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    水文与水资源
  • 水文与水资源
    郑孟林, 赵勇, 杨霞
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    基于1961—2022年6—8月中国西北干旱区102个气象站的逐日降水数据和ERA5月均大气再分析数据,采用经验正交函数分解和一元线性回归等统计方法,分析了中国西北干旱区夏季降水异常的主模态年代际的变化及其联系环流。 结果表明:(1) 中国西北干旱区夏季降水量经历了明显的年代际变化特征,可分为干期(1961—1986年)和湿期(1987—2022年)2个时期,湿期塔里木盆地降水量的增多由降水日数和降水强度增加共同贡献,特别是降水日数的增加尤为显著,增幅超过2 d,其余地区降水强度增强扮演了主要角色。(2) 中国西北干旱区干期夏季降水异常的主模态依次为新疆北部型、塔里木盆地型和河西-阿拉善型,湿期夏季降水量异常的主模态变为新疆北部型、河西-阿拉善型和塔里木盆地西部型。(3) 不同年代际背景下,同一降水异常模态的联系环流存在明显差异,主要体现在副热带西风急流位置的移动、中亚气旋和蒙古反气旋(气旋)的配置及水汽输送源地和路径的变化。

  • 水文与水资源
    杨安乐, 蒋晓辉, 陈星弛, 张琳, 许芳冰
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    高强度的煤炭开采加剧了干旱半干旱区的水资源损耗与生态脆弱性,开展采煤对地表水和地下水损耗的研究,对水资源的可持续利用具有重要意义。以陕北侏罗纪、石炭-二叠纪和三叠纪煤田矿区为例,通过静储量、动储量和损耗量的方法定量识别2022年采煤破坏的水资源量。 结果表明:(1) 不同煤田水文地质特征差异显著,采空区面积、给水度、地下水破坏模数随含水层厚度和煤田类型不同而变化。(2) 煤炭开采已造成地下水静储量破坏量为5782.761×105 m3,2022年动储量破坏达2171.952×105 m3,主要集中在侏罗纪煤田的萨拉乌苏组含水层及烧变岩区。(3) 2022年矿井总涌水量2507.800×105 m3,采煤活动引发地表水损耗量486.889×105 m3、地下水损耗量335.848×105 m3,采煤对水资源的影响具有明显的区域性。研究结果揭示了采煤对水资源的定量影响,可为干旱区水资源保护与开发协同管理提供科学依据。

  • 水文与水资源
    徐建斌, 曹小曙
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    水土资源的耦合协调对于小流域生态系统服务功能的可持续发展具有重要意义。以宁夏小流域为研究单元,采用耦合协调度模型对研究区水土资源耦合协调度进行测度,并采用多尺度地理加权回归模型探究了水土资源耦合协调度的影响因素及空间异质性。 结果表明:(1) 2005—2020年宁夏小流域水土资源耦合协调度从0.37上升到0.43,区域水土资源匹配程度从失调向协调方向发展。(2) 宁夏小流域水土资源耦合协调度呈现出南高北低的空间格局,且2000—2020年南部小流域水土资源耦合协调度的高值区向周边扩展。(3) 宁夏小流域的梯田面积占比、县域可达性和年平均降水量对水土资源耦合协调度会产生显著的正向影响,而年平均气温、植被覆盖度和侵蚀强度对小流域的水土资源耦合协调度会起到显著负向影响;相较于宁夏北部小流域,小流域梯田面积占比和年平均气温对宁夏南部小流域的水土资源耦合协调度影响较大,而县域可达性和年平均降水量对宁夏南部小流域水土资源耦合协调度影响较小。研究结果可为宁夏小流域尺度水土保持措施的科学规划提供参考。

  • 植物生态
  • 植物生态
    黄静, 李婷, 李朋飞, Altansukh OCHIR, 杨梅焕, 王涛, 李莎
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    蒙古国是中国的北方邻国,其草地生态系统极易受到自然和人类活动因素的影响。采用一元线性回归模型分析2000—2020年蒙古国植被净初级生产力(NPP)时空演变规律;利用随机森林回归模型结合世界网格化牲畜数据集(GLW)模拟2020年蒙古国牲畜放牧密度,并结合年均地表温度、年均降水量、下行短波辐射、土壤水分、NO2排放量和人类足迹指数等指标,采用地理探测器定量探究蒙古国国家和省域尺度NPP变化的影响因素。 结果表明:(1) 2000—2020年,蒙古国NPP呈东增西减、北增南减的空间变化特征;整体上呈增加趋势,并以非显著增加为主,非显著增加区域占蒙古国国土面积的62.539%。(2) 单因子分析显示,气候因素是蒙古国NPP变化的主要原因,其中下行短波辐射和年均降水量的解释力最高,其q值分别为0.615、0.602;但人类足迹指数、NO2排放量与气候因子交互作用大于单因子分析结果。(3) 省域尺度分析表明,气候和地形等自然因素仍是蒙古国东部和西部地区NPP变化的主要驱动力,而蒙古国中部地区和杭爱地区NPP变化更易受到放牧密度、NO2排放量等人类活动与自然因素的交互作用,这些区域是今后开展草地退化风险防控的重点关注区域。研究结果可为蒙古国不同地区草地生态系统的有效管理和可持续发展策略的制定提供科学依据。

