山地学报

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邓伟, 谭琳, 杨才, 张悦

2021, 39(02): 163-173. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000584

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2021年是中国共产党建党100周年,伟大的中国革命实践在山地留下了艰辛、苦难和辉煌的足迹,形成了丰富而珍贵的红色文化遗产,也是极为重要的精神财富。根据红色资源类型,高质量地发展红色旅游业,对传承和弘扬革命传统,培养中国特色的社会主义事业的建设者,具有重要现实意义和深远历史意义。中国山地红色旅游资源类型多,以革命圣地、伟人故里、历史事件遗址、烈士陵园等为主,主要集中分布在湖南、江西、贵州、四川、陕西、山西等山地省份。红色旅游高质量开发要解决分类定位及其文化内涵挖掘不足的问题,坚持明确的主题导向原则,突出重点,增强体验性和敬仰性。系统构建红色旅游体系,并与区域观光休闲旅游融合发展,统筹兼顾经济、社会和生态效益,开创符合新时代要求的中国山地红色旅游。

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中高纬度山区气温空间化的方法比较研究——以大兴安岭北麓为例

李叶, 张艳红, 陈子琦, 刘兆礼

2021, 39(02): 174-182. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000585

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为比较和探讨中高纬度山区多种气温空间插值方法的精度及适用性,本文利用大兴安岭山脉北段及其周边区域气象站点实测气温数据,以平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)作为评价指标对六种气温空间插值方法进行精度比较。研究结果表明:(1)反距离权重插值法(IDW)、普通克里金插值法(OK)、样条函数插值法(Spline)三种传统的气温插值方法只能粗略反映气温要素的空间分布状况,不适合气象站点稀少而地形起伏较大的区域。(2)BP神经网络(MAE:0.62℃～1.43℃,RMSE:0.84℃～2.02℃)和线性回归+残差内插的空间插值算法(MAE:0.61℃～1.55℃,RMSE:0.82℃～2.30℃)优于常规的插值方法,且BP神经网络算法能较好地反映研究区地形的高低变化以及山脉的走向。(3)在一天中的12:00—22:00时间段内,六种气温空间插值方法的插值精度与插值效果都不理想。对比六种气温空间插值方法表明,BP神经网络算法对研究区气温空间模拟效果最好,且插值效果与训练样本数量成正比。本文可为中高纬度山区气温空间化研究提供参考。

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川西亚高山暗针叶林土壤温度和水分动态及其与气象因子的关系

赵广东, 陈健, 史作民, 杨洪国, 许格希

2021, 39(02): 183-193. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000586

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暗针叶林是川西亚高山林区的主要森林类型,但目前亚高山暗针叶林气象因子与土壤温度、水分的相关性及其对土壤温度、水分的影响程度尚不清晰。本文运用Pearson相关分析和随机森林模型,分析了2019年川西亚高山暗针叶林土壤温度和体积含水量的动态变化特征及其与气象因子的关系,探讨了气象因子对土壤温度、土壤体积含水量的影响大小。结果表明:(1)5、20和40 cm深度处的土壤平均温度分别为3.97℃、3.82℃和3.80℃,土壤平均体积含水量分别为18.74%、25.08%和12.82%。三个深度处的土壤月平均温度均为1月最低、8月最高,而土壤月平均体积含水量的变化趋势则随深度而不同。(2)在气象因子风速风向、空气温湿度、太阳辐射、光合有效辐射、大气压、降雨量、饱和水汽压差中,除土壤温度与降雨量、土壤体积含水量与风向无显著性相关性(P>0.05)外,三个深度处的土壤温度、体积含水量与其他气象因子均显著相关(P<0.05)。(3)依据随机森林模型的增长均方误差大小,极显著影响5、40 cm深度处土壤温度和三个深度处土壤体积含水量的前四个气象因子均为空气温度、风速、空气相对湿度、大气压(P<0.01),而空气温度、空气相对湿度、风速、大气压则排在极显著影响20 cm深度处土壤温度的前四位(P<0.01)。研究结果可为认识亚高山暗针叶林小气候特征及其对未来环境变化的响应提供参考。

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武夷山林地土壤酶活性差异及土壤肥力质量评价

陈佳, 姚成硕, 林勇明, 吴承祯, 李键

2021, 39(02): 194-206. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000587

