基于InVEST模型的陕北黄土高原水源涵养功能时空变化

以陕北黄土高原为研究区,基于InVEST水源涵养功能评价模块,定量评价退耕还林还草工程背景下土地利用/覆被变化对研究区水源涵养的影响,在此基础上开展水源涵养空间分区。结果表明：① 2000-2010年,陕北黄土高原草地、灌丛和林地的面积分别增加了3204 km²、285.3 km²和122.7 km²,城镇面积增加了450.4 km²;农田、荒漠、湿地的面积分别面积减少了3984.5 km²、72.7 km²和5.2 km²。② 2000-2010年,陕北黄土高原水源涵养量整体以减少为主,中部减少最为显著,减少量在25 m³/hm²~40 m³/hm²,局部区域在40 m³/hm²以上;其他大部分区域均有0~25 m³/hm²不等的减少。③ 陕北黄土高原水源涵养功能高度重要区和极重要区的总面积为32255.1 km²,所占比例为40.5%。④ 通过陕北黄土高原水源涵养功能评价和重要性分区为生态系统的科学管理提供参考。     

基于InVEST模型的张家口地区水源涵养功能研究

水源涵养是生态系统提供的最重要的功能之一,开展水源涵养功能评价对了解地区水环境、合理发展分区管理有重要意义.张家口作为京津重要的水源地与生态屏障,承担着维护区域经济可持续发展与生态环境质量改善的关键任务,深入探究其水源涵养现状具有现实意义.然而,当前针对张家口实际降雨强度与地表覆被等特征开展的水源涵养功能研究与探讨仍较...     

基于InVEST模型的兰州地区生境质量评价

分析不同时期城市的生境质量变化,研究城市土地利用方式对生境质量的影响,对于区域可持续发展具有重要作用.以兰州地区为例,采用InVEST模型测评其生境质量和生境稀缺性.结果 表明:2000-2015年,研究区域边界生境存在退化迹象,生境质量分布呈现与土地利用类型格局相似的集聚特征,区域总体生境质量稳定,变化频繁且生境类型...     

基于InVEST模型的青海湖流域产水功能时空变化及驱动因素分析

以青海湖流域为研究区,基于1985—2020年8期土地利用图,结合地形、土壤和气象等数据,运用本地化修正后的InVEST模型及地理探测器方法,模拟流域产水服务、评估产水量空间分异特征、剖析其空间异质性归因。结果显示：青海湖流域1985—2020年产水量变化区间为11.68～81.52亿m³,变化趋势明显,表现为先下降后上升、再下降后上升的“W”型变化趋势;产水深度在空间分布上表现为东南高西北低,高值区均集中在海晏县内;垂直梯度上,产水能力随海拔增加而减弱;地理探测结果显示单因子对产水服务空间分异的解释能力存在显著差异,在不同分区中以气候类因子解释力最为显著;产水服务空间分异的影响程度由多因子共同决定,整体上以降水与实际蒸散量的交互作用解释力为主导因子。     

艾比湖湿地自然保护区土壤保持生态功能及价值评价

针对艾比湖湿地保护区防风减沙、保持土壤的重要生态服务功能,利用两次实地土样采集、分析数据,以及精河、博乐、乌鲁木齐等相关区域问卷调查结果,综合运用生态经济研究中比较成熟的影子工程法、影子价格法、机会成本法和WTP法,结合研究区客观情况,辅以合理的修正系数,对其进行定量评价。评价结果为:研究区防风减沙、保土保肥的生态价值分别为2.303×108元/a和2.364×108元/a。其中,湿地生态系统在这两项价值中分别占64.26%和0.35%;林草地生态系统分别占35.74%和99.65%。可见,以艾比湖水体为核心的湿地,在研究区防风减沙服务中作用非常突出,它的消长对保护区防风减沙功能影响十分明显。综合得到,研究区减沙保土生态服务的总价值为4.667×108元/a。     

基于InVEST模型的黑河流域上游水源涵养量

黑河流域上游生态系统具有重要的水源涵养功能,对维系流域生态平衡有着重要的意义。基于InVEST模型估算了黑河流域上游水源涵养量,分析了水源涵养量的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：2001—2015年黑河流域上游草地、林地、灌丛面积分别增加了1 665.00、381.75、162.75 km²,而荒漠和农田分别减少了2 165.25、20.50 km²;2001—2015年黑河流域上游水源涵养量年均值为228.64 mm,在空间上呈现东南高、西北低的分布特征,高值区位于祁连山一带,肃南裕固族自治县北部条带状为上游水源涵养量的低值区;从变化趋势来看,研究区水源涵养量以7.60 mm·a^-1的速率减少;近15年来,研究区潜在蒸散、降水量分别呈现增加和减少趋势,速率分别为1.45、-0.67 mm·a^-1,水源涵养与潜在蒸散以负相关为主,而与降水量正相关,降水量主要影响上游的中东部、北部的祁连山高寒地区,而潜在蒸散主要制约西北部的水源涵养量。     

