黄土高原生态系统碳汇时空变化及其影响因素 被引量：3

1

作者 张怡 王志慧 +2 位作者 卢小平 肖培青 赵广举 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期266-274,284,共10页

[目的]探究黄土高原生态系统碳汇时空变化特征,可为深入分析和科学评估生态系统固碳能力以及制定应对气候变化的策略提供科学依据。[方法]基于现有长时间序列遥感产品、地形和土壤属性等数据,运用线性趋势分析和地理探测器等工具,计算了... [目的]探究黄土高原生态系统碳汇时空变化特征,可为深入分析和科学评估生态系统固碳能力以及制定应对气候变化的策略提供科学依据。[方法]基于现有长时间序列遥感产品、地形和土壤属性等数据,运用线性趋势分析和地理探测器等工具,计算了2000-2022年黄土高原净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP),分析了NEP时空变化及其影响因素。[结果]黄土高原2000-2022年NEP平均值为33.44 gC/m^(2),2022年黄土高原NEP现状水平为39.9 gC/m^(2),年碳汇总量达到25.40 Tg C。NEP年际变化特征表现为显著上升且逐渐趋于稳定,总体增长速率为0.70 gC/(m^(2)·a),每年增加0.45 Tg C,其中山西省和陕西省贡献最大。黄土高原森林植被的碳汇能力(NEP)和增汇能力(NEP趋势)虽最高,但由于草地面积较大,因此草地碳汇总量和增汇贡献均高于森林。与草地、农田和裸地相比,草地-森灌、农田-林草,裸地-林草等生态修复工程能提升原地表覆盖碳汇能力的83.2%,14.0%和81.1%,且提升增汇能力5.6%,15.8%,127.7%。单一影响因子中,NDVI作为植被生物量指标,是驱动黄土高原生态系统NEP时空动态变化的主要因素,然而NDVI与降雨、NDVI与土壤容重的交互作用对NEP空间分异以及NEP趋势变化的影响也不可忽视。[结论]结合气候特性和土壤条件的全面考量,通过调整土地利用结构和增加植物覆盖度等一系列生态恢复措施,可有效提升黄土高原生态系统碳汇能力。 展开更多

关键词 黄土高原 净生态系统生产力 地理探测器 影响因素 碳汇

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河龙区间典型流域径流年内分配对水土保持生态建设的响应 被引量：1

2

作者 陈玮 孙彭成 +2 位作者 肖培青 李琼芳 焦鹏 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期141-147,159,共8页

[目的]揭示河龙区间不同地貌区下典型流域的多年径流变化特征,明晰水土保持生态建设对其径流年内分配均匀程度的影响。[方法]选取河龙区间风沙区、土石山区和黄土丘陵沟壑区的秃尾河、三川河及延河流域,在收集各流域1960-2019年径流观... [目的]揭示河龙区间不同地貌区下典型流域的多年径流变化特征,明晰水土保持生态建设对其径流年内分配均匀程度的影响。[方法]选取河龙区间风沙区、土石山区和黄土丘陵沟壑区的秃尾河、三川河及延河流域,在收集各流域1960-2019年径流观测和水土保持措施数据的基础上,构建基尼系数指标,量化径流年内分配均匀度,分析了流域径流年内分配的演变趋势与空间差异,探究了河龙区间流域径流年内分配对不同类型水土保持措施的响应特征。[结果](1)1960-2019年,3个典型流域径流量极显著减少,秃尾河、三川河和延河的年径流量减少幅度分别为-0.05亿m^(3)/a,-0.03亿m^(3)/a,-0.02亿m^(3)/a;(2)3个典型流域径流年内分配特征显著差异,风沙区的秃尾河流域径流年内分配最为均匀,土石山区次之,黄土丘陵沟壑区的延河流域年内分配最不均匀,各流域的径流基尼系数分别为0.2,0.35,0.6;(3)不同地貌区径流基尼系数均呈下降趋势,径流年内分配趋向均匀;(4)水土保持林草植被、梯田和淤地坝建设与径流基尼系数具有显著负相关关系。[结论]水土保持生态建设具有调节径流年内分配,促进河川径流年内分配更加均匀的作用。 展开更多

