基于SWAT模型的森林分布不连续流域水源涵养量多时间尺度分析

为解决森林分布不连续流域森林水源涵养功能及其多时间尺度特征的定量评价问题,根据分布式水文模型（SWAT）的特点,提出了反映森林斑块空间分布的水文响应单元划分方法,以及基于水量平衡法的森林不连续分布流域森林水源涵养量计算公式。以东南沿海的晋江流域为例,构建了2006年土地利用条件下的日时间步长SWAT模型,统计分析了2002—2010年降水条件下森林水源涵养量的时空变化规律。结果表明：① 构建的晋江流域SWAT模型精度较高,面积阈值为零生成的水文响应单元比较准确地反映流域森林斑块分布,提出的森林水源涵养量计算公式适用于森林空间分布不连续流域森林水源涵养量的多时间尺度分析,为流域森林水源涵养功能评价提供了一个新的方法。② 晋江流域森林水源年涵养量271.41~565.25 mm;月涵养量-29.15~154.59 mm;日尺度的极端降水期皆为正值,极端枯水期都为负值。表明年际之间不存在森林水源涵养的蓄丰补枯调节作用,但在年内的部分月份得到体现,而日尺度的森林蓄丰补枯功能充分发挥。从而揭示了不同时间尺度森林水源涵养量及其蓄丰补枯功能的差异。     

尺度政治视角下的新安江流域生态补偿政府主体博弈

流域生态补偿是中国跨区域生态治理和自然区域保护的一项重要经济、社会、环境政策,涉及区域利益主体权益差异与协调、区域生态协同发展和合作模式构建等方面,是一个典型的地理学研究命题。本文将制度粘性引入到尺度政治理论中,剖析新安江流域生态补偿政府主体的博弈行为,探究不同政府主体的博弈特征和博弈机制。结果表明:中央政府、省级政府、市级政府等不同层级政府主体经历了竞争博弈、合作博弈和竞合博弈3个阶段,构建政府利益共同体能够推进流域生态补偿建设,中央政府的“适度介入”是开展跨省流域生态补偿的关键;流域生态补偿制度从“垂直”模式向“垂直—水平”模式的变迁过程中存在明显的制度粘性,政府主体利用政策革新和社会参与等制度约束稀释制度粘性,重塑流域生态补偿制度;尺度转换是推动新安江流域生态补偿的核心机制,政府主体通过重新分配权力和资本、嵌入非正式约束塑造流域生态补偿话语体系,推动新安江流域生态补偿由“强国家—弱社会”向“强国家—强社会”结构模式的转变。研究结果能够为构建跨区域流域生态补偿机制提供理论支撑,为合理评价和指导流域生态补偿实践、促进流域经济社会协调可持续发展提供科学依据。     

喜马拉雅中部甘达基河流域尼泊尔国鸟(棕尾虹雉)生境分布变化

甘达基河流域(Gandaki River Basin,GRB)是喜马拉雅中部地区的一部分,该地区栖息着许多珍稀的野生动物。由于气候和人类活动的影响,许多珍稀保护物种的生境处于危险之中。本研究基于最大熵(MaxEnt)模型,运用生物气候、土地覆被和DEM数据,分析各环境要素对棕尾虹雉(Lophophorusimpejanus)的生境适宜性的影响,评估棕尾虹雉现在状况和未来栖息地分布的变化。研究表明,目前棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积约为749 km^2,主要分布在流域北部、东部和西部,尤其是郎塘国家公园、马纳斯卢峰自然保护区和安纳布尔纳峰自然保护区等保护区内。到2050年,棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积将减少至561 km^2,主要在流域北部和西北部(即Chhyo,Tatopani,Humde和Chame地区)。未来环境变化的模拟表明,由于适宜栖息地面积的减少,棕尾虹雉面临的生存风险将增加。     

