黄河流域上游煤矿区土地利用类型变化及其对固碳服务的影响

明晰矿区土地利用变化及其对区域碳储量的影响,是“双碳”目标背景下推进矿区低碳减排和绿色高质量发展的重要手段.基于多源数据集,使用InVEST模型、土地利用动态度、转移矩阵、缓冲区分析和灰色关联度等方法,识别了1990-2020年黄河流域上游13个大中型煤矿区的土地利用类型时空变化,评估了不同矿区及其周边不同距离缓冲区的固碳服务能力,并对二者的关联度进行分析,旨在厘清矿区土地利用变化对固碳服务的影响.结果表明:(1)1990-2020年煤矿区土地利用类型主要以草地、未利用地、林地和耕地向城乡工矿居民用地转移为主,城乡工矿居民用地面积以288.8 hm^(2)/a的速度持续扩张.(2)1990-2020年不同时段城乡工矿居民用地的单一动态度均为正值,草地和未利用地则均为负值,其中2010-2015年各土地利用类型的综合动态度均较高,2015-2020年则均相对较低,并且露天开采方式矿区土地利用强度远高于井工开采方式.(3)1990-2020年各矿区内单位面积年固碳量在0.7~4.1 Mg/hm^(2)之间,在时间上呈先下降后升高再下降的趋势,并且在距离矿区50 km范围内,距离越远,平均单位面积年固碳量越高,影响程度逐渐下降.(4)不同土地利用类型与单位面积年固碳量的平均关联度从高到低表现为未利用地>耕地>草地>林地>水体.研究显示,黄河流域上游煤矿区开发过程中未利用地和耕地面积的变化是矿区生态系统固碳服务变化的重要原因.

黄河上游地区绿色发展水平评价与区域差异分析

为给相关部门推动黄河流域经济与生态协调发展提供决策参考,选取2010—2020年面板数据,从增长质量、资源消耗、环境治理、社会生活、科研创新5个维度(一级指标)构建了黄河上游地区绿色发展水平评价指标体系,运用熵权综合指数法测评黄河上游及其四省(区)绿色发展水平,解析绿色发展水平的时序特征与区域差异。结果表明:从时序变化看,2010年以来黄河上游绿色发展水平呈稳定上升态势,到2020年绿色发展一级指标评价值从大到小依次为社会生活、资源消耗、科研创新、增长质量、环境治理;从区域差异看,2010—2020年黄河上游四省(区)绿色发展水平评价值呈稳定增大趋势,但仍存在上升空间,内蒙古的均值最大(为0.538),青海的均值最小(为0.346);从区域内部差异看,内蒙古绿色发展的短板是资源消耗较多,宁夏的社会生活水平较低、资源消耗较多,甘肃的增长质量水平低是绿色发展的最大障碍,青海的社会生活、科研创新、环境治理水平偏低。因此,黄河上游地区应提高增长质量和环境治理水平,实施差异化绿色发展提升措施,促进绿色转型。

黄河上游水源涵养区近60年关键气候要素的时空变化

黄河上游水源涵养区是黄河流域生态保护与社会经济高质量发展的重要区段,气候变化对其水资源时空分配的影响会加剧自然灾害的发生,进而影响到我国区域生态乃至人类的生存环境。本文基于1961-2016年CN05.1格点气温、降水、风速数据以及1981-2020年GLEAM V3.5a实际蒸发数据分析了黄河上游水源涵养区过去近60年的关键气候要素变化。结果表明:(1)研究区气温显著上升,气温变化趋势达0.34°C·(10a)^(-1),冬季升温幅度最大,其中黑河区域玛曲县及周边地区的升温最为剧烈。(2)区域降水量整体呈现上升趋势,降水变化趋势为9.3 mm·(10a)^(-1),春夏季增速相对较快,冬季最慢,增长趋势由西北向东南逐渐减小,西部少雨干旱地区增长显著,东南部多雨湿润地区则有较为明显的减小趋势。(3)风速在20世纪70年代初经历异常上升后便持续下降,风速变化趋势为−0.11 m·s^(-1)·(10a)^(-1),在空间上大部分地区都减少,尤其是北部大通河区域。(4)实际蒸发量显著上升,增长趋势达11.89 mm·(10a)^(-1),春、冬季相对增幅较大,增速呈现由东向西逐渐增加的趋势,其中扎陵湖鄂陵湖区域以及大通河区域西部的增加最为显著,只有中部以及东南部零星几个地方减少。(5)从降水与实际蒸发来看,降水量增速略高于同期(1981-2016年)实际蒸发,因此黄河上游水源涵养区随着气候变暖存在暖湿化趋势。

