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水土保持研究 2020年第5期27卷 250-258页

作者：和娟师学义付扬军张燕中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083

土地利用变化及生境质量服务的多情景模拟对制定区域差别化的生态保护和耕地保护政策具有重要的意义。以汾河源头区域为例,借助Logistic-CA-Markov耦合模型,对土地利用转移情况、影响因子和未来变化趋势进行了多情景模拟分析,然后运用In... 详细信息

土地利用变化及生境质量服务的多情景模拟对制定区域差别化的生态保护和耕地保护政策具有重要的意义。以汾河源头区域为例,借助Logistic-CA-Markov耦合模型,对土地利用转移情况、影响因子和未来变化趋势进行了多情景模拟分析,然后运用InVEST模型分析土地利用变化对生境质量带来的影响。结果表明:不同驱动因子的解释能力具有差异,11个驱动因子整体解释效果较好,ROC值都在0.85以上;自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景下6种地类的变化方向、生境演变特征均有所不同;2017—2030年自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景生境质量分别为0.78,0.76,0.81,0.72;不同情景下的生境质量结果均表明随着海拔和坡度的升高,生境质量也不断得到提高,但是同一海拔和坡度下不同情景生境质量的变化具有差异。

关键词：土地利用生境质量 Logistic-CA-Markov 生境贡献率 InVEST模型汾河源头区域

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汾河源头区域景观特征及生态安全格局的优化

汾河源头区域景观特征及生态安全格局的优化

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作者：和娟中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

生态安全格局的优化可提升生态系统服务,维护生态系统稳定,恢复生态系统原本的生态功能,是破解生态环境问题和保障区域生态安全的重要空间途径。汾河源头区域位于黄土丘陵沟壑区,土地支离破碎,自然条件恶劣,生态环境较脆弱,此外,宁武、... 详细信息

生态安全格局的优化可提升生态系统服务,维护生态系统稳定,恢复生态系统原本的生态功能,是破解生态环境问题和保障区域生态安全的重要空间途径。汾河源头区域位于黄土丘陵沟壑区,土地支离破碎,自然条件恶劣,生态环境较脆弱,此外,宁武、静乐两县为深度贫困县,经济发展水平较低,导致深度贫困的重要原因在于区域生态环境脆弱,生态环境脆弱也是造成深度贫困的主要因素之一。因此要解决生态保护和经济发展的矛盾,必须重视生态保护修复规划。生态安全格局中源地及节点的识别,生态廊道的构建以及生态断裂点的确定,明确了生态保护与修复建设的重点区域,以期为区域生态保护与修复规划提供空间指引。在此背景下,本文以汾河源头区域为例,分析了生态用地景观空间格局和生态系统服务。基于最小累计阻力模型,利用热点分析法识别重要的生态源地;在阻力面的设置上,一方面考虑河流过宽在很大程度上阻碍了某些生物物种的迁徙活动,构建了模式一阻力面,另一方面河流极大地促进了湿地生态环境的建设,是湿地生物重要的栖息地,构建了模式二阻力面;在此基础上,分别提取了生态廊道,对汾河源头区域进行生态安全格局研究,并提出了相关的建议。研究结论如下:(1)从土地利用现状库中提取林地、草地、耕地、园地和水域作为生态用地,利用粒度分析法,以30m为间隔,生成30-300m间不同等级的粒度栅格图。在类型层面和景观层面分别选取景观指数进行分析,最终确定90m粒度以及800m幅度是研究景观格局最适宜的尺度。综合分析得出研究区存在景观破碎化严重,部分区域景观连通性较差等问题。(2)基于InVEST模型中的产水量模块和生物多样性保护模块,以及利用修正后的水土流失通用方程,定量评估产水量、生境质量、土壤保持3种生态系统服务,得出研究区产水量为7.65×10m;平均生境质量指数达到0.84,将其按照0.3、0.3.6、0.6.9、0.9.0等级进行划分,面积占比分别为1.3%、0.8%、43.4%、54.5%;部分区域存在严重的水土流失生态问题,有必要对该区域进行生态保护修复建设使其完善生态功能。(3)汾河源头区域共19个生态源地,约占研究区总面积的16.59%。基于两种模式阻力面分别构建了33、42生态廊道,综合生态廊道为43条,廊道长度分别为363.811km、556.423km、565.957km。网络结构评估结果表明,网络闭合度在0.455.758之间,节点连接率在1.737.263之间,网络连接度在0.647.843之间,成本比在0.909.924之间,网络闭合度、节点连接率及网络连接度较高,成本比较小,三种模式均可生成闭合的生态网络。此外,共识别了35个生态断裂点,必须采取工程或生物措施保护生物多样性。

