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。     

2001-2015年青藏高原草地碳源/汇时空变化及其与气候因子的关系

净生态系统生产力(NEP)是估算区域植被碳源/汇的重要指标。以青藏高原为研究区,基于光能利用率模型,利用遥感数据、气象数据和基础地理数据测算了2001—2015年草地生态系统净初级生产力(NPP),同时,应用土壤呼吸模型估算了逐月平均土壤呼吸量(Rs),进而估算青藏高原草地净生态系统生产力(NEP)。研究揭示了2001—2015年青藏高原草地生态系统NPP,NEP时空格局及其与气候因子的关系。结果表明:(1)2001—2015年,青藏高原草地生态系统整体表现为碳汇,平均净碳汇总量为1.82×1014 gC/a;(2)2001—2015年青藏高原草地生态系统NEP呈波动增加趋势,年平均值为120.8gC/(m2·a),年平均增长率为0.7gC/(m2·a);(3)研究区草地NPP与温度、降水相关性不显著,NEP与降水、温度均呈负相关。     

福建省碳储量时空特征及其对土地利用变化的响应

[目的] 研究福建省生态系统碳储量及其对土地利用变化的响应,为生态系统保护提供参考。[方法] 基于土地利用数据和碳密度数据,运用InVEST模型模拟福建省1980,2000,2020年碳储量;利用冷热点分布、转移图谱和矩阵分析碳储量和土地利用的时空特征;最后分析碳储量对土地利用变化的响应。[结果] ①福建省碳储量整体均较高,82.5%以上区域的碳储量为中等以上(＞3 000 t),主要分布在山地丘陵地区,也是高碳储量的热点集中区;高(热点)低(冷点)碳储量集中区转移较少;1980—2020年总碳储量波动略升高,2000—2020年不同碳储量等级彼此之间转移相对较多。②福建省土地利用/覆被以林地为主(61.4%~62.9%),其次是耕地(16.9%~18.3%)和草地(15.2%~17.2%);土地利用/覆被变化在1980—2000年较稳定,在2000—2020年较剧烈。③林地、草地和耕地的总碳储量较高,水域、建设用地和未利用地总碳储量较少;耕地总碳储量减少,建设用地总碳储量增加,林地和草地有增加也有减少;由土地利用/覆被变化导致的总碳储量转出和转入最多均为林地,其次是草地和耕地;总碳储量净转移为负的是林地,其他为正,林地转移引起的碳亏损最多。[结论] 耕地、林地和草地是福建省的主要土地利用类型,它们贡献了较高碳储量,并相互转移引起了碳储量变化。     

“十二五”期间重庆市土地利用变化及生态效应

[目的]揭示"十二五"期间重庆市土地利用及生态效应变化规律,为该市用地结构调整和生态可持续发展提供理论支持。[方法]基于重庆市2011—2015年5期TM遥感影像,采用土地利用动态度、土地利用程度指数、生态系统服务价值评价法、敏感性分析等方法开展研究。[结果]"十二五"期间,重庆市耕地、林地、草地、水域湿地、建设用地和未利用地年变化率分别为-0.37%,-0.01%,-1.98%,0.67%,6.77%,-2.54%;土地利用程度综合指数由248.89提高至250.11;生态系统服务价值共减少了2.73亿元。[结论]"十二五"期间,重庆市各土地利用类型动态变化存在差异性,呈现出耕地、林地、草地、未利用地面积减少,水域湿地和建设用地面积增加的趋势,土地利用在这阶段总体处于发展期;生态系统服务总价值整体减少,生态环境轻微朝着不健康的方向发展。     

苏南地区净第一性生产力对土地利用变化的响应

通过CASA模型对苏南地区1999年和2008年净第一性生产力(NPP)进行估算,分析NPP时空变化及其对土地利用变化的响应,结果显示:①1999-2008年,苏南地区NPP时空变化显著,19个市县的NPP均为减少:昆山减少量最大(以C计)242.04 g/m2,扬中最小(以C计)70.94 g/m2; NPP减少量高值区位于太湖流域,低值区位于苏南西北部.②与1999年相比,2008年6种地类的平均NPP都在下降:建设用地和耕地减幅最大,分别为55.69％、45.74％; NPP减少量高值区耕地和建设用地转化斑块最为突出,低值区减少量主要源于林地和草地的转化.这与太湖流域城市群迅速扩张下农用地转换为建设用地趋势明显的土地利用方式在空间上吻合.③NPP变化与耕地变化的相关性最强,相关系数为0.523.林地-水域、耕地-水域、林地-草地、耕地-草地这4种转换方式下NPP损益较大.     

