三峡库区小集水区复合生态系统的水分及养分动态

以三峡库区小集水区复合生态系统为对象,定量研究了其中不同子系统的水分和养分动态过程。结果表明：（1）平均径流系数是裸地＞草地＞菜地＞柏木林＞枯园;（2）年养分流失量是裸地＞桔园＞菜地＞草地＞柏木林,桔园和菜地的径流系数较小,但其径流中养分含量较高,导致其输出养分总量较大;（3）菜地和桔园由于输出果菜,导致系统N、P循环效率的降低;（4）各子系统中P的流失较厉害,而柏木林在防止该地区养分流失特别是P的流失上是要优于草地的。     

三峡库区柏木林降雨的再分配及养分循环研究

以三峡库区柏木林为对象,定量研究了雨季（７月）林分中降雨的再分配及Ｎ、Ｐ两种养分元素的循环过程。研究结果表明：１）穿透雨量占总降雨量的７９．７０％,树干茎流占总降雨量的１．１７％,树冠截留量占总降雨量的１９．１３％,地表径流系数平均为１９８％;２）由于淋溶作用,实际进入林地的穿透雨和树干茎流中总Ｎ和总Ｐ的含量均升高了较大的幅度。降雨时总Ｎ和总Ｐ含量的相对平衡值分别为０４６１ ｍｇ／Ｌ和０．０７５ ｍｇ／Ｌ,淋溶系数为１．８６和２．９４,迁移系数为０．５７和０．２９;３）柏木林生态系统中,Ｎ的总贮量为３６． ００ ｘ１０３ｋｇ／ｈｍ２,Ｐ的总贮量为２．５１２ Ｘ １０３ｋｇ／ｈｍ２,其绝大部分（Ｎ为 ９９． ５％, Ｐ为 ９８． ８％）贮藏在土壤库中; ４）在有燃料输出的情况下,系统中的 Ｎ和 Ｐ循环效率分别为０．４３和０．４１。燃料的输出导致系统Ｎ和Ｐ循环效率降低,土壤中养分减少,从而导致系统养分的缺乏,生产力下降。     

植物篱对土壤养分流失的控制机理研究

植物篱是一种能有效减少地表径流、保土蓄水的水土保持措施,但其控制土壤养分流失相关机理的研究甚少。2001年在长江上游支流吒溪河的二级支流王家桥小流域设立的6个香根草(Vetiveriazizanioides)植物篱试验小区中进行地形测量及采样分析,拟通过局部地形变化、土壤颗粒和养分在小区内的空间分布变化来分析植物篱对紫色土区土壤养分流失的控制机理。坡型测量结果表明,植物篱带前出现泥沙堆积,说明植物篱能有效阻止侵蚀泥沙的向下搬运;机械组成分析结果表明,侵蚀影响下的土壤颗粒粒径在空间上出现分布差异,侵蚀剧烈的局部>0.2mm土壤颗粒明显富集,而植物篱对不同粒径的土壤颗粒的流失均有控制效果,但对粒径较大的颗粒的流失控制效果更明显;全量养分和速效养分含量空间分布的分析结果则表明,植物篱对土壤养分流失具有明显的控制作用。     

城市滨江地区生态用地演变及驱动因素分析——以长江南京段为例

从中小尺度对城市滨江生态用地演变进行研究,可为制定生态用地开发与保护政策提供重要参考。基于2005、2009、2014和2018年土地利用数据,利用转移矩阵等方法分析了南京滨江1 km范围内生态用地演变特征,并从城乡用地冲突和政策有效性角度对这些变化进行探讨。结果表明:(1)耕地大面积减少导致滨江地区生态用地比重下降,由2005年的71.86%下降到2018年的65.54%,但是林草地等半自然生态用地的比重略有上升;(2)林地、内陆滩涂保留率较高,耕地、园地、水域等地类变化以数量净变化为主,而林草地以空间交换变化为主;(3)生态用地流失热点区主要位于中心城区与近郊区间的城乡过渡带,并临近产业园区,建成区扩张是其主要成因;(4)政策规划对滨江生态用地演变作用明显,沿江开发政策加剧了生态用地流失程度,而生态红线等规划对某些重要生态用地保护效果显著,土地利用规划在用地管理方面效果显著,但仍存在耕地、裸地、内陆滩涂被违规侵占现象,长江防洪堤对生态用地保护作用不显著。要使生态空间得以长期存在,不仅需要明晰的政策边界,还需要加快形成公众对生态景观的整体认知和基于生态用地功能目标的保护政策。     

