中国植被总初级生产力对气候变化的响应

为理解中国植被GPP的变化规律,基于改进后的EC-LUE模型,分析了中国1982—2016年植被GPP的空间格局、变化特征及驱动因子。结果表明:(1)中国植被GPP年变化范围介于0～3 051.08 g C/(m²·a),总体呈现出南高北低的空间分布特征。高值区主要分布在华南、东南沿海地区,低值区分布在青藏高原、新疆、内蒙古西部等地区;(2)近35 a中国植被GPP整体呈增加趋势,增加速率为2.43 g C/(m²·a)(p<0.05),特别是黄土高原地区植被GPP增加趋势明显,但在东北及东南沿海的部分地区呈显著减少的趋势;(3)中国植被GPP变化与气温和降水呈正相关关系,气温和降水强驱动的面积占比8.1%,气温为主要驱动因子的面积占比25.3%,降水为主要驱动因子的面积占比15.1%,气温和降水弱驱动面积占比8.9%。虽然近年来中国植被固碳能力呈变好趋势,但在未来气候变化存在不确定性的背景下,生态保护工作任重道远。     

基于VOR模型的三峡库区消落带2010-2020年生态系统健康评价

健康的生态系统可保障人类社会的可持续发展,三峡库区作为我国重点生态环境保护区域,其生态系统健康状况是判断库区可持续发展的重要指标。为综合诊断全面蓄水后三峡库区消落带的生态系统健康状况,研究以景观生态学理论和遥感影像数据为基础,从生态系统活力、组织力和恢复力3个方面构建VOR模型,定量评价消落带10年间的生态系统健康状况。结果表明:(1)VOR模型可适用于三峡库区消落带生态系统健康评价,具有快速、高效等特点;(2)10年间研究区生态系统健康水平总体保持良好状态,其中改善型健康特征总面积占比最大,为44.47%,消落带健康状况呈现逐年稳定并改善趋势;(3)空间分布上,健康水平数量结构呈“凸”形分布态势,库腹消落带生态系统健康状况好于库首和库尾;(4)库首消落带生态系统活力值偏低,低值面积占库首消落带面积比超过60%,需要重视。综上,通过评价消落带的生态系统健康状况,可为三峡库区消落带生态系统保护与修复提供参考和决策支持。     

基于相对湿润指数的贵州省气象干旱时空变化特征研究

为探究贵州省各区域干旱发生频率、强度及不同等级干旱的时空分布特点,基于贵州省17个气象站1981—2019年逐日气象数据,利用相对湿润指数,同时结合Couple二维分布函数,探讨了干旱强度和干旱频率的联合、条件概率特征,以揭示贵州省气象干旱的时空分布规律。结果表明:(1)贵州省1981—2019年气象干旱强度呈减弱—增强趋势,整体上呈减弱的趋势,干旱频率呈上升趋势。(2)贵州省年与季尺度发生干旱强度在空间上分布有所不同,季尺度中,冬旱强度最强,秋旱和夏旱次之,春旱强度较弱;(3)年及冬、春季节干旱频率在空间上呈西高东低的分布格局,夏、秋季节分布较为一致; 季尺度中,干旱频率呈冬季最高,春、秋季次之,夏季最低;(4)在干旱联合特征中,季尺度的联合特征值呈春季>冬季>秋季>夏季,在各季节干旱强度的条件下,各季节干旱频率的条件概率特征值表现为夏季>秋季>冬季>春季。综上,贵州省气象干旱强度逐渐降低,干旱频发,呈春旱高频率、高强度,夏旱低强度、高频率。     

黑河上游天涝池流域生长季降雨和气温对河川径流的影响

西北干旱区的水资源短缺问题日益突出,但黑河上游高寒山区河川径流相关的精确水文资料稀缺,开展观测和研究其变化规律尤为必要。选择黑河上游天涝池流域为研究区,通过逐日观测2016年、2017年、2019年生长季河川径流量、降雨量和气温数据,采用相关分析和多元线性回归方法,分析了降雨和气温要素对河川径流的影响。结果表明:生长季内月均径流量明显滞后月均降雨量和月均温,三者均呈现出单峰变化趋势; 河川径流对降雨的平均滞后时间约为7.5 d。生长季内月均降雨量、月均温与月均径流量的Pearson相关系数分别为0.69,0.87(p<0.01),拟合多元线性回归模型的R²为0.772。研究显示该流域内降雨和气温较好地解释河川径流量的变化,结果可为黑河上游山区的河川径流响应过程提供参考依据。     

巴中市乡村聚落空间分布特征及影响因素

对山区乡村聚落空间分布特征进行探索,可实现乡村聚落布局优化、统筹区域发展,对改善山区居民生活水平具有显著作用。以巴中市为研究对象,利用标准差椭圆分析、核密度估算、平均最近邻指数等方法,分析了巴中市乡村聚落空间分布特征与规律,并探究了自然环境与社会经济因素对乡村聚落所造成的影响。结果表明:巴中市乡村聚落主要分布于西南区域,数量依次向外梯状递减,呈西南—东北向椭圆分布特征,中心位于巴州区东北部; 聚落总体为均匀分布类型,各县区自上而下分别呈现集聚—随机—均匀的链状分布形式,区域分布显著。巴中市乡村聚落随高程和坡度变化具有明显正态分布规律,聚落多分布于海拔1 000 m以下、坡度小于15°的低山丘陵与平坝盆地。距河流6 000 m内覆盖83%的乡村聚落,河流距离与聚落数量呈负相关。受人文因素影响,聚落主要位于道路通达性高、交通便捷的区域,人口经济与自然环境、地理位置及社会聚集性呈正相关。     

