景观格局-生态过程理论在黄土丘陵沟壑区土地整治中的应用——以延安市宝塔区羊圈沟为例

为保证黄土丘陵沟壑区土地整治的成效以及土地资源的可持续利用,基于"源-汇"景观理论、"斑块-廊道-基质"景观结构理论、景观安全格局理论等景观格局-生态过程相关理论与方法,就土地整治工程实施中的各个环节,提出了解决黄土丘陵沟壑区土地开发整治和生态环境保护并重难题的途径,并以延安市宝塔区羊圈沟土地整治工程为例,说明景观格局-生态过程理论在黄土丘陵沟壑区土地整治中的应用。     

黄土丘陵沟壑区生态环境建设探讨

在黄土丘陵沟壑区的生态经济系统分析的基础上，运用系统工程原采用主客体理论和人地关系论对生态经济恶性循环的成因和良性循环建立进行了剖析，土地系统是关键，人类意识是核心,据此提出了以土地建设和水土保持为核心的农业技术体系的建立是实现黄土丘陵沟壑区生态经济良性循环的基础。     

垄沟耕作条件下的土壤水分分布试验研究

黄土高原丘陵沟壑区 ,千沟万壑 ,人少地多 ,广种薄收 ,土地生产力低下。由于黄土结构垂直发育明显 ,耕层疏松 ,土壤粘粒性差 ,有机质含量低 ,土壤抗冲抗蚀性弱。丘陵沟壑区大多处于半干旱区 ,降雨量较少 ,严重的水土流失和水分不足已成为限制黄土丘陵沟壑区粮食生产的主导因素[     

高泉沟小流域高效农业生态区建设

黄土丘陵沟壑区急需解决三大问题:生态环境问题、粮食问题和贫困问题.为此,以黄土丘陵沟壑区的典型代表区域定西县的高泉沟小流域为试验示范区,开展了高效农业生态区建设的研究与实践.经十年的研究探索,初步找到了解决黄土丘陵沟壑区三大问题的途径与技术措施,建立了理论框架和买体模型.其主要措施是:在生态建设方面实施工程措施和植物措施对位配置,控制水土流失;在农业建设方面采取增施化肥、加强基本农田建设、实施集水节灌和良种良法栽培等措施和技术,提高土地生产力和承载力;在经济建设方面,采取调整作物种植结构、发展适度规模养殖、发展小型加工及非农产业,提高农民的经济收入.     

黄土丘陵沟壑区实施退耕还林还草战略资源条件与对策

分析了陕北黄土丘陵沟壑区的水热、土地、林草等资源条件以及实施退耕还林还草战略的重要意义，并提出该区实施退耕还林还草战略的基本对策。     

韭园沟示范区工程建设和管理

对黄河水土保持生态工程韭园沟示范区工程建设和管理的特点、具体做法作了详细的阐述。示范区建设工程实施4年来,日常管理、建设管理、运行管理等方面均实现了科学化、制度化和规范化,其建设与管理模式对黄土丘陵沟壑区水土保持具有辐射带动作用,为黄土丘陵沟壑区生态、经济、社会的可持续发展树立了样板。     

黄土高原不同侵蚀类型区侵蚀产沙强度变化及其治理目标

为了确定黄土高原不同侵蚀类型区的治理目标,采取"水文—地貌法",利用98个水文站控制区和234个侵蚀产沙单元,在分析其不同治理阶段土壤侵蚀产沙变化特征与减沙幅度,不同侵蚀强度面积的变化及其空间分布的基础上,提出了未来20a黄土高原主要流失区的区域治理目标:土壤流失量控制在3.60×108 t左右,土壤侵蚀模数1 300 t/(km2.a)左右。其中,黄土峁状丘陵沟壑区为3 000t/(km2.a),黄土梁状丘陵沟壑区为2 000t/(km2.a),干旱黄土丘陵沟壑区为2 000t/(km2.a),黄土平岗丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),风沙黄土丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),黄土山麓丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),森林黄土丘陵沟壑区为300t/(km2.a),黄土高塬沟壑区为1 500t/(km2.a),黄土残塬沟壑区为3 000t/(km2.a),黄土阶地区为500t/(km2.a),风沙草原区为500t/(km2.a),高原土石山区为100t/(km2.a)。未来20a黄土高原的治理重点区域为黄土峁状丘陵沟壑区(2.20×104 km2)、干旱黄土丘陵沟壑区(1.50×104 km2)、黄土高塬沟壑区(8 600km2)、黄土梁状丘陵沟壑区(4 600km2)。     

