Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2024-04-01 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：耕地保护关系到国家粮食安全和经济社会可持续发展，对生态环境保护具有重要作用，快速精准的获取耕地土壤盐分含量及空间分布信息是耕地保护的必然要求。以宁夏平罗县为研究区，利用Landsat 9 OLI和Sentinel-1遥感影像，提取光谱指数和雷达极化组合指数，基于变量投影重要性法与灰度关联法筛选特征变量，然后运用反向传播神经网络、支持向量机和随机森林3种机器学习算法构建模型，并用最佳模型反演耕地土壤含盐量空间分布情况。结果表明：（1）利用变量投影重要性法筛选变量建立的模型验证集决定系数（R2）大于灰度关联法筛选变量建立的模型。（2）利用随机森林算法，组合光谱指数和雷达极化组合指数协同反演模型效果最佳，建模集R2为0.791，均方根误差（RMSE）为1.016，R2较单一数据源模型分别提高0.065和0.085，RMSE分别降低0.147和0.189；验证集R2为0.780，RMSE为1.132，R2较单一数据源模型分别提高0.091和0.237，RMSE分别降低0.175和0.377。（3）平罗县耕地轻度盐渍化和中度盐渍化土壤分布范围广，占比分别为23.77%和33.54%，重度盐渍化达15.37%。研究结果发现，组合多源遥感数据建模能够有效提高土壤含盐量反演精度，可为干旱区耕地土壤含盐量的反演和当地农业可持续发展提供有效的技术参考。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2023-12-06 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：土地利用变化是影响区域碳排放的关键因素之一，研究土地利用碳排放时空格局变化，对合理配置土地资源、提高土地利用效率、实现节能减排具有重要意义。基于宁夏19902020年22个县域单元土地利用和能源数据，综合应用碳排放风险指数和碳足迹压力指数分析了宁夏各县土地利用变化和碳排放空间分异及土地利用碳排放风险。结果表明：（1） 19902020年宁夏土地利用变化较为强烈，建设用地动态度最大，面积增加了1578.48 km2。（2） 近30 a宁夏土地利用碳排放量净增加了4969.25104 t，其中建设用地碳排放占碳排放总量的比例超过86%；碳吸收增加了23.76104 t，以林地碳吸收为主，占碳吸收总量的75%以上，呈局部集聚、整体分散的格局。（3） 宁夏各县区土地利用碳排放呈增加态势，但差异较大，空间上形成沿黄县区碳排放量高于中、南部各县区的分布格局。（4） 宁夏各县区土地利用碳排放风险和压力较大，生态系统碳平衡失调。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2023-09-19 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：研究生态移民村镇居民居住满意度，提升生态移民居住环境质量，具有一定的理论与现实意义。以宁夏典型的生态移民村镇为研究区，基于访谈式问卷，利用结构方程模型，构建居住满意度指标体系，探讨居民居住满意度特征及影响因素。结果表明：（1） 生态移民村镇居民居住满意度总体较高；公共空间、配套设施以及环境状况3个维度满意度水平略低，居住满意度由高到低依次为镇北堡镇、星海镇、红寺堡镇、兴泾镇。（2） 不同群体居民的满意度均值均大于3.5，满意度水平较高，但不同属性的居民群体之间存在较大差异，中青年、家庭负担系数大、受教育程度较高、迁入时长超过30 a、不愿意永久居住和感到住房拥挤的这几类居民居住满意度感知较低。（3） 生态移民村镇居民居住满意度受邻里环境、组织管理、公共空间、环境状况和配套设施5个方面的影响。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2023-08-01 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：精准动态监测干旱胁迫下的玉米冠层叶绿素相对含量对提高我国玉米旱灾预警水平、实现田间精准灌溉具有重要的指示作用。以无人机多光谱影像为数据源，选用多种具有明确物理意义且与玉米冠层叶绿素相对含量SPAD（Soil and plant analyzer development）值相关性强的植被指数，利用多元逐步回归、支持向量机、BP神经网络（Back propagation neural network，BPNN）建立玉米冠层SPAD值的遥感监测模型并验证，选取最优估测模型提取各生育期不同程度干旱胁迫下的玉米冠层SPAD值，分析不同生育期玉米冠层SPAD值变化，探究不同干旱胁迫程度对玉米冠层SPAD值的影响。结果表明：不同生育期的玉米冠层叶绿素敏感的植被指数不同，且各生育期估测能力最优的反演模型不同。对比3种建模方法，BPNN模型的建模结果及验证结果最优，说明其估测能力及稳定性表现最好，可以作为基于无人机多光谱的玉米冠层SPAD值建模的优选方法。此外，干旱胁迫会降低玉米冠层SPAD值遥感监测模型的估测精度，对苗期的影响最为显著。轻度干旱对玉米冠层SPAD值影响不显著，可见玉米对干旱胁迫具有一定的适应性和抗逆性。因此，基于植被指数的BPNN模型可以更好地估算SPAD值，为基于无人机遥感的SPAD值监测提供一种新途径，为干旱胁迫下夏玉米冠层SPAD值的无损监测以及田间水分精准管理提供参考。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2023-04-07 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract： Habitat quality is an important basis for human well-being and regional sustainable development and has important practical significance for protecting regional biodiversity, improving regional ecosystem services, and building regional ecological security patterns. Based on the three-phase land use raster data from 2000, 2010, and 2020, this study comprehensively applied the InVEST model, topographic position index, distribution index, geographic detector, and spatial statistical analysis methods to analyze the spatiotemporal evolution characteristics and spatial distribution of habitat quality in the Weihe River Basin in China. The pattern and its topographic gradient effects and influencing factors were comprehensively analyzed. The results are as follows: (1) From 2000 to 2020, the habitat quality index of the Weihe River Basin exhibited a yearly increasing trend. The habitat quality index increased from 