干旱区研究

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第41卷第4期封面与目录

2024 (4): 0-0.

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基于EMD-GWO-LSTM模型的新疆标准化降水蒸散指数预测方法研究

许超杰, 窦燕, 孟琪琳

2024 (4): 527-539. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.01

摘要 ( 11 )

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干旱预测一直是干旱研究领域的重大挑战，提高干旱预测的准确性是解决干旱问题的关键。基于1961—2019年新疆34个气象站点月降水和月平均气温数据，计算得到标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI），对新疆气象干湿变化进行分析，提出一种经验模态分解方法（empirical mode decomposition, EMD）-灰狼优化算法（grey wolf optimizer，GWO）-长短期神经网络（long short-term memory network，LSTM）的数据分解型干旱组合预测模型进行预测，并进行模型性能评价。结果表明：（1）干旱周期性变化整体呈现平稳且周期长的特点；（2） EMD能够有效优化数据的平稳性，GWO优化预测模型参数，组合模型的预测精度相较于单一预测模型有明显提高；（3） 4个预测模型结果精度由高到低的排序为：EMD-GWO-LSTM、GWO-LSTM、GWO-支持向量回归（Support Vactor Regression，SVR）、LSTM，拟合优度分别为0.972、0.939、0.862、0.830，EMD-GWO-LSTM组合预测模型的预测精度优于其余3个预测模型。EMD-GWO-LSTM组合模型可有效提高气象干旱的预测精度，为新疆地区气象干旱预报及抗旱减灾工作提供了新的方法手段。

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伊犁河上游流域三种日尺度降水产品性能评估

尹瑞琪, 李琼芳, 陈启慧, 张静芳, 张炜, 林雍权, 方凯悦

2024 (4): 540-549. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.02

摘要 ( 7 )

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伊犁河上游喇叭口地形条件导致其降水空间分布极不均匀，有限的地面观测站点难以真实反映日降水时空变化，因此，有必要评估不同降水产品在伊犁河上游的适用性。选用7种统计指标与广义三角帽法分别对三种降水产品（GPM、ERA5、CHIRPS）在伊犁河上游地区的精度与不确定性进行评估。结果表明：（1） ERA5的相关性、探测率、错报率最高，其估计的中雨与大雨降水量最准确；GPM的均方根误差最小，探测率、错报率最低；CHIRPS的相对偏差与平均误差最小，其探测率、错报率均介于GPM与ERA5之间，其估计的小雨降水量最准确；三种降水产品估计的暴雨降水量精度均不高，但ERA5要好于GPM与CHIRPS。（2） ERA5的日降水量不确定性介于GPM与CHIRPS之间，信噪比最大；GPM的日降水量不确定性最小，信噪比介于ERA5与CHIRPS之间；CHIRPS的日降水量不确定性最大，信噪比最小。（3） ERA5的日降水质量好于GPM与CHIRPS，可用于伊犁河上游地区降水特征分析；GPM的日降水量不确定性最小，通过系统校正提升其质量的可能性最大。研究成果可为伊犁河上游流域水文模拟与水资源变化分析提供支撑。

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黑河中游绿洲边缘三种景观类型土壤水分动态特征及影响因素

胡广录, 刘鹏, 李嘉楠, 陶虎, 周成乾

2024 (4): 550-565. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.03

摘要 ( 8 )

