基于InVEST模型的碳储量时空变化研究——以秦岭北麓为例

碳达峰和碳中和是生态文明建设和高质量发展的重要内容,是应对气候变化的关键举措,也是构建人类命运共同体的重要一环。土地利用变化往往会造成区域碳收支变化,随着科学技术的发展,利用空间模型评估碳储量的方法也逐渐被广泛认可和接受。生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型具有数据获取容易、空间制图表达效果好的优势,应用较为广泛。秦岭是我国重要的生态安全屏障,秦岭北麓邻近西安市,城市经济发展和生态环境变化的冲突较为显著,秦岭北麓生态系统的固碳功能有利于区域生态文明建设和可持续发展。本文以秦岭北麓为研究区,采用土地利用转移矩阵分析土地利用变化,然后运用InVEST模型量化评估碳储量,明确碳储量时空变化特征。研究结果表明,秦岭北麓的土地利用类型以林地和草地为主;2005—2015年,林地和建设用地增长较为显著,碳储量的时间变化比较稳定。本研究可为秦岭北麓的生态环境治理和可持续发展提供一定的理论依据。

秦岭北麓乡村植物景观与物种丰富度的关系

选取陕西省秦岭北麓5个村落作为试验区,采用多元线性回归分析和熵值法等相结合,探讨了秦岭北麓乡村地区植物丰富度对乡村景观的影响。结果表明:远离城镇的乡村植物多样性单一,物质丰富度偏低,其乡村景观评价指标体系得分偏低。多元线性逐步回归分析结果表明,Pielou均匀度指数与社会效应、美感效果、生态质量之间存在显著正相关,Menhinick丰富度指数与美感效果、生态质量、文化价值之间存在显著正相关。综上,提出了在乡村景观建设过程中,应立足资源优势,选择适合乡村景观发展的优势特色植物,有效增加评价较低乡村近水生境、居民点周边、农田边缘、林地比例和物种丰富度等建议,以期在促进乡村可持续发展的同时维护农村的环境治理,为乡村景观建设中植物多样性研究提供参考。

基于CMIP6的秦岭北麓未来极端降水洪涝风险分析

随着全球变暖,极端降水的风险评估已成为学术界和各国政府广泛关注的焦点。为准确分析秦岭北麓在全球变暖情景下未来洪涝灾害事件风险时空分布,基于CMIP6降水数据、地理数据及社会经济数据,采用博弈论组合赋权法结合熵权法和层次分析法构建洪涝灾害风险评估模型,对未来两种情景(SSP245和SSP585)、两个时段(2040—2060年和2070—2090年)的洪涝灾害风险进行评估。结果表明:1)危险性较高的地区主要分布于蓝田县和山区低洼地区,随着年份及情景的变化,危险性有明显的增高趋势;2)脆弱性较高的地区主要在周至县、鄠邑区和长安区北部及山区公路地区;3)极端降水洪涝致灾风险等级较高的地区主要集中在蓝田县和临潼区,不同情景下洪涝致灾风险随时间呈增加趋势。

基于多种水文学方法的秦岭北麓典型河流生态流量分析

为科学确定秦岭北麓典型河流沣河的生态流量,保障生态环境安全,合理开发秦岭北麓水资源,基于沣河秦渡镇水文站1953~2013年连续实测月径流资料,使用Tennant法、90%保证法、最枯月平均流量法、Tessman法、年内展布法、Texas法、典型水文频率年法及NGPRP法8种水文学方法计算沣河生态流量值。通过分析对比结果表明,Texas法在满足程度、水文节律方面表现较好,最终推荐Texas法作为沣河的生态流量计算方法,并给出生态流量推荐值。研究结果可为秦岭地区水资源的开发利用提供科学依据,对区域河流生态系统健康也具有重要意义。

