甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养量的时空变化

基于水量平衡及水源涵养深度计算方法,研究了2000 ? 2018年甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养深度的时空变化及其驱动力。结果表明,多年平均水源涵养深度为34.23 mm,水源涵养总量为8.56 × 108 m3·a?1。林地、草地和湿地的水源涵养深度显著高于耕地和未利用地(P < 0.05)。多年平均水源涵养深度的空间分布表现为中东部高而西北部低,水源涵养深度越高其年际变幅越大。研究时段内水源涵养深度总体呈不显著变化,显著增加区主要集中在中高海拔区,显著减少区主要分布在低海拔区(P < 0.05)。水源涵养深度的时空变化主要受降水量和土地覆盖类型的影响,其次是叶面积指数和温度。水源涵养深度与降水量显著正相关(P < 0.05),与叶面积指数和气温负相关。建议将保护区中东部设为水源涵养保护优先区,强化对林地、草地和湿地的保护。在气候暖湿化背景下,未来保护区水源涵养深度将保持稳定态势。     

基于InVEST模型的张家口市水源涵养功能时空差异分析

张家口市是"首都水源涵养功能区和生态环境支撑区",对维护区域生态安全具有重要作用。本研究基于InVEST年产水模型,估算了张家口市1981–2015年的产水量、水源涵养量,并对其时空变化特征进行分析。结果表明:1)张家口市多年平均产水深度为42.51 mm,多年平均水源涵养深度为18.16 mm;2) 35年来,张家口市产水量呈微弱上升趋势,水源涵养量呈微弱下降趋势,最高值均出现在1995年,最低值均出现在1993年;3)产水深度及水源涵养深度具有明显的空间差异,且分布相似,表现为康保、宣化周围区县增加,沽源、蔚县等减少;4)降水是张家口市产水量、水源涵养量变化的主要影响因素,其次为土地利用方式;5)张家口市多年平均产水量以草地和耕地为主,水源涵养量以草地为主。     

甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养量的时空变化

基于水量平衡及水源涵养深度计算方法,研究了2000?2018年甘肃祁连山国家级自然保护区水源涵养深度的时空变化及其驱动力.结果表明,多年平均水源涵养深度为34.23 mm,水源涵养总量为8.56×108 m3·a?1.林地、草地和湿地的水源涵养深度显著高于耕地和未利用地(P<0.05).多年平均水源涵养深度的空间分布表现为中东部高而西北部低,水源涵养深度越高其年际变幅越大.研究时段内水源涵养深度总体呈不显著变化,显著增加区主要集中在中高海拔区,显著减少区主要分布在低海拔区(P<0.05).水源涵养深度的时空变化主要受降水量和土地覆盖类型的影响,其次是叶面积指数和温度.水源涵养深度与降水量显著正相关(P<0.05),与叶面积指数和气温负相关.建议将保护区中东部设为水源涵养保护优先区,强化对林地、草地和湿地的保护.在气候暖湿化背景下,未来保护区水源涵养深度将保持稳定态势.     

承德市武烈河流域水源涵养功能的时空特征

承德市武烈河流域是京津冀水源涵养功能区的重要组成部分,对国家可持续发展议程创新示范区的建设具有重要意义。本研究基于InVEST模型估算了1990-2018年武烈河流域的水源涵养量时空分布特征。结果表明:1)当Zhang系数为3.7时,模拟效果最佳,29年来,研究区多年平均水源涵养深度为83.85 mm,平均水源涵养总量为2.18×108 m~3,总体呈微弱减小的变化趋势;2)研究区水源涵养深度与降水量显著正相关(P 0.05),与潜在蒸散发量显著负相关(P 0.05),与气温负相关,但不显著(P 0.05);3)各土地利用类型单位面积变化对水源涵养量的影响强度依次为林地、草地、耕地、建筑用地;4)通过情景模拟法得出,气候是研究区水源涵养量变化的主导因素,土地利用变化对水源涵养的抑制作用逐渐增强。     