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土壤水分对干旱区旱生植物的生长发育必不可少，决定了旱生植物群落的演替动态和方向。探究黑河中游绿洲边缘不同景观类型的土壤水分动态特征，制定切实有效、科学合理的防风固沙措施，对于阻止荒漠化进程显得尤为重要。本文以黑河中游绿洲边缘的防护林、荒漠-绿洲过渡带和荒漠三种景观类型为研究对象，采用HYDRUS-2D模型模拟、LSD分析法、Pearson相关性分析等方法，研究三种不同景观类型土壤水分动态特征及影响因素。结果表明：（1）土壤体积含水量的RMSE为0.002~0.006 cm³·cm^-3，MRE为4.22%~5.20%，R²为0.725~0.967，模拟结果与实测数据具有较高的吻合度，HYDRUS-2D模型可用于本研究区土壤水分动态的模拟研究。（2）防护林和荒漠-绿洲过渡带景观的土壤体积含水量随土层深度增加呈现出先增大后减小的变化趋势，荒漠景观则呈现出先减小后增大的变化趋势。（3）有效降水对土壤体积含水量动态变化起决定性作用，9.5 mm以上的降水量可以在短期内显著提高土壤水分含量和入渗深度，荒漠景观降水后的各时段土壤水分入渗深度高于防护林景观和荒漠-绿洲过渡带景观。（4）三种景观类型的土壤体积含水量与降水、蒸散发、容重、土壤颗粒组成、土壤持水性能等因素有关，且表现出不同程度的显著相关(P<0.01)，其中，降水、黏粉粒含量与土壤体积含水量呈显著正相关，容重、砂粒含量与土壤体积含水量呈显著负相关性。因此，研究区栽植防风固沙灌木可以增加土壤黏粉粒含量，提高土壤收集利用雨水的能力，减缓入渗作用的进程，从而对土壤持水性能产生积极影响。

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兰州市南北两山土壤水分遥感反演及植被需水量估算

张华, 押海廷, 徐存刚

2024 (4): 566-580. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.04

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探究西北干旱区土壤水分和植被需水量动态变化特征，可为生态恢复不同阶段所需水资源量及水资源优化配置提供科学依据。以兰州市南北两山为研究区，基于Sentinel-2 L2A和Landsat 8 OLI遥感影像，结合实测土壤0~10 cm的111个数据，分别构建垂直干旱指数（Perpendicular Drought Index，PDI）、改进型垂直干旱指数（Modified Perpendicular Drought Index，MPDI）和植被调整垂直干旱指数（Vegetation-adjusted Perpendicular Drought Index，VAPDI）土壤水分反演模型，并采用4种模型指标定量决定系数（R²）、平均绝对误差（MAE）、平均相对误差（MRE）、均方根误差（RMSE）对模型反演的效果进行精度评价，选出最优的土壤水分反演模型并结合土壤水分限制系数，与研究区2019年林地、草地和耕地植被面积的空间数据、各站点生长季内的参考作物蒸散量，构建植被生态需水量模型，厘清研究区内土壤水分、植被需水量时空变化特征。结果表明：（1） 2种数据源下的PDI、MPDI、VAPDI和实测数据之间均有着不同程度的线性负相关性，其中R²分别为0.37、0.64和0.59，从评价指标的结果来看，MPDI的土壤水分回归模型的拟合决定系数最高，2种遥感数据反演的土壤水分空间分布格局具有一致性。（2）分辨率高的Sentinel-2 L2A土壤水分反演更加精细，土壤水分整体呈波动增长趋势，多时段土壤水分的平均值为23.27%，呈现出降低再增加然后下降，总体增幅为74.07%。（3）兰州市南北两山4—10月植被需水量月均值也呈现先增加后下降的趋势，与土壤水分含量变化具有一致性，4—10月中7月植被需水量最大，为3.98×10⁷ m³，10月植被生态需水量最小，为0.97×10⁷ m³。随着环境绿化工程的实施，兰州市南北两山从只能生长耐旱草本和低矮灌木的植物，逐步形成以多种类结合的群落结构。本研究可为兰州市南北两山土壤水资源合理利用及植被恢复提供参考。

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基于支持向量机的蓄水工程土地利用分类与动态变化

王军, 柴志福, 马浩艳, 赵志锰, 邬佳宾, 付卫平

2024 (4): 581-589. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.05

摘要 ( 8 )