关键词 水土保持与荒漠化治理 径流年内分配 基尼系数 河龙区间

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黄土高原地区淤地坝建设管理的新时代需求 被引量：3

3

作者 杨春霞 张国军 +3 位作者 肖培青 焦鹏 李惋慬 钱京 《中国水土保持》 2024年第11期60-62,共3页

黄土高原淤地坝建设管理与水土资源高效利用对于推动黄河流域水土保持高质量发展具有重要意义。针对淤地坝建设管理中存在的安全度汛、运行管护、坝库水土资源合理利用等诸多问题,围绕黄河流域水土保持高质量发展需求,以新时期淤地坝综... 黄土高原淤地坝建设管理与水土资源高效利用对于推动黄河流域水土保持高质量发展具有重要意义。针对淤地坝建设管理中存在的安全度汛、运行管护、坝库水土资源合理利用等诸多问题,围绕黄河流域水土保持高质量发展需求,以新时期淤地坝综合效能提升为目标,提出黄土高原淤地坝因地制宜、需求导向、分类施策的建设管理思路。 展开更多

关键词 淤地坝 建设管理 水土保持 提质增效 乡村振兴 高质量发展 黄土高原

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黄河流域智慧水土保持关键技术集成探讨 被引量：4

4

作者 孔祥兵 郭凯 +2 位作者 赵春敬 王逸男 赵金涛 《中国水土保持》 2022年第9期69-73,I0005,共6页

智慧水土保持建设是新阶段水土保持高质量发展的重要抓手和平台,为黄河流域生态保护和高质量发展提供了重要支撑。开展智慧水土保持研究是支撑国家战略、促进水土保持高质量发展和技术升级换代的必然要求,当前阶段主要研究内容包括构建... 智慧水土保持建设是新阶段水土保持高质量发展的重要抓手和平台,为黄河流域生态保护和高质量发展提供了重要支撑。开展智慧水土保持研究是支撑国家战略、促进水土保持高质量发展和技术升级换代的必然要求,当前阶段主要研究内容包括构建水土保持数字化场景、完善水土保持模型、建设智慧水利水土保持分系统和建立水土保持数据管理规则。总结了现有智慧水土保持理论和技术研究基础,提出了黄河流域智慧水土保持数据准确化、模型精准化、决策精细化的关键技术集成要点。 展开更多

关键词 智慧水土保持 高质量发展 智慧水利 数字孪生流域 黄河流域

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黄土高原生态系统水分利用效率演变及驱动因素空间分异规律 被引量：10

5

作者 常晓格 王志慧 +3 位作者 肖培青 魏峰远 张攀 马力 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期244-252,共9页

生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是碳水耦合过程的关键因子,研究黄土高原WUE时空变化及其驱动因素有助于解释生态系统对气候和水资源变化的响应机制以及水资源管理和碳预算评估。论文基于总初级生产力(Gross Primary Pr... 生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是碳水耦合过程的关键因子,研究黄土高原WUE时空变化及其驱动因素有助于解释生态系统对气候和水资源变化的响应机制以及水资源管理和碳预算评估。论文基于总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)、蒸散发(Evapotranspiration,ET)、地表覆盖遥感产品和气象观测数据,利用线性斜率和偏相关系数法分析了2000-2018年黄土高原不同植被类型WUE变化趋势及其与降雨(Precipitation,P)、温度(Temperature,Temp)、饱和水汽压差(Vapor Pressure Difference,VPD)、潜在蒸散发(Potential Evaporation,ET_(0))和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的偏相关性随干旱指数变化的空间分异规律。结果表明:(1)2000-2018年黄土高原多年平均WUE为1.24 gC/(m^(2)·mm),年际增长速率为0.02 gC/(m^(2)·mm·a),其中显著增加区域占47.36%。(2)黄土高原地区各植被类型年均WUE均随干旱指数增加呈显著减小趋势,草地WUE随干旱指数增加下降速率最快。同时,各植被类型WUE的变化速率均为正,但不同植被类型WUE增长速率随干旱指数的变化规律存在差异。受人类活动影响较大的农田WUE增长速率对干旱指数敏感性较低,而林草植被WUE增长速率随干旱指数增加呈先增加后减小的变化规律,存在阈值效应。(3)LAI对WUE的变化影响作用最大,其变化主导的区域占58.16%,其他驱动因素的作用大小依次为Temp,ET_(0),VPD和P。在重度干旱条件下,各植被WUE均与P均呈负相关。与农田和森林相比,灌草植被的WUE与Temp相关性对干旱指数更为敏感。另外,灌草植被的WUE与VPD和ET_(0)的相关性随干旱指数增加也存在阈值效应。 展开更多

