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当期目录

    2018年, 第33卷, 第1期 刊出日期:2018-01-20 上一期    下一期
    资源利用与管理
    城市化进程中的土地自然资本利用动态分析
    方恺, 吴次芳, 董亮
    2018, 33 (1):  1-13.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161360
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6027KB) ( )  
    论文聚焦城市化进程中的土地自然资本利用演变,从生产性视角定义了土地足迹和土地承载力的核算方法,在此基础上运用一个区分自然资本流量与存量、可以进行“产品—地类—区域”尺度转换的三维足迹模型,对2000—2014年贵阳市的土地自然资本利用状况进行了系统分析。结果表明:过去15 a贵阳市的土地自然资本流动性提高了39.4%,存量消耗强度降低了15.7%。耕地自然资本的流量占用规模和存量消耗强度均为最大,农业生产结构逐渐由粮食主导型向蔬果主导型转变;林地取代草地成为自然资本利用第二大地类,其生态盈余是区域自然资本流量增加的主要来源;草地自然资本的存量-流量利用比虽有大幅回落,但仍存在较大的反弹风险;建设地对自然资本流量的占用规模超越草地仅次于林地,并与城市化率在1%的水平上显著正相关;水域的自然资本利用占比最小,且由以存量消耗为主过渡到以流量占用为主。论文从区域和地类两个层面揭示了城乡土地利用变化与自然资本流量占用和存量消耗之间的关系,为提升足迹核算与分析方法的科学性和标准化提供了参考依据。
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    综合生态安全格局构建与城市扩张模拟的城市增长边界划定——以天水市规划区(2015—2030年)为例
    丛佃敏, 赵书河, 于涛, 陈诚, 王小标
    2018, 33 (1):  14-26.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161330
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(766KB) ( )  
    传统的城市增长边界划定方法,一般仅考虑生态安全格局,并未考虑在现有客观条件下的城市扩张趋势,划定结果具有一定的主观性;或仅对城市的扩张进行模拟,忽略了城市的生态安全问题。针对上述问题,论文通过耦合城市综合生态安全格局与基于CA_Markov模型的城市扩张模拟结果,提出了一种新的城市增长边界划定方法:首先,合理选取因子构建研究区的综合生态安全格局,利用禁建区对综合生态安全格局的结果进行修正,获得研究区的刚性增长边界;其次,合理选取城市扩张驱动因子,通过CA_Markov模型预测城市扩张边界;最后,综合考虑刚性增长边界、模拟获得的城市扩张边界及近期城市拓展方案等,获得最终的城市增长边界。并以天水市规划区(2015—2030)为案例,对方法的科学性进行了说明。结果表明,论文划定的城市增长边界内总面积370.56 km2,占规划区总面积的7.7%。此方法能够有效解决城市增长与生态保护之间的矛盾,对河谷型城市等建设用地匮乏、生态环境脆弱城市的增长边界划定具有良好的应用价值,也可为其他类型城市的城市增长边界划定提供参考。
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    资源生态
    气溶胶直接辐射效应对全球陆地生态系统碳循环的影响
    邵思雅, 张晶, 周丽花, 乔岩
    2018, 33 (1):  27-36.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161109
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(623KB) ( )  
    论文利用通用陆面模式CLM4.0-CN对全球陆地生态系统生物地球化学循环过程进行模拟,分析气溶胶直接辐射效应对全球陆地生态系统碳循环的影响。结果表明:气溶胶直接辐射效应使2007年全球陆地生态系统平均总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、异养呼吸(RH)、自养呼吸(RA)以及净生态系统生产力(Reco)都呈现出增加的态势。具体的变化特征则随着地区不同而表现出极大的差异,在非洲中西部、中国中东部、美国东南部和欧洲中南部地区GPP增加,在南美洲亚马逊地区及东南亚等地区GPP减少。NPP和RA与GPP的分布基本一致。分析发现,气溶胶直接辐射效应导致陆地生态系统碳循环发生变化有如下两方面原因: 1)散射施肥效应,即植被阴生叶可以吸收的散射辐射(光合有效辐射)增加使其光合速率增加;2)辐射变化导致温度和湿度条件发生变化,从而改变植物生物物理和化学过程速率。
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    海州露天煤矿复垦排土场不同土地利用土壤优先流特征研究
    吕刚, 傅昕阳, 李叶鑫, 李军, 王婷
    2018, 33 (1):  37-51.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161249
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(718KB) ( )  