抚河流域径流对土地利用变化时空响应

为了揭示近十几年抚河流域径流对土地利用变化时空响应过程,通过2003、2010和2017年三期遥感影像图进行监督分类得到土地利用图,基于SWAT模型,定量分析和研究土地利用变化对径流的影响.结果 表明:(1)2003～2010年和2010～2017年土地利用变化规律一致,林地和城镇用地面积不断增加,其余类型则呈现减少的趋势;(2) SWAT模型在抚河流域径流模拟中适用性好,李家渡水文站率定期和验证期结果R2和ENS均大于0.85,沙子岭水文站除了验证期ENS为0.77外,R2和ENS均大于0.80,两处站点相对误差| Re|均小于20％;(3)在气象数据同为2010～2016年及其他阈值设置相同的条件下,仅改变输入的土地利用图,发现林地面积的增加,耕地和草地面积的减小导致了2010年比2003年的多年平均月径流量降低0.65 m3/s,2017年的多年平均月径流量较2010年相比降低0.41 m3/s,后段时期的差异与前者相比较小与林地的增长减缓和城镇用地快速增长有关;(4)在第一阶段2003～2010年和第二阶段2010～2017年,流域内大部分地区径流系数都处于降低状态,林地和草地面积的增加对径流系数有降低的效果,而径流系数升高一般是因为耕地、城镇用地面积增加或者林地面积减少导致的.     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

基于MaxEnt模型的湖北石首麋鹿国家级自然保护区散养麋鹿夏季生境适宜性评价

科学评价散养麋鹿(Elaphurus davidianus)生境的适宜性,可为散养麋鹿生境改造及野化麋鹿栖息地保护与管理提供科学依据。为了开展湖北石首麋鹿国家级自然保护区围栏内散养麋鹿的生境改造和有效管理,2019年5～8月,采用无人机航拍和实地调查获取了围栏内散养麋鹿的分布位点数据,并基于Google Earth影像数据对麋鹿生境类型进行面向对象的解译分类,分析了散养麋鹿种群的分布与不同生境类型的关系,运用MaxEnt模型对围栏内散养麋鹿夏季的生境适宜性进行了评价。结果显示,MaxEnt模型的评价效果达到了优秀水平(训练集AUC=0.910),裸地距离、泥滩地距离和林地距离是夏季麋鹿生境的主要环境特征变量,综合贡献值分别为35.2%、34.5%和15.7%。生境因子的敏感性分析表明,随着距泥滩地距离、低草地距离、裸地距离的增加,生境适宜度逐渐降低,散养麋鹿的出现概率也逐渐降低;保护区核心区内麋鹿生境适宜区类型主要以低草地和泥滩地为主,适宜区面积为338.84hm²,占核心区总面积的27.41%。夏季麋鹿在保护区内倾向于栖息在保护区核心区中南部的泥滩地、低草地和裸...     

流域植被水文效应的动态模拟

为了揭示森林植被水文效应的动态变化过程,将简化的简单生物圈模型与动态植被模型和流域地形指数水文模型相耦合进行长江上游梭磨河流域植被及其水文效应的动态模拟。结果表明：植被覆盖和叶面积指数的增加使植被蒸腾和冠层截留蒸发增加而使土壤蒸发减小,植被的水文效应取决于蒸发分量中这两个相反方向变化的净效应。流域主要由草地和灌木覆盖时流域总蒸发大于裸地和林地。与裸地相比较,当单位叶面积指数截留能力取值0.1 mm时,森林减小了流域总蒸发,但当单位叶面积指数截留能力取值0.2 mm时,森林增加了流域总蒸发。森林的水文效应对冠层截留能力敏感,冠层截留能力存在一个控制森林水文效应从减小总蒸发变为增加总蒸发的转折点。植被的水文效应是随时间变化的,对于给定的植被类型其叶面积指数是决定其水文效应的关键因子。     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响。通过对库区2011~2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应。结果表明：常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/（hm2·a）,落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77%。历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流（泥沙）和壤中流的TN流失量分别为6.63±1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2%、11.7%。可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流（泥沙）、壤中流TN流失通量分别显著降低了25%、48%,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失。 关键词： 三峡水库;消落带;地表径流;壤中流;氮负荷;减量施肥     

南水北调中线工程水源区水土保持治理成效

为评估南水北调中线工程水源区的水土保持治理成效,从而为现阶段制定水土保护措施提供科学依据,利用遥感数据分析了水源区39个区县2010～2015年的生态系统变化,基于InVEST模型研究了水源区的土壤保持功能及时空分布.结果 表明,通过实施水土保持林草措施、小流域综合治理等方式,2010～2015年水源区的自然生态空间面积、格局得到了提升优化,水土保持治理成效明显,主要表现在:(1)水源区湿地、灌丛、森林等减缓泥沙流失的“汇”景观类型的面积增幅分别为11.49％、0.29％、0.11％,同时连通性升高,破碎化降低;农田、裸地等促进泥沙流失的“源”景观类型面积减幅分别为2.24％、2.39％,同时连通性下降,破碎化增强;(2)整体上植被恢复显著,植被覆盖度均值从63.06％提高到72.33％;(3)单位面积生态系统土壤保持能力增加了2.74t/hm2,增幅为0.73％,总体上79.34％的区域土壤保持能力提升.值得重视的是,在人口分布较密集汉中盆地、丹江口库周、淅川中部和南部等农田平原地区,还需加强土壤保持治理,可通过在农业景观区域实施植物篱、栽植经济果林等措施,降低耕地、裸地的空间连接度,从而增强土壤保持能力.     

