全球水土保持措施因子研究趋势与展望

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作者 卫建军 曲雪铭 +1 位作者 张琼 刘刚 《水土保持研究》 北大核心 2025年第6期77-83,共7页

[目的]通用土壤流失方程(USLE)及其模型族在全球范围内广泛用于不同尺度的土壤侵蚀估算。水土保持措施因子(P)是侵蚀预报模型的关键参数之一,探明P因子赋值和计算的有效方法是提高土壤侵蚀估算准确性的关键。由于水土保持措施的防蚀机... [目的]通用土壤流失方程(USLE)及其模型族在全球范围内广泛用于不同尺度的土壤侵蚀估算。水土保持措施因子(P)是侵蚀预报模型的关键参数之一,探明P因子赋值和计算的有效方法是提高土壤侵蚀估算准确性的关键。由于水土保持措施的防蚀机理和效果受区域变化以及时空尺度的影响,P因子的量化和赋值仍存在较大的不确定性。[方法]研究阐述了P因子的研究进展,深入探讨了措施因子的影响因素和确定方法,并提出了多种优化和改进措施以提高水土保持的效率和效果。[结果]估算方法涵盖径流小区观测法、经验值法、基于RS和GIS的提取法以及经验模型方程法等。[结论]分析了当前P因子研究的局限性,主要体现在数据积累不足、分析尺度单一以及未充分考虑所有相关变量等方面,并对该研究领域未来的发展方向和研究重点进行展望,以期为不同地理气候区和时空尺度的土壤侵蚀定量研究提供科学支撑。 展开更多

关键词 水土流失 USLE RUSLE P因子 水土保持措施

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有机物料添加对黑垆土和黄绵土有机碳组分的影响

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作者 王丹丹 赵欢欢 +2 位作者 许晨阳 李江文 胡斐南 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期267-276,共10页

[目的]研究12种不同外源有机物料,包括烟杆生物炭、果木枝条生物炭、小麦秸秆、油菜秸秆、鸡粪、牛粪、葡萄糖、纤维素、LB培养基、聚丙烯酰胺(PAM)、腐植酸肥、壳聚糖,对典型黄土(黑垆土与黄绵土)理化特性及土壤有机碳组分的影响,为农... [目的]研究12种不同外源有机物料,包括烟杆生物炭、果木枝条生物炭、小麦秸秆、油菜秸秆、鸡粪、牛粪、葡萄糖、纤维素、LB培养基、聚丙烯酰胺(PAM)、腐植酸肥、壳聚糖,对典型黄土(黑垆土与黄绵土)理化特性及土壤有机碳组分的影响,为农田土壤质量提升过程中有机改良剂的选择与应用提供理论依据。[方法]将有机物料与风干土壤以3%的质量比混合,并进行100 d的室内培养试验,同时设置不添加有机物料为对照组(CK)。利用密度浮选结合湿筛的方法分离并计算土壤游离态颗粒有机碳(FPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、颗粒态有机碳(POC)和矿质结合态有机碳(MOC)4个有机碳组分,通过冗余分析(RDA)对土壤理化性质与有机碳组分之间的关系进行解析。[结果]①与CK相比,有机物料添加能够有效降低两种典型黄土的碳酸钙含量,提高土壤电导率、TOC以及全氮(纤维素添加除外)含量。②与CK相比,土壤中FPOC,OPOC,POC和MOC含量均有所提高,其中以果木枝条生物炭、烟杆生物炭、小麦秸秆添加处理下的FPOC增量最大,黑垆土中相应各指标分别提高了2158.5%,1545.3%,907.5%,黄绵土中各指标含量分别提高了2971.8%,1717.9%,1730.8%。③FPOC,OPOC,POC和MOC含量与TOC呈极显著的正相关关系(p<0.01)。C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主要原因,其解释率在黑垆土和黄绵土中分别达到了76.1%和76.3%。[结论]有机物料添加使TOC含量升高,有效地改善了土壤理化性质,使土壤FPOC,OPOC,POC和MOC含量与CK相比均有所提高。C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主控因素。 展开更多

关键词 秸秆 生物炭 颗粒态有机碳 有机碳组分 矿质结合态有机碳 黑垆土 黄绵土

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风水复合侵蚀下土壤表面电化学性质及团聚体稳定性的变化特征

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作者 赵晓峰 王艳辉 +1 位作者 张健乐 许明祥 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期107-114,共8页

为明确风水复合侵蚀下土壤表面电化学性质对团聚体稳定性的影响,该研究以黄土高原云雾山黄绵土土壤团聚体为研究对象,设置了人工模拟风蚀、水蚀及不同顺序的复合侵蚀处理,进行了土壤团聚体表面电化学参数及稳定性指标的测定。结果表明:... 为明确风水复合侵蚀下土壤表面电化学性质对团聚体稳定性的影响,该研究以黄土高原云雾山黄绵土土壤团聚体为研究对象,设置了人工模拟风蚀、水蚀及不同顺序的复合侵蚀处理,进行了土壤团聚体表面电化学参数及稳定性指标的测定。结果表明:复合侵蚀下,土壤表面电荷密度和电场强度较单营力侵蚀降低6.25%~32.43%、6.38%~31.65%,比表面积和表面电位则增加1.10%~16.36%、0.63%~5.60%;>0.25 mm水稳性大团聚体含量、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)较单营力侵蚀降低5.26%~10.89%、3.76%~18.10%和6.25%~17.50%;比表面积是直接影响团聚体稳定性的主导因素,表面电场强度是间接影响团聚体稳定性的主导因素。风水复合侵蚀通过影响团聚体表面电场强度与比表面积的协同路径加剧团聚体失稳,且先风后水侵蚀对电化学性质及团聚体稳定性的影响更大,该研究可为风水复合侵蚀的防治提供了以电化学参数为靶点的理论依据。 展开更多

