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2021年 第30卷 第5期 刊出日期:2021-05-20
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  • 区域可持续发展
    长江中游城市群旅游资源环境承载力与国土空间功能空间一致性研究
    王兆峰, 赵松松
    2021, (5):  1027-1039.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105001
    摘要 ( 290 )   PDF (1900KB) ( 32 )   收藏
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    旅游资源环境承载力与国土空间功能的空间一致性问题是生态文明建设背景下旅游地理学和区域国土空间规划关注的焦点问题。以长江中游城市群为例,构建旅游资源环境承载力与国土空间功能评价的集成指标体系,采用综合评价法、生态位宽度模型及空间分析法等,分析二者的空间一致性问题。通过实证分析,结果表明:(1)旅游资源环境承载力冷、热点分布均呈“大集聚、小分散”的空间格局;与社会经济环境容纳力显著的空间极化特征相比,旅游资源承载力与旅游资源环境承载力的空间格局更具均衡性和相似性。(2)6个旅游休闲功能优势区均与产业发展、生态服务功能等形成复合功能区,其无法成为某一地区的单一主导功能,证明了旅游资源环境承载力分解维度的可靠性。(3)旅游资源环境承载力与旅游休闲功能的标准差椭圆均呈扁平化的东南-西北方向分布,且形态更为吻合,地理联系率为最高的78.54%,二者呈现高度的空间一致性。受社会经济环境容纳力较弱和国家生态保护等限制性条件约束,部分旅游资源环境承载力热点区的旅游休闲功能并不突出。
    城乡收入差距时空演变与驱动因素的空间计量研究 ——以长江三角洲为例
    闫东升, 孙 伟, 冯 月
    2021, (5):  1040-1054.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105002
    摘要 ( 234 )   PDF (9767KB) ( 52 )   收藏
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    推动城乡收入差距的缩小,是实现高质量发展的应有之义。采用变异系数、马尔科夫链和空间分析等方法,探讨2000~2018年长江三角洲城乡收入及其差距时空演变规律,并采用空间计量方法探究城乡收入差距演变驱动因素。结果表明:(1)城、乡收入总体差距均呈现先上升后下降态势,但城镇收入高于农村、农村收入差距高于城镇,且城、乡收入“核心-边缘”格局具有较强稳定性。(2)不同城市间城乡收入差距呈现显著的“核心-边缘”格局,高值区的下降与低值区的扩大表明城乡收入差距的总体缩小;不同城市城乡收入演变的差异,表明未来缩小城乡收入差距的政策要因“地”制宜。(3)经济发展、人口流动、政府影响和对外开放都是影响城乡收入差距的重要因素,不同时期影响因素的差异表明相关政策制定要因“时”制宜。此外,一体化深入带来的空间溢出效应增强,表明相关政策制定要强化城市之间的互动。
    喀斯特地区非物质文化遗产空间格局及影响因素——以贵州省为例
    张 娟, 何立翔, 熊康宁, 肖 杰, 杨 洋
    2021, (5):  1055-1068.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105003
    摘要 ( 508 )   PDF (4907KB) ( 74 )   收藏
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    厘清喀斯特地区非遗分布的空间格局有利于盘点资源现状,客观了解区域文化产生过程,以提高非遗的管理、保护与开发水平。基于地理学空间视角,利用GIS空间分析方法,探讨贵州9个地州市1023项非物质文化遗产类型结构、空间格局及影响因素,研究发现:(1)贵州省非物质文化遗产项目类型结构层次分明,民俗类数量最多,曲艺、传统医药与传统美术类相对稀缺;(2)贵州省非物质文化遗产空间分布不均衡,以贵阳市和黔东南州为双核心,中部和东部集聚明显,西部地区分布较少;(3)贵州省近90%的非物质文化遗产集中分布在海拔1 400 m以下的喀斯特低山、中低山区域,曲艺类占比最高,传统体育、游艺与杂技和传统技艺两类分布与主要河流流域拟合较好,民间文学类与明清时期主要交通干线空间分布关联较高;(4)地形地貌、水系、文化、交通、经济等自然和人文因素对喀斯特地区非物质文化遗产空间格局产生重要影响。
    自然资源
    太湖平原武澄锡虞区水系结构及水文连通性变化分析
