基于土地生态要素分区的坝上生态用地生态服务价值分析

坝上地区是京津冀地区的重要生态屏障,也是京津冀的重要水源涵养地和生物多样性保护重要基地,对保障京津冀地区的生态安全和水资源供给有着不可替代的作用。本研究运用软件ARCGIS 10.2,将坝上地区的土壤类型与地貌类型两大主要土地生态要素进行叠加,划分典型类型区,并结合现行的土地利用分类系统和生态系统服务功能,构建生态用地分类体系,在此基础上,以粮食单产进行区位修订,采用当量因子法估算2015年坝上各类型分区内生态用地的生态系统服务价值,以期为坝上地区的生态用地格局规划与区域生态保护管理政策制定提供理论依据。结果表明:1)河北省坝上地区粮食单产大体趋势是自中部向两翼方向逐渐递增,高产区主要是东南部的褐土侵蚀剥蚀低山类型区和褐土侵蚀剥蚀中山类型区,产量高达5 000 kg×hm~(-2)以上;低产区则是主要位于西南的张北县栗钙土玄武岩台地类型区和尚义县粗骨土侵蚀剥蚀中山类型区,产量不足2 500 kg×hm~(-2)。2)河北省坝上生态用地类型以草地和林地为主,两者面积之和占总面积的73.95%。沼泽土侵蚀剥蚀中山类型区、沼泽土冲积风积高原类型区、灰色森林土侵蚀剥蚀中山类型区以及灰色森林土冲积风积高原类型区的生态用地面积占其类型区总面积的95%以上,而盐土湖积高原类型区的生态用地所占比例最小,仅占39.74%。3)2015年坝上生态服务总价值高达634.77亿元,其中坝上地区东部的棕壤侵蚀剥蚀中山类型区生态服务价值最大,主要由林地提供;位于西北部的盐土湖积高原类型区生态服务价值最小,基本为草地所提供。本研究表明,不同的土壤类型和地貌类型均影响着土地生产能力的大小,从而影响着该地区的生态系统服务价值大小。     

天津市土壤磷素状况的研究

天津市位于华北平原的东北部,总面积为11660平方公里。有棕壤、褐土、潮土、湿土、盐土和水稻土等六个土类。潮土约占总面积的75%;分步在山地丘陵和洪积平原上的褐土约占7%,这两类土壤是我市承担种植业的主要土地资源。     

河北省典型土壤磷库状况及对长期施磷和秸秆还田的响应

通过大面积田间土壤养分测定及与1978年第二次土壤普查结果比较,系统研究了河北省不同农业生态类型区典型褐土、潮土、水稻土土壤磷素状况及其演变规律,并基于肥料定位试验系统研究了河北省典型褐土、潮土上长期施用磷肥、秸秆还田对土壤各形态磷库的影响。结果表明:河北省主要农业生态类型区土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P含量均表现为太行山山麓平原褐土区海河冲积低平原潮土区冀东滨海平原水稻土区。1978年二次土壤普查至2014年的36年间,褐土、潮土、水稻土土壤全磷分别增加66.5%、32.8%、23.2%;Olsen-P分别增加了444.9%、533.4%和171.8%,有效磷占全磷的比重呈逐渐增加趋势。太行山山麓平原典型褐土上连续7年施用P2O575~210 kg/hm2,与P1相比,土壤Olsen-P占全磷比重以及Ca2-P、Ca8-P占全磷、无机磷的比重均随磷用量的增加呈增加趋势,O-P占无机磷比重随磷肥用量的增加呈降低趋势。山麓平原典型潮土中小麦秸秆还田22年,土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P无显著增加,土壤无机磷中Ca2-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P均无显著变化,Ca8-P显著增加。     

长期施肥对山东三大土类钾有效性及小麦产量的影响

钾是许多地区限制农业生产的主要因素之一,研究如何合理施肥提高土壤供钾能力和钾有效性,对提高作物产量十分必要。利用山东省三大土类25年长期定位肥料试验,探讨了不同施肥措施对山东省棕壤、潮土和褐土三大土类土壤钾有效性和钾素效应的影响。结果表明,长期不施用钾肥处理的土壤速效钾含量均有不同程度下降,三大土壤的速效钾亏缺顺序为棕壤〉潮土〉褐土。施钾处理的速效钾含量均明显高于不施钾处理,且NK处理的速效钾含量明显高于NPK处理。各土壤NP和NPK处理的小麦产量明显高于其他处理。棕壤在施氮和氮磷的基础上增施钾肥能明显提高小麦产量;潮土和褐土在施用氮磷的基础上增施钾肥一定程度上可提高小麦产量,在施氮的基础上增施钾肥对小麦产量无明显提高。     