关键词 风水复合侵蚀 电化学性质 土壤团聚体 团聚体稳定性 结构方程模型

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黄土丘陵区混交人工林林下草本层植被特征及其对草本截留的影响

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作者 李倩 孙涵宇 +3 位作者 杨艳芬 邓涵潇 曹泽涛 边熇 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期163-171,共9页

[目的]旨在揭示黄土丘陵区混交人工林林下草本层植物的种类组成、群落结构及生长特征,探讨草本植物在林下对水分截留的影响,为该区域生态恢复及未来森林管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内分析相结合,以陕西省吴起县为研究区,... [目的]旨在揭示黄土丘陵区混交人工林林下草本层植物的种类组成、群落结构及生长特征,探讨草本植物在林下对水分截留的影响,为该区域生态恢复及未来森林管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内分析相结合,以陕西省吴起县为研究区,选择刺槐纯林作为对照组,研究5种不同的混交人工林模式下(刺槐×山杏、刺槐×山桃、刺槐×油松、刺槐×沙棘、刺槐×紫穗槐)的林下草本层植被特征及其对草本截留的影响。[结果]1)与刺槐纯林相比,混交人工林提高林下草本物种的丰富度,其中刺槐×油松的Margalef丰富度指数最高;混交降低林下草本物种的均匀度,其中刺槐×油松的Pielou均匀度指数最低,不同混交模式下林下草本植被的物种丰富度显著增加,但物种均匀度有所下降。2)在草本层盖度和叶面积指数方面,不同混交模式表现出显著差异,混交林的草本截留能力普遍低于刺槐纯林,尤其是刺槐与油松混交林的草本截留能力最低。3)草本层盖度与截留量呈显著正相关,盖度越高,截留能力越强,反映出较大的植被覆盖能够提供更有效的雨水拦截功能。[结论]混交林模式在提高草本物种多样性方面具有优势,但对水土保持能力的影响存在废水效应,尤其是在草本层的雨水截留能力方面。刺槐纯林在截留雨水方面表现出更高的潜力,为人工林的水土保持功能提供重要的管理参考。 展开更多

关键词 混交人工林 刺槐 草本层截留 截留能力 植被特征

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不同磷水平与水分条件下黄腐酸对旱区土壤磷有效性及玉米生长与磷吸收的调控效应 被引量：1

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作者 莫桂梅 张泽坤 +3 位作者 贺露露 金倩玮 杜宜春 何红花 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第7期1366-1377,共12页

【目的】干旱和缺磷影响土壤磷有效性并限制旱区作物生长。研究不同磷水平和水分条件下黄腐酸对提高土壤磷有效性、植物生长和磷吸收的作用效果,对旱区磷养分高效利用和农业发展有着现实意义。【方法】以玉米为供试作物,以黄绵土为基质... 【目的】干旱和缺磷影响土壤磷有效性并限制旱区作物生长。研究不同磷水平和水分条件下黄腐酸对提高土壤磷有效性、植物生长和磷吸收的作用效果,对旱区磷养分高效利用和农业发展有着现实意义。【方法】以玉米为供试作物,以黄绵土为基质进行了三因素三水平盆栽试验。其中,磷素设置低、中、高3个水平:P 30 mg/kg(P30)、P 60 mg/kg(P60)和P 120 mg/kg(P120);水分设置正常供水(W1)、轻度干旱(W2)和中度干旱(W3)3个水平,含水量分别为田间持水量的75%、60%和45%;黄腐酸3个水平分别为0(FA0)、50 mg/kg(FA1)和100 mg/kg(FA2)。玉米生长60天后收获,测定玉米株高、生物量和磷含量,同时测定土壤pH、速效磷、磷组分、碱性磷酸酶活性和根际有机酸。【结果】施用黄腐酸提高了干旱条件下土壤磷有效性,其效应与磷水平和水分条件有关。在P60W2和P120W2条件下,FA1和FA2处理通过酸化效应使得土壤pH显著降低0.14~0.21个单位,驱动土壤速效磷和活性磷含量分别增加15%~19%和44%~47%;在P60W3条件下,FA2处理增加酒石酸盐含量和土壤速效磷含量,且酒石酸盐含量与土壤速效磷含量呈显著正相关,表明黄腐酸还可以通过促进根际有机酸的分泌提高土壤磷有效性。在3个磷水平的干旱条件下,黄腐酸对土壤碱性磷酸酶活性的作用效果并不显著。在P30W2条件下,FA1和FA2处理降低了玉米各部位的干生物量(35%~39%)和植物磷累积量(20%~38%)。但在P60W2和P120W2条件下,施用黄腐酸对玉米生长和磷吸收有促进效果。在P60W2条件下FA2处理磷吸收效率增加38%,P120W2条件下FA1处理玉米株高增加10%,FA2处理根磷含量增加12%。【结论】在干旱且土壤磷素为中、高水平下,施用黄腐酸可通过酸化效应和有机酸调控效应,驱动土壤磷素形态转化,增加土壤速效磷和活性磷含量,提高土壤磷有效性,但仅在轻度干旱条件下,施用黄腐酸能促进玉米生长和磷吸收。 展开更多

关键词 黄腐酸 干旱 土壤磷有效性 玉米生长 磷吸收

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黄土高原生物结皮混合群落对坡面流流体阻力特征的影响

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作者 白洁 王兵 +3 位作者 杨艳芬 李成芳 王静 马金龙 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期177-186,共10页

