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过刊目录

  • 2023年, 41卷, 第06期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 山地景区康复性景观评价指标体系构建与实证
    明庆忠, 李燚, 邹建琴, 史鹏飞, 邓杨夏
    2023, 41(06): 785-798. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000787
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    山地景区康复性景观的科学分类与评价，可为山地康养旅游规划开发提供理论基础与方法论，而现有研究尚未深入。本研究结合文献研究、层次分析法和德尔菲法，构建了山地景区康复性景观分类体系与评价指标体系，并以云南丽江玉龙雪山景区为实证案例地，进行了康复性景观类型识别与系统评价。结果表明：(1)山地景区康复性景观分为自然康复性景观与人文康复性景观。其中自然康复性景观包含地文康复性景观、水域康复性景观、生物康复性景观与气象康复性景观，人文康复性景观包含建筑与设施康复性景观、历史遗迹康复性景观与人文活动康复性景观。(2)山地景区康复性景观评价指标体系具体包含生理健康、心理健康、社会健康与精神健康四个一级指标以及17个二级指标。(3)云南丽江玉龙雪山景区各类康复性景观评价结果均处于“较好”的评价等级，其中地文康复性景观与水域康复性景观的得分位居前二。本研究可为山地景区建设健康旅游目的地提供理论支持，亦可为山地景区康复性景观评价提供案例借鉴与方法参考。
  • 青藏高原湖泊变化的遥感测量
    陈军, 高婧潇, 汪永丰, 金璐
    2023, 41(06): 798.
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    <正>高原气温不断攀升，导致全球冰川退缩和多年冻土消融加剧，青藏高原藏北西风带影响区内的降水量逐渐增加，而藏南西南季风带影响区内的降水量逐渐减少，青藏高原湖泊水面面积、水位、水量等水文要素发生改变。青藏高原湖泊对气候波动表现出高度的敏感性，其动态监测数据为区域甚至全球气候变化研究提供重要证据。受恶劣自然环境的限制，
  • 祁连山排露沟流域径流对气候及下垫面变化的响应
    牛赟, 赵维俊, 许尔文, 董继业, 金铭, 任小凤
    2023, 41(06): 799-810. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000788
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    在全球气候变暖和人类活动的共同影响下，中国西北干旱半干旱区水循环变化与水资源再分配正在改变区域生态环境。在长时间序列尺度上，仍缺乏对西北内陆河径流变化机制与特征时空格局的统一认识。本研究以祁连山排露沟流域为试验区，基于量水堰实测长序列径流数据，采用线性回归法、Mann-Kendall、滑动t、Pettitt和累积距平等检验方法，分析排露沟流域1994—2020年径流序列的变化趋势和突变年份；以气象站监测和人工潜在蒸发观测数据为基础，采用Budyko假设水热耦合平衡模型对排露沟流域径流量变化趋势进行归因分析；以固定样地2003—2021年每木检尺数据，采用材积源生物量法，对排露沟流域15个乔木固定样地的1017棵青海云杉的碳密度进行估算。结果表明：(1)1994—2020年排露沟流域径流量波动变化，丰枯交替，但整体呈现增加趋势，2006年径流发生突变，突变后的年平均径流量增加了9.53×10~4 m~3,增加率为34.88%。(2)在2007—2020年的突变期，排露沟流域径流对降水、潜在蒸发和流域下垫面参数的弹性系数分别为3.15、-0.70和-0.68,且各因子对径流的贡献率分别为87.92%、19.97%和-7.89%,表明径流量对降水量变化最为敏感，气候因子中潜在蒸发对径流的影响大于流域下垫面的变化。(3)2003—2021年排露沟流域青海云杉平均碳密度为63.09 Mg C·hm~(-2),平均每年增长速率为1.94%。在人类活动干扰较小的条件下，森林植被的碳储量和碳密度变化是引起流域下垫面参数波动的主要原因。研究结果可为流域管理部门制定自然资源保护与水资源合理分配及调用方案提供科学依据，为生态环境保护部门在权衡林水效益方面提供参考。