关键词：粒度分析热点分析生态系统服务生态廊道生态安全格局汾河源头区域

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基于生态系统服务的汾河源头区域生态安全格局优化

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自然资源学报 2020年第4期35卷 814-825页

作者：和娟师学义付扬军中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083

生态安全格局的优化是保障区域生态安全,维护生态系统稳定和提升生态系统服务的重要空间途径。以汾河源头区域为例,定量评估产水量、生境质量、土壤保持量三种生态系统服务,利用热点分析法识别重要的生态源地,考虑到河流在生态系统中复... 详细信息

生态安全格局的优化是保障区域生态安全,维护生态系统稳定和提升生态系统服务的重要空间途径。以汾河源头区域为例,定量评估产水量、生境质量、土壤保持量三种生态系统服务,利用热点分析法识别重要的生态源地,考虑到河流在生态系统中复杂的作用机制,构建了两种模式的生态安全格局,并在此基础上提出了综合生态安全格局。研究结果表明:汾河源头区域共19个生态源地,占研究区面积的16.59%,三种模式分别构建了33条、42条、43条潜在生态廊道。网络结构评估结果表明:三种模式均可生成闭合的生态网络,优化后的生态廊道总长度为565.957 km,网络闭合度、节点连接率及网络连接度较高,成本比较小。此外,共识别了35个生态断裂点,明确了生态保护与修复建设的重点区域,以期为区域生态保护与修复规划提供空间指引。

关键词：生态系统服务热点分析生态廊道生态安全格局汾河源头区域

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汾河源头水源稳定同位素特征及水源解析

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环境化学 2021年第11期40卷 3432-3442页

作者：马浩天甄志磊武小钢山西农业大学城乡建设学院太谷030800

针对汾河源头水的来源不清楚的问题,以宁武地区汾河源头流域为研究区,通过系统采集区域内河水、湖水以及浅层地下水样品,运用水体化学离子分析和氢氧同位素技术,确定区内各水体的水化学特征、氢氧同位素特征及其水力联系,运用端元混合模... 详细信息

针对汾河源头水的来源不清楚的问题,以宁武地区汾河源头流域为研究区,通过系统采集区域内河水、湖水以及浅层地下水样品,运用水体化学离子分析和氢氧同位素技术,确定区内各水体的水化学特征、氢氧同位素特征及其水力联系,运用端元混合模型(EMMA)量化河水的水分来源.研究表明,河水与浅层地下水的电导率沿程变化从上游至下游呈上升趋势,且两者对比变化不明显.汾河源头区域浅层地下水、河水的优势阴阳离子为和Ca^(2+),湖水的优势阴阳离子为Na^(+)和,浅层地下水、河水的水化学类型以Ca·Mg-HCO_(3)为主,湖水的水化学类型主要为Na-HCO_(3),河水与浅层地下水的离子来源主要是岩石风化作用.以太原地区大气降水氢氧同位素值建立汾河源头区域大气降水(LMWL)方程,当地河水、湖水、地下水蒸发线方程为δD=4.9δ^(18)O-21.4,蒸发线方程的斜率与截距均比全球大气降水和当地大气降水方程小,表明河水在运移路径中经历了一定的蒸发作用.河水的δ18O、δD值从下游至上游区域呈现下降趋势,并有一定的海拔效应.河水、湖水、地下水的同位素值基本落在当地大气降水线两侧,证明大气降水为汾河源头区域各类水体的主要来源,并且河水、地下水离子含量变化相似,稳定同位素值相近,结合电导率沿程变化,证明地下水和河水存在紧密的水力联系.以d excess作为示踪剂对河水进行二元端元混合模型计算,大气降水占比为70.6%,为河水的主要水分来源.

关键词：稳定同位素汾河源头区域水化学水力联系端元混合模型

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