SWAT模型子流域划分引起的土地利用变化对径流和输沙模拟结果的影响

为揭示水文模型计算单元划分引起的土地利用变化对模拟结果的影响,采用SWAT模型,通过设置11种子流域阈值情景(4 000,3 200,2 000,1 500,1 100,800,400,200,100,50,25 hm²),并保持地形和土壤数据不变,定量分析了子流域划分引起的土地利用空间离散化对径流输沙模拟结果的影响。结果表明:(1)随着子流域数量的增加,流域内土地利用中面积最大的林地呈先增加后减少趋势,所有情景下林地面积均高于实际林地面积; 而随着土地利用离散程度的增加耕地面积呈减少趋势,水域、草地和建设用地面积则呈增加趋势并逐渐接近实际面积;(2)土地利用空间离散化导致年均径流量(1.85%)和输沙量(65.84%)减少,且对输沙量影响更显著;(3)土地利用空间离散化造成洪水过程和输沙峰值显著降低,并导致年最大1 d、连续最大5 d和连续最大7 d输沙量显著下降(p<0.01)。综上所述,SWAT模型不同子流域划分显著改变了流域土地利用分布,进而引起径流输沙有关参数变化,最终导致径流和输沙模拟结果的变化。     

湘江流域岳麓山周边地区地表水体水化学特征及灌溉适宜性

[目的] 对湘江流域岳麓山地区地表水体进行水化学特征分析及灌溉适宜性评价,为该地区的生态环境保护及水资源综合管理的科学决策提供理论支持。[方法] 以岳麓山周边地区为研究区,从2020年12月至2021年11月采集降水、山涧溪水和湘江河水水样,利用Piper图、Gibbs图、端元图等方法,分析各水体水化学特征以及影响因素。[结果] 降水主要阴阳离子为Ca²⁺,K⁺,SO^2-₄和NO^-₃,无明显水化学类型;山涧溪水主要阴阳离子为Ca²⁺和NO^-₃,主要水化学类型为Cl-Ca·Mg型和Cl-Ca型;湘江河水主要阴阳离子为Ca²⁺和HCO^-₃,主要水化学类型为HCO₃-Ca型。山涧溪水主要受大气降水输入和碳酸盐岩风化控制;湘江河水受碳酸盐岩风化作用影响较大。[结论] Na⁺离子含量,SAR和RSC指标以及其绘制USSL图和Wilcox图分析结果较好,山涧溪水和湘江河水适合用于灌,不易引起盐害或碱害。     

洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险及脱钩效应

[目的]推动实现农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩,为有效治理耕地面源污染和耕地可持续利用提供理论支持。[方法]基于生态环境风险评价模型,从县域尺度评价洞庭湖平原各地区化肥面源污染生态环境风险程度,采用非参数核密度估计洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险区域差异,进而采用脱钩模型进一步分析了洞庭湖平原农业经济增长与耕地化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系。[结果](1) 2009—2019年洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险指数呈现先升后降的趋势,化肥面源污染生态环境风险指数先由2009年的0.749升至2014年的0.762,然后降至2019年的0.732,经历了由中度风险转为高度风险,后又降为中度风险的过程;中部地区污染更严重;(2)化肥面源污染生态环境风险区域差异明显,呈现两极分散化集聚特征,内部差距先扩大后缩小;(3)洞庭湖平原农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2019年)。[结论]在面源污染治理工作的推进下,洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险经历了先上升后下降的...     

湖南省农业水土资源与农业经济发展时空分异及其匹配性

采用熵权TOPSIS、基尼系数法对湖南省2005—2018年农业水土资源承载及农业经济发展状况进行量化分析,利用障碍度法识别其主要影响因素.结果表明,农业水土资源承载力主要受垦殖率、农村人均生活用水量、人口自然增长率等因素的影响,而GDP增长率、农机化程度是影响农业经济发展的主要障碍因子;2005—2018年湖南省农业...     

2007-2017年洞庭湖平原耕地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的] 研究洞庭湖平原耕地生态安全状况,并诊断其障碍因子,为区域耕地合理利用和耕地污染治理提供参考依据。[方法] 基于DPSIR模型构建洞庭湖平原耕地生态安全评价指标体系,从县域尺度,采用基于熵权的改进TOPSIS模型测度洞庭湖平原2007—2017年耕地生态安全指数,并采用障碍度模型诊断耕地生态安全状态的主要障碍因子。[结果] 2007—2017年洞庭湖平原整体耕地生态安全程度处于临界状态,整体安全指数在研究期内波动上升但增速缓慢;不同县（区、市）耕地生态系统安全变化特征不一;中低产田改良比例、秸秆还田比例、测土配方施肥比例、农药使用强度、地膜使用强度、化肥施用强度、农业自然灾害成灾比例等是制约耕地生态安全的主要障碍因子。[结论] 为改善洞庭湖平原耕地生态安全状况,应大力实施全域土地综合整治,加强农业面源污染治理。     

