生态系统服务价值与人类活动强度关联性分析及权衡——以淇河流域为例

以淇河流域为研究对象,利用2000~2015年土地利用/覆被数据,结合当量因子法修正中国陆地不同生态系统服务价值当量表,采用双变量相关分析法和生态系统服务权衡模型分析生态系统服务权衡协同关系,引入人类活动强度指数评估模型分析人类活动影响空间特征,运用空间自相关探讨人类活动影响与生态系统服务价值的空间关联性及LISA聚类分析.结果表明:(1)2000~2015年淇河流域生态系统服务价值呈下降趋势,2010年生态系统服务最低(19.29亿元),废物处理平均价值最大(3.68亿元),娱乐文化平均价值最小(0.81亿元);(2)从生态系统权衡协同关系来看,两种相关性分析均表明研究区生态系统服务以协同关系为主,由线性关系发现供给服务、调节服务与支持服务呈现为互为增益的协同关系,文化服务与支持服务、供给服务、调节服务分别表现为此消彼长的权衡关系,生态系统服务权衡协同度表明土壤保持和原材料及土壤保持和生物多样性协同度最高(4.4),权衡度最高(-5.2)为水源涵养和原材料、水源涵养和生物多样性;(3)淇河流域人类活动强度空间分异显著,流域下游人类活动影响强度明显高于上游地区,人类活动强度与生态系统服务价值空间相关性由正相关转向负相关.

淇河流域生态系统服务权衡及空间分异机制的地理探测

复杂的地形地貌使小流域具有生产、水源供给和调节等多种生态系统服务功能和显著的区域差异性,然而对小流域生态系统服务权衡关系及外部驱动机制集成测度一直是地理学、生态学和经济学研究的难题。以太行山南段淇河流域为研究对象,利用气象数据、土地利用/覆被数据、植被NDVI等多源数据,使用CASA模型和InVEST模型分别估算固碳、土壤保持及水源供给服务,运用空间叠置法和相关性分析测度生态系统服务权衡关系,进一步利用地理探测器中因子探测和交互探测分析自然环境和人类活动影响对生态系统服务权衡关系的空间影响。结果表明:①2000—2015年,淇河流域多年平均固碳量为375.55 gC m^(-2) a^(-1),且多年递减速率为18.20 gC m^(-2) a^(-1);多年平均土壤保持量为396.72 t hm^(-2)a^(-1),多年递减速率为1.2 t hm^(-2) a^(-1);多年平均水源供给量为67.26 mm/a,以0.16 mm/a的速率递减。②研究时段内,生态系统服务关系以强权衡和低协同为主导,且存在显著的空间分异特征,低协同分布区域减幅为16.21%,强权衡增幅最多(11.85%),表明流域生态系统服务能力呈升高趋势;生态系统服务两两关系中固碳与水源供给、水源供给与土壤保持表现为权衡关系,固碳与土壤保持呈协同态势。③地理探测器结果表明:固碳与土壤保持方面,植被NDVI(0.306)>气温(0.241)>土地利用程度(0.002);固碳与水源供给方面,植被NDVI因子解释力最强(0.381);水源供给与土壤保持方面,降水、气温和高程因子解释力均高于0.5;交互探测后各影响因子解释能力显著增强。

矿山生态修复保护思路与方法研究--以淇河黑山废弃矿山为例

近年来,河南省在南太行地区积极推进矿山生态修复工作,以实现生态文明建设的目标,统筹山水林田湖草沙系统治理,并入选国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点,取得了显著成效。以淇河黑山废弃矿山为例,针对废弃矿山生态修复中典型地质遗迹保护提出了新思路与方法;对矿山环境问题进行了分析,强调了黑山火山口地质遗迹重要的科研和教育价值,进而提出环境重塑的植物配置,修复该地区的生态环境,并在此基础上开发新形式的旅游资源。最终达到矿区生态治理与旅游开发的双赢目标。

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明:①2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10~7t和141.9 t/hm^2,自2005年以来分别下降0.07×10~7t和2.89 t/hm^2。②2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10~7t和143.26 t/hm^2,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。