    刘海针, 许有鹏, 林芷欣, 张兴奇
    2021, (5):  1069-1075.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105004
    摘要 ( 341 )   PDF (1741KB) ( 151 )   收藏
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    河网水系在太湖平原地区水源供给、洪涝排泄、水质净化过程中发挥着重要作用,但近几十年来该地区城镇化迅速,土地利用改变、水资源过度开发等人类活动导致河网水系衰减,水文连通受阻,并引发一系列洪涝与水环境问题。为此,以太湖平原武澄锡虞区为例,构建水系结构与连通性评价指标,分析该地区1960s~2010s水系结构和水文连通性变化特征。研究表明该地区:(1)1960s~2010s水系不断衰减,武澄锡虞区河网密度、水面率、河网发育系数分别降低了22.94%、25.09%和22.35%,河网复杂度急剧下降,其中武澄锡区河网衰减程度大于澄锡虞区。(2)水文连通性存在先下降后上升发展趋势,1960~1980年,该地区的平均水文连通性为0.89,1980~2000年平均水文连通性降至0.82,2000~2016年平均水文连通性恢复到0.91。(3)城镇化发展导致水系结构大幅度衰减,水系结构主干化以及水利工程建设使得水文连通性下降,而疏浚、拓宽河道在一定程度上可提高区域水文连通性。本研究将为平原区水系利用与保护提供一定的支持与参考。
    基于BP神经网络的淮河流域水生态足迹分析与预测
    安 慧, 范历娟, 吴海林, 杨雯晶
    2021, (5):  1076-1087.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105005
    摘要 ( 205 )   PDF (1825KB) ( 58 )   收藏
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    运用水生态足迹理论和计算方法,测算出淮河流域水资源生态足迹和生态承载力,并在此基础上引入5个相关指标对淮河流域及其所属5省份的水资源时空变化进行系统分析,同时,采用具有自学习能力的BP神经网络预测出淮河流域2017~2025年的水资源生态足迹、承载力。研究表明:(1)淮河流域水资源生态足迹及承载力呈现总体上升的趋势,水资源生态赤字和生态压力均过大,水资源安全受到巨大威胁。(2)5个省份水资源均处于赤字状态,生态压力指数均大于1,水资源开发利用处于不可持续状态,其中,江苏省负载指数大,水资源开发潜力小,其他4省相对而言易于开发。(3)预测结果表明水资源生态压力较大,水资源大部分时间处于过度开发利用状态,水资源供给量小于流域内部经济发展的需求量,个别年份需要外部水量补充,万元GDP水资源利用率较低,水资源安全处于临界状态。
    快速城镇化地区生态系统服务的时空动态及权衡与协同分析——以苏锡常地区为例
    聂名萱, 黄思华, 濮励杰, 朱 明, 郄 璐
    2021, (5):  1088-1099.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105006
    摘要 ( 208 )   PDF (3585KB) ( 90 )   收藏
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    苏锡常是我国经济飞速发展地区之一,也是重要的粮食生产基地。在快速城镇化背景下,该地区生态环境受到人类活动的强烈冲击,国土空间配置亟待优化。本研究基于多源数据,对苏锡常地区2000~2018年碳储存、食物供给、维持生物多样性3种生态系统服务的时空格局及演变特征进行刻画,并运用双变量空间自相关方法识别了生态系统服务之间的相互关系。结果表明:(1)整体来看,2000~2018年,苏锡常地区的碳储存服务略有上升,食物供给服务和维持生物多样性服务波动下降;(2)苏锡常地区生态系统服务空间分布严重失衡,表现为中部建成区低,四周自然用地高的分布特点,城镇扩张区各类型生态系统服务退化较为严重;(3)在权衡与协同分析中,碳储存-食物供给服务、碳储存-维持生物多样性服务呈现协同关系,食物供给-维持生物多样性服务呈现权衡关系;(4)各项生态系统服务的权衡与协同关系存在空间差异,低值协同区集中分布在城市中心,高值协同区主要分布在西侧与南侧林地范围,低-高值与高-低值权衡区在空间上呈环绕相间分布。苏锡常地区在未来的发展中需要注意低值协同区和权衡区,有针对性地制定生态保护修复措施,合理调控社会经济发展,实现生态系统服务的协同增效。
    基于MODIS NDVI时序数据的湖南省植被变化研究
    桑国庆, 唐志光, 邓 刚, 管庆丹, 陈 浩, 李朝奎, 王晓茹