基于PLUS和InVEST模型的渭河流域土地利用与生境质量时空变化及预测

生境质量是关系人类福祉和实现可持续发展的重要基础,对区域生态保护和土地资源可持续利用具有重大意义。以渭河流域为研究对象,基于2000、2010年和2020年的土地利用数据,应用斑块生成土地利用变化模拟（Patch-generating land use simulation,PLUS）模型、生态系统服务和权衡的综合评估（Integrated valuation of ecosystem services and trade-offs,InVEST）模型预测并评价了土地利用与生境质量时空变化特征。结果表明：（1） 2000—2020年渭河流域建设用地和草地面积逐年增加,林地面积略微增长,耕地面积持续减少;2020—2050年土地利用变化趋势同2000—2020年基本一致但剧烈程度显著下降,建设用地扩张趋势减缓,耕地减少幅度下降,草地面积占比超过耕地跃居流域第一。（2） 2000—2020年流域内生境质量两极分化趋势明显,低生境质量和高生境质量区域面积有所增加,中等生境质量的面积减少,整体生境质量水平呈上升趋势;2020—2050年生境质量水平继续保持逐年上升趋势但增幅放缓,生境质量变化强度下降,低生境质量区域面积逐渐减少,中等生境质量面积保持稳定,高生境质量面积有所增长。研究结果可为渭河流域土地资源可持续利用和高质量发展提供相应科学依据和决策参考。     

基于InVEST模型的宁夏盐池县禁牧草地生态补偿标准空间识别

以农牧交错带宁夏盐池县草地为研究对象,综合集成草地植被与土壤调查、草地信息提取、遥感反演、空间分析等技术方法,基于本地化的InVEST模型,选取碳储存、土壤保持和水源涵养3项关键生态系统服务类型,对禁牧前后(2000年,2015年)草地生态系统服务物质量进行精准评估,在此基础上,采用市场价值法对其价值化,测算禁牧前后草地生态系统服务价值变化量,以此确定生态补偿标准,并借助冷热点、三维趋势分析对生态补偿标准进行不同尺度的空间识别。结果显示:①禁牧以来,盐池县草地生态系统服务显著增强,其中碳储量增加45.66×10⁴ t、强度增加0.42 t/hm²,水源涵养量增加9 351×10⁴ t、强度增加211.14 t/hm²,土壤保持量增加2 091×10⁴ t,强度增加44.93 t/hm²;②草地生态补偿标准县域为309.21元/hm²、乡镇尺度介于7.25～1 146.36元/hm²、村级介于3.04～2 074....     

基于InVEST模型的1980–2100年长江中下游地区动植物生境质量时空变化研究

20世纪80年代以来,人类活动加速了长江流域的土地利用变化,这对当地动植物的生境质量造成了影响,在中国生态文明建设和长江经济带发展战略不断推进的大背景下,对长江中下游地区的生境质量变化开展长时间多时段的研究具有重要的现实意义。本研究以长江中下游地区7省的土地利用覆盖数据(1980–2018年)与未来土地利用模型模拟出未来四种情景(A1B,A2,B1,B2)下的土地利用覆盖数据(2050年,2100年)为基础,借助环境服务与权衡综合评估(In VEST)模型评估了长江中下游地区的生境质量时空变化。结果表明:(1)2000–2015年,研究区的坡度(R=0.502,P <0.01)和海拔(R=0.003,P <0.05)、人口密度(R=0.299,P <0.01)、NDVI(R=0.366,P <0.01)与生境质量显著相关;(2)从1980年到2018年,研究区总面积61.93%的土地生境质量下降,38.07%的土地生境质量上升;在A2情景(人口密度大,环境技术投入少,传统能源成本高)和B2情景(中等人口密度,中等绿色技术,区域政府间缺乏合作)下,研究区的生境质量将下降;(3)长江下游的生境质量恶化程度高于中游,研究区北部的生境质量恶化程度低于南部。整体上,积极的环境保护政策是有效的,但并未根本上遏制生境质量的整体退化趋势。区域发展应加大环境保护力度,控制人口增长,鼓励绿色技术创新,在处理生态问题时,要注重省际合作。本研究可为区域野生动植物保护规划和国际上的类似流域研究提供科学参考。     

