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基于生态水文最优性理论的河西内陆河流域植被覆盖模拟

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草业学报 2024年第9期33卷 15-27页

作者：申子傲吴静李纯斌甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

在生态恢复过程中,生态系统中植被所处状态对于生态平衡是否可持续至关重要,本研究以河西内陆河流域2000-2020年生长季气象和植被数据为基础,应用Eagleson生态水文最优性理论,模拟流域内生态水文平衡状态下的最优植被覆盖度Meq,植被覆... 详细信息

在生态恢复过程中,生态系统中植被所处状态对于生态平衡是否可持续至关重要,本研究以河西内陆河流域2000-2020年生长季气象和植被数据为基础,应用Eagleson生态水文最优性理论,模拟流域内生态水文平衡状态下的最优植被覆盖度Meq,植被覆盖度恢复阈值与当前现状植被覆盖度的差值即为植被恢复潜力。结果表明:1)模拟的多年平均最优植被覆盖度Meq与多年生长季平均实际植被覆盖度M的变化一致,但过渡更加平稳,呈现从东南向西北递减的趋势,流域内多年生长季平均实际植被覆盖度为0.163,模拟的多年平均最优植被覆盖度为0.166。2)流域内平均恢复潜力为0.003,植被覆盖度仍具有恢复潜力的面积占比为62.76%,分布在流域北部地区,3个流域内平均植被恢复潜力为石羊河流域>黑河流域>疏勒河流域。3)河西内陆河流域植被恢复潜力与区域干旱指数密切相关。森林的平均植被恢复潜力随着干旱等级增加呈减小的变化特征;而灌木植被覆盖度超过恢复潜力的程度随干旱指数增加呈先加剧后减轻的变化特征。

关键词：生态水文最优性河西内陆河流域植被覆盖植被恢复潜力

金昌市大气PM中多环芳烃的污染特征及来源解析

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甘肃农业大学学报 2024年

作者：王鸿亮褚润甘肃农业大学资源与环境学院

【目的】多环芳烃是一种重要的环境污染物，同时对人体健康具有一定的危害。以金昌市为研究对象，采用气相色谱-质谱联用仪器（GC-MS）测定2020年金昌市大气PM2.5及其中16种优先控制多环芳烃（PAHs）的质量浓度，以探究大气PM2.5中多环... 详细信息

【目的】多环芳烃是一种重要的环境污染物，同时对人体健康具有一定的危害。以金昌市为研究对象，采用气相色谱-质谱联用仪器（GC-MS）测定2020年金昌市大气PM2.5及其中16种优先控制多环芳烃（PAHs）的质量浓度，以探究大气PM2.5中多环芳烃（PAHs）的污染特征及来源。【方法】运用HYSPLIT模式模拟气团的后向轨迹，通过潜在源贡献因子（PSCF）分析金昌市多环芳烃的污染特征，并用特征比值法对PAHs的来源进行解析。【结果】结果表明，金昌市大气PM2.5中ρ（PAHs）平均值为冬季[（86.40±12.55） ng·m-3]＞春季[（71.82±18.60） ng·m-3]＞秋季[（61.54±17.48） ng·m-3]＞夏季[（31.86±7.64） ng·m-3]，相关性分析表明PAHs的浓度与温度和湿度呈极显著负相关，PAHs的浓度与风速和气压呈显著正相关，PAHs的浓度与风向相关性较差，特征比值法分析表明金昌市大气PM2.5中PAHs主要来源于燃烧源和机动车尾气，轨迹聚类和PSCF分析显示，内蒙古西南部和南部以及河西走廊等地的气流对金昌市环境空气质量影响较大。【结论】2020年金昌市多环芳烃的污染源主要是燃烧源和机动车尾气，相关部门需加强机动车尾气及煤炭燃烧的管理与控制。

关键词：多环芳烃后向轨迹聚类分析 PSCF 特征比值法污染特征来源解析

2000—2020年河西内陆河流域植被覆盖时空变化特征及其驱动力

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中国沙漠 2024年第3期44卷 119-127页

作者：申子傲吴静李纯斌甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

河西内陆河流域地处干旱半干旱地区,生态脆弱,研究植被覆盖动态变化及其驱动因素对理解植被与生态系统的相互作用具有重要意义。采用生长季平均归一化植被指数(NDVI)作为植被覆盖指标,利用Slope趋势分析和变异系数对2000—2020年河西内... 详细信息

