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    Mountain Research. 2024, 42(01): 1-13. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000799
    森林苔藓和枯落物在水土保持、水分涵养方面具备重要作用,但现有研究多单一关注苔藓或枯落物,对苔藓-枯落物层的整体效应的认识较少,尤其针对高海拔西南森林林下的苔藓-枯落物层,更为鲜见。本文以川西贡嘎山针叶林和阔叶林地被层(苔藓、枯落物)为研究对象,通过野外调查、采样瓶取样浸水试验,分析了单一苔藓、单一枯落物及苔藓-枯落物整体的持水特征。结果表明:(1)贡嘎山苔藓和枯落物最大持水率为327.9%~432.6%,最大持水量为16.6~79.4 t/hm~2,有效拦蓄量为7.1~34.2 t/hm~2。针叶林比阔叶林具有更大的持水能力和水分拦蓄能力。(2)不同地被组分中,苔藓-枯落物层持水率、有效拦蓄率、持水量和拦蓄量最大,苔藓显著提高了针叶林地被层的水源涵养能力;(3)地被层持水量与时间呈对数关系,吸水速率与时间呈幂函数关系,不同组分持水量和持水率均在0~2 h内迅速增长,2~12 h内缓慢增长,12 h时几乎达到饱和状态。(4)与单一苔藓或枯落物层相比,苔藓-枯落物整体的吸水速率更快,具有更高效的短期降水拦蓄能力。本研究结果可为亚高山森林水源涵养和生态水文研究与保护提供参考和理论基础。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 14-26. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000800
    土壤可蚀度是估算土壤侵蚀量和评价水土保持功能的关键参数。鉴于国家级水土保持重点预防区——祁连山区的土壤可蚀度研究仍处于碎片化状态,本文以水土保持区划为基础,综合考虑水力和风力侵蚀因子,运用空间分析和地理探测器方法,探究祁连山区综合土壤可蚀性指数(Comprehensive Soil Erodibility Index, CSEI)分布特征及其驱动因子。结果表明:(1)祁连山区域CSEI值为0.16~0.54,中值区(0.20~0.40)占地最大,大多位于研究区东部和中北部,少数位于西部。(2)坡度、年降水量和NDVI对CSEI空间分异影响显著。(3)双驱动因子对CSEI的解释力均高于单因子,呈非线性或双因子增强,各区驱动因子差异显著,陇中丘陵沟壑蓄水保土区(Ⅰ区)为年均风速∩NDVI(q=0.95),河西走廊农田防护防沙区(Ⅱ区)和祁连山山地水源涵养保土区(Ⅲ区)为年降水量∩NDVI(q=0.73和0.63),柴达木盆地农田防护防沙区(Ⅳ区)为土地利用∩年均温度(q=0.37),青海湖高原山地生态维护保土区(Ⅴ区)为土地利用∩NDVI(q=0.65),柴达木盆地农田防护防沙区(Ⅵ区)为年降水量∩年均风速(q=0.17)。综合分析得出,祁连山西部地区降水少、风速强、土壤可蚀度较高;东部地区降水量相对较多,植被覆盖度高,土壤可蚀度低。研究结果可为祁连山区开展山水林田湖草沙生态保护工程、因地制宜制定修复政策提供理论依据。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 27-36. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000801
