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石羊河流域多情景土地利用优化及碳储量评估

环境科学 2024年第7期45卷 4164-4176页

作者：杜怀玉俞金凤张媛王家亮西北师范大学社会发展与公共管理学院兰州730300

研究碳储量与土地利用变化的响应关系及空间分布特征,预测未来土地利用类型变化所导致的碳储量变化趋势,可为流域政策制定、土地利用结构调整和“双碳”目标的实现提供一定的借鉴.基于2000年、2010年和2020年三期土地利用数据,运用InVES... 详细信息

研究碳储量与土地利用变化的响应关系及空间分布特征,预测未来土地利用类型变化所导致的碳储量变化趋势,可为流域政策制定、土地利用结构调整和“双碳”目标的实现提供一定的借鉴.基于2000年、2010年和2020年三期土地利用数据,运用InVEST模型和PLUS模型,开展石羊河流域2000~2020年间和2030年自然发展、城镇发展和生态保护这3种情景下土地利用变化及其对碳储量的影响研究.研究发现:(1)2000~2020年石羊河流域主要土地利用类型是耕地、草地和未利用地,且耕地、水域和建设用地的面积呈增加趋势,其中建设用地面积增幅最大.(2)较2020年,2030年自然发展情景下,耕地、水域和建设用地面积均有所增加,分别增加6.15%、9.56%和29.9%;在城镇发展情景下,建设用地面积增加最多;相比其他两种情景,在生态保护情景下林地和草地面积出现了增加.(3)石羊河流域2000~2020年碳储量呈平稳增加的趋势,20年间增加了0.035×10^(8) t,主要源于耕地面积的增加.(4)2030年自然发展、城镇发展和生态保护3种情景下石羊河流域的碳储量分别为5.65×10^(8)、5.64×10^(8)和5.73×10^(8) t,较2020年均有增加,其中生态保护情景下碳储量增加最多,主要是源于草地和林地面积的增加.研究结果表明建设用地的扩张是造成碳储量流失的主要原因,若采取有效的生态保护措施将有助提高流域碳储量,可以解决由于经济发展而导致的碳储量流失问题.

关键词： PLUS-InVEST模型石羊河流域土地利用碳储量多情景

石羊河流域生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3365-3375页

作者：许澳康胡梦珺石晶孟祥云白清竹郭婧玲刘烁雅张嗣阳西北师范大学地理与环境科学学院甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室甘肃兰州730070

以石羊河流域为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合PLUS模型模拟2035年在自然发展、生态保护、水资源约束和经济发展情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:石羊河流域土地利用主要以未利用地... 详细信息

以石羊河流域为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合PLUS模型模拟2035年在自然发展、生态保护、水资源约束和经济发展情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:石羊河流域土地利用主要以未利用地,草地和耕地为主,占流域总面积的93%.1990~2020年石羊河流域耕地,水域和建设用地面积呈增长趋势,其余用地面积呈减少趋势.2020~2035年多情景模拟下,只有生态情境中林地和草地面积增加显著.1990~2020年流域碳储量整体呈增长趋势,其中以草地,未利用地和耕地碳储量贡献为主,占碳总量的86%.2020~2035年4种情景下的碳储量均有所增加,但生态保护情景中碳储量增加最为显著,共增加3.75×10^(6)t.自然发展情景和经济发展情景下,林地和草地转为耕地的面积远大于转入,碳储量损失较多.水资源约束情景下,耕地主要转出为草地和建设用地,其他各地类之间转换所承载的碳储量基本平衡.生态保护情景下,林地,草地等生态用地转入面积大于转出使区域碳储量增加.研究结果以期为石羊河流域提升陆地生态系统碳储量和规划未来国土空间提供科学依据.

关键词：碳储量 InVEST模型 PLUS模型土地利用石羊河流域

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石羊河流域多水体酸根离子特征及影响因素

中国环境科学 2018年第5期38卷 1886-1892页

作者：朱国锋潘汉雄张昱何元庆郭慧文杨玲杨建霞马惠莹黄美华向鹃西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000

2014年7月~2015年6月在石羊河流域采集降水、地表水及地下水样品,使用离子色谱仪分析获取样品主要酸根离子含量,研究石羊河流域不同水体酸根离子特征、季节分异及其影响因素.结果显示:石羊河流域不同水体均呈弱碱性,酸根离子组成以SO_4^... 详细信息

2014年7月~2015年6月在石羊河流域采集降水、地表水及地下水样品,使用离子色谱仪分析获取样品主要酸根离子含量,研究石羊河流域不同水体酸根离子特征、季节分异及其影响因素.结果显示:石羊河流域不同水体均呈弱碱性,酸根离子组成以SO_4^(2-)和HCO_3^-为优势离子,分别占酸根离子总量的38.68%和33.49%;不同季节水体酸根离子浓度差别较大,春季水体中酸根离子浓度最高,夏季最低,地下水季节变异小于地表水;地表水和地下水的酸根离子浓度都呈现出从上游到下游递增的规律,地表水酸根离子浓度大大低于地下水.碳酸盐的风化及蒸发岩溶解是酸根离子的主要来源,人类活动对石羊河流域水体已造成轻度污染.