基于InVEST模型的太行山淇河流域土壤侵蚀特征研究

基于土地利用数据、数字高程模型数据(DEM)、土壤类型数据、降雨数据、植被覆盖指数(NDVI),结合地理信息系统(GIS)和遥感,计算降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)、植被覆盖因子(C)、水土保护措施因子(P),借助InVEST模型对淇河流域2015年山地生态系统的土壤侵蚀进行研究。结果表明:(1)淇河流域微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积分别为932. 80、617. 13、282. 46、159. 58、141. 64和93. 84 km^2;土壤侵蚀总量为7 225 839. 54 t,平均土壤侵蚀模数为32. 45 t/(hm^2·a);(2)在各土地利用类型中,土壤侵蚀主要发生在林地、草地和耕地。草地和林地多分布在地形起伏度较大的高海拔区,潜在的土壤侵蚀量较大,土壤侵蚀强度也较大。虽然未利用地占流域总面积很小,但侵蚀模数最大;(3)淇河流域土壤侵蚀与坡度、海拔和地形起伏度等地形因子具有密切关系,土壤侵蚀模数随着海拔的升高先增大后降低,海拔在1 200 m处达到峰值,土壤侵蚀模数随着坡度和地形起伏度的增加而不断增大。坡度和起伏度越大,坡面土壤的不稳定性愈大,在外力作用下发生下移的可能性就愈大。海拔600～1 200 m、坡度大于15°、地形起伏度70～500 m的区域土壤侵蚀状况严重,是土壤侵蚀防治的重点区。土壤侵蚀是山地生态脆弱性响应的重要指标,山地流域的土壤侵蚀研究对评估区域生态环境质量有重要意义。

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助In VEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明:(1)研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。(2)平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/(hm^2·a),2015年减少到32.09 t/(hm^2·a);强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。(3)水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值(1.79亿m^3)。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。

基于InVEST模型的太行山淇河流域土壤保持功能研究

山地生态系统的土壤保持服务对评估山区生态环境质量非常重要.基于2000-2015年4期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域山地生态系统的土壤保持状况进行研究.结果表明:(1)2000-2015年淇河流域土壤保持强度明显降低,2000年单位土壤保持量为644.55t/(hm2·a),2015年则降低至277.06t/(hm2·a).(2)林地土壤保持强度最大,是研究区土壤保持总量最高的土地利用类型.耕地土壤保持强度远小于林地和草地.(3)土壤保持强度随海拔增加呈现先增后减,保持强度最大的是1 000~1 200m区域,高达557.95t/(hm2·a),最小的是小于200m区域,低至20.00t/(hm2·a).土壤保持强度随坡度和起伏度的增加而增大,土壤保持量主要分布在坡度介于15~35°和起伏度介于70~500m的区域.因此,根据土壤保持特征的地形差异和土地利用类型差异,可以得出下一步实施水土保持措施的重点区域.水土流失是山地生态脆弱性响应的重要指标,山地流域的土壤保持功能研究对评估区域生态环境质量有重要意义.

淇、卫河流域面雨量预报

根据淇、卫河水系特点 ,利用LASGREM模式输出的降水预报与T10 6(T2 13 )降水预报结果 ,进行加权集成 ,制作淇。

太行山淇河流域土地利用变化对生境的影响

山地作为陆地表面的特殊地域单元,地形起伏较大,生态系统较为脆弱,对全球变化信号有放大作用。因此,研究山地土地利用变化对生境质量的影响,对于权衡区域生态保护与发展及土地资源的可持续利用具有重要意义。本文基于InVEST模型,结合土地利用数据,并从地形起伏度视角,对太行山淇河流域2000-2015年生境质量进行研究。结果表明:(1)2000-2015年期间,淇河流域土地利用变化表现为耕地、林地面积逐渐减少,草地、建设用地面积逐渐增加。(2)流域整体生境质量较好,平均生境质量指数均超过0.7,且2015年有明显提升。(3)淇河流域的生境质量变化受地类变化影响较大。耕地、草地、建设用地由于受到过人为干扰的影响,其生境出现不同程度的退化;采伐、毁林开荒等行为导致林地的生境也开始缓慢退化,但由于林地的植被覆盖度较高,抗干扰能力较强,加上逐渐开始对其进行恢复,生境质量水平依然较高。(4)该流域生境质量在地形起伏度上的分布特征表现为平坦区和微起伏区以一般等级生境质量为主,小起伏区和中起伏区则以高度重要和极重要等级生境质量为主。

