Sandy Land-lake-vegetation Landscape of Songnen Sandy Land of China:Pattern,Process and Mechanism

In order to investigate the dynamic evolution of the sandy land-lake-vegetation landscape in Songnen Sandy Land(SSL)and its response to climate change and human activities,the distribution pattern,evolution,and driving mechanisms of the landscape were analyzed based on Landsat satellite images and meteorological and socio-economic data during 1980–2020.The results indicate that the area of sandy land exhibited an upward fluctuation during the last 40 yr,with a net increase of 251.75 km^(2) at an increment rate of 3.80%/10 yr.The lake area also exhibited an upward fluctuation,with a net increase of 1200.95 km^(2) at an increment rate of 20.42%/10 yr.Vegetation coverage decreased by 2633.30 km^(2),with areas of low vegetation coverage exhibiting a trend of initial decline and subsequent increase,areas of medium vegetation coverage showed an upward fluctuation,and areas of high vegetation coverage showed a trend of initial increase and subsequent decrease,with overall changes of–0.67%/yr,1.12%/yr,and 0.17%/yr,respectively.The relationships between sandy land,lakes,and vegetation coverage were significant,with areas of sandy land and low vegetation coverage showing the strongest correlation.The dynamic evolution of landscape is controlled by regional climatic and socio-economic factors,with socio-economic factors as the first principal component contributing up to 59.64%.

2005—2020年黑龙江省松嫩平原耕地低碳利用效率时空格局演变及影响因素

[目的]探究黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率时空演变规律及影响因素,为保障国家粮食安全和低碳减排,实现农业可持续发展提供科学依据。[方法]借助超效率SBM模型测度2005—2020年黑龙江省松嫩平原地区33个县(市)耕地低碳利用效率,利用空间自相关和核密度估计方法分析各县(市)耕地低碳利用效率的时空格局演变特征,进而采用地理加权回归模型探究其影响因素。[结果](1)研究期内黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率呈“升—降—升”演变态势,均值为0.80,未达到最有效生产的前沿。(2)从空间维度看,耕地低碳利用效率存在显著的正向空间相关性,且局部呈较强的高低值集聚分布态势,热点多核极化现象显著,主要分布于区域北部和南部;从时间维度看,耕地低碳利用效率表现出不同程度的极化特征,且内部差异呈逐渐缩小的演变趋势。(3)从影响因素看,人均播种面积、单位耕地面积化肥使用量、农村居民人均可支配收入和涉农支出对耕地低碳利用效率具有正向影响,复种指数、单位耕地面积机械使用量及城镇化率对效率呈负向影响,人均GDP对耕地低碳利用效率在不同年份影响程度和方向存在差异。[结论]黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率整体呈上升趋势,且区域间存在明显差异,未来应优化资源配置效率,建立区域协同机制,发挥热点区域示范作用,助推各区域耕地低碳利用效率的提升。

中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律

在全球气候变化和高强度人类活动的影响下,松嫩平原地下水环境日益恶化,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素。选取具有典型代表意义的洮儿河流域作为研究区,对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法,全面系统地研究地下水水化学的时空变异特征与演变规律,揭示了风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制地下水质演变的主要水文化学过程,从而为流域乃至松嫩平原盐渍土区水资源可持续开发利用和管理提供科学依据。

小兴安岭—张广才岭地区区域成矿演化

黑龙江小兴安岭—张广才岭地区是我国东北的一条重要的铅、锌成矿带。本文根据所发现的２５个矿床的赋矿地层、与成矿有关的花岗岩、矿化类型及其时、空分布特征，将它们划分为加里东期成矿系列和印支期成矿系列，进而又将加里东期成矿系列划分为铅、锌成矿亚系列，铁、铅、锌成矿亚系列和铅、锌、钨、锡、钼成矿亚系列。加里东期成矿系列是松嫩和佳木斯地块拼合、碰撞造山的结果；印支期成矿系列是在松辽盆地断陷和佳木斯－伊舒断裂走滑的构造条件下形成的。提出全球构造是首要的控矿因素。研究区域成矿演化不但可以为构造演化提供证据。

