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基于地理探测器的张承地区表层土壤湿度变化的驱动因素分析

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水文地质工程地质 2024年第2期51卷 204-214页

作者：郑金涛金晓媚李晴殷秀兰金爱芳中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质环境监测院北京100081 中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心北京100055

河北张家口、承德地区(以下简称“张承地区”)作为京津冀地区的生态屏障、重要的水源保护地和风沙阻隔区,近年来开展了一系列生态治理工程。土壤湿度作为综合反映气候、植被覆盖、土壤性质的重要指标,在大气水—地表水—地下水的循环中... 详细信息

河北张家口、承德地区(以下简称“张承地区”)作为京津冀地区的生态屏障、重要的水源保护地和风沙阻隔区,近年来开展了一系列生态治理工程。土壤湿度作为综合反映气候、植被覆盖、土壤性质的重要指标,在大气水—地表水—地下水的循环中至关重要。但张承地区地处半干旱区,水资源相对匮乏,且现有研究忽视了对其土壤湿度空间变化特征及驱动因素的分析。研究以中等分辨率成像光谱仪数据、全球陆地数据同化系统数据集等为基础,基于温度-植被干旱指数模型反演并分析张承地区2001—2021年土壤湿度及时空变化特征,利用地理探测器方法分析8个驱动因子对张承地区土壤湿度时空异质性的解释力。结果表明:(1)2001—2021年张承地区的土壤湿度呈现波动上升趋势,土壤湿度分布为东部高,西部低,张家口低于承德;空间上,研究区83.09%区域的土壤湿度呈现逐年上升的趋势;(2)研究区土壤湿度的驱动因素解释力大小排序为:归一化植被指数>土壤类型>年均降水>土地利用类型>坡度>高程>年均气温>坡向,其中归一化植被指数和土壤类型的解释力均高于30%,为主导驱动因素;(3)在交互作用分析中,多因子共同作用的影响大于单因子作用,归一化植被指数与高程的交互影响作用最强。研究结果对于张承地区水资源的高效利用及生态环境保护具有重要的参考作用。

关键词：地理探测器温度-植被干旱指数模型土壤湿度驱动因子张承地区

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张承地区生态系统服务及其区域关联分析

生态与农村环境学报 2017年第1期33卷 38-46页

作者：李庆旭张彪史芸婷郑好中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

区域生态系统服务及其辐射效应评估能够揭示研究区域生态-经济-社会耦合系统的整体性和关联性特征。基于张承地区2013年遥感影像和生态服务价值化方法,评估分析了该区域地表覆被组成、关键生态系统服务及其对北京市的辐射效益。结果发现... 详细信息

区域生态系统服务及其辐射效应评估能够揭示研究区域生态-经济-社会耦合系统的整体性和关联性特征。基于张承地区2013年遥感影像和生态服务价值化方法,评估分析了该区域地表覆被组成、关键生态系统服务及其对北京市的辐射效益。结果发现,张承地区约97%地表覆被为林草地和农田,是发挥生态屏障功能的主体;该地区自然生态系统可提供的关键生态系统服务价值为1 895亿元·a-1,高值区分布在林草植被集中的承德市以及张家口市的东南部地区;张承地区每年约有21%关键生态系统服务以水和风为介质辐射到北京市,其中,怀来、赤城、宣化、涿鹿、崇礼和沽源等县与北京市的生态系统服务关联度较高,是北京市外来生态系统服务的主要输入区。该研究对于揭示京津冀区域生态系统整体性以及科学构建区域生态修复与合作机制具有一定的参考价值。

关键词：生态系统服务区域关联土地覆被张承地区

河北省张承地区2001—2020年植被动态变化及驱动因素分析

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现代地质 2023年第4期37卷 881-891页

作者：王倩金晓媚张绪财殷秀兰金爱芳罗绪富中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质环境监测院北京100081

张承地区(张家口—承德)作为京津冀的水源涵养功能区,植被动态对其生态环境建设和保护有重要意义。本文以MODIS-NDVI、气温降水、土地利用、地下水位埋深和实测土壤湿度数据为基础,利用Sen+Mann-Kendall趋势分析和偏相关性分析等方法,... 详细信息

张承地区(张家口—承德)作为京津冀的水源涵养功能区,植被动态对其生态环境建设和保护有重要意义。本文以MODIS-NDVI、气温降水、土地利用、地下水位埋深和实测土壤湿度数据为基础,利用Sen+Mann-Kendall趋势分析和偏相关性分析等方法,分析张承地区2001—2020年植被时空变化特征及其与气温降水、土地利用、地下水位埋深和土壤湿度响应特征。结果表明,研究区NDVI年均值为波动上升趋势。植被覆盖率空间分布呈“西北低,东南高”的特点。植被显著改善地区主要分布在坝下大部分区域,占研究区85.79%的面积。降水、气温与植被指数的偏相关性较好,皆呈正相关。研究区人类活动导致用地类型发生的变化与植被变化有响应联系。区内地下水位埋深在6.2 m的地方植被长势最好。土壤湿度空间分布为坝上低、坝下高,植被指数在整体趋势上随实测土壤湿度的增大而增大。