河西内陆河流域地处干旱半干旱地区,生态脆弱,研究植被覆盖动态变化及其驱动因素对理解植被与生态系统的相互作用具有重要意义。采用生长季平均归一化植被指数(NDVI)作为植被覆盖指标,利用Slope趋势分析和变异系数对2000—2020年河西内陆河流域植被覆盖变化进行分析,并结合地理探测器模型探讨了自然因子和人为因子对植被空间分异的影响。结果表明:(1)2000—2020年河西内陆河流域植被覆盖总体呈现波动上升趋势,NDVI年增长速率为0.001,呈西北低东南高、由东向西递减的空间分布特征。(2)2000—2020年流域内大部分区域植被覆盖基本不变,植被覆盖增加的区域占比35.27%,植被覆盖减少的区域占比10.91%。(3)河西内陆河流域植被覆盖时空变异性强,变异系数为0.011~1.530,大部分地区变化表现为高稳定性,低稳定性区域主要集中在流域中上游地区。(4)驱动因素中自然因素占主导地位,蒸散发量、植被类型、降水量、土壤类型影响力较大,人为因素中土地利用类型为主要影响因素。

关键词：河西内陆河流域植被覆盖地理探测器驱动因子时空变化

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基于电路理论的河西走廊生态安全格局构建

甘肃农业大学学报 2024年

作者：包瑾刘学录刘星雨惠彩虹刘杰白永刚张晓丽甘肃农业大学林学院甘肃农业大学资源与环境学院

【目的】河西走廊生态经济价值突出，特殊的地理环境使得地区不仅是沙漠化生态敏感区，也是河西走廊经济带，构建合理的生态安全格局可以提高河西走廊地区应对生态风险的能力，并为地区经济发展提供参考依据。【方法】基于InVEST模型、M... 详细信息

【目的】河西走廊生态经济价值突出，特殊的地理环境使得地区不仅是沙漠化生态敏感区，也是河西走廊经济带，构建合理的生态安全格局可以提高河西走廊地区应对生态风险的能力，并为地区经济发展提供参考依据。【方法】基于InVEST模型、MSPA模型和景观连通性分析，综合识别生态源地；通过最小累积阻力模型(MCR)建立生态阻力面；最后基于电路模型提取廊道、识别生态夹点、障碍点，综合构建生态安全格局。【结果】研究结果表明：(1)河西走廊地区生态源地面积为11264.63 km2，一级生态源地10个，面积约为6538.44 km，二级生态源地34个，面积约为3781.58 km；三级生态源地18个，面积约为944.61 km。(2)综合阻力值在2.08-10.43之间，阻力均值为7.31，总体生态阻力较高，土地利用类型主要为戈壁、沙地、盐碱地。(3)识别出174条生态廊道，总长为14529.67 km；128个生态夹点，总面积约为416.88 km；247个生态障碍点，总面积约为7386.37km。【结论】河西走廊生态安全格局在生态-文化-经济发展规划下，由生态安全控制区、生态文化保护区、自然生态区和生态农业区共同构建。

关键词： MSPA模型 MCR模型电路模型生态廊道

基于PLUS-InVEST模型的渭河流域生态系统碳储量评估及多情景预测

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应用生态学报 2024年第8期35卷 2044-2054页

作者：赵双红周冬梅王得梅陈建坤高雅娟张军江晶甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 甘肃农业大学管理学院兰州730070

土地利用变化是导致碳储量变化的主要原因,对未来土地利用变化进行多情景预测并探究其对碳储量的影响,对于维持区域碳平衡具有重要意义。近年来,在自然和人为政策的共同作用下,渭河流域土地利用变化显著,碳储量也相应发生变化。本研究基... 详细信息