[目的]为明确生物结皮影响坡面流阻力作用机制,研究不同生物结皮类型组成的混合群落对坡面流颗粒阻力(f_(g))和形态阻力(f_(f))的影响。[方法]采集3种(以藻为主、藻藓比例相当、以藓为主)混合生物结皮原状土壤样品84个,设置7组坡度和流... [目的]为明确生物结皮影响坡面流阻力作用机制,研究不同生物结皮类型组成的混合群落对坡面流颗粒阻力(f_(g))和形态阻力(f_(f))的影响。[方法]采集3种(以藻为主、藻藓比例相当、以藓为主)混合生物结皮原状土壤样品84个,设置7组坡度和流量组合,采用变坡水槽冲刷试验,系统研究不同水动力条件下坡面流阻力特征对生物结皮响应。[结果]1)坡面流流经生物结皮覆盖区流速减少8.5%~57.3%,水深增加5.4%~70.6%;生物结皮混合群落缓流效率随藓类结皮占比的增加显著增强,以藓为主混合生物结皮(T3)缓流效率是其他生物结皮混合群落的1.1~2.5倍。藓类结皮占比的增加降低弗劳德数(Fr),增加雷诺数(Re),未改变流型流态。2)生物结皮混合群落覆盖显著增加总阻力f(Darcy-Weisbach阻力系数),且f随Re和Fr的增加呈幂函数降低(R^(2)≥0.46、p<0.01),与藓生物量(Mmoss)呈显著正相关(p<0.05)。3)生物结皮覆盖显著增加坡面流f_(f),不同坡度、流量及生物结皮混合群落覆盖条件下,f_(f)占f的主要部分;f_(g)与泥沙浓度(qs)呈显著相关(p<0.05),f_(f)与Mmoss呈显著正相关(p<0.05)。4)Savat模型计算的坡面流f_(g)不适用于生物结皮覆盖下的低泥沙浓度坡面流;基于f_(g)和f_(f)的影响因子,构建生物结皮覆盖下的坡面流f系数方程f=Re^(-1.0214)×M_(moss)^(0.311)×10^(3.793)。[结论]生物结皮覆盖下,坡面流f_(f)显著增加是导致其总阻力增加的主要原因,且主要受藓类结皮占比影响。研究结果对深入理解生物结皮影响坡面流阻力作用机制具有重要意义,可为黄土高原生物结皮防控土壤侵蚀提供理论基础。 展开更多

关键词 黄土高原 生物结皮 阻力系数 颗粒阻力 形态阻力

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不同调控措施下黄土高原坡耕地氮磷流失特征研究

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作者 李东原 申楠 +5 位作者 张风宝 李玄添 兰许阳 李佳敏 杨成龙 杨明义 《水土保持研究》 北大核心 2025年第6期84-95,共12页

[目的]研究不同调控措施对山西黄土高原坡耕地氮磷流失特征的影响,为多措施耦合作用下山西黄土高原坡耕地氮磷流失机理与生态化调控供理论依据。[方法]以山西黄土高原典型坡耕地为研究对象,设置传统耕作、免耕、生物炭、秸秆、生物菌肥... [目的]研究不同调控措施对山西黄土高原坡耕地氮磷流失特征的影响,为多措施耦合作用下山西黄土高原坡耕地氮磷流失机理与生态化调控供理论依据。[方法]以山西黄土高原典型坡耕地为研究对象,设置传统耕作、免耕、生物炭、秸秆、生物菌肥及其组合的不同措施,基于野外原位人工模拟降雨试验,研究不同调控措施下氮磷流失与产流产沙的关系,量化不同措施氮磷径流携带损失与泥沙携带损失贡献比例,探明不同调控措施下泥沙总氮与泥沙总磷富集比。[结果](1)布设秸秆措施的6个小区均未产流产沙,该措施可以有效控制坡耕地的水土流失,从而减少氮磷流失。(2)不同调控措施下径流总磷含量随降雨过程的变化整体平稳,而泥沙总磷变化波动相对较大。传统耕作+生物炭+生物菌肥措施下,径流总磷含量较低,但泥沙总磷含量较大。(3)不同调控措施下径流总磷、泥沙总氮、泥沙总磷与产流产沙关系密切(|r|:0.648~0.930,p<0.05),而硝态氮、铵态氮、径流总氮与产流产沙关系较弱(|r|:0.008~0.605,p>0.05)。(4)不同措施下坡耕地产流产沙过程中,氮主要以径流途径流失(63%~90%),径流里的氮主要以硝态氮的形态流失,磷主要以泥沙途径流失(97%~99.9%)。(5)坡耕地侵蚀产沙过程中泥沙总氮的富集比在各措施下均值为2.94,均存在氮的富集现象。泥沙总磷的富集比在免耕及其与其他措施组合条件下均值为0.97,没有明显富集现象。[结论]免耕及其与生物炭、生物菌肥组合条件下坡耕地氮磷流失较少,在防治坡耕地氮磷流失方面具有良好效果。 展开更多

关键词 黄土高原 坡耕地 野外人工模拟降雨 养分流失 生物炭 耕作措施

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基于立体摄影测量的黄土丘陵沟壑区生物结皮分布特征研究

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作者 张智健 邓杨旭 +3 位作者 杨艳芬 王兵 张琴琴 王静 《水土保持研究》 北大核心 2025年第6期38-46,56,共10页

