西藏“一江两河”地区土壤侵蚀现状及分布特征

基于土壤侵蚀遥感调查成果,分析了西藏“一江两河”地区（一江两河指雅鲁藏布江、拉萨河及年楚河）土壤侵蚀现状及分布特征,探讨了研究区土壤侵蚀的影响因素及水土流失防治思路。结果表明:（1）该地区侵蚀类型以冻融侵蚀为主,面积达2.2万km²,占总侵蚀面积的47.19%,水力侵蚀、风力侵蚀次之,分别占45.57%,7.24%;（2）土壤侵蚀强度以中度侵蚀为主,占42.65%,中度及以上侵蚀面积占80.36%;（3）土壤侵蚀面积广,空间分布差异明显,多种侵蚀形态相互交错,潜在危害大;（4）“一江两河”地区土壤侵蚀现状及特征是环境气候及人为活动共同影响下形成的,其中人为活动单一且影响较弱,恶劣的自然条件是土壤侵蚀的主导因素,该区水土流失防治可借鉴生态清洁小流域治理理论及经验,创新思路,综合治理。     

环渤海沿海区域耕地格局及影响因子分析

为分析环渤海省市沿海区域耕地格局与影响因子的关系,以耕地在5 km×5 km网格单元所占比例为因变量,选用地形、距离、气候及人口等10个影响因子为自变量,分别建立普通最小二乘法线性回归模型、空间滞后模型、空间误差模型、地理加权回归模型。结果表明:耕地格局及各影响因子均呈现较强的空间正相关,并随距离增大而减少;针对该研究,空间滞后模型、空间误差模型和地理加权回归模型模拟效果均优于普通最小二乘法线性回归模型,空间误差模型优于空间滞后模型;从全局上来讲,高程、坡度、到最近公路距离与耕地格局呈负相关影响,距最近海岸线、铁路、居民点距离、多年平均气温和多年平均降水与耕地格局呈正相关。从局部上来讲,除了多年平均降水对各网格单元内耕地面积均呈正向影响外,其余影响因子随网格单元变化正负向影响均存在。多年平均气温和多年平均降水是主要的、最敏感的正向影响因子,高程、坡度和距最近水系距离为主要的、最敏感的负向影响因子。     

土地利用和地形因子影响下的西藏农业产值空间化模拟

农业产值空间化模拟是客观评价农业生产效率的基础，是科学制定农业发展政策的依据。该文综合运用地统计学方法和地理信息系统空间分析功能，根据海拔高度与农业产值不同的拟合关系将西藏划分为Ⅰ型和Ⅱ型地区，分析了两类区域土地利用和地形因子与农业产值的关系。在此基础上，以土地利用为指示性因子，综合考虑地形因子对农业产值空间分布的影响，运用因子相乘的方法实现了多源数据的融合，建立了西藏农业产值空间化模拟模型。分析模拟结果：Ⅰ、Ⅱ型12个检验样本中共有8个县相对误差小于30%，模拟结果比较理想。同时，该模拟结果能够较好地反映西藏农业整体发展水平低，80%以上的农业用地每平方公里产值低于5400元， “一江两河”流域和昌都地区农业产值相对较高的实际情况。这有助于正确认识西藏的农业发展状况，为区域可持续发展服务。     

基于模糊证据权模型的青藏高原区土地适宜性评价

在中国耕地保护形势日益严峻的情况下,如何在青藏高原区有效地开发耕地后备资源备受关注,开展自然质量适宜性评价研究是进行耕地后备资源开发利用的重要前提。该文以西藏一江两河流域为典型研究区,选取地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4个方面的8个因子,引入知识与数据驱动一体化的模糊证据权模型,得出全域耕地后备资源自然质量适宜性等级,并与综合指数模型评价结果进行对比分析。结果表明：1）模糊证据权模型的评价结果显示, 99.38%的耕地"参照物"处于适宜性三等以上,说明该模型能有效评价耕地后备资源自然质量适宜性;2）对比综合指数模型评价结果中90.83%的耕地"参照物"处于三等以上,说明模糊证据权模型较综合指数模型在某种程度上能够更好地克服评价因子权重确定的主观性和自然条件多样化所带来的计算复杂性等问题;3）研究区11 434.1 km2耕地后备资源在自然质量上具有不同程度的适宜性,其中一等占9.6%,二等占5.5%,三等占38.6%,四等占22.8%,五等占23.4%;耕地后备资源开发可以重点关注日喀则市、贡嘎、扎囊、拉孜、乃东、拉萨市和白朗等县市。该文可为耕地后备资源适宜性评价提供方法借鉴,并为西藏一江两河流域耕地后备资源的合理开发提供依据。     