    复垦排土场土壤的大孔隙、管状通道和植物根系是形成优先流的主要原因。论文采用野外染色示踪试验和室内理化分析等研究方法,系统研究不同土地利用方式土壤优先流的形态特征与变化规律,揭示排土场复垦植被恢复过程中优先流的形成机理及影响因素。结果表明:1)排土场各样地土壤优先流多发生在0~40 cm土层,占整个0~60 cm土壤层的93%以上;不同样地土壤优先流特征存在差异,0~5 cm土层染色面积比依次为榆树林地(90.37%)>刺槐林地(79.84%)>混交林地(65.37%)>农地(44.36%)>灌木林地(41.54%)>荒草地(38.38%),均表现为乔木林地大于灌木林地和草地;2)各样地0~60 cm土层染色面积比大小依次为刺槐林地(26.48%)>榆树林地(20.12%)>混交林地(17.32%)>农地(15.06%)>灌木林地(13.97%)>荒草地(10.07%),染色面积比与土层深度之间具有较好的线性关系;3)选取土壤因子、水分因子、植物因子3大类环境因子与染色面积比进行Spearman相关分析,其染色面积比与砾石含量、大孔隙平均半径、饱和导水率、根重密度和<1 mm根长密度呈极显著正相关(P<0.01),与容重和含水率呈极显著负相关(P<0.01),与1~2 mm和2~5 mm根长密度呈显著性正相关(P<0.05)。研究结果为认识排土场优先流的形成机制、完善优先流研究体系以及排土场植被恢复与重建提供科学依据。
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    固沙植被黄柳、小叶锦鸡儿蒸腾耗水尺度提升研究
    段利民, 童新, 吕扬, 闫雪, 刘廷玺, WangXi-xi
    2018, 33 (1):  52-62.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161196
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5114KB) ( )  
    论文以科尔沁沙地主要固沙植被黄柳、小叶锦鸡儿为研究对象,基于生长季典型枝条茎流的逐日动态观测数据,以黄柳茎干截面积和小叶锦鸡儿叶面积实测数据为扩展纯量,实现了由枝条茎流向灌丛群落蒸腾耗水的尺度提升。结果表明:生长季黄柳和小叶锦鸡儿群落的蒸腾耗水量分别为287.26 mm和197.23 mm,黄柳的耐旱性相对较低。采用FAO Penman-Monteith公式计算出同时期两种植被群落的蒸散量分别为328.70 mm和233.15 mm。日蒸腾耗水量与日蒸散量变化趋势基本一致,两种植被的决定系数分别为0.717 3和0.678 7。论文所建立的尺度提升方法在荒漠化灌木植被蒸腾耗水估算方面行之有效,可为科学选育和管理固沙植被、确定合理造林密度等提供参考依据。
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    泰山山前平原三种土地利用方式下土壤结构特征及其对土壤持水性的影响
    王修康, 戚兴超, 刘艳丽, 刘之广, 宋付朋, 李成亮
    2018, 33 (1):  63-74.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161291
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3934KB) ( )  
    不同土地利用方式因其植被和管理方式差异影响土壤结构特征而改变土壤持水性。选择泰山山前平原农田、林地和荒草地3种土地利用方式,分析不同土壤颗粒组成、颗粒粒径分布与团聚体组成及其水稳定性等土壤结构特征指标,利用原状土样测定,结合土壤水分特征曲线分析土壤持水量、持水强度及水分有效性,通过逐步回归与通径分析明确影响土壤持水性的主要结构特征指标。结果表明,与荒草地相比,农田和林地显著提高了土壤粘粒含量、有机碳含量、土壤毛管孔隙度,降低了土壤容重、> 2 mm水稳性团聚体含量及团聚体的水稳定性。农田土壤的细颗粒组成含量和颗粒比表面积显著高于林地和荒草地土壤。土壤饱和含水量的大小依次为农田>林地>荒草地,农田土壤的田间持水量为31%,分别比林地和荒草地高15%、24%。土壤容积含水量θ与吸力S之间的关系符合幂函数方程θ=A·S-B(系数AB为常数,A值表征土壤持水强度,大小依次为农田>林地>荒草地)。土壤有效水总量与速效水含量大小依次为林地>农田>荒草地。逐步回归与通径分析表明土壤粘粒含量通过直接和间接作用增强土壤持水性,土壤颗粒比表面积和水稳性团聚体的平均重量直径对土壤持水性的影响主要体现在间接作用,土壤水稳性团聚体的平均重量直径是抑制土壤持水性的关键因素。土壤有机碳含量对调节土壤粘粒含量和土壤水稳性团聚体形成具有重要作用。因此,在该区土地开发利用过程中,以提高土壤有机碳含量改善土壤结构性质为原则,建议土地利用方式以农业与林业轮作或间作措施为主,合理开发荒草地,为该区土壤水分管理与土地可持续开发利用提供参考依据。
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    资源评价
    基于CHNS的中国城乡居民的食品消费特征——兼与国家统计局数据对比
    辛良杰, 李鹏辉
    2018, 33 (1):  75-84.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161207
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1373KB) ( )  