  • 伊犁喀什河流域丰水期氢氧稳定同位素及水化学特征
    李瀛, 杨余辉
    2023, 41(06): 811-823. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000789
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    气温升高加速高山冰雪消融，造成伊犁喀什河的水文循环及水量平衡发生变化。关于该流域水汽来源、水体补给等问题的研究大都基于年际变化分析、氢氧稳定同位素的季节性对比，缺少针对丰水期、枯水期的特征分析，不利于系统探究丰水期及枯水期水体水化学控制因素或水体补给情况的个别差异。本文利用2018—2021年丰水期在新疆伊犁喀什河流域采集的不同水体水样，运用不同水体氢氧稳定同位素方程线比对及离子比值法，综合Piper三线图、Gibbs图等分析区域水体水化学、氢氧稳定同位素特征，探讨水体补给问题。结果表明：(1)研究区水体均呈弱碱性。地表水水化学类型为HCO_3-Ca型，地下水受石膏溶解影响，SO_4~(2-)含量增加，水化学类型为HCO_3-SO_4-Na-Ca型；(2)岩石风化作用是研究区地表水与地下水水化学性质的主要控制因素。地表水受到降水的轻微影响但不显著、井水受蒸发-浓缩作用影响；地表水离子主要来源是硅酸盐矿物或石膏，地下水离子主要来源为碳酸盐、石膏或硅酸盐矿物；(3)综合地表水与地下水水化学及不同水体氢氧稳定同位素特征分析，得出流域5—8月河水的主要补给来源是降水及冰雪融水；9月河水的主要补给来源是地下水及降水。本文对伊犁喀什河流域不同水体进行水化学及氢氧稳定同位素组成分析对了解流域水体补给关系、丰富内陆河流域的水文循环研究、保护当地水资源平衡和水环境具有重要意义。
  • 蒋家沟干热河谷区灌草层植被与土壤的养分分布及生态化学计量特征
    过怡婷, 张思盈, 刘颖, 沈婉玲, 林勇明
    2023, 41(06): 824-835. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000790
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    蒋家沟干热河谷区泥石流与滑坡灾害频发、植被枯败稀疏、土壤结构紊乱、生态环境脆弱，是金沙江上游生态严重退化的典型流域。植被和土壤在退化生态系统修复和治理中扮演着至关重要的角色。对该流域植被与土壤的研究，多侧重从单一物种或土壤酶活性等角度分析植被与土壤的养分耦合关系，缺少对灌草层植物体养分含量与土壤养分含量的耦合机制研究，即植被-土壤耦合机制机理尚不明确。本文选取蒋家沟干热河谷区典型灌草层植被，研究碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素在植被地上、根系和土壤的养分分布和生态化学计量特征及其相关性。结果显示：(1)与全国陆地植物平均水平相比，干热河谷区灌草层植被地上和根系表现出低C,高N、P、K的特点；土壤表现出低C高P的特点。(2)植被地上部分的C、N、P、K含量均显著高于根系，C、N、P含量均显著高于土壤；土壤K含量(56.05 g/kg)显著高于植被地上(18.43 g/kg)和根系(8.41 g/kg);除P∶K外(地上0.10>根系0.09>土壤0.01),其余5种化学计量比均表现为根系>地上>土壤。(3)灌草层植被地上、根系N、P、K含量及生态化学计量特征间均呈正相关，土壤与植被的C、N、P、K含量和化学计量比多数不存在相关性。(4)植被地上部分C∶N(21.07)、C∶P(247.05)、N∶P(12.32)均低于根系(分别为32.95、512.10和15.71),符合“生长速率假说”。根据N∶P、N∶K、P∶K判断，灌草层植被生长不受P、K限制而更易受到N的限制。根据C∶N、C∶P、N∶P判断，与全国表层土壤平均值相比，土壤贫瘠缺乏C、N元素，P有效性较低。(5)植被地上和根系在养分的分配过程中具有协同性。干热河谷区气候条件下植物应对策略为选择提高生长速率、降低养分利用效率。蒋家沟流域生态恢复应增加土壤有机碳和氮素的含量来改善土壤环境，降低N元素对植物的限制。本研究可为改善蒋家沟流域生态环境提供参考。
  • 基于加密探空资料的塔里木东风低空急流特征
    杨霞, 何清, 赵克明, 苏亚乔
