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黄河流域河南段1980—2020年生态系统格局动态研究
1
作者 贾佳 张展硕 +5 位作者 江恩慧 田世民 常静怡 夏梦 王弯弯 赵凌栋 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2835-2845,共11页
推进黄河下游绿色生态走廊建设是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容,解析黄河流域河南段生态系统格局演变特征及其驱动因素,能够为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策参考。研究基于土地利用/覆盖、社会经济和自然因子数据,运... 推进黄河下游绿色生态走廊建设是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容,解析黄河流域河南段生态系统格局演变特征及其驱动因素,能够为黄河流域生态保护和高质量发展提供决策参考。研究基于土地利用/覆盖、社会经济和自然因子数据,运用生态系统变化率、转移矩阵、景观指数和随机森林模型,解析了1980—2020年黄河流域河南段各生态系统类型格局变化特征及其驱动因子。结果显示:(1)黄河流域河南段形成了以农田为优势(54.98%)、林地为主要类型(22.56%),兼有小比例的草地(10.36%)、聚落(8.58%)、水域(3.36%)、荒漠裸地(0.16%)生态系统的基本格局;(2)在1980—2020年,除聚落生态系统外,草地、农田、水域、荒漠裸地、林地等生态系统面积均呈现不同程度的下降趋势;(3)2000年后的生态系统间转化频繁,主要表现为由农田向聚落、林地和水域转化;(4)近40 a,生态系统格局呈现出连通性、聚集性减弱,破碎化、多样性增加的演变特征;(5)人口、GDP等人为因子和高程、降水等自然因子是影响格局演变的主要驱动力,2000年后人为因子对格局变化的驱动作用增强。研究表明,在人口、经济和自然因子的共同作用下,黄河流域河南段生态系统格局发生显著变化,聚落生态系统面积持续增加,景观破碎化程度逐渐增强。 展开更多
关键词 环境学 河南段 黄河流域 景观格局指数 斑块级土地利用变化模拟模型
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黄河流域水沙变化的文献计量分析
2
作者 王帅 张秋芬 +1 位作者 吕锡芝 王瑞鹏 《中国水土保持》 2024年第5期29-34,共6页
随着气候变化和人类活动影响的加剧,我国水沙情形所面临的挑战更加严峻。为研究我国黄河流域水沙变化情形的热点及发展趋势,借助CiteSpace可视化分析方法,对中国知网上1966—2022年间的1 907篇相关文献进行可视化分析,绘制出作者、机构... 随着气候变化和人类活动影响的加剧,我国水沙情形所面临的挑战更加严峻。为研究我国黄河流域水沙变化情形的热点及发展趋势,借助CiteSpace可视化分析方法,对中国知网上1966—2022年间的1 907篇相关文献进行可视化分析,绘制出作者、机构及关键词等图谱,并对其展开分析,结果表明:(1)自2000年开始,水沙变化的研究量逐渐呈上升趋势,形成了较为密切的学术团队,且有着良好的合作关系;(2)中国科学院水利部水土保持研究所、河海大学水文水资源学院和中国科学院大学是该领域发文较多的机构;(3)水文模拟、黄土高原、土壤侵蚀及径流是出现次数较多的关键词,这表明当前的研究侧重于这4个方面;(4)当前的研究热点主要聚焦在黄河流域水沙变化的归因性分析及驱动机制的研究两个方面。 展开更多
关键词 CiteSpace软件 文献计量 生态保护 水沙变化 黄河流域
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黄河流域小流域综合治理现状与提质增效路径
3
作者 吕锡芝 张恒硕 张秋芬 《人民黄河》 2025年第9期121-127,共7页