基于修正简易模型的陕北黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力分布特征

降雨侵蚀力经典模型计算结果准确,但计算过程繁琐、数据量大且难获取;简易模型计算便捷,但结果不够准确.本文分析了8种黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力模型的差异,并对简易模型进行修正.以经典模型为基准值,对与经典模型结果最为接近的简易模型进行修正,基于修正后的简易模型分析黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力的时空分布特征.在此过程中用到的方法主要是数理统计法和模型差异分析方法.经典模型更能准确估算陕北黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力;拟合模型y=0.849x-29.651可以提高章文波降雨侵蚀力简易模型的模拟精度(拟合优度0.734);陕北黄土丘陵沟壑区2006-2012年间降雨侵蚀力总体呈现上升趋势;汾川河流域、清涧河流域上游降雨侵蚀力较高,下游次之;延河流域、大理河流域下游降雨侵蚀力较高,上游次之.降雨侵蚀力简易算法经修正后可以较好的估算黄土丘陵沟壑区的降雨侵蚀力的时空分布特征,陕北黄土丘陵沟壑区2006-2012年间降雨侵蚀力时空分布不均,降雨侵蚀力整体较高.     

黄土丘陵沟壑区水土保持林体系建设及效益分析

本文通过安塞黄土丘陵沟壑区立地条件类型的划分,研究了树种布局、林种配置、林地水保效益、林地土壤水分动态、树种热值、林分蓄积量和生物量等。提出了黄土丘陵沟壑区水土保持林体系的最佳模式。     

黄土丘陵沟壑区土地适宜性评价研究—以山西省中阳县圪针耳流域为例

以黄土丘陵沟壑区的山西省中阳县圪针耳流域为例,提出了黄土丘陵沟壑区土地适宜性评价原则,建立了该区土地适宜性评价的指标体系,筛选出评价主导因子,并将该流域分为177个地块,采用专家打分和权重法对每一地块的适宜性进行了评价,结果为:宜农地总面积为185.3hm2,占流域总面积的19.34%;宜林地总面积为192.4hm2,占20.08%;宜牧地总面积为563.63hm2,占58.83%;其它地总面积为16.67hm2,占1.74%。     

地形复杂地区遥感图像分类方法应用研究——以黄土丘陵沟壑地区坡耕地遥感调查为例

由于黄土高原地区地形复杂,在坡耕地遥感调查中单纯采用监督分类法很难获得理想的精度。以黄土丘陵沟壑地区为研究区域,在坡耕地的分类中采用改进的分类方法,首先以非监督分类法获得初始训练样本,在对样本进行增补和修改的基础上再进行监督分类,使分类精度明显提高。研究表明,用改进的分类法提取坡耕地及其它地物的信息取得了良好的分类效果,是该地区进行坡耕地调查较为理想的方法。     

基于影像融合的陕北黄土丘陵沟壑区土地利用自动分类

 采用1种遥感影像和单纯的监督分类方法,在黄土丘陵沟壑地区的土地利用调查中,难以获得高精度的土地利用数据。为解决此问题,以陕北无定河流域为研究区,以主成分变换的方法,对多源遥感影像(TM多光谱数据和SPOT全色波段数据)进行融合处理;同时,在分类中,采用监督分类与非监督分类相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法,先以非监督分类获得初始训练样本,在对样本进行删除、增补、合并等调整的基础上,再进行监督分类。2种方法的结合使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高。与仅以TM影像为信息源,采用单纯监督分类法的分类结果对比可知:土地利用各类别的提取精度都有不同程度的提高,分类总精度从82.0%提高到89.2%;水体、水田和城镇用地等面积较小类别的精度,提高了10%以上;坡耕地与林草地的混分现象明显减少,精度均提高了5%以上,取得了良好的分类效果。研究结果为陕北黄土丘陵沟壑区土地利用变化动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴。     

