三峡库区典型农业小流域溶解态养分输移对“源—汇”景观格局的响应

“源—汇”景观格局反映了流域土地利用配置与空间要素分布,导控流域能源流动与水沙过程,是影响小流域养分流失的重要因素。为探明景观格局对不同降雨类型下,农业小流域溶解态养分输移的影响,以三峡库区石盘丘小流域的传统农业型集水区与农林复合型集水区为研究对象,监测不同强度侵蚀性次降雨事件中,两个集水区出口断面处径流溶解态氮、磷浓度,利用航测数据结合最小累计阻力模型识别“源-汇”景观空间格局,引用景观空间负荷对比指数(Location-Weighted Landscape Index,LWLI)进一步分析小流域溶解态养分输移对“源—汇”景观格局的响应机制。结果表明:(1)传统农业型集水区内,“源”“汇”景观面积比为1.8︰1,以“源”景观为主,景观垂直分异性明显;农林复合型集水区内“源”“汇”景观比例约1︰1,且均衡分布,但高陡坡区域占比高、平均坡度大。(2)两种类型集水区内,溶解态氮、磷流失负荷均表现为暴雨>中雨>大雨,而不同降雨事件中,传统农业型集水区养分输出负荷及其变异系数均高于农林复合型集水区,养分输移波动性强,更易受到降雨强度变化的影响。(3)农业用地在两种集水区内均是主要的养分流失来源,但受坡度限制,其他林地可能是农林复合集水区中重要的养分迁出区域;传统农业型集水区的LWLI高达0.75,表征了该集水区的高氮、磷流失风险;农林复合型集水区LWLI为0.28,养分输出量低,这是合理的景观空间格局与农林复合经营模式共同作用的结果。“源—汇”景观格局对小流域养分流失影响显著,可通过“源—汇”景观空间负荷对比指数对小流域养分流失风险进行判别,并为“源—汇”景观格局优化及小流域面源污染防控提供依据。

地表温度“源—汇”景观贡献度的影响因素分析

在中国快速城市化进程中,城市热岛是严重的环境问题之一。探究城市热岛的影响因素,建立与自然因子、社会经济因子、景观形态因子的关联,对解决中国“城市病”,实现可持续发展具有重要的意义。本文首先在全国尺度上基于地表温度“源—汇”景观指数识别地表温度的“源”景观/“汇”景观,在此基础上计算“源—汇”景观贡献度及其效应,分析其时空演变规律;其次,基于空间杜宾模型分析自然因子、社会经济因子和景观形态因子对“源—汇”景观贡献度的影响,结果发现:①2005—2015年间,可缓解热岛效应的省份冬季较夏季多,冬季“强”和“较弱”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部和南部;夏季“强”的“汇”与“源”景观贡献度比值区域集中分布在中国北部地区。②对于本地因子,景观形态对“源”或“汇”景观贡献度的影响较大,缓解热岛效应将附近小“汇”斑块结合来降低地表温度“汇”景观的离散度;其次,夏季适当在“源”景观里增加相对湿度、并增加其植被覆盖率,严格控制“源”景观和“汇”景观的建筑密度及建筑高度,可达到最佳降温效果。③邻域因子中相对湿度和建筑密度的影响更大,景观形态中增加“源”景观的离散度及其边缘密度,或增加“汇”景观集聚度,简化其形状均有利于缓解邻域的热岛效应。

基于“源-汇”景观的永春县雨洪过程动态分析与风险评估

[目的]探究雨洪过程中不同降雨重现期下“源—汇”景观的时空动态演变特征,并生成雨洪灾害分布格局,从而为“源—汇”景观单元规划与区域雨洪灾害预防提供科学参考。[方法]以永春县景观因子指标数据为基础,引入可反映格局与过程关系的景观“源—汇”理论,基于最小累积阻力模型从景观因子阻力与径流动力平衡关系的角度重新划分“源”“汇”景观。[结果]永春县初始“源”景观空间分布整体特征为“中部最高、西高东低”,且集中在戴云山脉附近,易成为山体径流的源头。永春县在自然排水状态下,易转化为“源”景观的土地利用类型排序为:草地>耕地>建设用地>林地>未利用地。草地一直具有较强的“源”作用,耕地在降雨重现期大于10年后“源”作用增强,建设用地与林地在降雨重现期小于20年时吸收雨水的能力较好,超过20年后建设用地的“源”作用偏强,林地的“汇”作用偏强,未利用地的“源”作用几乎无变化,其吸收雨水的能力有待后续的验证。当降雨重现期为100年时,永春西北部雨洪灾害风险较大,高风险区多集中在一都镇、桂洋镇、东关镇,需重点防患。[结论]永春县雨洪灾害受到西北部山体径流影响,未来应从降低“源”景观、增加“汇”景观的角度深入研究。

基于“源-汇”原理的森林空间格局变化研究——以福建省为例

[目的]借助“源—汇”景观原理,明晰区域性的森林覆盖时空变化特征所蕴含的内在机制,为森林资源保护提供决策依据。[方法]利用福建省2010和2020年的土地利用/覆盖变化(LUCC)、数字高程模型(DEM)和道路交通数据集,将对森林丧失起到促进或阻止/延缓作用的景观分别视为“源”景观和“汇”景观,综合高程、坡度和距离3个景观空间要素计算得到综合景观空间负荷对比指数(LCI′),从省、市2种尺度对福建省森林丧失空间格局变化进行系统分析。[结果]省域尺度下,2010和2020年LCI′分别为0.117和0.152,“源”景观对森林丧失贡献较大,且景观空间要素的作用表现为:距离>坡度>高程;市域尺度下的LCI′计算结果存在差异,南平、三明、龙岩,LCI′相对较小(<0),福州、莆田、厦门、泉州、漳州地区的LCI′较大(>0);与2010年相比,2020年福建省各市LCI′均有小幅上升,其中福州市增长幅度最大(0.070),相对其他城市的森林丧失变化情况更为剧烈。[结论]近10 a来,福建省各区域存在不同程度的森林丧失,LCI′能够将景观格局与过程相结合,在一定程度上有效地反映2010—2020年福建省森林空间格局变化情况。