    2021, (5):  1100-1109.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105007
    摘要 ( 162 )   PDF (3740KB) ( 91 )   收藏
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    基于MODIS NDVI时间序列数据集,运用Mann-Kendall趋势分析检验、Hurst指数和相关分析等方法,对2000~2018年湖南省植被时空变化特征、演化趋势的可持续性及其与气温、降水和日照时数的关系进行了研究。结果表明:(1)湖南省植被覆盖整体较高(年均NDVI为0.54),高植被覆盖区主要分布在以林地覆盖为主的山地和丘陵地区;NDVI具有明显的季节变化特征,8月份最高(0.67),2月份最低(0.36)。(2)近19年湖南省NDVI整体呈上升态势,增速为8.6%/10 a(P<0.01);其中显著增加的地区占76.09%,主要分布在湘中与湘西北的林地、耕地、草地区域;NDVI显著下降的区域仅占1.46%,主要分布在长株潭等建设用地区域以及洞庭湖平原的局部耕地区域。(3)未来湖南省植被变化的总体趋势可能向退化的恶性方向发展(占76.59%),其中改善与强反持续性趋势占23.25%。(4)日照时数、气温对研究区植被NDVI的影响主要表现为冬季的正相关。
    2000~2019嘉陵江流域植被覆盖时空变化特征及气候响应分析
    张 婷, 薛东剑, 段金亮, 杨 利
    2021, (5):  1110-1120.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105008
    摘要 ( 369 )   PDF (8269KB) ( 80 )   收藏
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    嘉陵江是长江水系流域面积最大的一条支流,近年来嘉陵江流域出现严重水土流失,在生态保护工程的实施和气候变化的共同作用下植被覆盖发生了明显变化,研究植被覆盖时空变化特征、未来趋势和影响因素,可为嘉陵江流域生态环境治理提供参考依据。基于MODIS-NDVI时序数据和地面气象数据,借助3S技术和线性趋势分析、Hurst指数、变异系数等方法多角度分析了嘉陵江流域植被覆盖的时空演变特征及未来趋势,并结合Mann-Kendall(M-K)检验与偏相关系数研究气候因子对植被覆盖的影响。结果表明:(1)近20年来嘉陵江流域植被覆盖总体呈上升趋势,增加速率为2.9%/10a,且空间分布上具有显著差异,表现为上中游偏高,下游偏低;(2)嘉陵江流域植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占88.68%和11.32%,具体表现为陇南陕南地区及中下游东部地区显著增加,流域西北部与南部各市县城区减少;(3)流域北部地区植被覆盖变化的波动性强于南部地区,中东部地区波动最小。(4)嘉陵江流域植被覆盖变化反向持续性较强,植被变化呈持续退化趋势的主要在碌曲县南部与流域南部各市县城区,呈持续改善趋势的主要在广元市剑阁县与苍溪县,其余区域呈由退化到改善的趋势;(5)气温对嘉陵江流域植被覆盖变化的影响最大,且植被NDVI对气温和降水的响应均存在一定的滞后现象,人类活动对植被覆盖变化的影响具有两面性。
    长湖水生植物多样性与生态位的季节性变化研究
    谭凤霞, 罗静波, 祁 梅, 柴 毅
    2021, (5):  1121-1129.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105009
    摘要 ( 438 )   PDF (1174KB) ( 78 )   收藏
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    根据2015年1、4、7、10月对长湖水生植物的调查结果,按季节分析了长湖水生植物的优势种、物种多样性、生态位宽度和重叠值的季节性变化。菹草(Potamogeton crispus)、微齿眼子菜(P. maackianus)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)是冬、春季相对重要值前3的物种;夏、秋季荇菜(Nymphoides peltatum)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)的相对重要值增加。长湖水生植物多样性指数夏季最高(H’=2.946、D=0.940),冬季最低(H’=0.931、D=0.428)。菹草的生态位宽度最大,分别为冬季0.523、春季0.363和夏季0.273,其他物种的生态位均小于0.2,长湖水生植物倾向于特化种,其分布具有一定局限性。