    川中丘陵区紫色土坡耕地水土流失严重,影响农作物增产增收。水土保持植物篱措施是提高土壤的抗侵蚀能力的有效生态手段。以往土壤抗蚀性的研究多集中于黄土高原,较少涉及植物篱作用下紫色土坡耕地抗蚀机理方面的研究。本文以新银合欢(Leucaena leucocephala)和香根草(Vetiveria zizanioides)为研究对象,基于试验站坡耕地小区定位观测的基础数据,结合土壤采样和实验分析,利用主成分分析法对种植不同植物篱的坡耕地土壤抗蚀性进行了综合评价。结果表明:(1)在分析11项指标后,2项主成分指标对解释土壤抗蚀性贡献率达到82.7%,其中水稳性团聚体被认定为关键指标。(2)植物篱显著提高了表层土的抗蚀性。与无植物篱的样区为对照,10°坡耕地上香根草和新银合欢植物篱小区的土壤抗蚀性综合指数(SERI)分别比对照区高2.048和0.853,15°坡耕地上香根草植物篱的SERI比对照区高1.321;且植物篱下侧的土壤抗蚀性高于植物篱上侧,在10°和15°香根草植物篱小区,植物篱下侧抗蚀性指数分别达到上侧的2.0倍、1.5倍,而10°新银合欢植物篱小区的下侧抗蚀性综合指数达到上侧的1.1倍。(3)相较于新银合欢植物篱小区,香根草植物篱小区土壤表现出了更高的抗蚀性,且两种植物篱小区下侧土壤抗蚀性均优于上侧,选择密植草本植物篱并重点防治植物篱上侧土壤可有效减少坡耕地水土流失。研究成果可为川中丘陵区水土流失治理及农业增产提供科学依据。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 37-46. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000802
    全新世时期形成的连续性古洪积层是追溯古环境信息的可靠记录。重庆市丰都县玉溪遗址存在多期连续的文化层与洪积层,但已有研究并未系统分析该遗址区的古洪水发生机制及其气候背景,并且缺乏基于多期古洪积层的周期性研究。(1)本文基于动物骨屑AMS~(14)C年代数据,用Bacon程序拟合玉溪遗址剖面的沉积-年代关系,判定玉溪剖面古洪积层形成时段为约6.4 ka BP~7.3 ka BP。(2)古洪水沉积序列的粒度和端元分析结果显示,玉溪古洪积层由细粉砂-粉砂组成,表明古洪积层为溢岸憩流和滞水缓流堆积而成。(3)孢粉组合、磁化率、Rb/Sr和Si/Al比值等环境指标显示,玉溪剖面的古洪水沉积经历了早期湿热、中期温干、晚期暖湿三个阶段,其中古洪积层在温干阶段的沉积速率最大(30 cm·(100a)~(-1)),而且古洪水发生的频率亦高于湿热期。(4)古洪水沉积序列的小波功率谱分布特征表明,玉溪剖面的古洪水存在约30 a的短周期和约350 a的长周期;其长周期与区域性气候冷事件相关、短周期与ENSO事件导致的夏季风异常有关。本文提出的搬运洪积物的三种动力类型、干湿期古洪水的沉积速率差异以及古洪水泛滥的长短周期,对研究新石器早期重庆地区的人地关系和长江上游的洪水发生机制有参考意义。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 47-59. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000803
    群体建筑结构的分布格局、结构形式等因素影响泥石流冲击过程和致灾表现。泥石流冲击存在绕流现象、放大作用和遮蔽效应,泥石流与建筑群之间存在复杂的流固耦合模态,但针对这类泥石流承灾体群体效应的过程与机制仍不清晰。本研究通过野外调查、物理实验和数值模拟等方法,调查泥石流承灾体群体效应特征,反演泥石流冲击流场分布和建筑损伤过程,提出了一套建筑群对泥石流的承灾动力响应特征分析方法。研究结果表明:(1)泥石流流场存在放大作用。面对泥石流冲击,建筑群的破坏导致沟道区域流速增加20%,建筑群区域流速增加46%。(2)泥石流流场存在绕流现象。建筑群阻碍泥石流直进输运,导致建筑拐角之间存在局部压力高度集中现象。(3)在建筑群中存在明显的遮蔽效应。失去建筑的上游遮蔽保护可使下游建筑受到的泥石流冲击强度增加120%。(4)泥石流致灾过程中,建筑群周边与内部的泥石流冲击特征差异明显。在建筑群外围,受前排建筑破坏的影响,泥石流流线后排建筑受泥石流冲击时刻提前10 s,泥石流冲击强度增加速率达2.1倍;(5)泥石流对建筑群内建筑冲击强度分为冲击力急剧增加—缓慢增加—逐渐稳定三个阶段,对应泥石流流深增高、缓慢淤积过程。研究结果可以为泥石流易发区村落城镇的建筑规划布局和防灾减灾措施提供科学参考。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 60-69. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000804