基于地形梯度的淇河流域土地利用时空变异分析

地形作为最基本的自然地理要素,在一定程度上影响着土地利用变化,对土地利用空间格局的形成具有重要影响。以太行山淇河流域为例,借助DEM提取高程、坡度信息,采用转移矩阵、区域统计分析和地形分布指数系统分析淇河流域1990—2015年间土地利用时空变异特征,定量分析了地形梯度上土地利用变化。结果表明:25年来变化最大的土地利用类型为耕地和草地,耕地面积净减少量最大,林地次之;草地面积净增加最多,建设用地面积净增加次之,未利用地面积变化不大。耕地、建设用地、草地生态系统集中于低地形梯度区,而林地集中于高地形梯度区;耕地、林地在低海拔区域面积呈减少趋势,水域和建设用地增加集中在低海拔地区;耕地在低坡度区域内呈现减少趋势,建设用地在低坡度地区增加集中。

淇、卫河流域暴雨预报

利用 1961～ 2 0 0 0年 6～ 9月淇、卫河流域降水资料 ,采用单元综合评判法确定流域暴雨日 ,并对暴雨日进行分型 ,确定暴雨预报天气学指标 。

淇河斑鳜河道网箱养殖技术初探

淇河斑鳜属鲈形目、鱼目科、鳜属，产于中原地带淇河流域，比鸭绿江斑鳜、长江斑鳜在产品品质、生长速度、抗逆性能等性状方面均具有较大优势。加之适应性广、抗病性强、肉质好、营养价值高而受到当地消费者的青睐。为了解决淇河斑鳜高产高效集约化养殖技术的瓶颈问题，我们于2009-2011年连续3年进行了淇河斑鳜河道网箱集约化养殖技术研究，初步形成了完整的技术体系，为大批量生产商品鱼创造了条件。

淇河鲫鱼无公害高产养殖技术

淇河流域处于太行山东麓，是河南省典型的保存完整的生物多样性区域，生物资源丰富，植被良好，河南省重点保护水生野生动物淇河鲫鱼就产于该区域。全面掌握淇河鲫鱼无公害高产养殖技术，对于保护淇河渔业生态资源合理的开发利用，充分发挥淇河鲫鱼这一优良经济鱼类意义重大。本文针对淇河鲫鱼的生物学特点进行了无公害生产技术研究，得到了一套适应淇河鲫鱼的无公害养殖方法，取得了较好的经济效益。

淇河缠丝鸭蛋形成机理与资源开发的考察报告

缠丝鸭蛋是淇河中的鸭子所产的一种名贵特产,而且独产于河南省鹤壁市境内的淇河流域,与淇鲫鱼、无核枣并称为"淇河三珍"。淇河缠丝鸭蛋的外形与其它鸭蛋没有区别,打开蛋壳将蛋清连同蛋黄倒入白色容器中,晶亮透明的蛋清裹着蛋黄犹如裹着一层素绢的红太阳、橘红鲜艳。煮熟剥壳后用丝线拉成两半,蛋清可层层剥离,蛋黄截面呈现出像树木年轮样的彩环,一圈红色,一圈黄色,红黄相间如彩线缠绕,故称缠丝鸭蛋。

金丝伴银线 淇河缠丝蛋

淇河缠丝鸭蛋是国家农产品地理标志产品，生产地域为淇河中下游鹤壁市境内，以淇滨区的许家沟段和淇县的贺家、王滩、皇王庙段为主，全长50公里，面积80平方公里。农产品地理标志地域保护范围为：东经113°56'15″—114°15'30″、北纬35°44'29″—35°51'11″地理坐标所属的淇河流域鹤壁市境内水域。

延年益寿淇河鲫

淇河鲫鱼产于鹤壁市淇河流域的河道、水库、池塘等水域。明代嘉靖二十四年（1546年）纂修的《淇县志》水产鳞族中专门有淇鲫的记载。《汤阴县志》记载：“淇鲫体皆双脊，形扁圆，其肉嫩肥美，片片呈蒜瓣状，汤暖，尤宜啜于冬日，昔在封建时代常有专差向皇帝贡献，为三大贡品之一，颇受嘉评”，故“名声大噪，驰誉南北”。