关键词：石羊河流域酸根离子不同水体离子来源

石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量对气候变化的响应模拟及预测

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水利学报 2014年第3期45卷 286-295页

作者：牛纪苹粟晓玲西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

模拟和预测气候变化对石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量(ET0)时空分布的影响,为发展节水农业和科学利用水资源提供参考依据。根据石羊河流域及周边11个气象站点1951—2012年的逐日气象资料,使用PenmanMonteith公式计算现状ET0,利用大气环... 详细信息

模拟和预测气候变化对石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量(ET0)时空分布的影响,为发展节水农业和科学利用水资源提供参考依据。根据石羊河流域及周边11个气象站点1951—2012年的逐日气象资料,使用PenmanMonteith公式计算现状ET0,利用大气环流模型HadCM3的输出和SDSM统计降尺度模型,预测A2、B2两种排放情景下未来石羊河流域2020s,2050s和2080s的ET0,使用反距离加权插值法(IDW)和Mann-Kendall检验分别研究ET0的空间分布特征和随时间的变化趋势。结果表明,石羊河流域多年平均ET0值为1 061mm,高值区位于东北地区,低值区位于西南地区,预计未来2020s、2050s和2080s,在HadCM3模式的A2情景下ET0将分别增加6%、14%和23%,B2情景下将分别增加7%、12%和17%,增幅较大的地区位于流域东南,2050s和2080s在B2情景下增幅低于A2情景。石羊河流域ET0在未来将持续增加,2050s之后增加趋势更为显著。

关键词：气候变化参考作物蒸发蒸腾量石羊河流域 SDSM

石羊河流域中下游绿洲地区耕地利用变化研究(英文)

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农业工程学报 2008年第4期24卷 117-121页

作者：李宇齐晓明董锁成王丽丽方玉东中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 国家自然科学基金委员会北京100085

基于1995和2000年Landsat TM影像的土地利用空间数据(1:100000),运用 GIS 空间分析方法研究了 1995～2000年甘肃省石羊河流域中下游地区武威绿洲和民勤绿洲耕地利用现状、耕地扩展与流失的空间分布特征、变化幅度。结果表明: 1)耕地是... 详细信息

基于1995和2000年Landsat TM影像的土地利用空间数据(1:100000),运用 GIS 空间分析方法研究了 1995～2000年甘肃省石羊河流域中下游地区武威绿洲和民勤绿洲耕地利用现状、耕地扩展与流失的空间分布特征、变化幅度。结果表明: 1)耕地是武威绿洲和民勤绿洲最主要土地利用类型之一。耕地与其他土地利用类型之间的相互转化空间分布广泛;2)中下游耕地均处于快速增长状态。1995～2000 年下游民勤绿洲耕地年变化率为0.3282,年平均增长率达到 2.18%;3)中游武威绿洲耕地扩展来源于草地和未利用地,二者占耕地增长面积的90.83%;耕地流失主要为农村居民用地扩展和耕地退化;4)下游民勤绿洲耕地扩展突出为草地转耕地,占耕地扩展总面积的 54.58%。耕地流失最主要是耕地退化为未利用地和荒草地;5)缓冲空间分析表明,石羊河流域中游耕地扩展面积与下游耕地流失面积呈现显著正相关,相关系数为 0.8856。中游武威绿洲耕地每增加 1 hm2,将导致下游民勤绿洲 3 hm2左右耕地减少。

关键词：石羊河流域耕地绿洲 GIS

石羊河流域生态系统服务时空变化及其多尺度影响因素研究

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地理科学进展 2024年第2期43卷 276-289页

作者：石晶石培基李雪红王梓洋许澳康西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 甘肃省绿洲资源环境与可持续发展实验室兰州730070 甘肃省土地利用与综合整治工程研究中心兰州730070

对生态系统服务时空变化的影响因素开展多尺度定量分析,是揭示生态系统服务演化机理和推进区域可持续发展的重要突破口。既有研究侧重于从行政或流域的等级确定研究尺度大小,缺乏科学合理的尺度划分方法。论文以石羊河流域为研究区,评... 详细信息

