平寨水库夏季热分层期间水化学及溶解无机碳变化

为探究喀斯特地质环境下的水库水化学及溶解无机碳的空间特征,选取了典型喀斯特地区贵州省黔中水利枢纽工程水源区平寨水库作为研究区,于夏季热分层期间(2019年7月)对平寨水库进行分层采样,对水体主要理化数据及溶解的无机碳碳同位素进行分析.结果 表明:(1)平寨水库在夏季存在明显的热分层现象:表水层(0～-10 m)、温跃层(-10～-30m)、恒温层(-30～-60 m).水温随着深度的增加呈下降趋势,最后趋于稳定(7(平均):25.62～ 12.43℃),水体pH值、溶解氧(DO)、电导率(EC)、叶绿素a(Chl-a)等物理化学性质在垂向上也出现了明显的分层;(2)平寨水库水化学类型为HCO3+SO4-Ca型,其水体水化学主要受碳酸盐岩平衡体系控制;(3)水体溶解无机碳(DIC)及其同位素组成(δ13 CDIC)变化:DIC浓度随水体深度增加而逐渐升高(DIC(平均): 1.8～3.03mg·L-1),δ13CDIC呈偏轻趋势(δ13CDIC(平均):-6.23‰-11.45‰).分析认为,太阳辐射、水生生物的分布状况及其光合作用和呼吸作用强度、有机质分解程度等在不同深度存在差异,使水体理化性质和DIC出现了显著的分层,进而影响δ13CDIC的分馏.碳酸盐岩的溶解与沉淀对DIC含量及其稳定同位素分馏影响不大.     

基于GIS的鄱阳湖流域非点源吸附态污染物时空变化研究

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于GIS技术,以鄱阳湖流域为研究区域,利用3个时期多源数据,首先运用土壤流失方程估算鄱阳湖流域土壤侵蚀量,计算土壤侵蚀模数,然后根据泥沙输移比估算水体的泥沙负荷,最后采用颗粒态氮磷营养盐迁移经验模型定量研究鄱阳湖流域非点源吸附态污染物N、P负荷的时空变化规律。结果显示:吸附态氮磷污染负荷在空间分布上呈现出四周高、中间低的特点,相对较高的区域位于流域中、上游,这主要由于该区域多为山地陡坡;相对略低的区域位于流域的下游地区,这主要因为该区域平原和丘陵交错分布,土壤侵蚀强度较低。时间变化上,全流域单位面积N、P吸附态污染物负荷大都呈现先增加后减少的趋势,同时减少的幅度较增加的幅度大。     

耦合PLUS-InVEST-Geodector模型的三峡库区碳储量时空变化及其定量归因

探明区域长时期陆地生态系统碳储量时空变化及其影响因素对于碳中和目标实现具有重要的理论与现实意义。研究耦合PLUS-InVEST-Geodector模型,探究三峡库区1990～2035年不同情景下碳储量时空变化规律,并从土地利用变化以及自然-社会经济复合关系角度定量揭示其影响碳储量变化归因。结果表明：(1)1990～2020年三峡库区碳储量表现为“减少-增加-减少”的波动性,整体减少6.66 Tg,减幅为1.25%,其中耕地大面积转移至建设用地是导致碳储量减少的主要原因;(2)1990～2035年三峡库区碳储量空间分布与土地利用变化具有高度一致性,其空间异质性较为显著,总体呈现出“东高西低,南低北高且库首>库腹>库尾”的分布特征;(3)2035年自然发展情景和生态保护情景碳储量较2020年分别减少7.53和0.37 Tg,生态保护情景较自然发展情景能显著降低库区碳储量损失;(4)影响碳储量时空变化因素较为显著,其中土地利用变化是其主导因子,其次则为温度、人口密度、高程和土壤类型,且各因子交互作用均对碳储量变化解释力增强。研究可为库区碳库管理以及碳储功能的可持续发展提供科学参考...     

水布垭水库水体碳时空变化特征及其影响因素分析

为了评估大型水库对河流碳循环的拦截作用,选择清江流域最上游水布垭水库为典型案例,采用德国元素公司vario TOC分析仪对定期采集水样进行分析,研究新建大型水库水体碳时空分布特征及其影响因素。结果表明,水布垭水库表层水体总碳、总无机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳平均含量分别为26.665、24.089、2.141和0.438 mg/L,在水库年内蓄水阶段呈现显著的峰值,其空间分布格局在支流库湾和坝前典型断面表现出显著的差异,在水体碳中总无机碳占据主导地位,与湖泊水体碳时空分布特征极为相似。由于受到人类活动和自然环境的双重影响,水体无机碳则与水体电导率指标具有较强的相关性,溶解有机碳则与水体温度具有直接的关系,而数量最少的颗粒有机碳则与水体叶绿素含量具有弱相关关系。研究成果可以为理解水库碳循环过程机制提供数据支持,对于开展大坝建设的河流碳循环影响评估具有重要参考意义。     

