黄河中上游区土地使用结构与布局复合优化

黄河中上游地区生态环境脆弱,空间发展问题突出,探索该区域土地使用结构和布局优化配置是实现黄河流域生态保护和高质量发展的有效途径。该研究以黄河中上游地区为研究对象,基于该区域土地使用、社会经济等数据,运用多目标规划(multi-objective programming,MOP)和PLUS模型模拟了惯性发展、生态保护、经济优先和生态-经济均衡4种情景下研究区未来土地格局和变化趋势,并在平衡生态与经济的目标下提出最优土地使用结构和布局方案。结果表明:1)4种情景下,土地使用比例结构存在较大差异;2)均衡情景下的区域土地使用结构和空间布局方案为最优,其综合效益值最高且达到19481.00亿元,与生态保护情景相比其经济效益(12223.88亿元)增长了4.07%,与经济优先情景相比其生态价值(7257.12亿元)增长了2.32%;经济优先情景下综合效益值为20273.96亿元,是4种情景下最高的。研究可为黄河中上游区域未来土地使用规划编制和土地可持续利用规划提供依据。

大渡河上游玛柯河至脚木足河段浮游植物群落特征调查

为了解大渡河上游水域生态环境现状,该研究于2017-2018年春冬季2次对大渡河上游玛柯河至脚木足河段浮游植物进行收集分析,查明了浮游植物的动态变化和群落结构特征。结果显示,此次调查水域的浮游植物共鉴定出102种(属),隶属于6门46属。其中硅藻门占绝对优势,有76种(属),占浮游植物总物种数的74.5%。各河段春季的浮游植物平均密度和生物量比冬季都有显著的增加,分别增加了3.7和2.8倍,但总体呈现低密度和低生物量的特征。为获得该水域浮游植物本底资源现状及水生态监测提供了基础数据。

大渡河上游某河段鱼类栖息地适宜性评价

以大渡河上游某水电站坝下13 km大渡河干流河段和坝下支流入大渡河汇合口以上4 km支流河段鱼类栖息地为研究河段,从鱼类有效栖息地面积计算、支流河底连通性模拟两方面开展栖息地适宜性评价,重点分析评价了产卵期齐口裂腹鱼和重口裂腹鱼两种目标鱼类对流速与水深的适宜性指标,得到了研究河段鱼类栖息地适宜性指数和等级:坝下干流鱼类栖息地适宜性指数为0.68,适宜性等级为适宜;支流河口以上4 km河段鱼类栖息地适宜性指数为0.58,适宜性等级为一般适宜评价。

基于MSPA_(P)-MCR_(F)的干旱区层级生态网络构建与优化——以宁夏中卫市为例

基于Landsat8 OLI_TIRS遥感影像、数字高程模型(digital elevation model,DEM)、路网、水系等多源数据,修正能量因子模型和重力模型,改进了形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)和最小累积阻力模型(minimum cumulative resistance,MCR)生态网络构建方法,以宁夏中卫市为例,探讨了层级生态网络的构建及其优化。结果表明:①干旱区生态源地识别中,需要将林地、草地和水体作为前景数据,并结合生态红线选择生态源地;②中卫市生态网络呈现出“四核三廊多点”的空间结构模式。识别出生态源地17个,占研究区面积的22.33%,其中1级和2级共计4个源地的能量因子显著高于其他源地,形成“四核”,其他源地形成“多点”,生成潜在生态廊道33条,其中一级生态廊道3条,形成“三廊”;③从生态源地质量提升、廊道加固、断裂点修复等方面提出了生态网络优化策略,除1号、7号、9号源地之间的廊道较为稳定外,其他源地间连通性较低,生态网络稳定性较差,需要建立24个生态踏脚石,并发现38个亟待开展修复的生态断裂点;④优化后生态网络的稳定性有所提升,α指数、β指数和γ指数分别提升9.5%,3.8%和4.2%,有利于促进生态物质及信息流动和生物多样性保护。

大渡河金川至丹巴河段干、支流鱼类资源及其多样性分布

为进一步了解大渡河金川至丹巴河段干、支流鱼类群落结构及其多样性分布特征,2020年5和9月及2021年7月,对大渡河上游金川电站坝址至猴子岩电站库尾111.5 km干流及区间主要支流进行了系统的鱼类资源调查。结果显示,研究河段共分布鱼类18种,隶属2目6科10属;鲤形目有15种,占总种数的83.33%;鲇形目3种,占16.66%。土著鱼类主要为裂腹鱼亚科、高原鳅属和爬鮡属等适应高山峡谷流水生境、特化程度较高的鱼类;大渡软刺裸裂尻鱼(Schizopygopsis malacanthus chengi)、细尾高原鳅(Triplophysa stenura)和齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究河段的优势种。渔获物统计及多样性分析表明,小金川、革什扎河、东谷河及勒乌沟等支流与干流土著鱼类组成较为相似,但干流与支流以及各支流间鱼类资源及其多样性差异明显。研究表明,金川至丹巴河段鱼类群落组成简单,生态脆弱性较高,且大部分土著鱼类为珍稀濒危和特有鱼类,种群资源一旦遭到破坏将很难恢复。大渡河上游鱼类正面临严重的外来鱼类入侵威胁,需引起高度关注。

