切沟侵蚀研究进展与展望

切沟是重要的侵蚀类型,是小流域侵蚀泥沙的主要来源,对其发生发展的动力过程、形态特征、监测方法及预报模型进行系统分析和总结,是揭示切沟侵蚀发生动力学机制、治理切沟侵蚀、保护土地资源的前提和基础。通过系统分析、总结切沟及切沟侵蚀概念、切沟形态特征与测量方法、影响因素、发育动力过程和预报模型等相关研究进展,明晰了切沟概念,对比了不同测定方法的优劣,量化了影响切沟发育的关键因素,明确了切沟发育各子过程的动力机制,比较了典型切沟侵蚀模型的结构与主控因素,提出了切沟侵蚀亟待加强的研究内容。为理解切沟侵蚀形成、发育动力过程、提高切沟侵蚀治理的有效性提供理论依据。     

基于生态系统服务簇的内蒙古荒漠草原生态系统服务的空间分布特征

生态系统服务在维持生态安全、可持续发展和人类福祉方面发挥着重要作用。本研究以内蒙古荒漠草原为研究区，分别对2000、2017年水源涵养、土壤保持、生境质量、游憩潜力进行定量评估，分析其时空分布特征，探讨服务间的权衡/协同关系，并识别不同服务簇的主导服务类型和空间格局。结果表明：从2000-2017年，各项生态系统服务的空间异质性显著，水源涵养服务的高值区域主要集中在东南部和西南部，土壤保持高值位于西南部，生境质量和游憩潜力的分布都较随机。各项生态系统服务主要呈现降低趋势；大部分服务对间表现为协同关系，而土壤保持和生境质量服务对表现为权衡关系，服务对间的相关性程度有所降低；生态系统服务簇分为土壤保持、人居环境、水源涵养三个功能区，具有明显的空间异质性。土壤保持区，主要土地利用类型为未利用地，未来的管理要限制放牧数量，通过改变地表植被覆盖来影响土壤可侵蚀性。人居环境区，草地覆盖度高，为人类活动提供优良场所，促进生态旅游等多产业协同发展。水源涵养区，土地利用类型主要为中覆盖度草地和低覆盖度草地，未来管理以蓄水保水为主，坚持生态优先，实现该区域生态可持续发展。     

基于Logistic回归和MCMC方法评价地震滑坡敏感性

Logistic回归模型(Logistic Regression,LR)在滑坡敏感性评价上应用广泛,但目前对于模型参数不确定性的研究较为缺乏。马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法能够结合参数的先验信息得到其后验分布,从而对估计参数的不确定性进行分析。为探索MCMC方法在Logistic滑坡敏感性模型构建中的有效性; 量化模型参数估计值的不确定性,以西南地区2013年4·20芦山地震,2017年8·8九寨沟地震和2014年8·3鲁甸地震为例,基于MCMC方法对Logistic回归模型的回归系数进行估计。构建了区域的地震滑坡敏感性模型,对模型参数的估计值进行了不确定性分析,并绘制了区域的滑坡敏感性图。结果表明:在芦山地震案例中,模型参数估计值的不确定性都比较低; 在九寨沟案例中,岩性因子的参数估计值不确定性较高; 在鲁甸地震中,岩性、剖面曲率和平面曲率的参数不确定性较高。总的来说,模型中的大多数参数估计值不确定性都较低。所构建的Logistic回归模型在三次地震滑坡事件中的预测精度都较高,AUC(Area Under ROC Curve)值均在0.9以上,这证明了MCMC方法对Logistic模型参数估计的准确性。在三次地震滑坡事件中,因子相对重要性最大的为高程,其次为距离断层的距离以及修正麦卡利烈度。研究为利用LR模型进行滑坡敏感性评价提供了一种新的思路和方法。     

我国工程创面生态恢复中存在的问题及研究展望

工程创面生态恢复,是实现人与自然和谐共处的重要措施,是生态文明的最直接体现之一。介绍了工程创面生态恢复的相关问题,包括工程创面生态恢复的意义、生态恢复研究的历史、理论基础、国内外研究现状等。指出了工程创面生态恢复中存在的一些问题,并结合当前研究工作的不足提出了研究展望。     

北京山区果园水平阶整地措施的水土保持效益

坡地果树产业已成为北京山区市县农业的重要组成部分.坡地果园坡度大,地表覆盖低,土壤侵蚀严重.水平阶整地是北京山区坡地果园的重要水土保持措施之一,定量测算坡地果园土壤侵蚀速率和水平阶整地措施的水土保持效益对于实现资源环境和经济的可持续协调发展具有重要的实际意义.分别采集北京山区无措施（昌平）和水平阶整地措施（密云、怀柔）后的土壤样品,通过测定137 Cs面积活度换算土壤侵蚀速率,估算北京山区坡地果园水平阶整地措施的水土保持效益.结果表明：昌平、密云和怀柔坡地果园的土壤侵蚀速率分别为5 331、2 494和1 970 t/（km2·a）,水平阶整地措施减少50％的土壤侵蚀量,可起到降低土壤侵蚀的作用;但是由于年久失修,没能完全发挥其应有的水土保持功效.     