黄河上游生态脆弱区复合生态系统韧性时空分异——以宁夏为例

提升生态脆弱区抗扰动和恢复能力是生态文明建设的重要内容。构建基于经济、社会、自然多维视角的复合生态系统韧性评估模型,利用熵值法和GIS空间分析法,对2010—2020年宁夏复合生态系统韧性进行时空差异性分析,借助耦合协调模型、相关性分析和障碍度模型诊断影响生态韧性提升的关键因素。结果表明:(1)宁夏复合生态系统韧性水平呈上升态势,但整体水平较低,经济韧性增速最快。高经济韧性北部密集分布,高社会韧性以市区为中心成片分布,高自然韧性主要连片分布在东、南、西、北四角,北部复合生态系统韧性高于中部和南部。(2)宁夏复合生态系统的耦合度较高、但协调度偏低,研究时段内耦合协调度提升缓慢,大部分区县仍处于严重失调和中等失调状态。(3)经济结构与经济潜力、基础设施、民生改善、自然环境表现出很强的正相关性。准则层中人口数量、环境压力、经济活力对复合生态系统韧性提升产生较大影响,指标层中综合能源消耗量和交通仓储邮政人员数对大部分区县韧性提升有较大影响。今后需积极发挥各影响因素的正向协同效应,快速提升宁夏复合生态系统韧性,以有效助力黄河流域生态保护和高质量先行区建设。

YRCC.NKG-2800型激光粒度仪在黄河上游测区适用性研究

为使国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪很好地应用于黄河泥沙颗粒分析,以SL42—2010《河流泥沙颗粒分析规程》为依据,对基础参数进行适用性优化,开展重复性、平行性、准确性等误差检验及成果精度分析,对国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪与英国的马尔文激光粒度分析仪进行比测分析,提出2种颗粒分析方法级配成果互换的思路和方法,建立“过滤”前、后的2种相关关系。试验结果表明:国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪各项试验指标均符合《河流泥沙分析规程》中规定的允许误差,仪器性能稳定可靠,可应用于黄河上游测区悬移质泥沙颗粒级配分析。

黄河上游镫口扬水灌区渠道输沙特性研究

以黄河上游镫口扬水灌区总干渠为研究对象,研究了引黄渠道泥沙的输移、沉降与悬移特性,分析了含沙量的变化规律及其与各影响因素间的相关性。结果表明:总干渠挟沙力和水流速度、悬移流速及起动流速三者间的关系对含沙量及渠道的冲淤状态有显著影响;含沙量的变化规律具有沿程减小、沿程增大、变化平缓和起伏较大4种状态;含沙量S与各因子相关性由强到弱的排序为流速U、沉速ω、床沙中值粒径D50床、水深h和悬移质中值粒径D50悬,S与U、ω、D50悬均成幂函数关系,与h成线性函数关系,与D50床成指数函数关系。

中更新世早中期以来黄河上游与三峡库区滑坡形成机理与气候变化关系研究

气候变化对滑坡的影响关系研究是近年来滑坡灾害研究的热点问题之一。本研究以我国中更新世早中期以来黄河上游和三峡库区的滑坡为研究对象,分析了其发育期与气候变化的对应关系以及气候演变对滑坡发育的作用机理。研究认为:1)大型古滑坡在时空分布上具有明显的多期性和时段性,大区域滑坡的广泛发育与全球古环境变化的暖湿间冰期之间呈现良好的对应关系。2)黄河上游龙羊峡-刘家峡段干流区内共发育有3期滑坡,其中早期滑坡多披覆于黄河Ⅲ～Ⅳ级阶地,光释光年龄显示其发生于MIS 3时期;晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于MIS 1时期;现代滑坡披覆于黄河Ⅰ级阶地,多为早期滑坡前缘因人类工程活动诱发的次级滑坡。3)三峡库区中更新世早中期以来主要发育了3期古滑坡,并以深海氧同位素的MIS 5和MIS 3为最多,尤其是中更新世晚期以来,滑坡数量明显增加,延续时间明显增长。

黄河上游甘南段生态系统服务价值估算

黄河上游甘南段具有涵养水源、净化环境、维持生物多样性等生态系统服务功能,根据甘南生态系统特点,采用Costanza提出的生态系统服务价值的评估研究方法,利用Landsat TM遥感影像数据对2000年、2005年、2010年的生态系统服务价值进行估算,结果表明:2005年甘南生态系统服务价值与2000年相比损失640万美元,随着生态恢复与重建工作的开展,2010年生态系统服务价值比2005年上升4 549万美元;2000年甘南生态系统服务价值是同期国内生产总值的8.47倍,远高于经济产品的价值。巨大的生态系统服务价值是经济社会可持续发展的物质基础,环境保护是维护和提升生态系统服务价值的重要途径。