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关于武夷山土壤理化性质与土壤酶活性的研究主要集中在对不同人工林间的差异及其二者之间相关性的探讨,而对该地区不同林地类型土壤酶活性差异及与土壤肥力相关性的研究仍是空白。本文从土壤酶与土壤理化性质相关性的角度出发,采用单因素分析法、Pearson相关性分析法、主成分分析法等,对武夷山风景名胜区内6种不同的人工林(鹅掌楸、拟赤杨、杉木、枫香、马尾松和南酸枣人工林)以及天然次生阔叶林的森林土壤质量进行评价,探究在该区域将土壤酶活性作为评价土壤肥力重要指标的可行性。结果表明:4种土壤酶活性均受到林地类型的显著影响,并且随着土层深度的加深而减弱;4种土壤酶与pH值均呈显著负相关(P<0.05),脲酶与有机质、有效磷呈显著正相关(P<0.05),过氧化氢酶与有机质、全氮、水解氮、有效磷呈显著正相关(P<0.05),蔗糖酶与有机质、全氮、水解氮、有效磷呈极显著正相关(P<0.01),磷酸酶和有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾呈极显著正相关(P<0.01),该区域土壤酶活性与土壤理化性质相关性较高,可作为肥力评价的重要指标;土壤肥力质量综合评价分值由大到小依次为:天然次生阔叶林(0.61)、拟赤杨人工林(0.28)、南酸枣人工林(0.26)、枫香人工林(-0.06)、鹅掌楸人工林(-0.19)、马尾松人工林(-0.42)、杉木人工林(-0.47)。将土壤酶活性作为评价武夷山土壤肥力的重要指标,对于武夷山风景名胜区内森林资源的可持续开发和利用具有重要的实际意义,同时也能够为维系周边区域人工林地土壤肥力、改善人工林林地生产力提供科学依据。

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实验条件下紫羊茅种群植被混凝土的固土护坡性能

熊丹伟, 陈芳清, 谭向前, 李双洋, 黄永文

2021, 39(02): 207-217. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000588

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植被混凝土是一种近年来在工程边坡治理中广泛应用的生态防护新技术。植物在植被混凝土不同生长时间固土护坡性能的变化还不清楚。本研究以紫羊茅为对象构建了植被混凝土,通过模拟边坡生长条件,测定紫羊茅植被混凝土在不同生长时间植物地上部与地下部生长特征、茎叶截留效应、以及根土复合体抗剪切强度、抗侵蚀性和根系抗拉强度,揭示了紫羊茅植被混凝土的固土护坡特性及其时间动态,以促进紫羊茅植被混凝土技术的应用。结果表明,紫羊茅的生长状况在成熟期(135～180 d)达到最佳。随着生长时间的延长,紫羊茅茎叶最大截留量逐渐增加,而茎叶最大截留率则呈先增加后减少的变化趋势。茎叶最大截留率在植被生长成熟期(180 d)达到最大值(72.27%),比生长初期(45 d)高33.24%。紫羊茅根系的存在能显著增强植被混凝土基材的固土性能,其抗剪性能和抗侵蚀性能与对照相比分别增加了74.17%和155.23%。植被混凝土的固土性能随着生长时间的延长而不断增加,在临近衰亡期(225 d)达到最大值,与生长初期相比则分别增加了152.55%和86.59%。本研究可为紫羊茅植被混凝土技术在山区工程边坡生态治理中提供参考。

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成都粘土泥浆流变模型探讨

梁瑛, 曹文豪, 季宪军, 潘华利, 欧国强

2021, 39(02): 218-225. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000589

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泥浆是泥石流动力学的重要研究对象。细小的黏性颗粒是黏性泥石流泥浆的基本组成部分,传统流变模型可以描述粘性泥石流中颗粒物质相互作用,然而各灾害点物质组成的差异性使得泥浆流变模型的应用各有不同,且当前研究缺少对不同模型应用的详细讨论。本研究利用MCR301流变仪,开展不同含水量成都粘土泥浆流变实验,分析成都粘土泥浆剪切应力随剪切速率变化过程、含水量对剪切应力的影响;对比分析幂律模型、宾汉模型和Herschel&Bulkley模型(H-B模型),拟合各含水量成都粘土泥浆的流变实验结果。得出如下结论:(1)随着含水量由50%增大到400%,成都粘土泥浆切应力迅速降低,由超过8000 Pa降低到5 Pa左右;当剪切速率约为0.2 s~(-1)时,剪切应力随剪切速率增加而迅速增大,但当剪切速率大于0.2 s~(-1)时,剪切应力随剪切速率增加而增长缓慢,成都粘土泥浆表现出典型的剪切稀化非牛顿体流体;(2)H-B模型能很好地反映各含水量成都粘土泥浆剪切应力与剪切速率的变化全过程(剪切稀化),是拟合成都粘土泥浆流变过程的最佳数学模型;(3)泥浆屈服应力(τ_(HB))和流动指数(η_(HB))随含水量的增加迅速减小。本文流变模型实验的开展和研究对深入认知和探索泥石流致灾全过程具有重要意义。

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大型滑坡坝溃决对下游河谷坡岸的影响分析——以白格滑坡下游50 km内的河谷边坡为例

刘青, 王伟, 高星, 兰恒星

2021, 39(02): 226-237. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000590

