打开网易新闻 查看精彩图片
衷心感谢本期特邀编辑山西师范大学地理科学学院孙从建教授、西北师范大学地理与环境科学学院王圣杰副教授的倾情付出！
论文 Articles
01
基于遥感信息的黄河中游水土流失敏感区淤地坝坝地资源特征研究
摘要：淤地坝是黄河中游黄土高原区水土流失防治的有效工程措施之一，在拦泥淤地、建设农田、巩固退耕还林（草）、改善生态环境等方面发挥了重要作用。基于WorldView-2、Google Earth、Bing、Sentinel-2 多源遥感影像并结合实地淤地坝监测资料、NDVI 和土地类型数据，本文完成了晋西南地区淤地坝坝地资源（数目、面积、位置、坝系、流域面积） 的统计，并对其运行现状进行了评估。结果表明：截至2021年，晋西南地区淤地坝共计12167 座，总面积达71.19 km2。规模上该区主要以小型淤地坝（＜0.015 km2）为主；空间上主要集中于中部的汾西县、洪洞县和浮山县地区，坝地数量和面积分别占总数量和面积的67.37%（8197 座） 和56.67%（40.35 km2）。目前，56.58% 的淤地坝已经处于服务超限状态，平均超限5 —10 a，其中，隰县、大宁县、汾西县、吉县和乡宁县地区淤地坝超限较为严重，60% 以上的淤地坝已处于淤满状态。淤地坝的修建明显促进了黄土高原地区植被恢复、拦泥蓄容、建设耕地资源，但随着一些淤地坝的“淤满”，其生态和经济服务功能明显下降，并存在一定的潜在风险，亟需地方流域管理部门重视并采取有效措施。
引用格式：张齐飞, 孙从建, 向燕芸, 等. 2022. 基于遥感信息的黄河中游水土流失敏感区淤地坝坝地资源特征研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 357–368, 379.
02
黄河上中游水资源与粮食安全耦合关系特征分析——以陕甘宁青为例
摘要：探明陕甘宁青地区水资源与粮食安全的耦合特征，不仅有助于促进区域水资源及粮食生产的可持续发展，且对于经济社会发展具有重要意义。本文应用水资源负载指数及水足迹方法，通过分析区域水资源自然属性以及配置、粮食消费对水资源的需求等维度，系统分析了该区域水资源与粮食安全的耦合特征。结果表明：（1）2000—2016年，区域水资源总量呈不显著的增加趋势，水资源负载指数由3.9增加到13.1，相应的负载等级由Ⅲ级上升到Ⅰ级，说明不具备进一步开发的潜力；（2）农业生产的水资源被挤占，农业用水比例由78.6%（2004年） 减小到76.1%（2016 年），而区域粮食安全对水资源的需求数量在提高；（3）区域居民膳食结构由口粮性向动物性产品转变，进一步加剧了区域粮食和水资源的负担；区域粮食消费水足迹由2000年的79.7 Gm3 增长到2016 年100.1 Gm3。依据研究结果从区域种植结构优化潜力、节水灌溉技术和虚拟水贸易的层面提出提高区域蓝水、绿水利用效率，减少灰水数量的措施以便更好地缓解区域水资源压力，促进粮食生产和水资源利用的可持续发展。
引用格式：刘显, 徐悦悦, 孙从建, 等. 2022. 黄河上中游水资源与粮食安全耦合关系特征分析——以陕甘宁青为例 [J]. 地球环境学报,13(4): 369–379.
03
汾河下游地表水环境特征及污染源解析
摘要：水资源是区域发展的重要战略资源，地表水作为区域水资源的重要组成，其整体环境变化对于区域经济社会可持续发展具有重要的影响。本研究基于汾河下游15个水质监测断面2013 — 2017年的16 项水质指标，采用水污染指数法（WPI）和多元统计方法，以水质定量评价为基础，评估了汾河下游地表水水环境特征及其变化的主要控制因素。结果表明：（1） 汾河下游水质以《GB 3838 — 2002，地表水环境质量标准》中劣Ⅴ类水为主，WPI 值的多年平均值为74.1—636.2；（2）水质的年际变化上，2015 年Ⅴ类和劣Ⅴ类水的占比最高，水质状况最差；（3）在空间上，位于汾河干流尧都区段及涝洰河的6 个监测断面污染程度高于其他区域；（4） 研究区营养盐（TP、NH3-N） 和耗氧有机污染物（CODMn、CODCr）等典型污染物主要来自城市生活污水、农业废水，霍州市和洪洞县的水质恶化受工业废水排放的影响最大。污染程度具有从北向南、从上游向下游逐渐减弱的特征。研究显示：汾河下游水环境污染严重，汾河干流道美桥 — 尧都段和涝洰河应当作为区域水环境治理的重点。
引用格式：李皎, 孙从建, 陈伟, 等. 2022. 汾河下游地表水环境特征及污染源解析 [J]. 地球环境学报, 13(4): 380–392.
