山地学报 /oa 三江源区草地水土保持与防风固沙功能临界植被覆盖度时空变化分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402001 三江源区是中国重要的生态安全屏障,其水土保持与防风固沙功能对中国及其周边地区生态安全具有重大意义。水土保持与防风固沙功能临界植被覆盖度是三江源草地生态保护与恢复的关键指标,但其变化尚不明确。本研究利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)和修正通用土壤风蚀方程(RWEQ)模拟了1979—2018年三江源区草地水土保持与防风固沙功能临界植被覆盖度并分析了其时空变化。结果表明:(1)近40年来,三江源区草地水土保持功能临界植被覆盖度东南高、西北低,多年平均值为12.21%&#177;1.42%,年增长率为0.30%(P&lt;0.01)。(2)防风固沙功能临界植被覆盖度西北高、东南低,多年平均值为39.84%&#177;11.94%,有不显著增长趋势。(3)水土保持及防风固沙功能临界植被覆盖度西北高、东南低,多年平均值为45.38%&#177;10.04%,年增长率为0.32%(P&lt;0.05),变化范围为11.73%~58.56%。三江源区西北部水土保持及防风固沙功能临界植被覆盖度大于50%,西南大部分区域不超过40%。(4)水土保持及防风固沙功能临界植被覆盖度在长江源区和黄河源区东北部呈下降趋势,其中黄河源东北部下降趋势显著(P&lt;0.01),在黄河源区南部和澜沧江源区呈显著上升趋势(P&lt;0.01)。本研究结果可为三江源生态环境保护以及高寒草地多目标管理提供科学依据与数据支撑。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 143 153 6536396 杨 祎<sup>1,2</sup>,王根绪<sup>1<sup>*</sup></sup>,李 阳<sup>1</sup>,王志伟<sup>1,2</sup> 1981—2020年东北地区地理要素对四季开始时间的影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402002 经度、纬度、海拔高度等地理要素影响四季开始时间,其影响程度与性质、同一地理因素对不同季节的差异性影响等问题尚无定论。本文基于东北地区1981—2020年27个气象站逐日平均气温资料,采用候温法计算四季开始时间,分析四季开始时间时空分布,并使用偏相关分析法分析其与地理要素间的相关性。结果表明:(1)春季和夏季开始时间与海拔高度正相关,秋季和冬季开始时间与海拔高度负相关。春季开始时间与纬度正相关,秋季和冬季开始时间与纬度负相关。春季和夏季开始时间与经度正相关,冬季开始时间与经度负相关。(2)经度、纬度和海拔高度分别对四季开始时间有不同影响。春季开始时间受海拔高度影响最大、纬度次之、经度最小; 夏季开始时间受海拔高度影响最大、经度次之; 秋季开始时间受纬度影响最大、海拔高度次之; 冬季开始时间受纬度影响最大、海拔高度次之、经度影响很小。(3)经度、纬度和海拔高度整体对不同季节开始时间影响程度不同,冬季受影响最大、春季其次、夏季和秋季受影响程度较小。本研究结果可为开展东北地区作物种植种类和作物选址提供科学指导,对促进东北地区农业、经济发展具有重要意义。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 154 163 5585744 张 瑜<sup>1</sup>,孟 鑫<sup>2</sup>,刘 扬<sup>3</sup>,廖 斌<sup>1</sup>,曾胜兰<sup>4</sup> 川中丘陵区紫色土抗生素残留特征及其生态风险 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402003 抗生素在表层土壤中富集,将干扰植物、土壤动物以及微生物的生长发育,威胁生态系统安全。紫色土作为长江中上游重要的农业土壤资源,其抗蚀性弱和优先流发育的特点为环境残留抗生素迁移提供了动力条件。目前相关研究多针对目标抗生素的环境迁移行为,土壤残留抗生素的自然丰度、自然污染特征以及环境风险尚不明晰。