西藏"一江两河"地区土壤退化特征

西藏"一江两河"地区日趋严重的土壤退化是由其生态环境的脆弱性、地貌结构的特殊性,特别是人类影响和干预的广泛性、非合理性决定的。在阐述土壤退化类型、特征的基础上,就土壤退化的发生机制进行了综合分析。     

东北粮食主产区县域耕地产能核算及其影响因子分析

为科学确定粮食主产区耕地产能大小,阐明各种因子对产能影响的作用强度及方向,该文以东北粮食主产区典型粮食大县巴彦县为研究区,采用潜力衰减法核算耕地产能大小,揭示其空间分异特征,运用遗传算法对神经网络模型进行修正和改进的因子降维法、通径分析和回归分析法,分析主要因子单一作用和因子间协同作用对耕地产能影响的作用强度及方向。结果表明：1）以玉米为基准作物,2009年研究区耕地理论单产、可实现单产和实际单产分别为2.33、1.58和1.08 kg/m2;理论产能、可实现产能和实际产能分别为547、372和254万t;理论利用潜力和可实现利用潜力分别为0.74和0.50 kg/m2;理论利用强度和可实现利用强度均为0.68;在空间分布上耕地理论单产、可实现单产及实际单产呈现出由西南向东北逐渐降低的分布特征,理论产能、可实现产能及实际产能呈现出由西北向东南逐渐降低的分布特征。2）差值植被指数、地貌类型、坡度、黑土层厚度、有机质、机械化程度、灌溉潜力7个主要因子的单一作用对耕地产能影响很大,其中机械化程度作用强度最大,黑土层厚度最小,除坡度对耕地产能有负向作用外,其他6个因子对研究区耕地产能有正向作用;主要因子间协同作用对研究区耕地产能的影响较大,其他主要因子与地貌类型的协同作用对耕地产能影响强度最大,方向为正;其他因子与主要因子形成的5组相关因子间协同作用对研究区耕地产能的影响同样也不容忽视,化肥施用量等因子与机械化程度协同作用对耕地产能的影响强度最大,方向为正。研究表明,主要因子的单一作用和因子间协同作用对研究区耕地产能具有重要影响。     

近30年西藏耕地面积时空变化特征

耕地对保障粮食安全、促进社会经济发展起着至关重要的作用。西藏生态环境脆弱,深入了解西藏耕地分布及其变化过程,可以为指导西藏农业发展、保障生态安全提供参考。本研究以4期遥感资料为数据源,采用土地利用动态度、土地利用区位指数和土地区域差异模型,对1980-2010年西藏耕地面积时空变化特征进行研究。结果表明:1)近30 a西藏耕地面积总体呈增长趋势,从3 252 km2增加到3 703 km2,占西藏土地总面积的比例从0.27%上升到0.31%,年变化量15.37 km2,年变化率0.46%。2)西藏耕地主要分布在日喀则、拉萨、山南、昌都4个地区,海拔3 800~4 200 m之间,28°~30°N地区,其中拉萨、海拔3 800~4 000 m、28°~29°N是耕地最为集中的地区。3)近30 a西藏耕地相对增加较快的是昌都地区、海拔3 200 m以下和4 200 m以上地区、30°~33°N地带,西藏耕地的变化表现出向高、低海拔地区、纬度较高地区扩展的趋势。近30 a西藏耕地的时空变化特征是气候等自然地理条件与人类活动综合作用的结果。     

中国中东部样区土壤、地形与耕地空间分布多样性特征

土壤、地形作为重要的自然因素,与耕地的关系密不可分。选取河南、江苏、浙江三省的9个典型样区作为研究对象,运用改进的仙农熵测度方法在3 km×3 km网格尺度下计算研究区的地学要素空间分布多样性特征。结果表明:(1)河南省样区的土类个数较其他地区丰富;如皋市、宁波市、诸暨市的土类具有单一性;开封市的土类空间分布特征最具波动性;多数样区土类的空间分布特征都具有相对稳定性。(2)研究区在平耕地以及浙江省的6°～15°下的缓坡耕地上地形的空间分布均匀度都在0.9以上,且耕地与地形坡度的相关强度与该特征具有相同规律。从地形类别来看,平原的空间分布特征最均匀,与耕地的相关性也最强。(3)随着时间变化,研究区耕地面积整体上呈减少趋势,但耕地的空间分布特征均匀度整体稳定。(4)在潮土和水稻土上,耕地的空间分布最均匀,且它们与耕地的关联性也相对最大,具有一致性特征。综上所述,土类和地形的空间分布特征具有复杂性,耕地的空间分布特征具有相对稳定性;研究区典型土类(如潮土、水稻土)、平耕地坡度(≤2°和2°～6°)、平原类别分别与耕地的空间分布格局具有较强的相关性。     

西藏一江两河地区生态农业建设途径的探讨

本文分析了西藏一江两河地区面临的农业生态环境问题，并对其生态农业建设提出了４条途径。     

基于三种空间预测方法的安庆市耕地土壤速效钾空间分布预测

以安徽省安庆市为研究区,选取环境变量因子(空间位置变量因子、地形变量因子、土壤变量因子、气候变量因子)作为变量因素,通过构建随机森林(Random Forest,RF)模型对研究区耕地土壤速效钾含量进行预测,并与普通克里金(Ordinary Kriging,OK)和反距离权重(Inverse Distance Weig...     