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堰塞湖的泄流会对下游河谷边坡造成严重的冲刷,对下游居民的生产生活及基础设施的安全造成威胁。为了研究堰塞湖泄流对下游河谷边坡的影响,选取了具有足够代表性的金沙江白格滑坡下游一定范围(50 km)的河谷边坡为代表区域,将遥感信息提取技术、GIS技术与空间分析等方法相结合,定量地研究了堰塞湖泄流对河谷边坡的影响;并综合考虑了河流形态发育中的重要影响因素,从地形、地貌和地质三个方面分析了不同影响因素对冲刷效果的影响。结果表明:(1)冲刷面积在河流弯曲度较大的地方普遍较大;(2)坡度与冲刷面积呈幂律分布,且在坡度35°～40°范围内冲刷作用最强;(3)地质岩性对冲刷面积的影响作用显著,受风化作用影响,花岗岩分布的区域相较于大理岩冲刷面积普遍较大;(4)在当前研究的尺度和精度下,地貌要素与冲刷面积具有一定的相关关系。本研究成果可对该区域滑坡灾害的预防以及大型工程选址建设提供参考。

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岷江上游山区生态福祉波动的人类活动干扰研究

张羿轲, 方一平, 杨悦, 徐云

2021, 39(02): 238-247. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000591

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探究人类活动对生态福祉的影响机制与作用规律,实现对人类活动的有效调控,是维持地区环境与社会经济可持续发展的重要途径。现有研究主要聚焦于人类活动干扰导致区域生态格局产生变化的过程和原因等,而相对缺乏人类活动与区域生态福祉间的相关性研究。本文利用当量因子法、突变理论及贬值率模型对岷江上游1995年、2005年和2015年生态福祉进行测度,探究人类活动对生态福祉效率的作用方式。结果显示:(1)研究时段内地区人口增长速率大于生态恢复速率,人均生态福祉除汶川县略有增长外,其他地区均呈降低趋势;地区消费等量生态系统服务所获得的经济收益逐期增大,各地区生态-经济产出效率均呈上升趋势。(2)人均生态福祉低值中心和高值中心的空间分布与生态-经济产出效率大致相反,呈现此高彼低的态势。(3)Pearson相关分析显示城镇化率与人均生态福祉呈负相关,基础设施密度、城镇化率、科技发展水平和二产业占比等人类活动因子与生态—经济产出效率呈正相关。本研究可为调控人类活动类型、方式及强度,提升当地居民福祉实践提供理论依据。

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乡村转型背景下山-坝系统土地利用景观耦合与协调演变以贵州省6个山-坝系统为例

张涵, 李阳兵

2021, 39(02): 248-261. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000592

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开展土地利用景观耦合与协调研究是土地利用优化的重要路径之一。当前相关研究多集中在地形平坦且经济发达的中国东部,对地形崎岖和经济欠发达山区的乡村土地利用转型的研究相对较少,且缺乏深入揭示山区坝地景观格局与土地利用的耦合研究。本文对西南山地山-坝系统的定义、类型进行探讨,总结山-坝系统土地利用景观耦合演变模式、土地利用景观差异化演变过程和多样化演变路径,并以贵州省6个典型的山-坝系统进行实证探讨,结果发现:(1)山-坝系统按照土地利用主导类型可划分为工业主导型、农业主导型、商旅服务型和综合发展型等四类;(2)山-坝系统景观耦合演变模式可分为强协同山-坝系统景观耦合模式、中度协同山-坝系统景观耦合模式、弱协同山-坝系统景观耦合模式;(3)工业主导型、农业主导型、商旅服务型和综合发展型山-坝系统的景观与土地利用类型演变路径和发展阶段特征各异,同一类型山-坝系统因山坝组合差异,其演变路径存在差异性和多样性的同时,山坝间又相互联系、相互作用。研究结果提供了贵州典型山-坝系统土地利用景观耦合与协调演变案例,对推动西南山区乡村振兴和可持续发展具有重要的理论及现实意义。

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成都市景观格局与生态系统服务的关联效应

周爽, 刘邵权, 彭立

2021, 39(02): 262-274. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000593

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随着城镇化进程的加快,城市景观格局发生巨大变化,进而引起城市生态系统过程和结构变化,降低了生态系统功能的发挥和服务供给。然而,目前关于城市景观格局与生态系统服务的时空变化关系的定量研究较为缺乏。本文以成都市为研究区,利用景观指数分析、InVEST模型和皮尔逊相关分析等方法,分析2000—2015年土地利用中景观格局、生态系统服务时空变化特征,并使用地理探测器模型甄别两者之间的关系。结果表明:(1)研究期内建设用地、林地面积呈增加趋势,耕地和草地面积呈减小趋势。土地利用类型主要是在耕地、草地、建设用地和林地之间转移。(2)成都市整体景观的破碎度和异质性增强。(3)生态系统服务中,碳固存、作物产量、产水量和生境质量呈减少趋势,水土保持呈增加趋势。产水量自西向东呈"龙门山区—成都平原—龙泉山区—西部丘陵区"梯度式变化。多重生态系统服务景观指数整体上呈增长趋势,这可能与生态系统服务间以协同关系为主、权衡关系为辅有关。(4)城市生态系统服务受城市景观格局的显著影响,是城市景观对生态系统多维度综合作用的表征。本研究结果可为成都市的规划和生态建设工作提供科学有效的支撑,对深入城市景观生态学研究、指导城市空间规划具有实践意义。