松嫩高平原黑土区耕地利用系统安全格局及其空间演变

为切实保护耕地和实现区域耕地的可持续利用,该文以巴彦县为研究区,将研究区的耕地利用分为西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区、东部低山丘陵坡耕地区、南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区5个区,从系统角度,以影响研究区耕地利用系统安全的自然、经济社会、生态等驱动因子分析为切入点,运用"3S"技术手段,利用因子分析法和加权综合评价法计算耕地利用系统安全值,采用Kriging插值法将安全值分为Ⅰ级(非常安全)、Ⅱ级(较安全)、Ⅲ级(基本安全)、Ⅳ级(临界安全)和Ⅴ级(不安全)5个等级,运用栅格数据的空间分析功能,分析研究区1991-2009年耕地利用系统安全格局变化及空间演变。结果表明:1991年和2009年,研究区各安全等级所占比例以Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级为主,Ⅴ级最低。从1991-2009年的变化趋势上看Ⅰ级、Ⅱ级呈减少趋势,Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级呈增加趋势,耕地利用系统安全程度在降低;1991年和2009年2个时点,耕地利用系统安全水平空间分布均不平衡,西部、北部高,东部、南部低,且2009年较1991年有增强趋势,各安全等级在不同耕地利用分区上空间分布格局差异明显,安全级别较高的Ⅰ级、Ⅱ级集中在西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区和东部低山丘陵坡耕地区,安全级别较低的Ⅳ级和Ⅴ级主要分布在南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区,安全等级最高的Ⅰ级在中部漫岗平原缓坡耕地区分布最多;1991-2009年近20 a研究区耕地利用系统安全格局空间演变特征明显,Ⅰ级表现为集中向西北部平原耕地区转移,Ⅱ级变化较为分散,在西北部平原耕地区和南部平原耕地区分布比例降低,在其余3区升高,Ⅲ级由南部平原耕地区向南部冲积平原耕地区过渡,Ⅳ级以原区域为中心向四周扩散,Ⅴ级由南部冲积平原耕地区向南部平原耕地区转移;为保障研究区耕地利用系统安全,提出应优化土地利用结构、改变传统的农业生产方式、严格控制非农建设侵占耕地以及合理开发耕地后备资源等对策建议。

1960-2020年松嫩平原干湿时空演变及其与涛动指数的关系

松嫩平原是中国重要的商品粮基地和湿地分布区,干湿演变关乎区域粮食安全和生态安全。基于松嫩平原及其周边36个气象站逐日的气温、降水、风速等气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站点月地表湿润指数,标准化后进一步计算了极端干湿事件频次;然后运用趋势分析法、克里金插值法探究了极端干湿事件频次的时空演变特征,并采用交叉小波分析了干湿事件演变与涛动指数的关系。结果表明:(1)1960-2020年松嫩平原年极端干旱事件频发,过去60年均值为7.86次,而年极端湿润事件较为少发;年极端干旱事件频次呈明显的下降趋势,年极端湿润事件频次呈上升趋势,其气候倾向率分别为-0.10次/10 a和0.02次/10 a。(2)空间上,松嫩平原大部分地区极端干旱事件频发且呈不明显的减弱趋势,极端湿润事件少发且变化趋势呈明显的东增西减的变化趋势特征。(3)松嫩平原干湿演变与涛动指数密切相关,年极端干旱事件频次与北极涛动指数、大西洋北美涛动指数和北大西洋涛动指数呈正相关,年极端湿润事件频次与三者主要呈负相关;极端干湿事件与南方涛动指数在年际尺度上和年代尺度上位相关系有明显的差异。(4)极端干湿事件频次演变与区域社会经济部门用水量密切相关,影响区域的水安全。本研究可以为气候变化松嫩平原农业-湿地系统水资源规划和管理提供支撑。

东北平原东部天恒山钻孔色度变化特征与古气候意义及对松嫩古湖演化的指示

东北平原东部荒山(HS)剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,针对该剖面的色度研究未见报道。在该剖面北约50 m处进行钻探,通过该钻孔——天恒山(THS)钻孔对该区哈尔滨组黄土-古土壤地层开展了高分辨率的色度研究,与烧失量进行了相关性分析,并与磁化率、粒度曲线对比。结果显示,亮度(L^(*))主要受控于有机质含量。黄度(b^(*))在整个黄土-古土壤地层中变化特征明显,与磁化率曲线旋回的相似性较好,可能与土壤中铁氧化物的种类和含量关系密切,同时还受控于有机质含量。由于红度(a^(*))和b^(*)具有一定的相关性,认为它们具有较为一致的致色物质,可能受控于相近的气候因子。a^(*)可能并不能很好地作为该区气候代用指标。L^(*)、b^(*)、a^(*)/b^(*)可以作为较高纬度东北平原东部黄土地层良好的气候代用指标,并结合磁化率、粒度指标共同反映了该地区中—晚更新世以来的古气候变化过程,能较好重建该地区古气候环境的演化历史。经分析,以天恒山(THS)钻孔28.3 m为界,a^(*)和b^(*)发生明显变化,反映了沉积环境的显著改变,可能指示松嫩古湖于476 ka消亡。

1996—2016年松嫩平原传统大豆种植结构的时空演变

在转基因大豆冲击下,我国传统大豆种植面积大幅下降,研究大豆主产区传统大豆种植结构及其动态变化对我国大豆进出口贸易和保障国家粮食安全意义重大.本研究基于1996—2016年Landsat TM/OLI遥感影像,以遥感、地理信息系统技术为支撑,利用随机森林方法提取大豆空间分布信息,并结合景观格局指数分析松嫩平原大豆种植结构时空演变特征.结果表明:1996—2016年,松嫩平原大豆种植面积呈波动变化;在与其他地物类型面积转换中,大豆与其他作物面积间的转换最明显;大豆斑块面积占作物总面积的比例呈先增后减特征,而斑块密度指数和分离度指数均呈先减后增趋势.松嫩平原传统大豆种植结构时空演变表现出种植面积波动变化、破碎度增加、空间分布趋于离散的特征;国内外市场及政策导向成为传统大豆种植结构变化的重要影响因素.