中国耕地健康产能综合评价与试点评估研究

评价中国耕地健康产能状况,分析危及耕地健康的区域性关键问题,对探索可持续的耕地利用路径,维护国家粮食安全与生态安全具有重要意义。耕地健康产能是耕地自然系统与利用系统综合作用的结果,直接计算耕地健康产能状况是复杂困难的。因此,该文尝试采用一种简化的方法评价耕地健康产能,即分别评价耕地健康与耕地产能状况,并通过耦合耕地健康与产能,分析耕地利用合理程度与生产能力之间的相互作用特征。其中耕地健康状况强调从不同方面评价人对耕地利用的适宜程度并体现区域耕地不合理利用的主导因素。该文以全国范围65个县(市)作为研究对象,应用地形特征、土壤性状、耕作条件、环境状况和生物特性5类指标整合影响耕地健康的关键因子并评价耕地健康状况,在此基础上,通过分析指标标准差收敛特征与评价因子的评分规则定义各指标的临界健康与亚健康阈值,将试点县划分为健康、亚健康与不健康3类,进而分析不同健康状况的分布特征。同时,综合区域气候条件、耕地自然条件与耕作技术水平评价耕地产能水平,并分析区域耕地健康-耕地产能作用特征。结果表明,试点县耕地亚健康及不健康类型表现出显著区域性特征,不同试点县限制耕地健康的关键要素存在差异;一方面,耕作条件的亚健康状况普遍(数量占比约40%),表现为耕地破碎化严重以及农田基础设施不完善,也反映出高标准农田建设的迫切需求;另一方面,生物特性形式严峻,表明在气候条件-土壤结构-耕作技术等因素相互作用下耕地保障动物健康生长的能力正面临退化。此外,通过耕地健康与耕地产能耦合分析,该文将试点县耕地健康产能特征划分为"健康-高产能"、"健康-低产能"、"亚健康-高产能"、"亚健康-低产能"、"不健康-高产能"、"不健康-低产能"6类,并分析不同类型区域耕地保护的重点方向,其中"不健康/亚健康-高产能"区域分布广泛,是中国实施藏粮于地、藏粮于技战略的关键地带,应兼顾耕地健康与耕地产能,加强提升耕地健康状况的方法研究与实践。该项研究为耕地健康产能提升提供科学依据,为不同区域耕地资源保护路径设计提供有效支撑。     

Soil erodibility and its prediction in semi-arid regions

ABSTRACT

Pedotransfer functions (PTFs) have been used to save time and cost in predicting certain soil properties, such as soil erodibility (K-factor). The main objectives of this study were to develop appropriate PTFs to predict the K-factor, and then compare new PTFs with Universal Soil Loss Equation (USLE) and the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) K-factor models. The K-factor was measured using 40 erosion plots under natural rainfall in Simakan Watershed, an area of 350 km² in central of Iran. The Regression Tree (RT) and Multiple Linear Regression (MLR) were used to develop PTFs for predicting the K-factor. The result showed that the mean of measured K was 0.01 t h MJ^?1 mm^?1. The mean K value predicted by USLE and RUSLE was 2.08 and 2.84 times more than the measured K, respectively. Although calcium carbonate was not considered in the original USLE and RUSLE K-factors, it appeared in the advanced PTFs due to its strong positive significant impact on aggregate stability and soil infiltration rate, resulting in decreased K-factor. The results also showed that the RT with R² = 0.84 had higher performance than developed MLR, USLE and RUSLE for the K estimation.     

典型农牧交错区土地利用变化驱动力分析

农牧交错带土地利用/覆被变化的驱动力研究是生态环境演化内在规律的重要组成部分,可以科学指导该地区的可持续发展。该文以农牧交错带的典型区域——内蒙古翁牛特旗为例,从土地利用变化过程的空间角度,基于GIS以及相关数理统计软件,使用Logistic模型分析了土地利用/覆被变化的内部和外部驱动力。结果表明模型中耕地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和农业气候区;草地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离、土壤表层有机质含量和到乡镇中心的距离;林地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和海拔;空间异质性和土地利用变化过程的时间变量共同影响使用logistic回归模型来进行推断的能力;通过对草地logistic回归模型拟合度的检验,验证了不同土地利用类型变化的主要驱动力可以用空间统计模型来解释。     