若尔盖地区(四川片区)种子植物区系分析

为完善若尔盖地区(四川片区)种子植物区系特征,以2019年至2022年在红原、若尔盖、阿坝和松潘四县调查数据为分析对象,结合文献资料,统计若尔盖地区种子植物区系现状。结果表明:(1)若尔盖地区野生种子植物有1173种,隶属74科367属,种子植物资源丰富,大部分为草本植物(77.41%);包含51种以上的科有菊科、玄参科、莎草科等6个科;包含21种以上的属有马先蒿属、柳属、风毛菊属等5个属。(2)科的组成上,小科(2~5种)和中等科(6~20种)是构成本区科的主体,占总科数的58.11%;属的组成上,单种属(1种)是构成本区属的主体,占总属数的49.05%。(3)从科的区系成分来看,划分为6个分布型和3个变型,其中温带分布科(39.19%)最多;属的区系成分来看,划分为15个分布型和13个变型,温带成分占总属数73.84%,占比最高,是典型的温带性质。(4)本区珍稀濒危野生植物共计48种,占总种数的4.09%,濒危物种丰富,孑遗古老。

大渡河上游面雨量预报质量检验与释用

基于2019年6—10月中央气象台智能网格预报模式(NWGD)降水产品和CMPAS-V2.1融合降水分析实时数据产品,采用平均绝对误差、晴雨预报正确率、TS评分等方法评估该预报产品对大渡河上游面雨量的预报效果。评估结果表明:NWGD预报产品在大渡河上游面雨量的预报效果整体较好,平均绝对误差范围控制在5.6 mm以内,晴雨预报可信度较高。小雨的预报效果好于中雨,小雨的TS评分大于中雨,空报率和漏报率均低于中雨。将小雨和中雨分别做消空处理,小雨各预报时效消空处理后晴雨预报正确率提升不明显,而中雨预报效果有明显提升。

大渡河上游地区土地利用动态模拟分析

基于1967、1987和2000年三期遥感数据和1:25万数字高程模型,通过Logistic逐步回归分析,在地形、海拔、水系、道路交通、城镇和居民点分布等多种自然地理和社会经济因素中,筛选出不同时期对大渡河上游地区主要土地利用类型空间分布及其变化具有决定作用的驱动因子,并生成相应的土地利用空间分布概率适宜图,然后采用CLUE-S模型,模拟分析了1987年和2000年两个时点上金川、壤塘和马尔康三县18665 km2范围内的土地利用状况。用当年的现状图检验对比的结果表明,模拟取得了较为理想的结果,Kappa值分别达到0.86和0.89。在此基础上,针对三种政策情景,应用相同模型模拟预测了研究地区2010年时的土地利用时空变化。

大渡河上游生计方式的时空格局与土地利用/覆被变化

该文以大渡河上游壤塘县、马尔康县和金川县为例,在野外考察、农户调查、历史资料分析的基础上,利用遥感、地理信息系统等多种手段,研究了该区1950～2000年生计方式的时空格局和1967～2000年的土地利用/覆被变化过程。结果表明:在河谷区、中山区、林区和牧区,居民生计方式的演变具有不同的特点。随着生计方式的演变,大渡河上游具有多样的土地利用/覆被变化过程。1980年代以后,该区不同地带劳动力向二三产业的转移具有显著的差异,居民对环境退化具有不同的响应方式。该研究还表明,生态脆弱区社会经济发展和生态重建的关键在于改变居民的生计方式,促进劳动力向二三产业转移。

青藏高原东缘中段地质灾害空间分布特征分析

利用调查获得的滑坡数据资料,结合野外实地考察,对川西高原岷江、大渡河和安宁河流域滑坡发生的海拔高程、地形坡度和坡高等参数进行了统计分析,并将这些统计结果与深切河谷地貌特征进行对比分析.结果表明,岷江上游、安宁河流域的滑坡高程主要集中在1 500～2 000m,大渡河流域滑坡主要发生在海拔高程1000～1 500m和1 500～2 000m.滑坡发生的地形坡度主要分布在15°～35°,岷江流域有45.21%滑坡发生在地形坡度35°～55°处;大渡河和安宁河流域滑坡主要集中在地形坡度15°～5°之间.分析指出,川西高原绝大部分滑坡主要发生在河流'V'型谷地中,并受深切河谷地形地貌形态特征的控制.晚第四纪时期青藏高原快速隆升主导了河谷的深切作用,成为青藏高原东缘群发性地质灾害发生和分布的主要内动力控制因素.