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为进一步恢复和重建蓄水工程建成前后土地利用变化的历史过程，更好掌握和预报土地利用转移方向，本文利用支持向量机理论开展了土地利用类型解译的适应性研究，通过梳理土地利用动态变化，剖析了蓄水工程建成前后土地利用结构的自适应调节能力和演变方向。结果表明：（1）依靠自学习和自适应等优势能力，支持向量机解译土地利用分类的总体精度高达91.7%、Kappa系数为0.90；除耕地生产者精度相对较低外，水体、林地等其他土地类型具有较高的分类识别能力。（2）利用谷歌地球引擎（GEE）平台梳理土地利用类型演变过程发现，受”三北防护林”工程二阶段（2001—2020年）等项目实施影响，建设用地、林地面积出现较大增幅，其中，林地面积较2000年实施初期增加了近5倍。（3）工程建设运行后林地和建设用地近2/3面积保持了原貌，水体和未利用土地受水利和城建工程影响，原貌类型超过65%以上面积变成了其他类型；“三北防护林”工程加快了林地面积的增加和草地植被覆盖度的提高，低覆盖度草地转移到中、高覆盖度草地的面积净增幅达48.0%、50.2%。

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基于地理探测器的甘肃农牧交错带土地利用时空演化及其驱动机制

李文秀, 燕振刚

2024 (4): 590-602. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.06

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基于RS、GIS以及地理探测器，结合社会经济统计资料，对甘肃农牧交错带2000—2020年土地利用结构、动态度、利用程度和地类转移进行分析，并探究土地利用变化在不同时期的驱动因素。结果表明：（1） 2000—2020年，甘肃农牧交错带以耕地、林地和草地为主要用地类型，三者占比超过95%，土地利用结构差异度均小于0.01、结构总体趋于稳定，全域土地利用动态度总体呈先增加后放缓的趋势；（2）耕地、林地和草地的转化占研究区总体变化面积的96%以上，各地类间转换活跃，LUCC较集中分布于陇中黄土丘陵区和陇东黄土高原沟壑区；（3）在长时序土地利用变化情景下，地理探测器具有较好的适用性，甘肃农牧交错带土地利用变化在不同时段驱动因子相异，其变化受社会经济因素和自然地理因素共同作用驱动（前者对土地利用变化解释度更强），各因子间交互作用均表现为双因子增强或非线性增强效应，双因子交互对土地利用变化的解释度强于单因子解释度。

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黄河源高寒退化草地典型鼠丘土壤风蚀及养分流失规律研究

越大林, 李国荣, 李进芳, 李希来, 赵健赟, 朱海丽, 刘亚斌, 胡夏嵩

2024 (4): 603-617. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.07

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黄河源高寒草地啮齿动物活动区存在大量鼠丘，在干燥、大风等气候影响下极易产生土壤风蚀，为阐明鼠丘土壤风蚀侵蚀特征与规律，本研究以黄河源流域不同海拔与植被覆盖度下14个试验区的高原鼠兔和高原鼢鼠鼠丘为研究对象，采用野外模拟风力侵蚀试验装置，对不同风速下各区域鼠丘土壤流失量及其养分流失规律进行分析和讨论。结果表明：（1）鼠丘土壤风蚀量在各区域之间存在显著性差异（P<0.05），风速较小时，2种不同鼠丘土壤流失差异不显著，当风速增加到12 m·s^-1时，高原鼠兔鼠丘土壤流失量>高原鼢鼠鼠丘土壤流失量（P<0.05）；风速从3 m·s^-1增大到12 m·s^-1，2种鼠丘土壤流失的平均增幅分别为238.16%和146.31%。（2）各试验区鼠丘土壤风蚀率总体呈现先快后慢的递减趋势，植被盖度是低风速下影响鼠丘土壤流失的显著因子，且与海拔高度有关。（3）随草地退化程度加剧，土壤全氮含量、碱解氮、速效钾、有机质含量都有明显下降，而全磷、全钾、速效磷呈现上升的趋势。本研究表明黄河源不同区域鼠丘土壤风蚀作用的差异性与土壤含水率、颗粒大小、风速等密切相关。

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民勤黏土沙障-人工梭梭林物种多样性及土壤水分变化特征

宋达成, 马全林, 刘世权, 魏林源, 吴昊, 段晓峰, 郭树江

2024 (4): 618-628. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.08

摘要 ( 8 )