04
黄土高原大气降水δ18O 的空间分布
摘要：大气降水δ18O 值的空间分布可以为理解现代大气中的水分输送提供空间信息，也可以为解释古气候代用指标的环境意义提供基础。本文整理了黄土高原44个站点的实测降水δ18O 数据，基于纬度和海拔构建回归模型并得到了黄土高原降水δ18O 的同位素景观图谱，结合实测资料和图谱结果分析了降水δ18O的年内变化和空间分布特征，并评价了两种全球降水同位素景观图谱产品的适用性，得出以下结论：（1）黄土高原降水δ18O具有明显的年内变化特征，春夏季相对富集，秋冬季较为贫化。（2）黄土高原降水δ18O高值区多出现在南部的渭河谷地一带，低值区则主要出现在西部高原山地和北部边缘。（3）黄土高原北部与西部降水δ18O温度效应更为明显，向南和向东延伸，温度效应逐渐弱化。（4）两种全球降水同位素景观图谱产品对δ18O 值的最佳模拟结果均出现在夏季，冬季模拟较差。
引用格式：杨尕红, 王圣杰, 张明军. 2022. 黄土高原大气降水δ18O 的空间分布 [J]. 地球环境学报, 13(4): 393–404.
05
黄河三角洲柽柳灌丛对周边土壤呼吸的影响研究
摘要：土壤呼吸是区域碳收支及全球变化的热点问题之一，植物作为碳循环重要的生物库对土壤呼吸有着深远的影响。本文以黄河三角洲柽柳灌丛周边土壤的CO2 通量变化的时空特征为研究目的，采用LI-8100A 开路式土壤碳通量监测系统，分析了不同生境条件下柽柳对周边的土壤呼吸的影响， 结果表明：（1） 研究区生境可分为低盐- 高养与高盐- 低养。低盐生境中的柽柳灌丛，其周边土壤的土壤呼吸速率明显高于高盐生境， 夏秋两季的日动态没有明显的“单峰曲线”特征，春季峰值具有明显的“滞后” 现象。（2）柽柳灌丛的南（S）、北（N）方向上，S 方向更容易获得光照与热量，表现为春秋两季S 方向的土壤呼吸速率高于N 方向，但夏季这种现象却恰好相反。土壤呼吸速率昼夜差异较大，但夜间土壤呼吸速率却不容忽视，接近总量的40%，春季土壤呼吸速率昼夜差异最大。（3）以柽柳灌丛中心为起点由近及远，呈现出随着距离的增加土壤呼吸速率逐渐降低的趋势，这种趋势在低盐生境的灌丛周边尤为明显。高盐生境中，S 方向的土壤呼吸速率为远距柽柳处的较高，这种“逆反”现象与温度、湿度交替的较大变异有一定关系。
引用格式：马笑丹, 刘加珍, 陈永金, 等. 2022. 黄河三角洲柽柳灌丛对周边土壤呼吸的影响研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 405–417.
06
基于LMDI 模型的黄河流域碳排放时空差异及影响因素研究
摘要：全面核算能源消费产生的碳排放量并明确其时空演变的影响因素是制定、实施及评估黄河流域碳减排策略的依据和保障。选取黄河流域9省（区）作为研究区，采用LMDI 模型，计算了2003—2019年黄河流域能源消费产生的碳排放量，并对其时空差异及其影响因素进行了分析。结果表明：（1）从时间序列演化特征来看， 在2003—2019 年， 黄河流域的碳排放量整体呈增长趋势，但增长幅度逐年收缩；（2）从空间分异特征来看，黄河流域上、中、下游的碳排放量呈西低东高的区域格局；（3）能源消费强度效应与经济增长效应分别是减缓和促进区域碳排放量增长的关键性因素，人口规模效应对于碳排放量表现为正向驱动作用，但影响程度较小，能源碳排放强度的抑制作用十分有限。最后，针对各影响因素提出了碳减排措施的对策建议。
引用格式：陈锋, 张晶, 任娇, 等. 2022. 基于LMDI 模型的黄河流域碳排放时空差异及影响因素研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 418–427.