    基于2011年我国12个省(直辖市)的中国健康与营养调查数据(China Health and Nutrition Survey, CHNS),文章利用食物成分表重新估算我国城乡居民主要食品的消费量及在外消费特征,并与国家统计局公布的官方数据进行对比。结果显示:1)口粮方面,2011年我国居民平均消费口粮量为119.93 kg,外出消费比例为9.91%。2)肉蛋奶类方面,2011年我国人均肉类消费量(猪牛羊禽)为32.84 kg,其中,猪肉消费量占69.85%,禽肉消费量占20.98%,牛羊肉消费量偏低,为9.20%。我国居民平均还消费蛋类10.90 kg、奶类13.56 kg。3)我国城镇居民口粮消费明显低于农村居民,肉蛋奶消费量明显高于农村居民,但农村居民肉蛋奶在外消费的比例要高于城镇居民。4)国家统计局公布的肉蛋奶数据整体上偏低,农村消费数据的偏低程度尤为严重,重点体现在鲜蛋、水产品与鲜奶产品上。国家统计局公布的食品消费数据多与CHNS数据的家庭内部消费数据相吻合,其数据偏小的原因可能是由于缺失户外消费数据的统计。从消费数量上来看,预计今后我国居民口粮消费量的下降空间已经非常有限,但肉蛋奶消费水平仍有较大的抬升空间,农业的生产压力与畜牧饲料大量进口的局面将持续存在。

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    旅游目的地网络空间结构及其复杂性研究——野三坡旅游地案例实证
    高苹, 席建超
    2018, 33 (1):  85-98.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161212
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(8471KB) ( )  

    复杂性是旅游目的地网络化发展的必然趋势,是认识旅游地网络空间结构与组织特征的重要研究手段。论文以河北省野三坡旅游地为例,通过构建旅游联系强度模型,建立旅游地空间网络,并运用TOP网络空间分析以及复杂网络理论,揭示旅游地网络空间结构与组织的复杂性特征。研究发现:1)旅游地网络具有空间集聚性,形成了以核心景区为中心,由中心城镇、乡村社区和特色园区共同构成的空间集聚单元,并体现出“邻近连接”与“择优连接”的双重特性;2)旅游地网络服从幂律分布,具有无标度网络特性;3)每个节点的前三名和前五名旅游联系强度网络(Top3和Top5网络)具有较小的平均路径长度、较大的集聚系数,呈现出典型的“小世界网络”特征;4)旅游地网络是典型的异配型网络,度-度呈负相关,而网络节点的集聚系数与其度值之间存在近似的倒数关系,因此具有层次性。

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    贵州中部峰丛洼地区乡村聚落演化多元路径研究——以普定后寨河聚落为例
    李阳兵, 刘亚香, 罗光杰
    2018, 33 (1):  99-113.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161309
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(940KB) ( )  

    在微观尺度研究乡村聚落的空间演化,有助于深入理解聚落演化的多样性。论文选择位于贵州高原面上的典型喀斯特乡村聚落,以长时间序列的高分辨率遥感影像为主要数据源,结合实地农户调查,在聚落斑块尺度上探讨聚落的多元空间演化模式。结果发现,研究区聚落总体呈“外密中疏”的空间特征,且这一空间格局从1963年到2015年不断强化。聚落演化类型可划分为逐渐废弃空心化型、旧衰建新型、自然衰落型、内部改造型、基本不变型和扩展型;从1963年到2015年,研究区聚落景观经历了以新旧混杂型为主、以老旧型为主、以新旧混杂型和新房屋为主这样一个演化过程;研究区聚落多元演变的空间路径可归纳为低地指向、交通指向、经济和中心地指向,研究区聚落的优化应基于聚落的多元演变模式进行调控。