基于DPSIRM和PLUS模型的秦岭北麓生态敏感性评估

秦岭北麓地区地势复杂、气候多变,生态环境丰富多样,是中国独特的生态宝库之一。而随着经济发展和人口增加,其生态环境也面临着严峻的挑战,保护其生态环境已成为当前亟待解决的问题。为此,该研究提出了一种结合“驱动力-压力-状态-影响-响应-管理”(driving-force-pressure-state-impact-response-management,DPSIRM)和斑块生成土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型来评价秦岭北麓生态环境的方法。首先,基于DPSIRM模型,选取了17个指标对2010、2015、2020年的秦岭北麓生态环境状况进行生态敏感性评价,其次在此基础上运用PLUS模型预测不同情景下2020–2030年秦岭北麓土地利用空间布局情况,最后利用预测的土地利用类型数据作为影响生态环境的因子,预测研究区的生态敏感性空间分布特征。结果表明:秦岭北麓生态敏感区主要分布在中心城区周围,距城区越远,抗干扰能力越强;2010–2020年非敏感性区域逐步增多,从9%增加到了26%,2010年低敏感区占比最多(38%),2015年中敏感区占比最多(28%),2020年低敏感区占比最多(30%),极高敏感区整体占比不高且相差不大(5%~10%),表明随着时间的变化研究区生态环境已得到初步改善且总体状态向好发展;2020–2030年3种不同情景下土地利用类型主要以耕地、林地、草地为主,模拟预测发现以生态保护为前提的保护与开发是较为适应当前可持续发展战略的情景。研究结果可为研究区生态环境保护和可持续土地利用提供科学依据。

基于GF-2面向对象土地利用分类研究

高分辨率遥感技术发展迅速,传统技术已经无法满足信息提取的要求,严重影响提取精度和效率。以秦岭北麓长安区与鄠邑区交界处北部部分区域为实验区,高分二号影像为数据源,采用面向对象分类法进行土地利用分类研究,并进行监督分类做对比实验。结果表明,采用面向对象分类法分类结果总体精度为90.05%,Kappa系数为0.857,比监督分类方法精度高出14.55%,Kappa系数高出0.288。面向对象分类方法总体分类效果较好,有效提高了分类精度。

MIKE SHE分布式水文模型在秦岭北麓地区适用性研究

通过分别搭建峪口以上空间中尺度模型,开展参数敏感性分析和率定验证工作,同时以涝峪口、大峪峪口、罗李村水文站位置为倾泻点,划分流域范围,搭建涝峪、大峪、罗李村的空间小尺度模型。结果表明:MIKE SHE模型在峪口以上流域及各小流域具有较好的适应性,径流年内变化模拟过程与水文站数据拟合程度较好且内径流变化与降雨量过程具有明显的同步关系。

乡村振兴战略下秦岭北麓西安段农村电子商务路径重构

近年来,国家对农村的发展越来越重视,农村产业结构的升级是国家经济保持稳定的重要作用点,农村电商已经成为农村经济发展的推动力。文中立足党中央围绕实施乡村振兴战略等重大部署,以电子商务为助推秦岭北麓西安段农村产业转型升级的新动力,从农村电商推动其农村产业结构转型升级的方向思考并提出推动秦岭北麓西安段农村产业结构转型升级的路径,大力发展和提升农村经济。

陕西秦岭北麓猕猴桃果园不同生长阶段小气候时空特征

基于2020年5月—2022年12月陕西秦岭北麓周至县佰瑞猕猴桃研究院猕猴桃小气候观测数据,分析了猕猴桃果园内不同生长阶段的小气候特征。研究表明,猕猴桃果园内太阳总辐射、空气温度日变化均呈单峰曲线,具有昼高夜低日变化特征,总辐射在12:00—13:00、空气温度在15:00—16:00达到最大值;总辐射在生长盛期最强,生长始期次之;生长盛期不同冠层高度处空气温度日最高值最大,始期次之,休眠期最小;生长始期空气温度日较差大于生长盛期和休眠期;7月冠层各垂直高度处温度最高,1月最低;空气相对湿度日变化呈高—低—高的倒“几”字曲线,生长盛期最大,其次是休眠期;10月冠层各垂直高度处相对湿度最高,2月最低;浅层土壤温度变化较深层明显,月变化趋势一致;各土层土壤湿度日变化、月变化均较小。研究猕猴桃园小气候时空特征,以期为研究猕猴桃园能力和物质交换过程中的消长规律和定量关系提供理论依据,从而提高猕猴桃园科学管理水平。

秦岭北麓中段水环境生态修复实践研究

为进一步遏制秦岭北麓水生态恶化趋势,以提升水环境质量为核心,针对秦岭北麓中段河流水环境问题及农村黑臭水体问题现状,开展水环境生态修复实践探索。基于“尊重自然、柔性治水”的治理思路;以防洪保安为前提,针对秦岭北麓中段河流通过开展河道整治、水景观建设、堤岸绿化等河道综合整治建设,着力恢复与优化河流自然生态系统,实现河道生态修复治理目标。基于“截污治污”的整治思路;通过开展排水管网建设及污水处理设施建设,完成村内居民生活污水收集处理,实现黑臭水体清除目标。