长湖发生生态位重叠的物种较少,冬季为7对,春季为19对,夏季为23对,秋季为17对。其中轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)与马来眼子菜(P.malaianus)、菱(Trapa bispinosa)与穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、满江红(Azolla imbricate)和槐叶萍(Salvinia natans)以及红蓼(Polygonum orientale)与水蓼(P. hydropiper)的生态位重叠值较高,表明其生态习性相近,对资源的生态要求相似性较高。菹草是发生生态位重叠最多的物种,冬季4对,春9对,夏季7对,秋季1对,这与其生态位宽度较宽一致。生态位能较好地解释长湖水生植物的物种组成、分布特点及多样性变化,结果表明长湖处于水生植物种类组成较简单,种群结构稳定性较差的状态。
    湖北九宫山甜槠群落结构与优势种的空间分布格局研究
    张 银, 吴 浩, 徐耀粘, 王世彤, 杨 腾, 李 晶, 吕林玉, 周天阳, 肖之强, 王 建, 江明喜
    2021, (5):  1130-1140.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105010
    摘要 ( 579 )   PDF (1527KB) ( 48 )   收藏
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    通过对湖北九宫山国家级自然保护区甜槠群落建立的1ha固定森林样地进行植物群落调查,分析了样地内木本植物物种组成、区系成分、种群径级结构和空间分布格局,结果表明:(1)样地内木本植物(DBH≥1 cm)共有132种,隶属于42科78属,其中,杜鹃花科、壳斗科、樟科、蔷薇科、冬青科等是优势科,短柄枹、鹿角杜鹃、青冈、长叶石栎、甜槠等是优势种。(2)样地内植物科、属的分布类型均以泛热带分布类型为主,分别为30.95%和20.51%。(3)样地内所有木本植物个体的径级结构均呈倒“J”型,幼龄个体数量大,森林群落更新状况良好。(4)样地内木本植物个体的空间分布格局以聚集分布为主,部分优势物种在小尺度上呈聚集分布,而在较大尺度上则为随机分布。
    鄂西北山区耕层土壤有机质空间变异及影响因子分析
    吴正祥, 周 勇, 刘婧仪, 徐 涛
    2021, (5):  1141-1152.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105011
    摘要 ( 206 )   PDF (2685KB) ( 15 )   收藏
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    为揭示鄂西北山区耕层(0~20 cm)土壤有机质的空间变异特征及其影响因子,以十堰市为研究区,基于地统计学方法,分析耕层土壤有机质含量空间变异规律,并结合地理探测器进一步探讨土壤有机质空间变异的影响因子及其之间的交互作用。结果表明:研究区土壤有机质平均含量为17.48 g/kg,总体上处于缺乏状态;变异系数为45.59%,属于中等变异强度;块金系数为0.496,存在中等程度的空间自相关;空间变异各向异性显著,在45°方向上变异程度最剧烈。土壤有机质含量呈现随高程降低而不断减小的趋势。年降水量、种植制度和高程对研究区土壤有机质空间分布的解释力最强,是决定十堰市耕层土壤有机质空间分布格局的主导因子,而成土母质和土地利用解释力相对较弱,各环境因子两两之间为非线性增强或者双因子增强。土壤有机质含量的空间变异性是各影响因子共同作用的结果,揭示了耕层土壤有机质含量空间异质性影响因子的多样性和复杂性,研究结果可为研究区土壤有机质的精准管理、耕地土壤改良、耕地质量的提升及促进农业生产等提供理论依据。
    生态环境
    人类活动与互花米草扩张对滨海湿地生境质量演变的影响 ——以盐城国家级珍禽自然保护区核心区为例
    张华兵, 王娟, 刘玉卿, 韩爽, 张亚楠
    2021, (5):  1153-1163.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105012
    摘要 ( 1333 )   PDF (1629KB) ( 31 )   收藏