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    春季北支脊变化特征及其对中国气候的影响
    张永莉, 范广洲, 汪家楠, 吴俞, 王霄, 黄先伦, 葛非, 龙妍妍
    2018, 33 (1):  114-126.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161067
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(985KB) ( )  

    论文利用NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站月降水量和气温资料,通过小波、相关分析等方法,讨论了春季北支脊的变化特征及其对中国同期降水和气温的影响。结果表明:春季北支脊缓慢增强,存在2~3 a和准6 a的周期;纬向位置略向东移,具有准3 a和12 a的周期。春季北支脊偏强(弱),黄河流域到江南地区的降水量偏少(多),东北、西南和华南地区的降水量偏多(少);春季北支脊纬向位置偏东(西),中国北方大部分地区的降水量偏多(少),西南和江南大部分地区的降水量偏少(多);中国大部分地区的升(降)温显著。当春季北支脊纬向位置显著偏东(西)时,且强度偏强(弱),淮河流域降水偏少(多),东北、西南和华南地区的降水偏多(少),中国大部分地区气温明显偏高(低)。通过对相应的环流和物理量场的分析,能较合理地解释中国春季气候异常的原因,对中国短期气候预测有一定帮助。

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    近50 a西北干旱区冬季积雪日数变化特征
    马荣, 张明军, 王圣杰, 王杰, 杨森, 陈荣
    2018, 33 (1):  127-138.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161261
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(995KB) ( )  

    论文基于西北干旱区104个站点1961—2010年的日积雪深度、日平均气温、日降水量数据和NCEP/NCAR数据,利用K-means聚类分析、Mann-Kendall法等方法,对西北干旱区冬季积雪日数的时空变化特征及其变化原因进行分析。结果表明:1)冬季积雪日数大值主要集中在阿尔泰山和准噶尔盆地地区,西辽河流域、鄂尔多斯高原、天山、塔里木、阿拉善高原地区冬季积雪日数相对较少,内蒙古高原地区冬季积雪日数基本呈由高纬地区向低纬地区减少的趋势。2)近50 a,西北干旱区冬季积雪日数呈增加趋势,且各区域主要在1984年发生突变现象。内蒙古高原地区内站点冬季积雪日数变化较大,其他分区内站点的冬季积雪日数基本无变化。3)西北干旱区各分区周期变化主要集中在5、10、25 a左右,其中25 a的周期变化最为明显。4)冬季东亚大槽、南支槽的减弱与西风的增强使西北干旱区降水量增加是导致西北干旱区冬季积雪日数增加的主要原因。

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    基于度-时法的哈尔滨冬季采暖强度评价
    刘玉莲, 任国玉
    2018, 33 (1):  139-148.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161270
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5666KB) ( )  

    采用度时法比度日法更能细致地反映采暖和制冷强度时间分布特征。论文应用度时法分析了哈尔滨采暖期内采暖强度的时间变化特征,获得如下结论:1)哈尔滨集中供暖时间为183 d,近10 a采暖期平均气温-7.7 ℃,平均气温距平最高值2.6 ℃(2007、2008年)、最低值 -2.0 ℃(2013年)。采暖期小时平均气温最高在14:00(-3.6 ℃),最低在06:00(-11.3 ℃)。 2)2005—2014年,哈尔滨年平均采暖强度1.1×105 ℃·h,最大1.2×105 ℃·h(2013年),最小1.0×105 ℃·h(2007年)。3)哈尔滨采暖期小时平均采暖强度为25.7 ℃·h,日内呈单峰分布,06:00采暖强度最大,为29.3 ℃·h,14:00采暖强度最小,为21.6 ℃·h。晚上21:00到次日上午9:00,采暖强度大于日平均值,而上午9:00到晚上21:00采暖强度则明显低于日平均水平。4)采暖期各月平均的小时采暖强度1月最大,为35.4 ℃·h,从大到小依次减少顺序是1、12、2、11、3、10、4,4月小时采暖强度仅为12.0 ℃·h。5)日内小时采暖强度最小值3、4月出现在15:00,其余月份在14:00;最大值1、2、12月出现在07:00,3、10、11月在06:00,4月在05:00。在每年1月中旬06:00~08:00,出现整个采暖期采暖强度极大值。

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    南方红壤区不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异的影响因素研究
    江叶枫, 孙凯, 郭熙, 叶英聪, 饶磊, 李伟峰, 李婕, 王澜珂
    2018, 33 (1):  149-160.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161265
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4285KB) ( )  

