基于GIS的石漠化山区县域土地利用空间变化的生态风险测度

为深入探寻石漠化山区土地利用动态变化的空间规律和土地生态环境的演变方向,利用晴隆县1988年、2000年、2016年3期遥感影像数据,在RS与GIS技术支持下运用土地利用动态变化空间分析模型、空间变化率指数、土地生态风险指数、土地利用变化综合生态风险度来测度土地利用变化对土地生态环境造成的风险。结果表明:(1)耕地、草地、未利用地三种用地类型间的剧烈转化,使研究区土地生态环境逐渐恶化;(2)人口上涨、城镇化进程加快、城乡工矿及居民用地极速扩张等对研究区的土地生态安全造成威胁;(3)近30年间土地生态风险程度呈先增大后减小趋势,但后16年间土地利用程度综合指数的增大、植被覆盖指数和多样性指数的减小,说明研究区存在石漠化程度加深、景观类型单一、生态稳定性差、土地生态风险概率加大等问题,晴隆县土地生态状况仍有恶化的趋势。土地利用变化的综合生态风险度与土地生态风险指数的测算结果相互印证,说明将上述方法用于评价石漠化山区县域土地利用变化的生态风险是可行的。     

基于转移矩阵的准格尔旗土地利用变化分析

[目的]土地利用是影响水土流失变化的重要因子,通过分析准格尔旗土地利用类型动态变化情况,掌握该区各土地利用类型变化去向,为分析该区水土流失状况提供依据。[方法]采用土地利用转移矩阵方法研究准格尔旗土地利用变化特征。[结果]2014—2016年,准格尔旗各土地利用类型变化不显著,表现为林地、草地、水域及水利设施用地占地面积分别减少16.02,12.66和2.48km^2,居民点及工矿交通用地、其他土地、耕地的占地面积分别增加18.63,10.53和1.72km^2;该区水土流失面积增加70.8km^2。[结论]准格尔旗减少的林地和草地主要转变为居民点及工矿交通用地和其他土地。结合水土流失数据分析表明,该区域水土流失面积的增加与林地和草地面积减少,以及林地和草地植被覆盖度的变化有关。     

重庆山地城市区1985-2010年土地利用变化特征研究

利用遥感与GIS研究区域土地利用变化,揭示其空间变化规律,能够有效监测土地利用变化。本文以重庆山地城市区为研究范围,利用1985—2010年8期Landsat TM遥感数据,对土地利用动态度、土地利用程度的变化特征进行系统分析。结果表明:1985—2010年重庆山地城市总体上呈现耕地、草地、未利用地面积减少,林地、建设用地、水域面积增加的趋势,且各地类变化的程度和过程有所不同;不同土地利用类型的动态度变化呈现出差异性,未利用地和建设用地的动态变化度一直较大,耕地和林地的很小;近26 a来,土地利用程度总体呈增大的趋势,表现出明显的时间阶段性。研究结果对区域土地管理及土地的合理利用具有一定的参考价值。     

基于CA-Markov模型的黄土丘陵区土地利用变化

为探讨黄土丘陵区的土地利用变化规律以及驱动机制,以罗玉沟流域作为典型流域,基于1986、2001年的TM影像为数据源,对土地利用格局分布进行分析,并运用CA-Markov模型,以2001年的土地利用格局为基础,预测了2016年流域的土地利用的空间格局分布。结果表明,罗玉沟流域土地利用格局在1986年以前,以坡耕地为主,面积占59.67%,其次为梯田、草地和林地。从1986年到2001年林地和梯田的面积均有显著增加,坡耕地面积则显著减少,其余土地利用类型面积变化不大。从单一土地利用类型动态度来看,面积增加大     