黄河流域小流域综合治理是落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重要环节。针对流域内阶梯式地貌、气候-植被过渡带特性及级联生态脆弱性引发的治理问题,从3个角度分析了小流域综合治理的核心矛盾:在自然系统维度,体现为上、中... 黄河流域小流域综合治理是落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重要环节。针对流域内阶梯式地貌、气候-植被过渡带特性及级联生态脆弱性引发的治理问题,从3个角度分析了小流域综合治理的核心矛盾:在自然系统维度,体现为上、中、下游各自面临的资源与环境双重压力;在技术系统维度,体现为资源本底刚性约束与治理技术适配性滞后;在治理系统维度,体现为跨部门权责碎片化、跨区域协同能力薄弱及保护与发展目标失衡。在此基础上,提出了小流域综合治理困境的破解路径:构建水土保持-资源增效-生态恢复-气候适应的韧性提升路径,研发动态智能分区与数字孪生决策系统,设计跨域权责整合及水质-水量-泥沙三位一体补偿制度,建立生态产业化增值链与生态信用转化通道,为破解黄河流域小流域综合治理的系统性困境、探索小流域提质增效路径提供科学支撑。 展开更多
关键词 小流域综合治理 提质增效 多维挑战 破解路径 黄河流域
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黄河源区水沙变化特征分析 被引量：10
4
作者 董晓宁 田世民 张丽 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第6期21-27,共7页
为探究黄河源区不同时期、不同区间水沙变化特征,以黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥4个水文站的长系列实测水沙资料为基础,将黄河源区划分为黄河沿以上、黄河沿—吉迈、吉迈—玛曲、玛曲—唐乃亥4个区间,相邻两个水文站实测水沙资料之差即... 为探究黄河源区不同时期、不同区间水沙变化特征,以黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥4个水文站的长系列实测水沙资料为基础,将黄河源区划分为黄河沿以上、黄河沿—吉迈、吉迈—玛曲、玛曲—唐乃亥4个区间,相邻两个水文站实测水沙资料之差即为区间产流产沙量。使用Mann-Kendall检验法、累积距平法、t检验和小波分析法确定黄河源区水沙变化趋势、突变年份和变化周期,对各区间不同时期的水沙贡献率和变化程度进行分析,并使用R/S法确定各区间水沙未来一段时间内的趋势持续性。结果表明:除黄河沿—吉迈区间产流量呈上升趋势外,其余区间产流量均呈下降趋势,4个区间的产沙量均呈下降趋势。除玛曲—唐乃亥年均产沙量外,4个区间的年均产流产沙量均经历了1959—1989年到1990—2007年时期的下降和1990—2007年到2008—2017年时期的回升。各区间水沙变化均表现出在未来一段时间的反持续性。 展开更多
关键词 水沙变化 区间变化 突变年份 贡献率 黄河源区
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近50年伊洛河流域径流演变归因分析 被引量：10
5
作者 倪用鑫 余钟波 +3 位作者 吕锡芝 马力 张秋芬 王建伟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期59-66,共8页
流域尺度的径流变化反映了气候和人类活动的综合影响,然而目前伊洛河流域径流演变的量化归因尚不明晰。基于Budyko假设构建解析径流变化归因的模型,量化评估径流对各环境因素变化的敏感性系数,定量揭示各因素对径流变化的贡献。结果表明... 流域尺度的径流变化反映了气候和人类活动的综合影响,然而目前伊洛河流域径流演变的量化归因尚不明晰。基于Budyko假设构建解析径流变化归因的模型,量化评估径流对各环境因素变化的敏感性系数,定量揭示各因素对径流变化的贡献。结果表明,1970—2018年间,伊洛河流域径流显著下降(α=0.05),且在1991年发生突变,突变后径流减少了46.43 mm(34.32%)。径流变化对降水、潜在蒸散发和下垫面参数的敏感性系数分别为0.42、−0.18和−78.36,即降水每增加1 mm将导致径流增加0.42 mm,潜在蒸散发量每增加1 mm将导致径流减少0.18 mm,下垫面参数每增加1个单位将导致径流减少78.36 mm。气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为42.60%和56.36%,人类活动引起的下垫面变化是径流变化的主要原因,其中植被变化是下垫面变化的主导因素。研究结果可为流域径流演变归因和水资源管理规划提供理论支撑。 展开更多
关键词 径流演变 归因分析 Budyko假设 伊洛河流域
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近20年延河流域生长季产水系数时空变化特征及影响因素 被引量：2
6
