水源涵养区水土资源合理利用与管理研究--以大伙房水库水源涵养区为例

水源涵养区水土资源开发利用方式直接关系到整个流域是否可持续发展。以大伙房水库水源涵养区苏子河流域为例,分析目前苏子河流域水土资源开发利用和管理中存在的问题,并提出相应的对策,以确保涵养区为水库提供良好的水源涵养环境,维护水库功能的正常发挥,推动整个流域生态环境系统的良性循环。     

耕地保护对生态系统水源涵养功能的影响——以武汉市为例

耕地保护是我国粮食安全的根本保障。然而,在快速城市化背景下,耕地保护导致生态用地加速流失造成对生态系统服务功能的影响往往被忽略。以武汉市为例,采用模型模拟的方法,利用基于元胞自动机的土地利用变化模型——LANDSCAPE模型设定严格、适度耕地保护情景,进而基于InVEST模型定量评估耕地保护对生态系统水源涵养功能的影响,为科学认识耕地保护政策的实施对生态系统服务功能的影响提供新的视角。结果表明:（1）严格、适度耕地保护情景下武汉市2020年生态系统水源涵养功能存在显著差异。相较于适度耕地保护情景,严格耕地保护情景下,位于武汉市东北地区的低水源涵养区分布范围明显增多,高水源涵养区分布明显较少;（2）在水源涵养总量方面,严格耕地保护情景下的水源涵养总量为4.33×10⁸ m³,适度耕地保护情景下的水源涵养量为4.58×10⁸ m³,两者差异显著。（3）严格、适度耕地保护情景中草地、林地、水体等生态用地的水源涵养总量分别为1.06×10⁸ m³,1.27×10⁸ m³。其中林地水源涵养量最高,水体、草地次之。     

区域森林景观资源承载力评价方法的探讨——以江西省婺源县为例

通过对森林景观资源承载力内涵及其特点的探讨,提出以承载指数(承载量/承载力)评价森林景观资源的承载状态。采用理论分析和专家咨询相结合的方法,构建由经济、生态和游憩3个层次共15个指标组成的森林景观资源承载力评价指标体系,建立承载指数计算模型。并以江西省婺源县为例,应用层次分析法确定指标权重,明确各指标的计算方法,对该区域森林景观资源承载力进行了计算。结果表明,研究区域综合森林景观资源承载指数为0.3559,森林景观资源总体上处于弱载状态,生态和游憩承载指数更低,分别为0.2308和0.2448;经济承载量接近满载,承载指数达0.9710。调减对森林景观资源的经济需求是提高研究区森林景观资源综合承载力的关键,而控制能源性消耗和加强果木林发展是提高综合承载力的主要措施。     

山区产业生态系统适应性与资源环境承载力的时空耦合协调关系——以秦巴山区81个区县为例

为了揭示秦巴山区产业生态系统适应性与资源环境承载力之间的耦合协调关系,基于P-S-R模型、熵权-TOPSIS模型、Pearson相关性指数及耦合协调度模型分析秦巴山区县域2010—2019年产业生态系统适应性及资源环境承载力的时空格局特征,并对两者的相关性及耦合协调关系进行了时空分析。结果表明:(1)山区产业生态系统适应性随时间呈现出先增后降的波动趋势,空间上为整体均匀分布,高值区散点迸发、局部锐减,低值区部分集聚。(2)山区资源环境承载力在时间尺度上先急速上升后缓步下降,在空间尺度上呈现出较为明显的“凹”字型空间结构。(3)山区产业生态系统适应性与资源环境承载力存在较高的相关性但随时间下降; 二者的耦合协调度逐渐提升,空间上表现为“散点初级协调”到“边缘初级协调”的西北向“口袋”型分布态势。秦巴山区产业经济发展初期整体偏低,此时的产业生态系统适应性与资源环境承载力耦合性协调性较弱; 发展后期,交通通达、人口集聚、产业规模逐步提升,资源环境承载力韧性进一步提升,耦合协调性增强。     

InVEST模型在市县级水源涵养功能评价中的应用——以广东省广州市为例

[目的]评估InVEST模型应用在市县级水源涵养功能重要性评价的适用性,探析以海绵城市建设试点且高度城市化的广东省广州市水源涵养服务时空变化特征与区域差异,为区域社会经济发展、生态环境保护与恢复政策的制定提供理论依据.[方法]利用对比分析法分别评估InVEST水源涵养评估模型与相关"指南"——《资源环境承载能力和国土空...     