07
1982—2021年黄河流域植被覆盖时空演变及影响因素研究
摘要：通过科学认识黄河植被覆盖的空间格局、时间规律，揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理，对于提出科学的生态防护方法、进行生态安全评价，以及推进黄河战略有着重大的理论意义与应用意义。本文以1982—2015 年GIMMS NDVI 和2000—2021 年MODIS NDVI 为主要数据源，通过最大值合成法、平均值法、Theil-Sen Median和Mann-Kendall 等方法分析了黄河流域1982—2021年植被覆盖空间格局、月际和年际变化规律。结合同时段的年平均气温和年降水量，采用二元线性回归分析和残差分析等方法，探讨了黄河流域植被覆盖的主要影响因素。根据时空变化分析，1982— 2021 年黄河流域多年NDVI 均值变化趋势由西北向东南依次增加，年际变化呈现波动增长趋势，增长速率为0.019 ∙ (10a)−1，月际变化呈现先增后减的单峰曲线状分布，8 月（0.50）为峰值。根据变化趋势分析，1982—2021 年黄河流域77.35%的区域植被覆盖呈增加趋势。根据影响因素分析，黄河流域植被覆盖以气候变化和人类活动共同作用为主要影响因素，其中受人类活动促进作用较为明显，约占46.13%。因此，气候变化和人类活动共同作用是黄河流域植被覆盖变化的影响因素，其中人类活动对植被恢复有重要作用。
引用格式：李雪银, 张志强, 孙爱芝. 2022. 1982—2021年黄河流域植被覆盖时空演变及影响因素研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 428–436.
08
河套地区农牧交错带灌丛沙堆消亡现象与农业活动关系初探
摘要：灌丛沙堆作为一种典型的风积地貌，其形成与演化过程受到学界的普遍关注。在我国北方河套地区，灌丛沙堆广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地边缘，其发展与区域农业活动联系紧密。本文选取河套地区灌丛沙堆集中分布的红旗一社和红眼沙样点，基于近年遥感影像分析和野外调查等方法，关注灌丛沙堆发展过程与农业活动之间的关系。研究发现：研究区内灌丛沙堆的发育规模和数量变化在很大程度上受到区域农业活动的影响。2009—2020年，红旗一社和红眼沙研究点灌丛沙堆面积均呈现出明显递减趋势，分别减少了约7.38 ×104 m2 和35.02 ×104 m2。研究得出当地农民的垦荒行为是区域灌丛沙堆消亡现象发生的主要原因；此外，发现农民利用灌丛沙堆进行土壤改良，此活动可在一定程度上缓解河套平原黄河灌溉区存在的土地盐渍化问题。但考虑到灌丛沙堆对于风沙危害的防治作用，建议未来需对其进行有规划的保护。
引用格式：李怡静, 刘小槺 , 鲁瑞洁, 等. 2022. 河套地区农牧交错带灌丛沙堆消亡现象与农业活动关系初探 [J]. 地球环境学报, 13(4): 437–448.
09
黄河上游地区（陕甘宁青）“三生空间”功能的演变特征及耦合协调分析
摘要：生产- 生活- 生态功能协调发展是可持续发展研究的热点问题。通过构建“生产- 生活- 生态”评价指标体系，运用三角模型、耦合协调度模型分析黄河上游地区三生功能状态、趋势以及耦合协调性的演变规律。结果表明：在1998—2017 年黄河上游地区三生功能均显著上升，其中生产、生活功能的增长速率略高于生态功能；其相互作用随着时间从极低水平缓慢发展，先后经历了低水平和中等水平，最终发展到高等水平；耦合协调水平由低水平向中等水平波浪式发展，其中陕西省耦合协调水平相对较高，但距离高度协调还存在一定差距。在黄河上游地区可持续发展问题中，应根据三生功能耦合特征及影响因素，制定差异化策略，从而解决生产、生态功能之间的矛盾。
引用格式：李玲慧, 赵锐锋, 明思雨, 等. 2022. 黄河上游地区（陕甘宁青）“三生空间”功能的演变特征及耦合协调分析 [J]. 地球环境学报,13(4): 449–464.