    冰碛湖坝体表面形变是指示坝体稳定性的重要参数。针对高寒区冰碛坝形变监测,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术仍然存在一定的技术缺陷,而基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PS-InSAR)的遥感技术方面应用尚未见报道。西藏龙巴萨巴湖位于中国和印度、尼泊尔交界处,其冰碛坝具有高溃决风险。本文基于75景Sentinel-1A影像及PS-InSAR技术,以龙巴萨巴湖冰碛坝为研究对象,分析2017年2月至2023年4月期间,坝体表面形变特征及影响因素。结果表明:(1)2017—2023年龙巴萨巴坝表面体总体呈下沉趋势,平均形变速率为-2.76±0.66 mm/a。坝体明显表面下降区主要分布沿湖水岸一带,占坝体总面积的43.3%,平均下沉速率为16.82±1.55 mm/a,坝体中部存在东南—西北贯通的显著沉降区,其中最大形变永久散射点(PS点)形变速率达到-81 mm/a;中部坝体出现抬升现象,抬升区面积占坝体总面积的9.8%,平均抬升速率为17.38±2.43 mm/a,其中最大形变PS点形变速率达到43.90 mm/a;坝体外缘区变形率相对较小,在-4~4 mm/a内波动(平均形变速率为0.53±0.23 mm/a),占坝体总面积的41.11%。(2)在监测时间段内,年内不同月份沉降区面积占比为39.1%~65.8%,其中,7月沉降面积最大,占坝体总面积的65.8%;年内抬升区面积占总面积比的22.3%~38.3%,2月份坝体抬升面积最大。(3)坝体表面总体形变与坝体热通量年收支盈余、坝体内部埋藏冰发育、内部水分运移冻胀等因素有关。本研究结论可用于评估龙巴萨巴冰碛湖的危险性,为冰碛湖溃决模拟及防灾减灾提供理论依据。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 70-80. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000805
    岸坡消落带是库水位升降形成的干湿交替作用区域。与岸坡其他地段相比,岸坡消落带水岩作用强烈,不断改造库岸的形貌特征,影响岸坡的整体或局部稳定性。消落带岩体劣化研究在劣化特征、劣化分类,以及劣化评价方法、指标研究方面存在不足。本文以三峡库区秭归和巴东干(支)流碳酸岩岸坡消落带岩体为研究对象,采取调(勘)查与试验、“比拟法”等综合分析方法,对碳酸岩消落区岩体劣化特征、过程及机制进行了系统研究,得到以下结论。(1)基于岸坡消落区岩体劣化的宏观效应,可划分为4种劣化类型;库水和地下水联动作用影响消落区岩体劣化的范围,沿深度方向呈现逐渐减弱的趋势,根据岩体劣化程度,可划分为3个区。(2)岩体各类结构面劣化最为严重,尤其是裂隙结构面,控制着岩体劣化的主要特征和类型。(3)库水作用方式和水的溶蚀性强弱影响岩体劣化的进展和演化发展模式。(4)根据库水与岸坡地下水联动程度,结合工程应用,提出了碳酸岩岸坡消落带岩体劣化的评价指标和评价方法。研究成果对消落带岩体劣化评价及岸坡稳定性演化评价具有一定的参考意义。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 81-93. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000806