基于RS和GIS扎龙湿地土地利用景观格局演变的研究

利用1995年、2000年和2004年三期遥感资料,在RS和GIS技术支持下,通过土地利用变化幅度、特定转移过程贡献率、土地利用程度综合指数、景观格局指数等研究土地利用的时空演变,揭示各类土地利用数量变化的幅度、空同格局变化和分布特征,探讨土地利用转移过程中的驱动机制与土地利用动态变化与自然生态过程的关系.研究结果表明:区域内各类土地利用在面积及空间位置都发生了不同程度的变化,总体的格局没有发生变化.呈现未利用地(沼泽地)主体的草地、耕地等相对为主体的交错湿地格局;滥牧、滥垦等不合理的人为活动,造成部分草地利用类型的转变和退化,草地区域生态环境恶化;整体景观多样性、均匀度先小幅度减少而后较大幅度增加,土地利用趋于多样化和均匀化,生态环境状况在逐步改善,但完整性较差;对土地的利用一般应按照一定的规划原则进行,做到土地的合理利用.实现土地资源的永续利用和区域可持续发展.     

汕头经济特区近10年土地利用类型动态变化研究

该文以汕头经济特区内六区一县为研究区域,以2000年区域变更调整数据至2007年现状土地利用数据作为数据源,研究了汕头市近10年间土地利用类型特征及动态变化情况,并分析了土地利用动态变化的驱动力因素.结果表明:耕地、林地、草地、未利用地的土地面积一直呈下降趋势,其中耕地面积减少最明显;园地、居民点及工矿用地、交通运输和水利设施用地的土地面积则逐年上升,尤其以园地、居民点及工矿用地面积增加幅度最大;引起土地利用类型变化的驱动力因素主要有人口增加、经济发展以及政策因素等.     

基于叶河小流域土壤侵蚀的时空变化分析

以土地利用现状调查、植被盖度、土壤、气候以及影像等数据资料为基础,利用GIS技术揭示了叶河小流域土壤侵蚀和土地利用的时空变化特征,并对土壤侵蚀与土地利用类型之间的相互关系进行了详细的分析和探讨。研究表明:叶河小流域土地利用变化在近20 a呈现出剧烈变化的特征,其中难利用地、耕地以及草地等土地利用面积逐渐减小,而林地表现出增加趋势;在1996—2016年土壤侵蚀模数呈现出显著降低的变化趋势,土壤侵蚀由之前的中度和轻度侵蚀逐渐减弱为轻度与微度侵蚀;土壤侵蚀模数均值在不同土地利用类型条件下均明显降低,并且各土地类型之间存在一定的差异,土壤侵蚀强度较大和较小的土壤类型分别为难利用土地和居住建筑用地、林地。叶河小流域水土流失治理的重点区域应为难利用土地类型区域。     

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局特征分析

南水北调中线水源区土地利用/覆被空间格局在水平和垂直方向上都具有明显的区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了讨论分析,研究结果表明:（1）研究区土地利用类型以林地、耕地、草地为主。其中林地面积占水源区土地总面积的76%左右,在水源区中占有绝对优势;（2）2010年水源区整体土地利用程度综合指数为221.19,土地利用程度比较低,人类活动对其的影响总体上较小;（3）各土地利用类型的空间分布随高程和坡度的变化具有显著的特点:受人类活动干扰影响较大的各类耕地、水域和建筑用地主要分布在高程相对较低和坡度相对较小的区域;而受人类活动干扰影响较小的各类林地、草地和未利用地则比较均匀地分布在高程相对较高和坡度较大的区域。     

喀斯特石漠化及土地利用变化的地貌分异特征——以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例

[目的]探讨石漠化地区土地利用变化的地貌分异特征,揭示不同地貌条件下的土地利用时空变化的特征和规律,为石漠化地区土地的合理利用提供科学参照。[方法]以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例,运用GIS和RS技术,基于2005,2010和2013年3个时期的土地利用数据、石漠化数据和地貌数据,运用地形分布指数、土地利用程度综合指数,对研究区土地利用变化的地貌分异进行研究。[结果]①在2005—2013年间,喀斯特地区草地、建设用地、林地、未利用地和水域的面积有所增加,耕地、园地的面积在减少;石漠化的面积有所减少,石漠化程度正在逐渐减轻。②不同地貌条件下,每一个土地利用类型都有其存在的优势分布区;各土地利用类型的地貌分异基本稳定。③土地利用程度的地貌分异特征趋于稳定;2005—2013年,土地利用程度大小表现为:侵蚀台地峰丛洼地丘峰台地Ⅴ型峡谷溶蚀—侵蚀陡坡。④不同地貌条件下不同石漠化等级在各土地类型中的分布方面,由侵蚀台地、峰丛洼地、丘峰台地、Ⅴ型峡谷、溶蚀—侵蚀陡坡地貌的石漠化土地类型分布来看,石漠化主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用上,水域不存在石漠化现象;2005—2013年,石漠化在不同地貌条件的地类中总体呈较好转变。[结论]每一土地利用类型都有其分布的优势地貌区;不同地貌条件下,石漠化在不同土地利用类型上的分布存在差异,主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用类型区域。     

