哈尼梯田景观格局对地表水δ18O海拔效应的影响

本研究以哈尼梯田文化景观遗产核心区的全福庄河小流域为对象,对在2015年5月—2016年4月间逐月采集的森林景观类型和梯田景观类型下12个样点的地表水样品进行氢氧稳定同位素组成和效应分析。结果表明: 1)在地表水氢氧稳定同位素组成上,森林斑块δ¹⁸O平均值小于梯田斑块,森林斑块δ¹⁸O随时间的变化幅度也小于梯田斑块;2)研究区地表水δ¹⁸O除8月和3月外,均具有显著的海拔效应,其一元线性回归方程为:δ¹⁸O=-0.012H+13.84(r=-0.83, n=12);3)地表水δ¹⁸O海拔梯度为-1.2‰·(100 m)^-1,但并不是受降水影响的“真”海拔梯度,而是森林斑块和梯田斑块间地表水δ¹⁸O景观梯度影响下的海拔梯度;4)在森林-梯田的景观格局组合下,森林斑块与梯田斑块间的地表水δ¹⁸O值差异增强了海拔效应。因此,当流域景观格局异质性强时,地表水稳定同位素效应会被强化或者出现完全相反的同位素效应。     

稳定氢氧同位素示踪水汽来源对哈尼梯田降水补给的影响

稳定氢氧同位素可有效示踪区域降水水汽来源,旱季降水补给对大规模哈尼梯田的持续存在具有重大影响。以哈尼梯田世界遗产核心区的全福庄河流域为研究对象,在2015年11月—2016年4月间的旱季期间逐月采集处于不同海拔的7个样点的降水样品42个,分析其稳定氢氧同位素组成的变化及其影响因子,并利用后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪其水汽来源。结果表明:1)该区局地大气降水线方程为δD=7.31δ¹⁸O+19.8 (R²=0.94,P<0.01,n=42),斜率较全球降水线小而截距偏大,说明研究区有多个水汽来源地。2)旱季降水δ¹⁸O和d-excess在前期快速富集,后期δ¹⁸O富集的速度减缓,d-excess则快速降低,体现出水汽来源具有时间差异,但两者在空间变化上不明显。3)旱季降水δ¹⁸O与降水量、温度和相对湿度的多元线性回归方程为:δ¹⁸O=-0.002P-0.86T-0.39H+38.22 (R²=0.96,P=0.05),表明其...     

哈尼梯田水源区大气降水氢氧同位素特征及水汽来源

基于哈尼梯田水源区 2014 年 6—8 月和 2015 年全年(共 15 个月)采集的 89 个事件降水同位素数据, 结合相关气象资料, 分析了降水中氢氧同位素组成的变化及其影响因子。利用后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪了梯田水源区降水的水汽来源。结果表明: 研究区大气降水中稳定同位素组成具有明显季节差异, 湿季(5 月—10 月)δ D 和 δ¹⁸O 贫化, d 值低; 干季(11 月至次年 4 月)δ D 和 δ¹⁸O 值相对偏正, d 值偏高。区域降水线的斜率和截距均低于全球和中国大气降水线。降水同位素组成存在一定的降水量效应, 但不存在温度效应。干季大气降水的水汽主要来源于西风带输送的印度洋水汽以及局地蒸发, 湿季的水汽主要来源于西太平洋和印度洋。     

哈尼梯田景观地表水营养物质的时空变化

云南哈尼梯田是一种山地农业景观,不仅具有良好的水土保持功能,而且有极高的美学价值.本文对元阳县全福庄小流域地表水的氮、磷营养物质进行了采样和分析.结果表明:梯田田水中总氮(TN)和总磷(TP)的含量及其变幅的空间分异都是春季高;梯田区河沟水中TN和TP含量都是夏季高,而含量变幅的空间分异则随采样时间的不同而有差异;森林区河沟水TN和TP含量均是夏季高,但其变幅的空间分异两者有较大差别;从小流域整体看,景观中营养物质较为贫乏,并存在营养物质含量随季节(时间)的变化而不同.营养物质含量变幅在空间上则表现出梯田田水>梯田区河沟水>森林区河沟水的特点,显示梯田景观中地表水营养物质具有复杂的时空变化特征.     