土地利用变化是导致碳储量变化的主要原因,对未来土地利用变化进行多情景预测并探究其对碳储量的影响,对于维持区域碳平衡具有重要意义。近年来,在自然和人为政策的共同作用下,渭河流域土地利用变化显著,碳储量也相应发生变化。本研究基于PLUS-InVEST模型,评估并预测了渭河流域生态系统碳储量时空变化,探究土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:2000-2020年,渭河流域土地利用分布格局变化不大,土地利用变化呈现“耕地面积减少而其余土地利用类型面积增加”的特点,耕地向建设用地转换以及耕地、林地、草地的相互转换是渭河流域土地利用类型转换的主要方式。渭河流域碳储量呈上升趋势,共增加15.31×10^(6)t,碳储量高值区分布呈“东北片状-西部散点状-中南部带状”,低值区分布在下游关中平原城市群。2030年4种情景下渭河流域碳储量较2020年均有所增加,经济发展情景增加最少,生态保护情景增加最多,不同情景的碳储量空间差异主要体现在上游耕地、林地和草地的分布交错地带。研究结果可为渭河流域土地利用管理决策以及碳储量的提升提供数据支撑。

关键词：碳储量土地利用多情景预测 PLUS模型渭河流域

设施番茄废弃物原位厌氧还田对土壤理化特性的影响

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中国瓜菜 2024年第8期37卷 146-151页

作者：车江伟蔡兴栋徐发明王利李金霞白彭彭杨晓妮李富强孙小妹甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070

为解决环保低成本处理生产环节中设施蔬菜废弃物处理不当引发的农业面源污染问题,以设施番茄废弃物为外源碳,设置大样本量的番茄废弃物全量原位厌氧还田(TRR)与不还田(CK)处理,分析其对还田前期、还田结束期和果实成熟期3个时期土壤pH... 详细信息

为解决环保低成本处理生产环节中设施蔬菜废弃物处理不当引发的农业面源污染问题,以设施番茄废弃物为外源碳,设置大样本量的番茄废弃物全量原位厌氧还田(TRR)与不还田(CK)处理,分析其对还田前期、还田结束期和果实成熟期3个时期土壤pH、电导率及有机质、速效磷、速效钾、碱解氮含量的影响。结果表明,与CK相比,TRR处理对土壤速效磷含量影响不显著,但使果实成熟期的土壤电导率及有机质、速效钾、碱解氮含量分别显著提高15.47%、21.80%、25.63%、18.54%。在TRR处理中,番茄废弃物全量原位厌氧还田处理前期、处理结束期和果实成熟期3个时期土壤pH先上升后下降,速效磷含量变化不显著;与番茄废弃物全量原位厌氧还田处理前期相比,果实成熟期土壤有机质、速效钾、碱解氮含量以及电导率分别显著提高25.88%、47.86%、23.70%、12.90%。以上结果表明,番茄废弃物全量原位厌氧还田可提高土壤有机质和速效养分含量,对土壤理化特性具有正向效应,是一种环境友好型的处理措施。

关键词：蔬菜废弃物原位厌氧还田土壤理化特性

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宁夏植被覆盖时空变化对气候因素的响应

甘肃农业大学学报 2024年第3期59卷 236-244页

作者：王得梅周冬梅方书敏甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

【目的】植被是衡量生态环境优劣的重要部分,通过研究宁夏植被覆盖的大小以期为区域的生态改善提供理论依据。【方法】利用2001~2021年MODIS-NDVI数据集、气象数据,用最大值合成法、均值法、趋势分析法、相关分析法等分析宁夏植被覆盖... 详细信息

【目的】植被是衡量生态环境优劣的重要部分,通过研究宁夏植被覆盖的大小以期为区域的生态改善提供理论依据。【方法】利用2001~2021年MODIS-NDVI数据集、气象数据,用最大值合成法、均值法、趋势分析法、相关分析法等分析宁夏植被覆盖时空演变特征,探讨植被时空变化与气候因素的关系。【结果】2001~2021年宁夏植被覆盖呈波动增加趋势,增长速率为0.001 4,夏季NDVI的变化速率为0.002 4,植被改善较明显。从空间上看,2001~2021年南部地区植被显著增加,占总面积的27.75%,在中部地区植被覆盖基本不变,占总面积的39.21%,而北部地区植被覆盖显著减少,面积占比较小。南部地区植被覆盖与气温呈负相关、与降水呈正相关。北部地区植被覆盖与气温呈正相关、与降水呈负相关。【结论】2001~2021年间宁夏植被覆盖状况呈现逐步变好的趋势,生态环境逐步改善,这与研究区域近20 a气温升高和降水增加有一定的相关性。