干暖化对黄河上游宁蒙灌区灌溉耗水量影响初析

利用黄河上游宁蒙灌区近 5 0年气温、降水资料 ,分析揭示了气候干暖化的趋势 ,根据气温、降水和灌溉面积与耗水量的关系 ,建立了气候因素和灌溉面积等其他因素与耗水量的关系式 ,计算分析了近 2

黄河上游牧草区水热变化及土壤水分响应

利用月降水、气温等资料,分析甘南草原地区水热配置和土壤水分变化。结果表明:牧草生长期降水增多,成熟期降水减少;逐月降水、气温变化的线性趋势有明显差异;月降水明显减少和气温明显上升中存在突变,周期谱有明显差别。土壤水分存在显著下降趋势,在1995年发生了突变(转向明显负距平)。土壤水分年际演变与降水同向性较好,年代际变化与气温呈反位相配置;土壤水分演变振荡周期对降水短周期和气温长周期响应明显。

黄河上游多民族经济开发区的生态环境建设

黄河上游多民族经济开发区是全国国土总体规划纲要中综合开发重点地区之一。本文分析了该地区的生态、环境现状，指出了目前面临的城市大气污染、局部水体污染、水土流失、土地沙化和盐渍化、矿产资源的破坏等生态环境问题。提出了“边发展经济，边治理环境”的生态环境战略和搞好环境规划，合理工业布局；调整能源结构，改善大气环境；治理污染源，净化水环境；发展生态农、林业、保护土地资源，矿产资源开发与环境保护相结合等生态环境治理措施。

黄河中上游半干旱区典型盐渍土中拮抗性放线菌筛选

对采自陕西、宁夏和内蒙等地典型盐渍土中放线菌组成及拮抗性进行了研究。结果表明:(1)该地区盐渍土中放线菌以链霉菌属为主,非链霉菌仅占9.27%,链霉菌属中以球孢类群,粉红孢类群,灰褐类群,黄色类群为主,占到放线菌总数的55.62%。(2)供试的706株放线菌中有拮抗活性的占到76.44%,但广谱性拮抗菌株较少;对细菌拮抗能力较真菌强;拮抗性放线菌以粉红孢类群、灰褐类群和球孢类群为优势类群;(3)发酵滤液拮抗性试验筛选出4株能产生较强抑菌活性物质的菌株,其中3株都是粉红孢类群。

草灌乔结合是黄河上中游地区水保生态建设的好形式

草灌乔结合是水土保持植物措施的基本特征 ,符合黄河上中游地区的自然规律和经济规律 ,能发挥更强的防护功能 ,产生更好的经济效果。黄河上中游地区的水土保持生态建设 ,应本着种草起步、草灌先行、草灌乔结合的原则进行治理开发。草灌乔的结合应因时因地采用划管封育、草田轮作、林 (果 )草 (粮 )间作套种等多种适宜的形式 。

主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分

利用ENVISAT-1／ASAR的VV极化主动微波资料，基于裸土表层微波后向散射GOM物理模型，并利用“水一云”模型处理植被层对土壤表层微波后向散射的影响，遥感估算了夏季黄河上游玛曲地区土壤水分空间分布。通过地面观测网的同步观测资料验证，卫星遥感的土壤体积水分含量和地面测值间的均方根误差RMSE〈0．02m^3／m^3，决定系数R^2〉0．86，表明所用方法适于黄河上游区域。从遥感结果来看，夏季玛曲地区土壤水分平均值约0．40m^3／m^3，说明该区是黄河重要的水源区；但该区域土壤水分具有明显的空间异质性，其分布受地形影响明显，平坦区域土壤水分的空间相关距离大于2000nl，而山地区域的土壤水分空间相关距离较小，为500～1000m。

黄河上游丘陵地引种苦水玫瑰适应性评价

为丰富黄河上游丘陵地农业面源污染拦截植物带所需的灌木树种,将苦水玫瑰从海拔1 400 m的庄浪河流域引种到2 550~2 800 m的湟水流域,观察其在高海拔区的适生性,结果表明:苦水玫瑰在引入地表现为抗旱、耐寒、较耐瘠薄和病虫害侵袭,适应性强,能够正常生长;定性二元性状、定性多态性状在高寒旱地栽培条件下一致性、稳定性好,植株和花蕾的多数数量性状一致性、稳定性差;玫瑰干花产品的总糖含量、蛋白质含量、淀粉含量和脂肪含量比引入地高,灰分含量与膳食纤维含量比引入地低,其产品特异性有待进一步研究。总体上,苦水玫瑰在湟水流域丘陵地有很好的适应性,具备生态保护利用价值和经济价值,可以作为湟水流域丘陵地的一种生态经济灌木树种加以利用。