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。     

苏锡常城市群土地利用冲突空间测度及异质性分析

为了探究城镇建设用地扩张对土地利用冲突的影响,以城镇化水平快速提高的苏锡常地区为例,基于1990—2018年土地利用分类数据,采用景观风险评价方法,通过计算空间的外部压力、脆弱性及稳定性指数构建土地利用冲突综合测度模型,借鉴倒“U”型理论,将空间冲突分为稳定可控、基本可控、基本失控和严重失控4种类型,对苏锡常地区空间冲突水平进行了评估。结果表明:(1)近30年来,苏锡常地区整体空间冲突水平以可控类型为主,但冲突强度呈现上升趋势,1990—2018年平均冲突指数由0.269增长至0.418,近1.55倍;(2)不同用地类型的空间冲突强度存在差异,林草地和水域空间冲突水平较低,建设用地空间冲突水平最高且失控类型在1990—2018年提升了14.3%,有进一步激化扩散趋势;(3)土地利用冲突存在空间相互关系,高—高值在苏、锡、常市中心区及江阴、张家港、常熟、昆山市集聚,低—低值则主要分布在西部溧阳市山地及水域周边。研究结果可为有效识别苏锡常地区土地利用冲突,优化区域发展模式提供理论参考。     

延河流域土壤侵蚀对LUCC的响应及驱动力

为了探究延河流域土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的双重效应及其驱动力,为今后水土保持和生态环境建设提供依据,采用构建土壤侵蚀对LUCC响应模型的方法,结合GIS和RS技术进行了研究。结果表明:(1)1980—2018年期间,延河流域LUCC引起的土壤侵蚀效应和土壤保持效应共存,土壤侵蚀效应在波动中减弱,土壤保持效应在波动中增强;(2)同一时期内,LUCC引起土壤侵蚀效应和土壤保持效应相抵后,1980—1990年,LUCC引起土壤侵蚀效应,1990—2018年,LUCC引起土壤保持效应;(3)1980—1990年,LUCC引起土壤侵蚀效应主要受人口增长驱动,为满足人类需求,大量开垦耕地,增加建设用地,1991—2010年,LUCC引起的土壤保持效应主要受政策驱动,城市建设、产业结构调整等社会经济发展也起到一定作用,2011—2018年,LUCC引起的土壤保持效应主要受人口城市化的驱动,土地政策也起到一定的作用。可见,1990年之前,受人口增加驱动,延河流域LUCC引起土壤侵蚀效应,1990年之后,主要受经济、政策等因素的影响,延河流域LUCC主要引起土壤保持效应。     

喀纳斯泰加林林下草本层地上碳密度对林火烈度的火后时间响应

为了探究林火烈度和火后时间对喀纳斯泰加林林下草本层碳密度的影响,在喀纳斯自然保护区设置火干扰样地,采用收获法进行了生物量调查。分莎草科、禾本科、豆科和其他草类4个功能群进行草本地上碳密度对林火烈度的火后时间响应研究。结果表明:喀纳斯林泰加林草本层地上碳密度的范围为0.096～0.359 t/hm²。在3个演替阶段,莎草科和禾本科对草本层地上碳密度贡献率大; 其他草类对草本层地上碳密度贡献率的范围为10.03%～40.97%; 豆科对草本层地上碳密度贡献率最小,仅在针叶阔叶林阶段中低烈度火后51～84 a的林分中其贡献率较大。喀纳斯林草生态系统大部分林分处于针叶阔叶和针叶混交林阶段,草本层地上碳密度在不同烈度的火干扰下总体趋势为:低烈度>中烈度>高烈度,表明低烈度火干扰有利于草本植物的生长。3个演替阶段草本功能群地上碳密度对林火烈度的火后时间响应并不相同,但草本层地上碳密度随着火后时间的增加总体呈减小趋势。高烈度火干扰对草本层地上碳密度的影响最大,且不利于保持或提高森林的生产力。通过清除林下凋落物将林火烈度控制在中、低烈度范围内,有利于提高草本层的碳汇功能。     

高寒草地鼠兔干扰下不同地表类型的土壤属性特征

为探究高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动对高山草甸土壤理化性质和生物活性的影响,以青海省果洛藏族自治州玛沁县为研究区,选取受高原鼠兔影响的草地为研究对象,根据有无鼠兔扰动和有鼠兔扰动下的不同地表特征,将有无鼠兔扰动的地表划分为4种类型,分析了4种地表类型土壤理化性质和生物学性质,并采用主成分分析方法对不同地表类型草地进行土壤质量评价。结果表明:(1)存在鼠兔扰动草地,洞口裸斑处土壤含水率、容重增加,土壤机械组成出现砂粒化发展趋势,土壤速效养分浓度升高,洞口裸斑处土壤碱解氮含量较扰动草地增加了41.31%,有机质含量和阳离子交换量在洞口裸斑处最高。(2)4种地表类型土壤酶活性均有不同程度的差异,蔗糖酶活性在不同地表类型下无显著差异,洞口裸斑处脲酶含量最高为3.31 mg/(d·g),磷酸酶和过氧化氢酶的活性在有鼠兔扰动下的3种地表类型均显著增加。(3)通过对不同地表类型土壤质量进行评价,得分排序为:Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,鼠兔频繁活动的洞口裸斑处土壤质量较佳。鼠兔扰动对土壤性质影响显著,不同地表类型土壤质量存在差异。因此,鼠兔扰动改变了鼠洞周边土壤性质,使其物理化学性质发生显著变化。研究结果对进一步认识高原鼠兔扰动影响下的草地土壤性质变化具有重要支撑作用,也为青藏高原生态系统的管理与保护提供参考。