土壤环境功能区划的体系与方法探讨

随着我国社会经济的发展,土壤污染问题逐渐显露。加强土壤环境管理,防控土壤污染是当前我国土壤环境管理的重要方向。土壤环境管理要求构建土壤环境分区分类的管理体系,这需要以开展土壤环境功能区划研究为基础。研究通过探讨土壤环境功能区划概念,分析了土壤功能与土地利用的关系,提出了一个三级的土壤环境功能区划体系。依据土地利用类型和土壤功能及相关规划,划分出土壤生产功能区、土壤生态功能区和土壤承载功能区三个土壤功能区;在此基础上,依据土壤环境功能亚类并结合相关规划,将土壤功能区划分为八类土壤环境功能亚区;结合土壤环境质量评价和土壤污染区分析结果,将土壤环境功能亚区进一步划分为二十个土壤环境管理区,以进行保护、一般监控、重点监控或整治。提出的土壤环境功能区划体系和方法可为开展土壤环境功能区划提供借鉴,从而为土壤环境管理提供科学依据。     

我国土壤环境功能区划内涵及其框架

土壤环境功能是土壤的重要属性之一,正确理解土壤环境功能区划内涵,恰当划分土壤环境功能区,对于高效开发利用和管理土壤资源,促进环境保护,保障农产品生产和食品安全意义重大。土壤环境功能包括生产保障功能、生态保护功能、承载维持功能,本文以此为依据,建立了区划指标体系。土壤环境功能区划是指根据土壤的环境现状,并根据国家或地区经济与社会发展的需要,将土壤划分为不同类型的土壤环境功能区。本文以土壤环境功能区划内涵、基本思路和指标体系为基础,提出了我国土壤三级环境功能体系的初步框架,以为深入进行土壤环境功能区划工作奠定基础。     

基于SLEUTH模型的主体功能区划分后的土地利用变化

为解决区域问题,该文提出一种基于SLEUTH(slope land use exclusive layer urbanization transportation hillshade)模型的主体功能区划方法,可以根据土地利用的变化趋势对已划分好的主体功能区进行适当调整。以快速城镇化典型区苏锡地区为例,运用SLEUTH模型对已划分好的主体功能区从2009-2030年在不同情景下进行模拟,直观地反映出主体功能区划对土地利用变化的影响,据此对初次划分中由于条件模糊而难以判断的部分区域进行调整和优化,从而得到苏锡地区完整的主体功能区。结果表明该方法使主体功能区划具有直观的预测性和可调整性。该方法为合理实施主体功能区划提供技术性保障。     

基于主体功能区划和FLUS-Markov模型的区域国土空间格局模拟--以福州都市圈为例

[目的] 模拟2030年福州都市圈不同主体功能区各土地利用/覆盖类型空间分布，预测研究区国土空间格局未来发展趋势。 [方法] 基于2010和2020年土地利用/覆盖现状遥感监测，OpenStreetMap(OSM)，digit elevation model(DEM)，夜间灯光及气象等多源数据，利用FLUS-Markov模型基于分区模拟和整体模拟方式分别预测研究区2030年的土地利用/覆盖空间结构并进行对比，探讨各主体功能区土地利用/覆盖时空变化强度差异特征。 [结果] ①2020年福州都市圈各主体功能区模拟精度kappa系数均在0.85以上，说明该模型关键参数的组合设置可以有效地模拟不同功能区的土地利用/覆盖空间分布格局； ②与整体模拟相比，分区模拟结果的单一土地利用动态度、综合土地利用动态度和土地利用程度等指标相对较优，故分区模拟更适用于区域未来土地利用/覆盖规划。 [结论] 基于分区模拟方式的福州都市圈2030年模拟结果与主体功能区划的发展目标更加吻合，因此，可以结合各功能区发展特点提出各区域经济发展和生态保护的重点方向。     

晋中市地表水功能区划与水质监测

晋中市水资源严重短缺,科学地划分水功能区,系统地调查评价水功能区的水资源质量和水体功能达标情况,是科学制定水资源保护策略、实行最严格水资源保护制度的重要环节。论述了晋中市的水功能区划结果,以2016年的监测成果分析了不同水功能区的水质达标情况,针对水功能区划管理存在的问题提出了对策建议。     