耕地管理条件空间分布特征及分区——以湘乡市为例

以湘乡市2022年耕地利用现状调查数据为基础,运用AHP层次分析法构建耕地管理条件评价指标体系,系统评价了湘乡市村域的耕地管理条件,并运用GIS技术和空间自相关分析方法对其进行空间特征分析与分区。结果表明：湘乡市耕地管理条件整体处于中上水平,并且在空间上呈现出明显的集聚分布特征,耕地管理条件较好的村庄主要分布在市域中北部和中南部地区,耕地管理条件较差的村庄主要分布在市域西北部和西南部地区。结合局部空间自相关分析结果,将湘乡市村域耕地分为稳定管理区、综合管理区和重点管理区三类,在实际的管理过程中,要结合村域耕地特点和实际基础设施情况进行因地制宜的保护管理。     

喀斯特山地草地资源遥感调查及常态化监测研究——以灌阳县为例

以广西壮族自治区桂林市灌阳县为研究区,采用第二次全国土地调查成果和高分辨率遥感影像(Worldview-Ⅰ和Worldview-Ⅱ),叠加数字高程模型(DEM)、坡度和土壤等数据,利用面向对象方法遥感解译获取喀斯特山地草地资源的类型、面积及空间分布,建设灌阳县草地资源调查数据库;通过构建草地资源分类和土地利用现状分类的对应关系,借助第二次全国土地调查的年度变更调查成果,实现了喀斯特山地草地资源调查的常态化监测,拓展第二次全国土地调查及年度变更调查成果的应用领域。结果显示,2012年灌阳县草地资源面积为20829.42 hm²,其中热性草丛类面积为711.09 hm²,热性灌草丛类面积为16246.76 hm²,热性稀树灌草丛类面积为3871.57 hm²,与1986年第1次草地资源普查相比减少了32125.05 hm²;借助2012-2016年土地利用变更调查成果,实现了灌阳县草地资源调查数据库的动态更新,2016年灌阳县草地资源面积更新为20744.18 hm²,与2012年相比减少了85.24 hm²。农业结构调整、未利用地开垦和城镇建设用地扩张等人为活动以及山体滑坡等自然灾害导致了灌阳县草地资源面积的减少。通过灌阳县喀斯特山地草地资源遥感调查和土地利用变更调查成果扩展利用的研究,实现了草地资源信息化管理和动态监测,为喀斯特山地草地资源的开发、利用及政府决策提供了可靠的数据基础。     

洞庭湖区农业多功能耦合协调发展时空演化及障碍度分析

在全面推进乡村振兴战略背景下，农业多功能耦合协调发展对于发挥区域农业多元价值、实现农业农村现代化具有重要意义。以湖南省内洞庭湖地区25个县市区为研究单元，采用耦合协调度模型、障碍度模型等方法，构建洞庭湖区农业多功能耦合协调发展测度指标体系，揭示洞庭湖区农业多功能的时空演化特征及障碍因子。结果表明：(1)2005—2020年洞庭湖农业各功能指数及综合指数均呈上升趋势，整体发展趋势良好。(2)洞庭湖区整体农业多功能耦合协调发展水平稳步提升，中级协调型数量明显增多，由散点型分布演化为集聚式分布，耦合协调发展水平呈现中部较高，南北相对较低的空间格局，地区差异存在先扩大后缩小的趋势。(3)2005—2020年影响农业多功能耦合协调发展的准则层障碍因素以经济发展和生态文化功能为主，在农业发展中应注意延伸农产品加工产业链，显化农业在绿色经济发展和生态文化旅游等方面价值。     

湘乡市生态安全评价研究

以位于湖南省中部的典型低山丘陵区县级市——湘乡市为研究对象,从高程、坡度、地形起伏度、土地利用类型、NDVI、到河流距离、到公路距离、降雨量、生物多样化、土层厚度、粮食产量等14个指标构建生态安全评价指标体系,提出基于随机森林(RF)的生态安全评价模型,结合GIS技术以50 m×50 m栅格作为评价单元识别出湘乡市生态安全水平极其重要影响因素。结果表明,湘乡全市生态安全水平处于中低水平,中低水平的栅格占比为84.33%。生态安全水平空间分布不均,整体呈现西、北部地区高于东、南部地区,丘陵区高于平原,山区高于城区的特点。影响湘乡市生态安全水平的主要因子按重要性程度依次是生物多样性、到公路距离,到河流距离和土地利用类型;土层厚度、土壤可蚀性、石漠化程度等因子对生态安全等级评价的影响相对较小。本研究构建的随机森林生态安全评价模型的样本训练精度为98.01%,测试精度为95.53%,具有较高准确率。