0.607 to 0.624, and the growth rate was 2.463%. It showed a polarized distribution pattern in space. The area of low habitat quality and high habitat quality continued to increase, whereas the area of medium and good habitat quality decreased. (2) The spatial distribution pattern of habitat quality in the Weihe River Basin was significantly affected by topographic factors, with a significant topographic gradient effect. It is extensively distributed on the topographic gradient, and its distribution index is the highest, whereas high habitat quality occupies a dominant position on the high topographic gradient. (3) From the perspective of different influencing factors, the land use type is the main reason for the spatial differentiation pattern of habitat quality in the Weihe River Basin. Influencing factors and the interaction of any two factors on the spatial differentiation of habitat quality have a greater impact than the independent effect of a single driving factor. Among them, the interactive determinants of land use type and natural factors such as rainfall, temperature, altitude, and normalized vegetation index are >0.6. The research results can provide scientific theoretical and decision support for the sustainable development of the Weihe River Basin, as well as ecological protection and high-quality development.
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science submitted time 2023-02-27 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract： Soil salinization can hinder agricultural development. In this study, the degree of regional soil salinization was obtained to provide a theoretical reference for improving agricultural land quality. Using Yinchuan Plain of China as the study area with a grid size of 5 km×5 km, the soil salinity data of 166 sampling points at different depths were obtained. Combined with the Landsat 8 OLI image corresponding to the sampling time, the salt influence factor and salt index were used as input parameters, respectively, and soil salinity at field sampling points was used as output layer parameters. Support vector machine, back propagation neural network, and Bayesian neural network (BNN) were established as soil salinity inversion models. The determination coefficient and root mean square error of the different models were compared to screen the best model. Finally, soil salinization inversion at different depths was performed in the study area. The following results were obtained: (1) In the 0-20 cm soil salinity inversion model, the BNN model based on the influence factor variable group of salinization was the best, with a coefficient of determination (R2 ) and root mean square error (RMSE) of 0.618 and 2.986, respectively; the best inversion result of 20-40 cm soil salinity was the BNN model based on the salt index variable group (R2 =0.651; RMSE=1.947); the comparative analysis of the modeling and verification effects of different variables of the selected algorithms revealed that the BNN model was the best inversion model with a better fitting degree than the other two models, and the introduction of a neural network had certain advantages in the model construction. (2) Non- salinized and mildly salinized soils were the main soil types in Yinchuan Plain. Soil salinization showed a low trend in the south and a high trend in the north. The 20-40 cm soil salinization was found to be lighter than the 0-20 cm soil salinization.