清江流域1995-2000年土壤侵蚀时空变化

土壤侵蚀是造成地表水土流失的直接原因，也是我国国土整治的主要目标和任务。清江流域地处湖北省西南部，严重的土壤侵蚀是该地区生态环境恶化的主要原因，也是社会经济发展的主要限制因素之一。在野外调查的基础上，利用1：10地形图和1995年、2000年两期Landsat—TM遥感影像为基本信息源，在“3S”技术支持下对清江流域的土壤侵蚀进行动态监测。结果显示，5年来清江流域土壤侵蚀（轻度及轻度以上侵蚀、水土流失）面积共减少10．98km^2，减少了0．06％，但全区土壤侵蚀面积仍占土地总面积的40．70％，说明本区土壤侵蚀仍然十分严重。该区经过近5年的水土保持治理和生态环境建设，强度和极强度土壤侵蚀区治理取得了一定进展，没有进一步恶化，而微度、轻度和中度侵蚀区出现了侵蚀强度增大的现象，说明由于各种自然原因和人为原因的存在，该区的土壤侵蚀仍处于边治理边破坏的状态，虽然整体侵蚀面积在减少，但有些地区的侵蚀强度在加重，若不采取合理措施极可能继续恶化而进一步转化为强度和极强度侵蚀。     

喀斯特地区土壤水中溶解有机碳浓度对植被退化的响应

按退化程度在茂兰喀斯特地区选取的4种不同植被类型依次为原生性乔木森林、次生性乔灌混合林、灌木林、灌丛草坡,并对各植被退化系统中1a内的土壤水中溶解有机碳（DOC）浓度变化特征进行测试分析,并探讨其对不同退化程度的植被的响应特征。结果显示：（1）各种植被类型下土壤水DOC含量按月份均呈现出由低到高、再由高到低的变化趋势,在6月底出现峰值;（2）土壤水DOC含量对降雨量具有很好的响应关系;（3）土壤水DOC含量随植被退化程度的加剧而呈现出递增的趋势,即退化的植被系统中土壤水的DOC含量大于未退化的植被系统,说明未退化的土壤 植被系统比较稳定,不易受到外界因素的干扰,贮存能力大,流失少。研究结果表明对植被退化响应灵敏的土壤水DOC含量可以作为评价土壤和植被关联退化的一个有效指标。     

基于SPEI指数的鄱阳湖流域近60 a干旱时空变化特征

量化研究干旱的时空变化特征,对区域干旱监测与抗旱减灾有重要的意义.基于鄱阳湖流域1961～2017年26个气象站点的观测数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了该流域干旱的时空变化特征及其影响因素.结果 表明:(1)鄱阳湖流域南湿北干,且四季差异明显.(2)鄱阳湖流域呈现显著湿润化趋势(p＜0.05),四季均存在变湿趋势,且夏季、冬季变湿显著(p＜0.05).从空间格局上看,所有站点年尺度均存在变湿趋势,变湿幅度较大的站点分布在流域中北部;在季节尺度上,除春季赣江流域的西北部、饶河流域和信江流域东部部分站点,以及秋季个别站点(德兴、遂川和龙南)呈现干旱化趋势外,其余站点各季节均呈湿润化趋势,只是在变湿的幅度和显著水平上存在一定差异.(3)鄱阳湖流域不同等级干旱的发生存在明显的年代际差异.除20世纪90年代及最近10年干旱发生的频率较低外,其他年代干旱发生的频率均相对较高,尤其是20世纪60年代.(4)鄱阳湖流域SPEI指数与降水呈正相关,与气温呈负相关,且与降水的相关性较气温的相关性高.在全球尺度的海气作用的驱动下,该流域的干湿变化与厄尔尼诺现象/拉尼娜事件之间存在着一定的相关性,且具有半年的滞后效应.     

