哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价及其影响因素识别

水土资源的数量与质量对农业可持续发展具有重要意义。选取22个指标建立了哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价体系,将层次分析法、熵权法与模糊综合评价模型相结合,分析了哈萨克斯坦2001-2017年农业水土资源承载力的动态变化及区域差异,用障碍度法定量识别其影响因素。结果表明:①2001-2017年,哈萨克斯坦农业水土资源承载力整体呈波动缓慢上升趋势,水土资源子系统和经济子系统的评价指数缓慢上升,生态子系统和社会子系统评价指数明显下降。②农业水土资源承载力在地区间差异显著,高承载力区主要集中在北部、中部和东部地区,低承载力区在南部和西部地区。北哈萨克斯坦州、科斯塔奈州和阿克莫拉州的承载力高,呈逐年增大趋势,阿特劳州和南哈萨克斯坦州的承载力较低,且呈减小趋势。③承载力在2001-2009年主要受垦殖率、单位耕地面积农业产值及农业灌溉率的影响,在2010-2017年主要受农业水土资源匹配系数、人口密度及单位土地污水负荷的影响,生态环境因素逐渐成为承载力障碍因子。     

河南省资源环境承载力测度及障碍因素诊断

资源环境承载力对实现区域可持续发展,建设生态文明社会具有重要意义。以河南省为例,从资源、环境、经济、社会四方面构建评价指标体系,采用突变级数模型定量分析2001-2012年河南省资源环境承载力水平,通过障碍因素诊断模型识别河南省资源环境承载力的主要障碍因素。研究结果表明:1)2001-2012年河南省资源环境承载力水平介于0.9068-0.9813之间,总体呈上升趋势;2)在各子系统中,资源子系统指数波动上升,其他子系统指数呈持续上升状态;3)河南省资源环境承载力主要障碍因素是人均水资源、万元GDP能耗、地均固定资产投资等。应继续转变资源环境管护模式,大力发展资源消耗低、环境污染少、资源优势得到充分发挥的产业,提高资源利用率,从而提升资源环境承载能力。     

基于RBF神经网络模型的土地生态安全预警——以甘肃省张掖市为例

以张掖市为研究区域,在借鉴国内土地生态安全研究成果的基础上,依据PSR模型,结合2001—2012年土地利用的相关数据,建立土地生态安全预警指标体系。运用RBF神经网络模型对张掖市2013—2017年土地生态安全演变趋势进行预测,并结合预警指数和警度标准对2001—2017年的安全警况进行分析。结果表明:2001—2012年张掖市土地生态安全的压力系统的警度呈波动上升趋势,状态系统和响应系统的警度呈下降趋势,2013—2017年的压力系统将逐步由"中警"转变为"重警",状态系统将基本维持在"中警"水平,响应系统将处于"无警"状态;2001—2017年,张掖市土地生态安全警度呈略有下降态势,2013—2017年的预警指数将处于0.46左右,警度将处于"中警"状态。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

黄土高原地区水资源承载力动态变化分析——以山西、陕西、宁夏、甘肃4省为例

水资源承载力对地区经济可持续发展和群众生活的物质基础具有重要影响,是达到地区社会、经济和环境不断优化的关键.采用模糊综合评价方法,选取水资源利用率、降水量、人均占有水量和生态用水量为评价指标,对黄土高原4省1994-2004年的水资源承载力进行了综合及分区评价.结果表明:黄土高原4省水资源承载力在1994-2004年总体上呈缓慢上升趋势,说明水资源有向良性发展趋势;陕西和山西省水资源承载力较高,2省水资源开发利用有较大空间,甘肃和宁夏水资源承载力已趋于饱和,实施跨流域调水和节水措施势在必行.     