天津地区土壤环境中有效态重金属的分布特征与生态意义

重金属是土壤环境中对土壤质量有着极其重要影响的的污染物之一,重金属在土壤中的有效态既决定了它的生物有效性及对环境的危害程度,又是人们对受污染土壤进行治理和修复的基础。文章在分析天津市土壤类型、土壤质地和土地利用类型的基础上,分析了不同类型、质地和土地利用类型等各种类型土壤环境中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Mn等重金属元素有效态含量的分布特征及生态意义。     

甘肃省水土保持功能区划分研究

为提高水土保持区划对水土保持规划的指导作用和水土流失防治体系布局的科学性、可操作性,以全国水土保持三级区划为指导,以乡(镇)为基本信息单元,采用层次分析、专家咨询等方法,对甘肃省水土保持功能区划的原则、指标进行了研究,确定了地貌特征、林草覆盖率、≥10℃积温、多年平均降水量、垦殖指数、土壤侵蚀类型及强度、人口密度等水土保持功能分区的指标。在GIS软件中通过对乡(镇)分区指标的叠置分类、水土保持基础功能的对比分析,将甘肃省划分为4个一级、6个二级、8个三级、23个四级水土保持功能区,确定了各功能区水土流失防治措施、土地利用方向,为甘肃省水土保持规划和水土流失防治体系的布局提供了科学依据。     

基于驱动力作用下的土地利用功能分区研究——以新疆伊宁市为例

基于社会、经济和生态环境发展导致土地利用结构变化的角度,科学合理划定土地利用分区,有利于实现区域土地资源合理利用。以伊宁市为研究区,结合区域内经济、生态和社会发展情况,分析土地利用变化驱动力影响机制,从土地结构、社会经济和技术三方面,构建土地利用功能分区指标体系,通过定量和定性相结合的分析方法,综合划分土地利用功能区。结果表明,伊宁市11个乡镇场土地利用状况在空间上存在明显不一致。按照土地利用变化驱动力作用综合定量定性分析方法,将研究区分为城中心城镇商贸发展区、城镇工业发展接替区、观光旅游特色农业区、生态保护旅游发展区等四个功能区,并结合区域发展战略、政策,确定区域土地利用的合理方向,提高土地资源配置效率,实现土地可持续利用目标。     

当前形势下土地利用总体规划中功能分区方法研究——以宜兴市为例

当前形势下土地利用总体规划的功能分区应进一步强化科学发展理念,除了要突出土地利用现状要素外,同时需要强调其与社会经济、生态保护的协调,以达到土地利用综合效益的最大化.本文在这种理念的指导下,首先提出了土地利用总体规划中耕地保育潜力、经济与建设开发潜力、生态保护潜力的功能分区指标体系及其定量方法,确定了各组合所对应的功能区类型.然后,综合考虑资源、经济、生态特征组合,并结合土地利用现状,采用聚类方法,以镇(园)为单元对宜兴市土地利用进行综合功能分区,将功能区划分为优先发展区、适度发展区、适度保护区、禁止发展区和灰色地区等5类土地利用功能区.文章最后从社会经济角度分析了各功能区的特征,提出了土地利用方向与措施.     

河北省生态功能区划研究

河北省作为京津冀一体化发展的生态环境支撑区,研究其生态功能区划能为河北省今后的产业布局及其生态环境保护提供更科学的理论依据。从河北省实际的生态环境特征出发,运用地理信息系统和综合分析等手段对河北省生态环境敏感性、生态服务功能重要性进行了分析评价。在京津冀一体化发展背景下,采用自上而下法、叠加法、主导标志法、聚类分析等方法,将河北省分为7个生态区、20个生态亚区、33个生态功能区,并分别提出了各区的生态环境保护目标、建设与发展方向。为实现京津冀生态环境保护一体化协调发展,明确生态保护与产业转移区域以及各功能区的生态定位和发展方向提供了参考依据。     