Research of the Response of Ecosystem to LUCC in Miyun County,Beijing: Based on Ecosystem Services Valuation

Abstract

Miyun County, located in the northeast of Chinese capital Beijing, was underwent remarkable variations in land use in recent years. This paper aimed to detect changes in land use of Miyun from 1997 to 2005, and to qualify the response of ecosystem to LUCC based on ecosystem services valuation. With two-periods TM images, we got land use change data, and then ecosystem services values were calculated using ecosystem services valuation coefficients proposed by Chinese scholar Xie Gaodi. Results showed that water area, farm land and unused land decreased while residential land, forest land, grassland and orchard land increased during the study period. The loss of ESV was RMB 206 million and the main reason was the decrease of water area and farm land area. As for spatial variation, there were most dramatically land use change and ESV decline in reservoir ecological protection region. The coefficient sensitivity analysis indicates that valuation coefficients used in the study are suitable and results are reasonable. The driving forces of ESV loss were rapid population growth and economic development. More work should be done to make eco-environment stay healthy.     

长江上游不同地形条件下的土地利用/覆盖变化

基于1〖DK〗∶10万的1980、2000和2005年的土地利用/覆盖数据和90 m分辨率的DEM数据,采用转移概率矩阵和地形 面积频度方法,分析了1980~2005年长江上游地区不同地形因子条件下的土地利用/覆盖变化。结果表明：1）1980~2000年,草地、林地和农业用地面积变化趋势与2000~2005年相反。后5 a,可能由于退耕的土地出现反弹现象增多,草地和林地面积出现缩减而农业用地面积增加。两个分析时段主要的土地利用/覆盖类型变化趋势类似,包括农业用地向林地和草地的转化,林地向农业用地的转化以及草地向裸地的转化。2）农业用地和城镇用地主要分布于低海拔区而林地、草地则主要分布于高海拔区。低海拔区主要是退耕还林和城市化过程。高海拔区主要是林地的退化消失和草地退化沙化过程。3）农业用地在坡度段10~25°所占面积比例最大。林地用地面积比例随坡度变陡呈现规则递增,城镇用地分布趋势与之相反。近年裸地趋向分布于缓坡区。坡度0~5°的区域主要是草地退化沙化过程;5~10°坡度段主要是退耕还林过程;大于10°的区域造林工程与森林退化并存。4）各种土地利用/覆盖类型对不同坡向的适宜性相差不大。各种坡向上土地利用/覆盖类型变化类似.     

基于GIS与RUSLE的武陵山区小流域土壤侵蚀评价研究

以长江中下游武陵山区女儿寨小流域为研究区,基于数据观测积累及实地调查采样等方法,计算了研究区降雨侵蚀力、土壤可蚀性等因子,运用GIS与RUSLE评价了流域土壤侵蚀强度并分析了其与土地利用方式、海拔高度的关系。结果表明,流域平均土壤侵蚀强度为78844 t/（km2·a）,属微度侵蚀,流域面积9518%的范围发生轻度以下的侵蚀,强烈以上侵蚀仅占1.19%。从土地利用类型来看,耕地、果园侵蚀强度较大,均达到中度侵蚀,有林地除竹林地为轻度侵蚀外均属微度侵蚀,耕地、果园、竹林地是今后水土流失防治的主要地类。不同海拔高度中,低海拔（200～400 m）区域侵蚀量占到流域侵蚀总量的6442%,是水土流失防治的重点地带。研究为应用修正通用土壤流失方程在武陵山区进行土壤侵蚀评价提供范例,为研究区防治土壤侵蚀和流域管理规划决策提供相应参考     