本研究选择川中丘陵区6种典型土地利用类型(旱地、林地、果园、水田、化肥菜园和粪肥菜园)的紫色土土壤及灌溉水为研究对象,对5类11种抗生素进行残留量的测定,并利用风险商值法进行抗生素生态风险评估。结果表明:(1)土壤中检出金霉素、诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星。其中,诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星仅在粪肥菜园土壤中有检出,其残留量分别为5.95、3.36和6.52 μg•kg<sup>-1</sup>; 金霉素在粪肥菜园土壤中残留量最高,为43.00 μg•kg<sup>-1</sup>。(2)灌溉水中各类抗生素含量均低于仪器检出限。(3)研究区内土壤抗生素风险商值范围为0.08~0.43,处于中低生态风险水平,但抗生素残留量均小于国际土壤生物毒性触发值(100 μg•kg<sup>-1</sup>),处于相对安全的生态风险水平。(4)研究区内土壤抗生素来源可能与有机肥施用有关,通过调整施肥结构可能在一定程度上降低抗生素的环境生态风险。本研究可为川中丘陵紫色土区生态安全建设提供依据。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 164 173 1106557 周 涛<sup>1,2</sup>,苏正安<sup>1*</sup>,刘刚才<sup>1</sup>,谢骁健<sup>1,2</sup>,周 铃<sup>1,2</sup> 黄土切沟沟头位置地形临界模型及不同土地利用下的参数差异 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402004 切沟侵蚀是黄土高原地区重要侵蚀形式。切沟的发生存在一定的地形临界,坡度-汇水面积(Slope-Area)临界模型是切沟沟头位置模拟与预测的常用方法,对模型参数的空间分异及其不同土地利用下的参数差异的规律认识不足极大限制了该临界模型的实际应用。本研究以典型黄土丘陵沟壑区陕北岔巴沟流域为研究区,采用无人机航摄并结合野外实测,研究了S-A临界模型参数的空间分异及其不同土地利用下的参数差异。结果表明:(1)切沟沟头坡度从上游到下游呈递增趋势,沟头汇水面积呈递减趋势。(2)岔巴沟流域S-A临界模型切沟发生的临界常数a值和模型指数b从上游到下游变化不大,均呈轻微递增趋势,流域内切沟沟头发生的临界模型空间分异性不明显。岔巴沟流域上游、中游和下游的切沟沟头S-A临界模型参数a分别为1.006、1.128和1.157,参数b分别为0.197、0.203和0.209。(3)切沟沟头S-A临界模型参数受土地利用类型的影响较大。坡耕地切沟S-A临界模型参数a和b分别为0.810和0.159,林草地切沟临界模型参数a和b分别为2.007和0.341。林草地切沟沟头S-A临界模型常数a是坡耕地的近2.5倍,指数b是坡耕地的近2倍。本研究深化了对黄土丘陵沟壑区切沟沟头发生的地形临界条件的认识,提升了S-A临界模型在黄土切沟治理实践中的可用性,将有效支撑黄土高原侵蚀精准治理。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 174 184 3276467 申华珍,王春梅<sup>*</sup>,庞国伟,龙永清,王 雷,王 强,杨勤科 喀斯特地区含碎石土壤水分扩散能力 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402005 中国喀斯特地区基岩裸露、土层浅薄,碎石(粒径&gt;2 mm)在土壤中广泛分布,土壤水分迁移具有一定复杂性。已有研究多集中于水动力条件下土壤的垂直入渗分析,针对喀斯特含碎石土壤的水分水平扩散能力方面的研究鲜见。本研究以贵阳花溪区含碎石土壤为研究对象,通过水平土柱扩散法对比分析不同碎石含量(0、10%、20%、30%、40%)土壤湿润锋的前进状况以及土壤水分扩散率变化特征,探讨喀斯特地区不同碎石含量的土壤水分扩散能力。