作者 王绍业 倪用鑫 +2 位作者 彭华 吕锡芝 魏义长 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期423-429,共7页
[目的]流域产水系数的变化反映了降雨和下垫面变化的综合影响,研究产水系数的变化特征对流域水资源合理调控具有重要意义。[方法]以延河流域为研究区,采用一元线性回归和Mann-Kendall方法分析生长季产水系数的变化趋势,结合NDVI、降雨... [目的]流域产水系数的变化反映了降雨和下垫面变化的综合影响,研究产水系数的变化特征对流域水资源合理调控具有重要意义。[方法]以延河流域为研究区,采用一元线性回归和Mann-Kendall方法分析生长季产水系数的变化趋势,结合NDVI、降雨量、暴雨日数和无雨日数4种产水系数影响因素进行空间聚类分析,并探究其时空变化特征。[结果]2001-2017年延河流域生长季的产水系数呈现波动增加趋势,但增加趋势不显著,且大部分区域变化幅度相对较小,倾向率介于-0.017~0.031/10 a,延河流域生长季平均产水系数空间上呈北向南、西向东逐渐增大,大部分区域存在不显著的上升趋势,西北部区域产水系数呈不显著的下降趋势,中部部分区域呈现显著的上升趋势。[结论]就变化率而言,产水系数与降雨量、暴雨日数呈正相关,与无雨日数和NDVI呈负相关。就多年平均值而言,平均产水系数与平均降雨量、暴雨日数和NDVI均呈现正相关关系,与无雨日数呈负相关关系。延河流域产水系数时空变化特征及影响因素分析可为干旱半干旱区流域水资源管理和规划提供理论支撑。 展开更多
关键词 产水系数 时空变化 空间聚类分析 延河流域
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晋西黄土区典型林分凋落物-土壤养分对降雨再分配变化的响应 被引量：5
7
作者 龚世豪 查同刚 +3 位作者 张晓霞 张恒硕 高连炜 于洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第17期7748-7759,共12页
降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对... 降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对降雨的再分配特征、凋落物储量、土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)含量随林型的变化,分析了不同降雨分配特征对凋落物、土壤养分的影响。结果表明:(1)4种林分类型间降雨再分配特征具有一定差异性,油松林、刺槐林、油松刺槐林、次生林累计穿透雨率分别为86.43%、85.37%、71.68%、64.77%,树干径流率为1.0%、1.6%、1.3%、3.2%,树冠截流率为12.48%、13.01%、27.00%、31.93%。(2)不同林分类型SOC、STN、STP以及凋落物养分释放效率表现出显著差异性,天然次生林养分含量整体上高于人工林。(3)4种林分类型中,刺槐林的土壤C∶N最低,其它3种林分的土壤C∶N无显著差异;天然次生林的土壤N∶P和C∶P最高,油松林和刺槐林的土壤N∶P无显著差异。(4)穿透雨和林冠截流的变化能够影响土壤N、P组分和凋落物C、N、P元素释放率,但对土壤C组分影响较小。综上所述,黄土高原地区植被恢复过程中,降雨能够提高土壤养分含量,促进凋落物养分归还。天然次生林对改变降雨分配特征和土壤养分特征的潜力更大,自然恢复更有利于土壤养分积累。 展开更多
关键词 降雨再分配 土壤养分 养分释放 林分类型
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黄土丘陵沟壑区坡面水沙尺度传递效应及其影响因素分析 被引量：3
8
作者 李爽 张秋芬 +3 位作者 郑越馨 鱼京善 姚晓磊 韩飞飞 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
[目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件... [目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件下不同坡长产流产沙过程,揭示了坡面产流产沙的尺度传递效应。提出尺度传递效率概念,用来表征上下层级间水沙传递关系,进而探究了径流泥沙传递效率的影响因素。[结果](1)不同降雨类型特征因素对坡面产流产沙的影响不同,降雨历时主要影响坡面产流产沙能力,平均雨强主要影响坡面产流产沙起始时间;(2)次降雨事件下,不同坡长的径流传递是较为理想的平衡传递机制,且随坡长增加,径流的传递能力呈减小趋势。而在40~60 m坡长条件下,泥沙的传递表现为非平衡传递过程,随坡长增加,泥沙的传递能力呈先增大后减小的变化趋势;(3)不同尺度坡面水沙传递效率的影响因素不同,径流深、平均雨强及雨后表层土壤含水率是影响水沙尺度效率传递的主要因素。[结论]黄土丘陵沟壑区坡面产流产沙能力受降雨特性及坡长的影响,水沙沿程传递存在明显的折损或增益的尺度效应,水沙传递效率受雨强、径流及土壤湿度等多重因素的调控。 展开更多