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    生境质量是衡量盐城滨海湿地栖息地功能的重要指标,在人类活动和互花米草扩张的双重影响下,生境质量面临威胁。该研究以江苏盐城国家级珍禽自然保护区核心区为例,运用InVEST模型结合线性回归方程和冗余分析(RDA),辨析人类活动与互花米草扩张对生境质量的影响。结果表明:(1)人类活动强度指数(HAILS)呈现先上升后下降的趋势,最高值在2006年,为0.107 3;最低值在1992年,为0.007 8。互花米草面积(ASE)持续扩张,面积百分比从1.673%增加到24.930%。生境质量(HQ)总体上呈现下降趋势,1983~1992年,从0.863上升至0.875;至2014年,又下降至0.739 7;至2017年又上升至0.774 8。(2)HQ与HAILS、ASE呈显著负相关,相关系数分别为-0.940 2和-0.923 7;ASE对HQ的影响大于HAILS。(3) RDA排序能够反映HQ与HAILS、ASE的关系,10个时期的HQ被变量HAILS、ASE分在4个不同的象限。排序结果为:1983和1992年为第一类(第一象限),HAILS、ASE对生境影响都比较弱,二者的作用强度相当。1997、2000、2002、2006、2009年归为第二类(第三、四象限),HAILS对HQ的影响大于ASE的影响。2011、2014和2017年为第三类(第二象限),ASE对HQ的影响大于HAILS;阶段性特征明显。10个时期,HQ与HAILS相关性关系为,1983≈1992<1997≈2017<2000≈2002≈2014<2011<2006<2009;HQ与ASE相关性关系为,1997<1983≈1992<2000≈2002<2006<2017<2009<2011<2014。研究结果可为盐城滨海湿地世界自然遗产地的建设与管理提供参考。
    基于熵权法的安徽省湿地重要性评估
    江婉舒, 周立志, 周小春
    2021, (5):  1164-1174.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105013
    摘要 ( 178 )   PDF (1252KB) ( 52 )   收藏
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    湿地重要性评估是湿地生态系统功能有效管理的基础性工作,湿地功能要素的识别是科学、客观地评估湿地的保护价值及其重要性的前提条件,同时是识别湿地保护地空缺,加强湿地保护规划的重要基础。结合安徽省湿地特点,采用熵权法从湿地的必要性、稀有性、及其调节功能、资源功能等9个方面选取22个指标,构建了安徽省湿地重要性评估指标体系,对安徽省湿地斑块进行生态保护价值重要性评估,并根据自然断裂法,将安徽省湿地划分为极重要、高度重要、较重要和一般重要湿地,同时利用主成分分析法对湿地重要性的影响因素进行分析。结果表明:安徽省湿地重要性评估分值在0.974 1~6.558 8之间,其中极重要湿地(4.027 1~6.558 8)居多,主要分布在长江、淮河流域,面积约50.30万hm 2,占研究区域湿地面积的48.29%,高度重要湿地(2.404 9~4.027 0)约13.25万hm 2,较重要湿地(1.435 1~2.404 8)面积约18.17万hm 2,一般重要湿地(0.974 1~1.435 0)约22.40万hm 2,零星分布于全省;湿地鸟类资源、国家重点保护物种数、水资源、水质以及湿地的自然性等是安徽省湿地重要性的主要影响因素。建立的评估指标体系和评估结果为安徽省湿地的保护价值定位、优先建立建设和等级划分管理提供理论依据。
    岷江汤坝航电枢纽工程对水环境的影响研究
    魏琦, 李克锋, 赵朋晓, 张鹏, 王凯利, 梁瑞峰, 郑宇杰
    2021, (5):  1175-1193.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105014
    摘要 ( 287 )   PDF (1376KB) ( 42 )   收藏
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    为研究长江上游岷江航电的开发对水环境带来的影响,选取岷江航电梯级水库中的第二级汤坝航电枢纽工程为研究对象。利用2016年的监测数据,分析了现状年库区渠化河段来流负荷,通过构造MIKE21水动力水质数学模型,对汤坝建成前、汤坝建成后和III类来水情况下渠化河段的水质变化进行了数值模拟,分析了支流汇入后的污染带变化,并计算了3种情景下的水环境容量。结果表明,现状年库区渠化河段来流污染源负荷主要来源于岷江干流。汤坝建成后,坝前CODcr和NH3-N浓度均满足III类水质标准,TP浓度属劣V类;在III类来水情况下,坝前CODcr、NH3-N浓度满足III类水质标准,TP浓度属V类。支流汇入渠化河段形成的污染带面积较天然状态下发生变化:除镇江河和筒车河NH3-N不形成污染带以及太和河NH3-N的污染带面积减小外,其余支流水质因子污染带面积均较建设前增加。汤坝建成后,坝址处CODcr的水环境容量减少3 280 t/a,NH3-N水环境容减少368t/a,TP无剩余水环境容量;III类来水情况下,CODcr和NH3-N的水环境相比建设前减少,TP无剩余水环境容量。筒车河三类水质因子水环境容量增加,而镇江河水环境容量减小,建坝前后太和河均无剩余水环境容量。研究可为岷江航电污染源削减及应对措施的指定提供科学依据。