关键词 水分利用效率 空间分异 黄土高原 偏相关分析 驱动因素

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基于水量平衡原理的黄土高原林草植被覆盖度恢复潜力评估 被引量：5

6

作者 王凯利 王志慧 +2 位作者 肖培青 王铁生 张攀 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第20期8352-8364,共13页

为了科学评价黄土高原林草措施的可持续性,基于林草生态系统蒸散发(ET)与降雨补给之间的水量平衡动态关系,开展林草植被覆盖度恢复潜力研究具有一定的现实意义。利用实测水文气象要素数据和PML_V2 ET、GRACE和MOD13 A1 EVI等遥感产品,... 为了科学评价黄土高原林草措施的可持续性,基于林草生态系统蒸散发(ET)与降雨补给之间的水量平衡动态关系,开展林草植被覆盖度恢复潜力研究具有一定的现实意义。利用实测水文气象要素数据和PML_V2 ET、GRACE和MOD13 A1 EVI等遥感产品,阐明了增强型植被指数(EVI)与ET的时空变化特征,构建了ET和EVI的定量响应关系,定量估算了不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度恢复阈值与恢复潜力。研究结果表明:(1)PML产品基于通量站点观测值与水量平衡公式验证的误差分别为4.5 mm/8d、34.3 mm/a,产品精度优于MOD16 A2 GF。黄土高原2000—2018年多年平均ET为445.36 mm,多年平均EVI为0.17;黄土高原林草植被ET和EVI的增长速率分别为5.08 mm/a和0.0026/a。(2)利用多元逐步回归方法逐像元构建了ET与气象要素和EVI的最优响应关系模型,平均均方根误差(RMSE)为44.5 mm。(3)丰水年、平水年、枯水年不同降雨情景下黄土高原林草植被覆盖度平均恢复阈值为(71.5±37.3)%、(55.6±35.9)%和(22.4±26.0)%;平均恢复潜力为(9.4±30.4)%、(-6.4±23.8)%和(-39.7±26.2)%,平均RMSE为5.7%。(4)林草植被覆盖度恢复潜力存在空间异质性。不同历史降雨情景对干旱指数2.5—4区间的林草植被恢复潜力影响最为剧烈。若未来黄土高原经历长时期平水或枯水年时段,林草植被将会存在不同程度的退化风险。 展开更多

关键词 水量平衡 植被恢复潜力 时空变化 情景模拟 黄土高原

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气候与下垫面变化对黄土高原蒸散发变化的影响评估 被引量：10

7

作者 王凯利 王志慧 +1 位作者 肖培青 王铁生 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期166-172,180,共8页