承德市武烈河流域水源涵养功能的时空特征

承德市武烈河流域是京津冀水源涵养功能区的重要组成部分,对国家可持续发展议程创新示范区的建设具有重要意义.本研究基于InVEST模型估算了1990-2018年武烈河流域的水源涵养量时空分布特征.结果表明:1)当Zhang系数为3.7时,模拟效果最佳,29年来,研究区多年平均水源涵养深度为83.85 mm,平均水源涵养总量为2.18×108 m3,总体呈微弱减小的变化趋势;2)研究区水源涵养深度与降水量显著正相关(P<0.05),与潜在蒸散发量显著负相关(P<0.05),与气温负相关,但不显著(P>0.05);3)各土地利用类型单位面积变化对水源涵养量的影响强度依次为林地、草地、耕地、建筑用地;4)通过情景模拟法得出,气候是研究区水源涵养量变化的主导因素,土地利用变化对水源涵养的抑制作用逐渐增强.     

张家口市土地利用和土壤保持功能的变化特征

为评估张家口市近年来土地利用变化对土壤保持功能的影响,基于USLE模型和GIS空间分析方法,对张家口市2005和2015年两个时期的土地利用类型变化和土壤保持功能进行分析。结果表明:1)张家口市的土地利用类型主要由耕地、林地和草地构成,2005–2015年,该区林地、建设用地面积增长,其他地类面积减少,其中林地面积增长最多,主要来源是草地,且与草地之间有双向流动,而耕地面积减少最多,主要转为建设用地;2)不同土地利用类型的土壤保持能力不同,林地的土壤保持能力优于草地。10年间,林地的土壤保持量增加最多,草地的土壤保持强度提高最多,林地和草地的土壤保持量始终占所有地类的50%以上;3) 10年间张家口市的土壤保持能力得到了较大的提高,且与植被覆盖度的增长关系密切,土壤保持总量增加了1.752×10~7 t。所有区(县)的土壤保持量在10年间均有所增长,蔚县增长最多,桥西区增长量最少;4)土壤保持量空间分布大致呈西北低、东南高的趋势,赤城县保持量最多,桥西区保持量最少。坝下河谷区的土壤保持能力远高于坝上高原区,保持总量始终占全市的80%以上,且10年间增加了1.163×107 t。本研究结果对了解张家口市生态工程实施后的土地利用及土壤保持功能变化有重要意义,同时也为今后进一步加强生态保护和制定土壤侵蚀治理方案等提供科学依据。     

内蒙古东乌旗草原生态系统水源涵养量与价值研究

草地是我国重要的自然资源之一,开展针对草地水源涵养功能及价值的研究,在当前具有非常紧迫而又现实的意义。结合内蒙古东乌旗草地生态系统实际情况,研究草地水源涵养量及价值核算方法,评估东乌旗草地水源涵养量及价值时空变化。结果表明,2000年、2005年、2010年全旗草地水源涵养量分别为1.88×10~9、7.63×10~8、2.01×10~9m^3,价值分别为1.35×10~5万元、5.47×10~4万元、1.44×10~5万元;2000—2005年,东乌旗草原水源涵养总价值下降59.48%,2005—2010年,全旗草地水源涵养总价值上升163.25%。     

基于InVEST与FLUS模型的准格尔旗水源涵养功能分析

土地利用是生态系统水源涵养功能的一个重要驱动力。随着全球气候变化的发展，准格尔旗水源短缺问题日益严重。本研究基于FLUS模型预测自然发展、城市发展与生态保护情景下2040年准格尔旗土地利用变化，运用InVEST模型分析了准格尔旗水源涵养的时空变化，结果表明：三种情景下FLUS模型的Kappa系数为0.87,0.88和0.83,均大于0.80,说明FLUS模式能很好地模拟研究区的土地演替。运用InVEST模型得出2040年城市发展情景水源涵养量最低为2.98×10⁸ m³,生态保护情景水源涵养量最多为3.37×10⁸ m³。全旗的水源涵养量总体表现为“东高西低”“北高南低”的基本分布模式。根据各土地利用类型单位面积水源涵养能力的差异，其强度按以下顺序排列：草地>林地>耕地>水域>建设用地>未利用土地。通过对准格尔旗的土地利用状况和水源涵养功能的研究，能够为规划生态保护区提供管理建议，为社会经济发展提供理论支撑。     

柴达木盆地水源涵养功能时空特征分析

水源涵养是柴达木盆地生态服务的主导功能之一,对维护青藏高原的生态安全发挥着重要作用.本研究利用柴达木盆地土地利用、气象、土壤、地形等数据,采用InVEST模型对盆地生态系统水源涵养功能的时空特征进行分析,并计算水源涵养功能的冷热点分布格局.结果表明:1)草地是柴达木盆地的主要的植被类型,占盆地总面积的30.00％,主要...     

