东部湿润区典型小流域土地利用的土壤水效应

不同土地利用类型下土壤水变化机制对流域水文过程与生态环境有较大影响。基于我国东部湿润区野外综合观测土壤墒情数据,探讨了不同土地利用类型下土壤水的动态变化特征。结果表明：（1）总体上,杨梅林土壤含水量在32%~37%之间波动;农田土壤含水量在20%~30%波动。坡耕地土壤含水量稳定在27%~35%之间;竹林土层土壤含水量大致稳定在25%~32%之间。垂直剖面上,表层（10 cm、20 cm）土壤水分变化大,深层（60~80 cm）土壤水分变化较小。表层土壤水分时间变化特征的波动幅度较深层土壤大。（2）不同降雨强度下,竹林土壤水分对降雨的响应程度大于杨梅林、农田和坡耕地。降雨强度越大,土壤水分响应程度越大;降雨停止后,土壤水分消退起伏下降,深层土壤水分变化较表层稳定。（3）通过增墒系数和减墒系数对土壤水分变化进行量化,发现竹林的消退最明显,其余三种土地利用类型变化幅度相当。杨梅林、农田和竹林均是表层变化较深层大,坡耕地变化更为复杂。研究结果将为我国东部湿润地区产汇流机理及防洪减灾研究提供一定参考。     

湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以长沙市为例

以长沙市为例,研究了湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响.同时,参照相关研究成果制定了长沙市生态系统服务价值系数表,计算并研究了长沙市生态系统服务价值的变化.结果表明:研究期内,研究区林地、草地、湿地和未利用地面积减少,林地面积减少最多.耕地、水域和建设用地面积增加,耕地增加最多;研究区生态系统服务价值下降了1483.14×106元,年变化率为-0.41%,建设用地快速扩张,价值系数较高的林地面积大幅减少是造成这一结果的主要原因;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所制定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信.湘中红壤丘陵区生态系统相对脆弱,在调整该区土地利用结构时应充分考虑土地利用的生态效益,以减缓生态系统服务价值的下降趋势.     

基于R语言的非点源颗粒态磷指数构建及应用——以丘陵红壤区小流域为例

以南方丘陵红壤区典型小流域为例,构建了基于R语言的流域非点源颗粒态磷污染指数并进行应用.结果表明,(1)流域土壤侵蚀模数在0.7～15244.2t/(km2·a)之间,超出南方丘陵红壤区容许土壤侵蚀量的区域占流域面积59％;平均非点源颗粒态磷产生强度为0.86kg/hm2,超出非点源磷流失阈值的区域占流域面积14％.流...     

西苕溪典型小流域土地利用对氮素输出的影响

在太湖地区的西苕溪流域不同地理位置选择了11个小流域,于2004年分3次野外监测氮素输出浓度.利用多年降雨径流关系估算径流量,用于计算各小流域氮素输出负荷与强度,结合2000年TM遥感影像获得的各小流域土地利用数据,综合分析了土地利用对流域氮素输出的影响.结果表明,流域土地利用结构对氮素输出具有重要影响,流域耕地面积比例与氮素输出水平呈正比,而林地比例与氮素输出水平呈反比;各小流域面积的大小与氮素输出负荷呈正相关,而小尺度流域面积对氮素输出浓度和单位面积氮素输出强度无关.     

淮河下游小流域空间开发功能分区研究-以江苏沿海地区为例

基于区域开发与水环境保护的相互作用关系,以江苏沿海地区某小流域为研究对象,在流域层面上,建立定性与定量相结合,环境、经济、社会紧密结合的区域分析方法。选取水体使用功能、水质目标、清水通道、水体通达性、现状水质达标情况5项指标,将流域分为强约束区、较强约束区、中等约束区、弱约束区4类空间开发功能区。以此为依据,对各分区针对性提出了空间开发和产业发展的导向。其中水环境约束较弱的地区可以适当布局酿造、造纸、化工等水污染物排放量相对较大的产业;水环境约束较强的地区需要严格控制乃至禁止水污染物排放量大的产业,而适度发展编织品制造等不排水的农副产品加工业,或清洁生产水平先进、中水回用率高、排水量小的家具制造、木材加工等。     