关键词： MODIS-NDVI 用地类型土壤湿度相关关系张承地区

基于InVEST模型的张承地区水源涵养功能时空变化特征

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水文地质工程地质 2023年第3期50卷 54-64页

作者：马靖宣金晓媚张绪财殷秀兰金爱芳中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质环境监测院北京100081

水源涵养作为重要的生态系统服务功能之一,对张家口和承德地区的生态系统及用水安全有着重要的意义。为了改进以往研究中对地形及土壤渗透性等考虑不足、对数据空间异质性分析不充分等问题,文章基于生态系统服务和权衡的综合评估模型(in... 详细信息

水源涵养作为重要的生态系统服务功能之一,对张家口和承德地区的生态系统及用水安全有着重要的意义。为了改进以往研究中对地形及土壤渗透性等考虑不足、对数据空间异质性分析不充分等问题,文章基于生态系统服务和权衡的综合评估模型(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs,InVEST),使用多种高精度的遥感、再分析数据等产品,对2001—2020年张承地区的水源涵养功能进行定量化评价及驱动因素分析。研究发现,2001—2020年张承地区水源涵养功能空间分布上呈现坝下高坝上低的特点,各年水源涵养功能的空间分布存在差异性的同时也具有一定的相似性。时间变化上,20年间水源涵养深度以-0.08 mm/a的平均速率呈下降波动趋势。结合Sen+Mann-Kendall分析发现区内水源涵养功能变化趋势以“基本不变”、“轻微增长”、“轻微降低”三者为主,总占比近98%。区内降水量对水源涵养功能具有很强的显著正相关关系,气温对水源涵养功能在部分地区具有显著负相关关系,植被与水源涵养功能的关系相对复杂。张承地区2020年林地的水源涵养功能最强,水源涵养深度达28.64 mm,总量而言,草地水源涵养功能的贡献最大,水源涵养量达1.12×10^(9)m^(3)。20年间变化中,耕地水源涵养量的降低最为明显,变化速率达-6.49×10^(6)m^(3)/a。上述结果说明张承地区20年间水源涵养功能的时空特征主要受到降水量与植被型土地利用的控制。研究为张承地区生态建设及水资源管理提供重要的决策依据。

关键词：水源涵养功能 InVEST模型 Sen+Mann-Kendall 相关性分析张承地区

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张承地区城镇化水平与生态系统服务价值关系分析及相互作用研究

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张承地区城镇化水平与生态系统服务价值关系分析及相互作用研究

作者：于铄河北农业大学

学位级别：硕士

生态系统服务关乎人类福祉,是人类生存和经济社会发展的基础,它被不同学者从不同角度赋予丰富的内涵。当前作为关注热点之一的生态系统服务价值是衡量一个区域的生态环境质量的重要指标。城镇化进程深刻影响着生态系统服务。截止到2020... 详细信息