考虑耕地利用条件的黄土丘陵沟壑区农村居民点整理分区及利用对策

农村居民点整理是改善农村生产生活条件和实现耕地总量动态平衡的重要措施,耕地对未来西部经济欠发达地区农村居民点农业生产功能的发挥十分重要。选取具有黄土丘陵沟壑区典型地貌特征的子长县为研究对象,以农村居民点图斑为研究单元,基于核密度估计、GIS空间分析、多因素综合评价等方法,结合区域农村居民点用地适宜性、耕地利用条件及两者的空间组合特征划分4种整理区域并提出了差异化的土地利用对策。结果表明:集聚发展区应引导农户的集中居住,加强耕地的规模化利用;内部改造区应立足于自身的挖潜,加强土地的综合整治,通过改善基础设施,提高生活的便利性,并完善农业基础设施,提高耕地质量;合并组建区应引导农村居民点跨界迁移和撤并,并引导耕地的集中流转和规模化经营;生态迁移区农村居民点应采取整体搬迁的形式进行整理,耕地利用过程中注重生态环境的保护。分区结果和差异化利用对策对于农村居民点的合理布局和耕地的高效利用具有重要作用。     

陕北黄土丘陵地区坡耕地遥感分类方法研究

陡坡开垦使坡耕地面积扩大是造成黄土高原水土流失严重、生态恶化的根本原因。应用遥感技术,及时准确地掌握坡耕地的分布特征及面积数据,对合理实施退耕还林还草工程意义重大。以陕北黄土丘陵沟壑区为实验样区,以TM图像为主要信息源,采用非监督分类与监督分类相结合的混合分类方法提取坡耕地信息。通过改进采样方法,在非监督分类生成的初始训练样本的基础上,进行删除、增补、合并等样本调整,使训练样本的选取精度大大提高,明显提高了分类精度。研究证明,在黄土丘陵沟壑区,采用混合分类方法进行坡耕地分类,较好地解决了大量存在的坡耕地同物异谱的现象,是进行坡耕地调查与监测的理想方法。     

不同地貌类型下黄土高原典型县域新增耕地利用变化

土地整治是中国增加耕地数量、确保粮食安全的重要措施。在中国农村人口不断减少、居民膳食结构改变的背景下,土地整治作为推进乡村振兴的重要抓手,其新增耕地利用方向该如何科学确定是亟需研究的问题。该研究以位于黄土高原的延川县为例,利用土地利用、耕地质量等数据,研究了新增耕地在黄土高原典型地貌塬（梁）、坡面、沟道的利用变化,并分析了不同变化类型新增耕地的质量在不同地貌类型的分布,结果表明,延川县新增耕地转变为非耕地的比例为20.69%,林地、草地是新增耕地转变的主要去向,果园种植收益远大于粮食作物种植收益,且果园种植为劳动密集型农业生产活动,需要的劳动时间多,加之农户劳动力数量有限未有更多时间将新增耕地用于粮食生产,使得新增耕地撂荒并转变为了林地、草地。沟道是新增耕地转变为林地的主要分布区域,沟道和塬面（梁）是新增耕地转变为草地的主要分布区域,塬面（梁）是新增耕地转变为果园的主要分布区域,不同地貌类型的水分条件是新增耕地在不同地貌转变为其他土地利用类型时存在差异的主要原因。也反映出,在果园种植收益高的条件下,即使位于沟道的水资源条件较好、质量较高的新增耕地,由于劳动力的限制,也不会被利用以进行粮食作物种植,而是被撂荒并转变为林地,相反塬面（梁）的新增耕地也会被利用为收益更高的果园。未来土地整治新增耕地应根据不同区域地形地貌、水资源等自然条件因地制宜地确定利用方向。     

西气东输工程沿线陕西段区域生态安全格局设计研究

区域生态安全格局是一个新近提出的概念,其理论尚在发展之中。研究以西气东输工程陕西段为例,从保证管道安全和解决工程中的生态问题入手,提出了管道工程沿线区域生态安全格局的设计框架,对生态安全格局理论进行了初步的应用。制图分析得出陕西段主要生态系统有丘陵黄绵土农田生态系统、丘陵黄绵土丛生禾草草原生态系统、平原黄绵土农田生态系统、沙地生态系统等。水土流失敏感性分析显示3个标段均有超过80%区域属敏感区,水土流失很严重。生态系统中关键生态单元主要有6处,包括丘陵沟壑区梁峁穿越,腰岘穿越,中小冲沟穿越,河流凹岸(陡崖)穿越,大开挖河流,固定、半固定沙丘穿越。在生态系统功能分析的基础上进行了区域基本生态安全格局设计,并针对关键生态单元进行了关键生态安全格局设计。     