斯洛伐克农田土壤环境学指标的研究

The soil environmental index(SEI),which is a four digit code system,represents relatively homogenous spatial unit with specific soil capacity to provide ecological or non-production functions.This work aimed to present information on rating and economic evaluation of SEI,which is a spatial identifier used for expressing heterogeneity of Slovak agricultural soil to support analysis of soil ecological functions.In this study,SEI index expressed the capacity of soil to accumulate water,immobilise the risk elements and substances and transform risk substances(organic pollutants).Partial evaluations of soil capacity to provide above mentioned functions were used to derive final SEI values.Within the agricultural soils of Slovakia there were 493 combinations of soil environmental index.Each index was expressed through rating(point)value and economic value.Average value of Slovak agricultural land to provide selected ecological soil functions was 55.3 points,which corresponded to 35.946 billionper agricultural land or approximately 1.42per square meter.Spatial identification of SEI codes and relevant database were developed in vector form via geographical information systems of Soil Science and Conservation Research Institute,Bratislava.In addition to using the national soil database system,a strategy was presented for evaluating and pricing of soil ecological function,and the development of an soil environmental index.Assessment and evaluation of vitally important soil functions expressed by SEI can significantly contribute to planning and protection of the soil,and can regulate indiscriminate anthropic interventions in land use decisions.     

Land‐Use Type Effects on Soil Organic Carbon and Microbial Properties in a Semi‐arid Region of Northeast Brazil

Land‐use change is one of the most important anthropogenic environmental change drivers affecting the biodiversity and functioning of ecosystems. However, there is limited knowledge of the consequences for soil processes in many regions around the globe. The Brazilian semi‐arid ecosystem known as Caatinga has experienced the transformation from native forest into agricultural land, with heretofore unknown effects on soil processes and microbial properties. The aim of this study was to evaluate the impact of five land‐use changes (to maize and cowpea cropland, grape orchard, and cut and grazed pasture) on total organic C (TOC) and total N (TN) stocks and soil microbial properties of Ultisol from Caatinga. Soil samples (0–10 and 10–20 cm depth) were collected during the wet and dry periods. Split–split plot analysis of variance was used to test the effects of land use, soil depth, season and the interaction between land‐use and soil depth on soil microbial properties, TOC and TN stocks. Land‐use effects were more pronounced in the top soil layer than in the lower layer, while the pattern was less consistent in soil microbial properties. Land conversion from native forest to cropland may cause C losses from the soil, but conversion to pastures may even increase the potential of soils to function as C sinks. Grazed pastures showed not only high C and N stocks but also the highest soil microbial biomass and lowest respiratory quotients, all indications for elevated soil C sequestration. Thus, grazed pastures may represent a land‐use form with high ecosystem multifunctionality in Caatinga. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Soil information for agricultural decision making: a New Zealand perspective

Understanding of the soil resource is pivotal to our ability to use, manage and modify soils effectively and responsibly. Yet those who make the most decisions concerning soil use and management – farmers and landholders – rarely have access to reliable soil information at scales suitable for farm decision making. By default, many rely on limited local soil knowledge when making decisions that determine farm performance and environmental impact. Providing detailed nationwide soil information that is appropriate for farm decision making is feasible, as demonstrated by the achievements of several European countries and the USA. For New Zealand, a stratified programme at scales of 1:10 000 for versatile land; 1:25 000 for other agricultural land; and 1:50 000 for non‐domesticated land, would cost NZD $280 million, or NZD $11.2 million per year if spread over the useful life of the information. This investment is small relative to the economic value of agriculture, and necessary if New Zealand is to make meaningful advances in reducing current agri‐environmental trends.     

延河流域典型治理阶段的土壤保持功能时空变化及驱动因素分析

[目的]探究黄土高原所进行的退耕还林(草)及治沟造地等典型治理工程的生态系统水土保持功能时空变化及其驱动因素,对于黄土高原进一步发展具有重要指导作用。[方法]通过构建延河流域InVEST生态服务功能模型和地理探测器的方法,在验证的基础上,研究了典型治理阶段流域的生态系统土壤保持功能。[结果](1)在时间变化上,与退耕还林前(1990—2000)相比,退耕还林期(2000—2010)和退耕还林+治沟造地期(2010—2017)的多年平均土壤保持量分别增加了32.29%,55.61%,年均增加4.92×10⁶ t;(2)在空间分布上,林草地和治沟造地的面积增加区域与土壤保持量增加区域具有一致性,治沟造地工程使得延河流域耕地整体的土壤保持能力提高,单位造地面积的土壤保持量增加7 t/hm²。土壤保持量随坡度、高程的增加呈现先增加后减少的趋势,在海拔1 200～1 500 m,坡度15°～25°范围内土壤保持总量占年总土壤保持量比例较高。[结论]土地利用类型的变化是影响土壤保持空间分布格局的主要驱动因子。延河流域土壤保持功能时空变化的驱动因素分析为黄...     

