中国典型山区农业水土资源匹配格局变化——以太行山区、横断山区、黔桂喀斯特山区为例

为了解中国典型山区农业水土资源分布的匹配程度及其格局变化,研究以区域内单位面积耕地拥有的农业水资源量刻画太行山区、横断山区和黔桂喀斯特山区农业水土资源的时空匹配情况。结果表明：① 三大山区耕地分布的集中程度较高。太行山区的耕地主要分布在河北境内的北段地区和山西境内的南段地区,横断山区的耕地主要分布在南段地区,喀斯特山区的耕地分布呈现“南北多中部少”的格局。② 三大山区农业水资源的分布及变化都主要集中在低海拔地区。太行山区的农业水资源主要分布在山西、河南段,横断山区的农业水资源主要分布在四川境内,喀斯特山区的农业水资源较均匀地分布在广西和贵州境内。③ 太行山区农业水土资源匹配程度较差,横断山区、喀斯特山区农业水土资源匹配程度较好。2000—2015年间,太行山区中部、横断山区东部、喀斯特山区南部地区的农业水土匹配程度有变好趋势,而太行山区南部、横断山区西南部、喀斯特山区北部地区的农业水土匹配程度有变差趋势。研究时段内,太行山区的水田转旱地情况突出,太行山区也是三大山区中农业水土资源匹配程度最差的,应该关注太行山区的用水压力,重视农田水利设施维护和农田灌溉水有效利用。     

横断山区水土资源利用与经济增长的匹配关系

水土资源不仅是山区生态系统服务供给的一部分,同时也是山区经济发展的重要投入要素。本文以横断山区为研究对象,利用基尼系数法评估水土资源和经济发展之间的匹配状况,同时基于个体随机效应模型建立拓展的Cobb-Douglas生产函数模型实现了经济增长对水土要素的敏感性分析,引入经济增长阻尼模型定量测算了水土资源对横断山区经济发展的制约程度。结果表明：① 2006—2015年横断山区水资源、土地资源与GDP的区域基尼系数波动范围分别为0.260~0.298和0.389~0.424,水资源对不同产业的满足程度相对合理,而对土地资源的利用与经济发展较不匹配,尤其是第二、三产业;② 敏感性分析结果表明,横断山区土地资源的产出弹性是水资源2倍左右,土地资源的累计贡献率明显高于水资源,土地资源要素对经济增长贡献大于水资源要素。③ 水土资源增长阻尼平均水平分别为0.012和0.022,说明水资源和土地资源对横断山区经济发展均产生明显的约束作用,且受土地资源的限制较大。研究表明中国山区发展需要更加重视水土资源开发利用与经济增长需求的匹配,充分挖掘水土资源的利用潜力提高供给可以降低其对经济增长的制约程度。     

中国西南山区稻作梯田的时空演化——以苗岭西江镇和加榜乡为例

稻作梯田是中国南方山区重要的土地利用方式,分析其时空变化规律,对区域土地资源利用、生态环境保护以及农村农业可持续发展具有重要意义。本文基于多源数据获取苗岭山区西江镇（1977—2020年）和加榜乡（1962—2020年）的土地利用分类图,运用景观指数、空间分析和样带分析等方法,研究稻作梯田时空格局与功能的演化特征,以揭示稻田利用与人地关系演变过程及其特殊性变化。结果表明：① 研究区稻田规模长期稳定发展,但近年整体规模有所缩小,斑块破碎化趋势逐渐凸显。在2000年前稻田分布表现出同时向高、低海拔及微坡至急陡坡扩展,2000年后呈反向收缩趋势,种植强度呈相同的变化规律。② 研究区稻田核密度的空间分布,表现出小规模高密度集聚与大规模中低密度分布并存的格局。自2000年以来,两地稻田核密度以小幅变化为主,有明显的“东北-西南”向分布特性。③ 在生产用地导向阶段,大面积林地转为稻田;在生态-经济复合用地导向阶段,稻田规模保持稳定。④ 聚田比指数显示研究区“人多田少型”占比不断上升,这表明部分地区人地矛盾日渐凸显,以西江镇的变化最为强烈。⑤ 依据“林-田-村-河”四素同构的样带分析,稻田功能经历了“生产-生态、经济”的演变过程,与旅游业发展关系密切。研究结果较全面反映了研究区稻作梯田的时空演化特征,有助于促进山区传统稻田资源优化利用和保护传承,在一定程度上为乡村振兴发展提供借鉴。     