基于敏感度-主观偏好矩阵的哈尼梯田视觉景观关键区识别

以哈尼梯田遗产核心区主要视觉景观为研究对象,应用GIS技术选取相对坡度、相对距离和出现几率3个客观因子进行景观视觉敏感度分析,运用美景度评价法得到50名专业人士的主观偏好,综合景观视觉敏感度和主观偏好评分,构建敏感度-主观偏好矩阵,将哈尼梯田遗产核心区视觉景观划分为四个区域并提出相应的景观保护、规划建议。结果表明:老虎嘴、麻栗寨茶厂位于敏感度、偏好评价双高的"视觉景观关键区",多依树属于偏好评价高、敏感度低的"自然发展区",黄草岭是敏感度高、偏好评价低的"优先改进区",坝达、箐口、全福庄是敏感度、偏好评价双低的"次优先改进区"。通过构建矩阵结合主客观两方面的评价结果,GIS有效量化抽象的数据,偏好评价真实反映观景者内心感知,为当下的景观视觉评价提供思路。     

红河哈尼梯田遗产区生态系统服务价值外溢研究

传统农业生态系统服务的价值外溢效应评估有助于提高对该农业生态系统服务价值的正确认知,为合理规划区域社会经济产业结构以及生态安全布局提供科学依据。以云南省红河哈尼梯田遗产区为例,采用基于单位面积当量因子方法估算哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值,并采用市场价值法和旅行费用区间法估算梯田景观的生产服务价值和休闲旅游服务价值,厘清哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值特征,探究传统农业生产景观的服务价值外溢情况。结果表明：(1)1995—2018年,研究区土地利用总体变化不显著,而建设用地面积相对增加较多,变化率为59.3%;(2)哈尼梯田遗产区农业生态系统服务价值总量减少了811万元,变化率为0.6%;农业生态系统服务结构保持稳定,一级服务类型中,调节服务价值量最大,二级服务类型中,气候调节服务价值量最大,食物和原材料生产价值贡献率仅为6%,水资源供给服务价值为负值;(3)2018年元阳哈尼梯田景观的粮食生产服务价值为0.8×10⁸元,休闲旅游服务功能价值为1.3×10⁸元。元阳哈尼梯田生态旅游促进区域可持续发展,梯田农业生产景观具有明显的价值外溢效...     

哈尼梯田湿地生态系统的垂直特征

云南南部亚热带山区的哈尼梯田湿地分布于海拔144～2000m、坡度在15～75°的山坡上,具有独特的垂直特征,高程变化是其垂直特征的主要驱动力.从景观、类型、植被、水文和土壤几个方面论述了哈尼梯田的垂直特性.哈尼梯田湿地景观呈现"森林-村庄-梯田-河流"垂直特性.由低海拔到高海拔将哈尼梯田湿地划分为5个类型,不同类型上湿地植物--水稻的品种、栽培、耕作方式等均呈现垂直方向上的变化特征.哈尼梯田涵养水源的能力为5050m3/hm2,水质随海拔降低呈现"好-差-好"的垂直特征,这个变化过程反映了梯田湿地对污染物的强有效的降解作用,进入梯田的污染物的浓度随海拔降低呈指数级下降.通过多元统计法分析,得出土壤综合质量指数排序为神林或林地＞梯地＞梯田＞水源地,除水源地外,土壤有机质、全氮和全磷的含量以及综合质量基本呈现与海拔成正相关关系;全福庄土壤综合质量好于勐品土壤总和质量;哈尼梯田湿地的垂直特性是其区别于其它类型湿地的显著特征,分析和比较哈尼梯田湿地与平原稻田湿地和天然湿地在结构、功能和价值上的异同性,进一步突出了哈尼梯田的垂直特性.     