基于能值理论的生态足迹方法改进

生态足迹方法自提出以来受到广泛关注,其缺点也受到一些学者的批评。Zhao Sheng等2005年提出能值足迹法,弥补了生态足迹法以土地生产能力为限制的缺点。论文提出区域能值足迹法,以弥补其改进方法不能够反映区域实际情况和技术进步带来影响的不足。最后,以岷江上游1982到2002年为例应用3种方法进行计算分析。结果表明研究区生态足迹呈缓慢上升趋势,生态足迹方法计算结果<能值足迹<区域能值足迹;生态承载力计算结果显示生态足迹与区域能值足迹方法结果呈平缓下降趋势,而能值足迹方法结果呈不规则变动。区域能值足迹法能够考虑到区域实际情况和技术进步,但它不能完全代替生态足迹方法,将其结合应用将得到更多信息。

大渡河上游地区景观格局与动态

利用卫星遥感资料,对大渡河上游地区金川、壤塘、马尔康三县18665km2土地的景观格局与动态进行分析。结果显示,1995～2000年,研究地区的景观破碎化程度有所下降,多样性增加,斑块形状不规则性增强。整个景观表现出以草地为基质,以林地变动为主要特征。5年间,有林地面积减少53687hm2,大部分转变为灌木林地和疏林地。有林地的空间动态,如斑块密度下降,形状趋于规则等,显示该地区森林减少主要是有计划采伐的结果。耕地面积的下降则表明当地退耕还林、还草的政策措施已初见成效。

大渡河上游干旱河谷区生态需水研究

为了预测南水北调西线一期工程实施对下游干旱河谷演变的影响,开展了对泸定县城以上大渡河流域干旱河谷区生态需水的研究,结果表明:①干旱河谷生态需水量为能够维系干旱河谷生态功能的基本环境目标、恢复干旱河谷生态景观的生态系统所需求的水量;②研究区干旱河谷总面积1185.00km2,其中干暖河谷250.11km2,干温河谷934.89km2;③考虑输沙需水时,维持研究区干旱河谷的最小生态需水量为156.3×108m3,其中干暖河谷最小为58.8×108m3,干温河谷最小为97.4×108m3,不考虑输沙需水时,最小生态需水量仅为58.3×108m3;④河道外需水量占总生态需水量的5.7%;⑤考虑输沙需水时,研究区干旱河谷的最小生态需水量占总地表水量的68.84%,不考虑输沙需水时其只占总地表水量的25.68%,对生态脆弱区生态需水进行计算时需考虑输沙需水。

大渡河上游地区土地利用/土地覆被变化与驱动力分析

本文以1967年、1987年、2000年三期遥感资料和1∶25万数字高程模型(DEM)及多种历史文献资料为基础,分析了大渡河上游地区18665km2范围内的土地利用/土地覆被变化与驱动力。结果显示:1967～2000年,研究地区以林地为主导的覆被格局转变为以草地为主。其中,有林地面积的大幅度减少发挥着关键作用。33年间,有林地面积减少了319774hm2,所占比例从30.92%下降为13.78%。通过对景观格局变化特征的分析,尤其是有林地斑块在破碎化过程中规则性的增强,同时结合历史资料分析,论证了政策因素在该地区土地利用/土地覆被变化中所发挥的主导作用。文中应用Logistic逐步回归方法,通过空间分析,在15个生物物理和社会经济因素中筛选出对不同地类具有重要影响的关键因素,并确定了它们之间的定量关系和影响大小。

长江中上游地区土壤抗冲性特征研究

为弄清长江中上游地区土壤抗冲性宏观分布特征,采用原状土冲刷水槽法,对长江中上游地区9省50个测试点的土壤抗冲性进行了野外测试。分析结果表明土壤抗冲性随土壤类型变化由大到小依次为:红壤、黄壤、棕壤、石灰土、紫色土、褐土。抗冲性沿土壤剖面垂直变化规律分为3种类型:土壤质地主导型、农业耕作主导型、腐殖质层影响型,前一种抗冲性随土壤深度单调增加,后2种为抛物线型变化趋势。对抗冲性的地域分异规律进行了分析和描述,将长江中上游地区按抗冲系数的大小划分为4个典型的区域。