中国农牧交错区土地利用变化空间格局与驱动力分析

以遥感与GIS为技术支撑,运用专家知识,结合实际,从农牧交错区的实质出发,定量地计算出我国的农牧交错区。在此基础上,分析我国农牧交错区近10年的耕地、草地变化的空间格局。整个农牧交错区的耕地以变林地、草地为主。耕地的变化以内蒙古的变化为大,主要分布于它的中、东部地区。草地主要以变耕地、城镇为主,分布于内蒙古与东北三省接壤处。最后探讨这种格局的成因。耕地变化受经济发展、人口增加、农业结构等驱动,主要表现为人文作用。草地变化受人为与自然的驱动,主要为人类活动的影响,表现为经济发展与草地过牧。     

城郊农业区小流域土地利用结构对氮素输出的影响

以位于湖南省长沙市城郊农业区的金脱河流域为研究区域,通过解译2009年的Spot-5卫星遥感图获取了小流域的土地利用图;结合流域的DEM图,利用ArcGIS 9.3的水文、空间分析模块将流域划分为若干个子流域,分析各子流域的土地利用结构.从2009年12月～2010年11月在各子流域出口处采取水样,分析其TN、NH4+-N、NO3--N输出浓度、输出量的时空变化特征以及与土地利用结构、施肥等因素之间的关系.结果表明,流域径流氮素污染严重,其TN、NH4+-N输出浓度呈明显的季节变化特征,为冬季>春季>夏、秋季,而NO3--N的输出浓度的季节差异较小.流域内的土地利用结构对NO3--N的输出浓度起着重要的控制作用,林地、水面表现为源作用,水田、旱地、居民地为汇作用;不同的时间尺度上土地利用结构对其影响不同,年度尺度上对NO3--N输出影响最大的为旱地,春夏季为林地,秋冬季为旱地.TN、NH4+-N的输出浓度与土地利用结构的相关性较差,各形态氮素的输出量与纯氮施用量、人口数、养猪量表现为极显著正相关.     

土地利用结构与空间格局对鄱阳湖流域中小河流水质的影响

为揭示土地利用结构与空间格局对中小河流水质的影响机制,于2022年1月与2022年7月在鄱阳湖流域3条中小河流的25个采样点收集水样.采用Bioenv分析、Mantel检验与方差分解量化不同空间尺度的土地利用结构与空间格局对水质的影响,使用广义加性模型拟合水质与土地利用结构与空间格局的关系,广义线性模型构建分段回归模型,并基于逐步递归法计算阈值.结果表明：①土地利用结构与空间格局对河流水质的平均解释率在丰水期（59.72%）大于枯水期（48.95%）;子流域与河岸100 m是土地利用结构与空间格局影响中小河流水质的关键尺度,平均解释率分别为54.70%和64.88%;土地利用结构与空间格局的共同解释部分是驱动河流水质变化的重要因素,占总解释率的66.90%.②土地利用结构对中小河流水质的影响具有显著的阈值效应,当子流域尺度下建设用地占比低于2%、耕地占比低于8%和林地占比高于82%,河岸缓冲区尺度下建设用地占比低于12%、耕地占比低于41%和林地占比高于49%时,均能明显改善水质.③空间格局对中小河流水质的影响也具有阈值效应但弱于土地利用结构,当子流域尺度下斑块形状值大于28.77和斑块多样性大于0.69,河岸缓冲区尺度下斑块形状值大于2.99和斑块多样性大于1.02时,均能改善水质.以上结果表明,加强对子流域与河岸100 m尺度的土地利用的管理,合理规划土地利用结构与空间格局能够有效地防止水质恶化.     