[目的]生物结皮作为先锋拓殖植物,其分布与坡向、地貌部位和土地利用类型等密切相关。探究黄土丘陵沟壑区植被恢复后生物结皮分布特征对地形地貌以及土地利用类型的响应,可为黄土高原植被恢复成效评估提供理论依据。[方法]以不同坡向、... [目的]生物结皮作为先锋拓殖植物,其分布与坡向、地貌部位和土地利用类型等密切相关。探究黄土丘陵沟壑区植被恢复后生物结皮分布特征对地形地貌以及土地利用类型的响应,可为黄土高原植被恢复成效评估提供理论依据。[方法]以不同坡向、全坡面以及不同土地利用类型生物结皮为研究对象,基于3 m×3 m大样方调查了19个样地,采用立体摄影测量和ArcGIS监督分类等方法,精确获取黄土丘陵沟壑区生物结皮分布特征。[结果](1)不同坡向草地样地生物结皮总盖度半阴坡最高,分别较阴坡、阳坡和半阳坡高了7.17%,15.42%和10.68%;藻类结皮4个坡向无显著差异,藓类结皮半阴坡盖度最高。林地各坡向的生物结皮盖度不足5%。(2)全坡面沟坡生物结皮总盖度最低(3.40%),分别较梁峁顶、梁峁坡和沟底减少了33.83%,40.80%和59.43%;藻类结皮盖度较其他地貌部位减少了16.27%~40.50%,藓类结皮盖度减少了17.57%~21.90%。(3)旱地(阶地)生物结皮总盖度最高,较旱地(梯田)和果园分别高出了21.23%和12.63%,较天然牧草地、灌木林地和乔木林地等自然植被分别高出了14.50%,77.27%和59.53%;其藻类结皮和藓类结皮盖度也最大。(4)生物结皮生长发育与坡向、坡度、植被类型、植被盖度、枯落物蓄积等因子密切相关;枯落物盖度达到50%时所有结皮盖度降至25%以下;植被盖度、坡度和枯落物盖度是影响藻类结皮和生物结皮总盖度的直接且主要因素,枯落物盖度是影响藓类结皮盖度的直接且主要因素。[结论]阴坡/半阴坡水分条件利于生物结皮生长发育;沟坡因其坡度大,土壤侵蚀相对活跃,生物结皮盖度低;阶地较差的土壤肥力限制维管植物生长,生物结皮盖度高于其他土地利用类型。植被盖度、坡度和枯落物盖度是影响生物结皮盖度的重要因素。 展开更多

关键词 藻类结皮 藓类结皮 坡向 全坡面 土地利用类型

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风水复合侵蚀对团聚体有机碳及其组分的影响

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作者 王艳辉 赵晓峰 +1 位作者 张健乐 许明祥 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期267-274,共8页

[目的]为探究黄土高原风水复合侵蚀对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]通过室内模拟降雨及风洞试验,研究不同侵蚀营力和侵蚀顺序下5~2 mm土壤团聚体有机碳及其活性碳组分的流失机制。[结果]1)风水复合侵蚀下土壤团聚体有机碳(SOC)、易氧... [目的]为探究黄土高原风水复合侵蚀对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]通过室内模拟降雨及风洞试验,研究不同侵蚀营力和侵蚀顺序下5~2 mm土壤团聚体有机碳及其活性碳组分的流失机制。[结果]1)风水复合侵蚀下土壤团聚体有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒态有机碳(POC)、可溶性有机碳(DOC)质量分数较单营力侵蚀分别降低7%~25%、8%~29%、52%~71%、16%~32%。2)风水复合侵蚀中先风后水侵蚀(WR)下,SOC、EOC、POC、DOC、微生物生物量碳(MBC)质量分数较先水后风侵蚀(RW)分别降低19%、20%、4%、13%、9%。3)土壤团聚体有机碳及活性碳组分对不同侵蚀营力的敏感性响应不同,EOC对水蚀作用反应更敏感;POC对风蚀和风水复合侵蚀作用更敏感。[结论]风水复合侵蚀较单营力侵蚀更易加剧土壤团聚体有机碳及活性碳组分的流失,且SOC流失程度具有侵蚀顺序依赖性。研究结果可为风水复合侵蚀区土壤侵蚀防控及有机碳固存策略提供理论支撑。 展开更多

关键词 风水复合侵蚀 团聚体有机碳 活性有机碳组分 敏感性指标

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基于InVEST模型的西柳沟流域生境质量现状

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作者 张锦鑫 付航 +5 位作者 傅宇钟 许德禄 陈文超 康宾 马波 王智 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期331-341,共11页

[目的]综合评估西柳沟流域长时间序列下景观格局指数及生境质量现状变化,为合理制定生态修复方案,促进流域生态经济的可持续发展提供理论依据。[方法]选取2000年、2005年、2010年、2015年、2020年5个时段,基于Fragstats、InVEST模型和... [目的]综合评估西柳沟流域长时间序列下景观格局指数及生境质量现状变化,为合理制定生态修复方案,促进流域生态经济的可持续发展提供理论依据。[方法]选取2000年、2005年、2010年、2015年、2020年5个时段,基于Fragstats、InVEST模型和地理探测器对西柳沟流域景观格局指数、生境质量现状及其驱动力因素进行分析。[结果]1)2000—2020年研究区景观呈明显的聚集化与同质化的变化趋势,主要表现为草地扩张、景观破碎度降低、边缘复杂度下降和多样性减少。2015年出现的短暂破碎化波动反映人类活动的阶段性干扰。2)研究区以较高生境质量区为主(占比约60%),2000—2020年生境质量改善区与退化区的面积差距逐渐缩小,2010年后退化趋势加剧。空间上,较高生境质量区主要分布在流域下游,较低质量区主要分布在流域北部中游的库布齐沙漠,中质量区在上游呈破碎化分布。3)土地利用类型是生境质量空间分异的主导因子,与高程、植被覆盖度及气候因子(如年平均气温)的交互作用进一步强化其影响;人为-自然因子协同作用显著增强生境质量空间分异的解释力。[结论]通过对西柳沟流域生态环境质量现状及其驱动因素的系统分析,明确流域生境质量的空间分布格局,揭示驱动该流域生态环境质量变化的关键因素,为流域生态修复优先区的确定与修复策略的制定提供理论支撑。 展开更多

关键词 景观格局 InVEST模型 生境质量 地理探测器 西柳沟流域

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不同生物炭用量下锌肥提高冬小麦锌吸收及土壤供锌能力的效应

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作者 孔雪琴 吴文琪 +5 位作者 焦阳 李娜 王绪锋 邢光耀 岳善超 沈玉芳 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第5期870-881,共12页