中南丘陵区不同土壤类型下的土地利用景观格局分析

应用RS,GIS,Fragstats软件研究了醴陵市土壤类型和景观格局、景观指数的关系。结果表明:(1)醴陵市主要土壤类型是红壤和水稻土;景观类型以林地和水田为主,各景观分布的主要土壤类型为红壤与水稻土,景观斑块类型在各土壤类型区存在明显差异;(2)土地利用景观多样性指数和均匀度为:紫色土>水稻土>红壤>河潮土>黄壤,优势度则相反;(3)各土壤类型区形状指数变化很小,分维数一致;(4)各土壤类型区的廊道密度指数为:紫色土>水稻土>河潮土>红壤>黄壤,差异较大。     

石油污染物对山东省三种类型土壤微生物种群及土壤酶活性的影响

利用胜利油田开采区的含油污泥,对山东省三种主要类型的土壤混入不同含量的含油污泥后造成的微生态变化进行了试验研究,从土壤微生物种群数量和土壤酶活性的角度评价了含油污泥对土壤生态系统的影响。结果表明三种不同类型的土壤,其微生物区系和部分土壤酶活性受不同含量的石油污染物影响程度不同。其中棕壤的微生物区系受土壤总石油烃TPH(Total petroleum hydrocarbon)的变化影响较小,对石油烃造成的微生态影响的修复能力较强,可以作为植物修复石油污染土壤的首要选择土壤类型。石油烃含量对三大类微生物类群变化的影响,以放线菌最为显著,当土壤石油烃含量为500mgkg-1时,潮土、褐土和棕壤的放线菌总数分别下降了80%、85%和89%,石油烃含量对褐土和棕壤真菌数量的影响较小。三种类型土壤淀粉酶和脲酶酶活性随石油烃含量的变化表明,潮土和褐土的淀粉酶酶活性受石油烃含量影响显著,可以作为这两类土壤石油污染程度的敏感生化指标。     

区域土壤标本的采集、制作与展列

土壤标本不仅是土壤科学教学中的一种很有价值的直观教具,还可用于土壤鉴定和比较研究。本研究采用"板底粘结薄层土壤整段标本"法,在山东省棕壤、褐土、砂姜黑土、潮土、风沙土、滨海盐土和水稻土等主要土类的典型分布区域采集、制作了土壤整段标本;历经2年时间完成了土壤标本及其结构、新生体的采集、制作和展列,即野外采集、实验室加工成土壤标本,并在展室展示,为土壤科学教学和科研提供了新的途径。     

经济快速发展地区土地利用结构信息熵变化及其动因分析——以昆山市为例

信息熵可以作为土地利用结构有序性的一种度量。在收集相关数据的基础上,对经济发达地区之一的昆山市土地利用结构信息熵变化进行了分析。自1994年以来,昆山市土地利用结构信息熵总体上呈逐渐上升趋势,即土地利用有序度逐渐降低。在空间上,城市及城郊类型区的土地利用结构信息熵最大,其次是中部工业用地类型区和北部旅游类型区,南部旅游类型区信息熵值最小;各个镇之间土地利用结构信息熵也具有明显差异。最后,对土地利用结构信息熵分异的动因进行了分析,结果发现:经济发展、人口增长、城市化、工业化和政治经济政策对土地利用结构信息熵的变化有显著影响,经济因素与土地利用结构信息熵具有最大的相关性,其后依次为人口因素、工业化程度和城市化水平。     

淳安县土地利用景观格局特征及其生态效应研究

以淳安县2004年土地利用现状图为基本数据,采用景观生态学的空间格局指数法分析研究区土地利用景观格局特征,从生态系统服务功能角度衡量土地利用景观的生态服务价值,评价研究区土地的生态效应。尝试将二者有机结合起来研究,为淳安县土地资源的合理利用、生态环境保护及景观生态规划等工作提供科学依据。研究结果表明：淳安县土地利用方式以林地和水体为主;景观多样性较低,景观分布均匀而异质性较弱;景观破碎化程度和分离程度均较低,说明本区景观比较完整但复杂程度不高;土地利用结构不尽合理。在现有土地利用景观格局下,淳安县土地利用景观的生态效应较低,生态价值较高的区域主要分布在林地、园地和水体用地区,不同地理区域间生态服务价值存在较大差异。     