2000-2015年四川省南充市土地利用/覆被变化及其驱动因素

[目的]对四川省南充市15 a间土地利用/覆被的时空变化特征及其驱动因素进行分析,为南充市的生态环境建设与可持续发展提供科学依据。[方法]基于南充市2000,2010,2015年3期Landsat影像和QuickBird高精度遥感数据,计算2000—2015年土地利用/覆被转移矩阵和土地利用/覆被状况指数。[结果]①近15 a来,南充市的土地利用/覆被类型以耕地和林地为主,约占研究区面积的80%,但各土地利用/覆被类型间都有不同程度的相互转换。②研究期内,林地面积增加1006.2 km~2,主要由耕地和草地转化而来;建设用地面积增加965.4 km~2,多由水体和耕地转化而来,而耕地、草地和水体面积分别减少了1 549.8,307.9,90.4 km~2。③近15 a来,南充市土地利用/覆被状况指数变化表明,林地和建设用地呈转好趋势(土地利用/覆被状况变化率为正值),耕地呈转差趋势(土地利用/覆被状况变化率为负值)。[结论] 2000—2015年南充市土地利用/覆被变化明显,其中,地形、人口、城市化水平和退耕还林工程等是造成南充市土地利用/覆被变化的主要驱动因素。     

黄河三角洲表层土壤重金属空间分布与潜在生态风险评价

研究黄河三角洲表层土壤中重金属空间分布特征,评价其潜在生态风险。结果表明:表层土壤(0-20 cm)Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的平均含量为27.87,79.19,69.01,0.383,21.98,33.42,13.76,0.025 mg/kg。除Cd外,其他重金属含量平均值均小于国家二级标准值;各重金属空间分布均呈现自西北向东南递减的趋势,且实验区含量最高,核心区含量最小;Hakanson潜在生态风险指数评价表明,Cd为中等-较强生态危害,其余重金属单项均为轻微生态危害,潜在风险程度由高到低依次为Cd>Hg>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Zn;保护区综合潜在生态风险为轻微-中等生态危害,呈实验区>缓冲区>核心区的规律。重金属受人类活动影响较大,距离人类活动较近区域含量高,较远区域含量低。     