    研究不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异的影响因素对指导耕地利用和水土保持工作的开展具有重要意义。论文以江西省兴国县耕地土壤有机质为研究对象,分析了不同侵蚀程度下土壤有机质的空间变异及其影响因素。结果表明:随着侵蚀程度的加深,兴国县土壤有机质含量呈下降趋势。不同侵蚀程度下土壤有机质含量差异显著(P<0.001),等级均为四级。变异系数由大到小依次为中度侵蚀(43.70%)>剧烈侵蚀(37.78%)>重度侵蚀(34.88%)>极强度侵蚀(34.44%)>无明显侵蚀(34.38%)>轻微侵蚀(28.91%)。在无明显侵蚀和轻微侵蚀时,高程和剖面构型是影响土壤有机质空间变异的主要因子。在中度侵蚀和重度侵蚀时,主要影响因素变为坡度。但在极强度侵蚀和剧烈侵蚀时,高程、坡度、坡向、成土母质和剖面构型对土壤有机质含量都影响显著(P<0.05)。因此,不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异影响因素不尽相同。在不同侵蚀程度下合理开展耕地利用和水土保持工作有利于最大限度地节约资源。

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    川西亚高山/高山典型土壤类型有机碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征
    程欢, 宫渊波, 吴强, 李瑶, 刘颖, 朱德雯
    2018, 33 (1):  161-172.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161100
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4043KB) ( )  

    论文通过研究川西亚高山/高山生态系统不同海拔分布典型土壤类型SOC、TN、TP及其生态化学计量学特征,对比《四川土壤》1985年调查成果,评价我国川西亚高山/高山典型土壤恢复状况。测定亚高山草甸土、草甸土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、褐土的腐殖质层、淀积层、母质层土壤SOC、TN、TP含量,计算生态化学计量值。结果表明:土壤SOC含量表现为亚高山草甸土>草甸土>暗棕壤>褐土>黄棕壤>棕壤,TN含量表现为亚高山草甸土>草甸土>暗棕壤>褐土>黄棕壤>棕壤,TP含量表现为暗棕壤>亚高山草甸土>草甸土>棕壤>褐土>黄棕壤;暗棕壤、棕壤基本表现为SOC、TN、TP含量随土层加深递减;依据第二次全国土壤普查分级标准,研究区土壤有机质呈很丰富水平,TN呈丰富水平,TP呈缺乏水平。土壤SOC、TN和TP水平分布从南向北呈先增加后减少。化学计量比特征:土壤碳氮比表现为草甸土>褐土>黄棕壤>亚高山草甸土>暗棕壤>棕壤,土壤碳磷比表现为草甸土>黄棕壤>褐土>暗棕壤>亚高山草甸土>棕壤,土壤氮磷比表现为草甸土>暗棕壤>黄棕壤>褐土>亚高山草甸土>棕壤,TP是主要限制因子。对比1985年调查结果,经过近30 a的恢复,亚高山草甸土、草甸土、黄棕壤、褐土土壤SOC含量呈增加趋势,棕壤SOC含量下降幅度最大,2015年仅为1985年的31.06%;土壤TN变化不大;TP含量呈下降趋势,变化幅度在56.41%~87.85%之间。

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    资源研究方法
    基于弹簧模型的资源环境承载力评价及应用——以内蒙古自治区陈巴尔虎旗为例
    黄秋森, 赵岩, 许新宜, 王国强, 王红瑞, 顾琦玮
    2018, 33 (1):  173-184.  doi: 10.11849/zrzyxb.20161250
    摘要 ( )   HTML ( )   PDF(7108KB) ( )  

    在全国生态文明建设背景下,资源环境承载力研究对生态型地区社会经济可持续发展有着重要意义。论文引入生态健康度描述生态型地区特点,构建资源环境承载力评价指标体系,提出基于弹簧模型的生态型地区资源环境承载力评价方法和社会经济数据离散化方法,以内蒙古自治区陈巴尔虎旗为例,分析2014年资源环境承载状况及社会经济压力对资源环境系统的影响。评价结果表明:宝日希勒镇、呼和诺尔镇和巴彦库仁镇资源环境系统超载,RECS/RECC分别为9.860、1.369和1.221,其他乡镇均低于0.8,评价结果有理可依,与事实相符,体现了评价方法在生态型地区评价的可靠性;社会经济压力在10 km × 10 km空间单元离散化结果与基于乡镇的评价结果不完全对应,方法优势体现在能够判别社会经济压力在乡镇内部空间上的变化趋势。

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