  • 植物生态
    张飞, 李建, 李慧融, 谢涛, 张雪红, 王超, 白淑英, 宋正姗
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    CO2减排是当今全球共同关注的热点问题,自然生态系统碳汇的自愿减排(增汇)市场及其运营模式具有非常广阔的发展前景。草地作为重要的自然碳汇之一,受到广泛重视。以锡林郭勒盟为研究区,利用Google Earth Engine平台获取MODIS数据、气象再分析数据与植被覆盖数据,基于CASA模型获取了锡林郭勒盟2001—2024年的植被净初级生产力(NPP)时空动态分布,并综合运用土地利用动态度、偏相关性和贡献指数探究土地覆盖以及气候变化对植被NPP的影响,为该地区实现碳达峰、碳中和目标提供参考。 结果表明:(1) 2001—2024年锡林郭勒盟植被NPP呈波动上升趋势,多年平均值为302.86 g C∙m-2∙a-1,年均NPP呈现由东北部向西南部递减趋势。(2) 锡林郭勒盟的植被NPP主要受土地利用变化和气候变化驱动,受地理因素驱动较小,其中降水对NPP的贡献率达到0.84。(3) 随着年份的增长,气候变化对植被NPP的影响逐渐强于土地利用变化,尤其对草甸草原、典型草原、荒漠草原的贡献率分别达到96.01%、63.97%、93.05%。

  • 植物生态
    李亮亮, 夏咏, 王福红, 郭冰心, 赵兰兰
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    为探究新疆甜瓜生产变化与增产格局,促进欠发达地区农民增收、优化经济作物结构,以新疆为研究区,采用重心模型和标准差椭圆、迪氏对数指标分解法(LMDI)等方法,在县域尺度分析2000—2021年甜瓜生产格局与贡献因素。 结果表明:(1) 2000—2021年新疆甜瓜生产总体呈现显著增长趋势,种植面积和产量呈现“M”型波动,单产在2015年达到峰值后有所下降,并进一步影响了产量的整体变化。(2) 增产县域数量与减产县域数量的比值为1.39:1,新疆甜瓜生产的重心逐渐从西南向东北方向回迁,显示出明显的空间分布变化特征。(3) 种植面积和单产是甜瓜产量变化的关键驱动因素,但在2015—2021年由于单产下降,其对产量的负贡献率达到-124.38%。

  • 植物生态
    李文华, 李生宇, 徐新文, 苗佳敏, 吕振涛
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    作为荒漠和半荒漠地区的主要植物,准噶尔沙蒿(Artemisia songarica)在维持新疆地区生态系统平衡方面发挥着重要作用。在全球气候变化的背景下,研究其对气候变化的响应,对于区域生态系统的稳定性至关重要。基于最大熵(MaxEnt)模型,对准噶尔沙蒿在新疆地区当代及未来(2041—2060年和2081—2100年)的潜在适生区分布进行了预测,并分析了驱动其分布格局的主要环境因素。 结果表明:(1) 在当代气候下,准噶尔沙蒿的适生区主要集中在整个北疆区域及南疆沙漠边缘的绿洲地区,适生面积约为57.95×104 km2,主要的驱动因素包括人类足迹指数(hfp)、降水量季节变异系数(bio15)、最干月降水量(bio14)、等温性(bio3)和昼夜温差月均值(bio2)。(2) 去除人类影响因素后,准噶尔沙蒿的潜在分布区域显著扩大、适生等级提高,且适宜生境分布更为连贯,表明人类活动对其生存发展产生了负面影响。(3) 未来气候条件下,准噶尔沙蒿的潜在适宜生境与当代分布基本一致;在低辐射强迫情景(SSP126)和中等稳定情景(SSP245)下,其适生区先扩张后略有缩小,扩张区域主要位于哈密市北部边缘以及和田地区和喀什地区南部边缘,削减区域则主要位于北疆准噶尔盆地边缘和南疆的绿洲地带;而在高强迫情景(SSP585)下,其适生区则沿当代适生区的边缘向东扩张;在未来气候变化下适宜生境的分布中心向低纬度迁移,迁移距离与辐射胁迫强度成正比。