长江河口潮区界溶解态无机氮磷的通量

利用长江河口潮区界大通站的水质资料探讨了溶解态无机氮、磷浓度和通量的变化。结果表明：NO3^-,NH4^ ,DIN的浓度随季节变化不明显，而NO2^-,PO4^3-的浓度是枯季较高、洪季较低：1963－1984年间，NO3^-,NO2^-,NH4^ 、DIN和PO4^3-的年平均浓度分别为17．1、0．43、7．1、24．7、0．19μmol/L，平均通量分别为33．1、0．51、3．67、10．5和0．54kg/s，平均年通量分别为104.44,1.61,11.56,33.1和1.70万t；溶解态无机氮、磷的通量由于受到流量的影响而在年内分配不均匀，其中NO3^-,NO^-,NH4^ DIN和PO4^3-在洪季的通量分别为全年的72．9％，58．1％、69．2％、71％和68．3％；NO3^-,NO2^-，DIN年通量的总变化趋势是稳步上升，且与氮肥使用量成高度显著的正线性相关。1998年，NO3^-,NO2^-,NH4^ 和PO4^3-的年通量分别为477．3，1．356、3．097和2．296万t。     

神农架大九湖泥炭地孔隙水溶解有机碳特征及其影响因素

溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）是泥炭地碳循环的重要组成部分。以往的研究大多集中在北方泥炭地,而对亚热带季风区泥炭地DOC动力学的认识十分有限。利用紫外可见光光谱（UV-Vis）和三维荧光光谱结合平行因子分析法（EEM-PARAFAC）研究了神农架大九湖泥炭地孔隙水的DOC浓度与化学组成及其影响因素。EEM-PARAFAC的结果表明：大九湖泥炭地孔隙水DOC主要包含3种类腐殖质组分。紫外可见光和荧光指标表明,泥炭孔隙水DOC表观分子较小,而芳香度较高。深度剖面数据表明,泥炭孔隙水DOC浓度随深度降低,0~10 cm深度浓度最高为24.16 mg/L,150~160 cm深度浓度最低为9.72 mg/L,并且深层DOC以微生物代谢产生的新鲜有机物为主,具有较低的腐殖化度。此外,氧化还原电位（ORP）与DOC浓度及化学性质关系密切。以上结果表明,在亚热带泥炭地中,微生物来源或受微生物改造的有机物是泥炭孔隙水DOC的重要组成部分;垂向输送或选择性保存是影响该亚热带亚高山泥炭地DOC动力学的重要因素。     

扬子江城市群土地利用时空变化及其对陆地生态系统碳储量的影响

扬子江城市群是江苏省城市化进程最快,土地利用变化最明显的区域。研究该地区地利用变化及其对陆地生态系统有机碳储量的影响,对江苏省低碳土地利用研究具有重要意义。该文利用五期30 m土地利用栅格数据、土壤样点数据、林地植被清查数据、农作物数据以及经验数据,分析了1995～2015年扬子江城市群土地利用时空变化、核算了其对有机碳储量的影响。主要结果如下:(1) 1995～2015年间,扬子江城市群约有15. 90%的土地发生了转移,其中,耕地作为主要的转出者,建设用地作为主要的转入者,耕地转移为建设用地的面积约为4 161. 78 km~2,占扬子江城市群耕地转出面积的85. 86%,是主要的土地转移类型;(2) 1995～2015年间,由于土地利用类型转移变化,扬子江城市群有机碳储量总量减少了472. 63×10~4t,其中土壤有机碳储量总量增加110. 28×10~4t,植被碳储量总量减少582. 91×10~4t;(3)建设用地占用耕地是区域有机碳储量减少的主要原因,导致有机碳储量减少406. 40×10~4t,占整个区域有机碳储量减少总量的85. 99%;(4)未来扬子江城市群可通过增加生态用地、控制建设用地、优化土地利用结构,提高区域碳储量,减少对陆地生态系统碳平衡的扰动。     

黄河流域县域经济密度测算及空间分异研究

县域经济是国民经济的基本单元,科学评估县域经济的空间分异、影响因素和形成机理,可以为区域经济分析和区域发展政策制定提供科学决策依据。本文以黄河流域504个县域为研究单元,采用熵权灰色模型、Jenks最佳分类法和Kernel分析等方法,基于人均、地均组成的经济密度综合指数构建经济密度评价指标体系和经济密度综合评价模型,从空间分布特征、空间集聚状态两个维度对2000年、2014年黄河流域县域经济密度的空间分异的特征状态和影响因素进行研究。研究结果表明:(1)流域经济密度的空间分异主要受人均密度系统影响,地均密度系统只是强化或减弱人均系统的分异强度。(2)黄河流域东部与中西部之间的经济密度差异明显。东部经济密度水平高,且形成了以郑州、济南为中心的高级别集聚状态,中东部以西安为中心形成了次一级集聚状态,而中西部经济密度整体水平低且仅有少量的弱集聚核心和集聚影响区。(3)流域中西部内部经济空间分异也发生变化。内蒙古、河南的经济密度水平较高,而其他省区的水平相对较弱;流域中西部高水平、中高水平经济密度区域及实力较强的集聚核心和扩展轴带分布在内蒙古中部、河南中部、陕西南部、山西中部,其他省区的集聚核心和扩展轴带较弱。     

