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：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015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。③ 2015-2025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3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,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。     

土壤侵蚀研究中的"3S"技术应用进展

随着地球信息科学的进步与发展,“3S”技术成为土壤侵蚀研究的有效工具。本文介绍了“3S”技术在土壤侵 蚀研究中应用的途径和使用的限制条件,在对大量研究文献分析的基础上,认为国外学者利用“3S”技术主要集中 在全球和区域土壤侵蚀调查、土壤侵蚀的生态效应等2 个方面。而国内学者主要开展了区域土壤侵蚀调查、土壤侵 蚀动态研究和土壤侵蚀模式的构建等3 个方面的工作。指出目前和GIS 技术结合应用最为广泛的土壤侵蚀模式是 USLE 和RUSLE,这两个模式都是基于统计的经验模式,缺乏充足的实测资料,精度不高;利用“3S”技术对于区域土 壤侵蚀因子的研究缺乏与综合评价方法或模型间的协调。展望未来“3S”技术在土壤侵蚀研究中应用的可能趋势。     

碳酸盐岩溶洞成像要素分析与研究

碳酸盐岩油气藏储集空间以裂缝和溶洞为主,在地震剖面上主要表现为＂串珠状＂。为了研究溶洞成像规律,本文通过大量的数值模拟,分析溶洞的成像分辨率,探讨溶洞成像与上覆地层、信噪比（SNR）、覆盖次数、偏移速度和偏移方法之间的定量关系。研究认为：①无论是溶洞的纵向分辨率还是横向分辨率,均满足1/4波长调谐规律,可以将薄层机理转用至溶洞分辨率解释;②溶洞的存在会对上覆地层产生下拉效应,使溶洞在地震剖面上呈塌陷等＂非串珠状＂特征;③高覆盖和小道距（面元）可提高串珠能量,压制偏移附带的背景噪声;④叠前偏移能改善资料的SNR,提高成像精度,特别是低SNR资料;⑤偏移速度偏小,串珠边缘下拉,反之会上翘,速度偏大带来的成像质量变差的程度要大于速度偏小;⑥不同偏移方法对缝洞成像效果存在差异,对于低SNR资料,溶洞成像拟选取频率域或频波域方法。     

新时期地质公园发展探讨——以山东省为例

本文以山东省为例,分析了地质公园发展存在的问题和面临的挑战,从管理体制、管理能力、科研科普、规划评估等方面探讨了地质公园发展思路,提出了规范化管理和运营的建议,以期“抛砖引玉”,望广大社会各界人士提出更加宝贵的意见建议,以促进地质遗迹保护利用和地质公园可持续发展,助力自然保护地体系建设。     

昼夜不对称性增温对秦巴山地植被NDVI的影响研究

通过收集1982—2020年秦巴山地94个气象站点逐日观测资料、2000—2020年MODIS归一化植被指数(NDVI)以及中国1100万植被数据集,利用Mann-Kendall检验、趋势分析以及二阶偏相关分析等方法,综合分析秦巴山地昼夜增温时序变化及增速差异,探讨秦巴山地植被NDVI对昼夜不对称增温的响应特征,分析昼夜不对称增温对不同植被类型生长的影响。结果表明：(1) 1982—2020年秦巴山地日最低气温和日最高气温存在明显上升趋势,夜间增温速率是白天增温速率的1.3倍,表明昼夜增温存在不对称性。(2)昼夜增温对秦巴山地植被生长促进作用更明显,显著性分析结果存在空间差异,但通过显著性检验的站点数量不多。(3)不同植被类型对昼夜增温响应特征有所差别,白天增温促进草丛、草甸、灌丛、阔叶林、农作物的生长,抑制了针叶林的生长,而夜间增温对植被生长的影响仅对草甸起积极影响,对其他植被类型均为消极影响。     

一种基于分层约束的露天矿DEM构建方法

针对边坡的台阶状地形特征是露天矿地形表达的关键和难点问题,该文基于边坡台阶要素的空间关系建立边坡层次关系模型,采用一种逐层加入扩展点和约束线的方法生成扩展约束TIN模型,将某露天煤矿作为实验区,实现了露天矿DEM的动态建模。结果表明:提高了边坡坡面的层级可视化效果,保持了地形结构的完整性,实现了边坡实体单元的分层次表达,能够获得不同水平层次的DEM数据。基于边坡特征分析的分层约束方法为露天矿DEM的构建提供了一种思路,可为边坡监测、灾变分析和灾情预测等领域提供精确的地形数据。     