基于遥感和InVEST模型的白龙江流域景观生物多样性时空格局研究

以甘肃白龙江流域为例,结合遥感、GIS技术和InVEST模型,从景观地理学角度选取区域生境质量、植物净初级生产力和景观状态指数为评价指标,构建区域景观尺度上生物多样性空间格局综合评估方法,并在栅格像元尺度上开展白龙江流域景观生物多样性时空变化特征分析。结果表明：白龙江流域景观生物多样性空间格局差异显著,其生物多样性高值区主要集中在自然保护区和林业管护区,低值区主要分布在舟曲-武都-文县的白龙江两岸及其以北区域、宕昌县岷江沿岸、高寒稀疏植被区和高山积雪-裸岩区。1990~2010年,流域景观生物多样性较为丰富,整体呈现不断增长的趋势,个别局部区域减弱,其增长区主要体现在生态工程实施区和林业管护区,减少区多分布在人类活动频繁的城乡农耕区和灾害多发区。     

半干旱黄土丘陵区人工植被深层土壤干化效应

科学评估不同植被恢复模式的土壤干化效应是目前黄土高原生态恢复一个亟需解决的关键问题。本文以半干旱黄土丘陵区14种典型人工植被为例,通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI,定量评估了不同植被深层土壤干化效应。研究发现:除农地和撂荒草地外,各植被深层土壤水分均随土层深度的增加而升高,深层土壤水分含量同土层深度之间呈一元线性关系。不同人工植被深层土壤相对干化程度存在差异,以油松林地最高,杨树侧柏混交林地最低。不同植被类型受其自身蒸腾耗水、根系特征和耕作等影响,土壤干化的程度在剖面上存在差异,但总体趋势为随深度增加而降低。针阔叶植被配置模式土壤水分状况要稍好于阔叶纯林的配置模式。     

A study on scheme of soil and water conservation regionalization in China

Regionalization of soil and water conservation is a base for the planning of soil and water conservation in China. It can provide scientific basis for constructing healthy eco-environment and regional management and development. It makes a brief review of related regionalization of study and makes clear the concept of regionalization of soil and water conservation. In this paper, based on synthetical analysis of the characteristics of eco-environments of China, the principles, indices and nomenclature of the regionalization of soil and water conservation are proposed. Through the construction of the regionalization of soil and water conservation collaboration platform and data reporting system, combined with existing soil and water conservation research, this paper uses the top-down and bottom-up and the combination of qualitative and quantitative methods to build soil and water conservation regionalization preliminary scheme, with 8 regions, 41 sub-regions and 117 sections divided in China.     

梯田建设和淤地坝淤积对土壤侵蚀影响的定量分析(英文)

To study the influences of terraced field construction and check-dam siltation on soil erosion of a watershed,we built a simplified watershed model for the Loess Plateau hilly-gully region including terraced fields,slope farmlands,steep-slope grasslands,and dam farmlands,and defined three states of watershed(i.e.,pioneer,intermediate,and climax stages,respectively).Then,the watershed soil erosion moduli at various stages were studied by using a revised universal soil loss equation.Our results show that the pioneer and climax stages are the extreme states of watershed soil-and-water conservation and control;in the pioneer stage,the soil erosion modulus was 299.56 t ha-1 a-1 above the edge of gully,136.64 t ha-1 a-1 below the edge of gully,and 229.74 t ha-1 a-1 on average;in the climax stage,the soil erosion modulus was 39.10 t ha-1 a-1 above the edge of gully,1.10 t ha-1 a-1 below the edge of gully,and 22.81 t ha-1 a-1 on average;in the intermediate stage,the soil erosion modulus above the edge of gully exhibited an exponential decline along with the increase in terraced field area percentage,while the soil erosion modulus below the edge of gully exhibited a linear decline along with the increase in siltation height.     