10
黄土残塬区不同种植类型下耕地土壤肥力与经济效益耦合关系研究
摘要：塬地农田作为黄土高原地区发展种植业的最佳区域，近年来由于人类对农业种植类型的不合理选择，使得该区域土壤保肥持水的水平降低，且已对作物生长及农业经济发展产生严重威胁，故本文旨在研究该区域不同种植类型下耕地土壤肥力和经济效益耦合关系，从而选取合适的种植类型。本研究选取晋西南塬地四种典型样地类型（玉米、棉花、马铃薯、荒地）为研究对象，对2019年、2020年全生育期（3—10 月）土壤肥力及产值产量进行测定，基于实验数据采用耦合协调度模型综合分析各作物种植下肥力、经济效益状况及耦合协调度。结果表明：（1）不同种植类型下土壤肥力有显著差异，其中马铃薯种植下土壤肥力最高；（2）不同生育期土壤肥力变化有异，除土壤含水量外各肥力指标在快速发育期含量最高而生长中期显著降低，土壤含水量在快速发育期含量最低；（3）各土壤肥力指标含量在20—40 cm 土层较高，土壤含水量在0—20 cm 土层含量较低；（4）各种植类型下经济效益排序为棉花＞马铃薯＞玉米＞荒地， 其中棉花经济效益分别为马铃薯、玉米和荒地的1.17倍、1.36倍和3.40倍；（5）马铃薯种植下耦合协调度最高，棉花和玉米次之，荒地最低。综上，马铃薯种植对肥力改善具有重要意义，而以经济创收为目的的优势种植类型为棉花。农业的可持续发展要求经济创收和地力保护相协调，本研究表明马铃薯为晋西南黄土残塬区兼顾经济增长和农业环境保护的最佳种植类型，应积极推广种植。以上各作物类型种植下在快速发育期应及时灌溉以减小水分对肥力改善和作物产量的限制。该研究对黄土残塬区耕地种植类型的合理选择、科学施灌及促进农业可持续发展等具有重要意义。
引用格式：王红阳, 陈伟, 李亚新, 等. 2022. 黄土残塬区不同种植类型下耕地土壤肥力与经济效益耦合关系研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 465–476.
11
黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究
摘要：明晰黄河中游地区生态系统服务的权衡协同关系，是保证生态系统服务长期有效供应，实现黄河流域生态保护与高质量发展的重要前提。本文利用InVEST模型、ArcGIS 和Matlab 等工具对2000—2020年黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳以及生境质量服务的时空特征及其协同权衡关系进行分析。结果表明：（1）黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势，而固碳服务呈波动下降趋势；（2）2000—2020 年，土壤保持、水源涵养服务总体表现为“南高北低”，其高、低值区有所变动；固碳服务整体呈“东南高、西北低”，高、低值区变化不明显；生境质量服务高、低值区相间分布，高值区稍有扩散；（3）黄河中游地区固碳与生境质量服务、生境质量与水源涵养服务、水源涵养与土壤保持服务为协同关系，固碳与土壤保持服务、生境质量与土壤保持服务为权衡关系，而固碳与水源涵养服务整体上表现为不相关；（4）生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势，而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势，固碳与其他服务在大部分区域表现为不相关关系。
引用格式：任娟, 赵雪雁, 徐省超, 等. 2022. 黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 477–490.
12
黄河流域生态服务价值与经济协调发展的时空演化研究
摘要：厘清黄河流域生态现状，分析生态系统服务时空演化特征及与经济协调发展情况，对提升区域经济协调发展具有重要意义。基于黄河流域9 省区2000—2020年土地利用数据及国民经济发展数据，测算生态系统服务价值及经济与生态环境协调指数，揭示黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及与经济协调发展关系，结果表明：（1）2000—2020年黄河流域全域生态服务价值（ESV）持续增长，由2000 年的7020.74 亿元增长到2020年的25598.24 亿元；（2）研究期内，黄河流域经济与生态协调发展存在显著空间相关性，且人类活动及土地利用方式对生态系统服务价值影响较大，高度冲突区逐渐集中于上游青海省、四川省、甘肃省等经济欠发达地区和下游河南省、山东省等人类干扰密度较高的地区；（3）研究区经济与生态环境协调发展空间分布不均衡，2000 —2020年空间集聚态势逐步加大，且冲突区面积远大于协调区，中下游及下游区域两极分化现象明显；（4）研究区内不同区域资源禀赋与生态环境差异较大，要因地制宜，找出不同区域适合自身发展的路径，综合推动黄河流域经济发展与生态环境保护的耦合协调发展。
引用格式：秦明星, 杨翠翠, 徐立帅, 等. 2022. 黄河流域生态服务价值与经济协调发展的时空演化研究 [J]. 地球环境学报, 13(4): 491–505.