秸秆与氮肥调节C/N比对潮土CH_4,CO_2和N_2O排放/吸收的影响

为了探讨秸秆还田与氮肥配施对砂质潮土CH_4,CO_2和N_2O排放/吸收规律及土壤碳、氮含量的影响,采用恒温培养的方法,在土壤中添加定量秸秆情况下,通过尿素调节不同C/N比(分别为9、12.5、25、40、71),并设单施氮肥处理(N),同时以原土(不施肥)为对照(CK),研究了玉米秸秆与氮肥调节C/N比对砂质潮土不同形态碳、氮含量的变化以及对CH_4,CO_2和N_2O等温室气体动态排放特征。结果表明,培养结束时,随着配施C/N比的增加,土壤可溶性有机碳(DOC)呈先增加后降低趋势,以C/N比为25时最高,可溶性有机氮(DON)呈增加趋势,以C/N比为9时最高;秸秆添加后对土壤NH_4^+-N和NO_3^--N含量具有一定的抑制作用,但随着配施氮肥量的增加NH_4^+-N和NO_3^--N含量呈增加趋势。同时发现,在37 d室内培养试验中,各处理土壤整体表现为对CH_4的吸收,单施N肥较CK对CH_4的排放无显著影响,C/N比为71(单独添加秸秆)促进了CH_4的吸收,而秸秆与氮肥配施抑制了土壤对CH_4的吸收。CO_2排放通量整体上随时间呈现出"上升-下降-稳定"的过程;各处理均在培养的第3 d达到排放峰值,且在添加秸秆情况下C/N比越小CO_2排放通量越高,最高达5.47mg kg^-1h^-1。不同处理N_2O的排放通量随时间变化具有不同的变化趋势,C/N比为71、40和25的3个处理在培养第1 d即达到排放最大值,而C/N比为12.5和9及单施N等3个处理排放峰值则出现在培养的第3 d,且排放峰值随氮肥用量的增加而增高,C/N比为9时达到最高,为2.64滋g kg^-1h^-1。CO_2和N_2O累积排放量最大的处理为C/N比为9,分别为1551.3 mg kg^-1和240.5 mg kg^-1。由此得出,秸秆与氮肥的配施促进了砂质潮土CO_2和N_2O的排放以及对CH_4的吸收,随着配施C/N的减小,砂质潮土对CO_2和N_2O的排放以及CH_4的吸收增强。     

我国沙障固沙技术研究进展及展望

利用文献荟萃法,对我国沙障的类型及其固沙技术进行了研究。目前,沙障固沙技术的理论尚有待完善,沙障的规格、材料选取没有相应的规范,沙障固沙体系布局不合理,沙障对沙地生态系统的影响研究不充分,重大工程中的沙障效益评价困难。随着科学技术的不断进步和材料科学的发展,我国沙障治沙技术研究趋势为:(1)重大工程沙障效益评价指标体系研究;(2)在现有沙障设施内,开展沙障—沙生植物—微生物相互作用的研究;(3)防风固沙体系模式的优化研究。     

亚热带红壤区自然恢复草地转换为人工林后对土壤团聚体有机碳周转的影响

选择江西泰和红壤退化区25年的自然恢复草地和2种恢复林地,测定了土壤团聚体有机碳的δ13 C,探讨了森林恢复过程有机碳在团聚体中的分配和周转特征。结果表明:3种植被恢复模式土壤大团聚比例最高,微团聚体比例最低,木荷林0-20cm土层大团聚体比例平均值高于马尾松林和草地;木荷林表层土各粒径团聚体有机碳含量均显著高于草地,表层土粉黏粒(<53μm)有机碳含量最高,其有机碳δ13 C最低;草地表层土团聚体中有机碳δ13 C值比全土降低幅度最大,阔叶林中居中;3种植被恢复模式下土壤大团聚体总有机碳储量最大,其次是粉黏粒,最小的是微团聚体,来自人工林的新碳主要分布在土壤表层大团聚体中;马尾松林和木荷林表层土团聚体中有机碳的周转时间为41～53年,低于10-20cm土层,2种林分粉黏粒中有机碳的周转时间最短,微团聚体中有机碳周转时间最长。研究表明以常绿阔叶树木荷直接进行植被恢复能够有效提升土壤地力,不仅提高了全土中的有机碳含量,也增加了团聚体中的有机碳含量;而以先锋树种马尾松进行的植被恢复效果弱于木荷林,应当采取一定营林措施促进马尾松林的恢复效果。     

