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。     

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...     

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。     

南方红壤丘陵区樟树林土壤水分动态变化

为了解南方红壤丘陵区樟树林地土壤水分变化规律,对0—100 cm不同深度的土壤水分与温度以及相应气象要素连续l年的观测,并基于土壤水分平衡法计算蒸散量,研究土壤水分的时空变化、蒸散量变化和对降水的响应。结果表明:(1)观测期土壤水分的季节变化可划分为丰水期(3—6月)、耗水期(7—10月)和补水期(11月—次年2月);(2)土壤体积含水量由浅至深表现为增长型,稳定性增强,且垂向变化具有显著季节差异;(3)非降水日林地蒸散量的季节变化表现为耗水期(3.28 mm/d)丰水期(1.83 mm/d)补水期(1.0 mm/d),蒸散量日内变化呈现白天强、夜间弱的特征,日蒸散量与日均气温、VPD、太阳辐射均呈极显著正相关;(4)土壤水分干季比湿季对降水响应更强烈,湿季9 mm、干季3 mm的降水使最大下渗深度达10 cm,土壤水分开始接受补给。林地土壤水分受降水和蒸散发影响,具有显著时空分异。     

TRMM降水数据在洞庭湖流域的精度评估和应用

高分辨率卫星降雨产品的出现为降水观测提供了良好的前景。然而这些产品在使用前需要经过全面的精度评估。评估了TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)3B43V7降水数据在洞庭湖流域的精度和适应性。基于洞庭湖流域1998—2011年TRMM降水数据和27个气象站点的实测降水数据,采用相关系数、均方根误差和均方误差技能分数等指标在月和季尺度下评估其在流域内精度,揭示各指标的空间分布特征。结果表明:(1)在月尺度上,TRMM数据与实测数据拟合良好,相关系数为0.89,但TRMM数据在流域大部分地区高估降水。(2)在季尺度上,TRMM数据精度较月尺度有所提升,相关系数达到0.94,并且可靠性更高。(3)两种数据在流域降水时空分布上表现出一致性,在春夏两季为湿润多雨期,秋冬季节降水则相对匮乏。流域内降水分布不均匀,整体呈从东南向西北减少趋势。     

资江尾闾集水区景观格局与非点源污染过程关系研究

为识别资江尾闾集水区非点源污染的关键源区并探究非点源污染过程与景观格局之间的关系,利用SWAT模型模拟非点源污染总氮、总磷的时空输出特征,选取景观格局指数定量描述景观格局特征,通过冗余分析(RDA)方法分别从景观、类型两个层次分析子流域尺度上非点源污染过程与景观格局的关系。结果表明:在率定期与验证期径流量、总氮、总磷的R2与ENS均大于0.66,表明SWAT模型在研究区的适用性较好;总氮、总磷的关键源区空间分布上不完全一致,在非点源污染输出的关键时期,关键源区分别贡献了研究区非点源总污染的31.64%、43.73%。景观格局与非点源污染过程的联系密切,景观水平上,流域内景观越破碎、景观类型越复杂、人类活动对其影响越大,非点源污染负荷输出值越高;类型水平上,聚集度指数(AI)、最大斑块指数(LPI)、斑块平均面积(AREA-MN)、斑块边缘密度(ED)是对"源""汇"景观具有显著影响的共性指标,其中"源"景观破碎度越大、斑块面积越大、聚集度越高越会加剧非点源污染负荷的输出,而破碎度小、景观形状复杂、斑块连通度高的"汇"景观则有利于阻截非点源污染物。研究表明,非点源污染过程与"源""汇"景观格局存在明显的内在联系,合理布设"源""汇"景观可以降低非点源污染风险,从土地利用角度为非点源污染防治提供了借鉴。     

湘江流域土地利用多功能性评价及障碍因子识别

为了促进湘江流域土地可持续利用,以湖南省湘江流域为研究区域,构建基于生产、生活以及生态功能的土地利用多功能性评价指标体系,采用改进TOPSIS模型评估湖南省湘江流域在2010—2018年土地利用多功能状况,采用障碍度模型识别影响土地利用多功能性提高的障碍因子,并提出了优化土地利用多功能的路径。结果表明:(1)湘江流域土地利用多功能总体上呈增强的趋势,其中生产功能和生活功能在增强,生态功能在减弱,2010—2018年土地利用多功能值由0.392 5增加到0.574 5,土地利用多功能程度经历了从中等到较强的过程;(2)2010—2013年,PM2.5浓度、第三产业产值、人口密度、人均社会消费品零售额等指标是制约土地利用多功能提升的主要障碍因子,2014—2018年单位面积生态系统服务价值、乡村从业人口、人均耕地面积、生境丰度指数等指标是制约土地利用多功能提升的主要障碍因子;(3)2010—2018年生态功能对湘江流域土地利用多功能性提高的制约在升高,生产和生活功能的制约在降低。湘江流域未来应优先保护生态用地,严格耕地保护,增加乡村从业人口,从而促进区域可持续发展。     