基于多时相IRS-P6卫星AWiFS影像的水稻种植面积提取方法

水稻是中国的第一大粮食作物，准确的获得水稻种植面积具有重要的现实意义。IRS-P6卫星数据产品是近年来中等分辨率数据中有广泛应用前景的数据源之一，但是它在农作物种植面积提取方面的应用还有待进一步验证。选取中国典型水稻种植区安徽省怀远县作为试验区，利用2005年6月24日和9月9日的两个水稻典型物候期的IRS-P6卫星AWiFS数据对水稻种植面积识别进行了试验研究，根据两期水稻提取结果进行分区提取得到了较为准确的水稻种植面积。经过与IRS-P6高分辨率LISS-3识别结果进行对比分析，测量结果总体像元精度为88.58%，区域总量一致性为97.63%，略低于高分辨率识别结果。通过试验研究得到以下初步结论：1)利用多时相的IRS-P6卫星AWiFS数据分别分类后结果，进行分区提取的方法可以较精确的提取水稻的种植面积；2)水稻种植面积同样可以利用乳熟期的IRS-P6卫星AWiFS单期影像较准确的获得；3)IRS-P6卫星影像数据在农作物种植面积提取应用中有巨大的应用潜力。     

2000-2013年无定河流域植被覆盖变化及其固碳效应

[目的]评估2000-2013年无定河流域水土保持和退耕还林(草)的成效,为评估无定河流域生态修复工程成效提供数据支撑.[方法]采用线性回归、相关系数和偏相关系数等方法,分析无定河流域2000-2013年NDVI(归一化植被指数)与NPP(净初级生产力)的变化及影响因素.[结果](1) 20002013年,无定河流域植被覆盖增长率3.39％/a,远高于1999-2008年黄土高原植被覆盖增长率0.99％/a,且植被覆盖呈现阶段性的变化特征,其中有2次持续增长期.(2)无定河流域植被覆盖变化以明显增加趋势为主,集中分布于黄土丘陵沟壑区,退化区域仅占3.95％,“线状”分布于植被覆盖基数较好的河谷两岸.(3) 2000-2013年,无定河流域植被累计固碳增加量1.96×107 t,相当于2010年陕西省能源消费碳排放的22.82％,累计固碳价值增加量2.36×1010元,相当于2010年陕西省GDP的2.33％.[结论]无定河流域植被覆盖与固碳持续增加,主要驱动因素为人类活动,尤其是水土保持和退耕还林(草)等工程的实施.     

联合主成分分析与最小二乘支持向量机估测冬小麦叶面积指数

利用单一植被指数估测叶面积指数存在高光谱遥感丰富的波段信息易丢失和外界因素干扰大的缺点,但若将波段信息全部引入模型又会增加建模难度。为解决利用多波段信息估测叶面积指数的问题,利用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行降维,之后将提取的主成分与最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型相结合,构建冬小麦叶面积指数的高光谱估测模型,并与以4类植被指数作为LS-SVM输入参数建立的模型进行比较。结果表明,以主成分作为LS-SVM模型的输入参数建立的模型精度最高,模型检验集R2为0.71,检验集RMSE为0.56,估测结果较使用植被指数作为输入参数建立的模型精度高,稳定性好。该方法可为利用多波段信息进行大范围冬小麦叶面积指数的无损测定提供参考。     

热喀斯特湖对土壤碳和微生物的影响研究进展

[目的] 研究多年冻土快速融化坍塌形成的热喀斯特湖对土壤碳和微生物的影响,为该类地貌类型区生态环境和温室气体排放的研究提供参考。[方法] 利用Web of Science核心数据库中1990—2021年12月的有关热喀斯特湖碳和微生物的文献418篇,综合分析了近年来国内外学者对热喀斯特湖的形成与分布及其对微生物和碳循环影响等方面的研究成果。[结果] 该领域目前面临的主要问题是对小型热喀斯特湖的识别不足,缺乏热喀斯特湖长期监测数据等问题,需要充分考虑甲烷循环过程（甲烷生成和甲烷氧化）。[结论] 在未来应该用多种模型和更多的控制变量来评估和预测热喀斯特湖的变化及温室气体的排放,通过高精度遥感影像以及大量野外实测和无人机影像对缺失数据进行补充,并加强热喀斯特湖的形成对微生物群落演化及其生态功能的影响研究。     

21 世纪贵州省≥10℃ 热量资源对气候变化的响应

利用区域气候模式PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)输出的SRES A1B情景的日平均气温资料,预估2011-2100年贵州省稳定通过10℃的农业热量资源变化趋势。结果表明:A1B情景下,2011-2100年贵州省≥10℃初始日期明显提前,终止日期明显延后,持续天数和积温显著增加,热量资源的增加趋势东部高于西部;相对气候基准时段,未来90a的初始日期在毕节、六盘水和黔西南地区提前幅度最大(16~18d),终止日期在大部地区延后14~19d,持续日数在西部增加31~38d,东部增加23~30d,而积温在整个贵州预计升高878~1162℃·d;至2080s时段,4000℃·d等值线预计将从气候基准时段的仁怀—开阳—龙里—普定—晋安—兴义一线向东位移至高海拔地区威宁、赫章境内,而6000℃·d等值线预计将从南、北两方向逐步向贵州中部推进,2080s时段北部等值线将位移至仁怀—遵义—凤岗—沿河一线,而南部将位移至安龙—六枝—惠水—瓮安—雷山—三穗—铜仁一线。