)长(135 d/a以上);西北部夏季舒适期长,东南部春秋两季舒适期长;西北部年均极不舒适日数多于东南部,较不舒适与不舒适日数低于东南部地区。②在时间上,黄土高原气候舒适期占全年日数的35.46%,主要集中在5—9月;气候不适期(较不舒适、不舒适、极不舒适型)占全年日数的64.54%,主要集中分布在10月至次年4月。黄土高原最主要的气候舒适类型是极不舒适,占全年总天数的27.59%,主要集中在11月至次年2月。③研究时段内,黄土高原85%的站点气候舒适程度呈极显著或显著增加趋势(p<0.05),其中研究区66.67%的站点气候舒适程度呈极显著增加趋势(p<0.01)。黄土高原约21.67%的站点舒适日数显著增加,其中山西省五台山站增加最多(18.89 d/10 a);约86.67%的站点极不舒适日数呈显著减少趋势;约56.67%的站点较不舒适日数倾向率呈显著增加趋势(p<0.05)。1982—2020年黄土高原年NDVI总体呈现出积极的增长趋势,53.33%的站点NDVI与气候舒适程度呈现显著或极显著正相关。[结论] 黄土高原1981—2020年气候舒适度不同季节空间分异明显,研究区总体气候舒适程度有所改善;NDVI值的增加与气候舒适程度提高存在同步变化。通过生态修复有望提高黄土高原区域气候舒适度。
    2025,45(2):325-336,396, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.033
    摘要:
    [目的] 研究广西壮族自治区(简称“桂”)耕地绿色利用效率时空变化特征及影响因素,为推动耕地管理和高效利用,促进农业绿色发展提供决策依据。[方法] 基于2010—2021年14个地市面板数据构建指标体系,利用超效率SBM模型测算耕地绿色利用效率,借助ArcGIS分析工具可视化时空分布格局与演变趋势分析,并采用GTWR模型揭示影响因子时空异质性。[结果] ①时间上,广西壮族自治区耕地绿色利用效率历经平稳增长、缓慢增长和快速增长3个阶段,总体呈稳步上升态势,各地市效率值曲线演变特征差异显著。②空间上,呈现桂东、桂南高,桂西、桂北居中,桂中较差的分布特征,“东西”和“南北”差异呈缩小态势。③各影响因子作用机理存在显著时空异质性。正向因子起到合理分配资源、调整产业结构等作用,负向因子导致地力下降、劳动力短缺、污染加剧等问题。[结论] 广西壮族自治区耕地绿色利用效率存在显著的时空差异,复种指数、农用机械投入强度及城乡收入差距影响强度大。建议未来深入挖掘各地农业特色与潜力,差异化制定耕地绿色利用效率提升策略,推动农业区域差异化发展,全面提升广西壮族自治区耕地绿色利用效率。
    2025,45(2):337-347, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.034
    摘要:
    [目的] 探讨豫南地区水源涵养服务的时空演变特征及其影响因素,为中国南北方过渡带水资源管理提供决策参考。[方法] 基于InVEST模型对2000—2020年豫南地区的产水服务和水源涵养服务进行了定量评估,结合空间自相关分析水源涵养的空间聚集情况,借助最优参数地理探测器探究水源涵养服务的主要影响因子,结合地理加权回归模型在局部空间上揭示了不同因子对水源涵养服务的影响程度及方向。[结果] ①2000—2020年豫南地区产水量和水源涵养量均呈现显著下降趋势,产水量由3.56×1010 m3下降至2.65×1010 m3,水源涵养量由1.87×109 m3下降至1.23×109 m3。②豫南地区水源涵养服务在空间分布上存在明显的聚集情况,以“高—高”聚类和“低—低”聚类为主。③气候因素是水源涵养服务空间异质性形成的主要影响因素,社会经济因素对其影响较小。④在局部空间上,降水量,NDVI和GDP对豫南地区水源涵养服务呈现正向作用,而实际蒸散发和人口密度呈现负向作用。[结论] 应注重优化豫南地区的土地利用结构,关注南水北调中段工程,对水资源进行合理分配,保障其水生态安全和水环境健康,促进区域水资源的可持续发展。
    2025,45(2):348-359, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.035
    摘要:
    [目的] 厘清2013—2022年广东省城市韧性与土地利用效益的变化情况,识别二者耦合协调状态与聚集特征的时空演变格局,以期为促进区域韧性城市建设与土地集约利用协同发展提供科学依据。[方法] 采用基于熵权法和CRITIC法的综合评价方法、超效率SBM模型、耦合协调度模型以及空间自相关模型,对广东省21个地级市城市韧性与土地利用效益耦合协调性的区域差异和演变特征进行探究。[结果] ①研究期内广东省城市韧性持续增强,增长幅度为43.21%,各市之间城市韧性建设水平存在差异,空间分布为“由核心向外围逐步降低”的格局。②土地利用效益波动上升,由0.57上升至0.65,但土地利用未达到DEA最优,大部分地级市土地利用效率存在显著的年际波动性,呈现“珠三角高,粤北低,粤西高,粤东低”空间分布格局。③城市韧性与土地利用效益整体耦合状况良好且发展较稳定,二者之间展现出紧密的正相关联系,全省耦合协调水平由初级协调阶段提升至中级协调阶段。④城市韧性与土地利用效益耦合协调具有空间正相关关系,但局部聚集特征不突出。[结论] 应强化广东省韧性城市建设和国土空间规划联动,优化政策导向,注重区域规划统一协调,推动城市间优势互补,增强集聚效能,促进区域协调发展。
    2025,45(2):360-370, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.036
    摘要:
    [目的] 揭示辽河流域生态环境的时空动态变化特征及其驱动机制,并基于此构建生态管理分区框架,为区域生态环境保护和可持续发展提供科学支持。[方法] 基于2000至2022年的遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)分析辽河流域生态环境质量的时空动态变化趋势,识别其关键驱动因子,并结合RSEI分布格局、变化趋势及驱动因子,构建多维度的生态分区框架,完成辽河流域生态管理分区。[结果] ①辽河流域生态环境质量呈逐年改善趋势,空间上表现为“中部差、东西优”的空间分布格局。②降水是RSEI空间分异的主导因素,其次为土地利用、温度、高程和坡度。③基于分区结果,全流域可划分为生态核心保护区、生态优化区、生态监测区、生态修复区和生态重点治理区,生态核心保护区集中于流域东部,生态重点治理区则位于流域中部。[结论] 2000—2022年辽河流域的生态环境质量不断改善,降水和土地利用是其主要驱动因子,未来需加强对生态核心保护区的保护力度,并将更多资源投入到生态重点治理区。
    2025,45(2):371-382, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.037
    摘要:
    [目的] 多角度研究云南省耕地利用格局变化,划分耕地利用风险等级,为研究区耕地保护政策与管理策略提供依据,同时为其他地区耕地保护提供参考与借鉴。[方法] 基于2011,2021年土地利用调查数据,从耕地保护数量—质量—生态“三位一体”视角出发,利用景观指数、压力—状态—响应(PSR)模型等方法综合分析耕地利用格局变化特征,并依据其动态变化运用状态空间模型划分耕地利用风险等级。[结果] ①2011—2021年云南省耕地数量变化具有区域化差异,变化显著的区县呈现出“全局零散、局部聚集”的分布特征。②耕地平均土层厚度下降,土壤有机质含量和阳离子交换能力有所提升;耕地斑块密度(PD)上升1.251,聚集度指数(AI)和平均形状指数(MSI)下降5.672%和0.055,说明耕地破碎化程度加剧,集聚性减弱,斑块形状趋于规则。③耕地生态安全水平总体下降12.67%,整体呈现“南高北低,中部两级化”的空间格局。④综合耕地利用动态变化对云南省进行耕地利用风险分区并提出调控建议。[结论] 滇东北、滇西南及滇中为云南省耕地变化热点,全省土壤质量提升但破碎化加剧,耕地生态安全水平呈现下降趋势,需结合风险分区因地制宜精准治理。
    2025,45(2):383-396, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.038
    摘要:
    [目的] 探究粮食主产区不同生态系统服务之间权衡/协同关系的作用强度及其驱动因素,为区域生态系统服务管理提供理论支撑与决策依据。[方法] 以皖北粮食主产区为研究对象,在测定2000—2023年产水量、碳储存、土壤保持、生境质量和粮食生产力5种生态系统服务的基础上,运用Morans’ I度量各生态系统服务的空间自相关性,构建动态权衡协同度(DESTI)模型量化23 a间5种生态系统服务变化量的权衡/协同关系作用强度和方向,利用最优参数地理探测器(OPGD)探求自然与社会因子对其的驱动力。[结果] ①近23 a来,皖北粮食主产区粮食生产力服务提升91.97%,其余各生态系统服务均有所下降。②5种生态系统服务间权衡/协同作用强度和方向存在较强空间异质性,呈现条带型、点状型、均质型和离散型4种空间格局,且以条带型和点状型为主。③生态系统服务权衡/协同强度受自然因素(土壤侵蚀力、NDVI)的驱动作用明显,自然与社会的交互作用也增强了权衡协同的空间差异。[结论] 皖北粮食主产区生态系统服务权衡协同作用强度存在显著的空间异质性,自然因素为主要驱动因素,且自然与社会的交互作用增强了其空间差异。
    2025,45(2):397-407, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.039
    摘要:
    [目的] 山西省太原市作为中部地区重点经济区和以能源、重化工为主的工业基地,实现高质量发展需要深入了解城市转型与生态环境质量之间的关系,土地利用转型特征及其对生态环境的影响规律,从而为城市土地利用转型提供依据与支撑。[方法] 通过地学信息图谱,驱动—压力—状态—影响—响应(DPSIR)和InVEST模型探究2011—2021年太原市土地利用转型特征,从生态安全、生境质量、区域生态环境质量指数以及土地利用转型生境贡献率4个方面探究土地利用转型对生态环境的影响。[结果] ①研究期内太原市土地利用转型主要表现为耕地、林地、草地和建设用地之间的相互转换。即草地转出面积最多,林地和建设用地转入面积最大。②太原市生态安全指数呈上升趋势,由2011年的0.266 1上升至2021年的0.725 5。生境质量则呈缓慢下降趋势,由2011年的0.576 8下降至2021年的0.573 5。③土地生态环境质量指数在2011—2021年期间呈小幅下降趋势,但总体仍较稳定;对生境质量贡献最大的是从耕地向草地的转化,贡献率为3.354%,生境质量降低的主要原因是耕地向建设用地的转化,贡献率为8.838%。[结论] 太原市土地利用转型特征明显,土地利用变化造成生态环境退化,耕地与林地、草地、建设用地间的相互转化是影响生态环境质量的主要原因。
    2025,45(2):408-420, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.02.040
    摘要:
    [目的] 探究2003—2023年宁东煤电基地煤炭、水土资源的时空分布特征及其相互作用机制,为该区域资源优化配置与生态环境保护提供理论依据。[方法] 基于多源数据,采用土地利用转移矩阵、增长率分析等方法,研究煤炭、水土资源的时空演变特征,并结合供需分析评估水资源利用平衡状况。[结果] ①2003—2023年宁东煤炭产量持续增长,年均增长率5.89%,煤矿主要分布于基地中北部,工矿用地面积显著增加;水资源供需不平衡,地表水主要依赖黄河引水,地下水开采受限,水体面积由21.45 km2增至45.66 km2。②土地利用类型以草地为主,但面积减少,工矿居民用地显著扩张,其面积所占比例从2003年的1.40%增至2023年的8.12%;土地资源利用率由6.14%提升至18.42%。③煤炭开发、水资源利用、土地利用变化相互作用,煤矿开采影响水资源需求与土地占用,水资源分布影响矿区生态格局,土地利用变化进一步调控煤炭开采布局。[结论] 煤炭开发对水土资源利用影响显著,未来应加强水资源优化配置,提高土地利用效率,推动宁东煤电基地绿色低碳发展。
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    摘要:
    [目的] 明晰中部地区农业水土资源开发利用过程中能源消耗碳排放的时空格局演变规律,揭示其主要驱动因素,为助推中部地区农业低碳化绿色转型发展、实现“双碳”目标提供理论和数据参考。[方法]基于2010-2022年中部地区6省的社会经济数据,考察农业水土资源利用中能源消耗的碳排放,采用IPCC碳排放系数法测算2010-2022年中部地区农业碳排放量,借助Kaya恒等式和完全分解方法LMDI加法形式,探讨农业碳排放的驱动因素及其贡献值情况,运用ArcGIS可视化深入剖析中部各省农业碳排放在时空维度上的演变趋势,并探析水土资源匹配度与农业碳排放之间的关系。[结果]?2010—2022年研究期内中部地区农业碳排放总量呈现先快速上升后波动下降的趋势。农业碳排放的环比增长率经历了阶段性下降演变过程。?农业碳排放强度是促使中部地区农业碳减排的最主要因素,农业水资源经济产出则是导致农业碳排放增长的第一大要素。农业水资源经济产出因素和单位播种面积的农业用水量因素对中部地区农业碳排放的贡献存在正负两个方向的变动。?提高农业水土资源匹配度有助于抑制农业碳排放,但对各省的农业碳排放影响程度存在差异。[结论] 未来应关注水土资源时空匹配问题及其生态环境效应,因地制宜采取差别化的耕作模式,优化配置和改善农业水土资源开发利用方式,促进农业低碳化转型。
    摘要:
    [目的]为优化南方红壤坡地水土保持措施配置,探究不同保持措施下地表径流泥沙及氮磷流失对雨型的响应机制,为该区域水土流失治理提供理论依据。[方法] 以南方红壤区为研究区域,基于2019—2022 年自然降雨数据,采用野外径流小区定位观测试验方法,针对果园清耕对照、植物措施(M1)、横坡间作(M2)、顺坡间作(M3)、梯田工程措施(M4)、梯田工程+植物措施(M5)等不同水土保持措施配置,系统分析径流泥沙及氮磷流失对雨型的响应特征。[结果] 研究区雨型构成以短历时、大雨强的前峰型(发生频率41.18%)和中历时、中雨强的中峰型(47.06%)为主,长历时、小雨强的后峰型占比最小。植物措施(M1)与梯田工程+植物措施(M5)均能显著减少径流泥沙及氮磷流失。前峰型下,M1径流深、泥沙流失量分别削减61.2%、91.3%,M5削减58%、94%;中峰型下,二者径流深削减70.6%和54.2%,泥沙量削减80.8%和82.6%;后峰型中,M1仍削减径流深60.5%和泥沙量74.7%。氮磷流失控制方面,M1和M5在各雨型下均显著减少总磷浓度,前峰型分别削减32.5%和36.1%,M5对总氮削减达16.3%-21.3%。顺坡间作(M3)因垄向与坡向一致,前峰型下泥沙量(0.424kg)和总磷浓度(0.127mg/L)较CK增加42.3%和53.0%,加剧侵蚀风险。[结论] 研究明晰了南方红壤坡地不同水土保持措施下地表径流泥沙及氮磷流失对雨型的响应规律,表明植物措施和梯田工程+植物措施通过植被截留与工程截蓄作用,可高效阻控多雨型下的水土流失,为南方红壤坡地水土流失治理提供了依据。
    摘要:
    [目的]研究光伏板下石漠化地区土壤水分和养分的变化特征及其关键影响因子,旨在评估光伏板高度及地形坡度在旱季对土壤理化性质的影响。[方法]选取已建设8年的云南省石林彝族自治县某光伏示范基地为研究区,在干旱期对平坡和陡坡中不同高度的光伏板(高板离地2.5 m,低板前檐离地1.5 m、后檐离地0.2 m)下区域土壤进行取样,探析不同条件下土壤水分和养分的变化特征,并对其关键影响因子进行分析研究。[结果]结果表明:土壤饱和含水量及持水量随光伏板高度和坡度的增加显著降低,低光伏板平坡区保水持水效果最佳,体积含水量最高达35.23%,高光伏板陡坡区保水持水性能最差,体积含水量最低仅为8.74%,且在干旱初、末期变化趋势一致;除土壤有机碳外,低光伏板平坡区氮、磷含量在干旱期末期表现出更强的固定能力,分别达2.2 g/kg、0.53 g/kg,土壤养分含量在整个旱季均与光伏板高度和坡度呈负相关;相关性分析显示,土壤容重、孔隙度是土壤水分含量变化的关键影响因子,土壤酶活性会对养分产生影响,冗余分析结果分别解释了88.73%和75.13%的养分变异。[结论]研究表明,相比高光伏板的建造方式,在石漠化地区进行低光伏板建造,尤其在平坡地区更有利于减少土壤水分的蒸发及增加养分的固定作用。
    摘要:
    [目的]探讨不同制备温度葵花秸秆水热炭添加对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,为葵花秸秆资源化利用和土壤固碳提供理论依据。[方法]以葵花秸秆为原料,分别在180℃和220℃制备水热炭(SB180、SB220)。通过室内培养试验,分析不同温度制备水热炭添加量输入对土壤有机碳及组分的差异化调控。[结果](1)随着制备温度的升高,水热炭的碳含量、芳香度、比表面积以及孔体积升高。(2)随着制备温度和添加量的增加,土壤有机碳、矿物结合态有机碳(MAOC)和颗粒有机碳(POC)含量显著提高,SB220 2%处理的SOC、POC以及MAOC含量最高,较CK分别增加了75.34%、23.34%、105.75%。(3)土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、潜在可矿化量(Cp)以及激发效应(PE)随着制备温度的升高而降低,随添加量的增加而增加,SB220 2%的累积矿化量、Cp以及PE较SB220 1%分别升高了50.88%、57.61%和79.51%。[结论]SB220显著提升了土壤有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒有机碳含量,有较好的固碳潜力,但随着添加量增加,碳排放风险增加,建议添加1%的SB220,实现碳矿化损失与长效固存的平衡。
    摘要:
    [目的] 为了探究覆沙黄土坡面沙土二元结构在降雨作用下的侵蚀滑移行为、土壤水分饱和度变化规律,主要控制因素对水分变化的作用进而影响沙层滑移的机理。[方法] 基于室内模拟降雨实验,观测产流、产沙、侵蚀滑移以及水分时空变化过程,定量分析覆沙厚度、雨强和坡度对水分变化及覆沙黄土坡面滑移的影响。 [结果] (1)覆沙黄土坡面经历较长历时降雨易发生滑移,覆沙厚度的增加会延缓滑移的发生,而降雨和坡度的增加则使其提前。滑移产沙量随降雨强度和坡度的增加而增加。 (2)土壤水蓄量变化率受覆沙厚度、降雨强度和坡度的共同影响,并随这三者的增加而显著增大。(3)沙层饱和度的变化过程大致可以分为三个阶段:快速增加阶段、平稳阶段和再次增长阶段。(4)饱和度的变化表明,滑移发生需满足的临界条件受到沙层厚度、降雨强度和坡度等因素的影响。[结论] 覆沙黄土坡面沙层滑移受到饱和度的影响,而土壤的饱和度受到沙层厚度、降雨强度和坡度等因素的共同影响。研究结果对覆沙黄土坡面土壤侵蚀及滑移过程有了进一步的理解。
    摘要:
    [目的] 针对传统方法在盐碱化农田土壤水分(SMC)和有机质含量(SOMC)监测中存在效率低下的问题,探索高光谱数据结合可解释机器学习的估算方法,以期为河套平原盐碱化土壤信息快速获取和土壤质量评价提供理论依据。[方法]以地面高光谱反射率及实测SMC和SOMC为数据源,对光谱数据采用分数阶微分(FOD)变换并构建光谱指数,基于偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法建模,并引入夏普利加性解释(SHAP)方法解析变量对模型预测结果的相对贡献,来提升模型的解释性。[结果]①经1.25阶微分变换后构建的光谱指数与SMC和SOMC间相关性最强,其中,广义差异指数(GDI)和最优光谱指数(OSI)与SMC和SOMC间相关系数最大分别为0.5054和0.6825。②RF模型对SMC和SOMC的估算精度远高于PLSR和SVM;SMC和SOMC-RF模型验证集 R2、均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)分别为0.734、3.28和2.07及0.870、1.53和2.43。③SHAP分析发现,氮平面域指数(NPDI)和比值指数(RI)分别在SMC和SOMC的建模估算中贡献度最大,且NPDI、OSI和差值指数(DI)对SMC的建模贡献度累计达到68.58%;RI、GDI和NPDI对SOMC的建模贡献度累计达到61.86%。[结论] FOD联合光谱指数在高光谱数据的有效利用中具有明显优势,RF模型在土壤属性估算中展现了较高的精度和鲁棒性,SHAP分析有效揭示了不同变量对目标变量的贡献度。NPDI、RI、OSI和DI等光谱指数在盐碱化农田SMC和SOMC的建模估算中贡献显著。研究结论为盐碱化农田SMC和SOMC的高精度估算提供了新思路,对区域土壤改良和农业精准施策具有重要指导意义。
    摘要:
    [目的]西北地区盐碱地治理政策及演变特征研究,对于促进盐碱地综合利用,保障国家粮食安全和推动生态文明建设具有深远意义。新疆维吾尔自治区(以下简称新疆)因其独特的自然地理条件,形成了全国范围内面积最广、种类最多、积盐最严重的盐碱区,在西北各省份中具有较强的代表性。本研究分析了新疆近40年盐碱地治理政策演变特征并提出未来展望,对该区政策制定与优化具有借鉴作用,可为后续盐碱地治理利用工作提供指引。[方法]基于政策内容演变与关键节点判别法,对1986年起至今公开发布的160份新疆盐碱地治理政策进行阶段划分,通过ROST Content Mining System V6.0软件的词频分析和社会语义网络分析工具,对各阶段政策进行文本挖掘与量化分析。[结果]①新疆盐碱地治理政策历经起步规划(1986-2013年)、专项整治(2014-2021年)和综合利用(2022-至今)三阶段。②各阶段特征鲜明,起步规划阶段以土壤改良和系统性规划为核心;专项整治阶段注重耕地质量提升与生态环境保护;综合利用阶段聚焦盐碱地综合利用与高标准农田建设。③政策向全面化、精细化方向发展,治理目标转向盐碱地多元利用与可持续发展,治理过程注重与生态环境保护的平衡协调,治理框架日益成熟,治理措施逐渐多样。[结论]基于政策内容的阶段划分与文本挖掘方法系统揭示了新疆盐碱地治理政策的发展与演变特征,具有良好的适用性与可操作性。研究结果可为新疆盐碱地治理政策的优化提供理论支撑,推动盐碱地资源高效利用和农业可持续发展。
    摘要:
    [目的] 研究砾石含量和降雨强度对壤土和风沙土两种土质工程堆积体产流产沙的影响,为生产建设项目高质量水土流失防治提供理论参考和数据支撑。[方法] 在室内模拟降雨条件下选择土石混合堆积体作为工程侵蚀下垫面代表,定量分析堆积体在4种砾石含量(0,10%,20%,30%)和3种降雨强度下(1.0mm/min,1.5 mm/min,2.0mm/min)下的产流产沙特征。[结果](1)两种堆积体径流率呈现“先递增后波动”趋势。风沙土堆积体在低雨强(1.0 mm/min和1.5 mm/min)下的径流率和径流功率低于壤土堆积体,但在高雨强(2.0 mm/min)和高砾石含量(30%)条件下快速上升增速更大,达到或超过壤土堆积体水平,且增速更大,表明其在高雨强高砾石含量下在类似条件下可能引发更严重的土壤侵蚀。(2)两种堆积体的侵蚀速率均随雨强增加而上升,随砾石含量增加而降低,风沙土堆积体的侵蚀速率普遍高于壤土堆积体。风沙土堆积体在1.0 mm/min和1.5 mm/min雨强下,10%砾石含量时侵蚀速率降幅最大,为11.89%和73.1%,2.0mm/min雨强下30%砾石含量时降幅最大,为26.16%。壤土堆积体在1.5mm/min和2.0mm/min雨强下30%砾石含量时侵蚀速率降幅最大,为75.23%和56.35%。(3)风沙土堆积体在10%砾石含量下径流功率较纯土降幅最大,三种雨强下分别为可达16.09%、-26.92%、18.57%。壤土堆积体在1.5mm/min和2.0 mm/min雨强下,30%砾石含量时径流功率降幅最大,分别为可达18.71%和-23.13%,在1.0 mm/min雨强下砾石含量增加对径流功率的减弱作用不明显。 [结论]风沙土堆积体径流率和径流功率在较低雨强下低于壤土堆积体,但在高雨强(2.0mm/min)高砾石含量(30%)条件下增速更大,快速增至与壤土堆积体相当或更大,进而可能发生更严重侵蚀。两种土质堆积体侵蚀速率均随雨强增大而增大,随砾石含量增加而减小。
    摘要:
    [目的] 对河流型水库消落带开展生态敏感性评价,可明晰区域土壤侵蚀、生物多样性下降等生态风险,为水库生态安全保障提供决策依据。[方法] 本文以黄河上游龙羊峡水库消落带为研究对象,运用GIS技术,对研究区内的土壤侵蚀敏感性、生物多样性敏感性、生境敏感性及地形敏感性4个关键因子开展评价;基于变异系数法确定各因子对综合生态敏感性的权重,计算综合生态敏感性。[结果] (1)研究区生境敏感性与生物多样性敏感性中度偏高,土壤侵蚀敏感性中度偏低,地形敏感性整体呈现较低水平。(2)地形敏感性与生境敏感性因子在综合生态敏感性计算中的权重最高,分别为38.4 %和25.5 %。(3)研究区内75.49 %的区域综合生态敏感性为中度偏低等级。[结论] 龙羊峡水库消落带综合生态敏感性的主导因素为地形与生境敏感性因子,空间分布呈库首>库腹>库尾的特点,库首区域需优先保护。研究结果揭示了龙羊峡水库消落带生态风险的分布特征,为分区生态保护策略制定提供参考。
    摘要:
    摘要:[目的]为科学评估三江源国家公园生态补偿政策实施的绩效表现,厘清政策实施过程中存在问题和生态效益实际效果,以期为政府优化生态补偿政策提供决策依据。[方法]基于公共价值理论,从牧民视角构建涵盖政策实施过程感知和生态结果两个维度的综合评价指标体系。在政策实施过程中,围绕公平性、参与性、效率性和可持续性四个核心维度进行分析。而生态结果则通过政策达标率、植被生长状态、水土保持变化率、植被盖度变化和空间均一性五个指标来衡量,并运用层次分析法(AHP)确定各指标权重。[结果]结果表明:(1)三江源国家公园生态补偿政策的实施过程感知综合绩效值为0.646,整体表现较好;(2)县域之间存在一定差异,其中治多县和杂多县的绩效值相对较低,生态结果的综合绩效值为0.623,整体评价为良好;(3)政策实施过程中各县域的差异表明,政策更多关注生态结果,较少关注实施过程的管理。[结论]未来生态补偿政策优化应加强对政策实施过程的关注,促进生态结果与政策实施的协同共进,全面提升生态保护与牧民福祉的公共价值。
    摘要:
    [目的] 探究大兴安岭多年冻土区优势树种兴安落叶松 (Larix gmelinii) 和伴生种白桦 (Betula platyphylla) 凋落叶的分解动态特征及其影响因素,以期为冻土退化背景下森林生态系统稳定性维持、碳汇功能提升及适应性管理策略的制定提供科学依据。[方法] 采用凋落物分解袋法,设置兴安落叶松、白桦及其混合 (3:1比例) 三种处理类型,通过为期2年的原位分解实验,系统分析凋落物质量损失动态变化特征及其与碳氮含量的关系,结合Olson指数模型计算凋落物分解半衰期和完全分解所需时间。[结果] (1) 凋落物在两年分解期内质量损失依次为阔叶 (23.53%) > 针阔混合(16.41%) > 针叶 (14.47%),其中第一年占总分解量的65.11%–66.80%;针阔混合凋落物失重率的观测值仅在分解第一年显著高于预期值,表现出协同效应。(2) 阔叶和针阔混合凋落物失重率与氮含量呈极显著正相关,与碳氮比呈极显著负相关,而针叶失重率与氮含量及碳氮比无显著相关性。(3) 凋落物分解过程符合Olson指数模型 (R2 > 0.89),分解半衰期和完全分解所需时间阔叶最短 (5.45年和23.55年),其次是针阔混合 (9.32年和40.27年),针叶分解最慢 (11.55年和49.93年)。[结论] 大兴安岭多年冻土区阔叶凋落物分解快,主要与其氮含量高且碳氮比低有关,其完全分解需要20年以上,而针叶与针阔混合凋落物需要40年以上,针阔混合凋落物仅在分解第一年表现出协同效应。凋落物分解的缓慢过程对维持冻土-植被互馈系统的碳氮平衡及提升寒区生态屏障功能具有重要作用。
    摘要:
    [目的]探究景观格局对赣南地区小流域水源涵养量的影响,为该地区小流域景观格局优化和水资源管理提供科学依据。[方法]以赣南地区1030个小流域为研究对象,通过InVEST模型计算各小流域的水源涵养量,通过Fragstats 4.3软件,获取林地占比(FCR)、斑块数量(NP)、边界密度(ED)、平均斑块面积(AREA_MN)、景观空间负荷对比指数(LCI)等景观格局指数,采用皮尔逊相关系数法、响应面分析法分析小流域景观指数对水源涵养量的影响。[结果](1)赣南地区小流域平均水源涵养量为434.29mm,占年均降雨量的28.05%,并且水源涵养量在空间分布上具有较大的差异。(2)景观格局指数中,FCR和AREA_MN与水源涵养量呈极显著正相关关系(P<0.001),LCI、NP和ED与水源涵养量呈极显著负相关关系(P<0.001)。(3)根据水源涵养量对FCR和LCI的响应曲面,当LCI<0.218,FCR>80.65%时,小流域的水源涵养量随着FCR的增加和LCI的减小而缓慢提升;当LCI>0.272,FCR<58.82%时,小流域的水源涵养量随着FCR的增加和LCI的减小显著增长。(4)根据降水净输入量和地形指数将小流域分为6类,不同类型小流域水源涵养量随景观指数的变化趋势各异,尤其在降水净输入量低(463~607mm)且地形指数高(19~24)的小流域类型和降水净输入量适中(607~751mm)且地形指数低(12~19)的小流域类型中,水源涵养量对FCR和LCI的响应较弱。[结论]研究可为赣南地区小流域景观格局优化和水资源管理提供重要参考,有助于制定针对性的生态保护和水资源管理策略,提升区域水源涵养能力和水资源可持续利用水平。
    摘要:
    黄河水灌溉种植水稻是我国西北干旱-半干旱地区改良盐渍化土壤的有效措施之一。本研究以宁夏石嘴山市平罗县不同水稻种植年限(1、5、10、16年)淹水期(7月)和排干期(10月)稻田土壤样品为研究对象,分析两个时期不同水稻种植年限盐渍化的土壤理化性质和细菌多样性特征。结果表明:土壤含水量、电导率、有机碳、全氮、可溶性有机碳随着种稻年限增加而显著增加。其中,电导率、有机碳、全氮在种稻5年土壤中显著增加。pH、硝态氮、可溶性有机氮随种稻年限增加而显著降低。排干期种稻16年时土壤pH最低(低于种稻1年土壤79.62%),其微生物生物量碳、氮分别高于种稻1年36.28%、36.59%。种稻年限对土壤细菌群落多样性和结构有显著的影响。Chao1指数在淹水期种[1]稻16年显著高于种稻1年43.99%。在淹水条件下,与种稻1年相比,种稻10年土壤中芽单胞菌门、螺旋体门对丰度增加了27.46%、150.00%;种稻5年时放线菌门、厚壁菌门、蓝藻细菌相对丰度下降了44.50%、66.23%、87.50%。在排干期,与种稻1年相比,种稻5年土壤纤维杆菌门、螺旋体门相对丰度增加了287.50%、314.29%;种稻10年土壤绿弯菌门、绿菌门相对丰度增加了46.35%、370.97%;种稻5年土壤放线菌门、硝化螺旋菌门、装甲菌门相对丰度下降了48.10%、55.34%、65.85%。在科水平,与种稻1年相比,淹水期种稻5年的土壤伪鱼腥藻科、丛毛单胞菌科相对丰度下降96.89%、56.60%,淹水期种稻10年土壤暖蝇菌科、脱硫杆菌科相对丰度增加了64.86%、305.26%。冗余度分析和Pearson相关性分析表明,土壤电导率、全氮、硝态氮、铵态氮、可溶性有机碳、可溶性有机氮是影响盐渍化稻田土壤细菌群落结构的关键环境因子。
    摘要:
    [目的]探究数字新质生产力与水资源利用效率的耦合协调关系、时空特征及影响因素,为推动数字经济和水资源高效利用协同发展提供科学依据。[方法]基于江西省地级市2011年—2022年面板数据,分别构建数字新质生产力与水资源利用效率的评价指标体系,采用Super-SBM模型、核密度估计和地理探测器等方法探究二者耦合协调度的时空特征及其驱动因素。[结果]①江西省数字新质生产力水平呈现逐年上升的趋势,各地市间存在明显的差异。水资源利用效率呈现出较为平缓的先下降再上升、再下降再上升的“W”型趋势,整体效率有所下降。②耦合协调度呈现逐年上升趋势,大多城市实现了失调向协调的转变,空间上呈现“大连片、小散落”的分布特征。未来几年耦合协调度呈现上升趋势,大部分城市在2027年能够实现初级协调到良好协调的转变。③农业有效灌溉面积、地形、城镇化率和水资源禀赋是耦合协调度的主要驱动因子,因子间的交互作用结果仅表现为双因子增强和非线性增强两种。[结论]江西省数字新质生产力与水资源利用效率协调发展水平较低且城市间差异较大,需制定区域差异化发展策略和优化多因子协同发展的政策支持体系,实现数字新质生产力与水资源利用的均衡发展。
    摘要:
    [目的]研究不同降雨频率下泥石流拦砂坝对下游村镇建筑的减灾效果,为山区村镇的防灾减灾提供参考。[方法]首先对“7.12”四川省平武县黑水沟泥石流灾害进行现场调查,然后基于砌体墙体在泥石流作用下的极限承载力,通过静力平衡方法提出了砖砌体结构墙体发生弯曲破坏、剪切破坏的泥石流临界流速公式,最后采用FLO-2D模拟了黑水沟在有无拦砂坝条件下,不同降雨频率的泥石流运动过程和堆积范围。[结果]①泥石流的冲出规模、堆积深度和流速与降雨频率密切相关,与野外调查数据相比,模拟精度达85%。②墙体在泥石流浆体整体冲压下发生弯曲破坏,在大石块冲击下发生剪切破坏。③无拦砂坝措施下降雨频率P=1%时,泥石流堆积面积为9.36×104 m2,建筑区最大流速为7.19 m/s,建筑区最大泥深为5.25 m;降雨频率P=2%时,泥石流堆积面积为5.63×104 m2,建筑区最大流速为5.63 m/s,建筑区最大泥深为4.46 m。④修建拦砂坝后,降雨频率P=2%时泥石流不会冲出沟口,堆积面积减了82.6%,降雨频率P=1%时泥石流堆积面积和建筑区最大流速分别减小了38.4%、60.6%。[结论]防治工程可有效减少灾害规模,避免建筑遭受冲击破坏,但是仍需在汛期加强监测预警。
    摘要:
    [目的]针对高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,简称HDPE)板栅栏传统横向开孔结构易受掏蚀的问题,本研究借鉴秸秆树枝栅栏结构,提出竖向开孔结构创新方案,并系统揭示两种开孔方向HDPE板栅栏防风效益差异。[方法]通过对不同开孔方向的横孔与竖孔HDPE板栅栏进行风洞模拟试验,比较其风速廓线、空气动力学参数、流场和防风效能差异,分析横孔结构与竖孔结构对HDPE板栅栏的防风效益影响。[结果]在HDPE板栅栏-1H前和9H后,风速随高度增加呈对数分布规律(p<0.05)。竖孔栅栏与横孔栅栏相比,风速廓线更稳定,空气动力学粗糙度和摩阻风速更高。HDPE板横孔栅栏在底部出现加速区(-1H到2H),减速区随风速增大分裂成两部分(1H到5H和8H到15H);而竖孔栅栏通过地表风速梯度衰减实现沙粒定向输移,减速区随风速增加变化较小。在HDPE板栅栏-7H到-1H,栅栏的防风效能有小幅度提升(5.1%~8.4%);在-1H到1H,防风效能出现大幅度下降(19.6%~28.0%);在1H后,防风效能逐渐提升直至稳定(43.3%~55.6%)。较高风速下,竖孔栅栏防风效能显著高于横孔栅栏50.4%(p<0.05)。随着风速变大,横孔栅栏防风效能显著下降45.6%(p<0.05),而竖孔栅栏防风效能几乎不变(p>0.05)。[结论]HDPE板竖孔栅栏对风速降低的综合效果更强、更稳定、更持久,在防沙治沙领域有广泛的推广与应用价值。
    摘要:
    [目的]探究黄土高原四种多年生饲草不同间作方式对生长、光合及土壤水分的综合影响,筛选最优间作方式,为黄土高原建植高产高效可持续的人工草地提供理论支撑。[方法]以紫花苜蓿(Medicago sativa, M)、无芒雀麦(Bromus inermis, W)、披碱草(Elymus dahuricus, P)、沙打旺(Astragalus adsurgens, S)四种多年生饲草为研究对象,设置单作、两物种、三物种和四物种间作方式,分析不同间作方式对饲草生长、光合和水分利用的影响。[结果] 各间作模式相对产量总和均大于1。紫花苜蓿与无芒雀麦间作处理的相对产量总和达到2.08,使无芒雀麦生物量达到单作的279.1%,紫花苜蓿达到单作的132.4%。二者间作处理显著提高了紫花苜蓿的净光合速率和蒸腾速率(P<0.05),对无芒雀麦净光合速率无显著影响,但显著提高了其叶片水分利用效率(P<0.05)。紫花苜蓿与无芒雀麦间作增加了深层土壤含水量。熵权-TOPSIS综合评价结果表明:紫花苜蓿与无芒雀麦间作在饲草产量、生长生理特征、水土资源利用效率和土壤贮水能力方面的综合效应最优,禾本科单作综合效应最差。[结论] 本研究表明,合理的间作方式能够优化土壤水分垂直分布,提高饲草的净光合速率,从而提高间作系统的产量和水分利用效率。紫花苜蓿与无芒雀麦间作方式能够提高间作系统的生产力和水分利用效率,为黄土高原半干旱区饲草间作方式优化提供了重要实践参考。
    摘要:
    [目的]诊断合肥都市圈生态空间冲突区域并提出协同策略,为区域生态保护和经济发展提供参考。[方法]通过形态学空间分析和最小阻力模型提取生态源地、生态廊道,构建生态安全格局;耦合供给适宜性和需求稀缺性,评价城镇空间、农业空间合理范围,识别非生态空间重点区域;采用叠置分析法,测算生态空间冲突指数。[结果](1)合肥都市圈生态景观中部、南部连通性较好,北部细碎化严重,生态源地、廊道呈南多北少特征,核心生态源地集中在南部山地丘陵区。(2)非生态空间分布呈圈层式分异,中心区开发需求和适宜性高,边缘区较低,郊区表现为过渡性。(3)生态空间冲突区具有“中心低、边缘高”的异质性,高冲突区(24.21%)集中分布于城郊过渡带,主要为生态敏感性与开发需求性冲突;中低冲突区(44.83%)位于生态本底良好、人类活动强度较低的缓冲区域。(4)生态空间冲突区宜建立“生态空间底线锁定—非生态空间弹性管控”协同机制,在保障核心生态功能的同时,建立有条件准入与动态适配策略,实现“金山银山”和“绿水青山”的有机衔接。[结论]都市圈生态空间冲突呈现“核心—边缘”梯度分异特征,生态空间、非生态空间协同配置及差异化治理是实现生态保护与高质量发展的主要路径。
    摘要:
    【目的】土壤总有机碳(TOC)及其各组分含量作为衡量土壤质量的关键指标,对耕地生产力和作物产量具有显著影响。本研究旨在探究12种不同外源有机物料(包括烟杆生物炭、果木枝条生物炭、小麦秸秆、油菜秸秆、鸡粪、牛粪、葡萄糖、纤维素、LB培养基、聚丙烯酰胺(PAM)、腐植酸肥、壳聚糖)对典型黄土(黑垆土与黄绵土)理化特性及土壤有机碳组分的影响。【方法】通过将有机物料与风干土壤以3%的质量比混合,并进行100天的室内培养实验,同时设置不添加有机物料为对照组(CK),以期为农田土壤质量提升过程中有机改良剂的选择与应用提供理论依据。本研究利用密度浮选结合湿筛的方法分离并计算出土壤游离态颗粒有机碳(FPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、颗粒态有机碳(POC)和矿质结合态有机碳(MOC)四个有机碳组分,通过冗余分析(RDA)对土壤理化性质与有机碳组分之间的关系进行解析。【结果】(1)与CK相比,有机物料添加能够有效降低两种典型黄土的碳酸钙含量,提高土壤电导率、TOC以及全氮(纤维素添加除外)含量,机械组成整体上变化不显著;(2)与CK相比,土壤中FPOC、OPOC、POC和MOC含量均有所提高,其中以果木枝条生物炭、烟杆生物炭、小麦秸秆添加处理下的FPOC增量最大,黑垆土中相应各指标分别提高了2158.5%、1545.3%、907.5%,黄绵土中各指标含量分别提高了2971.8%、1717.9%、1730.8%;(3)FPOC、OPOC、POC和MOC含量与TOC呈极显著的正相关关系(P < 0.01),且C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主要原因,其解释率在黑垆土和黄绵土中分别达到了76.1%和76.3%。【结论】有机物料添加使TOC含量升高,有效改善了土壤理化性质;土壤FPOC、OPOC、POC和MOC含量与CK相比均有所提高,C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主控因素。
    摘要:
    [目的]开展极端降雨条件下山区建筑弃土场不同物料成分触发泥石流灾害的预测与评价,揭示山区建筑弃土场灾害链的链式演化机制与时空分布规律,为山区水土流失防控提供科学依据。[方法]以典型弃土场为研究对象,设置了杂填土、淤泥及陶瓷废料等典型物料单一堆填或不同比例混合堆填的五种典型工况,分析了不同物料成分下锁口拱坝和堆填体的稳定性,以及溃坝转化为泥石流的运动特征。结合Massflow软件建立滑坡泥石流耦合动力学模型,开展泥石流危险性分区评价和受物料比例影响的关键模型参数的敏感性分析。[结果](1)在极端降雨和满库条件下工况1-3的拱坝的安全系数分别为1.049、1.002、1.034,堆填体安全系数分别为1.172、0.826、0.959,可触发锁口拱坝溃决,诱发坝后堆填物质失稳,沿下游沟道发生泥石流灾害链。(2)工况1-3导致的泥石流最高流速分别为21.04m/s、25.36m/s、18.73m/s,主沟道最大泥深分别为19.2m、8.2m、12.7m,最远堆积距离分别为356.0m、674.8m、545.4m,高危险强度区面积分别为36068.1m2、77254.9m2、82887.0m2。(3)结合工况1-5模拟结果及弃土场泥石流运动特征敏感性因子排序(内摩擦角>超孔隙水系数>容重),表明内摩擦角及超孔隙水系数受物料成分影响,是泥石流运动特征的主控参数。[结论]在满库和极端降雨条件下山区建筑弃土场容易发生坝体垮塌-堆填体失稳-沟谷泥石流灾害链,严重威胁下游居民区与工业设施安全;采用合理物料混填比例可改善堆填体整体强度,减少高危险强度区面积,显著减小灾害影响范围,从而为水土保持工程优化设计提供参考。
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    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (210) [HTML] (0) [PDF 20.24 M] (531)
    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] ① 2005-2020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;② 2005-2013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。 关键词:“三生”功能;碳排放;地理加权回归;辽宁省 中图分类号:P9
    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (423) [HTML] (0) [PDF 2.78 M] (429)
    摘要:
    【目的】“双碳”背景下,探究华北地区市域粮食生产碳排放效率并量化其空间分异及动态演进规律,分析华北地区粮食生产碳排放效率现状,有利于促进华北地区粮食绿色低碳生产。【方法】采用碳排放系数法测算2011-2020年华北地区市域粮食生产碳排放,在此基础上,运用三阶段超效率SBM模型进一步测度华北地区粮食生产碳排放效率,最后借助泰尔指数和核密度估计分别探究了粮食生产碳排放效率的地区差异及动态演进。【结果】①研究期内,华北地区市域粮食生产碳排放呈“M”型波动下降趋势,但下降缓慢。②华北地区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,明显低于第一阶段效率。其中,滁州、驻马店、德州等地效率值较高,而三门峡、黄山、济源等地效率值较低。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,其中安徽省各地市差异最为显著。④核密度估计结果显示,研究期内,波峰呈波动上升的趋势,主峰向右移动的幅度较小且主要以单峰出现,侧峰隆起幅度较小,各地级市的粮食生产碳排放效率主要集中于0.4-0.6之间,华北地区各市粮食生产碳排放效率水平整体较低。【结论】华北地区粮食生产碳排放效率整体水平较低,且地区差异明显,应减少化肥等物资投入冗余,加强地区交流与合作。
    Available online:2024-06-28, DOI:
    [摘要] (346) [HTML] (0) [PDF 9.52 M] (527)
    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,并找出背后的主要驱动因素,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,并模拟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,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年间,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8.63×106t,其中,地下生物碳储量增加3.91×106t,土壤碳储量增加2.28×106t。②未来自然发展情景下碳储量继续减少3.92×106t,而在生态保护情景下增长22.1×106t,高于农业优先情景下4.99×106t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。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (195) [HTML] (0) [PDF 4.61 M] (240)
    摘要:
    [目的]通过对福建省县域尺度农业净碳排放量时空特征的分析,以期为福建省及其他各省市区制定碳减排对策提供参考依据。[方法]基于种植业和畜牧业的12种碳源构建农业碳排放核算清单,采用碳排放因子法测算出农业碳排放总量;结合福建省农业特征选取7种主要农作物计算碳吸收量;并利用探索性空间分析方法分析了2001—2020年福建省农业净碳排放的时空演变特征。[结果]①研究期内净碳排放量呈现出先上升后下降的倒“V”型变化趋势。碳源方面,农地利用碳排放占据较大比例;碳汇方面,水稻、蔬菜和甘蔗对碳吸收的贡献较大。大部分县(市)农业碳排放强度呈下降趋势,但年均下降幅度较小。②福建省县域碳排放量存在显著的全局空间正相关,呈现出空间集聚特征,聚集态势以高高集聚和低低集聚为主。农业碳排放强度空间分布格局变化较大,整体呈现下降趋势,其中约有一半的县(市)处于较低强度区。③2001—2020年福建省各县(市)的空间等级分布格局有一定程度的变动,中等排放区和中低排放区数量增多,高等排放区、中高排放区和低排放区数量减少,两极分化情况有所缓解。[结论]近年来福建省大部分县域农业碳排放量和碳排放强度都呈下降趋势,碳减排取得了一定成效,但下降幅度不大,未来还应从政策激励、产业结构优化等方面采取措施强化减排效果,促进农业低碳转型。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (207) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (341)
    摘要:
    [目的]草地灌丛化过程的植被群落演替会影响土壤有机碳库,而土壤有机碳(SOC)活性组分能够敏捷反映土壤有机碳库变化,通过探究灌丛化对高寒草甸SOC活性组分的影响,以期为全球气候变化背景下青藏高原草地土壤有机碳库变化和固碳研究提供数据支撑。[方法] 以青藏高原川西锦鸡儿(Caragana erinacea)灌丛草甸为研究对象,分析了不同灌丛化阶段(未灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化草甸)0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土壤理化性质、碳转化酶活性和SOC活性组分特征。[结果] ①灌丛化使得0—20cm土壤含水量(SWC)显著减小,各土层SOC含量均在重度灌丛化草甸最大,中度灌丛化草甸土壤pH显著增大。②中度灌丛化草甸土壤淀粉酶活性(SAA)显著低于未灌丛化草甸,10—40 cm土壤蔗糖酶活性(SSA)也显著较低,SSA在重度灌丛化阶段显著强于未灌丛化草甸。③与未灌丛化草甸相比,中度灌丛化草甸0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm易氧化有机碳(ROOC)含量分别显著减小16.79%、21.73%和31.11%,0—10 cm土壤可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量也显著减小;重度灌丛化草甸0—10 cm土壤颗粒态有机碳(POC)和ROOC含量分别显著增大24.37%和29.54%,10—20 cm土壤MBC和DOC分别显著增大12.96%和10.38%,20—40 cm土壤MBC和DOC分别显著增大57.62%和22.10%。④土壤有机碳活性组分均与TN、SWC、SOC以及碳转化酶活性显著正相关,ROOC与pH显著负相关。[结论] 研究区域川西锦鸡儿灌丛化初期土壤有机碳活性组分含量降低,而灌丛化后期土壤有机碳及其各活性组分均得到积累,可能对该区域土壤有机碳积累和土壤质量提升产生积极效应。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (206) [HTML] (0) [PDF 2.79 M] (328)
    摘要:
    [目的] 对甘肃省的荒漠化状况及驱动因素进行分析,为该地区荒漠化综合防治及“三北”等生态工程的推进提供科学依据。[方法] 基于植被指数及地表反照率构建了荒漠化差值指数,使用趋势分析、空间自相关分析等方法分析了甘肃省2000-2022年23年间的荒漠化时空分布特征,并利用地理时空加权回归法对其影响因素进行了分析。[结果] ○1甘肃省荒漠化整体呈现出“西北荒东南绿”的特点,西北区域同时受风蚀荒漠化和盐渍化影响,荒漠化最严重,向东南方向荒漠化程度逐渐减轻,中部地区受水土流失影响荒漠化程度较严重,南部区域荒漠化程度较轻;时间上,23年间,甘肃省荒漠化程度逐渐改善,且南部区域改善程度强于北部区域;○2从空间自相关看,甘肃省荒漠化主要表现出聚集特性,即荒漠化程度表现出明显的空间正相关性;○3降雨对缓解荒漠化最有益处,且对西北的影响大于东南,风速和人口会加剧荒漠化的发生,西南部气温升高荒漠化程度会加重,其余区域则相反。[结论] 2000-2022甘肃省荒漠化整体呈改善趋势,西北部荒漠化仍较严重,甘肃省荒漠化的驱动因素存在较明显的时空异质性,最主要的因素为降雨。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]开展黄河流域甘肃段生态系统健康水平评价研究,为该流域生态保护与高质量发展提供理论参考与决策依据。[方法]基于2011—2021年面板数据,采用PSR模型构建黄河流域甘肃段生态系统健康评价指标体系,运用熵值法和综合指数法对生态系统健康水平进行综合评价,并采用GM—ARIMA模型对未来十年生态系统健康变化进行预测。[结果](1)2011—2021年各市州生态系统健康综合指数整体呈现上升趋势,甘南黄河重要水源补给生态功能区,其中甘南生态系统健康等级为“劣等”,临夏生态系统健康等级由“劣等”向“差等”转变,黄土高原区,其中兰州生态系统健康等级由“中等”向“良好”转变,天水、定西和平凉生态系统健康等级由“劣等”向“差等”转变,白银和庆阳生态系统健康等级处于“劣等”,风沙综合防治区武威生态系统健康等级为“劣等”;(2)2022—2031年生态环境综合指数预测结果呈上升趋势,但生态系统健康等级没有发生明显变化。[结论]黄河流域甘肃段生态系统健康水平整体不高,当前的生态保护和环境改善措施尚未完全解决该地区生态环境面临的挑战,未来需要进一步加强监管和管理,提高该地区生态系统的健康水平。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (217) [HTML] (0) [PDF 1.69 M] (295)
    摘要:
    [目的]分析青岛市区域碳排放时空演变及影响因素,对青岛市的生态保护和高质量发展具有重要意义。[方法]基于青岛市2000—2020年的土地利用数据、夜间灯光数据、社会经济数据等,对青岛市土地利用碳排放进行核算,通过构建碳排放与夜间灯光值的拟合模型,揭示青岛市不同用地类型的碳排放空间分布差异和变化趋势,通过Tapio脱钩模型分析了青岛市碳排放与经济发展之间的脱钩状态,并利用LMDI模型分析土地利用碳排放各影响因素的贡献程度。[结果]①2000—2020年青岛市土地利用净碳排放量总体呈增长态势,从2000年1309.64万吨增长到2020年3648.20万吨,增长了近1.79倍。②青岛市碳排放总量整体呈现“中间高,四周低”的空间分布格局,工业能耗是建设用地最主要的碳排放来源,高碳排放区域主要集中在胶州湾区域;③青岛市经济发展和碳排放的关系经历了从“扩张连结—弱脱钩—强脱钩”状态的转变;④促进青岛市碳排放增长的因素为人口规模和经济效应,抑制青岛市碳排放增长的因素为能源结构和能源强度。[结论]未来需要进一步调整产业结构,加快发展低碳经济,通过创新技术、调整能源结构等措施,从源头上减少碳排放。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (226) [HTML] (0) [PDF 3.53 M] (309)
    摘要:
    [目的]在双碳目标愿景下,解决林地变化的尺度效应问题,量化多级流域林地碳汇效益,不仅为林地研究提供新视角,也有助于协调优化林地格局,对提高未来区域碳汇潜力具有重要意义。[方法]以重庆市为研究区,运用PLUS模型、景观格局指数、生物量扩展因子法、灰色关联度等方法,分析了2000-2030年多级流域尺度下重庆市林地与碳储量的时空动态变化,同时探究了自然情景发展下林地格局变化与碳储量的关联度。[结果]结果表明:(1)2000-2020年,林地面积增加3404.55km2,主要来自耕地转换;一级流域林地景观格局总体趋向于聚集化与规则化,破碎程度相对减少;二级流域内“区与群”的林地格局变化历史规律与未来趋势方面存在差异;(2)前20年,林地碳储量呈现增加-减少趋势,总碳储量增加,其中一级流域洞庭湖水系碳储量增加最多,而二级流域碳储量增量高值区域由北向南移动;(3)预测2030年,总碳储量增加,且与不规则指数具有较强关联度;尺度效应导致一二级流域中景观格局变化以及景观格局指数与碳储量的关联度均存在空间异质性。[结论]研究结果有助于从跨流域尺度的视角对林地格局变化规律进行推演,为自然资源部或林业主管部门提供科学依据,制定不同尺度林地资源的有效利用与保护政策,推进重庆市可持续发展,提高碳汇效益实现碳中和目标。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (158) [HTML] (0) [PDF 3.05 M] (296)
    摘要:
    [目的] 为了更好对丘陵地区生态质量进行监测和评价,构建一个更精确的中高植被地区遥感生态指数十分必要,并探索其生态质量影响因素,为桃江县兼顾发展与生态提供科学支撑。 [方法] 针对植被指数(NDVI)在植被茂密区的饱和性缺陷,本文在湿度、干度、热度因子基础上,引入核归一化植被指数(kNDVI),构建了改进型遥感生态指数(Modified Remote Sensing Ecology Index,MRSEI)。借助MRSEI量化了桃江县2000-2021年生态环境质量时序变化,并引入最优化参数的地理探测器模型对植被覆盖度、降水、气温、土地利用、海拔、人口密度等6个影响因子进行了驱动力分析。[结果] (1)与遥感生态指数相比,改进的遥感生态指数模型能够避免高植被覆盖区NDVI饱和性缺陷问题,可以更准确地监测桃江县生态环境;(2)研究区2000至2021年5期的MRSEI均值分别为0.77、0.84、0.83、0.75和0.79,生态环境质量整体表现良好,具有转好-转差-转好的变化特征;(3)从生态环境质量成因分析来看,土地利用是影响研究区生态环境质量的关键因子,交互式探测中,土地利用和海拔交互作用最强。[结论] 综合而言,桃江县生态环境质量变化主要受到自然和人为因素双重影响。研究结果可为桃江县开展有效的生态环境保护修复措施提供技术参考。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (151) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (172)
    摘要:
    [目的]为了解高寒湿地高速公路工程干扰后不同恢复措施下边坡土壤理化性质及酶活性影响,旨在为高寒湿地植被恢复模式的筛选,治理水土流失,改善生态环境提供理论参考依据。[方法]以自然演替、喷播植草、草皮回覆三种处理边坡与原始未扰动对照植被为研究对象,测定土壤理化指标和土壤酶活性,分析其相互关系及影响因素。[结果]1)三种恢复措施与对照相比均导致土壤pH值、全钾显著升高(P<0.05),土壤有机质、全氮、全磷、细根生物量显著降低(P<0.05);有效磷与对照相比有所增加,速效钾有所降低;自然演替土壤颗粒中黏粉粒比例与对照相比差异不显著,喷播植草、草皮回覆处理下土壤颗粒中黏粉粒比例显著降低(P<0.05);草皮回覆丰富度指数与对照相比差异不显著,喷播植草、自然演替与对照相比显著降低(P<0.05),草皮回覆与喷播植草2种恢复措施的土壤pH值、有机质、全氮、速效钾 、细根生物量及其丰富度指数高于自然演替。2)喷播植草与草皮回覆相对于自然演替能更好的恢复4种土壤酶活性,甚至过氧化氢酶活性能恢复至接近对照水平。3)4种酶活性与土壤理化性质之间相关性显著,脲酶活性对土壤理化性质最为敏感,能够很好评价高原湿地边坡土壤肥力。[结论] 采取喷播植草、草皮回覆相对于自然演替能有效改善土壤理化性质和提高土壤酶活性,土壤酶能作为评价高原湿地边坡土壤肥力的敏感性指标。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (161) [HTML] (0) [PDF 1.84 M] (271)
    摘要:
    [目的]探究黄土丘陵区坡面长期种植柠条对土壤团聚体稳定性和可蚀性的影响,为黄土高原人工植被建设和生态环境恢复提供理论依据。[方法]以荒草坡地为对照,选取坡面等高线种植不同年限(15、25、35年)柠条地为研究对象,分析长期种植柠条对坡面土壤团聚体稳定性和可蚀性的变化特征及其主要影响因素。[结果](1)样地土壤团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25 mm团聚体含量(WR0.25)总体表现为15年柠条地>荒草地>25年柠条地>35年柠条地,在坡面位置上表现为坡下>坡顶>坡中>坡上,土壤可蚀性因子K值则有相反的趋势。(2)随着柠条种植年限的增加,相较于荒草地,各坡位柠条带土壤团聚体稳定性指标均呈先增后降的趋势,而间隔荒草带则持续降低,两者的差值在柠条种植年限大于15年后逐渐扩大,并在坡下位置最为明显。(3)土壤有机碳和坡位是影响坡面土壤团聚体稳定性与可蚀性的主要因素,分别解释了38%和4.1%的变异,其次是种植年限和海拔。[结论]黄土丘陵区坡面带状柠条种植通过影响土壤有机碳分布,进而影响土壤团聚体稳定性和可蚀性。柠条种植小于15年有助于土壤团聚体稳定性的提升和可蚀性的下降,但大于15年后逐渐有相反趋势,尤其在坡下位置。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    【目的】为探究冻融期降雪减少对巴音布鲁克高寒湿地土壤有机碳组分及碳库稳定性的影响,【方法】于2022年9月布设野外试验,设置2种处理:雪被去除与自然降雪,分别在冻融期的初冻期(11月)、冻结期(3月)、融冻期(7月)进行取样,测定土壤含水量(SWC)、电导率(EC)、pH值,有机碳含量(SOC),极不稳定有机碳组分(F1)、不稳定有机碳组分(F2)、稳定有机碳组分(F3)和惰性有机碳组分(F4)。【结果】结果表明:雪被去除后土壤有机碳含量(SOC)在初冻期、冻结期、融冻期均无显著差异,但出现了降低的趋势。雪被去除后有机碳含量在三时期分别降低了2.87%、6.65%和4.49%。初冻期雪被去除后F1和F2组分有机碳含量出现了显著差异(P<0.05),相比于自然降雪两种组分有机碳含量分别降低了8.72%和12.26%,冻结期不同处理间F3组分了出现显著差异(P<0.05),雪被去除后F3组分有机碳含量降低了25.57%,融冻期F1、F2和F3出现了显著差异(P<0.05),其中除雪后F1和F3分别降低了22.10%和25.57%,而F2组分上升了34.92%,其他组分无显著差异。雪被去除后,相比于自然降雪处理,碳库活度在三时期分别上升了5.99%、9.71%和20.39%。【结论】冻融循环和雪被去除对有机碳含量和碳库稳定性均无显著影响,但雪被去除对土壤的影响大于冻融变化,雪被去除导致土壤有机碳含量降低,土壤有机碳库稳定性上升,影响了原本土壤有机碳组分之间的稳定关系。随着冻融进行,土壤有机碳含量呈现出先降低后上升的趋势,而土壤碳库稳定性呈现出先上升后下降的趋势。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (162) [HTML] (0) [PDF 2.81 M] (434)
    摘要:
    [目的]贵州存在大量红黏土边坡,水土流失和浅层滑坡问题突出。利用草本植物对红黏土边坡进行防护,对于贵州省的浅层滑坡治理和水土保持具有重要意义,但相关研究较少。[方法]以红黏土边坡为研究对象,选取狗牙根和香根草作为护坡植物,通过种植试验、根系拉伸试验、直剪试验、室内模拟冲刷试验,探讨两种草本植物的护坡效应。[结果]①种植150天内,两种草本植物均稳定生长,根系抗拉强度持续增加;生长30~150天,狗牙根的最大抗拉力从0.84N增至8.59N,香根草的最大抗拉力从4.78N增至89.89N。②生长120天时对比无根土,狗牙根根土复合体的黏聚力提升91.1%,内摩擦角提升12.45%;香根草根土复合体的黏聚力提升107.47%,内摩擦角提升12.74%。③生长150天时对比裸坡,狗牙根坡的径流速率降低45.02%~54.15%,产沙速率降低58.3%~93.85%,60min累计产沙量降低81.02%;香根草坡的径流速率降低35.46%~46.48%,产沙速率降低46.8%~89.44%,60min累计产沙量降低74.61%。[结论]两种草本植物对红黏土边坡都具有良好的固土护坡效应,香根草对土体抗剪强度的增益效果更明显,狗牙根的水土保持效果更显著。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (166) [HTML] (0) [PDF 1.90 M] (193)
    摘要:
    [目的]通过研究太行山南麓坡面土壤产流特征,探讨其影响因素,为太行山南麓水土流失治理及生态环境保护提供科学依据。[方法]以太行山南麓鱼鳞坑坡和自然荒坡为研究对象,测定草本、灌木、乔木群落下坡面产流特征并分析其影响因素,运用地理探测器统计学方法量化各因素单独和交互作用对坡面产流的影响力。[结果]结果表明:(1)鱼鳞坑坡草本、灌木、乔木群落的平均径流深之间没有显著性差异,自然荒坡灌木群落和草本群落的平均径流深显著大于乔木;与自然荒坡相比,鱼鳞坑坡草本群落、灌木群落、乔木群落的平均径流深分别减少了56.61%、72.80%、39.58%;平均径流深随着砾石含量的增加呈减少趋势;砾石覆盖度对坡面产流的控制作用有一个阈值,当砾石覆盖度为6%-9%时,坡面径流深最小。(2)太行山南麓坡面产流单因子影响力最大的是砾石覆盖度(0.31),其次是植被盖度(0.29)。(3)坡面产流影响因子交互作用后大多表现为非线性增强和双因子增强作用;降雨因子与非降雨因子交互后均表现为非线性增强作用。[结论]大量砾石的存在导致了太行山南麓坡面产流过程的复杂性,增加植被盖度是减少该地区坡面产流的重要措施。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (205) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (272)
    摘要:
    摘 要:[目的]为构建低碳农业模式,推动农业碳减排,促进地区农业高质量发展提供支撑。[方法]采用耕地碳排放估算模型和ArcGIS计算分析宁夏沿黄城市带耕地碳排放进行时空特征,采用非期望产出超效率模型(SBM)评估耕地生态效率值。[结果](1)2011-2020年宁夏沿黄城市带耕地碳排放总量总体呈下降趋势,化肥和农用柴油是耕地碳排放的主要来源。(2)宁夏沿黄城市带耕地碳排放呈现南北高,中间低的空间分布格局,其中平罗县和中宁县是最大的耕地碳排放城市。(3)宁夏沿黄城市带耕地碳排放强度呈先升高后下降的趋势与耕地碳排放总量变化相似。(4)宁夏沿黄城市带耕地利用生态效率总体呈波动状态,利通区耕地生态效率较低,需要调整农业生产过程中的投入要素。[结论] 研究宁夏沿黄城市带耕地碳排放和生态效率时空演变特征并探究其关键影响因素,相关结论能为宁夏构建低碳农业和精准施策提供参考。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]明确青海省农牧业碳排放特征及驱动因素,为青海省科学有序推进农牧业绿色低碳发展提供理论与数据支撑。[方法]从农用物资消耗、畜禽养殖和作物生长三个方面测算青海省2000—2021年农牧业碳排放,在此基础上运用LMDI和Tapio脱钩模型探讨农牧业碳排放的驱动因素及脱钩状态,并预测2022—2035年农牧业碳排放的未来趋势。[结果]①研究期内,青海省农牧业碳排放呈波动上升趋势,年均增长率为1.61%,畜禽养殖过程中的肠道发酵和粪便管理是青海省农牧业碳排放的主要来源,年均占比94.94%。②农业经济发展水平效应和农业结构效应促进青海省农牧业碳排放的增加,年均贡献率为39.40%和16.53%;农业生产技术效应和农业劳动力规模效应抑制青海省农牧业碳排放的增加,年均贡献率为-37.45%和-6.63%。③整体来看,青海省农牧业碳排放与农牧业经济增长的脱钩状态为弱脱钩,农业生产技术和农业劳动力规模对青海省农牧业碳排放为弱脱钩努力,农业结构无脱钩努力。④2022—2035年青海省农牧业碳排放量呈增长趋势,年均增长率为1.23%,较2000-2021年下降0.38%。[结论]青海省应增强农田土壤固碳能力,降低畜禽产品肠道甲烷排放强度,强化农牧业减排固碳科技引领,培养农牧业高素质人才,实现农牧业低碳发展。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (313) [HTML] (0) [PDF 2.09 M] (270)
    摘要:
    [目的]探究以玉米芯、腐殖酸为原料制备纤维素基土壤结构改良剂对沙质土壤抗侵蚀性能的改良效果。[方法]选择漆酶(Lac)和木素过氧化物酶(Lip)的单酶类型和双酶协同,设置3个酶活水平、2个玉米芯生物质添加处理,固定腐殖酸用量,通过水溶液聚合法制备纤维素基土壤改良剂。利用红外光谱对酶解产物及改良剂官能团进行表征,基于溶胀特性分析土壤保水持水能力和改良剂的网状特征,基于机械性和水稳性团聚体相关参数分析改良剂对沙质土壤抗蚀性的改良效果。[结果](1)纤维素基土壤改良剂的吸纯水倍率为纯腐殖酸基改良剂的0.61-4.84倍。添加4 g漆酶(20 U)+木素过氧化物酶(20 U)酶解产物制备的土壤改良剂(LLP3-4)的吸纯水倍率最高,为66.7 g/g。改良剂溶胀过程符合Schott二级动力学模型。(2)与CK相比,三种酶解方案制备的改良剂(Lac3-4、Lip3-4和LLP3-4)1%添加处理,土壤的饱和持水量提高了20%-60%;LLP3-4可使机械性大团聚体和水稳性大团聚体(粒径>0.25 mm)含量分别增加了6倍和14倍,使土壤平均重量直径和几何平均直径分别增加了70.59%和46.67%,分形维数降低了21.36%。[结论]双酶预处理方案制备的纤维素基土壤改良剂可显著提升沙化土壤的保水持水能力及抗蚀性能。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (192) [HTML] (0) [PDF 8.67 M] (241)
    摘要:
    [目的]双碳目标的提出对我国农业发展提出了更高的要求,本研究以京津冀地区为研究对象,根据农业碳排放情况,将京津冀地区划分为六大农业区,并相应提出减排优化路径,旨在为京津冀地区低碳农业发展提供政策建议; ②[方法] 本研究根据IPCC指南测算农业碳排放量,并在此基础上采用趋势分析法研究京津冀地区农业碳排放线性变化规律,采用Arcgis断点分析法和核密度法分析京津冀六大农业区的空间演进趋势;③[结果] 研究发现,从时间上看,京津冀农业碳排放量和碳排放强度整体呈下降趋势,尤其是碳排放强度,自2005年开始快速下降。与全国相比,虽然农业碳排放总量占比小,但是碳排放强度高于全国水平,其中坝上农业区和冀南农业区的碳排放水平最高。从空间上看,远离京津的坝上农业区北部,冀中原农业区和冀南农业区部分县域碳排放强度较高,而京津近郊农业区以及与其相邻的坝上农业区南部则保持轻低度排放状态。此外,根据核密度分析的结果,六大农业区整体碳排放强度在降低,其中京津近郊农业区和冀中平原农业区碳排放强度内部差异化程度较大;④[结论] 根据研究结果,从农业定位、资源共享、减碳增汇以及跨行业合作四个方面提出京津冀地区碳减排优化路径。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]探究黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率时空演变规律及影响因素,对区域耕地资源低碳高效利用以及推动农业可持续发展具有重要意义 [方法]本研究借助超效率SBM模型测度2005—2020年黑龙江省松嫩平原地区33个县(市)耕地低碳利用效率,利用空间自相关和核密度估计方法分析各县(市)耕地低碳利用效率的时空格局演变特征,进而采用地理加权回归模型探究其影响因素。[结果](1)研究期内黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率呈“升-降-升”演变态势,均值为0.80,未达到最有效生产的前沿;(2)从空间维度看,耕地低碳利用效率存在显著的正向空间相关性,且局部呈较强的高低值集聚分布态势,热点多核极化现象显著,主要分布于区域北部和南部;从时间维度看,耕地低碳利用效率表现出不同程度的极化特征,且内部差异呈逐渐缩小的演变趋势;(3)从影响因素看,人均播种面积、单位耕地面积化肥使用量、农村居民人均可支配收入和涉农支出对耕地低碳利用效率具有正向影响,复种指数、单位耕地面积机械使用量及城镇化率对效率呈负向影响,人均GDP对耕地低碳利用效率在不同年份影响程度和方向存在差异。[结论]黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率整体呈上升趋势,且区域间存在明显差异,未来应优化资源配置效率,建立区域协同机制,发挥热点区域示范作用,助推各区域耕地低碳利用效率的提升。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (237) [HTML] (0) [PDF 5.24 M] (253)
    摘要:
    摘 要:[目的]明晰历史和未来时间序列下碳储量时空演变特征,对促进区域可持续发展具有重要意义。[方法]以贵阳市为例,利用ArcGIS评估2000—2020年贵阳市的土地利用变化与碳储量时空演变特征,并耦合PLUS-InVEST模型预测2030年不同发展情景下土地利用空间格局及其碳储量变化。[结果](1)2000-2020年贵阳市土地利用变化为耕地和草地转化为水域和建设用地;耕地面积减少了190km2;草地面积减少了188km2;水域面积增加了43km2;建设用地面积锐增了367km2。(2)2000—2020年贵阳市碳储总量呈现先增加后下降趋势,共降低了21.97×105t,在空间上呈现北高南低的分布格局,北部区域是贵阳市的主要碳汇功能区,建设用地扩张是影响研究区碳储量降低的主要原因。(3)2030自然情景、耕地保护和生态保护情景下建设用地分别扩张了279km2、193km2 和175km2,增幅为51.48%、35.61%、32.29%。(4)2030年自然情景、耕地保护和生态保护情景下的碳储总量分别为1399.73×105t、1398.44×105t和1409.55×105t,相较于2020年均在下降。碳储量在空间上始终表现为北高南低的分布格局,生态保护情景下更有利于减缓研究区碳储量的下降趋势。[结论]未来贵阳市在生态环境方面可继续加强退耕还林政策来恢复碳储量水平,而在城市发展方面,应该制定更加合理的综合发展战略,在经济发展的同时又能兼顾生态保护。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]研究漫川漫岗黑土农田区切沟沟头形态特征及其影响因素,为控制黑土农田区沟壑侵蚀提供基础数据和理论支撑。[方法]以海伦市海南乡小流域切沟沟头为研究对象,野外实地调查沟头形态特征及土壤类型和土体构型,分析沟头活跃状态以及内外因素对沟头形态的影响。[结果](1)切沟沟头土壤类型为典型黑土、草甸黑土和冲积土,土体构型以A+B+C型为主,A+C及A+C+Ab型为辅,(2)选取沟头活跃指标运用聚类分析厘定切沟沟头处于极活跃-活跃状态,结合沟头溯源侵蚀过程将活跃状态划分为沟头溯源侵蚀四阶段,(3)相关性分析表明沟头形态与内外因素的相关性复杂,单一形态受内外因素以及自身形态的共同作用影响;(4)冗余分析表明土体构型、汇水面积是影响沟头形态的主要因子且与沟头形态呈正相关关系,沟头植被覆盖度、作物距沟头距离、沟头垄向与沟头立面夹角与沟头形态呈负相关关系。[结论]切沟沟头形态特征复杂,土壤垂向差异性是内因的根本,沟头形态受内外因素共同影响。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    摘要:贺兰山东麓是我国重要的酿酒葡萄产区,挖掘在该区域荒漠草原上垦殖葡萄园所产生的碳汇价值对区域实现双碳目标具有重要意义。为量化葡萄种植园的土壤碳储量特征,本研究以典型的新慧彬葡萄园为例,开展园区尺度的土壤有机碳(Soil organic carbon)取样调查与分析,研究土壤有机碳含量、密度和组分等特征。结果表明:(1)该葡萄园0—100 cm剖面土壤有机碳平均含量为4.65 g/kg,土壤有机碳密度为64.5 t/hm2,虽然土壤有机质含量低,养分匮乏,但依然是葡萄园生态系统碳库的主要部分。(2)在垂直剖面上,土壤有机碳含量随着土层加深而递减,且0—40 cm表层和40—100 cm深层的土壤有机碳含量存在显著差异,表层土壤的有机碳富集系数大于1,对有机碳具有更强的固持能力。(3)土壤有机碳含量在园区范围内存在空间异质性,其中表层土壤有机碳的空间异质性受制于不同田块间葡萄品种及施肥等垦殖活动差异,而深层土壤有机碳的空间异质性主要受制于原始土壤的形成背景。(4)土壤有机碳活性、中性和惰性组分的比例约为1:2:5,惰性组分占比较高,碳库活度较低,稳定性较强;虽然惰性有机碳含量决定了总有机碳的高低,但中性有机碳含量的变化亦会影响总有机碳和全碳含量。以上研究成果对理解干旱区葡萄园碳汇形成机理和挖掘碳汇潜力具有一定的参考价值。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的] 在高标准农田的建设中,为更合理的进行农田生态补偿,应在保障粮食安全的前提下,结合考虑农业生产过程中的碳排放与碳吸收量,以实现我国碳达峰碳中和的目标,助力农业强国建设。[方法] 本文首先从粮食安全的角度对黄河流域内60个城市进行了农田盈亏量的测算,基于机会成本法建立了粮食安全视角下的农田生态补偿标准;接着,计算黄河流域各市农业生产过程中,使用的农业资源与农作物生长过程所产生的碳排放量,估计农作物生长中通过光合作用吸收碳的总量。根据所得碳源、碳汇量计算该区域内农田的总净碳汇量,以2021年碳交易平均价格为补偿标准,求出“双碳”视角下区域内农田生态补偿标准。最后,在分别计算粮食安全与“双碳”视角下的农田生态补偿额度的基础上,得出双视角下黄河流域的农田生态补偿额度。[结果] 青海、河南省内的黄河流经的市大多都接受一定的补偿。[结论] 部分省会城市如西安、郑州与太原因城镇化与工业化水平较高,经济发展情况良好,需要支付的农田生态补偿额度较高,说明当地农田安全与粮食、生态安全间的矛盾问题更严重。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (187) [HTML] (0) [PDF 3.22 M] (213)
    摘要:
    [目的]为探究小流域的暴雨洪水过程以及暴雨所造成的土壤侵蚀情况,亟需开展场次暴雨洪水过程以及水土保持调查工作,为下一步水土保持决策提供科学支撑。[方法]采用野外调查的方法对皇迷东沟和梁家庄西沟开展洪痕测量调查并计算洪峰流量模数,分析暴雨洪水对小流域造成的侵蚀危害。[结果]①本次降雨持续时间长、雨强大,梁家庄西沟和皇迷东沟流域累计雨量分别达到1008.5mm和613.6mm。②调查按洪痕法调查推算了洪峰流量,皇迷东沟、梁家庄西沟小流域洪峰流量模数为10.80m3/s·km2、36.07m3/s·km2。坡度和水土保持措施是影响洪峰流量的主要因素,较大的坡度会使洪峰流量变大,而完善的水土保持措施可以起到有效的削峰作用。③调查小流域位于泜河流域上游,是本次暴雨中心和洪水的主要产流区,小流域洪峰流量模数大于下游水文站洪峰流量模数。④梁家庄西沟的侵蚀情况比皇迷东沟严重,主要原因是皇迷东沟的果园、梯田和谷坊的面积占比大于梁家庄西沟,皇迷东沟的平均坡度小于梁家庄西沟且梁家庄雨量站的降雨量峰值持续时间更长。[结论] 实施水土保持措施是必要且有效的,而且要进一步完善梯田、台地谷坊的建设,良好的水土保持措施可以有效减少洪峰流量以及侵蚀现象的发生。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]研究砒砂岩的风化程度和物源特征,为砒砂岩的深入研究及岩土侵蚀防治提供基础理论依据。[方法]选取内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为研究对象,通过野外调查及实验研究,利用主量元素、微量元素及稀土元素地球化学方法对砒砂岩化学蚀变指数(CIA)、斜长石蚀变指数(PIA)、轻重稀土元素比(LREE/HREE)及相关微量、稀土元素关系进行了分析。[结果]①准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩以SiO2和Al2O3为主,大部分主量元素含量低于平均上地壳(UCC);地球化学分类图显示砒砂岩主要为页岩、长石砂岩和岩屑砂岩;砒砂岩CIA值为64.95~86.57,平均值为77.46。这与研究区周边的中三叠统二马营组特征较为一致,反映经历共同的岩石风化历史。②砒砂岩中粉砂岩和泥岩中各微量元素含量均高于砂岩,其中Ba含量最高,Zr次之;砒砂岩形成古温度为10.67 ℃~22.78 ℃,平均17.68 ℃,PIA值为70.48~97.13,平均值为89.76。③砒砂岩稀土元素配分模式与UCC一致,整体呈现轻稀土富集、重稀土亏损、弱负铕异常特征;粉砂岩和泥岩总稀土(∑REE)、轻重稀土比(LREE/HREE)、(La/Yb)N值均高于砂岩。这种分异主要是由于表生作用中岩石风化溶出的主要微量元素大多被黏土矿物吸附或水力分选所致。[结论]内蒙古准格尔旗下侏罗统延安组砒砂岩为成分成熟度、分选程度较低的陆源碎屑沉积岩,源区经历了中等—强烈的化学风化;砒砂岩形成时为干旱—半湿润的古气候条件;砒砂岩稀土元素配分模式结合主、微量元素判别图指示延安组砒砂岩来自鄂尔多斯盆地北部阴山—大青山地区的海西—印支期花岗岩类。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    [摘要] (146) [HTML] (0) [PDF 20.38 M] (282)
    摘要:
    [目的]新型蒺藜盾状移动式固沙障是运用仿生学原理,由盾状铁网筛与上方扎制固沙灌木猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb.)茎叶构成的新型固沙障,已获得专利授权。本实验对蒺藜盾状移动式固沙障的防风固沙效应进行了风洞模拟实验,确定最佳选型,以适用于在沙坡头等沙区的应用与推广。[方法]通过风洞模拟实验,在6、10、14、18m/s四个风速条件下测量了蒺藜盾状移动式固沙障的风速流场,并在10、14、18m/s三个风速条件下对蒺藜盾状移动式固沙障进行了吹蚀实验。对照分析原位自然型与仿生的蒺藜盾状移动式固沙障的防风沙效应揭示盾状沙障防风固沙机理,为野外工程防沙措施的选择和制定提供借鉴。[结果](1)气流在经过蒺藜盾状移动式固沙障时速度均会减弱,形成明显的减速区。在6m/s时,减速沉降区均达到了20H;随着风速增加,减速沉降区缩小。10m/s与14m/s时,减速沉降区为15H;且在18m/s时,也能维持15H的减速沉降区。(2)3种风速梯度下,新型蒺藜盾状移动式固沙障的平均输沙量是无沙障的13.8%(10m/s风速),21.1%(14m/s风速),23.4%(18m/s风速)。[结论]结构完整,直径更大的蒺藜盾状移动式固沙障具有最好的防风沙效果。蒺藜盾状移动式仿生固沙障防风沙效果好,可移动、可组合和可机械化编织,在防治荒漠化、防风固沙领域有广泛的应用前景。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]:煤炭的开采过程也引发了诸如生物多样性减少、土壤结构破坏及养分流失等一系列生态环境问题,对矿区土壤结构的剧烈扰动导致受土壤团聚体物理保护的有机碳裸露,被土壤微生物分解矿化,造成土壤有机碳损失。在受扰动的露天矿排土场进行植被重建被认为是改善土壤结构,提高生物多样性的有效措施。近些年,微生物修复技术(丛枝菌根真菌)广泛应用于矿区生态修复,并取得了明显的生态改良效果。此外,风化煤和绿肥等外源物也被认为在土壤改良中有积极作用。但目前我们对于丛枝菌根真菌与风化煤和绿肥等外源物联合施用对植被生长及土壤改良的效果仍缺乏清晰的认识。[方法]:因此,本研究基于内蒙古黑岱沟露天矿内排土场沙棘示范基地,通过调查植被种群并采集土壤团聚体样品,分析了丛枝菌根真菌(AMF)及其他因素(风化煤、绿肥)联合作用对于露天矿排土场植被恢复区土壤团聚体稳定性及有机碳恢复的影响。[结果]:研究结果表明,在六种处理模式下,对林下植被多样性提高效果最好的是接种AMF施用绿肥并添加风化煤(沙接绿风)的实验组,相较于对照处理,多样性指数显著提高;对团聚体发育及稳定性影响效果最显著的是接种AMF并施用绿肥(沙接绿)的实验组,破碎率显著低于对照处理的同时团聚体重量平均直径和几何平均直径显著高于对照组。对团聚体有机碳及全氮作用效果的分析表明,沙接绿处理下宏观团聚体有机碳和全氮显著高于仅接种AMF(沙接)的实验组。[结论]:总体来说,这些结果评价了在大田试验中施用风化煤、绿肥并接种AMF改善植被多样性、团聚体稳定性及团聚体有机碳恢复的效果,对优化露天矿人工生态修复策略,加速土壤碳库恢复有重要的借鉴意义。
    Available online:2024-06-27, DOI:
    摘要:
    [目的]淤地坝以直接拦截泥沙的方式治理水土流失,显著改变了土壤有机碳(SOC)的横向迁移过程,探究坝地内SOC的空间分布及流域土地利用对坝地浅土层(0-200cm)内SOC分布的影响,可为淤地坝建设与流域生态环境协同发展提供科学依据。[方法]本文以岔巴沟流域内3个土地利用类型差异较大(草地、坡耕地、梯田面积占比不同)的小流域为对象,采用遥感解译、野外采样与室内测试相结合的方法,研究了坝地SOC空间分布特征及坝地表土层SOC对土地利用的响应关系。 [结果](1)在垂直方向上,SOC在表层土(0-20cm)含量最高,并随土层深度增加快速降低,深层SOC含量变化较小,在3.5 g/kg上下浮动;(2)在顺水流方向上,因土壤侵蚀沉积特征等影响,SOC在坝地中、后段含量较高;在平行坝体方向上,两侧含量较高。(3)流域内梯田占比较高的B淤地坝,坝地SOC均值(0.44 g/kg)显著高于A淤地坝坝地(0.39 g/kg)和C淤地坝坝地(0.35 g/kg)。(4)流域内梯田的SOC最高,同时梯田建设影响了侵蚀泥沙的土壤粒径,从而使得流域内梯田占比与坝地表土层SOC呈显著正相关关系。草地表层SOC碳含量较低,使得坝地地表SOC含量与草地呈负相关关系。坡耕地SOC密度与坝地地表的SOC含量呈正相关关系,但由于坡耕地面积较小,其占比与坝地地表SOC无明显相关性。[结论]受土壤侵蚀、SOC来源和矿化特征影响,坝地表层土SOC最高,随土层深度增加快速降低并趋于稳定。梯田地类内的高SOC含量水平及较细颗粒的侵蚀土粒特征,可能导致了占比最高的B淤地坝坝地内SOC含量最高。本文揭示了半干旱区坝控小流域内SOC的空间分布特征,同时也探明了流域内梯田建设对坝地内表土层(0-200cm)SOC的正向效应。
    Available online:2024-03-01, DOI:
    摘要:
    [目的]分析茅尾海土地利用变化与碳储量演化特征,为增碳汇提高生态价值提供科学依据。[方法]使用监督分类的方法对茅尾海2009年、2015年和2021年的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分析。[结果]①茅尾海土地类型主要呈现“大聚居,小杂局”的分布特点,2009-2021年土地利用类型存在较大变化,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年、2015-2021年、2009-2021年区域碳储量变化量分别为-11.05万t、3.77万t、-7.29万t;碳固定净现值分别为-1.37亿元、0.47亿元、-0.90亿元;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28.51万t;转为渔业养殖区增加的碳储量达18.08万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。
    Available online:2024-02-29, DOI:
    [摘要] (301) [HTML] (0) [PDF 14.39 M] (500)
    摘要:
    [目的]科学地构建国土空间生态网络和识别国土生态修复关键区域是推进区域山水林田湖草沙一体化的重要保障。[方法]以郑州市为例,利用形态学空间格局分析(MSPA)识别生态源地,通过景观连通性评价与电路理论提取生态廊道、识别生态修复关键区域,最终构建生态网络安全格局。[结果]郑州市生态源地共37个,面积共计983.29km2,呈现西多东少,南北呈带状聚拢分布;提取郑州市85条生态廊道,廊道长度为0.11~47.92km,共计689.50km,其中关键生态廊道19条、重要生态廊道29条、一般生态廊道37条;识别生态夹点55处,总面积2.78km2,多集于郑州市西南部,夹点所处位置阻力较小,土地类型主要以林地、草地、水体为主;将累计电流值划分三种等级障碍点,总面积为1054.31km2,占研究区面积的14.16%,主要位置在登封市与新密市主要交通道路周围的城镇区域;综合考虑研究区自然与社会现状,提出“一带,一环,两区,四团,多点”的生态网络安全格局;[结论]对识别的生态夹点与障碍点分别提出修复策略:生态夹点区域生态环境较好,因此以自然生态维护为主;生态障碍点区域主要为建设用地,开发强度较大,受人类干扰程度较多,因此以人工和自然修复并重的方式为主。研究可以为郑州市国土空间生态修复规划以及其他市域国土空间生态修复提供参考。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    摘要:
    [目的]科学合理的防沙工程能有效减轻风沙活动对公路的影响,对防沙工程综合效益的准确评估是判断其能否实现预期防护效果、保证沙漠公路畅通运营的关键。[方法]在分析沙漠公路防沙工程综合效益影响因素的基础上,从工程效益、经济效益、环境效益三个维度建立沙漠公路防沙工程综合效益评价指标体系。构建变权物元可拓模型,利用变权理论对固定权重进行修正,以体现指标值波动对指标权重的影响,并通过敏感性分析指出对综合效益影响显著的指标。最后,将模型应用于乌玛高速公路沙漠区段防沙工程。[结果]乌玛高速公路沙漠区段防沙工程的综合效益处于“较好”效益等级,但有大幅偏向“中等”效益等级的趋势,与传统的固定权重法相比,更加符合工程实际;在众多评价指标中,防护效果、破损程度、施工质量、植被环境影响对评价结果影响最为显著。[结论]研究成果可为风沙区公路防沙工程的评价研究与后期运维工作提供参考。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    [摘要] (167) [HTML] (0) [PDF 2.95 M] (628)
    摘要:
    灵江流域是浙南诸河流域的重要河流,也是浙江重要的社会经济活动区。揭示流域地表水体水化学特征及其灌溉适宜性对该区域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文综合利用数理统计、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。结果表明:灵江流域地表水水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。流域地表水水化学组分受天然溶解及人类活动共同影响。其中Ⅰ区段地表水体水化学特征主要受到岩石风化作用中的硅酸盐岩溶影响解,少量受碳酸盐岩溶解影响;Ⅱ区主要受硅酸盐岩溶解影响,Ⅰ、Ⅱ区地表水体适用于农业灌溉;Ⅲ区主要受蒸发盐岩溶解影响,灌溉适宜性较差,易引起盐碱害。Ⅰ、Ⅱ区K+Na+主要来源于硅酸盐矿物溶解,Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-主要受硅酸盐岩溶解,少量来源于碳酸盐岩的溶解。NO- 3则主要主要来源于人类活动。
    Available online:2023-12-05, DOI:
    [摘要] (284) [HTML] (0) [PDF 4.76 M] (538)
    摘要:
    [目的] 以陕西省为研究区,分析耕地资源与建设项目空间分布之间的关系,研究建设项目耕地占比阈值的确定方法,为自然资源管理部门制定耕地保护措施提供依据。[方法] 基于国土变更调查数据和建设项目样本数据,构建耕地密度指数作为指标,采用GIS空间叠加分析、地貌分区和统计参数对比方法,提出陕西省耕地分布密集程度分区方法,确定单独选址类建设项目总规模中耕地占比的上限。[结果] 采用地貌分区和耕地密度分级结合的方法,以80%累计频率值作为建设项目耕地占比的阈值参数,将全省分为三个耕地密度区:陕北黄土高原耕地密集区、关中平原/陕南秦巴山地耕地密集区和其他区域(耕地非密集区),确定线性项目和面状项目在三个分区中的的耕地占比上限分别为26%、42%和22%,45%、80%和27%。 [结论] 通过建设项目耕地占比上限阈值的确定,各类项目的耕地节约率为1.2%-17.9%,在保障项目用地的同时能够控制13.9%-22.5%的建设项目过度占用耕地,达到了有效保护耕地的效果。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (309) [HTML] (0) [PDF 17.80 M] (723)
    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] (1) 2005—2020年,耕地不断调整为建设用地,累计转入1004.98 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 t,5.67×107 t,15年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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (300) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (622)
    摘要:
    [目的] 在碳排放总量控制下,对省域间碳排放配额进行公平科学的分配是实现“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分配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配额分配方案,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分配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0.295万元/t,0.312万元/t,0.291万元/t,0.309万元/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,可以作为地区碳排放方案制定的参考。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (653) [HTML] (0) [PDF 22.60 M] (584)
    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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    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,森林面积占比、城镇化率、林业产业占比、人均GDP均产生正向影响作用,其中森林面积占比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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (196) [HTML] (0) [PDF 5.32 M] (668)
    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15 a间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](1) 2005—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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (166) [HTML] (0) [PDF 10.94 M] (604)
    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。(2) 2000—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。(3) 2000—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。(4) 2000—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,贡献度大小为耕地,林地、湿地、水域、草地和未利用地。(5) 2000—2020年大连市的ESV,TCS变化主要受经济GDP增长,调整三大产业结构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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (140) [HTML] (0) [PDF 8.81 M] (647)
    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。(2) 1980—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。(3) 1980—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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (168) [HTML] (0) [PDF 15.97 M] (508)
    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、高碳补偿县域占比达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高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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (559) [HTML] (0) [PDF 18.47 M] (738)
    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] 本研究基于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7439 t。(3) 预测结果表明:未来建设用地仍会继续扩张,受此影响三情景下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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (192) [HTML] (0) [PDF 10.06 M] (533)
    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对比下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] 通过优化土地利用结构,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,有助于南昌市早日实现碳达峰和碳中和的目标。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (356) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (488)
    摘要:
    [目的]农业是影响气候变化不可忽视的碳源,农业减排固碳对“双碳”目标的如期实现和农业强国的顺利建成具有不可忽视的重要作用。[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徐州市农业碳排放总体呈“快速上升—波动上升—快速下降”3阶段变化趋势,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一定成效。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (324) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (547)
    摘要:
    [目的] 了解土壤活性有机碳组分和酶活性对天然林转换的响应,对于预测区域土壤健康演变和环境变迁具有重要意义。[方法] 选取本底一致、利用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、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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (125) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (571)
    摘要:
    [目的]探究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]本文以向家坝水电站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]研究表明:(1)各边坡土壤均以>0.25mm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%。四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2.96mm和1.47mm。客土喷播和弃渣地的分形维数(D)显著高于(p<0.05)其余四个边坡。(2)各生态修复边坡措施均以>0.25mm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>2mm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),>5mm和5-2mm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。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (551) [HTML] (0) [PDF 11.95 M] (648)
    摘要:
    [目的]通过管理优化调整可提高区域碳储量,研究碳储量服务功能是维持生态系统稳定的重要保障,对生态环境保护具有重要影响。[方法]以芜湖市2010年、2015年、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4.15×105 t呈逐年减少趋势;固碳能力草地<耕地<林地,林地为5489.01t/km2且耕地碳储量高达7.41×106 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-高聚集”占比18.77%,北部为“低-低聚集”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,优良区域占比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]研究碳储量变化及其相关影响因子,有利提升固碳能力对实现碳中和及城市可持续发展有重要意义,为耕地保护及绿色农业发展提供科学参考。
    Available online:2023-11-09, DOI:
    [摘要] (332) [HTML] (0) [PDF 2.92 M] (590)
    摘要:
    [目的]准确、有效地监测和核算综合治理水土保持碳汇成效,对建构水土保持碳汇能力评价指标体系与核算方法具有支撑作用。[方法]采用实地采样分析、激光雷达采集相关参数,核算罗地河小流域植被碳库和土壤碳库的储碳量,评价小流域综合治理的碳汇能力。[结果]20年综合治理后,各类水土保持措施碳汇作用和能力显著提升,小流域碳储量增加3.97×104 t,年均增长1.80×103 t/a,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。各种措施提升碳汇增量的能力存在差异,板栗林地和施肥马尾松林地增汇明显。[结论]各类水土保持措施保碳、固碳和增汇作用显著,整地、造林、配以施肥养育的林地碳汇能力更加显著,是提升保土持水效益、增加碳汇增量的有效手段。
    Available online:2023-11-08, DOI:
    [摘要] (205) [HTML] (0) [PDF 2.99 M] (671)
    摘要:
    [目的]为了寻求一种效率和精度均高且适应性强的坡面细沟侵蚀测量技术手段,克服传统测量方法效率低、成本高、适用性差等问题。[方法]利用无人机(M300 RTK无人机+Zenmuse P1测绘相机)通过贴近摄影测量获取连续6场人工模拟降雨下坡面细沟发育的高分辨率影像及模型,经定位精度、模型精度和侵蚀模拟3个方面验证该技术手段定量揭示坡面细沟侵蚀及形态演化过程的可行性,结果如下:[结果](1)三维实景模型地理配准均方根误差=1.5cm,像控点平面误差=0.42cm,高程误差=0.88cm,模型细节及纹理清晰,分辨率达到毫米级。(2)多期模型能够清晰刻画细沟发育经历的雨滴溅蚀-片蚀-小跌水-断续细沟-连续细沟5个阶段。坡面细沟平均沟宽、沟深、密度分别从最初的1.25cm,0.82cm,0.05发展到最终的3.27cm,4.75cm,0.23,最大沟长236cm,最大沟深14.23cm。(3)细沟土壤侵蚀量模拟值随着降雨历时的增加不断接近真实值并趋于稳定,平均误差10%以内。[结论]无人机贴近摄影测量技术能较好反映细沟发育演化过程,作业效率及便利性较传统测量方法有显著优势,可为坡面水土保持侵蚀监测实践及科学研究提供新的思路和技术手段。
    Available online:2023-11-06, DOI:
    [摘要] (419) [HTML] (0) [PDF 3.28 M] (783)
    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,提升粮食主产区耕地利用效率是保障粮食安全和实现农业可持续发展的制度安排。[方法] 创新性的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,基于此,构建Tobit模型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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (476) [HTML] (0) [PDF 2.76 M] (633)
    摘要:
    [目的] 生产建设项目弃土场进行恢复植被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水土保持效果,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%。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    :[目的] 探究片蚀泥沙轻组有机碳? LFoc)和重组有机碳(HFoc)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] 以陕西省咸阳市杨陵区塿土为研究对象,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,验证塿土试验结果的准确性。[结果] ① 雨强和坡度较小时,侵蚀泥沙LFoc和HFoc易发生富集,且相较黏粉粒和微团聚体,大团聚体LFoc与HFoc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LFoc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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (385) [HTML] (0) [PDF 12.90 M] (628)
    摘要:
    [目的] 预测黑龙江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”目标提供科学指引。[方法] 基于2015,2020年黑龙江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] ① 2015—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。② 2015—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,对黑龙江大兴安岭蓝绿空间进行重点保护,提高林地、草地结构完整性,助力黑龙江大兴安岭地区实现“双碳”目标。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    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生活。定量研究土壤保持服务有助于区域水土保持措施的制定,为哈尔滨市水土保持功能分区规划及治理措施提供科学依据。[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] ① 2000,2010,2020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“L-L聚集”和“H-H聚集”类型为主,“L-L聚集”类型面积呈现下降趋势,而“H-H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,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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (414) [HTML] (0) [PDF 7.70 M] (569)