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基于结构方程模型的社区居民感知对旅游发展态度影响研究

武晓英, 李辉, 周彬

2021, 39(02): 275-289. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000594

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剖析乡村社区居民的旅游感知和旅游发展态度,推动其参与和支持旅游发展,对促进社区旅游可持续发展具有重要意义。我国以往的研究区域多集中在东部,针对西部民族地区的研究较少,且量表侧重强调旅游影响的结果,对居民感知变化的过程反映不够。本研究以社会交换理论和旅游地生命周期理论为基础,以"三生理念"为指导,在对已有测量量表进行补充和完善的基础上,基于贵州省黔西南州万峰林布依族社区问卷调查数据,构建结构方程模型,揭示社区居民生产、生活和生态感知对旅游发展态度的影响。结果表明:(1)案例地旅游社区居民的生产感知和生活感知对旅游发展态度有显著正向影响,而生态感知对旅游发展态度具有正向影响的假设没有获得支持;(2)从路径系数值大小来看,案例地社区居民生活感知对旅游发展态度的影响程度最大,生产感知的影响程度次之;(3)从观测变量来看,家庭工作类型和收入受生产感知的影响强度较大,住房和医疗卫生条件受生活感知的影响强度较大,水质量和土壤质量受生态感知的影响强度较大。研究结论揭示了处于发展阶段的民族旅游地影响居民旅游发展态度的主要因素,政策建议可为案例地社区实现生产集约、生活宜居、生态良好和旅游可持续发展提供一定的理论和实践参考。

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基于能量守恒和3S技术的分布式冰川融水径流过程模拟

杜常江, 陈飞, 李法虎, 雷廷武

2021, 39(02): 290-303. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000595

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面向对象的分布式冰川融水径流模型的建立,不仅可以提高模拟计算的精度,而且可清楚地反映冰川融水径流各影响因子的特征,对研究中国西部地区流域水文循环具有重要意义。本研究借助3S技术,根据能量守恒和水量平衡原理,建立了包括栅格冰川融水、融水产流以及汇流子系统且具有严格物理意义的分布式冰川融水径流过程模型。通过DEM数字高程技术,提取流域地理信息;基于Landsat-7卫星遥感影像,反演获得流域的冰川覆盖信息和地表反射率信息。将获取的这些信息作为冰川融水径流过程模型的基本输入数据,分别对扎当冰川和七一冰川融水的日径流过程进行了模拟计算。结果显示,该模型对2个冰川径流量日变化过程的模拟结果与实测过程一致。2个冰川的日径流峰值与其实测值的差异小于6.0%,日径流过程的Nash-Sutcliffe效率系数均大于0.81。所建模型计算结果可靠,可以为实时预测冰川融水径流变化过程提供技术支撑。

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亚洲高山区雪崩灾害时空分布特点及其诱发因素分析

郝建盛, 黄法融, 冯挺, 李兰海

2021, 39(02): 304-312. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000596

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雪崩灾害严重威胁亚洲高山区社会经济发展,掌握亚洲高山区雪崩灾害的时空分布特点及其影响因素对雪崩灾害防治具有重要的理论及现实意义。本研究采用文献分析、数据整理等方式,收集了2009—2019年间亚洲高山区的雪崩灾害数据,基于雪崩灾害活跃指数定量分析不同时空雪崩的活跃度,阐明亚洲高山区雪崩灾害的时空分布特点及其影响因素。结果展示:(1)10月到次年4月为亚洲高山区雪崩灾害危险期,2月下旬和3月为雪崩的危险性和活跃度的高峰期。(2)由于积雪特性和气候的差异,不同山区的雪崩活跃度和受灾程度呈现显著差异。64%的雪崩灾害事件发生在帕米尔高原和克什米尔地区为中心的天山、西喜马拉雅山、兴都库什山区,该区域的雪崩造成的伤亡人数占总伤亡人数的78%。(3)多数雪崩灾害事件是由自然因素(强降雪、温度剧增、雨夹雪、地震和风等)诱发,其中强降雪诱发的雪崩灾害最多,其次为春季快速升温诱发的雪崩。本研究可为评估在气候变化下亚洲高山区雪崩灾害未来发展趋势和应对防治策略的研究提供数据支持。

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