退耕还林（草）工程实施前后黄河中游生境质量时空变化分析

科学认识生境质量的时空变化特征及其发展趋势，对黄河中游生态保护修复以及高质量发展具有重要的现实意义。本文基于1992—2020年欧洲航空航天局逐年的土地覆盖数据，采用InVEST模型估算生境质量，运用Sen+MK检验和Hurst指数分析方法，探究了退耕还林(草)工程实施前后黄河中游的生境质量时空变化和发展趋势。研究结果表明：（1）整体上看，29 a来黄河中游地区生境质量整体较好，平均生境质量指数为0.652，但呈现小幅下降趋势（每10 a下降0.004），从局部上看，退耕还林（草）区生境质量呈现上升趋势（每10 a上升0.174），其中，2011—2020年上升趋势最为显著，10 a增加了0.656;(2)2001—2020年黄河中游地区生境质量发生时空变化的趋势类型以明显降低为主，但从不同时间段的发展来看，2011—2020年较2001—2010年生境质量向好发展的面积增多，体现在退耕还林（草）区的生境质量上升；（3）未来黄河中游地区生境质量发生时空变化趋势类型以明显降低和明显上升为主，且可持续性较强，明显降低区主要分布在汾渭平原以及城市集中发展区域，明显上升区主要位于山西省、陕西省...     

中国31省（市、自治区）水资源承载力评价及预测研究

为评价我国省级水资源承载状况，基于水资源-社会-经济-生态环境4个子系统构建指标体系，采用层次分析法和熵权法组合赋权的TOPSIS模型对中国31省(市、自治区)2010—2019年的水资源承载力进行综合评价，运用M-K检验法分析了其时空变化特征，并对评价结果进行障碍因子诊断，在此基础上采用BP神经网络预测出各省(市、自治区)2020—2025年的水资源承载力。结果表明：(1)中国31省(市、自治区)水资源承载力呈现波动提升趋势，整体处于临界承载状态；(2)我国水资源承载力具有显著的地区分异规律，西南、华南、东北地区承载力较好，华北和西北最弱；(3)研究期内，水资源承载力在西北和东北地区表现为恶化，华南、华北部分地区也出现恶化情形，而华东、华中和西南大部分地区均有所改善；(4)产水模数、农用化肥使用量、人均水资源量、供水模数、人均综合用水量、废水排放总量和水资源开发利用率是对我国水资源承载力影响作用最强的7个障碍因子，且影响强度依次递减；(5)水资源承载力未来将在全国多数地区逐渐改善，而山东、河南、辽宁可能形成重度恶化区。     

西北旱区农业水土资源空间变异特征研究

农业水土资源是人类赖以生存的物质基础。为合理利用和开发西北旱区农业水土资源,利用经典统计学和地统计学方法研究了其水资源指数和耕地资源指数的空间变异特征。结果表明:西北旱区水资源指数和耕地资源指数均具有中等变异性特征,其半方差最优拟合模型分别是高斯模型和指数模型,且均呈现空间不均衡分布,分别具有较强和中等空间相关性,其空间变异主要受结构性因子的影响。研究结果不仅可为西北旱区农业水土资源的配置、高效利用和优化提供依据,也为在较大研究范围内开展空间因子变异特征研究提供了方法参考。     

关中地区农业生态经济系统协调度时空动态分析

以关中地区1999~2008年农村社会经济指标数据为基础,参照农业生态协调度计算公式,结合关中地区实际情况,构建了评价指标体系,得出关中地区及其各地市的农业生态经济系统协调度和协调等级。结果表明:(1)1999~2008年,关中地区的农业生态经济协调度整体表现为从上升到近两年来下降的趋势,生态子系统协调度在波动中下降,经济和社会子系统的协调度除个别年份外,都处于较稳定的上升趋势;(2)关中各地市农业生态经济协调度整体表现为波动上升的趋势,但渭南市和杨凌区农业生态经济协调度的上升趋势最快,咸阳、宝鸡市次之,西安和铜川市的协调度上升趋势较慢;(3)农业生态经济系统中生态子系统的发展对地区农业系统协调度有抑制作用,经济子系统表现为促进作用,社会子系统则处于波动增长影响。针对关中地区生态和社会经济发展的现状特点,提出农业经济生态协调发展调控模式。     

甘肃省生态承载力评价

甘肃省生态类型复杂多样,亟需从更宏观的系统层面上确定区域生态承载力的大小,为区域社会经济发展提供生态阈值.在可持续发展原则的指导下,基于生态承载力的内涵,从生态弹性度、资源环境承载指数、资源环境压力指数等方面,建立了生态承载力综合评价指标体系,应用主成分分析法构建了评价模型.评价结果较为准确地反映了甘肃省生态承载力的大小:(1)生态弹性度很稳定的市(州)仅占14.3%;(2)水土资源处于低、弱承载状态的市(州)占35.7%;(3)水土资源处于强压状态的市(州)占21.5%;(4)地处青藏高原的甘南藏族自治州生态承载力最大,处于较稳定较高载弱压状态,而地处河西走廊的嘉峪关生态承载力最小,处于弱稳定低载强压状态.     