哈尼梯田生态系统土壤微生物量碳的影响因素

土壤微生物量碳（MBC,Microbial Biomass Carbon）是土壤微生物量的重要组成部分,也是土壤肥力变化的重要指标之一。哈尼梯田肥沃的土壤对哈尼梯田生态系统的维持与循环起到重要作用。以哈尼梯田水源区（乔木林、灌木林、荒草地）和梯田为研究对象,采用氯仿熏蒸法测定了4种不同土地利用类型0-20、20-40、40-60 cm 3个土层的土壤MBC,并分析了其与季节变化、地上植被及土壤理化性质之间的关系。结果表明：4种土地利用类型土壤MBC 3个土层皆以乔木林最高,其次是灌木林、荒草地、梯田,且4种土地利用类型土壤MBC含量都随土层深度的增加而减少,其中乔木林0-20 cm土层土壤MBC含量是40-60 cm土层的3.19倍。4种土地利用类型土壤MBC含量均具有明显的季节变化,总体呈"夏季偏高冬季偏低"的变化模式。相关分析表明,不同土地利用类型地上植被的多样性指数、盖度、优势种高度、枯落物层厚度与每一土层土壤MBC都具有很强的相互关系。土壤MBC与土壤有机碳和土壤孔隙度呈正相关性,与土壤容重呈负相关性。植被生长情况、土壤有机碳和孔隙度含量及季节变化是导致不同土地利用类型土壤微生物量碳差异的主要因素。     

哈尼梯田区不同旅游模式村寨土地利用变化对生态系统服务与人类福利的影响

区域旅游开发是驱动土地利用变化(LUCC)并影响生态系统服务及人类福利的重要因素。以红河哈尼梯田世界遗产区不同旅游发展模式的黄草岭村(观光和接待)和胜村(接待)为研究对象,解译获得两村2009年和2017年LUCC图并进行变化分析,再运用替代成本、市场价值和影子工程等定量方法评估两村生态系统服务价值及其变化。结果表明:(1)黄草岭村和胜村LUCC动态度分别为14.83%和5.64%,其中变化最大的建设用地在两村分别增加39.18%和23.68%。(2)黄草岭村因发展梯田观光旅游和林地面积的增加使其生态系统服务价值增长1520.77万元,而胜村则因耕地和林地面积的增加而增长374.93万元,其中林地价值最高。(3)单项生态系统服务价值中,黄草岭村因发展旅游其休闲娱乐价值增幅最大,为1249%,而胜村却没有增加,说明旅游发展模式对两村生态系统服务价值的增加影响较大。(4)黄草岭村和胜村的生态系统服务价值增加速率分别为1.5倍和1倍,旅游服务收入增加速率分别为18.7倍和4.1倍,单位土地面积的村民福利分别增加23.79万元hm^-2 a^-1和4.9...     

基于生态恢复和文化回归的梯田景观格局重建--以菲律宾科迪勒拉高山水稻梯田景观复兴为例

基于菲律宾科迪勒拉梯田景观遭到严重破坏、世界文化遗产受到威胁的现状,通过分析先人建立的"水源涵养林-木涌-聚落-梯田-水系"结构体系以及传统文化对梯田景观格局稳定性的保护和控制,剖析隐含在高山水稻梯田景观背后的生态技术和文化格局,了解和借鉴先人智慧,结合现状生态、社会问题和地区特征,分析梯田景观恢复的需求和挑战,运用景观生态学技术手段和对传统文化的唤醒,进行采伐迹地恢复、梯田景观恢复、灌溉体系修复、对抗外来物种入侵,借鉴传统管理模式建立适应新形势的社区管理和合理的旅游规划体系,重建"森林-木涌-聚落-梯田-水系"的景观生态格局,促进传统文化回归,实现高山梯田景观复兴与世界文化遗产保护。     

基于民族生态学视角的哈尼梯田农业生态系统水资源管理

作为山地农业的典型模式之一,哈尼梯田以其悠久历史和文化景观成为世界文化遗产和全球重要农业文化遗产。哈尼梯田农业生态系统的成功之处在于有效的水资源管理,但对其制度建设和生态文化内涵的综合分析尚待完善。基于民族生态学视角,结合生态学、民族学等自然科学和社会科学的理论与方法,对哈尼梯田水资源管理的制度建设及其生态文化内涵进行解读。研究表明,哈尼族社区通过以涵养和分配为核心的水资源管理制度建设完美地解决了水资源时空分布不均这一难题,而以迁徙文化、宗教文化、习惯法以及传统知识为支柱构建的生态文化体系则是保障水资源管理制度建设和有效实施的生态文化内涵。哈尼梯田水资源管理的制度建设与生态文化理念对于应对气候变化、促进农业可持续发展以及完善我国的水资源管理制度理论体系具有重要的借鉴价值。     