汉江流域水源涵养功能的关键生态修复区识别与植被优化配置

[目的]识别汉江流域水源涵养关键生态修复区,进行植被优化配置和生态修复效果的验证,为生态修复工程实施范围提供科学依据。[方法]主要利用InVEST模型,估算2020年水源涵养量,通过水源涵养功能强弱识别关键生态修复区,将水源涵养弱功能区内有林地、灌木林、草地、未利用地和25°坡以上的耕地区域作为修复区,对修复区进行林地适宜性评价,依据林地适宜性评价结果完成各土地覆盖类型之间的优化配置,模拟完成配置后修复区的水源涵养功能,并与配置前进行比较。[结果]植被优化配置后,修复区产水量降低了6.97%,水源涵养总量提高了14.96%。[结论]汉江流域通过植被优化配置手段提升水源涵养功能具有一定的潜力,未来应在水源涵养功能的基础上同时考虑其他生态服务功能,进行汉江流域修复区识别,以便采取更全面的修复措施来解决汉江流域的生态问题。     

基于多源国土空间数据的资源环境综合承载力及人口承载力评价——以江苏省常州市为例

[目的]研究江苏省常州市资源环境综合承载力情况,明确国土空间开发与利用方向,为该区土地与人口的空间布局优化提供决策依据.[方法]基于2010-2019年多源国土空间数据,构建多因素多因子综合判别模型.[结果]常州市资源环境综合承载力呈现出显著的东高西低,平原高山地丘陵区低等空间分异特征.此外,基于未来土地资源的粮食安全...     

黄土区大型露天煤矿区生态承载力评价研究--以平朔安太堡露天煤矿为例

露天矿生态承载力的变化与矿区的污染控制、土地复垦与生态重建措施密切相关。本文根据矿区生态承载力内涵及层次特点,从生态系统弹性力、资源环境承载力及生态系统压力度3个方面提出对其进行量化的研究方法。结合高吉喜提出的生态承载力评价方法,构建了较完整的评价指标体系,利用AHP法求得各指标权重值,对矿区生态承载力状况进行静态和动态评价。研究结果表明:平朔安太堡矿区2007年的生态系统弹性力为46.836,中等稳定;资源环境承载力47.127,中等承载;生态系统压力度为1.396,承载超负荷。从动态变化趋势看,平朔安太堡矿区生态系统弹性力波动较强烈,说明矿区生态系统稳定性差,具有明显的脆弱特性;生态系统压力指数的变化说明,1999年前生态系统的压力对矿区生态系统弹性力和资源环境承载力影响较大,而1999年后影响逐渐减弱,矿区1987~2007年生态系统弹性力和资源环境承载力变化趋势相同;1997年后生态弹性力开始上升,资源环境承载力在1999年后也处于明显上升趋势。     

基于三维生态足迹模型扩展的土地承载力指数研究——以河北省为例

河北省地理条件优越,经济发展迅速,但也面临着资源短缺,生态恶化等问题,可持续发展受到严重阻碍,为实现可持续发展,必须维持自身的自然资源存量。因此,测量河北省居民对自然资源的需求与自然所能够提供资源的差距有极其重要的意义。本文通过将Niccolucci三维生态足迹模型中足迹深度的取值范围从≥1扩展到≥0,运用统一的三维模型框架分析生态盈余状态,实现了人类生产生活中对资源流量和存量占用程度在核算上的统一,并得到了河北省2002—2016年的生态足迹、赤字盈余及足迹深度。在此基础上,引入农产品压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、建设压力指数和土地综合负担指数等土地压力评价指数,判断当前土地是否处于超载状态及超载程度。结果显示:1)2002—2016年河北省的人均生态足迹不断升高,但人均生态生产性土地面积变化较小。2)河北省足迹深度较大,尤其是水域和化石燃料用地,河北省居民生产生活消耗的自然资源远远超过了资源流量,造成了河北省资源存量大量消耗。3)河北省生态赤字较为严重,2016年的生态赤字为3.26hm2·人-1。4)农产品压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、土地综合负担指数均大于1,且水资源压力指数、碳汇压力指数、土地综合负担指数的值均在10以上,河北省面临严重的土地压力,居民的生产生活对各类生态生产性土地造成了严重的负担。以上4点说明河北省对资源的需求远远大于供给,可持续发展受到严重阻碍。河北省要实现可持续发展,必须要节能减排、保护环境、减少资源浪费。     