新疆猪毛菜属植物多样性及其地理分布特征

猪毛菜属（Salsola L.）是藜科中最大的属之一,在新疆植物区系和植物资源开发利用中占有重要地位。通过对新疆猪毛菜属32种植物的果时花被片附属物和叶片解剖结构的特征及其地理分布的分析,结果表明：① 果期花被片的附属物可分为两类,其中具翅状附属物的形态更加丰富;② 得到4种叶片解剖结构类型,包括C₃-SYMP型、C₃-C₄中间型、C₄-SALS+H型和C₄-SALS-H型。依据叶片解剖结构类型判断,新疆猪毛菜属中C₄植物占到绝大多数;③ 在新疆分布的猪毛菜属种类以草本植物居多,其生境主要以旱生和盐生环境为主;④ 猪毛菜属植物分布在新疆的6个地理分布地区,其中以准噶尔亚地区分布最多,塔城伊犁亚地区分布次之; ⑤ 新疆猪毛菜属植物与国外邻近地区的共有种明显多于国内邻近地区。     

张家口市坝上地区相对资源承载力分析

采用相对资源承载力研究方法,分别以全国和北方农牧交错带典型地区半农牧旗县作为参照区,对张家口市坝上地区1986~2007年相对资源承载力进行了分析。结果显示:以全国为参照区,相对资源综合承载力始终处于超载状态;以北方农牧交错带典型地区半农牧旗县为参照区,相对资源综合承载力处于超载状态的年份占91%;相对资源综合承载力主要取决于相对自然资源承载力,而且相对自然资源承载力波动显著;相对经济资源承载力低。大力推行退耕还林草工程,优化土地利用结构,提高农业生产技术,增加农业投入,优化种植结构,挖掘具有地区优势特色的农牧产品,提高农牧产品附加值,大力发展旅游业,对张家口市坝上地区可持续发展具有重要意义。     

Effect of pruning intensity on soil moisture and water use efficiency in jujube(Ziziphus jujube Mill.) plantations in the hilly Loess Plateau Region,China

Jujube(Ziziphus jujube Mill.) is a traditional economic forest crop and is widely cultivated in hilly areas of the Loess Plateau, China. However, soil desiccation was discovered in jujube plantations. Pruning is recognized as a water-saving method that can reduces soil water consumption. In this study, we monitored the jujube plots with control(CK), light(C_1), medium(C_2) and high(C_3) pruning intensities during the jujube growing period of 2012–2015 to explore the effect of pruning intensity on soil moisture and water use efficiency(WUE) of jujube plantations in the hilly Loess Plateau Region. The results showed that pruning is an effective method for soil water conservation in jujube plantations. Soil moisture increased with increasing pruning intensity during the jujube growing period of 2012–2015. C_1, C_2 and C_3 pruning intensities increased soil water storage by 6.1–18.3, 14.4–40.0 and 24.3–63.3 mm, respectively, compared to CK pruning intensity. Pruning promoted soil moisture infiltration to deeper soil layer. Soil moisture infiltrated to soil depths of 240, 280 and >300 cm under C_3 pruning intensity, 220, 260 and 260 cm under C_2 pruning intensity, 200, 240 and 220 cm under C_1 pruning intensity, and 180, 200 and 160 cm under CK pruning intensity in 2013, 2014 and 2015, respectively. Soil water deficit was alleviated by higher pruning intensity. In 2013–2015, soil water change was positive under C_2(6.4 mm) and C_3(26.8 mm) pruning intensities but negative under C_1(–20.5 mm) and CK(–40.6 mm) pruning intensities. Moreover, pruning significantly improved fresh fruit yield and WUE of jujube plants. Fresh fruit yields were highest under C_1 pruning intensity with the values of 6897.1–13,059.3 kg/hm2, which were 2758.4–4712.8, 385.7–1432.1 and 802.8–2331.5 kg/hm~2 higher than those under CK, C_2, and C_3 pruning intensities during the jujube growing period of 2012–2015, respectively. However, C_3 pruning intensity had the highest WUE values of 2.92–3.13 kg/m~3, which were 1.6–2.0, 1.1–1.2 and 1.0–1.1 times greater than those under CK, C_1 and C_2 pruning intensities, respectively. Therefore, C_3 pruning intensity is recommended to jujube plantations for its economic and ecological benefits. These results provide an alternative strategy to mitigate soil desiccation in jujube plantations in the hilly Loess Plateau Region, which is critical for sustainable cultivation of economic forest trees in this region.     