结果表明:(1)碎石含量相同时,湿润锋前进距离和前进速率与时间之间均呈幂函数关系; 随着水分水平扩散的进行,土柱的体积含水率逐渐减小,玻尔兹曼(Boltzmann)变换参数λ则随着体积含水率的减小而呈指数增大; 随着体积含水率减小,土壤水分扩散率呈递减趋势。(2)碎石含量不同时,湿润锋前进距离和平均速率随着碎石含量的增加总体呈现出增大趋势,但碎石含量为10%时湿润锋前进距离与平均速率均有所减小; 同一位置的体积含水率随碎石含量的增加而增加; 体积含水率相同条件下,土壤水分扩散率随碎石含量增加呈递增趋势。本研究结果可为喀斯特地区土壤水文循环和过程研究提供科学参考。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 185 195 3770551 冯娅瑛,牟丽敏,周娜娜,韩 珍<sup>*</sup> 城市绿地时空分异及影响因素——以长江经济带为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402006 城市快速发展改变了城市绿地结构和格局,影响城市环境质量和人类福祉,加剧资源环境约束。已有研究侧重对城市或城市群绿地景观形态、布局以及空间格局特征的研究,对自然环境与人类活动差异明显的流域经济带不同河段城市绿地的时空格局、影响因素及其驱动机制分析不足,缺乏实践指导意义。本文以长江经济带为例,运用空间自相关分析方法及地理探测器模型分析2000—2020年长江经济带城市绿地时空分异及影响因素。结果表明:(1)2000—2020年长江经济带城市绿地面积由 3357.66 km<sup>2</sup> 增加到 13 425.32 km<sup>2</sup>,城市绿地率由22.56%增加到39.04%,城市绿地率增速呈现出下游&gt;上游&gt;中游的特征。(2)2000—2020年长江经济带城市绿地呈现显著的空间集聚特征且两极分化明显,高值集聚区呈现向东部转移态势,主要分布于江西、安徽、江苏三省交界地区; 低值集聚区趋于中西部山区集聚,主要分布于四川、云南、贵州、湖北交接地带。(3)长江经济带城市绿地时空分异受气候条件、地形条件、人口规模、城市建设、经济发展、区域政策等因素的共同作用,上中下游地区城市绿地时空分异的关键影响因子不同。各影响因子之间的交互作用对长江经济带城市绿地时空分异呈现双因子增强与非线性增强效应。研究可以为长江经济带城市绿地合理布局与城市可持续发展提供一定参考。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 196 209 8707037 莫钧雄<sup>1</sup>,孙丕苓<sup>1,2<sup>*</sup></sup>,宫巧巧<sup>1</sup>,刘庆果<sup>1</sup>,沈丹丹<sup>1</sup> 土地利用冲突特征识别及驱动力分析——以滇中城市群为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402007 识别土地利用冲突演变特征及驱动机制,是确定区域国土资源配置可持续发展路径的基础。单一的土地利用分析方法,对地类内部间转化的更多潜在信息挖掘不足,致使冲突演变过程中的地类变化状态特征不够明确。本研究以滇中城市群为研究对象,构建土地利用转换图谱直观表达土地利用的转换模式; 从景观斑块的角度构建土地利用冲突测算模型识别滇中城市群1990—2020年土地利用冲突; 将变化成分方法和强度分析方法相结合,探讨不同冲突演变下各地类的增加和减少强度特征; 基于斑块生成模型(PLUS),揭示土地利用冲突驱动机制。研究结论:(1)土地利用强度指数由0.11%增长到0.79%,以交换变化为主,耕地和建设用地的数量变化显著,且耕地趋向性转变为建设用地。土地利用平均冲突指数增长了0.07,在空间上呈现西强东弱的分布特征,集中表现在东部地势平坦的耕地、林地和草地被建设用地侵占。耕地数量的减少主要受人口密度的影响,建设用地的扩张则受人口密度和GDP的影响较大。土地利用冲突与地类之间剧烈的转换密不可分,在冲突增强的区域,建设用地的增加强度和耕地的减少强度较大,且耕地和草地减少、建设用地的增加强度活跃。(2)兼顾自然禀赋大的生态用地和脆弱耕地的可持续利用是城市发展的必然选择。山地城市群土地利用冲突的缓解需重点保护地势平坦的生态用地。