《长江流域资源与环境》31卷1期--生态环境栏目

基于生态压力视角的长三角地区生态安全格局构建与优化

马才学¹，杨蓉萱¹，柯新利^1*，马智宇²
（1.华中农业大学公共管理学院，湖北 武汉 430070；2.广东海洋大学管理学院，广东 湛江 524088）

摘  要： 人类经济活动对生态环境造成的压力，是威胁区域生态安全的重要因素，基于生态压力视角构建生态安全格局对维持区域生态安全具有重要意义。以长三角为研究区，在形态学空间格局分析（MSPA）基础上采用景观连通性指数识别生态源地，基于能值生态足迹模型并结合夜间灯光数据识别生态压力热点区，通过最小累积阻力模型（MCR）提取生态源间廊道和生态压力需求廊道，从而构建生态安全格局。结果表明：（1）研究区生态源地总面积为 25 581.47 km²，占研究区总面积的24.20%，主要分布在太湖流域和浙西浙东等地；生态压力热点区集中在上海、苏州等城市化水平较高的地区；生态源地与生态压力热点区在空间上并无重叠，生态供需存在一定程度的空间失耦。（2）生态廊道网络由生态源间廊道和生态压力需求廊道组成，生态源间廊道总长度为 2 459.13 km，呈现“两纵一横”的空间格局，适宜修建宽度为1 200 m；生态压力需求廊道总长度为 1 186.71 km，呈现以生态源地为核心的空间组团特征，一般、较高、高压力需求廊道的适宜修建宽度分别为750 、550和100～200 m。（3）划分了生态保育区、生态控制区、生态过渡区、生产生活区和廊道修复区，各区占比分别为40.25%、15.40%、11.02%、33.20%、0.13%。研究结果可为长三角地区的生态安全建设提供决策支持。

太湖流域养殖池塘的氮磷污染负荷估算

徐责茗^1,2,3，崔  桢^2,3，高俊峰^2,3，李国柱^1*，黄佳聪^2,3*
（1. 吉林师范大学旅游与地理科学学院，吉林 四平 136000； 2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏  南京 210008； 3．中国科学院流域地理学重点实验室，江苏 南京 210008）

摘  要： 太湖流域平原区河网密集、渔业发达，其中池塘养殖是渔业的主要模式，而养殖池塘的污水排放是其周边河湖富营养化与蓝藻水华的重要原因之一，因此，精细化估算流域养殖池塘的氮磷污染负荷，对区域氮磷污染来源的精准解析与科学防控具有重要意义。以太湖流域养殖池塘为研究对象，通过解译2019年的高分辨率遥感影像，获取养殖池塘的空间分布，同时发展了基于归一化植被指数区分养殖池塘类型的方法，估算了两种类型养殖池塘（鱼塘和虾蟹塘）的面积与分布；采用氮磷污染排放系数法，估算了养殖池塘的氮磷污染负荷，分析其空间差异。研究结果表明：2019年，太湖流域养殖池塘总面积为 1 308.6 km²，其中鱼塘872.6 km²，虾蟹塘436.0 km²，养殖池塘氮排放量为 11 013.5 t，磷排放量为 1 626.8 t。养殖池塘污染负荷空间分布和养殖池塘规模分布比较一致，太湖南部的湖州市辖区、吴江市和德清县是养殖池塘氮磷污染较为严重地区，其氮污染负荷分别为 1 214.8、1 004.4 和792.2 t，磷污染负荷分别为179.7、146.3和117.7 t，主要原因是当地池塘养殖业发达，并且氮磷污染负荷系数大于虾蟹塘的鱼塘比例较高。

水位波动下火烧干扰对南荻土壤碳组分、微生物固碳能力的影响

江玉梅¹，卢鹏伟¹，张志斌¹，简敏菲¹，朱笃^1,2*

(1. 江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室，江西师范大学生命科学学院，江西 南昌 330022；2. 江西省生物加工过程重点实验室，江西科技师范大学生命科学学院，江西 南昌 330038)