    摘要:
    [目的]评估河北省生态产品价值(EPV),具体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]①研究期河北省EPV均突破3800亿元,整体上大幅提高,呈先平稳后急速上升的态势,到2020年突破4200亿元;林地EPV最高,始终是占比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。③研究期空间聚类表现为显著高值集聚,冷热点分布呈现出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是仅次之的重要因子,社会因子的解释力相对最弱;从双因子交互探测看,三期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,q值分别为0.71、0.73和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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    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、迁移规律和聚集特征,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几何中心东南方向,以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”聚类和“低—低”聚类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”聚类由东南部地区向西北部地区转移,“低—低”聚类数量减少。[结论] 研究揭示1980—2020年福建省耕地非农化的时空演变格局,为政府管控耕地非农化现象、实现耕地资源的可持续发展提供参考和借鉴。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的]降雨是诱发区域性滑坡灾害的重要因素,研究不同历时降雨强度与区域滑坡灾害的关系。[方法]本文收集了研究区近10年348个雨量站的逐小时降雨数据和231处近10年已发生灾情、险情滑坡事件的时间及位置,基于平均降雨强度(I)—降雨历时(D)模型,分地貌单元,提出了不同降雨历时的临界降雨预警阈值和分级预警阈值。[结果]研究表明:研究区丘陵地貌区不同前期降雨条件下1h、3h、6h、12h、24h、48h平均雨强的红色预警阈值依次为29.774 mm、18.579 mm、14.416 mm、11.186 mm、8.679 mm、6.734 mm;低山地貌区不同前期降雨条件下1h、3h、6h、12h、24h、48h平均雨强的红色预警阈值依次为28.849 mm、15.542 mm、10.520 mm、7.121 mm、4.820 mm、3.263 mm。[结论]在24h前期降雨条件下,低山区对降雨的敏感性明显比丘陵区高,具体表现为低山区1h、3h、6h、12h、24h的临界预警阈值明显比丘陵区更低,但随着降雨历时进一步延长,低山区和丘陵区域临界预警阈值趋于相近。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (615) [HTML] (0) [PDF 4.64 M] (679)
    摘要:
    摘 要:[目的]水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,开展产水服务的定量研究有利于区域水资源保护规划对策和区域生态系统的综合服务功能提升策略的制定。[方法]本研究选取我国典型的寒地城市哈尔滨市作为研究区,基于InVEST模型产水量模块对2000年、2010年和2020年的产水服务时空变化特征进行分析,并利用参数最优地理探测器揭示了哈尔滨市产水服务时空演变的驱动因素。[结果]结果表明:(1)2000—2020年哈尔滨市产水量呈逐年增长趋势,产水量由2000年的78.71×108m3增长至2020年的223.08×108m3,不同年份产水量的空间分布格局基本相似,在空间上整体表现为“东高西低”的分布特征;(2)研究区产水量的分布存在显著的空间正相关,以“低-低聚集”和“高-高聚集”类型为主,2000—2020年间,二者面积占全市总面积的比例呈下降趋势;(3)各驱动因素对产水服务的影响具有明显的空间异质性:实际蒸散发量和土地利用类型是经济质量发展区的主要驱动因子,而在自然主导的生态屏障区,二者的综合驱动力远不及经济质量发展区。[结论]研究结果为研究区建立生态补偿机制和生态系统的科学有效管理提供依据,对保障研究区及东北地区生态安全具有重要意义。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (217) [HTML] (0) [PDF 22.62 M] (686)
    摘要:
    [目的] 对云南省生态环境质量与生态修复区识别进行研究,为该省低碳的可持续发展提供科学依据。 [方法] 以云南省为研究区,基于遥感生态指数研究生态环境质量时空变化及空间相关性,与区域生态系统碳储量及生态保护红线结合识别云南省生态修复优先序。 [结果] ①22年间云南省RSEI均值呈S形变化趋势,分别以2005年和2011年作为上升和下降的拐点; ②2000—2022年空间上生态环境质量均表现为“西高东低”的态势,西部地区生态环境质量较好,而中部城市群及东部喀斯特地区生态环境质量较差; ③2000—2005年受退耕还林政策的影响使得生态环境质量变好,2005—2011年则因旱灾和建设用地的剧烈扩张导致生态环境质量大幅下降,2011—2016年是旱灾后恢复时段,除中部城市化快速发展地区外,其他地区生态环境质量在逐渐恢复,2016—2022年受国家政策的影响,生态环境质量进一步变好; ④云南省生态环境质量在空间上表现出明显的空间全局与局部自相关; ⑤2000—2022年云南省碳储量呈先增加后减少的趋势,22 a间总碳储量减少2.38×107 t,在空间上总体表现为“南北高中间低”的地带性分布特征; ⑥云南省生态修复极优先区主要分布在北部及东部地区,约占总面积的18.08%,生态修复优先区及中等优先区则分布较为广泛,约占总面积的70.17%,生态修复一般优先区主要位于普洱市等地,约占总面积的11.76%。 [结论] 云南省2000—2022年生态环境质量在时空上均呈现一定规律,在此基础上进行生态修复区划分,因地制宜治理生态环境,推进云南省生态及低碳的可持续发展。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    [摘要] (135) [HTML] (0) [PDF 6.28 M] (669)
    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信息,对城市生态环境规划与管理具有重要参考价值。[方法]以南宁市为案例,利用Google Earth Engine (GEE) 平台对2000~2020年季相相近的Landsat TM/ ETM+和 OLI系列遥感影像进行像元级融合、消除色彩、去云等预处理,通过中值合成法计算绿度、湿度、干度和热度等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年间生态环境质量总体生态环境质量处于良好水平且呈现上升态势。结合GEE平台和RSEI指数能够较好地反映城市生态环境质量,可为城市区域生态环境质量长期序列监测提供计算平台。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的]近年来,农业集约化导致的面源污染尤其是沟渠侵蚀的发生日益严重,沟渠侵蚀及其相关养分流失入河,致使水环境污染加剧。但有关植物降低沟渠侵蚀和相关养分流失的研究目前还没有被量化,为此,探究植物在降低沟渠侵蚀及减少C、N、P流失方面的影响,以期为流域沟渠侵蚀防控及污染物治理提供技术支撑。[方法]本研究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的草本植物香根草,对4-10月份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月份,不同植被盖度沟渠宽度、侵蚀量、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沟渠侵蚀量,SC、MC和CC沟渠侵蚀量分别降低了37.01%、71.60%和75.04%,C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分别降低了34.22%、70.59%和77.01%;③通过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]研究表明: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MC和CC时差效果差异不显著,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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    摘 要: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]本文通过野外测量与实验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期四个甘蔗生长时期,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和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,其贡献量占全年比例为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Hc、Lc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] 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。
    Available online:2023-11-02, DOI:
    摘要:
    [目的] 评价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研究提供参考。[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,应加强人为修复措施强度,避免引起高寒地区生态退化。
    Available online:2023-11-01, DOI:
    [摘要] (237) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (734)
    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对实施生态保护政策至关重要。[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下的分布特征。[结果]2020年公园土壤侵蚀面积2.64×104km2,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4900m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4900m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占比达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,水力侵蚀面积占比达75%,均是水土流失综合防治的重点区域;草地面积占比近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]综合来看,三江源国家公园水力侵蚀主要分布在海拔4900m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4200m—4900m、≤5°的中覆盖度以下草地。研究结果可以为三江源国家公园水土保持与生态文明建设提供基础依据。
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      2023,43(4):238-247, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230508.007
      [摘要] (417) [HTML] (1220) [PDF 27.25 M] (25282)
      摘要:
      [目的] 借助“源—汇”景观原理,明晰区域性的森林覆盖时空变化特征所蕴含的内在机制,为森林资源保护提供决策依据。[方法] 利用福建省2010和2020年的土地利用/覆盖变化(LUCC)、数字高程模型(DEM)和道路交通数据集,将对森林丧失起到促进或阻止/延缓作用的景观分别视为“源”景观和“汇”景观,综合高程、坡度和距离3个景观空间要素计算得到综合景观空间负荷对比指数(LCI'),从省、市2种尺度对福建省森林丧失空间格局变化进行系统分析。[结果] 省域尺度下,2010和2020年LCI'分别为0.117和0.152,“源”景观对森林丧失贡献较大,且景观空间要素的作用表现为:距离>坡度>高程;市域尺度下的LCI'计算结果存在差异,南平、三明、龙岩,LCI'相对较小(<0),福州、莆田、厦门、泉州、漳州地区的LCI'较大(>0);与2010年相比,2020年福建省各市LCI'均有小幅上升,其中福州市增长幅度最大(0.070),相对其他城市的森林丧失变化情况更为剧烈。[结论] 近10 a来,福建省各区域存在不同程度的森林丧失,LCI'能够将景观格局与过程相结合,在一定程度上有效地反映2010—2020年福建省森林空间格局变化情况。
      2023,43(4):154-161,210, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.04.019
      [摘要] (331) [HTML] (0) [PDF 12.20 M] (16502)
      摘要:
      [目的] 研究太原城市群2002—2021年生态环境质量变化状况,为城市可持续发展及绿色转型提供科学建议。[方法] 基于GEE平台与MODIS影像,利用主成分分析法耦合绿度、湿度、热度、干度构建生态遥感指数(RSEI),结合稳定性分析、空间自相关分析研究太原城市群生态环境质量变化的空间性质,并利用地理探测器量化分析多种因子对RSEI的影响。[结果] 各年份第一主成分贡献率均高于75%,表明基于第一主成分提取RSEI能够综合表征研究区生态环境质量;2002—2021年,太原城市群生态环境质量总体呈现上升趋势,从0.433提高到0.488,增长率约为0.002 9/a。生态改善面积所占比例为17.1%,主要分布在西北部的岚县、静乐县;研究区生态环境质量变化存在明显空间自相关,Moran’I指数为0.729,高高集聚与低低集聚区域与生态改善、退化区域基本重合;太原城市群生态环境质量与气候因子中的相对湿度、气温、潜在蒸散量有显著相关性。[结论] 2002—2021年太原城市群生态环境质量得到改善,植被覆盖和城市扩张因素影响较大,RSEI能够有效监测研究区生态环境质量变化。
      [摘要] (2839) [HTML] (0) [PDF 855.09 K] (13766)
      摘要:
      利用高分辨率遥感影像的判读, 结合现场调查、校核和前人资料分析, 研究了西藏自治区帕隆藏布江上游然乌-培龙段冰湖的分布变化规律。 结果发现:(1)该区有大小冰湖131个, 其中面积>0.01km2的有99个, 最大冰湖面积达到0.976km2。 (2)99个面积>0.01km2的冰湖中冰碛湖最多达68个, 占68.7%;分布于海拔4 500~5 000m的冰湖有53个,占53.3%。 (3)可对比的83个冰湖中, 冰碛湖总面积2005年为7.21km2, 较1988年的7.03km2仅增加2.56%。 其中, 面积减小的有45个, 占54.2%,面积增加的38个, 占45.8%。 (4)近18a来, 该冰湖区总面积变化很小, 但部分冰湖面积增大异常, 受海洋性冰川影响, 在该区域内出现大范围冰湖溃决的可能性很小, 但暴发零星冰湖溃决的可能性很大。
      2022,42(2):264-274, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2022.02.036
      [摘要] (1322) [HTML] (2704) [PDF 11.27 M] (12668)
      摘要:
      [目的] 分析2000—2020年环渤海地区植被NDVI时空演变特征和人口密度变化的冷热点变迁格局,探究环渤海地区植被NDVI对人口密度变化的响应特征,揭示环渤海地区植被NDVI和人口密度重心的迁移轨迹,为该地区植被监测和管理,以及生态环境保护提供理论依据。[方法] 以2000—2020年MODIS NDVI和Population Density时间序列为数据源,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、格兰杰因果关系检验、Getis-Ord Gi*分析和重心转移模型等方法。[结果] ①2000—2020年环渤海地区植被NDVI整体呈上升趋势,上升斜率为0.022/10 a,且植被NDVI上升区域面积远大于下降区域面积。2000—2010年植被NDVI上升速率明显高于2010—2020年植被NDVI上升速率。②2000—2020年环渤海地区人口密度变化热点区和冷点区所占比例分别为11.26%和46.84%,人口密度变化以冷点区为主,冷点区主要呈条带状从环渤海地区东北部延伸至西北部,以及山东省东南部部分地区。③环渤海地区人口密度对植被NDVI存在单向格兰杰原因,人口密度的改变是引起植被NDVI变化的格兰杰原因,而植被NDVI的变化不是造成人口密度改变的格兰杰原因。整体上,人口密度的增长对区域植被NDVI的影响主要为负向效应,人口集聚程度越高的区域,植被NDVI下降越显著。④2000—2020年的植被NDVI重心迁移方向无明显空间模式,但总体向西北方向迁移,人口密度重心整体呈东南至西北方向迁移。[结论] 2000—2020环渤海地区植被NDVI整体呈上升趋势。人口密度的增长对植被NDVI变化具有负向影响。综合考虑人口密度变化和气候变化对环渤海地区植被NDVI变化的影响有待进一步研究。
      2023,43(4):220-228,326, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2023.04.027
      [摘要] (473) [HTML] (0) [PDF 20.51 M] (12640)
      摘要:
      [目的] 探索基于形态学空间格局分析(MSPA)和生态保护重要性评价的市域生态网络构建方法,为市域生态网络规划与建设提供科学参考。[方法] 以黑龙江省牡丹江市为例,采用MSPA分析结果拓扑叠加研究区生态保护重要性评价,综合得出生态源地;利用最小阻力模型提取研究区潜在生态廊道并结合重力模型进行重要度划分;从源地补充、廊道补充、增补踏脚石三方面进行生态网络结构优化。[结果] ①根据MSPA分析结果,牡丹江市核心区域面积在景观类型中比例最高,为87.41%,其中林地为主要景观类型。②牡丹江市域内有主要生态源地10处,次要生态源地6处。③牡丹江市域内潜在重要生态廊道16条,一般生态廊道104条。④优化前生态网络闭合度(α指数)为0.53,优化后为0.66;网络连接数(γ指数)优化前为0.69,优化后为0.77,线点率(β指数)优化前为2.0,优化后为2.26。[结论] 综合MSPA分析法和生态保护重要性评价法的生态网络构建方法运用,有助于生态网络的结构性和功能性提升。
      [摘要] (1112) [HTML] (0) [PDF 852.92 K] (11610)
      摘要:
      降水入渗规律的研究可为流域水文过程的预测和评价提供重要的科学依据。通过野外人工模拟降雨的试验方法,研究了短历时暴雨条件下,不同降雨强度对林灌地、封禁草灌地以及裸露农地3种不同土地利用类型下土壤入渗的影响。试验结果表明:不同土地利用类型之间,林灌地和封禁草灌地的土壤入渗速率差异不明显,而与裸露农地之间的差异显著,且前者具有较大的入渗速率,后者入渗速率较小;在不同降雨强度下,林灌地和封禁草灌地的土壤水分入渗速率有随雨强增大而增大的趋势,对于坡耕裸地,随着雨强的增大,土壤水分入渗速率有降低的趋势;通过对试验数据的回归分析,建立了林灌地和封禁草灌地在短历时暴雨条件下的土壤水分入渗经验模型。
      2009(1):62-65, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2009.01.027
      [摘要] (2547) [HTML] (0) [PDF 271.76 K] (9449)
      摘要:
      采用固定点动态监测的方法,对黄土丘陵区吴起县合家沟流域阳坡和半阳坡各微地形土壤水分进行了对比研究。结果表明,微地形对土壤含水量具有显著影响,阳坡各微地形土壤水分顺序为:切沟>平缓坡>切沟沟头>陡坡>极陡坡;半阳坡各微地形土壤水分顺序为:平缓坡>浅沟>陡坡>极陡坡。0-20cm土层土壤水分变异系数最大的是切沟,最小的是切沟沟头。最后指出在植被恢复过程中,应根据不同微地形的土壤水分分布特征,结合"适地适树,适林适草"的植被恢复原则,合理配置乔、灌、草的营建模式。
      1983(6):86-93,85, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.1983.06.017
      [摘要] (2132) [HTML] (0) [PDF 765.45 K] (8136)
      摘要:
      纵观我国水土保持耕作法的创始,历史甚为悠久。据史书记载,早在后稷时代就采用了圳(甽)田法。从地下的发掘中,发现甲骨文有“圳”字,证明这一史实是可信的。依照《汉书》的记载,“圳田法是用两耜合并在一起,在耕地上开沟,开出来的沟一尺宽,一尺深,即叫做圳。圳和亩等长,每亩有三圳。……庄稼种在圳中”。
      1987(5):47-52, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.1987.05.011
      [摘要] (3704) [HTML] (0) [PDF 556.46 K] (7165)
      摘要:
      三峡工程近期不能上,至少“七五、八五”期间不该上,理由有:一是投资600亿元,国家难以负担;二是防洪不仅解决不了中下游的防洪问题,反而还会加剧上游的洪水灾害;三是泥沙淤积难以解决;四是航运弊多利少;五是发电投资多、工期长、产出慢、效益差;六是移民很难办到,七是安全要冒灾难性的风险。文末附有6个调查报告的简明摘要。
      2022,42(2):210-218, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20220124.001
      [摘要] (670) [HTML] (0) [PDF 13.93 M] (7112)
      摘要:
      [目的] 开展城市生态安全格局构建和主要生态廊道识别研究,为城市国土空间规划中生态格局的优化提供科学参考。[方法] 以江西省抚州市为研究区,选取土地利用因子,水土保持功能重要性以及生态敏感性等多种因子构建最小累积阻力模型,依据生物多样性维护功能重要性评价、全域水文分析、生态保护红线以及自然保护地识别生态源地,依托MCR模型和ArcGIS中的空间分析工具开展研究。[结果] ①抚州市整体生态环境良好,水土保持功能极重要性区所占比例为49.97%,主要集中在抚州市中部地区,以黎川县、乐安县、宜黄县和南丰县为主;抚州市生态敏感性极重要区所占比例为1.39%; ②生态源地面积3302.34 km2,所占比例为17.57%,以抚州市东部和西南部为主; ③以全域的生态要素和地形地貌等为基底,抚州市呈现出“一轴、两屏、多廊、多节点”的生态安全格局。[结论] 结合生态源地、生态廊道和生态节点,形成完整、系统的生态保护格局和开敞空间网络体系,维护抚州市生态安全和生物多样性。
      2002(4):50-53, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.04.013
      [摘要] (2473) [HTML] (0) [PDF 208.46 K] (5906)
      摘要:
      对青藏铁路格尔木—拉萨段的生态环境本底状况作了全面地分析,指出建于世界上最高、最大的高原面上的青藏铁路沿线的生态环境具有无以比拟的特殊性、敏感性、脆弱性和生态景观的差异性,如果施工期间未能采取行之有效的环保措施,那么巨大的土石开挖量、堆积量和工程迹地量定会对青藏高原的生态环境造成严重的负面影响。提出了一系列的环保措施,以期对铁路建设单位有所帮助,将对青藏高原生态环境造成的负面影响减少到最小,使生态环境恢复到最好
      2019,39(5):194-203, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.027
      [摘要] (1801) [HTML] (0) [PDF 1.57 M] (5857)
      摘要:
      [目的] 探究区域水资源压力状态和产生的原因,为区域合理开发和配置水资源提供理论依据。[方法] 通过构建三维水足迹模型,利用水资源可持续指数定性分析水资源可持续程度,并用对数平均迪氏指数(LMDI)分解法因素分解模型定量分析结构效应、技术效应、经济效应和人口效应对2007-2016年间安徽省水资源压力的影响。[结果] ①2007-2016年间安徽省水足迹总体先增加后下降,其中比例达97.88%~98.73%的内部水足迹中以农业生产用水比例最高且与总水足迹变化趋势一致;2016年安徽省由北向南人均农业用水依次递减,其他类型水足迹以长江流域比例最高;②2007-2016年间安徽省水足迹深度在2~4内波动并最终呈下降趋势且由北向南逐渐递减;2007-2016年安徽省水资源整体可持续利用趋势在增强;③安徽省水足迹各驱动因素中,技术效应为逆向驱动,正向驱动中经济效应贡献值最大。[结论] 本文所用三维水足迹模型更能反映安徽省水足迹的实际情况;虽然水资源可持续利用趋势在增强,但还需优化水资源利用结构,加快提高水资源利用效率以缓解经济发展和人口增长带来的水环境压力。
      2002(3):58-58, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2002.03.017
      [摘要] (3089) [HTML] (0) [PDF 224.65 K] (4906)
      摘要:
      坡面径流是土壤侵蚀发生的基本动力 ,径流量计算是定量估算水土流失和进行水土保持效益评价的关键步骤。径流曲线数法是美国农业部开发的计算地表径流量的经验模型 ,它有使用简单、有效 ,且适用于资料匮乏地区等优点。介绍了径流曲线数法的基本原理和计算方法 ,并以陕西安塞 2 5个小区的降雨径流资料 (次降雨 )为基础 ,计算了黄土高原地区不同下垫面条件下的曲线数 (CN )值大小 ,并分析研究了 CN值和各影响因子间的关系 ,对该模型在黄土高原地区使用的有效性也进行了评定。
      2001(1):30-34, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2001.01.008
      [摘要] (2920) [HTML] (0) [PDF 230.73 K] (4756)
      摘要:
      水资源承载力涉及到整个资源、经济、环境大系统,水资源承载力与社会、经济、环境可持续发展是否协调是全球关注的重大问题。在充分理解水资源承载力概念、水资源承载力影响因素的基础上建立了水资源承载力评价指标体系及评价方法,并以典型缺水的关中地区为例进行了研究,得到了关中水资源可持续利用的满意方案.
      2023,43(2):43-49,59, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001
      [摘要] (328) [HTML] (0) [PDF 11.51 M] (4756)
      摘要:
      [目的] 研究紫穗槐根系在不同含水率和不同融化时间对土体加固作用,为季冻区紫穗槐固土效应提供设计依据。 [方法] 以取自西宁市黄土为研究对象,用室内三轴试验方法研究紫穗槐根系根—土复合体的应力应变及强度特性,探讨在不同解冻时间和不同含水率下紫穗槐根—土复合体抗剪强度指标变化规律,并通过SEM电镜扫描试验从微观的角度评价紫穗槐根系的加固机理。 [结果] 紫穗槐根系在不同含水率时有不同的加筋情况,在低含水率和高含水率加筋作用更加明显;在冻融前后紫穗槐根系的加筋作用体现在当土体受到荷载作用时,紫穗槐根系会束缚土颗粒之间的移动,增大土颗粒之间的咬合以及增大根系和土颗粒之间的接触面,从而增大内摩擦角;通过电镜扫描试验可以看出,紫穗槐根系可以抑制土体中的裂隙产生与发展,从而增大土体的整体性。 [结论] 紫穗槐根系在不同地区均能起到加筋作用。不同含水率会存在不同的最佳含根量,紫穗槐根系的固土作用体现在增大土体的内摩擦角,增加土体的整体性。
      2014(5):153-157, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20140928.002
      [摘要] (2170) [HTML] (0) [PDF 303.29 K] (4503)
      摘要:
      北京市水资源短缺的问题已成为制约社会经济发展和影响社会稳定的重要因素之一,因此,如何协调北京市城市绿化与水资源的合理有效利用问题亟需得到解决。基于北京市城市绿化现状及水资源利用现状,采用尺度扩展法,计算了2012年北京市城市绿化的生态需水量,并结合北京市有效降雨利用量和实地调查数据,求得2012年北京市城市绿化的理论供水量和实际供水量。在此基础上,利用灰色马尔科夫链模型与熵值法对北京市城市绿化供水的3种来源(地表水、地下水、再生水)做出评估,得出2014年实际供水量预测值区间。2012年北京市理论供水量为5.07×108 m3,实际供水量为6.86×108 m3。2014年预测实际供水量区间为7.29×108~7.93×108 m3。评估结果表明,北京市仍存在城市绿化用水供需风险问题,并据此提出相关节水措施和建议,为保障北京城市供水安全与水资源可持续利用相关研究提供参考和借鉴。
      2001(3):59-62, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2001.03.020
      [摘要] (2808) [HTML] (0) [PDF 174.94 K] (4492)
      摘要:
      分析了田间同深度土壤含水量的半方差和不同深度土壤含水量的交互半方差特征,探讨了土壤含水量的Kriging和Cokriging估值方法。研究表明,同深度土壤含水量与不同深度的土壤含水量之间均具有显着的空间相关性,用Kriging方法进行土壤含水量的估值精度较传统方法高。加入浅层土壤含水量用Cokriging方法来估测深层土壤含水量,可进一步提高估值精度。
      2020,40(2):85-91,99, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2020.02.012
      [摘要] (1315) [HTML] (2745) [PDF 1003.19 K] (4314)
      摘要:
      [目的] 分析1985-2017年环渤海地区的围填海演化特征,并探讨其驱动力,为加强围填海综合管治,促进区域可持续发展等提供参考依据。[方法] 基于遥感影像,利用ENVI,ArcGIS处理并提取各时期围填海岸线和围填利用数据,结合分形维数、围垦强度系数、开发强度指数和转移矩阵分析围填海演化特征;采用灰色关联度法讨论围填海活动的驱动机制。[结果] ①1985-2017年,环渤海围填海总面积4.25×105 hm2,年均开发强度指数为2.6%;围填海岸线增长1 734 km,增长幅度为62%。从时间上看,年均增长速率和围垦强度变化趋势具有相似性,均表现出降低-升高-降低的趋势;从空间上看,表现为南部开发强度远高于北部,西部高于东部的特征。②研究期内有两次围填高峰,第一个围填高峰以围海养殖利用为主,占用了大量的植被用地和未利用地;第二个围填高峰以填海建设为主,占用了大量的自然海域。③社会经济发展是围填海活动的主要驱动力,其中水产品产量、区域人口、渔业产值是主要驱动因子。此外,国家政策和自然因素对围填海活动的发展有重要意义。[结论] 合理规划养殖水域,提高单位面积产能是恢复沿海生态环境的有效途径;均衡区域开发强度和调控区域人口增速对实现区域可持续发展有重要意义。
      2017,37(5):128-134, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.022
      [摘要] (1375) [HTML] (0) [PDF 932.37 K] (4228)
      摘要:
      [目的] 分析喀斯特地区水资源安全的影响因素及其影响趋势,提出促进喀斯特地区水资源安全的措施与建议。[方法] 采用贵州省近10 a的数据,建立BP型网络模型计算平均影响值(mean impact value,MIV),对其影响因素进行实证分析。[结果] 地下水供水比例、工业用水率、水资源利用率、人均粮食产量以及产水模数是水资源安全的阻碍因素。其中产水模数的影响程度呈现波动中逐年递减趋势,其余4个阻碍因素影响程度均显示逐年增强;工业固废综合利用率、工业废水排放达标率、中度以上石漠化面积比、单位GDP需水量以及地下水开发利用程度共同构成了水资源安全的驱动因素。从时间顺序来看,单位GDP需水量和地下水开发利用程度的影响趋于稳定,中度以上石漠化面积比因子对水资源安全影响越来越显著。工业废水排放达标率的影响逐年减弱,而工业固废综合利用率的影响情况波动比较大。[结论] 模型计算表明,MIV-BP模型在喀斯特地区水资源安全影响因素研究方面具有一定的现实可行性。
      2008(4):121-125, DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2008.04.023
      [摘要] (2003) [HTML] (0) [PDF 492.29 K] (4220)
      摘要:
      公路建设过程中产生的水土流失非常严重。在标定人工降雨器降雨参数的基础上,研究了华北地区公路土质边坡水土流失规律。结果表明,土体硬度、前期土壤含水量、降雨强度相同条件下,土壤侵蚀量随坡度的增大而增加,在25°附近达最大值,之后随坡度的增加侵蚀量略有下降并渐趋稳定;土壤侵蚀量随土体硬度的加大而减小,且降雨强度越大这种影响愈显著;前期土体含水量愈大,土壤侵蚀量呈增大趋势。本研究可为科学评价工程土质边坡的水土流失提供依据。
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