  • 地表过程研究
  • 地表过程研究
    王晓菲, 邳华伟, 李思思
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    近地面风是土壤风蚀发生的重要驱动力,其数据时间分辨率显著影响风蚀模型的模拟预报效果。基于不同时间分辨率的风速数据,分析修正风蚀方程(RWEQ)模型在模拟预报风蚀时的效果差异,并探究2010—2020年青藏高原土壤风蚀潜力的日变化等时空特征及其驱动因素。 结果表明:(1) 风速数据时间分辨率对RWEQ模型模拟预报效果影响显著,与日值数据相比,小时数据分别提高了76.95%的风力因子和44.02%的土壤风蚀潜力模拟预报结果。(2) 青藏高原土壤风蚀潜力在12:00—18:00普遍较强,而在00:00—08:00空间差异悬殊;其日变化呈“缓降-陡增-锐减”的周期性特征,一般每日14:00最大、06:00最小,其中子区域Ⅳ的柴达木盆地日变化波动最小、周期性特征最弱。(3) 青藏高原属中度风蚀区,其土壤风蚀潜力在2010—2020年波动增大,多年均值为3.754 kg·m-2;空间上,土壤风蚀潜力在子区域Ⅳ最大但降低显著(-0.522 kg·m-2·a-1P<0.05)。(4) 驱动因素分析发现,风速是青藏高原土壤风蚀潜力时空变化的主导驱动因素,黏土含量、归一化植被指数、海拔和人类足迹等因素对其变化也具有重要影响。研究结果对于准确评估青藏高原土地退化风险、制定荒漠化控制策略和防风固沙生态建设具有重要意义。

  • 地表过程研究
    尚毅力, 李悦, 肖锋军, 南维鸽, 张智, 王利杰
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    利用无人机激光雷达技术对共和盆地龙羊峡水库西侧的300个藏锦鸡儿(Caragana tibetica)灌丛沙堆的形态参数、沙堆底面积和体积进行测量,目的是评价文献中各种估算灌丛沙堆底面积和体积公式的适用性并分析原因。 结果表明:(1) 无人机激光雷达能够对藏锦鸡儿灌丛沙堆的形态进行精准测量,藏锦鸡儿灌丛沙堆的长轴(L)、短轴(W)和高度(H)的平均相对误差为0.70%、1.13%和-1.67%,其相应的均方根误差为0.02 m、0.03 m和0.03 m;平面精度和三维精度的均方根误差分别为0.03 m和0.04 m,均满足精度要求。(2) 藏锦鸡儿灌丛沙堆的长轴、短轴和高度等形态参数变化幅度不大,变异系数在0.26~0.33之间。各形态参数之间呈显著相关(P<0.01),表明灌丛沙堆的形态是长、宽和高协同增长的结果。此外,灌丛沙堆表面的结皮、枯死灌丛、风蚀凹坑都说明灌丛沙堆由成熟期进入衰退期。(3) 藏锦鸡儿灌丛沙堆底面积公式π[(L+W)/4]2、πLW/4和LW/2的总相对误差分别为-0.79%、-1.26%和-37.14%,其中公式π[(L+W)/4]2和πLW/4适合本研究区。体积公式3πLWH/32、πLWH/12、LWH/6、πH{[3(L+W)/4]2+H2}/6和πLWH/6的总相对误差分别为-6.15%、-16.58%、-46.89%、59.14%和66.83%;修正后的体积公式πLWH/10的总相对误差为0.10%,且离散程度低,更适合本研究区。综上,在估算灌丛沙堆底面积和体积时需要同时注意植被类型、发育阶段、生境或沙源丰富度的影响,从而因地制宜选择适合的估算方法。