    2023, 41(06): 836-845. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000791
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    塔里木东风低空急流位于中国西北干旱区，是造成新疆沙尘暴、暴雨、强对流等灾害性天气的直接影响因素。研究塔里木东风低空急流，一般基于每日两次的常规观测资料，时间分辨率较粗，不能完整反映其特征。本文利用2022年5月1日至30日新疆首次开展的大范围加密探空观测资料，揭示塔里木东风低空急流的精细特征及其与南疆降水的关系。结果表明：(1)加密观测期间，共出现17个塔里木东风低空急流日(占总观测日数的56.7%);与常规探空观测时次(00:00 UTC和12:00 UTC)相比，两个加密观测时次(06:00 UTC和18:00 UTC)观测到的塔里木东风低空急流的总次数更多。(2)在6个加密观测站中，仅若羌、库尔勒和民丰观测到塔里木东风低空急流；在同一时次，最多观测到两个站点同时出现塔里木东风低空急流。(3)若羌站出现塔里木东风低空急流的次数最多，平均风速最大，平均急流高度最高，急流的强度等级最强；库尔勒站其次。塔里木东风低空急流在若羌站呈现明显的入夜加强，正午减弱的特征；在库尔勒站和民丰站的昼夜变化不明显。(4)2022年5月南疆70.0%以上的降水日中有塔里木东风低空急流，暴雨日中塔里木东风低空急流的出现率高达83.3%;有塔里木东风低空急流影响时，南疆的降水范围更广，降水强度更大。研究结果可加深对干旱区低空急流的认识，并为南疆防灾减灾提供参考。
  • 河北蔚县山间外流盆地景观格局稳定性
    秦帮策, 方维萱, 邢再亮, 任建帅, 张新生
    2023, 41(06): 846-862. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000792
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    蔚县山间外流盆地位于燕山—太行山生态环境涵养区。随着全域旅游示范区建设和城镇化加速发展，其景观格局受到干扰，人、地、环境关系紧张。研究蔚县山间外流盆地景观格局稳定性，对探索区域平衡发展意义重大。已有研究多集中在历史人文景观空间分布和保护更新方面，关于土地类型和地质环境下的景观格局稳定性研究较为缺乏，实践参考意义不足。本文根据土地利用类型特征和构造岩相学特征，对蔚县山间外流盆地景观格局进行了3级解构；选取景观单元表型结构指数和景观区构造岩相学指标，基于GIS平台，分别对景观单元和景观区的稳定性进行评估；讨论景观单元和景观区耦合结构下的景观格局稳定性及影响因素，并提出防治规划建议。结果表明：(1)蔚县山间外流盆地景观格局中包含62种景观类型，由耕地、林地、草地等11类景观单元及剥蚀侵蚀中低山基岩景观区、盆山过渡带景观区等6类景观区耦合构成，整体以壶流河为对称中心呈渐变镶嵌分布。(2)景观单元次稳定和次不稳定区面积分别为1911.61 km~2和1093.25 km~2,累计占总面积的94%,景观区次不稳定区面积为2223.46 km~2,占总面积的69%,景观格局次不稳定区和不稳定区面积分别为1603.36 km~2和880.78 km~2,累计占总面积的78%。(3)景观格局稳定性受景观单元表型结构和景观区环境地质条件综合影响，基础级景观单元形状简单、分布聚集、规模大，中间级景观区远离断裂、地震活动性低、岩土体结构稳定、地形条件良好，高等级景观格局稳定。本研究成果可为蔚县山间外流盆地减灾防灾、空间规划及景观优化提供科学参考。
  • 蒙东地区乡村聚落空间演变特征及其影响因素
    米丹丹, 斯琴朝克图, 乌兰图雅, 红英, 王永芳
    2023, 41(06): 863-878. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000793