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以民勤荒漠区6种不同布设年限（1 a、5 a、10 a、20 a、40 a、60 a）黏土沙障-人工梭梭林样地和流动沙地（对照）为研究对象，对其物种构成、重要值、优势种群特征、物种多样性和土壤水分含量进行调查，探究长时间尺度黏土沙障-人工梭梭林构建对区域植物群落结构、物种多样性和土壤水分的影响。结果表明：民勤荒漠区黏土沙障-人工梭梭林调查样地共记录到植物6科12属12种，以藜科、蒺藜科为主。人工防沙体系的构建能够显著提升区域植物物种数量（从4种增加到5~8种），且随着布设年限的延长，优势种由沙米（Agriophyllum squarrosum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）逐步向雾冰藜（Grubovia dasyphylla）、猪毛菜（Kali collinum）、黄花矶松（Limonium aureum）、梭梭（Haloxylon ammodendron）优势种演变，生活型也从以一年生草本为主的单一型向一年生草本＋多年生草本＋灌木的复合型发生演变。物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数和Alatalo指数总体呈现出单峰型变化趋势，以布设20 a时物种数最多，物种分布最均匀，对照沙地物种数最少，物种分布均匀度最差。不同样地植物群落的Jaccard指数表现为：对照沙地与布设1 a样地>布设20 a与布设40 a样地>布设1 a与布设5 a样地>布设10 a与布设20 a样地>布设40 a与布设60 a样地>布设5 a与布设10 a样地，相异性指数与Cody指数则表现相反。区域土壤含水率波动态势与植物群落演替趋势保持一致，且相较于较深层土壤（40~60 cm），浅层土壤（10~30 cm）对区域植物自然演替进程所起到的作用更为明显。

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内蒙古植被覆盖时空变化特征及其对人类活动的响应

裴志林, 曹晓娟, 王冬, 李迪, 王鑫, 白艾原

2024 (4): 629-638. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.09

摘要 ( 8 )

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基于2000—2022年MOD13A1 NDVI数据计算内蒙古年最大植被覆盖度（FVC），了解内蒙古FVC时空分布状况及变化趋势，结合夜间灯光（NTL）和地表覆被数据，采用逐像元相关分析方法探究FVC对人类活动的响应模式。结果表明：（1）内蒙古FVC空间分布总体表现为由东北至西南逐渐减小的趋势，FVC以改善为主，增速为0.0039·a^-1，大部分区域FVC变化表现为基本稳定（64.02%）和明显增加（31.64%），所有盟市年均FVC增长量均为正值；（2） FVC变化趋势主要表现为不显著变化，占比依次为：不显著变化（65.62%）、显著增加（17.36%）、极显著增加（13.43%）、显著减少（3.27%）和极显著减少（0.32%），显著减少和极显著减少的区域与新增建设用地在空间分布上存在较高的一致性；（3）在人类活动空间范围，内蒙古大部分区域（79.67%）人类活动不会对FVC变化产生显著影响，12.80%的区域人类活动对FVC变化起着积极作用，地表覆被主要为城区周边的草地和耕地区域，只有7.53%的区域人类活动对FVC变化起着消极作用，主要分布在地表覆被为耕地、由耕地转为建设用地和新增工矿用地区域。

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乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖动态变化特征及驱动力

赵东颖, 蒙仲举, 孟芮冰, 马泽

2024 (4): 639-649. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.10

摘要 ( 9 )