山地城市的开发建设需规避耕地、基本农田碎片化的风险。缓解高原山地城市群土地利用冲突的关键在于严格控制人口高度聚集和客观追求经济发展。本研究可为滇中城市群的国土空间动态监测和山地城市群的城市规划和土地可持续发展提供依据和参考。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 210 224 7325936 周 泽<sup>1</sup>,全 斌<sup>1,2<sup>*</sup></sup>,张海波<sup>1,2</sup> 融入功能分区的土地利用变化多情景模拟——以福建南平市建阳区为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402008 土地利用变化多情景模拟是合理配置土地资源的重要依据。已有研究通常聚焦于省级、城市群等较大尺度区域,较少关注南方山区城镇土地利用变化及其面临的生态安全约束。本文以福建省南平市建阳区为研究区,应用RSEI-MCR-PLUS耦合模型,将生态约束下的土地功能分区融入土地利用变化模拟,分析惯性发展、经济发展优先、生态保护优先、可持续发展四种情景下2030年建阳区土地利用空间格局。结果表明:(1)建阳区内适宜开发区、缓冲开发区、限制开发区、生态缓冲区和生态保护区面积占比分别为3.17%、27.94%、26.73%、25.68%和16.48%,各功能区以适宜开发区为中心空间上呈环状分布。(2)惯性发展情景下,建设用地呈现多点扩散,土地资源利用效率相对低下; 经济发展优先情景下,新增建设用地侵占林地和耕地,加剧空间冲突; 生态保护优先情景下,土地资源利用效率低下,并限制经济快速发展; 可持续发展情景下,建设用地呈组团式发展,生态系统得到保护,土地资源配置更为合理。本成果可为合理配置土地资源、优化山区国土空间开发保护格局提供科学参考。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 225 237 5033025 马永健,谢红彬<sup>*</sup>,邓红芮,蔡思琪,刘 强 四川秦巴山区降雨型滑坡灾害降雨阈值 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402009 四川省秦巴山区因其复杂地形和频发的极端降雨,成为中国滑坡灾害高发区,降雨是其主要自然致灾因素之一。尽管现有区域滑坡预警系统提供了基本的监测,但在准确性方面仍有提升空间。本研究通过分析 2000—2020年间1850起滑坡灾害及同期逐时降雨数据,识别影响滑坡发生的关键降雨特征,采用混淆矩阵和技能得分等评价指标,拟合筛选确定最佳阈值曲线。研究表明:(1)拟合确定了诱发滑坡灾害的最佳降雨阈值曲线,并将其应用于2021年滑坡灾害预报,预测正确率达到87.72%。(2)通过滑坡隐患点编目数据进行滑坡危险性区划,中高及高危险性区域(4级和5级)的滑坡灾害点占比51.46%,中至高危险性区域(3级至5级)的灾害点占比91.23%,显示出阈值曲线在空间预测上的有效性。最佳降雨阈值曲线的应用显著提高了滑坡预警系统的准确性和可靠性。研究成果有助于优化现行滑坡预警系统,提高灾害管理效率,可为滑坡灾害预防和减灾工作提供科学支持。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 238 248 3404809 王智昊<sup>1a,1b,1c,1d</sup>,杨赛霓<sup>1a,1b<sup>*</sup></sup>,姚可桢<sup>1a,1b,1c,1d</sup>,佟 彬<sup>2</sup>,唐得胜<sup>3</sup> 叠覆堆积过程中泥石流偏移的实验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402010 泥石流堆积扇经过多期叠覆堆积,其在空间和时间分布上有随机性,存在主流偏移和堆积摆动等各向异性现象,给合理规划与利用泥石流滩地带来困难。本文在野外调查四川平武县碓窝梁子沟堆积扇的基础上,开展室内水槽模型实验,结合3D扫描技术和基底压力传感器,探讨泥石流在叠覆堆积过程中的阶段性流态变化以及主流偏移的成因和发展。