水土保持与耕地资源持续利用

耕地资源持续利用是农业和国民经济发展的基础。我国耕地资源的现状为：人均耕地少、优质耕地少、耕地后备资源少、耕地退化严重、耕地浪费严重和耕地保护措施不力；耕地水土流失范围广、面积大，人为因素是加剧耕地水土流失的根本原因；水土流失导致耕地数量减少、质量下降，严重制约粮食生产的发展；加强水土保持，可防止耕地数量减少、质量下降，且能有效地改善耕地环境状况，是实现耕地资源持续利用的有效措施。     

不同土壤类型和农业用地方式对土壤微生物量碳的影响

通过野外调查与室内分析,研究了山东桓台县3种土壤类型(潮土、褐土和砂姜黑土)与农业用地方式(林地、菜地和粮田)对土壤表层(0—10.cm)微生物量碳的影响。结果表明,不同农业用地方式对微生物量碳的影响较大,3种利用方式的微生物量碳含量差异显著,依次为:粮田>菜地>林地;土壤类型不同,土壤微生物量碳含量也不相同。任何一种土壤,菜地的N、P、K含量都高于粮田和林地;有机质含量粮田>菜地>林地;pH值林地>粮田>菜地。全N、有机质与土壤微生物量碳呈极显著正相关,有效P与微生物量碳呈弱负相关,速效K、pH值和微生物量碳不相关。不同用地方式下土壤养分与微生物量碳的相关程度不同。秸秆还田和施用有机肥有利于提高土壤中微生物量碳水平,施用化肥在一定程度上能够增加微生物量碳。     

中国土壤学过去30年在一些关键领域的研究进展

Due to continuous decreases in arable land area and continuous population increases,Chinese soil scientists face great challenges in meeting food demands,mitigating adverse environmental impacts,and sustaining or enhancing soil productivity under intensive agriculture.With the aim of promoting the application of soil science knowledge,this paper reviews the achievements of Chinese scientists in soil resource use and management,soil fertility,global change mitigation and soil biology over the last 30 years.During this period,soil resource science has provided essential support for the use and exploitation of Chinese soil resources,and has itself developed through introduction of new theories such as Soil Taxonomy and new technologies such as remote sensing.Soil fertility science has contributed to the alleviation and elimination of impeding physical and chemical factors that constrain availability of essential nutrients and water in soils,the understanding of nutrient cycling in agroecosystems,and the increase in nutrient use efficiency for sustainable crop production.Chinese soil scientists have contributed to the understanding of the cropland’s role in global change,particularly to the understanding of methane and nitrous oxide emission from rice fields and the effect of elevated carbon dioxide and ozone on rice-wheat system.Soil biology research has progressed in biological N fixation,distribution of fauna in Chinese soils,and bioremediation of polluted soils.A new generation of soil scientists has arisen in the last three decades.The gaps between research and application in these soil science fields are also discussed.     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

中国土地资源的土壤侵蚀状况分析

土壤侵蚀不仅会导致土地资源的退化 ,而且会造成环境恶化。在定义土壤侵蚀指数的基础上 ,以土地资源类型为单元 ,以遥感与 GIS技术为支撑 ,分析不同土地资源类型下土壤侵蚀类型与强度 ,阐明土地资源的土壤侵蚀背景 ,揭示出两者之间的关系 ,并作出区域上的分析。在我国的北方以还草为主 ,南方以还林为主。     

江苏省平原区河岸边坡利用方式和特征分析

河岸边坡是平原区水土流失的主要策源地,土地利用方式是影响边坡水土流失的重要外在因素,对河岸边坡利用类型的调查研究可为区域范围内边坡水土流失治理提供基础数据.基于42条河段的无人机航拍影像和野外实地调查数据,统计了江苏省4类河道不同利用方式下的河岸边坡面积,并分析了沙土区、非沙土区,以及不同水土保持区划的边坡利用特征.结...