为了揭示近20年黄土高原蒸散发(evapotranspiration,ET)时空变化规律,明晰气候和下垫面变化对蒸散发的影响作用。基于黄土高原295个气象站数据、PML_V2 ET产品及MOD13A1 EVI产品,采用趋势分析和多元回归分析等统计方法,分析了2000—201... 为了揭示近20年黄土高原蒸散发(evapotranspiration,ET)时空变化规律,明晰气候和下垫面变化对蒸散发的影响作用。基于黄土高原295个气象站数据、PML_V2 ET产品及MOD13A1 EVI产品,采用趋势分析和多元回归分析等统计方法,分析了2000—2018年黄土高原蒸散发时空变化特征,并评估了降雨、温度、日照时间、饱和水汽压差、植被和非植被下垫面等影响要素的相对贡献率。结果表明:(1)2000—2018年黄土高原蒸散发年际变化率为4.47 mm/a,62.8%的区域蒸散发呈显著增加趋势,主要分布在山西、青海、陕西省北部地区;不同土地覆盖ET为森林>农田>草地>灌木。(2)植被显著增加是黄土高原ET变化的主导因子,其相对贡献率最大(32.1%);不同气象要素对黄土高原ET相对贡献率大小为降雨(14.6%)>饱和水汽压差(13.2%)>温度(12.4%)>日照时数(10.0%);非植被下垫面变化(水土保持工程措施等)对ET变化的影响作用不容忽视。(3)气象要素和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)对林草覆被ET影响作用>农田覆被ET,而非植被下垫面要素对农田覆被ET的影响作用较大。研究结果为黄土高原生态建设、水资源消耗恢复和水资源可持续性评价提供科学支撑。 展开更多

关键词 蒸散发 气候变化 下垫面变化 黄土高原

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2000-2020年黄土高原植被覆盖度时空格局变化分析 被引量：32

8

作者 王逸男 孔祥兵 +2 位作者 赵春敬 姚贵琦 郭凯 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期130-137,共8页

以2000—2020年MODIS-NDVI植被指数为数据源,反演计算黄土高原植被覆盖度,通过转移矩阵和重心迁移等方法分析黄土高原植被覆盖度时空格局变化及其与降水、气温、坡度和土壤类型等因素的关系。结果表明:(1)2000—2020年黄土高原植被覆盖... 以2000—2020年MODIS-NDVI植被指数为数据源,反演计算黄土高原植被覆盖度,通过转移矩阵和重心迁移等方法分析黄土高原植被覆盖度时空格局变化及其与降水、气温、坡度和土壤类型等因素的关系。结果表明:(1)2000—2020年黄土高原植被覆盖度由0.39提高到0.61,整体呈上升趋势,2017年后实现快速提升;(2)近20年,黄土高原植被覆盖度显著好转类型与极显著好转类型改善面积比例达到37.93%,2009年前以低覆盖和中低覆盖植被为主,2010年后以中覆盖及更高等级覆盖植被为主,2019年以后中高覆盖植被所占比例最高;(3)从2000年到2020年,黄土高原低覆盖、中低覆盖、中覆盖和中高覆盖植被向更高等级覆盖植被转化比例分别为93.10%,96.57%,82.99%,43.34%,中低覆盖、中覆盖、中高覆盖和高覆盖植被向更低等级覆盖植被转化比例分别为0.30%,2.21%,7.83%,12.47%;(4)近20年黄土高原植被覆盖度变化与气温和降水的变化表现敏感,斜坡地和陡坡地植被覆盖度较高,淋溶土类型下的植被覆盖度较高,国家政策和措施实施等人为因素对植被覆盖度改善发挥重要作用。 展开更多

关键词 植被覆盖度 黄土高原 时空格局变化 转移矩阵 MODIS

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青海省水土保持规划难点与成果分析 被引量：2

9

作者 孙维营 张攀 王玲玲 《中国水土保持》 2022年第12期21-24,共4页

水土保持是青海实现以生态保护优先理念协同推进经济社会发展与生态文明建设的重要抓手。《青海省水土保持规划(2016—2030年)》在准确把握水土保持工作面临的新形势、新机遇、新挑战基础上,以防治水土流失,合理利用、开发和保护水土资... 水土保持是青海实现以生态保护优先理念协同推进经济社会发展与生态文明建设的重要抓手。《青海省水土保持规划(2016—2030年)》在准确把握水土保持工作面临的新形势、新机遇、新挑战基础上,以防治水土流失,合理利用、开发和保护水土资源为主线,科学制定了水土保持方略、防治目标与总体布局,建立了数据融合挖掘、区划精准界定、分区量化布局和监督体制机制,以全国水土保持区划为依据,以省级水土保持区划为基础,以国家级和省级水土流失重点防治区复核划分成果为重点治理区域,全面实施预防保护,重点加强江河源区、重要饮用水水源地、环青海湖区域和风沙区生态保护,充分发挥自然修复作用,以小流域为单元开展综合治理,加强重点区域、坡耕地和侵蚀沟水土流失治理,构建水土保持决策支持平台和规划设计—保护治理—工程建设—监测评估—监督管理全链条监管制度体系,是青海省保护和改善生态环境、加快生态系统建设、推动经济社会高质量持续发展的重要支撑。 展开更多