    三峡库区中段水体微生物群落结构与环境因子相关性研究
    秦宇, 郑望, 张曦, 蒋成勇
    2021, (5):  1184-1193.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105015
    摘要 ( 165 )   PDF (1518KB) ( 22 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    为研究三峡库区中段水体微生物多样性的变化以及群落结构与环境理化性质的相关性,以三峡库区涪陵、忠县、万州为研究区域,分别于2018年高水位期(1、3月)和低水位期(5、7、9月)进行采样分析,结合水质分析及16S rRNA高通量测序分析,对中段水体3个点位的微生物多样性进行研究,并对不同时期的微生物群落结构与环境因子进行相关分析。结果发现:三峡库区中段水体微生物多样性表现为库区中段上游涪陵高于中下游忠县和万州。经群落组成分析得出,库区中段水体微生物的优势菌门无差异,主要优势菌群为Proteobacteria(80.50%~21.51%)、Actinobacteria(32.60%~9.98%)、Bacteroidetes(6.89%~3.50%)、Cyanobacteria(9.65%~0.08%)等。微生物群落结构组成存在显著的时间变化性,Actinobacteria、Firmicutes、Planctomycetes与Cyanobacteria等菌门的相对丰度在库区高水位期高于低水位期,而最优势菌门Proteobacteria的相对丰度在高水位期低于低水位期。冗余分析表明总氮、溶解氧、水位是影响三峡水库中段水体微生物群落结构的主要环境因子。
    都柳江流域水体锑的形态及净化特征研究
    刘涛, 张翅鹏, 吴攀, 杨泽延, 郝瑶玲, 张佳
    2021, (5):  1194-1201.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105016
    摘要 ( 159 )   PDF (1307KB) ( 59 )   收藏
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    选择受锑矿开采活动影响较严重的都柳江流域为研究对象,采集丰水期和枯水期干支流河水及悬浮颗粒物样品,通过野外水文地质调查和样品分析获取数据,探明不同地质背景条件下流域水体中锑(Sb)的时空分布及迁移转化,揭示Sb的形态与净化机制。研究表明:碳酸盐岩区弱碱和氧化性水环境有助于矿渣中辉锑矿溶解;流域水体锑含量介于0.00~86.30 μg·L-1(丰水期)和5.10~487.26 μg·L-1(枯水期),丰水期稀释作用较强,含量较低;由于辉锑矿(Sb2S 3)氧化分解释放Sb和SO42-,二者含量显著正相关;干流水体溶解态锑主要以迁移性较强的SbO3-存在,沿流向含量降低,并受污染支流及水库影响;水体悬浮颗粒物对溶解态锑具有一定的吸附净化作用,溶解态和颗粒态锑比值介于28~1180;稀释作用是水体锑含量降低的主要净化机制,同时在水利枢纽的调控作用下,出境断面锑含量可降至5.34 μg·L-1(丰水期)和9.75 μg·L-1(枯水期)。治理流域内受污染支流,并借助稀释作用和梯级水利枢纽调节功能,能够有效降低水体锑含量及输送通量,预防生态危害。
    赤水河河水溶解态微量元素空间分布及来源分析
    蒋育凤, 安艳玲, 王柱红, 吴起鑫, 秦立, 张珏, 申渊一
    2021, (5):  1202-1210.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105017
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    为了解人为活动对小流域微量元素的影响,以赤水河流域22条主要支流为研究对象,采集表层水样,结合多元统计分析方法对水体中8种溶解态微量元素(Al、Cr、Fe、Sr、Mn、Cd、Li和As)的含量、空间分布规律及来源进行分析。结果表明:8种微量元素的中位值浓度顺序为Sr>Fe>Al>Li>As>Cr>Cd>Mn,元素浓度总体较低,与长江源区背景值相近,其中Sr浓度中位值最高,为540.2 ug/L。空间分析表明,微量元素含量较高的子流域集中于赤水河中、上游地区。因子分析表明,As和Li的来源主要受到城市污水和工业废水的影响,Mn和Cd的来源与农业生产活动输入有密切关系,Al、Cr、Sr、Fe的来源除了与岩石矿物风化和土壤侵蚀有关外,还受到城市废水输入的影响。通过聚类分析,赤水河子流域在空间上划分为4个区域:赤水河下游段(C1),赤水河中上游段(C2),赤水河源河和渭河(C3),盐津河(C4),溶解态微量元素水平大小排序为C4>C2>C3>C1。其中Sr、Fe、As和Li浓度在C4最高,Mn和Cd浓度在C3最高,Al、Cr则在C2达到最高浓度值。