关键词 水土流失 尺度效应 尺度传递效率 产流输沙
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黄土丘陵沟壑区典型草被产流产沙特征及其影响因素 被引量：6
9
作者 普隽泽 吕锡芝 +1 位作者 张秋芬 王富强 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-6,共6页
退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)... 退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)覆盖坡面的野外观测数据,分析了不同降雨条件下各草被覆盖径流小区的产流产沙规律。结果表明:(1)各场次降雨中,小冠花覆盖下的坡面产流量及产沙量均较大,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面均较小;(2)除沙打旺和鹰咀紫云英以外的草被覆盖小区产流产沙量均与降雨量和最大降雨强度呈显著或极显著关系;(3)侵蚀性降水依据降雨量、降雨历时和最大降雨强度分为3种类型:Ⅰ雨型(降雨量大、降雨历时长、最大雨强大)、Ⅱ雨型(降雨量、降雨历时、最大雨强均居中)、Ⅲ雨型(降雨量较小、降雨历时短、最大雨强小)。6种草被在不同雨型下产流产沙特性不同,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较少,小冠花覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较大。综上,不同草被覆盖下的坡面产流产沙规律不尽相同,对不同降雨特征的响应程度也存在差异,小冠花覆盖小区的抗侵蚀能力较差;沙打旺和鹰咀紫云英覆盖小区的抗侵蚀能力较好。 展开更多
关键词 产流产沙特征 降雨特征 草被 丘陵沟壑区
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不同土地利用方式下次降雨对土壤含水量深层变化的影响 被引量：5
10
作者 王佳珍 张秋芬 +1 位作者 彭华 吕锡芝 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期69-75,共7页
[目的]黄土高原地区水资源短缺,探究不同土地利用方式下次降雨对土壤含水量变化的影响对区域水资源优化配置理论探索具有重要意义。[方法]基于甘肃省庆阳市南小河沟径流场自然降雨条件下的实测数据资料及4种土地利用方式(农、林、草、裸... [目的]黄土高原地区水资源短缺,探究不同土地利用方式下次降雨对土壤含水量变化的影响对区域水资源优化配置理论探索具有重要意义。[方法]基于甘肃省庆阳市南小河沟径流场自然降雨条件下的实测数据资料及4种土地利用方式(农、林、草、裸)覆盖下的降雨前后观测数据,分析了不同土地利用方式下5种不同次降雨等级的土壤含水量深层变化特征。[结果](1)土壤含水量的动态变化与土地利用方式关系较为密切。在4种土地利用方式中,林地比裸地的蓄水能力好,但裸地的土壤含水量在不同等级降雨影响下的波动最大。随着土层深度的增加,表层土壤含水量对降雨的响应比较明显,中间层和深层具有一定的滞后性。(2)特定降雨条件下,土壤不同深度的水分交换存在明显的水分活跃层分界点。大雨和暴雨条件下,在40 cm土层深度处出现明显的水分活跃层分界点;中雨条件下,除了农地雨后含水量差异较大之外,其他土地利用方式下,从60 cm处开始土壤含水量出现明显的水分活跃层分界点。(3)不同土地利用方式下降雨特征因子与表层土壤含水量的关联性都最小,与中间层和深层土壤含水量的关联性都较高;4种土地利用方式中相对于裸地,林地、草地和农地对土壤水分的调控作用较大。[结论]不同土地利用方式下土壤入渗对降雨响应的差异性与地表植被覆盖及地下植被根系分布密不可分,对土壤含水量变化的灰色关联分析为黄土高原水土保持研究提供理论依据。 展开更多
关键词 黄土高原 土地利用方式 降雨等级 土壤含水量
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