稳定氢氧同位素定量植物水分来源的不确定性解析

稳定氢氧同位素技术被广泛运用于生态系统、特别是干旱区生态系统中植物水分来源的研究,其理论假设为"水分被植物根系吸收并向木质部运输过程中不发生氢氧同位素分馏"。生态系统中不同水源的氢氧同位素组成普遍存在显著差异,为从水源混合体中区分出各水源的贡献率提供了前提条件。但在实际应用过程中,诸多因素导致稳定氢氧同位素技术定量植物水分来源的结果具有不确定性。综合已有研究并加以分析,举证说明植物吸收水分相对于水源同位素变化的滞后性、水源同位素的季节性变化、蒸发作用和水源之间的混合作用对水源同位素的影响等导致植物水分来源定量结果不确定性的几个因素,以期为今后稳定氢氧同位素技术在植物水分来源领域的应用提供参考。     

典型林区水分氢氧稳定同位素在土壤-植物-大气连续体中的分布特征

土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水循环是水文学和生态学研究的重要内容,氢氧稳定同位素在不同水体中组成特征的差异可以指示水分循环过程.本研究通过分析成都平原区亚热带常绿阔叶林中降水、土壤水、植物水的同位素组成,探讨SPAC系统中水分的氢氧稳定同位素演化特征,揭示区域水循环不同界面过程.结果 表明:研究区雨季大气降水线...     

植物水分来源稳定氢氧同位素偏移研究进展

稳定氢氧同位素技术能有效计算植物根系水分吸收量,确定植物水分来源贡献,评估植物水分利用策略,是生态水文学探究大气-植被-土壤系统水分传输过程机制的有效工具。然而土壤与木质部水稳定氢氧同位素比值(δ²H和δ¹⁸O)偏移造成植物水分来源贡献率计算偏差,引起氢氧同位素结果差异的原因尚不明晰。该文首先简要介绍氢氧稳定同位素比值偏移现象,其次沿水分在土壤-植物-大气连续体中的传输路径构建梳理框架,系统阐述了3个界面(植物-大气界面、土壤-大气界面和根系-土壤界面)与2个空间(植物体和土壤层)中引起δ²H与δ¹⁸O偏移的自然效应,同时概述了土壤与木质部样品提取与测定技术中引起δ²H与δ¹⁸O偏差的人为效应。最后,根据现有研究进展提出主要问题,从获取同位素时空数据,微尺度同位素偏移原因,提取与测定技术的优化三方面指出未来的发展方向。     

基于氢氧同位素技术的流域水源涵养研究进展

水源涵养有助于拦蓄降水、调节径流,影响着生态系统水文调节、水质净化等功能。在城市化及气候变化的背景下,水资源供需矛盾、水体污染等生态环境问题不断加剧。深入理解流域水源涵养过程、能力及作用是防治上述生态环境问题的基础。随着同位素水文学的发展,同位素技术在水文水资源的研究中的优越性逐渐得到凸显。氢氧同位素是天然示踪剂,在水分溯源、水分滞留时间估算等方面具有独特优势。但相关研究多关注水文过程的某一具体方面,没有形成系统、明确的水源涵养研究框架。为更好地促进氢氧同位素技术在水源涵养研究中的应用,研究总结了应用氢氧同位素技术刻画水源涵养过程、能力和作用的相关研究。从水源涵养的能力估算、过程刻画、水源涵养的"蓝""绿"作用等方面,梳理了基于氢氧同位素技术的水源涵养研究框架,明确了本领域亟待加强的研究方向。研究对于理解流域水源涵养的机理、科学评估水源涵养服务价值等方面具有重要的理论和实践意义。