豫东北黄泛区易风蚀性土壤特征

为分析不同土壤类型的性质、界定易风蚀性土壤类型并探索其特征，选取豫东北黄泛区为研究区域，采用野外取样、室内试验分析结合的方法测定土壤颗粒粒径、可蚀性因子K值等指标，界定区域易风蚀性土壤类型，并分析其空间分布特征。结果表明：（1）从土类看，豫东北黄泛区4种土类，以潮土为主，占区域面积的65.57%；从亚类看，共11种土壤亚类，以小两合土、沙土为主，占区域面积的59.76%。（2）土壤颗粒粒径组成上，沙土、草甸风沙土、盐化潮土、淤土等类型以砂粒为主；其余类型以粉粒为主。沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土等类型易蚀颗粒含量较高，处于28.30%~31.36%范围内。草甸碱土、两合土、小两合土的土壤可蚀性因子K值相对较高，范围为0.038~0.041。（3）综合考虑易蚀颗粒含量≥25%和可蚀性属中等及以上2个指标，将沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土、脱潮土界定为区域易风蚀性土壤。易风蚀性土壤面积占研究区的41.79%，主要分布在中牟县、祥符区、尉氏县等区域。研究结果可为黄泛区后续土壤研究及风蚀防治提供参考和科学依据。     

地下金属管道在我国几类主要土壤中的腐蚀状况及其与土壤性质的关系

地下金属管道在滨海盐土、盐化潮土及黄潮土等弱度淋溶型土壤中腐蚀严重,10年内即可出现多处穿孔,最大孔蚀速率可达1.5毫米/年。穿孔多少主要与土壤的电阻率、含盐量和含氯量有关,其中氯离子含量的影响最大。在砂姜土、棕壤、黄垆土、褐土、栗钙土等中度淋溶型土壤中腐蚀较轻,一般10年内不会出现穿孔。强度淋溶的鳝血水稻土、红壤性、赤红壤性水稻土及赤红壤腐蚀最轻,最大孔蚀速率<0.01毫米/年。处于嫌气状态的南方沼泽性水稻土地区,由于出现微生物腐蚀,最大孔蚀速率可达0.5毫米/年。     

ASI法速测土壤指标与植物N吸收的相关性研究

本研究选用ASI法对山西褐土41个、河南潮土73个、辽宁棕壤43个、黑龙江黑土69个土样进行了土壤硝态N(ASI-NO3--N)、铵态N(ASI-NH4+-N)、碱溶有机质(ASI-OM)的测定,同时用常规方法测定了碱解N和有机质。并对测定值进行了相关性分析。同时选取土壤进行盆栽试验以验证ASI法测定值与植物吸N量的相关性。结果表明:四类土壤ASI-NO3--N与碱解N测定结果达到了极显著相关(褐土r=0.89**,潮土r=0.79**,棕壤r=0.90**,r=0.47**),四类土壤ASI-OM与常规方法有机质测定结果均达到了极显著正相关(褐土r=0.92**,潮土r=0.88**,棕壤r=0.93**,黑土r=0.96**),ASI-NH4+-N与碱解N测定结果也均达到了极显著正相关(褐土r=0.76**,潮土r=0.64**,棕壤r=0.97**,黑土r=0.61**)。褐土、棕壤土壤ASI-NO3--N含量与植物吸N量呈极显著正相关(P<0.01),潮土、黑土土壤ASI-NO3--N含量与植物吸N量呈显著正相关(P<0.05)。褐土、棕壤土壤ASI-NH4+-N含量与植物吸N量呈显著正相关(P<0.05),潮土、黑土土壤ASI-NH4+-N含量与植物吸N量相关性不显著(P>0.05)。除褐土土壤ASI-OM含量与植物吸N量呈显著正相关外(P<0.05),潮土、棕壤、黑土土壤ASI-OM含量与植物吸N量相关性不显著(P>0.05)。     