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    中国乡村发展进入转型发展的关键时期，呈现更加复杂和多元化的发展态势。乡村聚落的用地类型与空间布局是推进乡村振兴急需解决的关键科学问题。蒙东农牧交错区自然地理格局复杂、经济地理区位特殊，但该区域乡村聚落的空间演变规律及其驱动机理研究不足。本文基于1990年、2000年、2010年和2020年4期蒙东地区土地利用数据，借助GIS空间分析和地理加权回归等方法分析乡村聚落空间演变及其影响因素。结果表明：(1)蒙东地区乡村聚落规模差异显著，微、小型聚落居多。(2)乡村聚落核密度的空间分布非常相似，具有“南密北疏”的分布特征。(3)乡村聚落的规模和密度分布具有负相关的局部特征，聚落具有高密度-小规模集聚和低密度-大规模集聚的特征；(4)乡村聚落空间分异受自然和人文综合影响，空间差异显著。其中，人口密度和人均耕地面积呈正相关；距河流距离和乡村人口比重呈负相关；人均大家畜数量正负作用均存在，区域差异显著。研究结果可为内蒙古农牧交错区乡村聚落空间格局的优化及乡村振兴战略的实施提供科学依据。
  • 基于自然的横断山区居民基本生计消长效应及其地域类别性征
    方一平
    2023, 41(06): 879-890. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000794
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    面对气候变化这一全人类共同的挑战，居民生计必须适应社会生态系统的波动，生计产出才有更高、更强的韧性。动态的社会生态系统对生计的支撑效果监测是一个既复杂又尚待解决的难题，而开展基于自然的生计效应模拟是可持续生计研究的新方向。本文以干湿和用地条件为基础，以横断山区76个县(区、市)为样本，着眼居民日常基本生存状态表征，采用EViews 10软件探讨主要自然变量在居民基本生计维系中的角色和量变关系。结果表明：(1)自然系统主变量对本地居民基本生计的贡献率达到72%,充分体现了横断山区自然系统对居民基本生计支持的鲜明主导性，居民基本生计对横断山区自然系统的高度依赖性。同时，提升耕地量质是有效促进居民基本生计水平的最高优先序，而降低自然灾害风险、弱化生态系统脆弱性能有效收缩对居民基本生计产生的负向作用幅度。(2)在基本生计向富足生计转型过程中，耕地始终是极为关键的生计基础，耕地保护、农业生态系统功能保全直接影响横断山区居民的自然资本及其基本生计保障能力。(3)自然、社会系统对居民基本生计的支撑效应既因地理尺度而异，又因地域类型而别，也因发展阶段而变。着重生态和社会系统的协同配合是生计改进效应最大化的捷径。
  • 基于机器学习的库岸滑坡变形短期预测
    周剑, 汤明高, 裴芳歌, 李超瑞
    2023, 41(06): 891-903. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000795
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    库岸边坡是一个复杂的地质综合体，库岸滑坡是威胁库区安全的地质隐患。多数传统滑坡预测模型为静态模型，未将滑坡变形特征与位移预测二者结合考虑，不能实际反映滑坡演化过程中的动态特性。本文基于溪洛渡库区58处涉水滑坡变形监测结果，归纳了库岸滑坡变形规律，采用机器学习方法实现了不同特征滑坡变形趋势的短期预测。研究结果显示：(1)研究区年平均地表形变速率处于-116.841～265mm·yr~(-1),负值代表目标地物远离卫星方向位移，正值代表目标地物靠近卫星方向移动，其中存在缓慢变形滑坡13处，根据其累计位移曲线特征划分为：阶跃型、振荡型和持续增长型三类。(2)阶跃型滑坡滑面多为弧线型，其变形主要受库水位周期性变动影响；振荡型滑坡滑面多为折线型，其变形多受库水位和降雨共同作用；持续增长型滑坡滑面多为直线型，其变形主要受自身地质条件控制。(3)针对不同变形特征滑坡，采用长短时记忆(LSTM)神经网络模型考虑多因素耦合和滑坡演化状态建立了滑坡变形动态预测模型，通过评价结果验证，该模型具有较高预测精度及良好的适用性。研究结果可以为溪洛渡库区滑坡系统研究与防治提供依据，为库区不同变形特征滑坡短期预测提供新思路。
  • 浅层黄土滑坡易发性评价：以晋西黄土区蔡家川农地小流域为例
    王鑫盈, 马超, 张岩
    2023, 41(06): 904-915. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000796