托木尔峰国家级自然保护区台兰河上游不同海拔草地土壤持水能力研究

为探究托木尔峰国家级自然保护区不同海拔草地土壤水源涵养能力的空间变化,本研究通过野外调查、土样采集及室内分析,对托木尔峰自然保护区台兰河上游河谷不同海拔草地表层土壤持水能力进行研究。结果表明:研究区草地土壤物理性质随海拔高度的增加表现有所不同,其中平均土壤含水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度均与海拔表现出显著的正相关关系,随海拔高度的上升均呈现出不断增加的趋势;土壤容重则与海拔存在着极显著的指数负相关关系(R2=0.881 7),即随着海拔高度的增加,土壤容重呈减小趋势。研究区不同海拔草地土壤的水源涵养能力不同,其中最大持水量、非毛管蓄水量和毛管持水量的大小顺序均为山地栗钙土山地棕钙土山地棕漠土,即随海拔高度的增加而增大;土壤涵蓄降水量与有效涵蓄量的大小顺序均为山地棕漠土山地棕钙土山地栗钙土,随海拔高度的增加而呈下降趋势。海拔高度与放牧及人为活动的干扰强度是导致研究区草地土壤水源涵养功能差异显著的重要因子。     

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。     

华北土石山区土地利用类型对土壤有效态微量元素的影响

华北土石山区是京津冀地区重要水源涵养、防风固沙和水土保持功能区,是维护京津冀生态安全的重要屏障。土壤养分涵养能力是影响生态工程建设的重要影响因素之一。土壤微量元素是土壤肥力的重要组成部分,受到土地利用类型的强烈影响。为揭示华北土石山区土地利用类型对土壤有效态微量元素的影响,本研究以张家口市崇礼区耕地、草地和林地等主要土地利用类型为研究对象,系统分析不同深度土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量差异及其影响因素。研究结果发现,土地利用类型对土壤有效态微量元素含量具有显著影响(P 0.05)。耕地土壤有效铁、有效锰含量均显著低于林地和草地,均值分别为10.46和10.94 mg·kg–1;耕地土壤有效锌含量(2.58 mg·kg–1)显著高于林地和草地;耕地土壤有效铜含量(0.67 mg·kg–1)显著高于草地,与林地土壤无显著差异(P 0.05)。林地和草地土壤有效态微量元素呈现一定的表聚性,而耕地0–15和15–30 cm土壤有效态微量元素含量均无显著差异。耕地土壤有机碳含量均显著低于林地和草地。土壤有机碳含量与有效铁和有效锰含量呈正相关关系,但与土壤有效铜和有效锌含量呈负相关关系。研究结果可为研究区不同土地利用类型的土壤养分科学管理和土地的可持续利用提供依据。     

河北张北:加大禁牧力度,严防草场退化

正坝上草原是河北省北方的绿色屏障,具有防风固沙、涵养水源、保持水土、净化空气及维护生物多样性等重要生态功能。张北县地处坝上,属于生态植被脆弱区,草场退化极为严重。近年来,由于干旱少雨等自然因素及人类活动加剧,如超载过牧、工业建设等,使草地植被退化严重,草原生态系统物种多样性急剧下降。为了使已退化     