关键词 水土保持 规划 生态建设 青海省

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河南山区水土保持生态建设与经济的内生关系及协同发展探讨 被引量：3

10

作者 张攀 孙维营 +1 位作者 王伟 赵胜朝 《中国水土保持》 2022年第8期56-58,共3页

山区水土保持生态建设与经济的协同发展是实施乡村振兴战略的关键。山区是由不同性质的组分嵌套而成的一个综合性的有机结构体,是一个具有自然、经济、社会等多重性质、多层次、多侧面的复合系统,其与经济的内生关系及协同发展机制极为... 山区水土保持生态建设与经济的协同发展是实施乡村振兴战略的关键。山区是由不同性质的组分嵌套而成的一个综合性的有机结构体,是一个具有自然、经济、社会等多重性质、多层次、多侧面的复合系统,其与经济的内生关系及协同发展机制极为复杂。在总结河南山区水土保持研究成果和长期实地调研的基础上,分析了山区水土保持生态建设与经济可持续发展的内生关系,剖析了目前面临的问题,提出了构建河南山区水土保持生态建设与生态产业结构评价体系、确定河南山区生态-经济-社会复合系统耦合关系及其突变响应临界、构建河南山区水土保持生态建设与经济协同发展范式等对策,以期为科学评价新时期山区水土保持生态建设提供参考。 展开更多

关键词 水土保持 生态建设 山区经济 可持续发展 河南

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黄河中游典型流域土地利用对径流的调控作用 被引量：2

11

作者 王倩华 张攀 +2 位作者 王伟 肖培青 吴晓玲 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期61-68,78,共9页

[目的]深入研究黄河中游不同土地利用对径流变化的调节效应及其阈值,对于山洪防治和流域高质量发展至关重要。[方法]以大理河流域为重点研究区域,分析其近20年来的土地利用变化特征,基于流域月尺度SWAT模型定量分析了土地利用变化对径... [目的]深入研究黄河中游不同土地利用对径流变化的调节效应及其阈值,对于山洪防治和流域高质量发展至关重要。[方法]以大理河流域为重点研究区域,分析其近20年来的土地利用变化特征,基于流域月尺度SWAT模型定量分析了土地利用变化对径流年内分配的影响;通过设置4种极端土地利用情况研究了不同土地利用类型对于汛期径流的影响;并通过设置12种不同的土地利用覆盖度情景,揭示了影响流域径流的土地利用的覆盖临界。[结果]大理河流域主要的土地利用方式为耕地、草地和林地,草地和林地对径流有抑制作用,耕地对径流存在促进作用,三者的影响系数分别为-0.125,-0.130,0.122。土地利用对径流的年内分配有一定的调控作用,但当土地利用变化较小时,这种调控作用不明显。土地利用覆盖度存在明显的边际效应,其下临界约为5%,草地的上临界为95%,林地的上临界为91%。[结论]由于流域内实际的植被条件较差,林草覆盖度仍处于较低水平,因此修复植被和适当地退耕、退草还林仍能对该流域的水土保持工作和防洪建设起到促进作用。 展开更多

关键词 SWAT模型 土地利用变化 阈值 大理河流域

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黄河中游典型流域林草生境适宜性及提质潜力评价

12

作者 刘壮壮 焦鹏 +1 位作者 肖培青 姚志宏 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期267-278,共12页