珠江上游少数民族农业区域生态安全预警研究——贵州境内22县实证分析

区域生态安全是区域经济社会可持续发展的基础。珠江上游少数民族农业区域的生态安全形势严峻,其生态安全不仅事关本区域的经济社会可持续发展,而且影响珠江中下游地区(尤其是珠江三角洲地区)的经济社会可持续发展。本文以科学发展观为指导,建立珠江上游少数民族农业区域生态安全预警指标体系,并通过对贵州境内22县的样本分析,横向比较,作出珠江上游少数民族农业区域生态安全预警。

基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构

采集黄河上游厚唇裸重唇鱼(Gymnodiptychus pachycheilus)甘肃玛曲群体,测定其线粒体DNA控制区序列,并从GenBank中下载青海玛多和贵德等3地2个群体的同源序列,分析该物种的遗传多样性、遗传结构及其演化历史。从81条729 bp序列中,检测到26个变异位点(占3.57%),碱基序列总的单倍型多样性为0.844,核苷酸多样性为0.0054,界定了34个单倍型,有1个广布单倍型H2,占所有样品的38.27%。单倍型网络图图显示单倍型没有明显的亲缘地理格局,H2处于中心,呈星状发散,系统发育分析没有显示出单倍型与地理位置的对应关系。AMOVA分析显示变异主要来自地理区内群体间,歧点分布和中性检测显示厚唇裸重唇鱼近期经历了种群扩张。分析表明黄河上游3地种厚唇裸重唇鱼种群未出现分化,建议应作为一个整体进行保护。

黑河上游高寒山区集水面积阈值确定方法探讨

针对我国高寒山区河流的最佳集水面积阈值确定的问题,选取黑河上游山区为研究区,利用SWAT(soil and w ater assessment tool)模型的流域离散模块(w atershed delineator)基于DEM提取河网,探讨河网总长度与集水面积阈值关系曲线法和适度指数法在高寒山区的适用性.结果表明:两种方法所对应的最佳集水面积阈值相差较大,所提取的河网难以反映河流真实情况,效果较差,主要原因是上述方法仅考虑流域面积、地形和几何特征的影响,缺乏对降水和其他下垫面因子的综合考虑.相较而言,利用蓝线河网推求最佳集水面积的适度指数法的效果较好.在高寒山区进行河网提取时,应综合考虑影响河网发育的各个因素,在流域分区的基础上,通过不同集水面积阈值实验,获取更高精度的数字河网,改善分布式水文模型的空间离散效果.

未来气候情景下长江上游区域积雪时空变化分析——基于CMIP5多模式集合数据

基于21个CMIP5全球气候模式集合数据，耦合VIC模型，预估了未来30年（2011—2040年）RCP2．6、RCP4．5和RCP8．5三个情景下长江上游区域积雪的时空变化。结果表明：与基准期1970—1999年相比，长江上游区域未来30年的多年平均气温和各月平均气温都将升高1～2℃，其中冬季和春季升温较大；平均年降水量将增加3％～4％，但秋、冬季降水有所减小。未来30年平均积雪深相对于基准期将减小37．8％左右，在积雪过程中达到最大积雪深的时间与基准期基本相同，而融雪开始的时间略有延后；从空间变化来看，冬季（1月份）长江上游区域大部分地区的积雪深都呈现减小趋势，部分地区积雪深减小超过了50％。

长江上游土地利用／覆被变化及区域分异研究

在遥感技术和GIS技术的支持下,对长江上游地区1980、1990和2000年3个不同时期土地利用的时空动态特征进行了定量分析.通过数学建模,利用土地利用变化率和相对变化率指数、土地利用动态度模型以及土地利用程度模型等对土地利用的空间分布特征及动态变化的区域分异进行了分析.研究结果表明:近20年来该地区主要的土地利用变化类型为草地、林地、建设用地和耕地,其中建设用地面积增长迅速.西藏主要的土地利用/覆被类型为草地、林地和未利用地,土地利用/覆被最不稳定,但土地利用程度增幅非常小.青海以草地和未利用地为主,虽然期间土地利用动态度较高,但土地利用程度有所下降.其余地区主要的土地利用/覆被类型都为耕地、林地和草地,四川土地利用动态度和利用程度的变化幅度不大,云南、陕西和贵州的土地利用动态度和利用程度变化的趋势和幅度都基本相似.虽然湖北、甘肃和重庆的土地利用动态度变化幅度不大,但土地利用程度却有明显地提高.