三江源地区高寒草地地上生物量时空动态变化

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河和澜沧江的发源地,是我国重要的水源涵养和生态功能保护区。为了分析三江源区草地生物量的动态变化,本研究采用了人工神经网络方法(back propagation artificial neural network,BP ANN)模拟了草地地上生物量(above ground biomass,AGB),估算了2001-2016年草地AGB,从草地类型和流域两方面对草地AGB时空变化特征进行分析。结果表明:1)基于BP ANN的CXYN模型适用于研究区生物量的高精度反演,该模型的R2为0.77,RMSE为429.06kg·hm-2;2)16年间,三江源区草地生物量的变化趋势主要以稳定和恢复为主;3)草地生物量在空间分布上表现出明显的地域差异,呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势。东南部部分区域AGB可达3 000kg·hm-2,而西北部的部分区域AGB小于500kg·hm-2。     

草毡表层演化对高寒草甸水源涵养功能的影响

高寒草甸占青藏高原面积的60%,是高原水源涵养功能发挥的主体基质。近几十年来高寒草甸呈现多模式、多途径、重危害的退化特征,已对我国水资源安全造成威胁。因此,在青海省果洛州和海北州,以典型高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,采取时空互代的方法,对其草毡表层厚度对土壤持水功能的影响进行研究,并分析影响水源涵养功能发挥的土壤因子,明晰人类活动干扰对高寒草甸水源涵养功能的作用。结果表明:随着高寒矮嵩草草甸由禾草-嵩草群落向矮嵩草群落、小嵩草(Kobresia pygmaea)群落和杂类草-"黑土型"次生裸地的演替,其土壤饱和持水量和田间持水量均呈单峰变化曲线,最高值出现于小嵩草群落时期(草毡表层开裂期),分别为117.08%和105.75%,最低值出现于杂类草-"黑土型"退化草地时期,分别为70.00%和60.92%;在自然条件下,草地自然含水量表现出随退化演替持续降低的趋势,土壤持水能力和草地自然含水量呈现出不同的行为分异特征。土壤容重、孔隙度、活根/土体积比、草毡表层厚度和地表生物结皮发育程度均是影响高寒矮嵩草草甸土壤持水能力发挥的主要因子,持水量与土壤孔隙度和活根/土体积比成正比,与土壤容重成反比,土壤中牧草活根对水分的吸附是高寒矮嵩草草甸水源涵养的主要机制。土壤降水入渗速率与土壤持水量无关,但却与草地自然含水量成显著相关关系。草毡表层的加厚,有利于土壤持水能力的提高,但伴随着生物结皮扩张与老化,会导致降水入渗速率的降低。保持适度厚度的草毡表层是保障高寒矮嵩草草甸水源涵养生态功能发挥的关键。     

基于文献计量的草地生态系统水源涵养功能研究现状

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型，水源涵养功能作为衡量生态系统状况的重要指示器，其变化对区域水循环及全球气候变化具有一定的响应。基于Web of Science（WOS）核心合集和中国知网（CNKI）数据库，利用可视化工具VOSviewer软件和CiteSpace软件绘制草地生态系统水源涵养研究的知识结构图谱，对该领域收录的相关文献进行计量分析。结果表明：1）全球范围内对该领域的认识不断加深，发文量呈波动上升的态势。2）高产国家主要为中国和美国，且位居前三的研究机构均为中国的机构，分别为中国科学院、中国科学院大学和北京师范大学。3）文献核心作者群体呈现“大分散、小聚集”的布局，以核心作者为节点开展研究，但研究团体之间的合作较少。4）主要发文期刊有《Science of the Total Environment》《Catena》《Agriculture Ecosystems & Environment》《生态学报》和《水土保持学报》等。5）“生态系统服务”“土地利用变化”“土壤水分”“土壤理化性质”“InVEST模型”等主题词是近年来国内外该领域研究的热点内容。6）土壤水分-土壤理化性质，结合遥感技术构建空间尺度和时间尺度的评价模型成为本领域的研究前沿。旨在了解当前国际研究前沿，厘清该领域的发展趋势与动向，归纳研究主题，以期为草地生态系统水源涵养研究的深入发展提供参考。     

华坪县天然草地退化原因及其解决对策

在维护华坪县生态平衡中天然草地起着重要的作用,同时天然草地又是畜牧业生产的物质基础。长期以来,广大干部群众缺乏对草地资源与环境保护重要性的认识,普遍存在着重利用、轻管理的现象。由于牲畜数量的增加,草地长期超载,过度放牧,加上有毒生物侵害及人为活动的破坏,使草地退化严重,其涵养水源、保持水土能力减弱,生态环境恶化,严重影响畜牧业的持续稳定发展。     