Effects of water stress on growth phenology photosynthesis and leaf water potential in Stipagrostis ciliata (Desf.) De Winter in North Africa

Stipagrostis ciliata (Desf.) De Winter is a pastoral C₄ grass grown in arid regions. This research work focused on assessing the growth of S. ciliata accessions derived from two different climate regions (a wet arid region in the Bou Hedma National Park in the central and southern part of Tunisia (coded as WA), and a dry arid region from the Matmata Mountain in the south of Tunisia (coded as DA)) under water stress conditions. Specifically, the study aimed to investigate the phenological and physiological responses of potted S. ciliata seedlings under different water treatments: T₁ (200 mm/a), T₂ (150 mm/a), T₃ (100 mm/a) and T₄ (50 mm/a). Growth phenology, net photosynthesis (P_n), stomatal conductance (g_s), midday leaf water potential (Ψ_md), predawn leaf water potential (Ψ_pd), soil water content (SWC) and soil water potential (Ψ_s) were observed during the water stress cycle (from December 2016 to November 2017). The obtained results showed that the highest growth potential of the two accessions (WA and DA) was recorded under treatment T₁. The two accessions responded differently and significantly to water stress. Photosynthetic parameters, such as P_n and g_s, decreased sharply under treatments T₂, T₃ and T₄ compared to treatment T₁. The higher water stress increased the R/S ratio (the ratio of root dry biomass to shoot dry biomass), with values of 1.29 and 2.74 under treatment T₄ for accessions WA and DA, respectively. Principal component analysis (PCA) was applied, and the separation of S. ciliata accessions on the first two axes of PCA (PC1 and PC2) suggested that accession DA was detected in the negative extremity of PC1 and PC2 under treatments T₁ and T₂. This accession was characterized by a high number of spikes. For treatments T₃ and T₄, both accessions were detected in the negative extremity of PC1 and PC2. They were characterized by a high root dry biomass. Therefore, S. ciliata accessions responded to water stress by displaying significant changes in their behaviours. Accession WA from the Bou Hedma National Park (wet arid region) showed higher drought tolerance than accession DA from the Matmata Mountain (dry arid region). S. ciliata exhibits a significant adaptation capacity for water limitation and may be an important species for ecosystem restoration.     

从相对资源承载力角度探讨延安市可持续发展问题

本文采用相对资源承载力的研究思路和计算方法 ,计算分析了 1 95 2～ 2 0 0 1年延安市相对自然资源承载力、相对经济资源承载力和综合承载力及其演化过程。研究表明 :1延安市的土地资源对综合承载力的贡献大于经济资源 ,是延安市人口的主要承载资源。2延安市的综合承载力经历了先上升后下降的阶段 ,并且保持着下降的趋势。3延安市的自然资源承载力处于富余状态 ,经济资源承载力处于超载状态。4针对上述问题 ,应采取调控自然资源、发展经济资源、控制人口增长等对策 ,以推进延安市的可持续发展。     