对生态系统服务时空变化的影响因素开展多尺度定量分析,是揭示生态系统服务演化机理和推进区域可持续发展的重要突破口。既有研究侧重于从行政或流域的等级确定研究尺度大小,缺乏科学合理的尺度划分方法。论文以石羊河流域为研究区,评估了食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务的时空变化特征,并应用小波分析和参数最优地理探测器模型确定了生态系统服务时空变化影响因素研究的最佳尺度及不同尺度下的主要影响因子。结果表明:①2000—2020年石羊河流域食物供给、碳固存、产水量和防风固沙4种生态系统服务均呈上升趋势。食物供给服务增幅最大,增幅为138.3%,碳固存、产水量和防风固沙服务增幅分别为0.97%、7.6%和9.5%。②根据4种生态系统服务的小波方差主周期,2000—2020年和2010—2020年分别构建了6个、2000—2010年构建了7个影响因素研究的特征尺度。③随着尺度增大,影响因子对生态系统服务时空变化的作用程度逐渐增强,且不同尺度的主要影响因子存在明显差异。食物供给和碳固存服务在小尺度上主要受人文因子影响,大尺度上受自然因子影响;产水量服务在不同尺度上始终受自然因子影响;防风固沙服务随尺度增大人文因子影响程度显著增强。④尺度增大过程中不同交互因子q值的增加趋势不同,其中碳固存和防风固沙服务中人文因子间的交互作用显著增强。论文通过小波分析改进了传统的多尺度序列构建方法,可为优化区域生态系统结构及制定多级生态系统管理决策提供参考。

关键词：生态系统服务小波分析多尺度参数最优地理探测器石羊河流域

石羊河流域平原区土壤入渗特性空间变异的研究

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水科学进展 2006年第4期17卷 471-476页

作者：贾宏伟康绍忠张富仓佟玲姚立民西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室

在野外原位入渗试验的基础上,建立了简化Philip入渗模型及其土壤转换函数,借助ARCVIEW软件生成了石羊河流域平原区土壤入渗特性参数的空间分布图,并分析了入渗特性的空间变异特征。研究表明,简化Philip入渗模型是点面转化中比较理想的模... 详细信息

在野外原位入渗试验的基础上,建立了简化Philip入渗模型及其土壤转换函数,借助ARCVIEW软件生成了石羊河流域平原区土壤入渗特性参数的空间分布图,并分析了入渗特性的空间变异特征。研究表明,简化Philip入渗模型是点面转化中比较理想的模型,模型参数α的土壤转换函数可以简便地估算土壤入渗特性,两者的结合是研究大尺度土壤入渗空间变异的一种有效方法。

关键词：土壤入渗简化philip入渗模型土壤转换函数空间变异石羊河流域

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石羊河流域多目标水资源配置模型及其应用

农业工程学报 2009年第11期25卷 128-132页

作者：粟晓玲康绍忠西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

石羊河位于甘肃河西走廊内陆河流域,降雨稀少,生态环境脆弱,水是控制生态系统演变和限制社会经济发展的关键因子,水资源的合理配置是流域水资源持续利用的基础。遵循生态平衡原则、效率原则以及公平性原则,以流域生态需水满足度最大为... 详细信息

石羊河位于甘肃河西走廊内陆河流域,降雨稀少,生态环境脆弱,水是控制生态系统演变和限制社会经济发展的关键因子,水资源的合理配置是流域水资源持续利用的基础。遵循生态平衡原则、效率原则以及公平性原则,以流域生态需水满足度最大为生态目标、流域总的净效益最大为经济目标、流域内各计算单元人均净效益变率的均方差最小为社会公平目标,建立了水资源配置多目标评价函数。从供水、节水、结构调整、虚拟水等措施假设不同的水资源模拟配置情景,通过计算单元优化配置模型和水资源转化模拟模型的耦合模型得到各方案的配置结果,由多目标评价函数评价各方案的优劣,提出了流域水资源合理配置的方案。

关键词：水资源多目标优化模型配置石羊河流域

石羊河流域绿洲农业发展对地表水与地下水转化关系的影响

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农业工程学报 2005年第5期21卷 38-41页

作者：魏晓妹康绍忠粟晓玲陈俭煌西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

基于绿洲农业发展对水资源的依赖性,分析了天然河道渠网化、灌溉面积扩大、渠道引水量增加、渠系高标准衬砌及地下水大量开采对流域平原区地表水与地下水转化关系的影响。结果表明:绿洲农业对水资源的开发利用,在造就了高效和集约化绿... 详细信息

基于绿洲农业发展对水资源的依赖性,分析了天然河道渠网化、灌溉面积扩大、渠道引水量增加、渠系高标准衬砌及地下水大量开采对流域平原区地表水与地下水转化关系的影响。结果表明:绿洲农业对水资源的开发利用,在造就了高效和集约化绿洲农业生态系统的同时,也使地表水与地下水之间的转化条件、转化数量及水体质量发生了明显变化,其负面效应已引发了严重的生态环境问题,并直接威胁着绿洲的稳定和发展。

关键词：石羊河流域绿洲农业地表水地下水转化关系