伏牛山地森林植被物候及其对气候变化的响应

研究植被物候是理解植被与气候关系的重要途径。在植被对气候变化响应的敏感地区,开展植被物候研究有助于揭示气候变化对植被的影响机制。基于2000-2015年MODIS EVI时间序列影像数据,利用Savitzky-Golay （S-G）滤波方法和动态阈值法提取伏牛山地2000-2015年森林植被物候参数,结合气温、降水数据,运用Man-Kendall趋势检验、Sen斜率、ANUSPLIN插值和相关性分析等方法,研究伏牛山地森林植被物候对气候要素（气温、降水）变化的响应。结果表明：① 伏牛山地森林植被生长季始期主要集中在第105~120 d,生长季末期主要集中在第285~315 d,生长季长度主要集中在165~195 d。从海拔梯度看,随海拔升高,生长季始期、末期和长度整体上分别呈显著推迟、提前及缩短趋势。② 生长季始期和生长季末期整体上呈推迟趋势,推迟的像元分别占森林植被的76.57%和83.81%。生长季长度整体呈延长趋势,延长的像元占比为61.21%。生长季始期变化特征主要是由该地区的春季气温降低所导致的。③ 研究区森林植被生长季始期与3月平均气温呈显著偏相关,且呈负相关的区域最多,即3月平均气温降低,导致生长季始期推迟;生长季末期与9月降水呈显著偏相关区域最多,且两者主要呈正相关,即9月降水增加,使生长季末期推迟。植被生长季长度由整个生长期的气温和降水来共同作用,对大多数的区域而言,8月的平均气温和降水与生长季长度的关系最为密切。     

山地平原过渡带地形起伏特征及其对景观格局的影响——以太行山淇河流域为例

地形对过渡带景观格局的形成起关键作用,定量探讨其作用机理有助于科学解释复杂地域单元的景观格局,从而深入理解其演变过程.文章以位于山地平原过渡带的太行山淇河流域为例,采用均值变点法提取地形起伏度,从类型和景观两个尺度探讨地形起伏度对景观格局的影响,并利用Logistic回归模型研究不同地形起伏度区自然和人为因素与景观格局的定量关系,从而阐释其影响机理.结果表明:(1)淇河流域地形以小起伏(70~200m)为主,主要位于淇河中上游;其次为平坦(0~30m)及微起伏(30~70m),位于研究区两端及中部林州境内;中起伏(≥200m)占比例较少,位于河南与山西及林州与鹤壁的交界处.(2)随地形起伏度增加,景观类型由人为景观逐渐向自然景观过渡,景观多样性和破碎度先增后减,蔓延度和聚集度先减后增.(3)随地形起伏度增加,对景观类型分布具有解释作用的因素逐渐由人为因素占主导转为以自然因素占主导.同时,人为干扰的综合影响逐渐减弱,在平坦区人为干扰使林地和草地分布概率比自然状态下分别减少41.26%和7.74%,而在中起伏区两者的分布概率仅减少1.36%和0.22%.由此可见,山地平原过渡带显著的地形起伏特征带来的水热与人为活动的差异是景观格局形成的直接原因.     

50年来东北黑土区土地利用变化对沟蚀的影响——以克东地区为例

以位于东北典型黑土区的克东地区作为研究区,以1965年的Corona、2005年的SPOT5和2015年高分一号影像作为数据源,通过目视解译获取研究区对应年份的侵蚀沟分布状况;以1954年地形图和1975年的Landsat/MSS、2005年和2015年的Landsat/TM影像为数据源分别获取1965年、2005年和2015年土地利用数据;以侵蚀沟裂度为指标从土地利用变化角度分析研究区近50年来沟蚀变化状况。结果表明：黑土区沟壑侵蚀状况日益严重,耕地中侵蚀沟面积最大、侵蚀沟裂度增长速度最快;耕地、草地和建设用地上沟蚀状况的加剧伴随着林地和未利用地的开垦;耕地和草地相互转换裂度变化最大,退耕还林还草短期内侵蚀沟裂度仍然很高,但随着近10年来“退耕还林”的推行和用地状况的改善,沟蚀虽仍在发展但速度趋于缓慢。     

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：①2000-2015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。