滇东南喀斯特山区生态系统服务时空格局及功能分区

明晰生态系统服务时空格局,划分生态系统服务功能区,将有助于实现土地资源精细化管理。本文以滇东南喀斯特山区典型区域文山市为例,分析2000—2017年食物供给、产水量、植被净初级生产力、土壤保持、生境质量和旅游文化6项生态系统服务的时空格局及其分异特征;运用K-means聚类法识别生态系统服务簇,划分生态系统服务功能区,并提出差异化生态管控措施。结果表明：① 2000—2017年间,除生境质量服务下降外,文山市其他5项服务均呈上升趋势。② 空间分布上,文山市6项生态系统服务高值区集中分布在西部和南部,低值区集中分布在北部和中部;6项服务的冷热点区域空间分布有差异,但整体上具有重叠性。除旅游文化服务的热点和冷点区分布面积占比分别为2.56%和0以外,其他5项服务的冷热点区面积占比均在21%~32%;能够同时提供3项及以上高值生态系统服务功能的区域较少,85.50%的区域只能同时提供2项及以下高值服务功能。③ 根据服务簇聚类结果,文山市划分为生态保护区、生态过渡区、农业主产区和人类生产生活区4类功能区,针对各分区提出差异化生态管控建议。研究结果可为喀斯特山区城市资源利用和国土空间管控提供参考。     

西北地区山区融雪期气候变化对径流量的影响(英文)

Water resources in the arid land of Northwest China mainly derive from snow and glacier melt water in mountainous areas. So the study on onset, cessation, length, tempera-ture and precipitation of snowmelt period is of great significance for allocating limited water resources reasonably and taking scientific water resources management measures. Using daily mean temperature and precipitation from 8 mountainous weather stations over the pe-riod 1960?2010 in the arid land of Northwest China, this paper analyzes climate change of snowmelt period and its spatial variations and explores the sensitivity of runoff to length, temperature and precipitation of snowmelt period. The results show that mean onset of snowmelt period has shifted 15.33 days earlier while mean ending date has moved 9.19 days later. Onset of snowmelt period in southern Tianshan Mountains moved 20.01 days earlier while that in northern Qilian Mountains moved only 10.16 days earlier. Mean precipitation and air temperature increased by 47.3 mm and 0.857℃ in the mountainous areas of Northwest China, respectively. The precipitation of snowmelt period increased the fastest, which is ob-served in southern Tianshan Mountains, up to 65 mm, and the precipitation and temperature in northern Kunlun Mountains increased the slowest, an increase of 25 mm and 0.617℃, respectively, while the temperature in northern Qilian Mountains increased the fastest, in-creasing by 1.05℃. The annual runoff is also sensitive to the variations of precipitation and temperature of snowmelt period, because variation of precipitation induces annual runoff change by 7.69% while change of snowmelt period temperature results in annual runoff change by 14.15%.     

1959-2008年淮河流域极端径流的强度和频率特征

基于淮河中上游主干流两侧13个水文站点1959-2008年逐日径流量的年最大值序列和超门限峰值序列,采用Mann-Kendall趋势检验、21种分布函数和Pearson III分布,分析淮河流域极端径流的强度和频率特征。结果表明：① 极端径流强度6个站点呈增加趋势,7个呈减少趋势;极端径流发生频率8个站点呈增加趋势,5个呈减少趋势。② 极端径流在径流值上的频率分布,年最大值序列总体较服从Weibull分布,而非普遍采用的广义极值分布;超门限峰值序列总体仍较服从广义帕累托分布。③ 基于超门限峰值序列和广义帕累托分布估算的50年一遇的极端径流值精度最高,大部分地区误差率低于0.2,精度优于工程标准Pearson III分布。气候变化背景下,极端径流频率特征发生变化,流域上游地区工程标准可能需要调整。受函数形态影响,极值序列最优拟合函数估算精度不如广义极值分布和广义帕累托分布。     