【目的】探究长期施用生物炭条件下,锌肥及其与有机肥配施对旱作麦田土壤锌含量及小麦锌累积量的影响。【方法】生物炭的长期田间定位试验始于2012年,包括4个生物炭添加量处理:0 t/hm^(2)(C0)、10 t/hm^(2)(C10)、30 t/hm^(2)(C30)、50 ... 【目的】探究长期施用生物炭条件下,锌肥及其与有机肥配施对旱作麦田土壤锌含量及小麦锌累积量的影响。【方法】生物炭的长期田间定位试验始于2012年,包括4个生物炭添加量处理:0 t/hm^(2)(C0)、10 t/hm^(2)(C10)、30 t/hm^(2)(C30)、50 t/hm^(2)(C50)。2020年在该定位试验的每个小区中设置不施锌(CK)、施锌(Zn)、锌肥配施有机肥(Zn+M)3个微区。2021年冬小麦收获后,测定冬小麦地上部各部位生物量和锌含量,并采集土壤样品分析全锌、有效锌和各锌组分含量。【结果】生物炭施用9年后,对土壤全锌(Total-Zn)和有效锌(DTPA-Zn)含量无显著影响。与CK相比,施锌显著提高了土壤Total-Zn和DTPA-Zn含量,Zn和Zn+M处理土壤Total-Zn含量分别显著提高7.5%和12.5%,DTPA-Zn分别提高10.8%和14.8%。此外,与Zn处理相比,Zn+M处理土壤Total-Zn、DTPA-Zn含量分别提高了4.6%、12.7%(P<0.05)。CK条件下,施用生物炭降低了土壤交换态锌(Ex-Zn)含量,但提高了松结有机态锌(Lom-Zn)和氧化锰结合态锌(MnO-Zn)含量;在Zn处理下,生物炭施用提高了Lom-Zn、紧结有机态锌(Sbo-Zn)和碳酸盐结合态锌(Carb-Zn)含量,降低了MnO-Zn含量;Zn+M处理下,C50、C30的Lom-Zn含量显著高于C0(P<0.05),其他形态锌含量在各处理间无显著差异。相较于CK,Zn和Zn+M处理提高了土壤Lom-Zn、Carb-Zn、Sbo-Zn和残余态锌(Res-Zn)含量,且Zn+M处理的提升效果更高。施用生物炭和锌肥显著提高了冬小麦籽粒干物质量,冬小麦各部位平均干物质量和锌含量大体表现为Zn+M>Zn>CK(P<0.05)。CK条件下,C30和C50处理提高了冬小麦茎锌含量,C50提高了叶片锌含量,但两个处理降低了籽粒锌含量。与CK相比,Zn和Zn+M处理显著提高了籽粒锌平均含量,增幅分别为13.7%和28.3%,且Zn+M的增幅显著高于Zn处理。相较于CK处理,Zn和Zn+M分别显著提高冬小麦茎+叶锌累积量203.0%和257.2%,籽粒+壳锌累积量40.0%和64.8%,地上部总锌累积量60.6%和89.1%,同样,Zn+M处理的提升效果大于Zn处理。相关性分析表明,小麦锌累积量与土壤所有形态的锌含量呈正相关(P<0.01),尤其与DTPA-Zn和Lom-Zn含量的相关性最强。随机森林分析表明,Sbo-Zn、Lom-Zn和DTPA-Zn对冬小麦锌累积量的贡献最大。【结论】长期施用生物炭没有增加旱作麦田土壤全锌和有效锌含量,但提高了有效性较高的松结有机态锌含量。锌肥或锌肥与有机肥配施可显著提高土壤全锌和有效锌含量,特别是增加松结有机态锌、紧结有机态锌含量,进而提升锌的潜在供应能力。不施锌条件下,高量生物炭可提升冬小麦籽粒的生物量,但降低其锌含量;施锌条件下,生物炭可进一步提高冬小麦生物量,且在施用生物炭10~30 t/hm^(2)范围内不影响小麦籽粒的锌含量。锌肥与有机肥配合施用提高土壤锌有效性、小麦籽粒锌含量的效果显著优于锌肥单施。 展开更多

关键词 冬小麦 生物炭 锌肥有机肥配施 土壤锌形态 土壤有效锌 供锌潜力 籽粒锌含量

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黄土高原羊圈沟小流域坝地上层滞水补给特征

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作者 于璐璐 吉珍霞 王力 《土壤学报》 北大核心 2025年第4期983-997,共15页

淤地坝作为黄土高原水土流失治理的核心工程,通过拦截径流和泥沙,有效减少了水土流失,改善了生态环境和农业生产条件。然而,关于坝地上层滞水补给过程及其机制的研究尚不充分,深入理解这一问题对于全面认识淤地坝的生态功能和水文作用... 淤地坝作为黄土高原水土流失治理的核心工程,通过拦截径流和泥沙,有效减少了水土流失,改善了生态环境和农业生产条件。然而,关于坝地上层滞水补给过程及其机制的研究尚不充分,深入理解这一问题对于全面认识淤地坝的生态功能和水文作用至关重要。基于此,本文以黄土高原典型流域坝地为实验样地,采用不同示踪剂对上层滞水补给过程进行追踪(碘离子、溴离子),结合水位监测和氯质量平衡法,揭示坝地上层滞水补给过程与机制。结果表明,不同土地利用类型下坝地上层滞水补给速率为农田>乔木地>草地>灌木地,范围为32.94~60.96 mm·a^(-1)。溴离子示踪结果表明(>15 mm·d^(-1))降水事件能使水分较快入渗到上层滞水进行补给,其垂向入渗速率约为0.13~0.15 m·d^(-1),但该补给存在一定的滞后性,滞后时间为6~11 d;碘离子示踪结果表明坝地内上层滞水具有较好的连通性,其横向运移速率约为6 m·d^(-1)。该研究为进一步了解坝地水分变化及上层滞水补给机制提供了理论参考和科学依据。 展开更多

关键词 淤地坝 土壤水分 离子示踪 氯质量平衡 地下水

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黄土丘陵区生物结皮对退耕地土壤质量的影响

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作者 付立桥 赵允格 +1 位作者 高丽倩 乔羽 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页