13
黄河流域城市生态化建设水平空间格局与障碍因子分析
摘要：城市生态化建设作为流域可持续发展重要途径是人地耦合与高质量发展的重要研究内容。本文旨将宏观的生态城市建设转型为落地性更强的城市生态化建设，通过构建经济、环境、社会、文化及空间生态化五位一体的理论框架，运用主客观赋权法、ESDA、障碍因子诊断模型等研究方法，探究城市生态化建设的空间格局特征和多维提升路径。结果表明：（1） 黄河流域城市生态化建设总体上呈现“多中心” 的空间分异格局， 且呈显著的“中心—外围” 逐渐递减的空间分布态势；（2）从空间关联格局来看， 高—高集聚区和低—低集聚区具有明显的空间集聚，高—高显著集聚区主要分布在山东省及其邻近地区， 低—低显著集聚区主要分布在宁夏回族自治区中南部 ；（3） 从不同城市规模、职能类型、空间载体、流域位置的城市生态化建设特征来看， 城市生态化建设水平与城市规模等级成正比，职能综合城市、发育程度高的山东半岛城市群、优先开发地区的华北平原、黄河流域下游及右岸的城市生态化建设水平相对更高；（4）不同类型城市的生态化建设障碍因子存在明显差异，总体上黄河流域城市生态化建设的障碍因子主要是人均水资源总量、单位GDP 能源消费量、研发（R&D）投入占财政支出比重、每万人公共图书馆藏书量及土地利用效率等。未来城市生态化建设应立足城市自身发展状况，因地制宜地提升城市生态化建设水平，建设高质量生态城市。
引用格式：王肖惠, 姚士谋, 陈爽, 等. 2022. 黄河流域城市生态化建设水平空间格局与障碍因子分析 [J]. 地球环境学报, 13(4): 506–520.
特邀编辑简介
打开网易新闻 查看精彩图片
个人简介：孙从建，男，教授，现任山西师范大学黄河中游生态环境研究中心主任、硕士生导师，中国科学院大学理学博士、生态学博士后，兼任国际水文科学协会中国委员会同位素分委员会委员、国际水文学会中国分委员会遥感水文学会副秘书长、联合国国际原子能机构气候变化对降水同位素影响评估小组专家、山西省水土保持学会常务理事、《地球环境学报》青年编委。主要从事水文水资源学、资源环境评价等方面研究，先后主持国家自然科学基金、中国博士后基金、山西省自然科学基金等科研项目20项，以第一/通信作者发表SSCI、SCI、CSSCI、CSCD及核心以上论文50多篇，出版学术专著2部，拥有3项国家实用新型专利。
打开网易新闻 查看精彩图片
个人简介：王圣杰，男，副教授，西北师范大学地理与环境科学学院博士生导师，兼任国际水文科学协会中国委员会同位素分委员会委员、中国冰冻圈科学学会（筹）青年工作委员会委员、甘肃省气象学会理事、甘肃省气象学会气象教育培训委员会委员、《地球环境学报》青年编委。近年来主要从事寒旱区同位素水文气候研究，先后主持国家自然科学基金3项、甘肃省杰出青年基金1项，以第一/通信作者在Water Resources Research、Journal of Geophysical Research：Atmospheres、Journal of Climate、Journal of Hydrology、Science of the Total Environment、Journal of Hydrometeorology、Atmospheric Research、Hydrological Processes、《地理学报》、《生态学报》等期刊发表论文，曾获甘肃省自然科学二等奖、甘肃省高校科技进步一等奖、甘肃省优秀博士学位论文、刘东生地球科学奖学金等。
网页：http://jee.ieecas.cn
邮箱：jee@ieecas.cn