Subjects: Biology >> Ecology submitted time 2022-08-09 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：为探讨全球气候变化背景下多元线性混合模型（IsoSource）和贝叶斯混合模型（MixSIAR）解析宁夏河东沙地柠条绵鸡儿（Caragana korshinskii）水分利用策略差异及适用性，利用氢氧稳定同位素技术，结合直接对比法、IsoSource模型和MixSIAR模型对比分析不同坡度（6、10、16和24）样地柠条绵鸡儿在生长季不同时期对各潜在水源的利用率，并评估两种模型的植物水分溯源效果。结果表明：柠条绵鸡儿对不同土层深度土壤水的利用存在明显的季节性差异，生长季初期，随着坡度的增大，柠条绵鸡儿对中层土壤水的利用率呈现出先增大后减小的趋势；生长季中期，随坡度增大，柠条绵鸡儿主要水分来源由深层土壤转移至浅层土壤；生长季后期，柠条绵鸡儿主要水分来源随着坡度的增大由浅层土壤转移至深层土壤。基于直接对比法的定性判断结果，IsoSource模型和MixSIAR模型计算坡度6、10和16样地柠条锦鸡儿主要水分来源利用率的适用性均较高；而Mix⁃SIAR模型计算坡度24样地柠条绵鸡儿主要的水分来源以及其贡献率具有更高的可靠性。Iso⁃Source模型更适合解析较小坡度（6和16）样地柠条绵鸡儿的水分利用策略；而MixSIAR模型解析较大坡度（10和24）样地柠条绵鸡儿水分利用策略的适用性更好。研究结果可为我国干旱区植物水分来源鉴别方法的选择提供科学参考。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2022-08-09 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：为定量区分退耕还林还草背景下北方典型农牧交错带植被变化过程中气候变化和人类活动的相对贡献率，以宁夏盐池县20002020年植被变化为研究对象，基于MODIS13Q1-NDVI数据、地表覆盖数据和气象数据，采用Thornthwaite 纪念模型和CASA（Carnegie- ames- stanford ap⁃proach）模型分别估算了逐年的潜在净初级生产力（Potential net primary productivity, PNPP）和实际净初级生产力（Actual net primary productivity, ANPP）。综合运用趋势分析、相关分析和差值比较法分析了20002020年盐池县净初级生产力（Net primary productivity, NPP）时空变化特征及其驱动力，并定量确定了气候因子和人类活动对盐池县植被变化的相对贡献率。结果表明：（1）在20002020年盐池县NPP总体呈上升趋势，但存在着显著的空间异质性，主要表现为植被NPP改善区面积远大于NPP退化区面积，且改善或退化程度也存在显著的空间分异。植被改善区主要分布于荒漠、荒漠草原等退耕还林还草工程区域和灌溉区，而植被退化区则分布于荒漠和荒漠草原的边缘地带。（2）植被变化归因分析表明，在植被改善区，气候变化和人类活动共同主导驱动了植被的改善，但气候变化的相对贡献率（59.77%）大于人类活动的相对贡献率（40.23%），而在植被退化区，人类活动的相对贡献率（91.77%）则显著高于气候变化的相对贡献率（8.23%）。（3）驱动力分析表明，研究区植被NPP变化与降水量呈显著正相关，而与气温的相关性较弱；而人类活动是驱动植被退化区NPP下降的主要原因，但负向影响力有所减弱。总体而言，气候变化是植被改善区的主要驱动力，而人类活动是植被退化区的主要驱动因素，两者共同作用则使盐池县整体生态环境得以改善。
Subjects: Geosciences >> Geography submitted time 2022-02-11 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：资源环境承载力是限制旱区区域社会经济发展的重要因素，厘清资源环境承载力状态，探究典型地区乡村振兴的资源环境分布特征及问题所在，是新时期旱区科学实施乡村振兴的基础。 以宁夏为例，基于资源环境承载力PS-DR-DP（压力-支撑力；破坏力-恢复力；退化力-提升力）正六边形相互作用力模型以及3对相互作用力内部的协调发展状况研究，探究干旱地区实现乡村振兴的路径。结果表明：宁夏资源环境承载力较弱，3对相互作用力内部协调发展度在各县域有明显的差异，北部沿黄灌区承载力高于南部山区承载力，资源型城市生态环境破坏严重，总体上宁夏全 区资源环境承载力的发展度都较低。针对每个区域资源环境承载力的优势和劣势，将宁夏分为高承载-集聚提升区、高承载-特色保护区、中承载-生态恢复区和低承载-生态保育区4个区域。实现乡村振兴战略不仅要在宏观层面上谋划振兴路径，还要根据各区域的资源环境承载能力进行调 控以促进乡村地区社会经济可持续发展。
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences submitted time 2022-01-21 Cooperative journals: 《干旱区地理》
Abstract：为揭示银川平原降水稳定同位素的时间尺度效应及水汽来源，采用后向轨迹模型聚类分析法、潜在源贡献分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）解析水汽来源及潜在蒸发源区。结果表明：（1）银川平原降水氢氧稳定同位素组成存在明显的季节性变化，冬半年降水氢氧稳定同位素组成（-38.651.6和-4.55.2）明显偏正于夏半年（-40.917.7和-5.73.0）；不同时段下，局地大气降水线（LMWL）具有显著差异，夏半年LMWL的斜率、截距（5.43、-9.71）低于冬半年的斜率、截距（9.10、5.08）和银川平原全年LMWL的斜率、截距（6.79、-2.79）。（2）在全年、夏半年和冬半年，降水中18O 的气温效应显著，气温效应分别为（0.4730.210）℃- 1、（0.2580.037）℃-1和（0.2110.031）℃-1，降水量效应不显著。（3）在夏半年和冬半年，研究区降水的水汽来源主要为西风水汽，同时受局地蒸发水汽的影响。夏半年，水汽蒸发源区主要分布在研究区周边地区及西部、西南部和南部；冬半年主要分布在研究区周边地区和西部。研究结果可为干旱地区利用稳定同位素技术鉴别水汽来源方法的选择提供理论依据。
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