宁夏相对资源承载力与可持续发展研究

本文运用相对资源承载力的研究方法,且对原方法进行改进创新,以全国为参照区,将宁夏及有关地区值折合成统一的标准值,对①1995-2004宁夏十年间的相对资源承载力,②2004年宁夏与西北其它省区的相对资源承载力,③2004年宁夏各市县的相对资源承载力进行对比分析。结果表明:①十年来宁夏的综合承载力虽在不断提高,但仍然处于超载状态;②宁夏的综合承载力与西北其它省区相比基本处于中等水平;③宁夏各市县之间的综合承载力存在着很大差异,北部各市县的综合承载力高于中南部;④宁夏耕地资源承载力有一定富余,但农用地资源承载力和经济资源承载力严重超载。因此,要实现宁夏的可持续发展,必须优化农业结构和经济结构,大力发展草畜等特色优势农业,加快工业化、城镇化步伐,促进城乡间、地区间农村人口的转移。     

“5.12”地震灾区甘肃陇南相对资源承载力与可持续发展研究

采用相对资源承载力的研究思路与计算方法,以"5.12"地震灾区甘肃陇南为研究区域,参考多个不同参照区,计算了1998-2007年陇南及其各县区相对土地资源承载力、相对经济承载力和综合承载力及其变化过程。研究表明:1998-2007年,陇南综合承载力不断增长,但一直处于超载状态,超载呈下降趋势,由1998年的超载70.79万下降到2007年的57.92万;陇南及其各县区的相对资源承载力中,自然资源承载力对综合资源承载力的贡献远远大于经济资源承载力的贡献;陇南地区相对资源承载力及其内部区域差异明显,如武都、文县、宕昌县、西和县等严重超载,而成县、徽县承载力具有明显富余。因此,为实现陇南的可持续发展,必须严格控制人口增长,促进城乡地区间人口转移;调整优化经济结构;加强当地生态环境保护与建设;加强各县区城区环境治理等。     

区域相对资源承载力时空动态研究--以陕西省为例

本文运用相对资源承载力的研究思路和计算方法 ,并通过对原方法改进创新 ,以全国为参照区 ,分别计算分析了 :1陕西省二十年来的相对资源承载力及其演化过程。 2陕西省与中国西部地区、东部地区相对资源超载力的差异。 3陕西省三大地理单元——陕北地区、关中地区、陕南地区相对资源承载力及其内部区域差异。结果表明 :1陕西省自然资源承载力对综合资源承载力的贡献远远大于经济资源承载力的贡献 ,综合资源承载力的增长整体上一直低于全省人口的增长。 2与东部地区相比 ,陕西省综合资源承载压力远大于东部地区 ,与西部地区相比 ,其综合资源承载力超载程度也高于西部整体水平。3全省不同地区的资源承载力差异十分显著。     

Characterizing the spatiotemporal variations of evapotranspiration and aridity index in mid-western China from 2001 to 2016

Mid-western China is one of the most sensitive and fragile areas on the Earth. Evapotranspiration (ET) is a key part of hydrological cycle in these areas and is affected by both global climate change and human activities. The dynamic changes in ET and potential evapotranspiration (PET), which can reflect water consumption and demand, are still unclear, and there is a lack of predictive capacity on drought severity. In this study, we used global MODIS (moderate-resolution imaging spectroradiometer) terrestrial ET (MOD16) products, Morlet wavelet analysis, and simple linear regression to investigate the spatiotemporal variations of ET, PET, reference ET (ET₀), and aridity index (AI) in mid-western pastoral regions of China (including Gansu Province, Qinghai Province, Ningxia Hui Autonomous Region, and part of Inner Mongolia Autonomous Region) from 2001 to 2016. The results showed that the overall ET gradually increased from east to southwest in the study area. Actual ET showed an increasing trend, whereas PET tended to decrease from 2001 to 2016. The change in ET was affected by vegetation types. During the study period, the average annual ET₀ and AI tended to decrease. At the monthly scale within a year, AI value decreased from January to July and then increased. The interannual variations of ET₀ and AI showed periodicity with a main period of 14 a, and two other periodicities of 11 and 5 a. This study showed that in recent years, drought in these pastoral regions of mid-western China has been alleviated. Therefore, it is foreseeable that the demand for irrigation water for agricultural production in these regions will decrease.