城市化流域的土地利用变化对水文过程的影响——以秦淮河流域为例

以城市化流域--秦淮河流域为例,采用SWAT分布式水文模型,结合遥感和地理信息系统技术,对流域1987~2000年的土地利用变化对水文过程的影响进行探讨和研究。结果表明,13年中秦淮河流域的土地利用变化对流域的径流影响较大,2000年土地利用情景相对于1987年的模拟结果,1980s~1990s年径流增加约为5%~6%;在相同的土地利用变化条件下,枯水年的水文响应最强,其次是平水年,丰水年响应最弱;在任意降雨条件,林地向建设用地转化,其径流系数增加0.3以上,水田向建设用地、旱地向建设用地转化,其径流系数增加0.2~0.3,林地向旱地、水田向旱地、林地向水田的转化,其径流系数增加幅度在0.1以下。     

稀土元素镧对红壤微生物区系的影响

通过纯培养试验、室内培养试验和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤微生物区系的影响 .结果表明 :镧对纯培养细菌、放线菌、真菌均有较强的毒害作用 .对镧的敏感性顺序为 :放线菌 >细菌 >真菌 .在低浓度下 ,镧对土壤细菌、放线菌、真菌的作用不明显 ,在高浓度下 ,表现为抑制作用 .在低浓度下 ,镧对土壤硝化细菌有强烈的刺激作用 ,最大刺激率达到 70 % ,随着浓度的升高则产生抑制作用并不断增强 .镧对土壤反硝化细菌作用不明显 .在低浓度下 ,镧对土壤自生固氮菌有某些刺激作用 ,随着浓度的升高 ,则产生显著的抑制作用 .土壤硝化细菌可以作为稀土对作物增产效应的指示菌 ,硝化细菌和自生固氮菌可以作为稀土污染土壤生态环境的指示菌 .外源稀土对红壤微生物区系产生抑制作用的临界浓度在 150 mg/ kg左右 .     

土地利用对埋藏型岩溶区岩溶水质的影响——以涪陵丛林岩溶槽谷区为例

岩溶水文系统的开放性和脆弱性,使其很容易受到人类不合理活动的深刻影响,造成水质的持续恶化。对比研究埋藏型岩溶垄脊槽谷区岩溶水质变化与土地利用的关系可以看出,研究区水质20年来的变化以及水质的空间变异与土地利用有很大的相关性;其中集约化的农业耕作、炸石填土增加土地面积、利用落水洞排放污水和独特的微型稻田水位控制设施对岩溶地下水水质产生显著影响;这也表明人类活动已经对该区水文地球化学产生了区域性的重大影响。面对区域岩溶水质恶化的趋势,通过土地整理,保护岩溶水质是迫切需要关注的工作。     

小流域土壤磷的积累特征及其环境效应——以黄土高原沟壑区王东沟小流域为例

了解土壤磷素积累特征对调控磷肥使用、降低农田磷素的环境风险和保障生态环境安全具有重要意义。以黄土高原沟壑区的典型小流域为对象,分析了18年来（1986~2004）综合治理条件下流域土壤全磷、有效磷（Olsen-P）含量的时空变化特征及其对土壤水溶性磷含量变化的影响。结果表明,截至到2004年,流域磷素积累由塬面逐步向塬坡和沟道扩展。2004年,农田土壤全磷（752 mg·kg^-1）和Olsen-P（20.2 mg·kg^-1）较1986年分别提高了45%和3.5倍,相当于每年全磷提高13 mg P·kg^-1,Oslen-P每年提高1.0 mg·kg^-1,流域50%的农田土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。与1993年大规模建立果园时相比,果园土壤全磷每年提高20～30 mg P·kg^-1,Olsen-P每年提高3～4 mg·kg^-1,2004年已有70%的果园土壤Olsen-P含量超过15 mg kg^-1。20～60cm土层的果园全磷和有效磷含量也逐渐提高。但林草地的全磷没有显著变化,Olsen-P依然低于5.0 mg kg^-1。1986年以来,无机磷肥的持续投入是流域土壤磷素积累的主导因素。流域土壤Olsen-P与全磷存在显著地（p<0.001）线性相关关系;水溶性磷与Olsen-P含量呈显著地（p<0.001）指数函数关系。土壤磷素大量积累已成为黄土高原的水土流失区当前十分迫切的农田环境问题。     