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基于2001—2021年Landsat影像数据，结合归一化植被指数（NDVI）和像元二分模型估算植被覆盖度，探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力，以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依据。结果表明：（1）研究区植被覆盖度整体呈波动上升趋势，植被恢复状况良好，平均植被覆盖度由0.294增加至0.526，其中，2007—2017年增幅最为明显。（2） 2001—2021年乌兰布和沙漠风沙入黄段不同等级植被覆盖度间转移频繁，其中，低植被覆盖和较低植被覆盖大面积转出为中等植被覆盖和较高植被覆盖，其转出面积分别为102.00 km²和128.82 km²。除此之外，研究区内有42.1%的区域呈显著增加趋势，4.90%的区域趋向于显著减少，多分布于近乌海段，该段应是未来生态修复中重点关注区域。（3）该区植被覆盖空间分异性主要受人类活动和气候因子共同驱动，各驱动因子之间的交互作用以双因子增强为主，其中，影响程度最高的关键性交互因子为土地利用类型和年平均气温。本研究有序分段地探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度动态变化特征及驱动力，为研究区荒漠化防治、土地合理利用和高质量发展提供理论和数据支撑。

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宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

马龙龙, 易志远, 魏采用, 周峰, 李明涛, 乔成龙, 杜灵通

2024 (4): 650-660. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.11

摘要 ( 11 )

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水分利用效率（WUE）是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：（1） 2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加，空间上呈西北高东南低的分布特征，具有较强的空间异质性。（2）近20 a，盐池县植被WUE变化范围在0.80~1.11 g C·kg^-1·H₂O之间，多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O，年际变化不显著；从空间上来看，全县WUE存在较强的异质性，高值主要分布在东北部，低值位于西南部。（3）近20 a，宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势，主要分布在东北部；45.30%的区域以下降趋势为主。未来，盐池县61.48%区域的植被WUE变化趋势具有较强的同向持续性；而38.52%的区域将会发生逆转。（4）在不同研究时段，各土地利用类型的WUE均表现为：林地>耕地>草地。（5）在年际尺度上，植被WUE与GPP呈显著正相关关系，而与ET不相关；GPP的变化主要与ET、NDVI和降水呈显著正相关关系。这表明盐池县植被恢复在增强植被生产力的同时，也加剧了区域水分消耗，为盐池未来生态植被重建和水资源的合理开发提供了科学依据。

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塔克拉玛干沙漠南缘新月形沙丘移动特征

刘鑫, 高鑫

2024 (4): 661-673. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.12

摘要 ( 8 )

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新月形沙丘的移动特征可以反映区域内风沙运移和地貌演化过程，对于科学开展风沙灾害防治具有重要意义。本文利用卫星遥感影像与气象再分析数据，研究了塔克拉玛干沙漠南缘6个新月形沙丘群2012—2022年的形态变化与移动特征。结果表明：（1）研究区域内新月形沙丘平均移动速率为6.86 m·a^-1，移动方向与对应区域内盛行风方向基本一致；（2）不同区域内新月形沙丘形态参数之间的关联性呈现显著差异；（3）沙丘高度、下垫面植被覆盖、年均降雨量以及地表温度与沙丘移动速率呈负相关关系，分区拟合结果有差异；（4）且末西南区域的年平均输沙通量约为77120.5 kg·m^-1。研究结果反映了新月形沙丘移动规律的复杂性，不同地理环境因子的影响程度或存在显著差异，需结合实地情况进行具体分析。同时，在沙丘演化过程中，形态参数的动态变化反映了沙丘迁移的内在机理，进一步为新月形沙丘的发育机理提供了实证数据，也为沙丘危害防治和土地规划提供了参考依据。

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内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

刘如龙, 赵媛媛, 陈国清, 迟文峰, 刘正佳

2024 (4): 674-683. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.13

摘要 ( 6 )

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内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域，探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据，采用InVEST模型和地理探测器分析方法，揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明：（1）内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局，具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%，主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部；（2） 1990—2020年，研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%，主要集中在研究区北部和黄河两岸附近，是耕地扩张和沙地分布区域；（3）地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子，任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域，研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。

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新疆叶尔羌河流域景观生态风险评价及预测

司琪, 樊浩然, 董文明, 刘新平

2024 (4): 684-696. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.14

摘要 ( 9 )