    评估脱贫地区乡村振兴水平是探索多元化高质量乡村振兴道路的必要条件。已有乡村振兴评价指标体系构建多从乡村振兴总体要求出发,缺乏从产业、人才、文化、生态、组织振兴角度的定量评价研究。本研究以江西罗霄山脉脱贫地区为例,基于县域尺度在五大振兴基础上建立评价指标体系,利用趋势面分析方法探索乡村振兴水平的时空演变,利用障碍度模型探究乡村振兴水平的主要障碍因子。结果表明:(1)2010—2020年江西罗霄山脉脱贫地区乡村振兴总体水平呈现上升态势,低水平县域不断缩减;各县域乡村振兴逐步由“单极化”与“低水平”向“均衡化”与“高水平”发展,其中产业、文化、生态振兴水平增长显著,组织与人才振兴水平增长缓慢,且存在近半数县域与高水平乡村振兴存在一定差距,乡村振兴向高质量发展仍然有待提升。(2)乡村振兴水平的空间演化趋势在南北方向上基本保持“北低南高”的态势,东西方向上由“东高西低”向“西高东低”转变,总体差异不断缩减。乡村振兴的过程主要是由产业、文化、生态振兴所驱动,与当地生态文明示范区、南方集体林区等区域特征相对应。(3)10年间,农业生产下土地生产率与单位耕地机械总动力障碍度上升最为显著,逐渐成为主要障碍因子,至2020年障碍度均值分别为17.22%、15.70%,提升土地生产率与农业机械化水平成为未来乡村振兴的关键所在。本研究可为脱贫山区更好地协调人地关系,巩固脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接,以及实现乡村全面振兴与高质量发展提供参考。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 94-107. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000807
    巴渝地区多样性与异质性地理环境孕育了极具特色的传统聚落空间。传统聚落研究大多探究其空间形态、形制格局、类型特征及演进规律,而针对多文化汇集区——武陵山片区传统聚落空间形态及其环境适应性的综合解析框架的整体性不足,没有考虑与社会环境多因子要素相结合。本文以丘陵山谷地区的重庆黔江土家族聚落凤台村为研究对象,采用空间句法作为分析工具,通过对整合度与聚落结构、选择度与聚落节点、理解度与聚落界面的模拟分析,探讨以环境适应性为核心的耦合互动机制,并进一步结合地理环境、生计环境和文化环境等多因子影响因素,具体阐释这种互动机制的诱因、制约、协同与调适过程。研究发现:(1)凤台村聚落空间呈带状分布,空间组织受主轴线与等高线双重限制,空间布局呈现中部聚集,边缘分散的形态,并最终形成顺应地形、平行轴线、均匀分布的聚落肌理,具有相似特征的聚落形态在渝东南、鄂西南、湘西北等中国南方山地区域广泛分布。(2)凤台村聚落沿山谷等高线布局,呈现出“长街短巷”空间特征,是基于民间生活习俗自下而上形成的聚落主体结构,该街巷结构空间承载了集约生产、公共生活、邻里交流等多重功能,体现了丘陵谷地区域乡土社会的特色结构。(3)凤台村聚落的公共空间分为生产性、生活性和文化性三类。其中生活性空间连接性较高,与当代农业生计的延续相关;文化性空间的选择度有限,与公共空间环境配套不足下的行为感知度弱化有关。(4)凤台村聚落界面是人地关系下自然与人工机制的相互作用结果,反映了聚落共同体基于生计方式、民俗文化和自然地理的互动机制;形成了明确的生活区、生产区和公共文化区,展现了乡土社会多民族交融的文化习俗。本研究可为传统聚落遗产保护修复、文化旅游开发以及乡村全面振兴建设提供理论支撑,为丘陵谷地传统聚落的可持续发展提供实践指导。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 108-122. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000808