生态系统服务关乎人类福祉,是人类生存和经济社会发展的基础,它被不同学者从不同角度赋予丰富的内涵。当前作为关注热点之一的生态系统服务价值是衡量一个区域的生态环境质量的重要指标。城镇化进程深刻影响着生态系统服务。截止到2020年我国常住人口城镇化率达到了 63.89%,但随着城镇化进程加快和工业化不断发展,生态系统受人类活动的影响越来越广泛而且深刻,所以,在今后的城市发展过程中,如何减少生态环境压力,提升生态系统服务价值和城镇化水平,使生态系统在新型城镇化建设中所扮演的角色和所发挥作用得到充分体现,将是社会各界研究的重点及热点。基于此,本文以张家口-承德地区作为研究区域,利用2010、2015、2019三年的土地利用数据,结合价值当量法计算出张承地区生态系统服务价值,并对张承地区生态系统服务价值变化进行分析,随后从人口、经济、土地、社会城镇化四个方面选取13个指标,通过综合指数法对张承地区27个县级行政单位的城镇化水平进行评价,随后通过秩相关分析法、空间自相关分析法对张承地区城镇化与生态系统服务价值空间分布特征进行分析研究,再采用排序分析法分析张承地区城镇化水平与生态系统服务价值的相关性强弱,并分析不同县区的排序特征,最后通过耦合协调模型和脱钩指数模型对张承地区城镇化综合水平与生态系统服务价值相互作用关系进行研究。以期对张承地区生态环境和城镇化发展协调问题提供决策参考和技术支撑。结果表明:(1)2010年～2019年期间,张承地区生态系统服务价值2010～2019年生态系统服务价值呈先下降后上升趋势,共减少了 190.69×108元。从土地利用类型来看,林地和草地对生态系统服务价值贡献最大,其次为耕地和水域,贡献最小的为未利用地;从各单项生态系统服务功能来看,土壤保持功能、维持生物多样性功能、水文调节功能较高,原材料生产、提供美学景观、食物生产功能较低。(2)2010年～2019年期间,张承地区城镇化水平总体不高,各县域之间的差异较大,张承地区城镇化综合水平呈上升趋势,城镇化综合指数平均值有所提升,由2010年的0.1436上升至2019年的0.2557,上升速度呈先快后慢的状态。单项城镇化水平高值区位于张家口市和承德市中心区域,其中人口城镇化水平最高,土地城镇化水平最低但研究期间增幅较大。(3)2010年～2019年张承地区城镇化综合水平与生态系统服务价值呈负相关关系,且负相关性较强,各单项生态系统服务之间呈正相关关系,研究期间各单项生态系统服务的相关性不是一成不变的,2010年正相关性最强的生态系统服务为气体调节服务和维持生物多样性服务,2019年正相关性最强的是气候调节服务和水文调节服务。(4)2010年～2019年期间张承地区城镇化综合水平与生态系统服务价值耦合度等级处于拮抗和低水平耦合阶段,耦合协调度等级大部分处于失调阶段,其脱钩关系以弱脱钩关系为主,城镇化的发展对生态系统服务价值有影响,张承地区城镇化综合水平与生态系统服务价值协调发展仍有很大进步空间,应在发展城镇化的过程中,综合考虑多种因素,制定合理的政策措施。

关键词：张承地区生态系统服务价值城镇化综合水平空间分析相互作用

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基于可持续生计框架的张承地区林业减贫研究

基于可持续生计框架的张承地区林业减贫研究

作者：刘璐河北经贸大学

学位级别：硕士

减贫是关系到全面建设小康社会全局的重大问题,农村减贫问题一直是学术界的研究热点。尤其是随着京津冀协同发展提升至重大国家战略,环首都贫困带问题成为焦点。张承地区作为环首都集中连片地区,其中14个县被列为燕山-太行山集中连片特... 详细信息

减贫是关系到全面建设小康社会全局的重大问题,农村减贫问题一直是学术界的研究热点。尤其是随着京津冀协同发展提升至重大国家战略,环首都贫困带问题成为焦点。张承地区作为环首都集中连片地区,其中14个县被列为燕山-太行山集中连片特困地区,然而张承地区是典型的生态脆弱区,作为京津的生态屏障,产业发展受局限,随着经济增长带来的缓贫边际效益递减,走可持续性的生态减贫道路成为缓解生态与农户生计矛盾的首选。林业是我国重要的国民经济部门,承担着国家生态建设和林产品供给、促进经济发展的重任。张承地区相继开展“三北”防护林、京津风沙源治理工程、退耕还林等重点生态建设工程,林业发展较快,生态效益显著。然而,如何在基于生态效益的前提下实现减贫是难点所在,也是实现生态效益长效机制的关键,因此林业减贫的研究具有必要性。此外,我国一直致力于减贫与生态文明建设,本文研究贴切时代主题。本文对三个方面进行重点研究,也是本文力求创新之处。一是探究林业减贫作用机制以及张承林业减贫模式。二是丰宁县为样本,以英国国际发展署提出的“可持续生计框架”为基础,对样本地区农户生计资本进行调查分析,并对比有林户与无林户生计资本情况,归纳农户评价。三是在实证的基础上分析林业减贫存在的问题,并提出具有针对性的优化方案。研究表明,(1)张承地区林业发展态势总体较好。林业减贫渠道具体可划分林产品生产与销售收入、涉林劳务收入、林业生态补偿收入、林地租金收入、林业衍生产品收入等五方面,具体可通过政府、涉林企业与农户自身等三大主体实现减贫。张承林业减贫适配模式可归结为林产品生产与加工模式、林下种养殖经济模式、森林旅游模式、森林生物质能源发展模式。(2)张承样本地区整体生计脆弱,呈现生计资本匮乏、生计策略有限、抵御风险能力不足的特征,属于严重贫困地区,林业对当地的影响并不显著。(3)林业减贫仍面临着诸多障碍,如林业体制改革滞后、生态补偿制度不完善、林业采伐限额制度制约、林业产业化程度低以及林业社会服务体系不健全、退耕还林后续产业发展有限、农户自主发展能力不足等,鉴于此本文从制度层面、产业层面、农户层面提出优化方案。