    临沂水源地水库沉积物重金属分布、 来源及生态风险评价
    申恒伦, 张清源, 王洪凯, 韩庆香, 朱天顺
    2021, (5):  1211-1220.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105018
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    水源地沉积物重金属对生态环境和供水具有极大的潜在危害,一直是水资源保护研究中的热点科学问题。本研究选取临沂市3个水源地水库开展8种重金属(Cr、Cu、Cd、Ni、Pb、Zn、As和Tl)的监测和研究,分析其污染及空间分布特征,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价,并利用主成分分析法(PCA)和相关分析法对沉积物重金属进行源解析。结果表明:3个水库沉积物重金属Cr、Zn和Pb均严重超过山东省土壤环境背景值;云蒙湖Cd轻度超标;许家崖水库沉积物重金属Cu严重超标。地积累指数法与内梅罗综合指数法评估结果显示,3大水库Zn为中度污染,云蒙湖Pb为偏中度污染,其余重金属无污染或污染较轻。生态风险指数法(RI)评估结果显示,跋山水库、云蒙湖、许家崖水库总体的RI平均值分别为52.05、59.75、61.92,三大水库均处于低度风险水平。统计分析表明研究区域沉积物中重金属主要来自自然源(36.5%)、农业生产(26.1%)、水产养殖(13.7%)。
    基于贝叶斯平均的非点源污染多模型模拟与不确定性分析
    王慧亮, 康永飞, 张锦霞
    2021, (5):  1221-1228.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105019
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    流域非点源污染模型是评价和控制非点源污染的有效工具,但单一模型模拟存在较大的不确定性,使得流域非点源污染的多模型模拟成为必然趋势。本研究,选取HSPF、SWAT和GWLF三个结构不同的非点源污染模型,在单个模型最优模拟序列的基础上,采用最大期望值方法对模型权重计算,基于贝叶斯模型平均(BMA)方法对流域氨氮月负荷和硝态氮月负荷进行多模型模拟并对其90%的不确定性区间进行分析。以伊逊河流域的实测数据为例进行应用,结果表明:BMA多模型模拟方法的模型效率均高于单一模型,单个模型的效率越高,其在BMA多模型模拟中的权重越大,同时BMA的90%置信区间对实测值具有较高覆盖率。这表明,BMA方法不仅可以通过均值模拟得到更好的模拟效果,而且还可以不确定性区间评价多模型模拟结果的不确定性。研究结果为流域非点源污染负荷模拟提供了更多丰富的信息,可以为非点源污染控制提供科学支撑。
    农业发展
    经济补偿对耕地非农转换的抑制成效检验 ——以成都市耕地保护基金的准自然实验为例证
    田霞, 蔡银莺, 张安录
    2021, (5):  1229-1240.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105020
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    以成都市耕地保护基金的准自然实验为例证,根据2005~2018年LUCC遥感监测数据及社会经济数据,运用PSM-DID方法估算补偿政策对耕地非农转换的抑制效果。研究结果表明,经济补偿政策的实施能显著抑制耕地非农转换,这一结论在稳健性检验后依然成立。并且,随着政策的持续实施,耕地非农抑制成效逐渐显化。特别在抑制耕地向城镇用地转换方面起到重要作用,同时避免更多耕地转换为农村居民点,但对交通道路、机场等其他建设用地增长的抑制成效不明显。建议总结补偿试点经验,加快推进耕地保护补偿机制建设,同时,提高耕地保护在地方政府政绩考核中的地位,调动耕地保护内在激励。
    媒介使用对农民水土保持技术采用行为的影响 ——生态知识和生态风险感知的中介效应分析
    黄晓慧, 杨飞, 陆迁
    2021, (5):  1241-1251.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105021
