基于SWAT模型的南渡江流域土地利用/覆被变化的径流响应

为了探究热带岛屿性流域土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)的水文效应,以海南岛典型热带岛屿性流域南渡江流域为研究区,构建本地化SWAT模型,模拟流域水文过程及其对LUCC的响应,揭示流域径流的变化规律,对比不同土地利用类型的水文过程及调蓄能力,探讨了典型热带岛屿性流域LUCC的径流效应。结果表明:SWAT模型在南渡江流域的适用性良好,径流模拟对植被蒸散发、产生径流的坡面状况、土壤状况和地下水过程较敏感。不同土地利用类型对流域的产流贡献顺序为耕地>其他林地>橡胶林地; 耕地产流能力最强,其他林地和橡胶林地具有一定的截流蓄水作用。综上所述,与1990年相比,2015年南渡江流域河流径流量减少,流域LUCC导致的地表径流减少是河流径流量减少的直接原因,而蒸散发加剧是地表径流减少的主要原因。     

中国东部平原农村居民点破碎化状况与成因分析

农村居民点破碎化导致中国农村地区公共服务设施与市政基础设施建设缺乏规模效益与服务效率,成为制约中国农村地区社会经济发展的重要因素。该研究采用空间分层取样法在中国东部平原地区选择了240个10 km×10 km的样点,以高分辨率遥感影像为数据基础,通过遥感影像目视解译、景观指数分析、热点分析等多种方法对中国东部平原农村居民点破碎化状况及其影响因素进行了研究,并分析了中国东部平原不同地区适宜的农村居民点数量与服务范围。结果表明：1）中国东部平原农村居民点破碎化程度表现为：长江中下游平原>东北平原>华北平原,破碎化程度最高的区域位于长江中下游平原,破碎化程度最低的区域位于华北平原与东北平原北部。2）气候、人口密度、耕作半径、土地开发时序、土地开发时期交通状况等自然、经济、社会因素在中国东部平原地区农村居民点空间分布格局形成过程中发挥着重要作用。3）中国东部平原地区每100 km2农村居民点数量不宜低于3～4个,每个村庄的服务范围不宜超过33.6～45.8 km2。4）华北平原为中国东部平原中开展农村居民点破碎化治理难度最大的区域,该区域尽量避免以整村迁并的形式开展农村居民点破碎化治理,而应以农户为单位,在农民自愿的基础上开展农村居民点迁并;长江中下游平原地区为中国东部平原农村居民点破碎化治理潜力最大的区域,该区域农村居民点布局优化应与农田布局调整协同推进,并根据不同地区耕作通勤状况合理确定中心村数量与位置,避免因农村居民点布局调整导致农民耕作不便。研究结果可为中国东部平原地区乡村空间重构过程中合理确定农村居民点数量与规模提供研究基础。     

黄河流域水资源、能源与粮食生产的时空匹配及阻尼效应

水、能源与粮食是人类生活与可持续发展的重要保障,探究水资源、能源对粮食生产作用对于优化资源配置与保障粮食安全有着重要的意义。该研究运用洛伦兹曲线与基尼系数评估黄河流域上中下游水资源、能源与粮食生产之间的匹配度,并基于柯布-道格拉斯函数引入粮食增长阻尼模型测算出黄河流域水资源与能源对于粮食生产的制约程度。结果表明：1）黄河流域水资源、能源对粮食的基尼指数呈现出先减小后增大情形,黄河下游区域的匹配度要比上中游区域更为合理,2019年,下游区域水资源、能源对粮食都呈现出高度匹配状态情形。2）黄河流域水资源对于粮食生产的阻尼系数波动较大,阻尼系数变化范围为0.005～0.032,且水资源对粮食增长阻尼作用呈现出6 a一周期情形。能源对于粮食生产的阻尼作用呈现出稳步上升情形,且在2015后上增较快。在水资源与能源约束条件下,2019年黄河流域粮食产量增长要比上一年分别降低0.76%与5.28%。3）黄河流域水资源阻尼系数呈现出西部小东部大情形,能源阻尼效应呈中高约束状态集中在黄河上游东部区域与下游区域,低约束状态集中于黄河中游区域。另外,黄河流域水资源与能源阻尼系数具有典型的空间集聚特征,水资源阻尼效应高-高集聚区主要分布在黄河下游区域,能源阻尼效应低-低集聚区分布在中游北部区域。研究结论可为黄河流域粮食的稳定增长与资源有效配置提供科学依据。     