实验发现:(1)泥石流密度差异导致不同的偏移形式,高密度泥石流易出现层面整体偏移; 低密度泥石流易形成插入式的叠覆堆积。(2)泥石流多期堆叠过程中偏移行为并不一定是沿地势更低处,而是取决于后期来流的性态。(3)泥石流偏移角度和距离依赖于流体密度、流速和堆积体几何特征,可以建立以上述参数为变量的堆积偏移角度与偏移距离的计算公式。本研究成果可以为了解泥石流堆积扇的形成机制、致灾范围和演化趋势提供依据。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 249 259 5257242 李琪敏<sup>1, 2</sup>,刘晶晶<sup>1, 2<sup>*</sup></sup>,汪 洋<sup>1</sup>,刘兆旭<sup>3</sup>,龚 旭<sup>1, 2</sup> 白龙江流域不同植被类型修复模式下土壤理化性质与边坡稳定性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402011 植被修复是边坡生态治理的有效手段。目前,植被对边坡稳定性影响的研究侧重在根系的锚固作用,而有关植被对土壤物理化学性质的影响所导致的土体边坡稳定性的变化研究比较少。本研究以白龙江流域滑坡区植被修复林地、灌木-草地、草地与裸地为研究对象,测量了修复14年后不同植被类型下土壤的基本物理化学特性与力学特性,主要分析了粒度、团聚体、土壤矿物等理化性质与抗剪强度的关系,并通过数值模拟软件综合对比了不同植被修复模式下土体的边坡稳定性。得到了以下结果:(1)植被修复可以显著改变土壤的物理化学性质,灌木-草地相对于其他两种修复模式可以明显提升细颗粒(黏粒、粉粒)和粘土矿物的含量,林地对土壤团聚体形成的促进效果最好。(2)土壤的平均重量直径越大,内摩擦角越大,细颗粒的含量与粘聚力呈高度拟合的指数关系(R<sup>2</sup>=0.99)。粘土矿物含量与土壤粘聚力呈正相关。(3)经过14年的修复,不同植被修复模式下土体的边坡稳定性都得到了一定程度的提升,其中灌木-草地群落对土体边坡稳定性的加强效果最好。极端降雨条件下,边坡稳定性安全系数从大到小依次为灌木-草地(3.20~2.58)、林地(3.03~2.44)、草地(2.91~2.41)、裸地(2.68~2.25)。本研究有助于加强对不同植被类型对土体边坡稳定性的作用机制的认识,也可为该区域植被修复模式提供一定的建议。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 260 277 8364580 陈伯洲,胡建华<sup>*</sup>,吴 威,刘橼锰,邓茹月 基于卷积神经网络算法的金华地区高山气象观测站逐时气温预报订正 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202402012 受地貌和气候条件影响,智能网格气温预报产品的预报结果,在复杂地形山区易出现误差。通过人工订正关键点降低误差,存在较大主观性,预报精度有限,难以满足精细化气象服务需求。神经网络算法能够大幅提升预报精度,然而这种方法在气温逐时波动小的平原地区应用较多,在气温波动大的山区鲜有应用。本文以浙江金华山区为研究区域,基于浙江省智能网格温度预报产品以及同时段高山气象观测站逐时气温观测数据,采用卷积神经网络算法,实现关键点气温逐时预报订正。研究结果表明:(1)小时尺度上,订正后各站点的气温均方根误差均显著减小,由订正前3 ℃~7 ℃减小至订正后2 ℃~3 ℃,订正后的预测结果更加准确,订正效果符合预期。(2)月尺度上,相较智能网格原始气温预报数据,该模型预报结果准确率也明显提升,订正后月平均气温准确率提高了33.18%~46.86%,其中准确率6月最高。(3)相较人工订正的方式,该模型对山地气温预报的订正能力更稳定,模型的两项关键指标(平均绝对误差和2 ℃预报准确率)均接近或超过同时段浙江省天气预报质量检验平台气温业务指标。该研究结果满足金华地区高山气象观测站对于气温预报产品的业务可用性需求,可为精细化山区气象服务提供数据支撑。 2024年06月15 00:00 2024年第2期 278 286 1803248 郜庆林<sup>1</sup>,简 单<sup>2</sup>