Spatiotemporal change of carbon storage in the Loess Plateau of northern Shaanxi,based on the In VEST Model

In recent years, land use and land cover have under gone tremendous change on the Loess Plateau, leading to temporal and spatial variation over many ecological factors, such as carbon storage. Based on four series of land-use data from remote-sensing imaging, spatiotemporal changes of land-use types and volume changes were analyzed. Combined with carbon-stock-assessment modules of the In VEST(integrated valuation ecosystem services and tradeoffs) model, the carbon-storage change was estimated and analyzed at the subcounty and subbasin scales. The results show that(1) cultivated land and grassland area decreased, while woodland and urban land area increased in northern Shaanxi;(2) the average carbon storage in Huangling County and the Beiluo River Basin is the largest, while that of Yuyang County and the Xinshui River Basin is the minimum, and that of Wuqi County showed the greatest growth;(3) carbon storage in the study area showed a definite decrease in 2000, but in general has increased from 1995 to 2010;(4) carbon-storage figures of subbasins and counties are all restricted by the natural status and land-use landscape of the whole study area. From the results,it can be seen that the effect of ecological policies is remarkable. This study has important implications for the rational planning of land use, adjustment of the ecosystem carbon cycle, and related policies.     

梯田建设和淤地坝淤积对土壤侵蚀影响的定量分析

为了研究梯田建设和淤地坝淤积对流域土壤侵蚀的影响,本文首先建立了包含梯田、坡耕地、陡坡草地以及坝地在内的黄土高原丘陵沟壑区流域简化模型,并定义了流域的先锋期、过渡期以及顶级期三个状态,使用修正通用土壤流失方程(RUSLE) 分析了不同时期的流域土壤侵蚀模数。结果显示:先锋期与顶级期是流域水土保持治理的极限状态,先锋期峁边线上部土壤侵蚀模数为299.56 t×hm^-2×a^-1,下部土壤侵蚀模数为136.64 t×hm^-2×a^-1,平均侵蚀模数为229.74 t×hm^-2×a^-1;顶级期峁边线上部土壤侵蚀模数为39.10 t×hm^-2×a^-1,下部土壤侵蚀模数为1.10 t×hm^-2×a^-1,平均侵蚀模数为22.81 t×hm^-2×a^-1;在过渡期,随着梯田面积比例的增加,峁边线上部土壤侵蚀模数呈指数减少,而随着淤积高度的增加,峁边线下部土壤侵蚀模数呈线性减少,文章最后对这一结论进行了实证分析。     

分布式侵蚀预报模型中网格面积的选定——以黄土高原丘陵沟壑区为例

在分布式土壤侵蚀过程模型中 ,承载数据以及进行运算的最小单元 ,即基本地块的选取是非常关键的 ,它直接关系到模型的模拟精度和运算数据量。目前大多数分布式模型都采用平均布设矩形网格的方法 ,这种方法在基本网格的大小选取上存在着盲目性和不统一性。本文以黄土高原丘陵沟壑区为例 ,利用GIS和SPSS分析了黄土高原丘陵沟壑区属性均一的基本地块在面积上的统计规律 ,给出了基本地块选取的合理依据 ,以促进建立更好的分布式模型     

陕西省子午岭生态功能区水源涵养能力研究

应用InVEST模型和SCS模型,计算得出研究区多年平均水源涵养量约为3×108 m3,涵养深度69.79 mm,表明研究区具有比较突出的水源涵养服务功能,特别是在森林和灌丛分布相对集中的子午岭自然保护区内,水源涵养能力处于较高水平。不同土地利用类型的水源涵养能力有较大差别。由于灌丛具有较好的降水截留能力和较小的蒸腾作用,水源涵养能力最强;而森林由于蒸腾旺盛,加之冠层截留的大部分降水用于蒸发而无法积累,使其水源涵养能力稍低于灌丛;草地和农田覆盖地区,降水极易流失,因而草地和农田的水源涵养能力较差,对区域总水源涵养量的贡献也最小。此外,研究区多年平均产水深度139.4 mm,整体趋势是从东南向西北方向减小,与区域降水量空间变化趋势一致,在土地利用类型的影响下,这一趋势更加明显;多年平均径流深度71.1 mm,空间上大致由南向北减少,同时,由于径流深度还受到降水时间分配、土地利用类型、土壤质地的影响,因此呈现出较为复杂的空间分布特征。     

祁连山东段山地典型灌丛枯落物及土壤水源涵养功能研究

为探讨高寒地区灌丛枯落物层及土壤层的水源涵养功能,以祁连山东段6种典型灌丛的枯落物和土壤为研究对象,采用野外调查与室内浸泡相结合的方法,对枯落物及土壤水文特征进行了研究.结果表明:(1)6种灌丛枯落物的蓄积量范围为0.23～3.61 t·hm-2,大小排序为山生柳>硬叶柳>绣线菊>金露梅>头花杜鹃>千里香杜鹃.(2)枯...