基于RS和GIS的黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀地形特征研究

为了解黄土高原浅沟侵蚀地形特征,基于Qucickbird高分辨率遥感影像和数字高程模型,提取了坡面浅沟及其地形参数,并对浅沟侵蚀的地形特征参数和分布规律进行了统计分析,结果表明：黄土丘陵沟壑区,坡面坡度、长度、坡向以及上坡长度是影响坡面浅沟数量的主要地形要素,而浅沟侵蚀地形特征主要由坡面坡度、坡面长度、上坡长度和汇流面积共同决定;坡面长度与浅沟平均长度呈显著线性关系,坡面坡度与浅沟频度、浅沟坡度与其上坡长度间则均满足二次曲线;发生浅沟侵蚀的上限与下限临界坡度分别介于26～27°和15～20°,临界坡长介于50～80 m;由浅沟坡度的正弦值与汇流面积确定出浅沟分布的临界曲线;阳向坡面的平均浅沟长度小于阴向坡面。基于RS和GIS技术能有效确定浅沟侵蚀地形特征,为黄土区坡面水土流失治理提供了技术支撑。     

黄河中游冻融侵蚀的表现方式及其产沙能力评估

黄河中游,尤其是以黄土丘陵沟壑区为代表的那些多沙区的侵蚀产沙是引起黄河下游河道严重淤积的主要原因。在这些地区,水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀是其主要的外侵蚀因素。其中水力侵蚀已经得到比较深入的研究,风力侵蚀也已引起人们的空前重视,而对该区的冻融侵蚀的关注却相对薄弱。实际上,冻融侵蚀对这些地区沟道的作用非常显著。从黄河中游丘陵沟壑区冻融侵蚀的环境背景、作用机理和表现方式等方面展开论述,并根据沟道的岩性特点、沟道侵蚀量大小及对一些实测资料对比,初步认为砒沙岩区的冻融侵蚀量可以达到沟道产沙量的一半左右,最大可达流域侵蚀量的1/3左右。     

凉城县黄土丘陵沟壑区水土保持生态经济林基础效益分析

凉城县黄土丘陵沟壑区营造的各种水土保持生态经济林 ,其水土保持基础效益十分显著 ,表现在延滞径流产生时间、减少径流量 ,涵养水源蓄存水量 ,缓冲雨强、减弱水力侵蚀强度 ,减少表土流失、控制土壤侵蚀 ,增加降水的有效性 ,培肥地力等方面 ,使生态环境得到较大改善 ,由此也收到较好的生态效益、社会效益和经济效益。对凉城县黄土丘陵沟壑区水土保持生态经济林的保水保土效益做出的客观分析论述 ,为该县进一步合理利用宜地林资源、促进生态环境建设提供依据 ,也为其它受水土流失危害的黄土地区提供借鉴。     

定西于家山黄土洞穴的分布特征与侵蚀临界研究

黄土洞穴与滑坡、沟蚀等侵蚀过程联系紧密并加剧了黄土高原的水土流失程度,但目前黄土洞穴发育的分布特征与侵蚀临界暂未明晰。利用无人机获得了研究区高分辨率影像与数字表面模型,基于影像标识了黄土洞穴并统计了其土地利用类型与洞穴直径,利用标识点在数字表面模型上提取了黄土洞穴的坡度、坡向、曲率和汇水面积等地形数据并分析了黄土洞穴的分布特征。结果表明,黄土洞穴直径大多4 m。黄土洞穴在耕地上发育较少,多发育于牧草地区域流水汇聚的凹形坡,且在阴坡更为发育。同时,黄土洞穴坡度正切值范围集中于0.4～1.0,汇水面积一般不超过3 000 m~2。依托统计的坡度正切值与汇水面积数据绘制了黄土洞穴的侵蚀临界图并对比了黄土洞穴与浅沟、切沟的侵蚀临界。黄土洞穴的侵蚀临界边界分别为SA~(0.150)=0.368与SA~(0.135)=7.580,分布较广且覆盖了浅沟与切沟的侵蚀临界。浅沟、切沟的演化与黄土洞穴的发育有关,黄土洞穴通过连通与坍塌促进了浅沟、切沟的发育、转换与扩展,并因此加剧了黄土高原的水土流失。研究量化了黄土洞穴发育的分布特征,建立了黄土洞穴与浅沟、切沟的联系并深化了对黄土洞穴侵蚀过程的认识。