中亚热带红壤丘陵集水区不同开发利用模式

以湖南省桃源县3个地貌完整且地理条件基本一致的集水区为代表,设置耕地集约型、土地半集约型和土地全面集约型3种垦殖模式。11年的定位观测与研究表明：（1）3种模式耕地的产、投水平基本相同,但非耕地的产、投差异甚大,形成了显著不同的土壤肥力演变特点、生物产量和经济效益,即土地集约经营的集水区,土壤侵蚀模数已接近或低于土壤允许流失值（500 t/km\+2·a）,土壤有机质、N等的养分含量稳步提高（增幅＞10%）,坡地和旱地的土壤贮水量在少雨季节增加20%以上,农作物大幅增产（增幅＞20%）,林、果、茶、鱼等的产量以及土地生产率成倍增长;（2）不同垦殖模式代表了红壤丘陵集水区开发利用的三个发展阶段,即集水区的开发利用将由耕地集约型向土地半集约型、土地全面集约型方向发展,发展进程的快慢主要取决于主导产业或项目的生产要素容量大小、比较利益高低以及科技进步推动等的作用机制;（3）集水区土地开发利用的潜力是水面 ＞坡地 ＞旱地 ＞ 稻田,合理开发与利用非耕地土地资源的效益巨大。     

武汉市狮子山地区土地利用结构变化与肥力评价

通过对武汉市狮子山地区８０年代与９０年代土地利用结构及土壤肥力５个养分因子的综合分析，初步了解该区土地利用结构及土壤肥力变化特点。以土壤肥力评价为重点，提出了４种肥力评价模型，用最优模型对该区土壤肥力进行了分级评价。为城郊土地资源的合理利用提供依据。     

巢湖流域不同土地利用类型地表径流污染特征研究

巢湖是我国五大淡水湖之一,目前正面临着严重的环境污染与水体富营养化问题。通过对巢湖流域塘西地区大豆地,水稻田,菜地,山芋地,小麦地,集镇街道,山坡地,饲养场地,农村道路,湖滩芦苇地,荒地等１１种土地利用类型地表径流污染现状的详细调查与分析,建立了巢湖流域不同土地利用类型地表径流污染研究的一般程序与方法。     

快速城市化地区的土地利用时空动态变化研究 --以南京市为例

20年来,在中国城市化快速发展的过程中,一系列与城市化相关的环境问题随之产生。六朝古都——南京,作为我国经济最发达的长江流域四大中心城市之一,其快速的城市化过程也不可避免地带来了同样的环境问题。为了研究南京市的城市化和土地利用变化规律及其对水文过程的影响,利用1987、1998、2000年的三期遥感数据,通过分层分类的方法对各土地利用类型进行专题信息提取,结合GIS技术,获得研究区1987~1998,1998~2000年两个时段的土地利用变化转移矩阵。据此全面分析了南京市的土地利用时空变化特征。结果表明：南京市13年来,城乡居民及建设用地以大量蚕食耕地而显著增加,年均增幅达到1.92％;耕地和未利用地则明显减少,年均减幅分别为0.62％ 和1.21％;林地和水域有所增加,主要来自未利用地的转变,剩余12.35％的未利用地则转化为城乡居民及建设用地。引起这一土地利用变化的主要驱动力是人口的增长和经济的发展以及政策制度的激励和导向作用。     

利用方式对岩溶山地土壤团粒结构的影响研究

岩溶山地是典型的脆弱生态环境，土壤资源存在先天不足性，其退化恢复受土地利用方式的影响大。以重庆市北碚、黔江、金佛山为代表，研究了6种典型土地利用方式对岩溶山地土壤水稳性团聚体的影响。结果表明：＞0．25mm水稳性团聚体为灌草坡＞原始林地＞次生林地＞果园＞弃耕地＞耕地；林地、草坡的土壤表层团聚体的水稳性较高且水稳性团聚体以＞2mm为主，而果园、弃耕地、耕地土壤团聚体的水稳性较低且＞2mm的水稳性团聚体较少。水稳性团聚体(尤其是＞2mm的水稳性团聚体)以及团聚的水稳性主要受有机质的含量影响，目前有机质是这一地区土壤结构形成的最为重要的胶结物质；林地、草坡开垦后，土壤有机质分解加快或补充减少是土壤团聚体水稳性下降及数量减少的主要原因。坡耕地退耕后，土壤团聚体可得到恢复。     

三峡库区坡地果园间植草篱的水土保持效应

坡地果园水土流失对三峡库区生态环境和农业可持续性发展构成双重压力。以皇竹草篱为纽带间植于坡地果园营建复合生态模式,对草篱拦蓄泥沙、径流的效应进行了长期观测。结果表明：草篱间植的应用能有效减少坡地果园的水土流失,尤以侵蚀量减少更为显著,与传统果园经营模式相比,径流量减少了5871%~6574%,侵蚀量减少了7070%~7792%。同时,草篱间植的应用对减少养分的流失总量效果也相当显著,对减少库区面源污染,保持和提高坡地果园的土地生产力具有重要作用,为三峡库区坡地果园的利用与保护提供了技术与模式支撑。