    地名体现鲜明的地方特色,承载丰富的文化内涵。开展乡村地名研究对多民族融合地区的乡土文化传承具有重要的现实意义。目前多民族融合的水系流域乡村地名空间分布特征及影响因素研究相对较为缺乏。本文以三峡库区(重庆段)乡村地名为研究对象,综合运用数理统计、平均最邻近距离、核密度估计法分析其空间分布特征及成因。研究表明:(1)乡村地名分布呈现空间集聚特征。自然景观类乡村地名密度呈现东北和西南高、中部低的空间格局;以地形、水文、生物等命名的乡村地名主要分布于库区东北部山区及西南部海拔较低的平坦地区;地理方位类和颜色类乡村地名主要呈点状分布。(2)人文景观类乡村地名集聚分布范围较广且空间差异明显。数字类和人工建筑类乡村地名主要分布于库区东北部山区及西南部城区;军事活动类和历史政治类乡村地名集聚于西南部海拔较低的主城区;姓氏类和园林景观类乡村地名集中分布于东北部山区;美愿与纪念类和多民族文化类乡村地名空间分布基本一致。(3)乡村地名是地形地貌、水文特征、生物资源、经济发展、历史传承、民族文化等因素共同作用的产物。该研究可为三峡库区的多民族融合发展、乡土文化传承等研究提供科学参考。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 123-131. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000809
    中国是受洪水灾害影响最严重的国家之一。洪水数值模型可准确地反映洪水的演进与致灾过程。本研究针对天然河道洪水过程存在的尺度大、水流流态复杂、河道断面形式多变以及计算建模困难等问题,提出一套基于Godunov格式的有限体积法离散圣维南方程组的一维水动力模型,并采用求解复杂断面水力要素之间关系的方法,提高了一维水动力模型求解的精度与效率,精确地反映了复杂断面河道的水流运动特性。将模型模拟得到的数值解与算例中的解析解或实测数据进行对比,结果表明:(1)构建的一维水动力模型模拟结果与理想算例解析解及实验实测数据吻合程度均较高,所有算例的E_(NS)均大于0.5,说明模型具有良好的稳定性和适应性;(2)将模型应用至金沙江白格堰塞湖溃坝洪水算例中,模拟得到的流量峰值及整体洪水过程均与实测过程吻合较好,在叶巴滩和苏洼龙两个测点处E_(NS)分别为0.633和0.812,证明了模型在实际应用中的适用性与可靠性。结果表明,开发的一维水动力模型对溃坝洪水等水流流态复杂、突发性强的洪水过程具有良好的模拟效果。本研究可为河道及溃坝洪水风险的初步、快速评估等工作提供有效的模拟支撑。
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    Mountain Research. 2024, 42(01): 132-142. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000810
    花岗岩风化土具有大孔隙结构、级配不良的特性。降雨入渗驱动粘粒迁移导致花岗岩风化土内部孔隙扩张和颗粒粗化,是闽粤地区花岗岩分布区水土流失和边坡变形破坏的主因。本文设计土柱渗流模型试验,研究不同级配条件下花岗岩风化土体的粘粒迁移过程与特征,考察土粒含量、渗流量及水力梯度等指标的变化规律。研究表明:(1)含有较多粘土矿物成分的细粒,尤其是粒径小于5μm的具有良好亲水性的粘粒,在渗流作用下容易发生迁移、集聚、淤堵或再迁移过程,导致渗流量与水力梯度持续变化,逐步出现土体颗粒粗化现象;(2)随着砾粒含量的增加,内部土粒单元发育成形的“混粒性”孔隙-骨架结构更为明显;当砾粒含量从40%增加至60%时,粘粒流失量增加14%,渗流量增加了51%,土体渗流通道增多、土体颗粒粗化,土体结构性逐步丧失;(3)花岗岩风化土中粘粒迁移过程由稳定渗流状态向优势渗流状态转变引起,一旦优势流通道成立,水力梯度增幅可达40%。研究结论可为闽粤地区花岗岩分布区水土流失治理和边坡灾害防治提供科学依据。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 785-798. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000787
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 798.