黄河中上游地区的水汽再循环特征

为了深化对黄河流域水循环、水资源特性的认识并为黄河流域水资源保护和配置提供科学依据,采用WAM-2Layer水汽通量统计模型,基于1980—2018年ERA-5再分析数据集,对黄河中上游地区降水水汽来源和蒸散发水汽去向进行了分析,结果表明:黄河中上游地区降水内循环率和蒸散发内循环率的多年均值分别为10.3%和11.8%,水汽再循环对维持流域水资源安全、生态安全具有重要作用;黄河源区水汽内循环率远高于流域内其他地区,证实了黄河源区的双重"水塔"效应,即黄河源区既是稳定产流区也是流域降水的重要水汽来源区;黄河流域灌区用水量大,灌区蒸散发水汽再降水对流域水循环过程与空间格局有一定影响,河套灌区和青铜峡灌区蒸散发水汽在黄河中上游地区形成的再降水量占其蒸散发量的比例分别为3.0%和8.7%,落在我国陆地的比例分别为28.1%和34.7%,两灌区蒸散发水汽去向、内循环率因地形和气候因素的不同而具有明显差异,因此未来开展南水北调新增水资源优化配置、新扩建灌区等工作时应考虑新增蒸散发水汽的再降水因素。

黄河上游典型流域滑坡稳定性预测及模型应用

黄河中上游地带是滑坡的易发区域,了解这些滑坡的空间分布对于黄河流域的生态环境治理与保护至关重要。三维确定性模型Scoops3D模型能很好地对滑坡稳定性进行定量化分析,但是关于输入参数对模型结果影响的研究很少。为了定量化分析不同输入参数组合对模型结果的影响,以黄河上游甲加沟为例,基于Scoops3D模型对滑坡的空间位置进行预测分析。并对影响模拟效果的两种因素(数字高程模型(DEM)分辨率和搜索面积)进行分析对比。通过输入不同的参数得出的模拟结果,发现DEM分辨率和滑坡搜索面积对模拟结果都有显著的影响。首先,DEM分辨率越高,模拟效果越好,但是也存在大量的过度识别;其次,对于同一DEM分辨率而言,不同的滑坡搜索范围对于模型结果的影响也不同,并且随着DEM分辨率越来越低,这种影响也越来越大;最后,低分辨率DEM条件下较大的搜索范围也能得到较好的模拟效果。因此,在为模型选择合适的参数时,要对区域的滑坡大小有充分了解,然后根据实际情况选择合适的参数。

黄河上游典型干旱区水资源利用策略研究

白银市位于黄河上游甘肃省中部干旱区,水资源短缺,生态环境脆弱。本文通过实地调查研究和资料分析,分析了白银市水资源供需现状以及区域可利用水资源量,据此提出了适应当地水资源条件的设立黄河上游特色创新试验区、营造甘肃中部沿黄特色生态走廊、建设高扬程灌区特色节水高地等区域水资源利用策略,该研究成果对提升水资源在区域发展中的支撑能力有着十分重要的意义。

基于新发展理念的黄河上游引黄灌区农业高质量发展综合评价

采用主客观结合的方法进行赋权,结合障碍度模型等方法,基于新发展理念,对2004—2018年黄河上游引黄灌区农业高质量发展时空格局演变特征及制约因素进行分析。结果表明:黄河上游引黄灌区农业高质量发展水平持续提高,绿色发展和开放合作水平相对滞后;黄河上游引黄灌区北部、中部、南部农业高质量发展水平呈利好态势,均已达到中高水平,仍有较大发展空间;万人第一产业专利授权数、污染治理投资强度、农业R&D投资强度、农药施用强度、农业R&D人员占比为内在制约因素。

甘南黄河上游水源涵养区建设研究

甘南黄河上游水源涵养区是黄河上游重要的水源补给区域和国家生态安全屏障,其作为全国主体功能区之一,在水源补给、调节径流量、保护生物多样性等方面的生态作用不可替代。然而,甘南黄河上游水源涵养区由于受到人为因素和全球气候的影响,生态环境遭到巨大的破坏,由此引发了各界对生态保护与治理的关注。文章从国家生态环境整体战略规划角度出发,首先总结归纳了甘南黄河上游水源涵养区的基本功能,其次在分析黄河水源涵养区建设现状的基础上指出了其面临的困境;最后在甘南黄河上游水源涵养区建设的治理方案和未来可持续发展方面提出相关建议。