高速公路对沿途土地利用及景观格局的影响——以内蒙古省道103线蒲滩木刀口到城壕段为例

利用2002年和2006年公路建设前后的两期遥感数据,分析了公路对沿线土地利用和景观格局的影响。结果表明：公路建设使公路用地面积增加了4.10km^2,主要由侵占农业用地和沙地所导致;居民区、森林面积分别增加了1.12km^2和0.08km^2,其余土地利用类型面积有所减少;道路、居民区和森林的景观破碎化指数增加,农田、草地、灌木、沙地和水域下降;景观多样性指数增加,景观优势度降低。     

土地利用对洱海罗时江小流域土壤微塑料污染的影响

土壤环境中微塑料污染受到广泛关注,但小流域尺度下不同土地利用方式对微塑料污染影响的认识相对不足.以洱海北部罗时江小流域为研究对象,分析耕地、河岸带、草地和林地土壤中微塑料污染特征,利用聚合物风险指数法评估4种地类土壤的污染风险,探讨土地利用对土壤微塑料污染的影响.结果表明：①罗时江小流域土壤微塑料丰度在220~1 900 n·kg^-1之间,平均丰度为（711 ± 55）n·kg^-1,主要聚合物类型为聚酯（PES,32.52%）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET,21.95%）,粒径集中于0.5~2 mm（61.89%）,超过75%的微塑料为纤维状,颜色以透明为主（58.50%）.②小流域土地利用方式决定土壤微塑料的丰度和污染特征,人类活动强度更大的耕地[（885 ± 95）n·kg^-1]和河岸带[（837 ± 155）n·kg^-1]土壤微塑料丰度显著高于林地[（491 ± 53）n·kg^-1]（P<0.05）,薄膜和碎片状微塑料主要赋存于耕地土壤,微塑料聚合物类型和颜色种类也以耕地土壤最为丰富.③耕地土壤微塑料风险指数等级（Ⅲ级）高于其余3种地类（Ⅰ级）.研究表明,小流域内人类活动强度越大的土地利用方式,其土壤微塑料赋存特征越复杂,聚合物类型更丰富,潜在污染风险越高,应加强对耕地土壤微塑料污染的管控.     

流域土地利用/覆被对洪峰的影响研究——以太湖上游西苕溪流域为例

土地利用/覆被变化是影响流域水文过程的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域LUCC洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究区,利用分布式水文模型HEC-HMS模拟5种土地利用/覆被情景下的2次典型洪水过程（5年一遇的台风型洪涝和5年一遇的梅雨型洪涝）,定量区分单一土地利用/覆被对洪峰的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用/覆被情景下的洪峰流量大小顺序为：林地＜疏林灌丛＜草地＜耕地＜建设用地,峰现时间先后依次是建设用地、耕地、草地、疏林灌丛、林地。同样的土地利用变化对洪峰的影响程度,5年一遇的台风型洪水比5年一遇的梅雨型洪水反应剧烈。对洪峰流量影响最大的土地利用变化是其它用地变化为建设用地。对于同场降雨,5种土地利用/覆被情景下的洪水水文要素（洪峰流量、滞时）之间存在显著的定量关系。建设用地大大改变了洪峰形态,使流域原有的坦化洪水波形的能力降低,而林地则具有削减和延缓洪峰的作用。     

三峡库区兰陵溪小流域土地利用及景观格局对氮磷输出的影响

以三峡库区兰陵溪小流域为研究对象,分析了流域水体氮、磷等输出时空特征及土地利用景观格局对其产生的影响.结果表明,流域总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO-3-N)主要来源于园地,6~9月汛期的氮磷输出显著大于1~5月的非汛期;非汛期铵态氮(NH+4-N)主要来源于住宅用地,汛期NH+4-N则来源于园地,以林地为主的集水区氮磷输出在两个时期均较低.林地面积比与非汛期NO-3-N、TP及汛期的TN、TP显著负相关;住宅用地面积比与非汛期的NO-3-N、TN及汛期的NO-3-N、TN、TP显著正相关;园地面积比与汛期的NH+4-N、TN显著正相关.PD与非汛期的氮素及汛期的NO-3-N、NH+4-N显著正相关;CONT与汛期的氮素及非汛期的TP呈负相关;耕地、未利用地比例以及景观格局指数ED与氮磷输出的相关性较弱,而SHMN和水域比例尚未表现出显著相关性.此外,两个研究时期NH+4-N与土地利用及景观格局变量的回归关系要优于NO-3-N、TN和TP,R2分别为0.885和0.969,而汛期的回归关系也比非汛期显著.典型相关分析进一步显示,不同土地利用斑块类型导致的景观破碎化能较好解释氮磷输出的影响,两典范轴累积解释氮磷输出变量的90%,景观变量PD贡献最大,对流域水质评价与预测具有重要意义.     