中国积雪资源时空演变特征及其旅游开发关键区识别

积雪资源深刻影响着滑雪旅游的发展与布局,刻画中国积雪资源时空特征,识别旅游开发关键区,对中国冰雪旅游高质量发展具有重要意义。本文通过Mann-Kendall突变检验、热点分析、重要-感知实绩分析（IPA）等方法刻画中国1979—2020年积雪资源时空演变特征,构建资源稳定性-旅游开发适宜性指标体系,识别中国滑雪旅游开发关键区。结果表明：(1)中国积雪资源过去40年变化可划为3个阶段,1980—1995年（Ⅰ）积雪资源下降,1995—2010年（Ⅱ）增加,2010—2020年（Ⅲ）下降。在空间上,变化面积呈现Ⅰ-Ⅱ（33.2%）>Ⅱ-Ⅲ（31.1%）>Ⅰ-Ⅲ（29.3%）的特征;(2)中国积雪资源在月尺度上,1—3月（Ⅰ）积雪资源基本维持稳定,3—10月（Ⅱ）显著下降,10—12月（Ⅲ）恢复。在空间上,变化面积呈Ⅰ-Ⅲ（30.3%）>Ⅱ-Ⅲ（28.3%）>Ⅰ-Ⅱ（26.8%）的变化规律;(3)中国境内滑雪旅游开发极关键区面积占比为4.90%、关键区为11.69%、一般区为31.57%、不关键区为25.73%、极不关键区为26.11%,总体来看中国境内85%的区域不...     

Glacier and snow variations and their impacts on regional water resources in mountains

Journal of Geographical Sciences - Glaciers and snow are major constituents of solid water bodies in mountains; they can regulate the stability of local water sources. However, they are strongly...     

中亚天山地区关键水文要素变化与水循环研究进展

天山地处欧亚大陆腹地,是丝绸之路经济带中段的重要水源地.天山地区的水循环系统具有时空差异性大、水源机制复杂、径流构成多元以及水系统脆弱等特点,水循环各环节受陆表格局和气候变化影响显著,水文要素对气候变化响应敏感,难以沿用现有的流域水循环模式阐述其内在机理.结合文献阅读和研究,系统分析了气候变化背景下天山地区关键水文要素...     

1960~2015年中国天山南、北坡与山区极端气温时空变化特征

基于中国天山地区35个气象站点1960~2015年逐日最高、最低气温实测资料,应用Mann-Kendall趋势检验分析法, 空间分析法等研究了极端气温的时空变化特征,并探讨了气温指数的环流背景因素。结果表明：① 近56 a来,年平均最高、最低气温均呈上升趋势,而日较差呈下降趋势; 暖指数和日最低(高)气温极小值均呈上升趋势,而其他冷指数呈减小趋势;从季节变化看,除暖昼、暖夜之外,大部分气温指数的冬季变暖幅度均明显高于夏季。② 空间分布上,天山山区年平均最低气温和日较差以及大部分冷指数的变暖幅度大于南北坡,而暖指数则表现为南坡大于北坡和山区。③ 高温和低温指数变化幅度表现出明显不对称性变化,年平均最低温的变暖幅度明显大于年平均最高温,冷指数变暖幅度大于暖指数,夜指数变暖幅度显著大于昼指数。④ 天山地区年平均最高(低)气温和极端气温冷指数受环流指数北极涛动(AO)、北大西洋涛动(NAO)和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的影响较大,而北太平洋涛动(NPO)、东亚夏季风(EASMI)、南亚夏季风(SASMI)和南海夏季风(SCSMI)是暖指数变化的重要因素。