不同类型植被的水土保持与涵养水源能力的探讨——以小良热带人工林为例

本文通过对小良热带人工阔叶混交林、桉林、光坡地的地表径流、水土流失、土壤含水量、地下水位的研究，探讨不同植被的水土保持与涵养水源能力的关系，对热带地区侵蚀地治理的植物配置具有指导意义。     

农业生产与水资源承载力评价

本文通过对水资源承载力的判断,特别考虑到农业污染对水资源可持续利用的影响,综合分析了我国不同区域种植业及畜牧业生产对水资源的压力,为合理估计农业增长潜力及选择农业结构调整路径提供重要参考。通过构建过剩氮和灰水指标,量化了农业污染对水资源的影响。构建水盈余指标,反映在考虑环境协调的情况下水资源继续支撑农业生产的潜力。以2003—2012年全国各省为样本,构造面板数据模型,分析播种面积和牲畜饲养量变化对水盈余的影响,进而推断水资源可承载的最大播种面积和最大载畜量。分析结果显示,当前我国农业污染造成的灰水发生量巨大,农业水足迹大大超过统计的农业用水量。在主产省,农作物播种面积每增长1%,水盈余量将下降148.55亿m~3,牲畜饲养量每增长1%,水盈余量下降78.42亿m~3。以2012年水资源条件与农业生产状况为测算基础,全国水资源可承载的最大播种面积为1.69亿hm~2或最大载畜量35.70亿头生猪。河北、山西、江苏、河南、山东和宁夏6省的生产规模已经超过水资源承载力的上限,长江流域中上游地区及华南地区可以承载更多的种植业和畜牧业生产。各地区应根据比较优势,合理选择种植业和畜牧业的配比。     

时间尺度对草地水土保持效应定量研究的影响

时间尺度效应的定量分析有利于进一步理解植被的水土保持机理。基于福建省长汀县河田镇草覆和裸土侵蚀试验小区2007—2010年的观测数据,分析了次降雨、月、季和年时间尺度下降雨、植被、保水和保土效应这4类参数的变化特征,并建立保水（土）效应RE（SE）的估算模型以探讨诸因素的联系,其中RE（SE）为草覆小区与裸土对照小区的径流深度（土壤流失量）的比值。结果表明:4类参数在各时间尺度呈现不同的量值及变化特性,RE和SE因消除了同类因子的影响在各时间尺度之间及其内部均相对稳定。在次降雨尺度RE较低（< 0.3）区间及月尺度下,降雨和植被的耦合作用导致了较好的保水效应,而在RE略高（0.3～0.4）和较高（> 0.7）区间以及年尺度,降雨因子主导了研究小区的保水效应（R² > 0.78）。从保土效应来看,在次降雨和年尺度主要受降雨或/和植被的影响,绿草叶面积指数能较好地表征研究小区草地的保土正效应（SE < 1,R² > 0.55）,而最大30 min雨强可精确表征研究小区草地的保土负效应（SE > 1,R² > 0.79）。无论保水或保土效应,其估算模型在月和季两个中等时间尺度均存在较大的不确定性（R² ≈0.4）。可见在不同的时间尺度,影响草地水土保持效应的诸要素呈现不同的变化和耦合特征,显示时间尺度在植被水土保持研究中的重要性。     

基于InVEST模型的祁连山地区土壤保持功能时空演变及驱动因素分析

[目的] 探讨祁连山地区土壤保持服务时空变化特征及空间异质性影响因素,为该区生态保护与可持续发展提供科学参考。 [方法] 基于2005—2020年4期土地利用数据,结合地形、土壤和气象数据,运用InVEST模型及地理探测器方法,模拟土壤保持服务、探究土壤保持量时空变化特征及其价值,对其空间异质性进行归因分析。[结果] ①祁连山地区2005—2020年土壤保持量变化区间为5.02×10⁹～7.89×10⁹ t,呈下降趋势;土壤保持量在空间分布上表现为东南高西北低,高值区均集中在研究区青海湖东侧和祁连山脉区域。 ②不同土地利用类型中,草地土壤保持总量最大,林地土壤保持强度最大;土壤保持强度随海拔增加呈先增后减的单峰曲线,随坡度增加呈线性增大。 ③研究区年均土壤保持服务价值为3.912×10¹³元,以保持土壤肥力的价值E₁为主。 ④地理探测结果显示：坡度和土壤类型对土壤保持空间异质性的解释力最高,整体上以植被覆盖度和土壤类型交互作用解释力最高。 [结论] 坡度和土壤类型共同作用于植被覆盖度。植被覆盖度为影响土壤保持服务空间异质性的主导因子,应将部分耕地转为草地或林地,加大生态保护力度,提高植被覆盖度,减少水土流失,增加土壤保持能力,从而改善生态环境。     