生物结皮在黄土丘陵区广泛发育,显著影响0~10 cm土壤物理、化学及生物学属性。为明确不同发育年限的生物结皮对土壤质量的影响,利用土壤质量指数(SQI)综合评价该区发育年限为1~30年的生物结皮及其下层0~2、2~5、5~10 cm土层土壤质量,采... 生物结皮在黄土丘陵区广泛发育,显著影响0~10 cm土壤物理、化学及生物学属性。为明确不同发育年限的生物结皮对土壤质量的影响,利用土壤质量指数(SQI)综合评价该区发育年限为1~30年的生物结皮及其下层0~2、2~5、5~10 cm土层土壤质量,采用主成分及相关性分析确定了生物结皮改善土壤质量的关键因子。结果表明:(1)随着发育年限的增加,生物结皮层及下层土壤物理、化学及生物学属性明显改善。生物结皮降低了土壤容重,提高了土壤田间持水量、总孔隙度和磷酸酶活性,提升了土壤有机质、全氮、全磷、有效磷含量。(2)生物结皮对土壤质量的提升作用随着土层深度的增加而降低。相同年限下,生物结皮层与0~2 cm土层SQI相差0.11~0.30,而0~2与5~10 cm土层SQI相差0.03~0.06。(3)生物结皮对土壤质量的改善与其发育年限有关。生物结皮层SQI在其发育前3年提升至0.64,0~2 cm土层SQI在生物结皮发育前5年提升至0.56,较撂荒地提高了48.82%;生物结皮层、0~2 cm土层SQI均在第13年左右达到最高值,分别为0.85和0.67,而后趋于稳定。(4)土壤有机质和全氮含量的提高是生物结皮改善土壤质量的关键因子。研究明确了不同发育年限的生物结皮对土壤质量的综合影响,强化了生物结皮生态功能认识。 展开更多

关键词 生物结皮 发育年限 土壤质量 关键因子 黄土丘陵区

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中国典型自然植被碳储量对气候变化的动态响应及驱动力分析

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作者 吴阳 张杰琳 彭守璋 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期182-190,共9页

[目的]通过分析不同气候区自然植被的植被碳储量(VCS)和土壤碳储量(SCS)的变化趋势与环境要素对碳储量变化的驱动机制,以期为研究区制定适应气候变化的植被管理策略提供依据。[方法]通过构建基于LPJ-GUESS模型和随机森林方法的混合模型... [目的]通过分析不同气候区自然植被的植被碳储量(VCS)和土壤碳储量(SCS)的变化趋势与环境要素对碳储量变化的驱动机制,以期为研究区制定适应气候变化的植被管理策略提供依据。[方法]通过构建基于LPJ-GUESS模型和随机森林方法的混合模型,模拟1851—2100年中国典型自然植被VCS和SCS的动态变化,结合Mann-Kendall趋势检验和Sen′s斜率估计方法,分析碳储量动态变化与趋势特征。[结果]1)混合模型模拟自然植被的VCS和SCS的决定系数分别为0.83和0.61,均方根误差分别为2.42、3.73 kg/m^(2)(以C计),可准确捕捉生态系统碳动态。2)与历史时期相比,本世纪末VCS,SCS和总碳储量(TCS,即VCS+SCS)在整个研究区分别增加44.8%~88.1%、7.5%~13.4%和10.4%~19.8%,在高原半干旱区增幅最大,不同SSPs气候情景下的增幅表现为SSP1192·a)(以C计)的速率显著上升,SCS变化趋势不显著,TCS在SSP245和SSP585情景下分别以14.6、18.0 g/(m^(2)·a)(以C计)的速率显著上升。4)不同SSPs气候情景下碳储量受环境因素影响的变化程度表现为SSP1192浓度,降水是驱动未来时期中国自然植被碳汇功能增强的关键因子。 展开更多

关键词 气候变化 LPJ-GUESS 混合模型 碳储量

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不同刺槐混交人工林中枯落物混入对表层土壤水分的影响

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作者 邓涵潇 孙涵宇 +3 位作者 杨艳芬 李倩 边熇 曹泽涛 《水土保持通报》 北大核心 2025年第2期54-63,共10页

[目的]探究典型刺槐混交人工林中枯落物混入土壤的水文过程,为提高黄土高原丘陵区典型植被水源涵养能力提供重要依据。[方法]以陕西省吴起县5种典型混交人工林(刺槐×油松、刺槐×紫穗槐、刺槐×沙棘、刺槐×山桃、刺槐... [目的]探究典型刺槐混交人工林中枯落物混入土壤的水文过程,为提高黄土高原丘陵区典型植被水源涵养能力提供重要依据。[方法]以陕西省吴起县5种典型混交人工林(刺槐×油松、刺槐×紫穗槐、刺槐×沙棘、刺槐×山桃、刺槐×山杏)以及刺槐纯林中混入土壤的枯落物为研究对象,采用浸泡法测定不同类型与不同量枯落物混入后土壤含水量,并分析其蒸发过程。[结果]①典型植被样地枯落物混入量为204~2087 g/m^(2),总平均混入量为733.53 g/m^(2),平均深度为1.3~1.9 cm。②6种混交人工林类型中均为:人为混入枯落物土>原状混入枯落物土>裸土,其中刺槐纯林和刺槐×紫穗槐的毛管含水量增加幅度较大。③在6种人工林中混入700 g/m^(2)枯落物混入后土壤水分蒸发特性显示整体趋势基本一致,随着时间的延长,土壤含水量均呈下降趋势,其中混入刺槐×紫穗槐与刺槐×山杏类型的枯落物使得土壤含水量增加较大,混入刺槐×沙棘类型的枯落物土壤含水量增加较小。④同一林地类型下混入不同量的枯落物后土壤含水量均高于未混入土壤,且刺槐纯林、刺槐×油松、刺槐×山杏在混入1000 g/m^(2)时土壤含水量达到最大,刺槐×沙棘在混入700 g/m^(2)时达到最大。[结论]枯落物混入土壤有助于提高土壤含水量,特别是毛管含水量,而人为枯落物混入的效果更为显著且混交林地对土壤表层水分含量也存在影响。在黄土高原地区进行植被恢复时,可以优先考虑种植刺槐×紫穗槐和刺槐×山杏,以提高区域内的水源涵养功能。 展开更多