灰色模型与回归模型在农用地基准地价评估中的比较分析

农用地基准地价评估对于建立一套完整的农用地价格体系和顺利开展土地资产合理配置、土地整理等农村土地管理工作具有十分重要的意义。以辽宁省凌源市农用地为研究对象,以农用地定级成果为基础,建立农用地纯收益预测的灰色模型和回归模型,并运用两种模型结合收益还原法对农用地基准地价进行实证评估分析。结果表明：与回归模型相比,灰色模型更加有效的减小了不同自然地理条件和土地利用方式等因素所导致的不同年份纯收益变化对于农用地基准地价的影响,因此,灰色模型在农用地基准地价计算中具有更加突出的优势。     

基于遥感和GWR的兰州中心城区夏季热场 格局及与土地覆盖的关系

兰州是河谷型城市的典型代表,利用多期Landsat遥感影像,定量反演兰州中心城区1990—2015年的夏季地表温度,分别采用普通线性回归模型(OLS)和地理加权回归模型(GWR)拟合土地覆被变化比例与地表温度的关系,分析其空间非稳定性。结果表明:空间分布上,兰州市中心城区夏季地表温度高的区域主要集中在南北两山的未利用地,黄河流经的河谷盆地温度较低;城市热岛比例指数也呈现出先下降后增长的特点。土地覆被变化比例对地表温度的变化影响显著,且二者之间存在空间上的非稳定性,地理位置和周边环境是产生空间非稳定性的主要原因。OLS回归模型会高估或低估不同土地覆被类型的增温或降温能力,GWR模型的拟合结果优于OLS模型,能够更直观准确地量化土地覆盖比例与地表温度二者关系的空间非稳定性时空格局。     

典型农牧交错区土地利用变化驱动力分析

农牧交错带土地利用/覆被变化的驱动力研究是生态环境演化内在规律的重要组成部分,可以科学指导该地区的可持续发展。该文以农牧交错带的典型区域——内蒙古翁牛特旗为例,从土地利用变化过程的空间角度,基于GIS以及相关数理统计软件,使用Logistic模型分析了土地利用/覆被变化的内部和外部驱动力。结果表明模型中耕地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和农业气候区;草地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离、土壤表层有机质含量和到乡镇中心的距离;林地变化的主要解释变量是到农村居民点的距离和海拔;空间异质性和土地利用变化过程的时间变量共同影响使用logistic回归模型来进行推断的能力;通过对草地logistic回归模型拟合度的检验,验证了不同土地利用类型变化的主要驱动力可以用空间统计模型来解释。     

烟台市城市化进程与土地利用关系研究

土地是城市化建设的重要载体,城市化直接影响着土地利用形态的变化。在分析烟台市市辖区1999-2010年城市化及土地利用变化特点的基础上,利用回归分析法确立了城市化进程与土地利用之间的函数关系。结果显示:(1)烟台城市化进程与工业用地、居住用地和耕地、林地具有显著的函数关系。(2)随着城市化进程的推进,烟台市耕地面积逐年减少,居住用地和工业用地面积上升明显。(3)烟台市城市建设用地增长过快。     

三峡库区生境质量的地形梯度效应及对土地利用变化的响应

三峡工程的建设给区域土地利用及生态环境带来巨大变化。在此背景下研究其土地利用和生境质量的时空变化规律,对推进库区国土空间开发保护与高质量发展转型具有重要意义。该研究以三峡库区湖北段为研究对象,根据三峡工程建设时间节点,选取多期土地利用数据,用InVEST模型评估生境质量的时空分异特征,采用分布指数、地形位指数、地理加权回归模型研究其地形梯度效应及对土地利用变化的响应。研究结果表明:1)三峡库区湖北段土地利用的变化特征主要为建设用地和水域大幅扩张,耕地面积小幅增加,林草地面积小幅减少;2)三峡工程一期移民结束后,部分地区生境质量有所提高;一期移民后至三峡工程全面竣工阶段,库区部分城镇周边和三峡大坝附近生境质量退化较明显;三峡工程全面运营后,库区生境质量基本保持稳定;3)从空间分布上来看,位于低地形位的连片城镇化地区与工程建设区生境质量退化程度较大;中地形位零星分布的耕地开垦区域生境质量略有退化;林草覆盖度高的高地形位地区生境质量较为稳定;4)地理加权回归模型显示,生境质量变化对不同地类变化的响应在空间上存在差异。在兴山县南部、夷陵区北部、秭归县南部与巴东县交界处,生境质量对林地变化响应较为显著;在巴东县南部的野三关镇等乡镇生境质量对耕地的变化响应较为显著;在兴山县北部、巴东县城周边、三峡大坝附近生境质量对建设用地和耕地的变化响应较为显著。研究结果有助于揭示三峡库区湖北段生境质量的时空变化过程,为该地区可持续发展及土地利用保护提供决策参考。