[目的]为定量评价黄河中游复杂下垫面典型流域的林草生境适宜性及提质潜力。[方法]综合地理探测器、空间分析、数理统计等多种方法,构建三川河流域林草生境适宜性评价指标体系及评价方法,评价流域现状土地利用条件下的林草适宜度及其提... [目的]为定量评价黄河中游复杂下垫面典型流域的林草生境适宜性及提质潜力。[方法]综合地理探测器、空间分析、数理统计等多种方法,构建三川河流域林草生境适宜性评价指标体系及评价方法,评价流域现状土地利用条件下的林草适宜度及其提质潜力。[结果](1)三川河流域影响林地适宜分布的主导因子包括光合有效辐射分量、海拔、土壤侵蚀强度和土壤类型等,影响草地适宜分布的主导因子包括海拔、光合有效辐射分量、土壤类型和土壤湿度等。(2)林地不同适宜度的面积由大到小依次为高度适宜、中高度适宜、不适宜、中度适宜,中度适宜以上面积占林地总面积的81.9%,流域林地布局较为合理;草地不同适宜度的面积由大到小依次为不适宜、中度适宜、中高度适宜、高度适宜,中度适宜以上面积占草地总面积的55.3%,流域草地布局仍有较大优化空间。(3)林地提质面积为223.2 km^(2),占中度适宜及以上区域总面积的15.4%,区域内大部分林地已达覆盖度阈值水平;各适宜度区域的林地Ⅰ级提质潜力面积占比均在89.0%以上,提质难度较低。草地提质面积为222.3 km^(2),占中度适宜及以上区域总面积的43.1%,区域内近四成草地仍未达覆盖度阈值水平;各适宜度区域草地Ⅰ级提质潜力的面积占比随适宜度增高而减小,提质难度随适宜度增高而增大。(4)林地可通过加强封禁管控,实施以自然恢复为主的弱干预措施;草地需针对不同适宜度的潜力等级,采取分区适度干预措施,实现草地覆盖度水平的总体提升。[结论]三川河流域林地格局优于草地,草地提质潜力高于林地。研究构建的林草生境适宜性评价方法,可为黄河中游植物措施合理配置和提质增效提供科技依据。 展开更多

关键词 林草 适宜性 提质增效 潜力 三川河

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宁夏用于耕地占补平衡的坝地资源评估

13

作者 张国军 杨春霞 +2 位作者 李惋瑾 焦鹏 钱京 《中国水土保持》 2025年第3期1-4,共4页

探索将淤地坝淤积形成的坝地按程序用于耕地占补平衡是《推动黄河流域水土保持高质量发展的指导意见》和《关于加强新时代水土保持工作的意见》相继提出的一项重要工作,摸清现状政策条件下坝地可用于耕地占补平衡的资源状况是推动该项... 探索将淤地坝淤积形成的坝地按程序用于耕地占补平衡是《推动黄河流域水土保持高质量发展的指导意见》和《关于加强新时代水土保持工作的意见》相继提出的一项重要工作,摸清现状政策条件下坝地可用于耕地占补平衡的资源状况是推动该项工作的关键环节。以宁夏坝地资源为研究对象,从坝地利用类型、补充耕地来源范围和验收标准等方面,明确了可用于耕地占补平衡的坝地条件,并以2024年宁夏淤地坝淤积专项调查成果为基础,采取图斑套合、ArcGIS面积分析、政策约束因素分析等方法,对宁夏可用于耕地占补平衡的坝地资源进行分析,基本摸清了宁夏可用于耕地占补平衡的坝地资源分布情况。结果表明:宁夏现状坝地1599.25 hm ^(2)中有334.60 hm ^(2)已被纳入“国土三调”耕地管理;“非耕地”1264.65 hm ^(2)中有936.31 hm ^(2)满足耕地占补平衡政策补充耕地来源的规定,其中满足验收条件的坝地有392.80 hm ^(2),可推动先行纳入新增耕地数量指标库。 展开更多

关键词 资源评估 占补平衡 耕地 坝地 宁夏

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罗玉沟流域水沙变化趋势及影响因素 被引量：4

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作者 秦瑞杰 李平 +2 位作者 肖培青 马田铂 王柯凡 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期151-158,共8页