2010—2020年秦岭北麓NDVI时空变化分析——以西安市为例

以MODIS卫星的MOD13A2数据产品为基础,本文利用最大值合成法和差值法,从像元尺度对西安市2010—2020年归一化植被指数(NDVI)时空变化进行分析。结果表明,2010—2020年,西安市NDVI明显升高,城市中心和秦岭山脉的植被覆盖变化呈不同趋势;植被覆盖区域改善面积为3 047.15 km~2,其中轻度改善区域占97.99%,退化区域面积为1 810.21 km~2,其中轻度退化区域占83.31%。本研究可为秦岭北麓生态文明建设和可持续发展提供科学参考。

秦岭北麓(西安段)碳排放和碳汇分析与预测研究

秦岭北麓是中国西北地区重要的森林生态系统,对该区域的碳排放和碳汇进行分析与预测对实现双碳目标具有重要意义。以秦岭北麓(西安段)为研究对象,基于中国碳核算数据库分析区域碳排放时空格局,采用CASA模型分析区域碳汇时空分布格局,分别采用STIRPAT模型和灰色预测模型预测区域未来碳排放和碳汇量。结果表明:秦岭北麓(西安段)预计可实现2030年“碳达峰”目标,碳排放量峰值为5.94×10^(7) t/a,但是难以实现2060年“碳中和”目标,2060年的区域净碳汇量为-2.26×10^(7) t/a。研究成果可为秦岭北麓(西安段)实现双碳目标的政策制定提供科学支撑。

秦岭北麓猕猴桃园土壤养分状况研究——以周至县余家河小流域为例

【目的】测定秦岭北麓猕猴桃园土壤养分含量,评价猕猴桃园肥力状况,为当地猕猴桃的合理施肥提供依据。【方法】以位于秦岭北麓的陕西省周至县余家河小流域为研究区域,在2012年10月下旬采集研究区88个猕猴桃园0~20及20~40cm土层土样,测定土壤pH、有机质、全氮、矿质氮、速效磷和速效钾含量,分析其土壤肥力状况。【结果】周至县余家河小流域0~20及20~40cm土层土壤pH平均值分别为7.63和7.78,属弱碱性;土壤有机质平均含量分别为17.23和12.05g/kg,全氮平均含量分别为1.19和0.81g/kg,均处在中等偏下水平。0~20与20~40cm土层土壤矿质氮平均含量分别为17.64和21.68mg/kg,均处于偏低水平;0~20及20~40cm土层土壤速效磷平均含量分别为86.34和50.92mg/kg,土壤速效钾平均含量分别为360.41和239.01mg/kg,均处在偏高水平,有超过75%的猕猴桃园土壤速效磷、速效钾含量过高。【结论】建议当地猕猴桃园继续加强有机肥的使用,适当降低磷、钾肥施用量。

秦岭北麓晚二叠世平顶山段辫状河—辫状三角洲沉积体系及其构造涵义

秦岭北麓晚二叠世石千峰组下部的平顶山砂岩段不整合覆于早、中二叠世含煤地层之上,是一套板状交错层理十分发育并以粗碎屑长石砂岩和长石石英砂岩为主的地层,以辫状河道与辫状三角洲充填沉积占优势。平顶山砂岩段呈自南向北并向东、西两侧变薄的朵状体。平顶山砂岩以含大量的新鲜的钾长石和古水流方向自南指向北和北西为特征,明显区别于下伏含煤地层中的砂岩。石千峰组砂岩与下伏煤系砂岩的厚度、古水流方向和岩石矿物成分的截然变化,表明华北石炭、二叠纪克拉通盆地南部的陆表海至晚二叠世已经完全退出华北,盆地南缘出现了新的物源隆起区,古沉积斜坡由原来的向南倾斜转变为向北倾斜。这意味着秦岭—大别构造带与华北板块南缘在此时期已经开始发生了碰撞并隆起成山。平顶山砂岩为硅质胶结,孔渗条件很差,储集油气的希望不大。