摘要： 火烧对湿地生态系统的影响是国内外火生态学和湿地生态系统研究中的一个热点，而水位波动下，火烧对鄱阳湖湿地南荻土壤碳组分及微生物固碳潜力的影响仍不是很清楚。因此，选择火烧后的南荻土壤为研究对象，分别从火烧后的第三天2015年1月18日（枯水期)、2015年4月12日（涨水期）和2015年11月10日（退水期）3个水位时期，各采集0～10 cm表层土壤，对比分析火烧和未火烧南荻土壤碳组分（微生物生物量碳、可溶性有机碳和易氧化活性有机碳）、微生物固碳潜力（土壤RubisCO酶活和固碳功能基因cbbL丰度）的差异，以期阐明水位波动下火烧干扰对土壤碳库及微生物固碳能力的影响。结果表明，枯水期火烧干扰土壤中易氧化活性有机碳含量（4.12±0.30 mg/g）显著低于未火烧的土壤（16.14±0.17 mg/g）（p＜0.05），土壤微生物生物量碳含量（2 359±535 mg/kg）和cbbL基因拷贝数（1.68±0.17×105 copies/g）显著高于未火烧的土壤（1 095±110 mg/kg 和 4.61±3.12×104 copies/g）（p＜0.05），而土壤中的可溶性有机碳和土壤RubisCO酶活没有显著差异（p＞0.05）。在随后的涨水期和退水期，火烧和未火烧对土壤碳组分、cbbL基因拷贝数、RubisCO酶活影响无显著差异。另外，从3个水位时期来分析，火烧后水位时期对土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量影响显著（p＜0.05），且表现为枯水期 > 涨水期 > 平水期。相关性分析结果表明，土壤温度和土壤碳组分显著负相关，cbbL基因丰度和碳组分含量为负相关关系，土壤碳组分（易氧化活性有机碳、可溶性有机碳）和土壤呼吸和羧化酶活性的关系表现为正相关。说明土壤温度升高，不利于土壤有机碳的积累；另外，土壤羧化酶活性的提高，有助于微生物同化CO₂，从而提高土壤有机碳组分含量。

基于Geodetector模型的鄂北岗地土壤有机质空间格局及影响因素分析——以枣阳市为例

高浩然^1,2, 周勇^1,2*, 王丽^1,2, 吴正祥^1,2

(1.华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070；
2. 华中师范大学城市与环境科学学院，湖北 武汉 430070)

摘要： 为探明鄂北岗地耕地土壤质量及影响因素情况，以湖北省枣阳市为研究区，选择样点240个，以土壤有机质土壤有机质(SOM)含量为研究对象，运用经典统计学、地统计学对耕地土壤有机质含量空间格局进行分析，引入地理探测器Geodetector模型结合佩尔森(Pearson)相关系数法，得出影响枣阳市土壤有机质含量空间格局的显著性因子。结果表明：（1）枣阳市耕地土壤有机质含量分布空间格局呈弱变异，空间变异模型为球状模型拟合，分布格局呈现四周高，中心向东北向偏低的空间格局；（2）对土壤有机质含量单因子影响最强的5种因子均为降水量、土壤类型、NDVI、地表起伏度、公路距离；（3）各因子交互作用解释力均大于单因子作用解释力，表现为非线性协同作用。该研究将地理信息科学与遥感、统计学以及地理探测器等多学科技术相结合，为探索控制鄂北岗地土壤养分的空间格局及其因素提供方法途径，尝试为水稻种植区及盆地地区进行农业管理、施肥管控及土壤养分空间预测等研究工作提供基础。

东洞庭湖及邻近城区雷暴活动特征

孟蕾^1,2，廖玉芳^2,3* ，汤亦豪^2,4

（1．中国气象局气象干部培训学院湖南分院，湖南 长沙 410125；2.气象防灾减灾湖南省重点实验室，湖南 长沙 410118；3.湖南省气象科学研究所，湖南 长沙 410118；4.湖南省气候中心，湖南 长沙 410118）