调亏灌溉对冬小麦产量和品质及其关系的调控效应

在大型启闭式防雨棚条件下,采用筒栽土培法,以专用型冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,就调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦籽粒产量和品质性状及其关系的影响进行了试验研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段(时期)和调节亏水度,为建立节水高产优质冬小麦RDI模式与指标提供技术参数。筒栽试验采用二因素(水分调亏阶段和调节亏水度)随机区组设计,冬小麦设置3个水分调亏阶段:返青-拔节(I)、拔节-抽穗(II)、抽穗-成熟(III);每个调亏阶段设置3个水分调亏程度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(绝对含水率占田间最大持水率的百分数)分别为60%~65%,50%~55%,40%~45%。结果表明:小麦籽粒蛋白质含量与土壤含水量并非总是呈负相关关系,不同生育阶段控水对蛋白质含量的影响存在明显差异性,小麦蛋白质含量仅与拔节-抽穗期土壤相对含水量呈负相关关系。在小麦拔节以前施加轻度(60%~65%)或中度(50%~55%)水分调亏,籽粒产量、蛋白质产量和氨基酸产量等不会显著降低,甚或略有增产,重度(40%~45%)调亏会导致显著减产;拔节-抽穗期,即使是轻度调亏也会导致显著减产;灌浆期轻度调亏不会导致籽粒和蛋白质产量显著减少,而氨基酸产量略有增加,并且节水效果显著。小麦籽粒产量与蛋白质含量并非总是存在显著的负相关性,在一定条件下可以减弱或改变这种关系;小麦籽粒产量与品质性状间的关系在不同阶段RDI条件下存在显著差异性。据此认为,高产与优质的矛盾并非不可协调,初步证实了RDI提高小麦籽粒品质效应的真实存在和在小麦生产中"以水调质"的可行性。     

植被恢复对红壤侵蚀区土壤氮组分的影响

为了解植被恢复过程中土壤不同氮组分变化规律,以福建省长汀县典型红壤侵蚀区为研究对象,利用时空互代法,选取5个典型植被恢复阶段样地(裸地、恢复10、20、30年马尾松人工林和天然林)。土壤样品采集后,测定不同土壤氮组分,并探讨了其与土壤养分的关系。结果表明:(1)土壤全氮和有机氮组分(微生物量氮、溶解性有机氮、颗粒有机氮和粘粒有机氮)均为天然林>马尾松恢复20年人工林>裸地。天然林土壤铵态氮含量显著高于其他恢复阶段样地,植被恢复10年后硝态氮含量显著升高;(2)天然林土壤微生物量氮和粘粒有机氮与全氮的比例分别是裸地的5.37倍和2.81倍,并且其两种矿质氮(铵态氮和硝态氮)与全氮的比例也分别是裸地的3.23倍和5.67倍。(3)土壤全氮、有机氮组分和矿质氮与土壤其他养分(全碳、全磷、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)呈显著正相关,说明植被恢复过程中,土壤肥力也逐渐改善。     

伊犁河谷栗钙土区不同产量雨养麦田土壤物理性质比较研究

以伊犁河谷栗钙土区雨养麦田为研究对象,采取田间调查、取样和实验室测定的方法,研究伊犁河谷不同产量水平栗钙土土壤物理指标变化特征,为该地区麦田土壤物理性质的改善和耕层构建提供理论支撑。结果表明:不同产量麦田土壤容重、紧实度从0~10 cm土层到20~40 cm土层均呈现增加的趋势;土壤总孔隙度、水稳性团聚体含量变化趋势刚好与土壤容重、紧实度相反,即0~10 cm> 10~20 cm> 20~40 cm。高产田土壤容重、土壤总孔隙度、紧实度、土壤三相比R值、水稳性团聚体各项指标均优于中、低产田。因此,通过土壤培肥、改进耕作措施改善土壤物理性质十分必要。     

东北黑土区不同耕作措施保水保土效应研究

采用标准径流小区试验方法对东北黑土区顺坡垄作和横坡垄作两种耕作措施在天然降雨下的径流量、土壤侵蚀量及蓄水保土效应进行了研究。结果表明,3°、5°坡按径流量大小排序为顺坡垄作+种植大豆小区>裸地小区>横坡垄作+种植大豆小区,3°坡按土壤侵蚀量大小排序为裸地小区>顺坡垄作+种植大豆小区>横坡垄作+种植大豆小区,5°坡按土壤侵蚀量大小排序为顺坡垄作+种植大豆小区>裸地小区>横坡垄作+种植大豆小区。可见,横坡垄作是东北黑土区适宜的水土保持耕作措施。     