延河流域土地利用空间格局模拟对比研究

为探究延河流域土地利用演变规律及未来空间格局分布,基于延河流域1986年、2000年和2010年3期土地利用数据,利用土地利用空间转移动态图及土地利用转移面积矩阵等方法,分析了延河流域1986—2010年土地利用/覆被变化的时空规律; 运用Logistic-CA-Markov模型和MCE-CA-Markov模型分别预测了2030年延河流域土地利用空间格局,并对模拟结果进行了对比分析。结果表明:延河流域1986—2010年耕地降幅最为明显,减少了557.10 km²,主要转为草地、林地和建设用地; 林地和草地面积持续增加,建设用地扩张迅速,分别增加了378.34,136.97,48.17 km²,水域及未利用地面积总体变化不大,生态恢复政策是影响延河流域土地利用变化的主要因子。Logistic-CA-Markov预测得到的2030年延河流域耕地和草地减少明显,建设用地和林地则增幅较大,流域经济发展需求较高,这种情况下应准确把握地区经济发展与资源利用的关系,根据区域特点因地制宜制定适合当地发展的政策。而MCE-CA-Markov预测得到的2030年延河流域耕地、林地、水域及建设用地均有增加,且耕地增幅最明显,这种利用结构表明流域经济发展相对较缓,实现了对流域环境的保护,但应积极探索土地利用新结构,最大限度发挥资源优势,从而实现流域经济与环境的可持续性发展。     

基于SWAT模型的清水河流域年径流侵蚀功率空间分布

为了从能量学的角度解释流域水力侵蚀的空间分布情况,选取可以更好表示流域下垫面条件、降雨及其产生的径流对水力侵蚀综合作用的径流侵蚀功率,以宁夏回族自治区水土流失严重的清水河流域为研究对象,基于SWAT模型模拟研究了清水河流域年径流侵蚀功率的空间分布特征及其空间尺度效应。结果表明:(1)清水河流域多年平均径流侵蚀功率在流域内呈现“支流大,干流小; 东部大,西部小”的空间分布规律;(2)当子流域出口断面控制面积小于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率与子流域出口断面集水面积间呈显著的幂函数关系; 当子流域出口断面集水面积大于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率稳定在1.56×10^-5 m⁴/(s·km²)左右;(3)优先选择处于清水河上中游区域且出口断面集水面积小于84.85 km²的小流域进行生态治理,可取得良好的水土流失治理效果。因此径流侵蚀功率具有一定空间分布规律且与流域集水面积间具有显著相关关系,掌握这一规律和相关关系可为流域生态治理提供理论支持。     

降雨、积雪以及土地利用复合影响下的额尔齐斯河流域土壤侵蚀分析

在我国西北高寒山区,冰冻圈环境导致土壤侵蚀过程更为复杂。因此,以新疆阿尔泰山额尔齐斯河流域为例,构建模型模拟典型流域降雨、融雪和土地利用变化(LUCC)综合影响下的土壤侵蚀过程,并揭示复合因素影响下土壤侵蚀的放大作用。为此采用InVEST模型分别对2000年、2005年、2010年和2015年土壤侵蚀空间分布进行了详细模拟,并建立了3种情景用于复合影响的分析,分别为降雨和土地利用变化、降雨和融雪变化以及降雨、融雪和土地利用变化对土壤侵蚀的复合影响。结果表明:(1)相较于2000年,2005—2015年3种情景土地利用分别发生1.67%,2.02%和4.19%的变化,使整个流域土壤侵蚀量比单一降雨侵蚀分别增加3.49%,3.02%和3.31%。(2)尽管2000—2015年降雪量仅占年降水量的30.49%,23.10%,38.46%和35.26%,但是融雪的出现致使流域土壤侵蚀量分别增加249.00%,88.00%,843.00%和566.00%,年平均侵蚀量增加了2 008.03万t,降雨和融雪情景下侵蚀量是单一降雨侵蚀量的4.2倍。(3)在融雪的背景下进一步考虑土地利用影响,2000—2015年土壤侵蚀量在此基础上又分别增加了2.99%,2.16%和3.50%。研究结果为寒区融雪影响土壤侵蚀提供了新的证据,为后续寒区水土保持提供了基础理论认知。     