山东省土壤酸化特征及其影响因素分析

为弄清山东省土壤酸化状况,采用统计分析和空间分析方法,对山东省测土配方施肥项目数据进行分析,并与第2次全国土壤普查的部分数据作比较,分析山东省不同区域、不同土地利用类型、不同土类的土壤酸化状况。结果表明:1)山东省的酸化土壤面积为126.4万hm2,占全省土壤面积的8.13%,与第2次全国土壤普查相比,酸化面积增加了8.07%;2)山东省土壤p H值呈现自西向东、由北向南逐渐减小的趋势,酸化土壤集中分布在鲁东和鲁南地区的威海市、烟台市、日照市、青岛市和临沂市;3)不同土地利用类型中,园地中的茶园酸化程度较重,耕地酸化程度最轻;4)不同土类中,棕壤酸化程度最重,潮土酸化程度最轻。山东省土壤酸化呈现严重的趋势,其自然地理气候条件、不同土地利用方式以及施肥管理等是可能导致土壤酸化的主要原因。     

近20年山东省典型农田土壤中重金属含量变化特征及积累速率估计

以山东省基本农田为研究对象,于2009年采集60个0 ～ 20 cm耕层土壤样本,分析了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd有效态含量和全量,并与1989年调查资料比较,研究近20年山东省土壤重金属全量和有效态含量变化特征.结果表明:山东省农田土壤Zn、Cu、Pb全量均有样点超过国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995),其中有28.78％的样点Cu超标,5.26％的样点Zn超标,8.00％的样点Pb超标,所有调查样点均未发现Cd超标.近20年,山东省农田土壤中Pb全量变化幅度最大,与1989年相比,褐土区增加了5.81倍;Cd全量在棕壤中变化幅度最小,仅增加了1.33倍.Zn、Cu、Pb、Cd全量在3种土壤中变化幅度为:褐土＞潮土＞棕壤.与1989年相比,山东省农田土壤有效态Cu含量增加1.22 ～ 1.70倍,Zn增加了11.50 ～ 16.60倍.山东省土壤重金属积累速率,褐土≈潮土＞棕壤.Cu、Zn、Pb的积累速率和年变化速率明显高于20世纪七八十年代太湖地区水稻土,Cd的积累速率和年变化率远远低于太湖地区水稻土.     

旱作区典型土类穿透阻力分布特征及耕层厚度确定

为探明不同土类的穿透阻力变化特征与影响因素,针对中国黄淮海旱作区与东北旱作区的潮土、褐土、黑土、黑钙土、砂姜黑土与棕壤共6种典型土壤,测定了0—40 cm穿透阻力,分析其垂直分布特征,建模分析了0-20 cm内穿透阻力与土壤理化性质(含水量、容重、质地、有机质含量)的量化关系,基于趋势分析,确定了不同土类的耕层厚度。结果表明:(1)在0—40 cm土层内,穿透阻力有着随土层深度的增加先增加后稳定的特征。平均穿透阻力最小的土类和亚类分别为黑钙土1.188 MPa和普通暗潮土0.819 MPa,最大的为褐土1.706 MPa和壤质石灰性潮土1.829 MPa。(2)在0—20 cm范围内,针对不同土类,不同建模方法的建模效果不同,偏最小二乘回归适用于潮土、黑土、棕壤,对褐土、砂姜黑土使用多元线性回归效果较好,随机森林回归则适用于黑钙土。开发的经验公式有助于阐明穿透阻力的变化因素。(3)Mann-Kendall法和Pettitt法可以客观地确定并检验耕层厚度,旱作区典型土类耕层厚度从大到小依次为褐土22.5 cm,潮土21.5 cm,棕壤20.0 cm,黑钙土16.0 cm,砂姜黑土15.0 cm,黑土14.0 cm,褐土、潮土、棕壤区可适当深耕,种植根系发达的作物,黑钙土、砂礓黑土、黑土区需要多加保护,减少大规模农机的使用。     