    <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,
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 799-810. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000788
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 811-823. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000789
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 824-835. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000790
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 836-845. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000791
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 846-862. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000792
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 863-878. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000793
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 879-890. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000794
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 891-903. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000795
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 904-915. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000796
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 916-925. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000797
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(06): 926-940. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000798
    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。
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    Mountain Research. 2023, 41(05): 621-633. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000775
    海岸沉积物是记录海-陆-气相互作用下区域古环境变化的重要载体。因短历时古气候事件发生时间短、各物质载体和代用指标都存在一定不足,对华南海岸带沉积物研究多探讨其与海平面波动等长时间尺度上的关系,限制了对粒度信息中可能记录的短期气候事件的深入研究,不利于解译古气候与古人类历史。本研究选取福建霞浦福宁湾FN1钻孔0~8 m部分,以光释光年代标尺为基础,使用粒度作为主要环境代用指标,并通过端元分析、主成分和相关性分析方法,阐明福建东北沿海地区沉积物粒度特征;再结合TOC/TN含量变化,探讨其环境指示意义。结果表明:(1)钻孔0~8 m沉积物以粉砂为主,不同沉积相中各粒级百分比含量波动较大,根据粒径变化趋势和各粒度参数变化曲线分为U1、U2、U3三层。(2)根据BasEMMA方法选取3个端元进行分析。其中,EM1代表低能沉积条件,以粉砂为主,是受冬季风影响的敏感组分,可指示冬季风强度变化;EM2代表中能沉积条件,出现粒级、TOC/TN及沉积速率的突变。受东亚冬季风影响,陆源物质含量增加;EM3代表高能沉积条件,区域水动力增强,沉积物粗颗粒含量增加;高能与低能条件的频繁变化使沉积过程变得复杂,形成海陆过渡相。(3) 3.9ka B.P.~3.7ka B.P.、 1.4ka B.P.~1.2ka B.P.以及距今约500 a以来,沉积物粒度与TOC/TN均出现明显变化。与前人对东亚季风与ENSO变化的研究对比发现,环境代用指标的突变与华南沿海在该时段发生的风暴潮频率密切相关,可能对该地区人类生活居住产生严重威胁,进而影响区域文化演替,这表明沉积物粒度特征和TOC/TN含量变化特征等具有指示区域人类活动和环境演变的潜力。本研究可以为古环境重建和人类文化研究提供支持。
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    Mountain Research. 2023, 41(05): 634-647. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000776