关键词：张承地区林业减贫可持续生计制度分析

张承地区城镇化与生态系统服务协调关系空间分异研究

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林业与生态科学 2022年第3期37卷 301-311页

作者：于铄杜贺秋张蓬涛李金虓河北农业大学国土资源学院河北保定071000 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071000 河北省农田生态环境重点实验室河北保定071000

为了探究城镇化水平与生态系统服务价值的关系,利用综合指数法、价值当量法等方法测算2010、2015、2018年张承地区生态系统服务价值和城镇化水平,并运用空间自相关分析法、排序分析法、弹性系数等研究城镇化与生态系统服务价值的空间相... 详细信息

为了探究城镇化水平与生态系统服务价值的关系,利用综合指数法、价值当量法等方法测算2010、2015、2018年张承地区生态系统服务价值和城镇化水平,并运用空间自相关分析法、排序分析法、弹性系数等研究城镇化与生态系统服务价值的空间相关性特征、相关性强弱和协调关系。结果表明:(1)研究期间,张承地区生态系统服务价值呈现降低趋势,减少7.47×10^(8)元。(2)研究期间张承地区城镇化水平总体不高,城镇化综合指数的平均值由0.14上升至0.25。(3)县域协调关系最为显著的是极不协调发展,极不协调发展的县区占50%;尚义县处于协调发展状态;桥东区、桥西区等区域处于冲突状态,其余县区处于潜在威胁状态。(4)张承地区生态系统服务价值与城镇化水平之间存在空间负相关关系,不同县区的城镇化水平多度值位序与生态系统服务价值多度值排序存在显著差异。研究结果有利于进一步丰富城镇化与生态系统服务价值的相互作用理论。

关键词：城镇化生态系统服务空间自相关分析冲突协调关系张承地区

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张承地区气温与降水时空演变规律探讨

河北民族师范学院学报 2018年第2期38卷 95-101页

作者：杨佳禾夏天杨依天四川师范大学地理与资源科学学院四川成都610068 河北民族师范学院附属中学办公室河北承德067000 河北民族师范学院资源与环境科学学院河北承德067000

气候变化影响农业、水资源、生态系统与生物多样性等诸多领域,制约社会经济发展,尤其对人类生存环境产生不利影响。为此,以地处农牧业交错带的张家口与承德两地为研究对象,利用Arcgis软件中的空间分析工具对研究区1951-2016年的气温与... 详细信息

气候变化影响农业、水资源、生态系统与生物多样性等诸多领域,制约社会经济发展,尤其对人类生存环境产生不利影响。为此,以地处农牧业交错带的张家口与承德两地为研究对象,利用Arcgis软件中的空间分析工具对研究区1951-2016年的气温与降水数据进行时空演变分析。结果表明:张承地区的高温区出现在位于承德东南的兴隆南部,低温区主要分布在围场县的塞罕坝、张北县西部及蔚县东南部山区。研究时段,气温呈显著上升趋势,特别是春夏两季增温明显。降水量空间上亦呈现东南向西北倾斜特征,但东西差异更明显。研究时段,降水量呈递减趋势,且降水年际变化及季节变化等均较大。作为半干旱区与半湿润区分界的400mm等降水量线通过研究区的西北部,400mm等降水量线年际变化幅度较大,这势必对当地生态环境及人类的生存与发展产生诸多不利影响。

关键词：气温降水时空演变规律张承地区

张承地区光伏发电项目水土流失特点及防治措施

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中国水土保持 2015年第5期 32-34页

作者：赵名彦崔利强李芳然霍惠玉赵明赵亚锋河北省水利科学研究院河北石家庄050000 河北省水利水电第二勘测设计研究院河北石家庄050000

以河北张承地区15个光伏发电项目为例,介绍了该地区的太阳能资源概况,分析总结了项目建设水土流失特点及防治措施。光伏发电项目水土流失特点表现为点状与线状侵蚀兼有,风蚀与水蚀共存等。适合采取的工程措施主要包括表土剥离和回铺、... 详细信息

以河北张承地区15个光伏发电项目为例,介绍了该地区的太阳能资源概况,分析总结了项目建设水土流失特点及防治措施。光伏发电项目水土流失特点表现为点状与线状侵蚀兼有,风蚀与水蚀共存等。适合采取的工程措施主要包括表土剥离和回铺、高陡边坡防护、坡面汇流区截排水沟建设等;植物措施主要是针对不同施工区域选择适宜的乡土树草种进行植被恢复,对线状施工区可采用分段施工、植被移植的方法恢复植被,并且在施工中要合理安排施工时序和施工期临时防护措施。

关键词：张承地区光伏发电项目水土流失水土保持措施