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    基于陕甘宁1 152份农户调查数据,运用层次回归模型,以生态知识和生态风险感知作为中介变量,实证分析了媒介使用对农户水土保持技术采用行为的影响及其路径。研究结果表明:(1)农户不仅通过媒介获取生态信息,还获得了生态知识,形成了一定的生态风险感知;(2)媒介使用不仅对农户水土保持技术采用行为具有直接影响,同时可以通过生态知识和生态风险感知的部分中介效应间接影响农户水土保持技术采用行为;(3)其中,传统媒介和新媒介都对农户水土保持技术采用行为产生正向影响,生态知识和生态风险感知在其中分别发挥部分中介作用,其中新媒介的作用大于传统媒介。因此,需要重视媒介对农户生态知识和生态风险感知的教育功能,从而促进农户采用水土保持技术。
    经营规模对农户异质性生态生产行为的影响研究
    陈雪婷, 冯中朝, 黄炜虹, 齐振宏, 杨彩艳
    2021, (5):  1252-1263.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105022
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    基于安徽省、江西省、湖北省、湖南省4个长江中游粮食主产省份979户农户的微观调查数据,利用Ordered Probit模型,实证分析了经营规模对异质性生态生产行为的影响。结果表明:(1)农户生态生产行为可分为投入减量型生态生产行为和技术采用型生态生产行为。(2)经营规模与投入减量型生态生产行为呈U型关系,与技术采用型生态生产行为呈正比例关系。(3)进一步区分不同经营主体,农户投入减量型生态生产行为的影响因素在小农户与种粮大户间存在差异,而技术采用型生态生产行为的影响因素在小农户与种粮大户间差异较小。对此,政府应加强公益性农民施药用肥的知识与技能培训,并在对象选择上,考虑农户土地经营规模的区间及其经营主体类型;在内容倚重上,不仅要强化农户学习科学的施药用肥技术,更要普及过量施用农药化肥的负外部性的相关知识。
    自然灾害
    长江中下游极端降水时空演变特征研究
    邹磊, 夏军, 张印
    2021, (5):  1264-1274.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105023
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    以长江中下游为研究对象,基于131个气象站点1961~2017年的逐日降水资料,选取9种极端降水指数,利用Mann-Kendall趋势分析和交叉小波变换深入研究了长江中下游流域极端降水时空分布特征及其与太阳黑子和大气环流异常因子之间的关系。研究结果表明:(1)1961~2017年间,长江中下游流域极端降水指数除持续干燥指数(CWD)和持续湿润指数(CDD)外,其余7种降水指数均呈现上升趋势,其中年降水总量(PRCPTOT)达16.59 mm/10年;(2)除CDD、CWD外,其余极端降水指数均呈现由流域东南部向三面递减的半环状变化趋势,多数极端降水指数在洞庭湖流域、长江下游及太湖流域上升趋势显著;(3)设计重现期为50年时,除CDD、CWD外,其余极端降水指数空间分布由东南部向西北部递减,两处异常分布可能与地形因素有关;(4)太阳黑子和大气环流异常因子对极端降水的变化有较强的影响,其中太阳黑子的影响最大,ENSO次之,PDO最弱。该研究结果可为极端降水事件驱动力的深入探究奠定基础,进而为防灾减灾工作提供依据和支撑。
    基于Copula函数的川江干支流洪水遭遇分析
    李继清, 谢宇韬, 侯宇
    2021, (5):  1275-1283.  doi:10.11870/cjlyzyyhj202105024
    摘要 ( 105 )   PDF (1132KB) ( 73 )   收藏
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    干支流洪水遭遇加剧了江河的防洪形势,分析干支流洪水的遭遇情况,对于充分利用流域梯级水库的防洪库容,减少下游洪灾损失具有重要意义。目前的洪水遭遇分析大多采用实测资料统计,Copula函数因其灵活有效性被陆续应用到其中。为合理制定川江联合防洪调度方式,减轻川江河段防洪压力,采用川江干流朱沱站、寸滩站和嘉陵江北碚站、乌江武隆站多年实测资料,通过混合Von Mises分布和P-Ⅲ型分布拟合年最大洪水发生时间和洪水量级,引入Archimedean Copula函数分别构建干流与支流、支流与支流间的联合分布,对川江干支流洪水遭遇的可能性进行了分析。研究表明:川江干支流千年一遇洪水发生遭遇的概率较低,川江干流与嘉陵江洪水发生遭遇的概率较高且量级较大,乌江与川江干流、嘉陵江发生遭遇的概率较低且量级较小。

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