塔里木河流域草地净初级生产力时空分异特征研究

采用MODIS数据和改进的光能利用率模型(CASA模型)对2006-2016年塔里木河流域植被生长季草地净初级生产力(NPP)进行估算,通过一元线性回归趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法,分别从时间特征、空间特征、空间稳定性和未来变化趋势4个方面对其时空变化过程进行分析,阐述了2006-2016年塔里木河流域草地NPP的时空格局与变化特征。结论如下:1)时间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP总体呈波动上升趋势,其中增长区域占64.1%,负增长区域占35.9%,NPP总量平均增长速度为1.31×10~(11) g C·m~(-2)·yr~(-1);6-8月为流域内草地的主要生长期,NPP总量占生长季总量的47.3%。2)空间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP分布呈现明显空间分异特征,总体分布特征为西北向东南呈递减趋势,草地NPP多年平均值为13.62 g C·m~(-2)·yr~(-1)。在垂直变化(海拔)上,呈现出随海拔升高NPP呈"降低-升高-降低"的特点;在水平变化上(经、纬度),草地NPP变化没有明显特征。3)空间稳定性上,塔里木河流域草地NPP变异系数介于0.19～3.17。草地NPP存在明显的空间差异性,草地NPP变异系数大部分地区均属于低值区,其中变异系数在0.5以下的占总面积的94.6%。高波动区域主要集中在"四源一干"和车尔臣诸小河流域。4)未来变化趋势上,塔里木河流域草地NPP Hurst指数介于0.10～0.97,均值为0.57。未来变化趋势呈持续性特征面积占71.6%,反持续性特征面积占28.4%,除开孔河流域北部及车尔臣诸小河西南大部呈反持续性特征,其余草地均呈现出持续性特征,预示着流域草地NPP未来处于持续增加趋势。草地NPP时空分布特征显示,塔里木河流域草地生态系统健康状况总体好转,局部恶化。     

黄河上游草地生态现状及功能提升技术

草地生态系统不仅是自然系统重要的天然安全屏障,也是畜牧业发展的关键依托。黄河上游草地生态质量关系到整个黄河流域的生态保护和区域可持续发展。然而,近年来黄河上游草地生态环境向着不利于人类发展的方向演化,草地退化问题日趋严重,加速了土地荒漠化进程,同时引发自然灾害、河流断流等问题,制约了地区经济健康稳定的发展。本文综述了黄河上游重要水源涵养区域草地退化现状、成因和草地退化的主要特征,提出了草地生态功能提升技术模式及草地适应性管理机制,并对未来草地恢复治理新技术进行了展望,旨在为三江源、祁连山和甘南等典型水源涵养区的生态恢复和治理提供理论和技术支撑,以期对有效推动黄河流域生态保护和高质量发展及助力国家构建完善的生态安全体系提供科学参考。     

1995—2014年青藏高原水源涵养功能时空演变特征及其驱动力分析

青藏高原作为世界第三级,其水源涵养功能面临全球变暖压力,但其时空演变特征及影响因素还需深入研究。本文基于InVEST模型并结合土地覆盖产品,借助相关性和趋势分析等方法,评估了青藏高原产水、径流和水源涵养量的时空演变特征,及其对环境因子的响应。结果表明：青藏高原水源涵养量空间异质性明显（范围为0~1 700 mm）。高寒草原（0.49 mm·a^-1）和高寒草甸（1.92 mm·a^-1）生态系统水源涵养量均表现为逐年增加,而森林则相反（-5.39 mm·a^-1）。水源涵养量在空间上呈现出自雅鲁藏布江河谷向西北逐级递减。驱动力表明水源涵养对土壤湿度最为敏感（0~10 cm：slope=5 327.53,P<0.05;10~40 cm：slope=2 110.42,P<0.05）,而地形对不同生态系统水源涵养量有不同影响,在一定坡度范围内（0~20°）,水源涵养量随着坡度增大而增加。本文强调森林水源涵养呈现出退化趋势,今后需加强对该生态系统水资源的保护。