  • 地表过程研究
    吕楠, 葛楠, 王博, 李雨薇, 余雅楠, 李欣, 王传琪
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    草原风蚀坑改变植物生长环境,影响草原生态系统碳循环过程。2022年4—10月,在内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县沙质草原,通过时空替代法研究风蚀坑发育对植物-土壤系统碳动态的影响,分析土壤理化性质、植物和土壤碳储量及土壤含碳气体通量的时空分异特征及环境响应。 结果表明:(1) 风蚀坑发育显著降低了植物总生物量和植物总碳储量,特别在活跃风蚀坑阶段分别降低97.09%、95.48%。(2) 土壤碳库在活跃风蚀坑阶段损失最为显著,土壤有机碳、微生物量碳含量及总碳含量分别减少63.53%、74.58%、61.08%。(3) 风蚀坑发育显著降低了土壤温室气体通量,在活跃风蚀坑阶段,土壤CO2累积排放量平均下降60.99%;同时,土壤CH4吸收量平均减少88.89%,并于5—6月由吸收转为释放。(4) 风蚀坑发育主要通过改变土壤容重及孔隙度等结构性指标来影响植物-土壤系统碳库稳定性。综上所述,风蚀坑发育显著改变了沙质草原植物-土壤系统碳动态,造成植物和土壤碳库严重损失,加剧土壤贫瘠化。

  • 地表过程研究
    鲁长金, 王志刚, 杨海龙, 武淼辰, 尹文天
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    针对青海木里矿区煤矸石坡面水分渗漏以及冻土形成难题。在煤矸石坡面构建不同浓度的亲水聚氨酯(W-OH,0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)的阻水层,采用人工模拟降雨,对坡面的降雨入渗以及产流产沙特征参数进行分析,揭示不同浓度W-OH阻水层对煤矸石坡面降雨入渗以及产流产沙过程的影响。 结果表明:(1) 在坡度5°、15°、25°以及雨强30~90 mm·h-1下,不同W-OH浓度下坡面入渗率总体变化趋势呈现先迅速下降后趋于稳定,并且W-OH浓度越大,达到稳定入渗阶段越早。(2) 不同W-OH浓度下的坡面平均入渗率较对照组(0%W-OH)降低了4.15%~73.64%;1.5%、2.5%、3.5%、4.5%浓度W-OH坡面的阻水效应分别为5.49%~49.98%、11.96%~65.91%、16.61%~72.10%、22.92%~85.81%,随W-OH浓度的增大而增大。(3) 不同W-OH浓度下的坡面初始产流时间较对照组坡面提前了1.95%~74.20%;1.5%、2.5%、3.5%、4.5%浓度W-OH坡面的产沙效应分别为7.68%~97.98%、15.28%~163.00%、25.44%~261.44%、25.61%~260.58%,与雨强、坡度呈负相关,与W-OH浓度呈正相关,产流效应分别为5.20%~83.39%、12.93%~131.18%、14.14%~149.11%、16.28%~188.86%。(4) 对相关指标进行相关性分析发现,W-OH在阻止水分入渗、增加产流产沙发挥重要作用,雨强、坡度对于坡面产流产沙过程仍为主导因素。综合发现,在煤矸石坡面构建W-OH阻水层可以起到很好的减渗、阻水作用,同时也增加坡面的产流产沙;考虑到水土流失问题,可在坡面配置一定的水土保持措施。

  • 区域发展
  • 区域发展
    张少华, 关海玲
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    提高经济韧性是实现高质量发展的重要一环。使用2004—2021年中国275座城市的面板数据,探究省域创新集聚空间分布模式与城市经济韧性之间的作用关系。 结果表明:(1) 创新集聚单中心模式对城市经济韧性提升具有抑制作用,而多中心模式对城市经济韧性提升存在促进作用,且随着多中心程度的提高,其对城市经济韧性提升的边际效应增强。(2) 相较于经济韧性较强的城市,创新集聚多中心模式对经济韧性较弱城市的赋能效应更突出。(3) 区位异质性分析发现,创新集聚多中心模式对东部地区城市经济韧性提升的效果最强,其次是中部地区,而对西部地区城市经济韧性提升的效果不明显。(4) 机制识别检验表明,创新集聚多中心模式可以通过促进创新要素流动和资本回报率提升的独立中介渠道以及“创新要素流动-资本回报率提升”的链式中介渠道赋能城市经济韧性提升。研究结果可为优化创新空间分布格局以增强城市经济韧性提供有益的实践启示。