[目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素,为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流... [目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素,为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流量和输沙量变化趋势和演变过程进行分析。[结果](1) 1986—2016年罗玉沟流域年降水量趋势性变化不显著;流域年径流量和年输沙量变化具有明显的阶段性,以1993年为界,年径流量和年输沙量呈显著降低趋势。(2)降水和水土保持措施影响罗玉沟流域年径流量和输沙量,不同降水水平年,降水和水土保持措施对流域水沙变化的影响不同,水土保持措施使流域枯水年份径流量和输沙量减少最为显著。(3)水土保持措施对年径流量和年输沙量的减少贡献率分别为83.50%和80.97%。[结论]降水量变化不显著的情况下,水土保持措施对罗玉沟流域年径流量和年输沙量的减少起主导作用,水土保持综合治理对枯水年径流量和输沙量的影响幅度最大。 展开更多

关键词 黄土丘陵沟壑区 罗玉沟流域 水沙变化 影响因素

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基于光学遥感的稀疏乔灌木地上部分生物量反演方法 被引量：6

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作者 石永磊 王志慧 +4 位作者 李世明 李春意 肖培青 张攀 常晓格 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期13-22,共10页

【目的】基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型,对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度,以期为基于... 【目的】基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型,对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度,以期为基于遥感数据的干旱区人工林乔灌木地上部分生物量高精度反演提供理论依据。【方法】在毛乌素沙地实地调查102块30 m×30 m样地,基于高分辨率无人机影像,利用面向对象的机器学习算法获取乔灌草植被覆盖度信息,采用3种分层方案(不分层、基于乔木和灌木2种植被类型分层、基于5个树种分层)构建冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型。基于Landsat8 OLI影像,使用6种光谱指数(NDVI、RVI、MSAVI、TCG、NDMI、NIRv),结合无人机影像解译草本植被覆盖度,采用3种分层方案(不分层、有无草本植被样地分层、3个草本植被覆盖度等级样地分层)构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型。【结果】不分层的冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型鲁棒性最差(R^(2)=0.22,n=102),且估算精度最低(RMSE=14.98 t·hm^(-2));考虑乔木和灌木2种植被类型分层建模(RMSE=7.44 t·hm^(-2))和5个树种分层建模(RMSE=5.82 t·hm^(-2))的反演误差分别减少了50.32%和61.1%。在光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型中,NIRv反演乔灌木地上部分生物量精度最高(3种分层方案平均RMSE=7.25 t·hm^(-2)),NDVI反演乔灌木地上部分生物量精度最低(3种分层方案平均RMSE=9.43 t·hm^(-2))。不同光谱指数对稀疏乔灌木地上部分生物量变异的解释能力表现为NIRv>NDMI>TCG>MSAVI>RVI>NDVI。木本植被类型对光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响小于对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响。考虑草本植被覆盖度背景分层建模可使光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型RMSE减少8.13%~16.62%,不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度对草本植被覆盖度背景的敏感性排序为NIRv>TCG>NDVI>MSAVI>RVI>NDMI。【结论】无人机高空间分辨率遥感可用于获取稀疏乔灌混交林树种类型及其草本植被信息等先验知识。在稀疏乔灌混交林区域,木本植被类型对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度影响较大,至少需区分乔木和灌木两类植被才可保证该方法反演精度满足实用需求。基于Landsat-8 OLI卫星数据的考虑草本覆盖度的NIRv-乔灌木地上部分生物量模型分层建模方案适用于大区域稀疏乔灌木地上部分生物量遥感估算。 展开更多

关键词 稀疏乔灌木 地上生物量 分层建模 光谱指数 冠层覆盖度

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黄丘区典型灌木和荒草地土壤含水量变化对降雨的响应 被引量：7

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作者 吴远菲 肖培青 +1 位作者 郝仕龙 杨春霞 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期121-126,共6页