论乡村多功能演化与乡村聚落转型

乡村多功能理论是对乡村价值进行再认知的新范式，是探索乡村多元化发展路径的新视角。乡村聚落是承载乡村多功能的空间载体，为乡村多功能提供基础支撑作用。该文基于乡村多功能与乡村聚落的基本理论认知，系统梳理中国乡村多功能演化与乡村聚落转型的基本态势，探讨乡村多功能演化与乡村聚落转型的相互作用机理。乡村多功能演化是乡村生产、生活和生态功能不断分化与重新整合的过程，在城镇化、工业化、市场化等力量的共同驱动下，乡村地域经历了弱功能低水平-功能分化发展-功能冲突-多功能高水平协同发展等4个阶段。乡村聚落转型呈现五大基本趋势，即聚落总体规模缩减、聚落布局的集聚与收缩、聚落体系的层次化与网络化、聚落文化的传承与创新、聚落景观多元化与功能复合化等。乡村多功能演化与乡村聚落转型是双向耦合的2个过程，共同驱动乡村地域系统转型发展。     

不同地形区域的贫困特征及贫困程度影响因素分析

湖南省安化县是国家扶贫开发工作重点县,境内地形类型可分为高山区、库区和低山丘陵区,将不同地形类型与建档立卡贫困户综合考虑,分析不同地形区域的贫困特征及贫困程度影响因素有利于脱贫攻坚工作的精准实施。该文以578份建档立卡贫困户实地问卷调查结果为数据源,结合3种不同地形区域的实际情况,运用空间自相关、地理探测器等方法对安化县不同地形区域的贫困特征、贫困程度主要影响因素及因素间的交互作用进行分析。结果表明：1）不同地形区域贫困程度不同：库区贫困程度综合值的绝对值均值为0.236、高山区为0.192、低山丘陵区为0.127,库区贫困程度最高、高山区次之、低山丘陵区最低;2）不同地形区域贫困程度影响因素不同,库区主要受基础设施建设、政策落实情况和地形坡度因素影响,高山区主要受地形坡度、劳动力数量和经营收入因素影响,低山丘陵区主要受劳动力数量、政策落实情况和工资收入因素影响;3）不同地形区域双因素交互作用强度主要表现为经济要素及自然要素的交互作用强度高于政策要素与其他要素的交互作用强度。不同地形区域贫困程度的显著影响因素存在差异,对不同地形区域需实施差异化扶贫政策,提高扶贫措施的针对性和有效性。     

黄土丘陵沟壑区治沟造地土壤快速培肥效应

湖南省安化县是国家扶贫开发工作重点县,境内地域类型可分为高山区、库区和低山丘陵区,将不同地域类型与建档立卡贫困户综合考虑,分析不同地形区域的贫困特征及贫困程度影响因素有利于脱贫攻坚工作的精准实施。该文以578份建档立卡贫困户实地问卷调查结果为数据源,结合3种不同地形区域的实际情况,运用空间自相关、地理探测器等方法对安化县不同地形区域的贫困特征、贫困程度主要影响因素及因素间的交互作用进行分析。结果表明：1）不同地形区域贫困程度不同：库区贫困程度综合值的绝对值均值为0.236、高山区为0.192、低山丘陵区为0.127,库区贫困程度最高、高山区次之、低山丘陵区最低;2）不同地形区域贫困程度影响因素不同,库区主要受基础设施建设、政策落实情况和地形坡度因素影响,高山区主要受地形坡度、劳动力数量和经营收入因素影响,低山丘陵区主要受劳动力数量、政策落实情况和工资收入因素影响;3）不同地形区域双因素交互作用强度主要表现为经济要素及自然要素的交互作用强度高于政策要素与其他要素的交互作用强度。不同地形区域贫困程度的显著影响因素存在差异,对不同地形区域需实施差异化扶贫政策,提高扶贫措施的针对性和有效性。