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景观生态风险评价是衡量一定范围内生态系统安全的重要手段。以叶尔羌河流域为研究区，综合Markov-PLUS模型与景观生态风险评价指数，分析并预测土地利用与景观生态风险的演变特征及未来多情景下的变化趋势，划分风险重点管理区域。结果表明：（1） 2005—2020年叶尔羌河流域耕地、水体与建设用地增加，林地、草地与未利用地减少。2035年I情景下土地利用遵循历史发展模式变化。相较于I情景，II情景下耕地增加，其他地类减少；III情景下林地、草地与水体增加，耕地、建设用地与未利用地减少。（2） 2005—2035年叶尔羌河流域景观生态风险整体呈上升趋势，空间分布呈“西南部低、东北部高”的特征。风险恶化区主要聚集在海拔较低的冲积平原，风险保持区主要分布在海拔较高的山地与冰川。（3）较I情景与II情景而言，III情景景观生态风险指数均值较小，是未来流域实现生态保护和经济发展双赢的最优情景。（4）叶尔羌河流域东北部冲积平原为稳定高风险区，冲积平原边缘与西部山地为风险易变区，南部山地与冰川为风险增加滞后区。研究结果可为当地景观生态安全格局优化与生态风险防范或降低提供参考。

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黄土高原不同土地利用类型区浅层滑坡侵蚀特征分析——以蔡家川滑坡事件为例

王鑫盈, 马超, 吕立群, 张岩

2024 (4): 697-705. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.15

摘要 ( 8 )

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近年来，黄土高原极端暴雨引发的滑坡、泥流等剧烈水土流失引起了广泛关注。2021年10月3—6日，山西省吉县蔡家川一带强降雨诱发了大面积浅层滑坡灾害。本文利用灾前灾后无人机影像和遥感图像、降雨数据及现场调查数据，对本次降雨过程、浅层滑坡起动条件和侵蚀特征进行了分析。结果表明：本次降雨为典型的“长历时、低雨强”类型，滑坡发生前的前期降雨历时达72 h，累积雨量达121.8 mm，滑坡集中发生时段的雨强达33.2 mm·(6h)^-1。与“短历时、高雨强”暴雨激发的滑坡相比，滑坡流动性相对较高。前期降雨是影响群发性滑坡灾害发生与流动性的重要因素。不同土地利用类型区滑坡起动地形条件差异显著，所需坡度与汇水面积均表现为：封禁林区>人工林区>农地区；地层岩性的渗透性也影响着浅层滑坡的起动，相同降雨量条件下，渗透性更好的林区发生浅层滑坡需要更高的面积坡度阈值。不同土地利用类型区，滑坡点密度、面密度与侵蚀强度的大小均表现为：农地区>人工林区>封禁林区，说明土地利用类型会在一定程度上影响滑坡的侵蚀程度，以乔木为主的林区更不利于滑坡发生。

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基于能值分析的典型农牧交错带可持续发展规模研究——以内蒙古乌兰察布市为例

王鑫, 海山

2024 (4): 706-715. doi: 10.13866/j.azr.2024.04.16

摘要 ( 7 )

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运用能值方法分析农牧交错带内乌兰察布市2011—2020年生态经济系统可持续发展状况，以确定区域开发合理规模，实现区域可持续发展。结果表明：2011—2020年乌兰察布市生态经济系统投入能值（F）平稳上升；产出能值（Y）不断减少；环境负载率（ELR）不断上升；10 a间能值可持续指标（ESI）出现较大波动，总体下降。2011—2016年乌兰察布市能值可持续发展指标高于1，生态经济系统发展是可持续的；2017—2020年低于1，为不可持续状态。因此，中短期需增加可更新资源投入，缓解不可更新资源过度使用带来的生态环境退化、环境负荷高等问题，产业上进行技术创新降低生产成本，提高生产效率推动高能值产品产出，寻求新兴高能值产出部门替代低能值产出部门；长期需提高区域人口自然增长率，以便提高区域能值需求和产出。以优势交通区位和丰富的资源承接周围相对发达地区能值产出率高和环境负载率低的产业部门，以增强区域可持续发展能力。

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