岩溶山区城镇化进程的土地利用景观格局演变特征——以贵阳市为例

基于多期贵阳市土地利用现状数据,运用景观生态学原理系统研究了城镇化进程中贵阳市景观格局时空演变特征。结果表明,城镇化进程中建设用地景观面积持续增加,耕地、林地和草地景观面积减少。城市建设用地景观早期集中于贵阳市中部,其它呈零星点状分布;中期以南部和西北部为主,逐渐由零星点状向带状发展;后期由带状向四周拓展的区位演变特征。城镇化进程中景观蔓延度和景观形状呈下降趋势,斑块数和破碎度增加,景观形状趋于规则;景观多样性和均匀度随城镇化推进有所上升,景观异质性增强。景观格局变化受控于国家政策、城市发展理念与规划调整。     

南方红壤丘陵区粮食生产的完全成本 ——以湖南省祁阳县为例

针对目前我国农业生产中的资源环境问题,指出粮食生产成本核算的不完整性,粮食生产造成的资源耗减和环境降级得不到补偿。运用环境经济学原理和可持续发展理论对粮食生产的完全成本进行分析,提出粮食生产的完全成本除包括直接生产成本外,还应包括粮食生产的资源环境成本。论文以南方红壤丘陵区的湖南省祁阳县为研究对象进行案例分析,研究表明,2008年该区域粮食生产的资源环境成本相当于当年农业总产值的36.55%;早、中、晚稻的完全成本分别达到4.27、3.84和4.40元·kg^-1,其中资源环境成本分别为1.38、 1.65和1.64元·kg^-1,直接生产成本分别为2.89、 2.19和2.76元·kg^-1,而实际市场价格分别仅有1.76、 1.90和1.84元·kg^-1。研究结果对有关部门制定相关农业政策、调整粮食生产布局、促进区域粮食生产和可持续发展具有一定的参考价值。     

快速城市化地区土地利用变化对流域水文过程影响的模拟研究——以深圳市布吉河流域为例

以深圳市布吉河流域为例,系统模拟了不同土地利用条件下的流域水文过程,并分析了土地利用变化的影响。对布吉河流域土地利用进行分类的结果表明1980-2005年期间该流域的耕地、林地及灌草地的比例由93.54%减少为34.79%,而城镇用地由1.65%增至54.25%;在对SWAT（Soil Water Assessment Tool）模型在布吉河流域的应用进行验证的基础上,分析了快速城市化过程中土地利用变化对流域水文要素可能产生的各种影响。结果表明,土地利用条件的不同可导致流域水文过程发生极大的差异：以2005年的土地利用作为输入与以1980年的土地利用作为输入相比,流域蒸散发量、土壤水含量和地下径流深度分别减少了42.09、28.10和279.74mm,而地表径流则平均增加了431.97mm;土地利用变化还导致各水文要素的空间和年际分布特征发生改变。     

典型喀斯特小流域景观格局空间分辨率效应——以贵州清镇王家寨小流域为例

以位于喀斯特高原区的王家寨小流域为例,运用SPOT5影像(空间分辨率2.5米)、ASTER影像(空间分辨率15米)、TM影像(空间分辨率30米)为基本数据源,深入分析空间分辨率的变化对土地覆盖分类结果的影响。随着影像空间分辨率的增加,三种不同空间分辨率影像的土地覆盖分类信息的变化归纳为三种类型:增加型(灌木丛、农村居民点、裸岩裸土),减少型(旱地、稀疏林地),波动型(水田、有林地)。尤以能反映生态质量的裸岩裸土和低被草地斑块的变化较大,高分辨率影像显然能更多的识别出对流域生态质量有影响的生态系统类型。