怀来县土地利用/覆被变化及生态系统服务价值时空演变

为了揭示土地利用与生态环境之间的关系,指导区域土地合理利用,以怀来县为研究区,通过对1992年、2002年、2012年的Landsat TM遥感影像数据进行处理,利用土地利用变化强度指数分析怀来县近20年的土地利用类型间的变化强度,构建了生态系统服务价值的动态测算模型,引入动态度与相对变化率指数,对县域内近20年各地类以及各乡镇的生态系统服务价值的变化进行时空分异特征进行分析。结果表明:近20年怀来县土地利用整体呈现"三增两减"的趋势,即园地、林地、建设用地面积增长,分别增长了19.98%,5.66%,90.76%;水域、耕地面积减少,分别减少68.90%,23.27%。建设用地、耕地在近20年生态系统服务价值变化最大,即变化最剧烈,林地、园地变化相对较小;北部山地丘陵区与南部低山丘陵区的生态系统服务价值变化率较高,中部平原区变化率较小。     

城乡交错带土地利用变化及其生态效应

以泰安市岱岳区为例,运用1990年和2003年的土地利用数据,采用GIS与实地调查相结合,运用Costanza等提出的生态服务价值系数,分析了城乡交错带土地利用变化与生态服务价值的响应。结果表明：研究区1990～2003年间,建设用地、园地、水域呈增加趋势。林地、耕地、未利用土地呈减少趋势。区域生态服务总价值随土地利用类型的变化而变化,生态服务功能在气候调节、气体调节、废物处理、土壤形成与保护和食物生产等方面有所下降,而在娱乐休闲、侵蚀控制和原材料方面生态服务功能增强,说明城市的快速发展在一定程度上影响了城乡交错带的生态环境。     

北京区位土地利用与生态服务价值变化研究

不同区位土地利用随城市化发展改变，生态服务价值随之改变，生态服务价值变化决定着区域的可持续发展。该文对生态服务价值核算方法——偿付意愿法进行经济学分析，利用经济学模型对其修正，得到北京单位生态服务价值。在此基础上，核算1993～2003年北京不同区位土地利用和生态服务价值变化情况，分析不同区位土地利用结构对生态服务价值的影响。研究表明土地利用结构决定生态服务价值，生态服务价值反映了土地利用结构的生态优劣；文中探讨了不同区位生态服务提高的土地利用结构调整方法，提出生态服务可持续发展的北京土地利用调整措施。     

基于信息熵与空间洛伦兹曲线的土地利用空间结构分析——以重庆市合川区为例

结合重庆市合川区2009年土地利用数据,运用信息熵、均匀度、优势度及空间洛伦茨兹曲线等方法,对其土地利用现状、存在问题及土地利用结构进行了分析,研究了合川区30个街镇土地利用空间布局,这对于引导合川区土地利用结构的合理化与土地利用的可持续发展具有重要的意义。结果表明:（1）合川区土地利用结构信息熵在空间上差异性明显,总体上可以分为信息熵高值区、信息熵中值区和信息熵低值区,三者的土地利用结构均衡程度逐步降低;（2）合川耕地与其他用地的分布较为均衡,园地、林地和牧草地的分布则相对集中;（3）合川区30个街镇具有各自的土地利用特色,充分利用区域资源优势,发展特色产业,进而优化土地利用结构。     

利用生态系统服务价值评估土地利用规划生态效应(英文)

基于土地利用多功能性,以生态服务价值系数为基础,构建不同土地利用类型生态服务价值修正系数。以地处三峡库区腹心地带的重庆市云阳县为例,从生态系统服务价值以及景观格局视角定量估算三峡库区生态屏障区土地利用规划生态效应。结果表明:至2020年云阳县三峡库区生态屏障区初步构建一个以"林地为骨架,耕地、园地、草地为补充"的生态系统服务格局;以土地生态功能建设为导向的土地利用规划能够快速提升生态屏障区生态系统服务价值,增强屏障区调节气候、保持土壤、维护生物多样性等方面能力,云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务总价值从2010年的15.53亿元提升到2020年的19.98亿元,年均变化率达到2.87%;云阳县三峡库区生态屏障区生态系统服务价值及其调节服务和支持服务价值表现出显著地空间分异特征,其中磨刀溪流域生态系统服务价值提升幅度最大,澎溪河流域次之,长江沿岸生态服务系统价值保持稳定增长,而长滩河流域变化不大;磨刀溪流域和澎溪河流域是规划期内云阳县生态屏障区土地生态功能建设的重点区域。同时,通过评估不同土地利用类型结构调整及其产生的生态效应,进一步明确了云阳县生态屏障区各流域土地利用结构优化调整方向,提升了土地利用规划和生态保护实践工作科学决策水平。