    山西省位于黄河中游,黄土高原东部,生态区位十分重要。山西省湿地植物对湿地生境的变化敏感,但对湿地植物功能性状综合性,对其生态策略、空间分布格局及与气候变化的耦合研究尚不充分。本研究运用植物的竞争-耐胁迫-自由(CSR)策略,从湿地植物功能性状出发,采用PCA分析和Pearson相关分析,确定山西省湿地植物的主要CSR策略类型,研究湿地不同对策类型的空间分布格局和其与气候因子的关系,探究物种丰富度与植物CSR策略的关系。结果表明:(1)山西省湿地植物的CSR策略主要为C策略植物、CS策略植物和SR策略植物。(2)C策略植物与海拔极显著非线性相关(P<0.001),与经度极显著负相关(P<0.001),与纬度极显著非线性相关(P<0.001);CS策略植物与纬度负相关(P<0.05);SR策略植物与海拔(P<0.01)和纬度(P<0.05)正相关。(3)C策略植物与年均温(P<0.001)和降水季节变异(P<0.001)之间存在极显著非线性相关关系;CS策略植物与年降水量正相关(P<0.01),与气温季节变异负相关(P<0.01);SR策略植物与年均温负相关(P<0.01),与降水季节变异之间存在非线性相关关系(P<0.01)。(4)SR策略植物与丰富度正相关(P<0.01)。综上,海拔和纬度作为间接因子影响着湿地植物CSR策略,年均温和降水季节变异则是影响植物CSR策略的直接因子,两者对植物对策类型的共同作用导致现有山西省湿地群落的物种共存机制的形成。本研究可为山西省湿地的保护和修复提供理论基础。
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    Mountain Research. 2023, 41(05): 648-661. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000777
    土地利用变化对生态系统碳储量的时空变化具有直接影响。由于以城市群为代表的快速城市化地区的主导功能并非提供固碳等生态系统服务,因而对其研究相对较少,更多关注流域、湿地、山地等重要生态保护地土地利用变化对碳储量的影响。然而,这类区域生态系统固碳具有变化过程快、变化程度强烈的特征,对碳储量具有重要影响,因而有待于进一步研究。本文利用InVEST模型分析成都平原经济区2000—2020年碳储量的时空演变,探究土地利用变化对碳储量的影响,利用PLUS模型预测2030年不同情景下土地利用变化和碳储量的时空变化。结果表明:(1)20年间,研究区土地利用变化显著,主要表现为建设用地翻倍增加,耕地面积大量减少。(2)2000—2010年碳储量小幅上升(0.18%),2010—2020年碳储量小幅下降(0.76%),生态系统固碳能力有所下降。其中,碳储量减少区主要位于各城市中心城区和雅安市西部的山地;碳储量减少主要源于建设用地快速扩张和耕地被大量占用;退耕还林虽增加了生态系统固碳能力,但林地开垦为耕地或转化为草地又抵消了退耕还林带来的碳储量增加。(3)经济优先的政策情景将导致建设用地侵占林地和耕地,部分质量较差的森林向草地转化,碳储量显著下降,且下降总量是前20年下降总量的1.7倍;严格限制新增建设用地政策和生态建设工程的实施,可增强生态系统固碳能力,并助力成都平原经济区“双碳”目标的实现。本研究可为成都平原经济区自然资源管理、国土空间规划及“双碳”目标的实现提供科学依据。
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    Mountain Research. 2023, 41(05): 662-675. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000778
    华西雨屏位于四川盆地向青藏高原的过渡区域,是中国西部年降水量的高值区之一,具有重要的生态服务价值,明确其地理范围有助于区域生态环境保护、山区发展和灾害防治。本文基于1975—2014年地面降水数据和2010—2019年CMORPH卫星降水数据,通过计算降水量和降水频次的空间距平值及应用空间聚类分析方法,分析了华西雨屏带与周边地区的降水差异,首次界定了华西雨屏的地理范围。结果表明:(1)华西雨屏带的整体范围北起广元市嘉陵江附近,沿四川盆地西部边缘山地及山前平原逆时针向南,止于宜宾市中东部,其降水量和降水频次都明显高于周边地区;(2)华西雨屏带由核心区、南支区和北支区组成,核心区位于雅安—峨眉山地区,即狭义华西雨屏区,南支区主要在冬半年表现出较高的降水量和降水频次,北支区在7—9月因多发暴雨而降水量偏高,南、北两支均是周期性的“准雨屏带”;(3)华西雨屏带降水具有明显的时空差异性,在研究华西雨屏带气候及相关生态环境问题时应注意区分季节和地区。本研究能提高人们对华西雨屏的认识并为区域生态环境保护和发展提供科学依据。
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    Mountain Research. 2023, 41(05): 676-688. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000779
    东江湖消落带岸坡侵蚀、水土流失严重,生态风险堪忧,生态修复刻不容缓。地形因子和水文要素作为湖库消落带修复最为关键的约束性条件,反映了库岸生态系统的基本状态。本研究基于东江湖流域DEM(Digital Elevation Model)数据和水文站2017—2021年的日水位数据,利用ArcGIS提取消落带范围,分析地形因子和水文要素时空格局变化。结果表明:(1)东江湖消落带位于263~278 m高程区间,垂直落差15 m,总面积25.16 km~2。消落带高程和坡度均呈现南北高、中间低的特点,即高高程和陡坡区段主要位于滁口镇和黄草镇等地区,而低高程和缓坡主要位于白廊镇和小东江等地区;消落带无坡向分布广泛,呈现出阴坡面积多于阳坡的特点,而长坡主要位于北部,短坡主要位于南部;消落带剖面曲率和平面曲率在空间上呈现相同的变化趋势,即在南北两端较低,在中部较高。(2)东江湖消落带地形因子和水文要素呈现出明显的空间异质性。东江湖消落带全年淹水天数、最低持续淹水天数、平均持续淹水天数、最大淹水深度、平均淹水深度等水文要素均随高程的增加而下降,呈现出显著负相关关系。(3)白廊镇、坪石乡、兴宁镇和小东江应为消落带综合治理的重点区域,滁口镇和黄草镇等为综合治理的难点区域。消落带263~266 m高程段属于常年淹水区域,不适宜植被存活;266~278 m高程段属于偶然淹水区,适宜开展一定植被修复。研究结果可为东江湖消落带的植物群落构建、生态修复与综合治理供科学依据。