关键词：宁夏回族自治区植被归一化指数植被变化气候因子相关性

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兰州市土地利用碳排放研究

甘肃农业大学学报 2024年第4期59卷 210-218页

作者：张新宇刘学录王鹏凯高敏郁文婷刘星雨甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

【目的】分析兰州市2009~2020年土地利用及其碳排放的变化趋势与关联程度,为兰州市实现“双碳”目标和低碳城市建设提供科学依据。【方法】基于兰州市2009~2020年的土地利用变更数据、能源与农用化学品消耗数据,计算土地利用多样化指数... 详细信息

【目的】分析兰州市2009~2020年土地利用及其碳排放的变化趋势与关联程度,为兰州市实现“双碳”目标和低碳城市建设提供科学依据。【方法】基于兰州市2009~2020年的土地利用变更数据、能源与农用化学品消耗数据,计算土地利用多样化指数与动态度,对兰州市土地利用的变化进行分析;构建土地利用碳排放测算模型,对兰州市土地利用碳排放进行核算与变化趋势分析;选用灰色关联分析法对兰州市土地利用及其碳排放进行关联度分析。【结果】2009~2020年间,兰州市土地利用多样化指数从0.6029增加到0.6476;土地利用净碳排放量从2161.23万t下降到2113.70万t;耕地、草地、水域、其他用地、林地、建设用地、园地与净碳排放量的灰色关联度分别为0.90、0.91、0.89、0.90、0.90、0.90、0.89。【结论】2009~2020年兰州市土地利用多样化指数呈现增长的趋势,土地利用结构趋于多样化;2009~2020年兰州市碳源与净碳排放量总体呈现下降的趋势,碳汇在2019开始逐渐增长;兰州市碳排放体系中,建设用地是最大的碳源地,林地是最大的碳汇地;兰州市草地、耕地、林地、建设用地面积的变化与净碳排放量变化的关系密切。

关键词：土地利用碳排放灰色关联度兰州市

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草坪修剪废弃物好氧和好氧-厌氧耦合堆肥中真菌菌群演替对腐殖质合成的影响

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甘肃农业大学学报 2024年第4期59卷 201-209页

作者：陈开山张文明蔡立群邢彦宏杨迎香甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070

【目的】促进草坪修剪废弃物的资源化利用和探明好氧和好氧-厌氧耦合堆肥过程中真菌群落的演替对腐殖质合成的影响。【方法】以草坪修剪废弃物为主料,设置3个处理A(草坪修剪废弃物)、B(草坪修剪废弃物+10%玉米秸秆)和C(草坪修剪废弃物+... 详细信息

【目的】促进草坪修剪废弃物的资源化利用和探明好氧和好氧-厌氧耦合堆肥过程中真菌群落的演替对腐殖质合成的影响。【方法】以草坪修剪废弃物为主料,设置3个处理A(草坪修剪废弃物)、B(草坪修剪废弃物+10%玉米秸秆)和C(草坪修剪废弃物+20%玉米秸秆)进行好氧和好氧-厌氧耦合堆肥。【结果】相比好氧-厌氧耦合堆肥(A),好氧堆肥(B和C)能够加速腐殖化程度,促进胡敏酸的合成,且C处理效果优于B处理。优势真菌菌群与腐殖质组分的冗余分析表明,好氧堆肥(B和C)更好地促进了木质纤维素降解真菌的相对丰度,而抑制了病原真菌的相对丰度,促进富里酸和胡敏素的降解而合成更多的胡敏酸。FUNGuild分析表明,相比好氧-厌氧耦合堆肥(A),好氧堆肥(B和C)可以灭活真菌病原体,增加腐生菌功能的相对丰度。【结论】在修剪草坪废弃物中添加10%~20%的玉米秸秆进行好氧堆肥,能够改善真菌菌群和营养模式,提高堆肥腐殖化程度,且20%的添加效果最好。

关键词：修剪草坪堆肥木质纤维素真菌菌群腐殖质

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