为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化... 为了研究不同土地利用方式下土壤水分的变化特征及其对降雨的响应,以黄丘区辛店沟流域坡面径流小区灌木和荒草地为研究对象,利用多探头土壤水分监测仪对研究对象0—50 cm土层土壤水分进行了连续定位观测,对不同下垫面下土壤水分的变化特征进行了系统的分析和研究。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分表现出明显的季节变化特征,观测期内荒草地的平均土壤含水量为0.099,大于灌木地0.091,荒草地的土壤含水量总体要高于灌木地。(2)不同土地利用方式土壤含水量垂直变化趋势相似,总体上随着土层深度的增加而减少,具有明显的垂直变异性,灌木地对深层土壤含水量的消耗比荒草地多。(3)土壤含水量在垂直方向上对降雨的响应程度随着土层深度的增加而减小,灌木地和荒草地垂直方向上0—30 cm土层与30—50 cm土层对降雨响应表现为相反的规律。研究认为相比荒草地,灌木地土壤水分消耗更严重,且深层土壤水分受降雨补给有限,易引发土壤干层。 展开更多

关键词 土壤含水量 土地利用方式 野外定点监测 降雨 黄土丘陵区

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一种基于U-Net的高分影像土地利用/覆盖变化检测方法 被引量：5

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作者 李聪毅 孔祥兵 +2 位作者 杨娜 王逸男 杨刚凤 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2021年第4期133-138,144,共7页

[目的]介绍一种基于U-Net的高分影像的土地利用/覆盖变化检测方法,为该模型在遥感影像变化检测方面的应用提供理论支持。[方法]采用U型神经网络对河南省禹州市两期高分一号影像和WHU building dataset建筑物变化检测数据集中的变化图斑... [目的]介绍一种基于U-Net的高分影像的土地利用/覆盖变化检测方法,为该模型在遥感影像变化检测方面的应用提供理论支持。[方法]采用U型神经网络对河南省禹州市两期高分一号影像和WHU building dataset建筑物变化检测数据集中的变化图斑进行自动检测试验,并与FCN和SegNet两种模型进行比较。[结果]在两个数据集的验证样本中,U型神经网络模型的F 1值分别为0.699,0.66和0.673,均优于其他两种模型,并且漏检率较低,更加接近变化参考图。[结论]采用U型神经网络对高分辨率遥感影像进行土地利用/覆盖变化检测是可行的,且能有较高的检测精度。 展开更多

关键词 变化检测 高分辨率遥感 U型神经网络 深度学习

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黄丘区小流域暴雨径流动力特征对淤地坝配置的响应 被引量：1

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作者 刘力玮 张攀 +2 位作者 肖培青 曹连海 杨建臣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期119-127,共9页

为定量揭示淤地坝措施配置对黄丘区小流域暴雨径流形成及演进过程的影响,采用室内小流域人工模拟降雨试验,对不同淤地坝措施布设情景下(无坝、单坝、双坝)小流域不同断面径流的水动力、侵蚀动力特征进行研究。结果表明:径流量与含沙量... 为定量揭示淤地坝措施配置对黄丘区小流域暴雨径流形成及演进过程的影响,采用室内小流域人工模拟降雨试验,对不同淤地坝措施布设情景下(无坝、单坝、双坝)小流域不同断面径流的水动力、侵蚀动力特征进行研究。结果表明:径流量与含沙量整体均随时间推移而增大,无淤地坝布设情景下径流量增幅为114.60 cm^(3)/s,双坝情景的径流量增幅仅有70.11 cm^(3)/s;淤地坝对小流域暴雨径流演进过程的影响显著,淤地坝布设后径流流态由主要的紊流—缓流变为以层流—缓流为主,雷诺数Re减小幅度达到12.04%~85.85%;动力参数中径流功率ω和雷诺数Re可以被认为是能够较好描述不同淤地坝布设下侵蚀产沙的动力因子。研究结果对于揭示流域暴雨径流过程及成灾机理具有重要现实意义,可为科学评价水土保持措施调控径流过程的效应提供理论依据。 展开更多

关键词 暴雨 径流 水动力 侵蚀动力 模拟降雨 淤地坝配置

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