关键词 混交人工林 枯落物混入 表层土壤 蒸发持水

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基于人工智能算法优化采样点密度与分布——以雅鲁藏布江流域中游(林芝段)土壤质量评价为例

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作者 王浩 黎鹏 +3 位作者 赵保国 韩馨慧 刘晨一 薛萐 《水土保持研究》 北大核心 2025年第6期200-207,共8页

[目的]在充分考虑土壤质量指标空间异质性的前提下,探索如何减少采样点数量,以改进传统土壤质量评价方法,避免因忽视采样点数量与空间分布而影响评估结果准确性,从而实现对土壤质量的科学评估,为农业生产、生态恢复及环境保护提供可靠... [目的]在充分考虑土壤质量指标空间异质性的前提下,探索如何减少采样点数量,以改进传统土壤质量评价方法,避免因忽视采样点数量与空间分布而影响评估结果准确性,从而实现对土壤质量的科学评估,为农业生产、生态恢复及环境保护提供可靠依据。[方法]依托雅鲁藏布江流域中游(林芝段)土壤资源调查数据库,运用模拟退火算法与人工神经网络模型,对土壤采样点的数量与布局开展优化工作。借助主成分分析确定最小数据集,并依据土壤质量综合指数法开展土壤质量评价。[结果](1)采样点数量从666个减少至312个优化率达53.15%,可显著提高采样效率并降低采样成本。(2)优化前后土壤质量分级表现:Ⅰ级为0.00%和0.32%,Ⅱ级为15.32%和27.56%,Ⅲ级为60.21%和53.53%,Ⅳ级为24.47%和18.59%。优化前后采样点土壤质量分级表现出良好的变异性,且空间相关性增强,实现了在降低成本的同时提高采样方案对空间预测的准确性。[结论]模拟退火算法和人工神经网络相结合显著降低了采样点密度,且增强了样点的空间相关性。实现了在成本可控的前提下,极大地提升土壤属性空间预测的准确性,为更大范围土壤资源的调查与监测工作提供了科学、高效的技术路径,对提高土壤质量评价的效率与准确性起到了显著的推动作用。 展开更多

关键词 表土调查 采样点密度优化 土壤质量评价 人工神经网络 模拟退火算法

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东北典型厚层黑土区坡耕地侵蚀对土壤质量的影响

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作者 梁瑞 郑粉莉 +4 位作者 王雪松 莫帅豪 王伦 盛佳盈 杨新月 《水土保持学报》 北大核心 2025年第5期147-157,共11页

[目的]阐明东北黑土区土壤侵蚀-沉积对坡耕地土壤质量的影响,可为黑土资源保护和可持续利用提供重要科学依据。[方法]选取黑龙江省克山县的两块厚层黑土区的坡耕地,采用~(137)Cs示踪技术估算土壤侵蚀速率,基于最小数据集方法构建土壤质... [目的]阐明东北黑土区土壤侵蚀-沉积对坡耕地土壤质量的影响,可为黑土资源保护和可持续利用提供重要科学依据。[方法]选取黑龙江省克山县的两块厚层黑土区的坡耕地,采用~(137)Cs示踪技术估算土壤侵蚀速率,基于最小数据集方法构建土壤质量评价指标,分析典型厚层黑土区土壤侵蚀-沉积对坡耕地土壤质量的影响。[结果] 1)研究区坡耕地土壤侵蚀-沉积速率为-1 563.2~7 916.1 t/(km^(2)·a),平均侵蚀速率为2 669.0 t/(km^(2)·a)。且土壤侵蚀速率在坡面空间分布上均表现为坡中下部侵蚀强烈,坡顶和坡中上部为轻度-中度侵蚀,坡底50 m坡段出现沉积,坡面土壤侵蚀最严重部位分布在120~170 m坡段。2)构建包含土壤黏粒(Clay)、土壤有机碳(SOC)、全磷(TP)、有效氮(AN)、微生物量碳(MBC)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)的土壤质量评价最小数据集,且最小数据集可以替代全数据集,较真实地反映研究区耕地的土壤质量状况。3)研究区在侵蚀区的SQI与土壤侵蚀速率呈显著负相关(p<0.01),而在沉积区的SQI与沉积速率呈不显著正相关,2块样地侵蚀区的SQI较沉积区平均减少13.3%,且SQI的空间分布与土壤侵蚀速率的空间分布呈相反变化趋势。[结论]研究区土壤侵蚀是导致坡耕地土壤质量退化的关键驱动力。 展开更多

关键词 厚层黑土区 土壤侵蚀-沉积 最小数据集 土壤质量

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基于SfM近景摄影测量技术的藓结皮坡面土壤侵蚀空间分布特征

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作者 陈浩然 高丽倩 +2 位作者 欧阳文峰 张采月 王鹏 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期324-330,341,共8页