基于扎根理论的浅山区空间管控影响因素研究--以西安市秦岭北麓为例

浅山区作为景观规划的重要研究对象之一,因山地平原交错的特征,其空间管控的有效性受多元管控和政策等复杂因素影响。如何识别空间管控影响因素是浅山区高效管理和科学规划的关键挑战。以西安市秦岭北麓为例,基于扎根理论的方法和程序深度访谈规划管理与规划技术人员,利用MAXQDA软件对访谈结果进行资料编码与分析,从政策和技术的关系及其可改变性2个维度构建浅山区空间管控影响因素分类模型,最终得到可改变-技术性(规划因素)、可改变-非技术性(认知、体系、制度、情景因素)、不可改变-非技术性(背景因素)3类因素。进一步归纳出影响西安市浅山区空间管控的关键技术性因素,分别为对象认知、管控体系和规划编制,并提出基于生态安全格局建立自然保护与土地用途的双因素叠加管控导则等建议,为风景园林学科深度融合浅山区国土空间规划提供理论基础。

西安杨家村乡村景观互适性转型探讨

西安杨家村作为秦岭北麓乡村景观的典型代表,处在秦岭北麓生态保护与秦陵遗产保护的双重格局中。文章基于杨家村现状乡村景观格局及其内在冲突分析,提出“生态—遗产”格局优化导向下的乡村景观互适性转型思路,并从双重保护、格局互融、视线协调、价值提升方面提出具体的转型策略和路径,以期指导该村乡村景观转型的实践,并为其他具有“生态—遗产”格局特征的秦岭北麓乡村景观转型提供借鉴。

基于区域整合的秦岭北麓环山带生态保护长效机制构建

秦岭北麓环山带是秦岭山前冲洪积扇和浅山区,是秦岭自然资源、环境涵养的根基,探讨区域内生态保护长效机制具有重要的生态意义。本文在分析秦岭北麓环山带生态保护系统现状的基础上,以解决系统整体效益下降、系统层次性不足、系统开放性缺乏等问题为目标,从区域整合视角出发,开展秦岭北麓环山带自然保护地体系重构,支持区域文化、自然资源、特色产品的深入融合,进而形成“四位一体”的生态保护长效机制,即合作博弈的激励机制、高效规范的法治机制、多主体参与的监管机制和公开透明的网络治理机制,对秦岭北麓环山带生态保护具有一定的参考价值。

秦岭北麓土地利用变化对植被指数影响研究

以土地利用、MODIS NDVI、年平均气温、年降水量数据为基础,采用线性趋势、F检验等方法,分析了秦岭北麓土地利用和NDVI时空变化特征,及土地利用变化对植被指数变化影响。研究表明:①秦岭北麓2000—2015年土地利用类型以林地和耕地为主,平均分别占总面积的52.70%和38.37%。土地利用变化特征表现为耕地减少比例最高、建设用地增加比例最高和增速最快。②以2007年为界线,NDVI变化反映出秦岭北麓2000—2007年植被生态较好,之后(2008—2018年)趋于变差。南部山地区域NDVI显著增加,北部平原区域NDVI显著降低。③2000—2015年秦岭北麓气温升高、降水增多,为NDVI增加提供了有利的自然条件。但秦岭北麓平原区域NDVI呈下降趋势,其主要原因是人类活动引起的耕地、林地、草地和未利用地向建设用地转变,导致NDVI快速下降。研究证明限制人类活动对保护秦岭北麓植被生态具有重要的实践意义。

秦岭北麓水源水库大气氮磷湿沉降特征:以李家河水库为例

为了解大气湿沉降对秦岭北麓水源水库营养盐输入的影响,于2022年8月—2023年7月在李家河水库开展了大气氮、磷湿沉降监测,分析了李家河水库大气氮、磷湿沉降特征与输入负荷.结果表明:李家河水库的降水主要集中在春、夏季,占全年降水量的73.80%;湿沉降中TN浓度为0.45~8.10 mg·L^(-1),NH_(3)-N和NO_(3)^(-)-N是其主要成分,分别占TN的56.93%~64.87%和27.57%~36.37%,TN、NH_(3)-N和NO_(3)^(-)-N的湿沉降通量均在夏季达到峰值,TN的年湿沉降通量为2510.93 kg·km^(-2);湿沉降TP月均浓度一般为0.010~0.020 mg·L^(-1),但春季受极端沙尘天气的影响最高达0.042 mg·L^(-1),TP的年湿沉降通量为18.70 kg·km^(-2).研究显示,李家河水库大气湿沉降中氮输入处于较高水平,是水库不容忽视的外部污染来源.