农村生态资源的生态服务价值评估及时空特征分析

利用Costanza的生态系统服务功能价值核算方法,以省(市)为核算单元,对1989-2007年间中国农村生态资源的生态服务价值进行评估,并分析我国农村生态服务价值的时空分异特征.研究结果表明:①)1989-2007年间中国农村生态资源的生态服务价值呈现先增长后下降的趋势,1996年以后农村生态资源退化较为严重,主要是由耕地和草地的生态服务功能下降造成的农村生态价值中林地和草地所提供的生态价值所占的比重较高,其比重都在40%左右;②农村资源生态服务价值较多的省份主要分布在西部地区,不同地区农村生态服务价值的内部构成差异也很大;③中国农村生态资源的退化普遍存在,农村资源退化不仅分布在生态脆弱的西部地区,并且已经蔓延到部分中部和东部地区,其中江苏、浙江、山东、北京、天津、河北、辽宁、河南、广东等省市主要表现为耕地退化型;福建、江西、湖南、广西、云南等省市主要表现为林地退化型;贵州、西藏、甘肃等省市主要表现为草地退化型,因此,不同区域应实行差别化的管理措施.     

Analysis on Temporal and Spatial Changes and Driving Forces of Poverty-Stricken Areas in Hebei Province

Abstract

This paper takes poverty-stricken county as the basic unit, and selects net income per peasant to study the poverty status in Hebei Province during 1986–2000. Temporal and spatial changes of poverty-stricken areas are analyzed. The result shows that poverty-stricken areas in Hebei Province distributed concentratedly and the areas decreased during 1986–2000, the net income per peasant was on the rise with an increasing speed in off-poverty counties being slightly higher than that in poverty-stricken counties, but the growth rate was extremely unstable, rising slowly in off-poverty counties while dropping in poverty-stricken counties. The main driving forces that influenced temporal and spatial changes were economic development of the whole province, ecological environment quality, infrastructure conditions and radiation of the key city. On this basis, some anti-poverty countermeasures suitable to local conditions are proposed.     

Spatial and temporal variation of energy carbon emissions in Yantai from 2001 to 2011

In order to understand the characteristics of spatial and temporal variation, as well as provide effective ideas on carbon emissions and regulatory policy in Yantai, this article analyzed spatial and temporal variation of carbon emissions in Yantai based on energy consumption statistics for a variety of energy sorts together with industrial sectors from 2001 to 2011. The results were as following: First of all, Yantai’s carbon emissions grew by an average of 5.5% per year during the last 10 years, and there was a peak of 10.48 million carbon in the year of 2011. Second, compared with the gross domestic product (GDP) growth rate, the figures for energy carbon emissions growth rate were smaller; however the problem of carbon emissions were still more obvious. Furthermore, carbon emissions in Yantai increased rapidly before 2008; while after 2008, it increased more slowly and gradually become stable. Third, the energy consumption was different among regions in Yantai. For instance, the energy consumption in Longkou city was the largest, which occupied 50% of the total carbon emissions in Yantai; and the energy consumption in Chang Island was generally less than 1% of the Longkou consumption. Finally, there were relative close relationships among the spatial difference of carbon emissions, regional resources endowment, economic development, industrial structure, and energy efficiency.     

Desertification and Sustainable Development of the Heihe River Basin in Arid Northwestern China

Abstract

The Heihe River Basin of northwestern China is one of several areas severely affected by desertification. This article outlines the status of desertification in this basin. There are mainly 5 types of desertification in the Heihe River Basin, namely soil and water erosion, sandy desertification, soil aridization, soil salinization and vegetation degradation. Among the 5 types of desertification, the main desertification type is sandy desertification with an area of 10 771.97 km²; Second type is soil salinization with an area of 10 591.82 km²; Next to the soil salinization is the type of soil and water erosion with an area of 5 747.68 km² and the other types of desertification in the Heihe River Basin are soil aridization with just area of 1 369.96 km² and vegetation degradation type with an area of 1 490.48 km² respectively. Both natural and man-made factors are responsible for the causes of desertification development, among which the latter is the main driving force for desertification in the basin.     