[目的]为探究黄土高原地区藓结皮坡面的土壤侵蚀-沉积空间分布特征。[方法]以黄土高原不同盖度的藓结皮为研究对象,通过室内模拟降雨试验,结合运动恢复结构(structure-from-motion,SfM)近景摄影测量技术,分析不同盖度(裸土、20%、40%、... [目的]为探究黄土高原地区藓结皮坡面的土壤侵蚀-沉积空间分布特征。[方法]以黄土高原不同盖度的藓结皮为研究对象,通过室内模拟降雨试验,结合运动恢复结构(structure-from-motion,SfM)近景摄影测量技术,分析不同盖度(裸土、20%、40%、60%、80%)的藓结皮坡面土壤侵蚀-沉积空间分布特征。[结果]1)藓结皮覆盖显著降低坡面土壤侵蚀速率,与裸土坡面相比,藓结皮坡面降低程度分别为23.34%、37.01%、51.01%和71.26%。2)藓结皮坡面的侵蚀重点区域位于坡中上部裸土覆盖区域,沉积重点区域为坡底部藓结皮覆盖区域。3)藓结皮的覆盖有效降低坡面侵蚀区面积和侵蚀深度,与裸土坡面相比,不同盖度藓结皮坡面侵蚀区面积分别降低14.69%、42.97%、58.69%和82.25%,坡面侵蚀深度降低4 mm。4)藓结皮的覆盖使坡面产生沉积,不同盖度藓结皮坡面的沉积区面积分别为0.21%、8.41%、4.53%和0.41%,沉积厚度较裸土增加2 mm。5)藓结皮通过覆盖作用和拦截作用显著影响坡面土壤侵蚀-沉积空间分布特征。[结论]研究结果对深入了解黄土高原生物结皮坡面土壤侵蚀空间分布规律及制定和实施有效的水土保持管理措施提供理论依据。 展开更多

关键词 生物结皮 运动恢复结构 土壤侵蚀沉积空间分布 地表形态 土壤侵蚀

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基于SfM近景摄影测量技术的藓结皮坡面风蚀监测

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作者 陈浩然 高丽倩 +2 位作者 郭雅丽 欧阳文峰 张采月 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期129-135,共7页

生物结皮作为干旱半干旱地区重要的地表覆被物,在土壤风蚀防控中发挥着重要作用。生物结皮坡面的风蚀速率监测和风蚀形态变化是坡面风蚀过程和风蚀机理研究的重点与难点。该研究以黄土高原不同盖度的藓结皮坡面为研究对象,通过运动恢复... 生物结皮作为干旱半干旱地区重要的地表覆被物,在土壤风蚀防控中发挥着重要作用。生物结皮坡面的风蚀速率监测和风蚀形态变化是坡面风蚀过程和风蚀机理研究的重点与难点。该研究以黄土高原不同盖度的藓结皮坡面为研究对象,通过运动恢复结构(structure-from-motion,SfM)近景摄影测量技术结合室内风洞试验,评价了SfM近景摄影测量技术对藓结皮坡面土壤风蚀速率测量的精度及其在生物结皮坡面土壤风蚀监测中的应用可行性。结果表明:SfM近景摄影测量技术能够准确获取藓结皮坡面土壤风蚀速率,均方根误差(root mean square error,RMSE)范围为0.003~0.094 kg/(m^(2)·min)。在藓结皮盖度为0~60%条件下,实测风蚀速率为0.069~0.557 kg/(m^(2)·min),SfM近景摄影测量技术估测风蚀速率为0.068~0.510kg/(m^(2)·min),估测平均绝对误差为0.002~0.092kg/(m^(2)·min),估测相对误差为2.81%~16.33%,整体精度较高。同时数字高程模型(digital elevation model,DEM)重建坐标误差较低,误差范围为0.145~0.302 mm,坐标重建均方根误差为0.232 mm,能够准确获取藓结皮坡面风蚀前后的高程数据。因此,SfM近景摄影测量技术为生物结皮坡面的土壤风蚀监测提供了一种非接触式、高效且可靠的手段,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 运动恢复结构 生物结皮 土壤风蚀监测 数字高程模型

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中国耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调时空演变及影响因素分析

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作者 牛文浩 随一凡 +2 位作者 王浩阳 张蚌蚌 于强 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期278-289,共12页

探讨耕地利用显性转型与隐性转型的耦合作用关系,可为协调二者间冲突,实现耕地保护与可持续利用提供有益参考。该研究基于人地关系地域系统理论,构建耕地利用显性与隐性转型相互作用理论框架,采用熵值法、耦合协调模型、协调影响力模型... 探讨耕地利用显性转型与隐性转型的耦合作用关系,可为协调二者间冲突,实现耕地保护与可持续利用提供有益参考。该研究基于人地关系地域系统理论,构建耕地利用显性与隐性转型相互作用理论框架,采用熵值法、耦合协调模型、协调影响力模型等方法,揭示2000—2020年中国31个省份(不含港澳台)耕地利用显性转型与隐性转型水平及其耦合协调度的时空演变特征,并分析显性转型与隐性转型耦合协调度的影响因素。结果表明:1)2000—2020年间,中国耕地利用显性转型水平总体呈现下降趋势,东北部与东部传统农业省份的显性转型水平普遍较高,而东南沿海经济发达省份以及南部、西部省份的显性转型水平普遍较低。耕地利用隐性转型水平总体呈现上升趋势,东部沿海与西部内陆省份拥有较高的隐性转型水平,并对周边省份产生辐射带动。2)研究期内,中国耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调度持续上升,呈现出失调阶段省份减少、协调阶段省份增加的变化趋势,并形成“东部领先、西部追赶、中部落后”的空间格局。宁夏等9个省级行政区的耦合协调类型由隐性转型滞后型转变为显性转型滞后型,而新疆由显性转型滞后型转变为隐性转型滞后型。北部省份以隐性转型滞后型为主,而南部省份则以显性转型滞后型为主。3)人均耕地面积、平均斑块面积、地均机械总动力、耕地灌溉比例、地均第一产业产值等指标对耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调性产生阻碍作用,而土地垦殖率、斑块密度、边缘密度、耕地斑块占景观面积比例、地均化肥用量、地均农药用量、地均塑料薄膜用量、地均粮食产量等指标则产生推动作用。因此,应根据区域实际情况,制定差异化耕地保护与利用对策,以实现区域耕地利用显性转型与隐性转型协同发展。 展开更多

关键词 耕地利用转型 耦合协调 时空演变 影响因素

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