近年黄河下游输沙功能的时空变化及其影响因素分析

黄河下游河道输沙功能受自然和人为因素的扰动,对黄河的入海泥沙通量产生深远影响。为探明近年来黄河下游河道输沙功能的演变及其主导因素,基于黄河下游河段各站点2007—2020年实测径流与泥沙资料,计算历年黄河下游河道输沙功能,并结合流域降水、水土保持和引水引沙的变化情况讨论了各因素对输沙功能演变的影响。结果表明:黄河下游河道输沙功能指标在2007—2020年显著下降了约57%,其中花园口—高村段输沙功能指标和其降幅均高于高村—艾山段和艾山—利津段; 黄河下游河道输沙功能演变的主导因素是河床粗化、水土流失综合治理面积增加和引水量增大,三者的相对贡献率分别达37.6%,21.6%,17.5%。河床粗化与引水量增大使输沙功能减弱,与水土流失综合治理对输沙功能的增强作用相反,三者综合作用下黄河下游河道输沙功能近年来呈退化趋势。     

基于Meta分析的黄河三角洲小麦产量及肥效特征

为探究黄河三角洲小麦产量及肥效特征,通过检索已发表的相关文献,采用整合分析法（Meta-analysis）,对黄河三角洲不同区域小麦产量分布及肥料的产量差贡献率、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力等进行了统计分析。结果表明,黄河三角洲小麦田间平均产量为6.00 t·hm_-2,变化范围较大 （2.69~8.65 t·hm_-2）,不同区域平均产量表现为第一扇面>第三扇面>第二扇面。肥料增产效果表现为磷肥>钾肥>氮肥。施肥导致的产量差为2.40~2.87 t·hm_-2,其中氮肥对小麦产量差的贡献率最大。氮、磷、钾肥的相对产量分别为0.96、0.85、0.92。在基础地力条件下,土壤氮素对小麦产量贡献最大,其次为钾素,磷素贡献最小。氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为4.94、12.13、15.33 kg·kg_-1,氮、磷农学效率较高地区均为第一扇面,钾农学效率较高地区为第二扇面;氮、磷、钾肥平均偏生产力分别为36.12、60.95、82.92 kg·kg_-1,均以第二扇面值最高。可见,黄河三角洲小麦肥料利用率有待提升,氮素为小麦产量的第一限制因子,应重视减施氮肥,不同区域土壤地力及肥效差异较大,施肥过程中需因地制宜配合土壤改良,才能起到更好的增产节肥功效。     

广东产业集群对泛珠三角区域一体化的影响与对策思考

根据广东产业集群发展的现状和趋势,结合产业集群理论研究,分析了广东产业集群对泛珠三角区域一体化存在极化效应等不利影响,进而提出了以培育区域核心竞争要素为基础,加强制度整合和建立区域合作发展基金,实现特色产业集群、优势产业集群和高端产业集群呈梯次配置区域一体化对策.     

Discussion on Forestry Sustainable Development in the Yellow River Delta Region

INTRODUCTION The Yellow River Delta is formed by the silts from the Yellow River and is rich in natural resources, of which crude oil, natural gas, chemical industry, crude salt, mechanics, food processing, pulp industry, electricity and biology are of primary importance. From 1960s to 1980s, the emphasis was gradually transferred from mere oil exploitation to the sustainable use of natural resources. After a long brewing, at the beginning of new century, Shandong provincial government …