摘要： 利用2011～2019年3～8月长时间序列的长沙和常德多普勒天气雷达产品、岳阳观测站雷暴人工记录，分析东洞庭湖及邻近城区雷暴的空间分布特征和季、月、日变化特征。结果表明：（1）东洞庭湖及邻近城区雷暴总体东多西少，城区多湖面少，湖面与陆地城市中心交界处相对湖面其他地方是雷暴高发区。（2）6月是雷暴活动最频繁的月份，湖面与陆地城市中心交界处雷暴活动频数在5、6、8月显著高于湖面其他地方。（3）雷暴生消发展呈现显著日变化，夜间雷暴相较日间雷暴更加频繁，呈现明显的双峰特征，湖面和城区陆地雷暴波动在转换时间上存在差异，湖面相较陆面要提前近1~2 h。（4）温湿条件较好的情况下，垂直风切变是影响当地雷暴活动的重要因素，城区雷暴对于垂直风切变的响应比湖面更快，湖面与城市中心交界处相对湖面其他位置更容易出现雷暴。

不同碳减排目标下长三角地区碳固持服务供需演变分析

陶芹¹，陶宇^1,2，欧维新^1,2*

（1.南京农业大学土地管理学院，江苏 南京 210095；2.农村土地资源利用与
整治国家地方联合工程研究中心，江苏 南京 210095）

摘要： 碳固持服务能够捕获并固定大气中的CO₂，有效地调节气候，随着区域经济社会的发展，其碳排放量与减排压力持续增加，研究区域碳固持服务供需时空动态关系，对合理制定或优化减排目标，指导区域可持续发展等具有重要理论和现实意义。以长三角地区为例，首先明确区域碳固持供给与需求的内涵及测度方法，在评估2000、2015年碳固持服务供给量的基础上，测度不考虑减排目标、减排30%、60%目标下的需求，利用供需比系数，评价长三角整体、省际间的供需关系。结果显示：不考虑减排目标下，15 a间长三角地区碳固持服务供需关系趋于紧张，供需比由50.86%下降到16.36%，空间上中东部地区供需关系紧张化明显；减排30%目标下与减排60%目标下，2015年碳固持供需比分别为40.17%、31.59%，赤字区均主要分布在中东部地区。供需关系趋于紧张的主要原因是碳排放，尤其是工业碳排放量大幅增加。研究结果表明，缓解碳固持服务供需矛盾，除了增加碳汇空间外，应重点加快供需赤字区的产业转型发展；同时，也应从省内和省际等层面上建立基于碳固持服务的区域补偿机制和政策，以服务长三角一体化发展目标。

长江中游城市群大气环境容量演变特征分析

孙杰¹ ，任永建^2* ，高媛³

（1．湖北省信息与技术保障中心，湖北 武汉 430074；2.湖北省气象服务中心，湖北 武汉 430205；3.武汉区域气候中心，湖北 武汉 430074)

摘要： 为厘清长江中游各城市群大气环境容量的演变特征，为科学制定适应减缓的政策提供技术支撑。本研究基于1961～2016年气象台站定时观测资料，采用国标法计算了中游城市群近56 a大气稳定度、混合层厚度和大气环境容量系数。结果表明：近56 a来，中游城市群大气稳定度基本以中性类居多，稳定类次之，不稳定类最少。武汉城市圈中性类频率有显著的下降趋势，达到-3.4％/10a，不稳定和稳定类则表现显著的上升趋势，分别为1.9和1.5％/10a；环长株潭和环鄱阳湖城市圈的不稳定类频率变化均不明显；但中性类频率上升趋势显著，分别为0.3和1.2％/10a，稳定类频率呈显著下降趋势，分别为0.3和1.1％/10a。武汉城市圈春、夏季混合层厚度要高于秋、冬季；夏、秋、冬三季均呈现下降趋势，分别为0.1、6.0和43.9 m/10a，春季呈上升趋势，达到9.3 m/10a。环长株潭城市圈和环鄱阳湖城市圈四季混合层厚度均为下降趋势。年内大气环境容量系数呈倒“U”型分布，峰值出现在夏季，秋、冬季为低值时段；56 a来各城市圈大气环境容量系数逐渐下降，下降速率分别为1.6×104、0.9×104和1.8×104（km²/a）/10a。近56 a大气稳定度增加，混合层厚度下降以及风速减小是中游城市群大气环境容量系数减小、大气自净能力减弱的主要原因。