  • 区域发展
    彭文英, 赵爽, 单子溢, 陈泽宇
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    新质生产力本身就是绿色生产力,绿色发展、生态现代化对于推进构建新质生产力具有重要意义。基于生产力理论的生态思想,构建了包含生产主体生态化、劳动资料生态化、劳动对象生态化的新质生产力生态化水平测度指标体系,利用2012—2021年黄河流域地级市面板数据,采用熵值法、基尼系数分解法、障碍度模型,考察了黄河流域新质生产力生态化水平及其障碍因素。 结果表明:(1) 黄河流域新质生产力生态化水平整体呈上升趋势,新质生产力生态化水平区域差异不断增大,上、中、下游间差异对总体区域差异的影响最大。(2) 生产主体生态化障碍度最大,且呈现逐年上升的趋势,劳动资料生态化、劳动对象生态化障碍度呈现下降趋势,战略性新兴产业一直是阻碍新质生产力生态化水平提升的最大障碍因子。(3) 黄河流域发展新质生产力应重视生态化路径,加大科技创新投入,努力培养高素质创新型人才,增强劳动者的生态意识和生态科技创新能力,加快发展生态战略性新兴产业,促进上、中、下游之间的协调发展,有效推动黄河流域新质生产力发展。

  • 区域发展
    田小波
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    旅游业高质量发展是当前和今后更长时期我国旅游业发展的核心主题,准确把握旅游业高质量发展的内涵特征,科学测度旅游业高质量发展水平,是探寻其发展路径的基础。基于旅游基本属性和新发展理念构建了旅游业高质量发展水平评价指标体系,运用熵值法、探索性空间分析等方法测度并探讨了2019年黄河流域旅游业高质量发展水平及空间格局特征。 结果表明:(1) 分维度上,黄河流域旅游业高质量发展水平整体偏低,高值区占比在11%~40%之间,低值区占比在30%~72%之间,平稳高效、公平共享及创新驱动等分维度高值区占比低于10%;综合维度上,黄河流域各城市旅游业高质量发展水平整体偏低,中低水平占比71.67%,高值区占比28.33%。(2) 分维度和综合维度均存在显著的空间分异特征,综合维度上旅游业高质量发展水平整体由下游向上游梯级递减;分维度上稳定高效水平呈现西高、中低、东居中的特点,绿色持续水平呈现上中游高、下游低的特点,其余各维度的分异趋势与综合维度相同。(3) 稳定高效、绿色持续、协调发展、文旅融合等评价维度和综合维度存在显著的空间依赖效应,分维度、综合维度的空间集聚特征各不相同,但均呈现出高值、低值分异集聚的“空间极化”特征。

  • 区域发展
    芮东升, 毛璐, 任艳霞, 贡浩轩, 李延萍, 付志聪
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    通过对新疆相对贫困空间分布特征进行描述及障碍因素分析,确定贫困空间分异机制,进一步判识减贫效果和制定反贫困策略。选取2016—2021年新疆14个地州市作为研究对象,使用TOPSIS模型并结合熵值法评价相对贫困,利用空间自相关分析相对贫困的空间分布特征,并运用障碍度模型和地理探测器分析各地州市相对贫困的驱动因素。 结果表明:(1) 新疆14个地州市相对贫困分布具有显著的空间分异性和集聚特征,相对贫困发生风险较高的区域主要以南疆阿克苏地区、喀什地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州及北疆阿勒泰地区为主。(2) 障碍度模型分析发现人均播种面积、人均农业机械总动力、非私营单位就业人员平均工资等因子对新疆各地州市相对贫困发生风险影响显著,经济和人力发展程度是影响空间贫困的主要驱动因素。(3) 相对贫困水平空间分布是各影响因子相互作用的结果,影响因子间存在明显的“木桶效应”,社会因素与其他因素的交互作用将加强对相对贫困的影响。因此,在区域经济的可持续发展过程中,精准减贫和扶贫政策起到了促进发展机会空间均等化的作用。

  • 区域发展
    刘艺欣, 裴婷婷, 陈英, 谢保鹏
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    乡村振兴战略是中国实现全面建成社会主义现代化强国的重大举措之一。依据乡村振兴战略内涵,构建乡村振兴发展水平评价指标体系,采用熵值法测度2013—2022年甘肃省85个县(区)乡村振兴发展水平,运用Dagum基尼系数、核密度估计方法分析乡村振兴区域差异。 结果表明:(1) 甘肃省乡村振兴发展水平总体呈上升态势,产业兴旺、生态宜居2个维度的发展增速最为明显。(2) 甘肃省县域乡村振兴发展水平呈现出“西北高、东南低”的空间分布特征,其中高水平区分布在河西地区,低水平区主要集中在河东地区。(3) 乡村振兴水平总体基尼系数呈波动下降趋势,区域间差异是导致区域差异的主要来源;甘肃省85个县域的乡村振兴发展水平呈现逐步收敛趋势,表现出一定的稳态性。据此,提出依据区域实际情况制定精准化政策以促进区域乡村振兴协调发展。