1985—2015年临朐县水土流失动态变化研究

根据临朐县1985—2015年4期次的水土流失调查数据,分析该县水土流失严重指数和水土流失面积消长率的动态变化趋势。结果表明:30年间水土流失严重指数由1985年的3.29(强度严重)降至2015年的1.65(轻度严重),降幅约为50%,水土流失严重程度有所减轻,但仍属于水土流失严重地区;年均水土流失面积消长率为1.30%,4个评价期年均水土流失消长率呈现"正—负—正"的变化态势,较低的消长率水平不能满足当前水土流失治理的迫切需求;历年水土流失减少面积主要集中在轻度—中度侵蚀区,占同期水土流失面积减少量的70%,2010—2015年的减少方向逐渐向中度—强烈侵蚀区转移,水土流失治理难度不断增大;1999—2010年水土流失治理步伐放缓,曾出现水土流失严重指数短期反弹、水土流失面积消长率呈负增长的现象,因此应对水土流失的长期性、反复性和顽固性给予足够重视。     

晋西北不同土地恢复管理措施下土壤物理性状分析

【目的】晋西北丘陵风沙区由于受风蚀影响,土壤沙化十分严重,生态恢复是缓解此问题的主要措施之一。研究不同土地恢复管理措施旨在为提高晋西北黄土高原丘陵风沙区农田土壤质量及植被恢复提供理论依据。【方法】本研究以晋西北五寨县作为研究区,设置4种土地恢复措施:传统翻耕播种玉米(CTC)、免耕播种玉米(NTC)、免耕播种苜蓿(NTA)、撂荒地(WL)。通过野外和室内分析的方法,分析了0—50 cm土层土壤粒度组成、粒度参数和土壤质量含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量。【结果】1)晋西北地区土壤主要以砂粒和粉粒为主。撂荒地砂粒含量最大,且随着深度的增加变化不明显;其它3种措施下的土壤表层砂粒含量均小于深层。不同土地恢复措施间粒度参数差异较大,翻耕分选较差,免耕玉米和免耕苜蓿属于分选中等到分选较好范围,表明翻耕地块土壤受到人为扰动较大,导致土壤偏细,其粉粒含量在0—50 cm土层变化范围为6.5%～15.3%,而免耕苜蓿和免耕玉米土壤环境相对较好。2) 4种土地恢复措施下表层0—40 cm的土壤容重均低于深层土壤,翻耕、免耕播种玉米和免耕播种苜蓿的土壤容重范围在1.10～1.50 g/cm^3之间,表现为WL>NTA>NTC>CTC,撂荒地土壤容重与其它三种处理措施的土壤容重差异显著(P <0.05),其他三种措施间差异不显著,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异;表层0—30 cm的土壤孔隙度以翻耕总孔隙度最大。翻耕地块土壤孔隙度显著高于其它三种恢复措施,其它三种恢复措施间无显著性差异,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。3)不同土地恢复措施之间土壤质量含水量、饱和持水量和毛管持水量存在较大差异,翻耕地块表层0—20 cm土壤毛管持水量显著高于其它三种恢复措施;免耕苜蓿和免耕玉米地块毛管持水量无显著差异,两者均显著高于撂荒地,20—30 cm土层免耕苜蓿地块显著低于翻耕和撂荒地,30—40 cm土层撂荒地与免耕玉米显著低于翻耕和免耕苜蓿,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。4)土壤毛管持水量和饱和持水量与毛管孔隙度和非毛管孔隙无显著相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。土壤质量含水量和毛管持水量与粘粒含量无显著相关;与砂粒含量呈极显著负相关,相关系数分别为–0.619和–0.474;与粉粒含量呈显著正相关,相关系数分别为0.639和0.584。【结论】晋西北丘陵风沙区翻耕、免耕玉米和免耕苜蓿三种土地恢复措施都不同程度地降低了表层土壤砂粒含量,提高了土壤孔隙度,降低了土壤容重,改善了土壤的保水和供水能力,7年常规耕种和免耕种植作物都显著改善了土壤的物理性状,有助于生态的恢复和提高土壤的生产力。因此,在晋西北地区不提倡土地撂荒。