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    黄土高原中部地区极端暴雨事件频发，引发大面积浅层滑坡和泥流灾害。随着全球变暖，降雨增加，中国西北黄土高原植被覆盖发生显著变化，不考虑植被因素的黄土滑坡易发性分区的评价方法需要改进。本文以晋西黄土区蔡家川流域农地小流域为研究对象，基于暴雨前后流域高分辨率图像、数字高程模型，野外滑坡调查和室内岩土测试，利用半定量的信息量模型、信息量-逻辑回归耦合模型和定量的物理模型，按有植被和无植被两种工况开展了浅层黄土滑坡易发性分区，并评估模型精度。结果表明：考虑植被时，半定量模型获取的易发性指数均下降，物理模型计算的稳定区面积显著增大，说明植被对浅层滑坡有抑制作用；考虑植被时，各个模型的评价精度都有所提高，信息量-逻辑回归耦合模型的精度高于信息量模型，物理模型的精度整体高于两个半定量模型。研究结果可为以暴雨滑坡为主要类型的小流域水土流失预测预报提供参考。
  • 降雨引起的两类不同浅层滑坡稳定性的计算模型——与“浅层黄土滑坡易发性评价：以晋西黄土区蔡家川农地小流域为例”一文商榷
    李同录, 袁思凡, 徐家隆, 胡向阳, 李萍
    2023, 41(06): 916-925. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000797
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    在“浅层黄土滑坡易发性评价：以晋西黄土区蔡家川农地小流域为例”一文中，采用SHALSTAB模型评价降雨引起的黄土斜坡浅层滑移稳定性。该模型是将降雨引起的斜坡水文模型和无限边坡稳定性评价模型结合，便于在MAPGIS中提取地形要素，进行区域性斜坡稳定性评价。模型假定基岩与松散层界面是滑动面，降雨在松散层中形成地下水，并平行基岩面向坡下流动，且为稳定流，排泄量与其上游汇水区的降雨量均衡。可以看出，SHALSTAB模型不适用于黄土斜坡。黄土为厚层非饱和土，斜坡中不存在类似于基岩面的隔水界面，也不会形成平行坡面的地下水流。降雨主要是向下入渗在黄土中形成一个湿润带，湿润带中的水不是潜水，而是毛细悬挂水，其中的孔隙水压力为接近0的一个负值，不存在SHALSTAB模型中的正孔隙水压力，因此在选用模型时，必须仔细甄别其适用条件。
  • 联合Sentinel-3雷达测高和光学影像的青藏高原典型湖泊水量变化估算
    陈军, 高婧潇, 汪永丰, 金璐
    2023, 41(06): 926-940. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000798
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    青藏高原湖泊对气候波动表现出高度的敏感性，其动态监测数据为区域甚至全球气候变化研究提供重要证据。受恶劣自然环境的限制，青藏高原大部分地区缺乏实地观测数据，现有的青藏高原湖泊变化分析，多基于遥感，湖泊水位与面积等数据通常来自不同卫星，数据之间存在时间上的偏离。本研究融合Sentinel-3 SRAL (SAR Radar Altimeter)雷达测高数据与相同卫星搭载的Sentinel-3 SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometer)光学影像监测了2016年4月—2022年9月青藏高原四个大型湖泊(阿牙克库木湖、色林错、青海湖、纳木错)的水位及面积变化。通过将监测结果与实测水位及与DAHITI水文产品对比分析，确认Sentinel-3雷达测高数据能够准确地反映高原大型湖泊水位的周际和月际变化特征。结果表明：(1)四个湖泊的水位在监测期内逐年上升，分别上涨了3.01 m、2.04 m、1.62 m、0.28 m。四个湖泊的面积与水位季节变化特征一般表现为：夏季季风期湖面显著增大，非季风期逐渐减小。(2)湖泊水位在第二季度最低，第三季度末或第四季度初上升到峰值。四个湖泊的水量在监测期内也均呈现出不同程度的涨幅，其中青海湖的水量增长最大，达到了7.381 km~3;纳木错水量变化最小，监测期间仅增长0.072 km~3。(3)比较DEM估算水量法和经验公式法分别拟合出的水量线性变化趋势，证明基于Sentinel-3数据进行的湖泊水量估算的准确性。(4)以阿牙克库木湖为例，通过探究其水位周变化与降水量日变化之间的对应关系，证明了降水是湖泊水位变化的主要影响因素。本研究利用Sentinel-3同时具备光学影像和测高数据的优势，避免使用不同卫星数据组合由于时间延迟而造成结果的不确定性，为青藏高原的水资源平衡研究提供了独特的数据应用方案。