治理视角下村镇建设资源环境承载力综合评估

村镇建设资源环境承载力综合评估是村镇规划的基础.该研究基于社会-生态系统(Social-Ecological System,SES)理论框架,构建了治理视角下的村镇建设资源环境承载力综合评估压力-状态-治理(Pressure-Status-Governance,PSG)框架,并以江苏省溧阳市为例,开展资源环境承载力...     

南水北调陕西水源区水土保持效益评价

以陕西水源区为对象,运用因子分析法和专家咨询法从基础效益、生态效益、经济效益和社会效益4个方面构建了水土保持效益评价体系,并基于改进的层次分析法确定各指标权重,运用模糊综合评价法衡量了水土保持项目效果。结果表明:总体来看,水土保持项目改善了陕西水源区整体质量,但在不同效益之间存在差异。基础效益方面表现最优,治理度、土地利用率、道路硬化率等有大幅提升;生态和经济效益方面表现次之,森林覆盖率、环境质量提高率和资金产投比等提升不够明显;经济和社会效益还有很大发展空间,项目对受教育程度、农产品商品率等拉动不足。该研究为南水北调工程水土保持项目的进一步实施提供了科学依据。     

紫色丘陵区坡坎的水土保持技术初步研究

为充分开发利用四川盆地丘陵区占总土地面积15％的坡坎,研究了坡坎的水土保持技术;稻草覆盖、集水坑洞、种植黑麦草和等高扎稻草埂的效益。结果表明这些措施都有一定,其中,种植黑麦草在试验条件下,对提高土壤含水量有较好的作用,其次是扎草埂和稻草覆盖。保水效益较好的是稻草覆盖和集水坑洞措施,因为它们在雨后几天内能释放其接纳的部分雨水。     

长三角沿海地区土地承载力测度与耦合分析

客观准确把握长三角沿海地区土地承载力发展状态及其区际演化差异,是开展土地资源优化配置与可持续发展的基础。该研究从支撑方-施压方维度构建了沿海地区土地承载力评价指标体系,借助遥感影像解译数据与社会经济统计数据,运用熵值法、耦合协调分析法及土地承载力指数法,对2000、2010及2018年长三角11个沿海地区的土地承载力时空分异特征及支撑-施压耦合协调关系进行了综合研究,结果表明:1)长三角沿海区域各年份综合施压力均高于支撑力,始终处于超载状态,且支撑力指数与施压力指数分别呈现波动式上升、波动式下降趋势;2)在各时期共计33个沿海地区样本中,有9个区域土地承载力指数大于1,沿海地区盈余状态占比27.3%。其中,上海市和杭州市在各时期的支撑力与施压力水平均未发生变化,其余地区在支撑力与施压力水平上则呈现出等级的持续上升、持续下降或升降交替变化趋势;3)长三角沿海地区耦合度介于0.9~1.0之间的区域占比为97%,其均处于协调耦合期;土地支撑-施压协调度涵盖中度失调型、基本协调型、中度协调型、高度协调型4种类型,其中,江苏省以中度失调型居多,浙江省以基本协调型居多,形成"北低南高"的空间格局,并呈现由南北两侧逐渐向上海市进行高值汇聚的态势;4)长三角沿海区域整体承载力水平始终处于超载但超载程度趋于减弱,且各时期均存在土地超载与盈余并存的区域发展状态;空间上呈现出江苏省"南北超载中部盈余"、上海市"全域盈余"以及浙江省"北部盈余南部超载"的格局特征。     

红壤丘陵区坡改梯的水土保持效果研究

针对我国南方红壤丘陵地区坡耕地产生严重水土流失的现状,对比分析了坡改梯以后的水土保持效果。研究结果表明,坡改梯具有明显的保水保土效果,并且其保土效果要优于保水效果;而在同样坡改梯的情况下,植物措施和工程措施的结合,又能极大地提高保水保土效果。