基于CA-Markov模型和MCE约束的白洋淀流域景观动态研究

CA-Markov模型对景观动态分析的精度受到环境因素的影响,本研究以添加约束条件的MCE-CA-Markov模型为对比,基于白洋淀流域2008、2013年和2018年的景观数据对2023年景观进行预测,比较CA-Markov模型和MCE-CA-Markov模型模拟结果差异。结果表明： 2008、2013、2018年三个时点的耕地和林地面积合计均超过白洋淀流域总面积的75%,始终为基质景观。各景观类型斑块2008—2018年破碎且分散,耕地、林地的优势度逐渐降低,全流域格局多样性和复杂程度明显增强。2018—2023年,白洋淀流域耕地、林地面积减少,其他景观面积增加,各景观斑块主要呈紧实且聚集状态,建设用地优势度逐渐升高,全流域格局趋于多样化和均匀化。经验证,MCE-CA-Markov模拟精度（0.900 7）优于CA-Markov模型,2023年白洋淀景观结构和格局变化幅度整体小于CA-Markov模拟结果,且各景观转化特征更符合社会发展实际。     

采石废弃地弃渣与农田土混合土壤粒径特征及水文效应

探究弃渣与农田土不同混合比例下重构土体粒径特征和水文效应的差异,对于提高采石废弃地重构土体的结构稳定、水资源高效利用以及资源利用化具有重要意义。以采石场弃渣和农田土为重构基质,以0∶10(C₁),3∶7(C₂),5∶5(C₃),7∶3(C₄),10∶0(C₅)体积比例混合,采用野外土柱模拟方法,探究不同配比下土壤粒径特征和水文效应的差异。结果表明:(1)不同配比下弃渣含量越高,砂粒比重越大、黏粒和粉粒比重越小,砂粒比重最大为61.50%,分散度、偏度、峰态等群体特征参数变化分别为降低、升高、升高,不均匀系数显著降低,曲率系数在1~3波动,分形维数呈不显著降低趋势,土体结构朝不稳定方向变化。(2)混合土壤弃渣含量增大会引起容重变大、毛管孔隙和总孔隙数量减少、非毛管孔隙数量增加等土壤孔隙方面以及田间持水、毛管持水、饱和持水三者下降等土壤持水性能方面的变化,同时,初始入渗、稳定入渗、平均入渗等速率变化以及累计入渗量基本呈增加趋势,稳渗用时呈波动式变化。不同配比下土壤入渗模型拟合R²≥0.856,RRMSE≤0.153,整体上模型拟合效果较好,灰色关联分析结果表明,C₅入渗性能最好。(3)弃渣∶农田土以3∶7体积比例混合后的土壤在粒径结构和水文效应2个方面评价结果中表现最佳。[JP]     

基于GIS的白洋淀流域降雨侵蚀力时空分布特征分析

为分析白洋淀流域降雨侵蚀力的时空分布特征,利用白洋淀流域及周边64个气象站点2003—2018年的日雨量资料,采用日雨量模型、线性逐步回归、倾向率、Mann-Kendall突变检验以及克里金插值等方法进行了研究。结果表明：(1)白洋淀流域年均降雨侵蚀力为2 284.54 (MJ·mm)/(hm²·h),西南阜平县和东北霞云岭降雨侵蚀力较大,在东南—西北方向上呈先增后降趋势。(2)气象站点降雨侵蚀力与经纬度、海拔的关系为：降雨侵蚀力=-0.115×纬度+0.414×经度-0.235×海拔,降雨侵蚀力与纬度、海拔呈负相关,与经度呈正相关。(3)降雨侵蚀力年内分布中,夏季较大,平均1 826.75 (MJ·mm)/(hm²·h),冬季较小,平均1.77 (MJ·mm)/(hm²·h);降雨侵蚀力年际分布中,2011—2014年较大,平均2 584.82 (MJ·mm)/(hm²·h);2003—2006年较小,平均2 053.79 (MJ·mm)/(hm²·h)。(4)降雨侵蚀力时间...     

石灰岩弃渣与农田土复配土壤水分蒸发及覆盖物保水性能

探究矿山废弃地弃渣与农田土复配后土壤的水分蒸发特性,以及覆盖物添加对水分蒸发的影响,对矿山恢复中土壤水分管理和改善具有实际意义。以石灰岩矿山废弃地现场的弃渣和附近农田土为复配材料,设置0∶10(T1),3∶7(T2),5∶5(T3),7∶3(T4),10∶0(T5)体积比例,在野外条件下采用土柱法模拟土壤水分蒸发过程,探究复配比例对土壤水分蒸发的影响以及不同覆盖物的保水性能。结果表明:(1)试验前和试验后表层复配土壤含水量均表现为T1>T2>T3>T4>T5,蒸发中期的逐日蒸发量和蒸发结束的累计蒸发量均随弃渣体积比例增加呈极显著降低趋势,不同复配土壤在蒸发前期和蒸发后期的逐日蒸发量没有显著性差异。(2)气象因子中,温度、风速对土壤水分蒸发的影响大于太阳辐射,相对湿度的影响不显著。土壤物理性质中,除毛管孔隙度和非毛管孔隙度与土壤水分蒸发达极显著相关外,其他因子均达显著水平。(3)裸土地添加覆盖物均能降低水分蒸发,根据蒸发量和蒸发速度分析得出,砾石覆盖(直径2~4 cm、厚度5 cm)效果最佳。(4)石灰岩矿山废弃地土壤重构最佳保水搭配方案为弃渣∶农田土以3∶7体积比例复配并覆盖砾石。研究结果可为当地治理采石废弃地提供理论支持。     

采石场高陡岩壁坡向对葛藤叶形态及光合特征的影响

为探明采石场高陡岩壁不同坡向葛藤生长规律，分别朝东、南、西、北四个方向设置生长坡面，比较坡向对葛藤生长高度、叶形态特征和光合特征等指标的影响，运用主成分分析和隶属函数进行综合评价。结果表明：（1）葛藤累计高生长量东坡最大，5—10月份各坡向生长高度最大值分别出现在南坡、南坡、东坡、北坡、东坡和西坡。（2）叶形态特征中，南坡葛藤叶干物质质量分数最大为0.31 g·g^-1,北坡葛藤叶片含水量最大为0.72 g·g^-1,其他叶形态指标变化不显著。（3）叶光合特征中，葛藤叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，由大到小依次为东坡、南坡、西坡、北坡；胞间CO₂摩尔分数，由大到小依次为北坡、西坡、南坡、东坡；叶绿素质量分数东坡和北坡较高，南坡和西坡较低。（4）葛藤生长适宜性综合排序，由大到小依次为东坡、南坡、北坡、西坡。