汾河流域城乡聚落体系发展潜能测度及空间模式探究

以11 188个自然聚落斑块为研究对象,基于场强模型,定量测度汾河流域城乡聚落体系发展潜能,借助GIS技术和地理探测器模型,分析其空间格局特征及驱动因素,进而探讨流域城乡融合发展空间模式。结果表明：① 城乡聚落斑块发展潜能差异显著,且空间分布极不均衡;纵向上中游流域高于下游流域高于上游流域,横向上河谷盆地区高于周边缓丘区高于两侧山丘区。② 聚落斑块发展潜能具有正向空间自相关性,高值斑块聚类显著;具有空间异质性特征且方向性明显,汾河主河道方向联动效应最强,空间联系最紧密;存在局域热点区,并呈现“主核–廊道–次核”的空间结构形态。③ 自然基础、社会经济发展水平和区位条件共同影响着城乡聚落体系发展潜质及空间结构形态;融合发展采取非均衡增长路径,市、县、镇、村全局考虑,构建“强化核心点–培育发展轴–扶持特色区–带动全流域”的逐层推进式空间发展模式。     

青海湖流域植被盖度时空变化研究

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。     

土地利用和气候变化对海河流域蒸散发时空变化的影响

蒸散发（ET）是水文能量循环和气候系统的关键环节,研究ET的时空变化特征及其响应土地利用和气候变化的驱动机制对于理清流域水资源和气候变化的关系具有重要的意义。本文基于MOD16/ET数据集定量分析了海河流域2000-2014年ET的时空变化特征,并结合时序气温降水数据和土地利用数据,采用相关分析方法定量探索了ET与气候因子的驱动力关系。结果表明：① 海河流域2000-2014年ET表现为较为显著的空间分布格局,呈现出北部和南部高、西北部和中东部低的分布特性。不同土地利用类型的多年ET呈林地>草地>耕地>其他类型的特征;② 2000-2014年海河流域年均ET波动范围为371.96~441.29 mm/a,多年ET的均值为398.69 mm/a,平均相对变化率为-0.41%,整体呈下降趋势;③ 多年月ET与气温和降水均呈单峰型周期性变化趋势,年内月ET呈单峰变化趋势;④ 春秋两季的ET与降水和气温的相关性明显高于其他季节,ET与气温和降水的平均相关系数是-0.17和0.37,表明降水对于ET的响应程度强于气温;⑤ 驱动分区结果表明海河流域ET受气候因子驱动的主要类型是降水驱动型和降水、气温共同驱动型;⑥ 海河流域耕地ET变化气候因子驱动模式主要是降水、气温共同驱动型;林地、草地的驱动模式主要气温驱动型和降水驱动型,其他土地利用类型的驱动模式主要是受其他因素驱动。该研究将对海河流域水资源开发管理和区域气候调节起到科学指导作用。     

Micromorphology and quality attributes of the loess derived soils affected by land use change: A case study in Ghapan watershed, Northern Iran

In order to study the effects of different land vegetative covers on soil quality attributes, a loess hill slope was selected in eastern Golestan Province, Ghapan watershed, Iran. Four profiles in four land uses, including Quercus natural forest; Pinus artificial forest; Cupressus artificial forest and a cultivated land, were studied. Results showed that MWD was significantly different in the studied land uses, and it varied between 1.6 mm in Quercus natural forest and o.31 mm in cultivated land use. The lowest CEC, microbial respiration rate and organic carbon were 28.4 cmol·kg^1, 177 μgCO2·g^-1·day^-1 and 1.32 % found in cultivated land use, respectively. The organic matter was considerably higher content in the forest areas than that of cultivated land use. The studies on soil profile development revealed that the natural forest soils were highly developed. The soils of the Quercus natural forest were classified as Calcic Haploxeralfs with a well developed argillie horizon unlike the cultivated soils which showed the minimum development and classified as Typic Xerorthents. The soils of the artificial forests had both mollic epipedons and were classified as Typic Calcixerolls with moderate profile development. Micromorphological studies revealed that argillic horizons had speckled and partly crystallitic b-fabric in the natural forest indicating the high landscape stability. In contrast, the crystallitic b-fabric of other land uses shows the absence of enough leaching of carbonate and the subsequent migration of clay particles indicating the unstable conditions and high soil erosion. Intense erosion of the surface horizons of cultivated land use has resulted in the outcropping of the subsurface carbonate rich horizons preventing soil development.