Desertification and Sustainable Development of the Heihe River Basin in Arid Northwestern China

The Heihe River Basin of northwestern China is one of several areas severely affected by desertification. This article outlines the status of desertification in this basin. There are mainly 5 types of desertification in the Heihe River Basin, namely soil and water erosion, sandy desertification, soil aridization, soil salinization and vegetation degradation. Among the 5 types of desertification, the main desertification type is sandy desertification with an area of 10 771.97 km2; Second type is soil salinization with an area of 10 591.82 km2; Next to the soil salinization is the type of soil and water erosion with an area of 5 747.68 km2 and the other types of desertification in the Heihe River Basin are soil aridization with just area of 1 369.96 km2 and vegetation degradation type with an area of 1 490.48 km2 respectively. Both natural and man-made factors are responsible for the causes of desertification development, among which the latter is the main driving force for desertification in the basin.     

长江经济带人口城镇化与土地城镇化协调发展时空差异研究

长江经济带是我国经济发展的战略区域,人口城镇化和土地城镇化的协调发展是推进新型城镇化发展的战略重点之一。本文以2006-2013年长江经济带126个地级市的人口、土地数据为基础,从长江经济带、区域和市域视角,采用熵值法、发展水平评价模型和均衡发展模型测度人口城镇化和土地城镇化协调发展度,结合空间分析方法对协调发展度进行分析,并使用ArcGIS10.2得出二者协调发展度的空间分布图。研究发现,从整体来看长江经济带2006-2013年人口城镇化与土地城镇化协调发展水平不断提高,并呈现相对平稳增长,2013年总体上达到较高协调发展水平。从区域视角来看,协调发展度呈现阶梯特征即下游地区中游地区上游地区的状态,且自2009年起3大区域协调发展度差距呈扩大趋势。从市域视角分析,长江经济带126个地级市2006-2008年协调发展度的发展速度慢,2009年后发展速度显著提升;在空间上呈现"东北-西南"的空间非均衡性和空间异质性,东北高、西南低,并表现明显的"城市群集聚"发展特征。长江经济带在人口城镇化和土地城镇化进程中应不断推进区域经济发展,加快中上游城市的城镇化进程,充分发挥"城市群"的经济辐射带动作用,同时转变土地财政思想,真正实现地区发展水平的提高,最终实现人口城镇化和土地城镇化协调发展。     

黄河流域经济增长-产业发展-生态环境的耦合协同关系

黄河流域生态保护和高质量发展已成为重大国家战略,流域内的经济增长、产业发展与生态环境协同发展问题正逐渐成为研究热点。文章分析了黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协同机理。在此基础上构建耦合协同综合评价指标体系,运用耦合协调度模型、空间自相关模型、灰色关联模型分析了2012—2018年黄河流域62个地级市经济增长、产业发展与生态环境各系统的综合水平及三者耦合协调度的时空差异及其驱动因素。运用GM(1,1)灰色预测模型预测了短期内三者耦合协调度的变化趋势。研究表明:①黄河流域经济增长、产业发展与生态环境各系统综合水平总体上呈现平稳态势,三者发展速度差异不明显,但耦合协同严重失调,黄河流域整体尚未达到三者协同发展状态。②黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协调度呈现出显著的空间自相关性,全局空间自相关为正,局部空间自相关呈现出聚集趋同特征。③预测结果表明黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协同发展在短期内保持平稳。在预测期内黄河流域经济增长、产业发展与生态环境仍未达到协同发展状态,部分地区的耦合协调度有所提高,但总体提升与演进的速度较缓慢。最后,基于黄河流域经济发展与生态环境保护分析,为黄河流域经济增长、产业发展与生态环境耦合协同构建了包含组织保障、空间治理、政策保障以及体制机制等支撑体系,以期为实现黄河流域高质量发展奠定科学决策基础。     

江西省不同地貌单元耕地土壤有机碳空间变异的尺度效应

运用地统计学、地理信息系统、方差分析和回归分析相结合的方法,研究江西省不同地貌单元耕地土壤有机碳空间变异的尺度效应,尺度分为省域尺度、完整地貌单元尺度和完整地貌单元相对应的县域尺度。结果表明：(1)不同尺度下耕地土壤有机碳均值差异显著,变异系数基本不变;(2)从县域尺度到地貌单元尺度再到省域尺度,块金效应值和空间自相关距离呈增大趋势;(3)不同尺度土壤有机碳空间分布级别和面积比例差异明显,小尺度插值图信息更丰富;(4)方差分析和回归分析结果表明秸秆还田、成土母质、土壤类型、高程和土壤侵蚀对土壤有机碳空间变异存在显著影响,但不同尺度下影响程度有所差异。秸秆还田和土壤类型对土壤有机碳空间变异的影响不存在尺度效应,成土母质、高程和土壤侵蚀对其影响存在尺度效应。结果可为详细地理解不同尺度下土壤有机碳空间变异及估测土壤有机碳密度提供一定的参考依据。