福建长汀朱溪小流域NPP估算

南方花岗岩红壤侵蚀区生态系统退化的研究集中在侵蚀的过程模拟与预测、土壤退化成因和生态恢复与重建等方面,关于植被净第一性生产力对退化生态系统评估的研究还较少。本研究选取朱溪小流域气象数据,结合Spot-5卫星遥感数据和DEM(数字高程模型),构建朱溪流域植被净第一性生产力(Net Primary Productivity,NPP)的CASA(Carnegie–Ames–Stanford Approach)模型,进行朱溪小流域NPP估算。结果表明:1朱溪小流域的NPP分布整体上呈现出低值水平,平均值仅为24.04 g/m2·mon,标准差高达9.78。2经过近15年的强化治理,朱溪小流域NPP空间上呈现出:西部和东部地区NPP值较大;中部地区NPP显著改善,部分地区仍需强化治理。3NPP的空间分布具有明显的带状分布:NPP在270~320m呈现较高值区,生态环境较好;NPP在320~470m呈现低值带,生态环境破碎化严重;NPP在470~680m呈现高值区,植被生长良好,生态环境良好。4林地、园地、农田等经济用地的NPP值较高且均匀分布,其中一级土地利用类型NPP值大小顺序为:耕地草地林地园地未利用地,二级土地利用类型NPP值大小顺序为:耕地天然草地有林地苗圃果园茶果间作园疏林地荒草地迹地。人为干预痕迹显著,二级土地类型的空间变异程度:耕地茶果间作果园苗圃有林地荒草地疏林地迹地。     

滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

北京密云水库上游潮河流域土地利用/覆被变化研究

土地利用/覆被变化是影响流域生态过程、水文过程以及生态服务功能的重要因素,分析土地利用/覆被变化是开展适应性流域管理的基础.在对潮河流域1979年、1987年、1999年和2009年的4期Landsat卫星遥感影像进行解译的基础上,利用GIS技术和RS技术,建立该流域土地利用/覆被类型空间数据库,定量分析了流域30 a来土地利用/覆被动态变化特征,并从自然因素和人类活动两个方面对流域土地利用/覆盖变化的驱动力进行了较为深入的探讨.结果表明:潮河流域土地利用/覆被类型以乔木林地、灌木林地和草地为主.与1979年相比,2009年耕地和草地急剧减少,分别占流域的6.31％和13.28％,而灌木林地和乔木林地急剧增加,分别占流域的41.76％和36.26％,建设用地有所增加,占0.98％,未利用地和水域都有所减少,分别占0.27％和1.14％.流域耕地主要转化为草地和灌木林地,草地转化为灌木林地和乔木林地,灌木林地和乔木林地互相转化,建设用地面积的增长主要来源于耕地.     

近30年乌伦古河流域土地利用与生态系统服务价值变化研究

[目的]识别新疆乌伦古河流域近30 a土地利用/覆被变化及生态系统服务价值响应,为指导该区水土资源优化配置提供科学依据。[方法]选取研究区1989,1998,2006和2017年4期Landsat系列遥感影像,综合利用3S技术,监测并分析研究区近30 a LUCC时空演变特征,采用修正后的生态系统服务价值当量因子,计算并分析生态系统服务价值响应。[结果]①近30 a乌伦古河流域耕地和建设用地面积呈持续增加扩张趋势,水体和湿地面积呈微增加趋势,未利用地呈显著减少趋势,林地面积呈波动增加趋势,草地面积1989—2006年呈减少趋势,2006—2017年呈微弱增加趋势。其中,耕地净增加量最大(847 km~2),未利用地净减少量最大(744 km~2),各土地利用类型转移显著区域主要位于福海县、杜热乡和齐干吉迭乡;②乌伦古河流域土地利用综合指数由1989年的146.75增加至2017年的168.29,生态系统服务价值(ESV)由1989年的2.635亿元增加至2017年的2.915亿元,净增加0.28亿元。[结论]近30 a乌伦古河流域各土地利用类型面积均发生不同程度变化及相互转换,研究区土地资源总体处于高强度发展期,生态系统服务价值做出相应响应,总生态系统服务价值增加。     

博乐垦区土地利用/覆被变化及预测研究

基于博乐垦区1990年8月、2003年8月和2010年8月的3期TM影像数据,定量分析了研究区近20a土地利用/覆被的数量变化和空间变化,以及各地类质心的空间变化趋势。在此基础上,采用马尔科夫链方程预测了研究区未来10a(2015—2025年)土地利用/覆被的演变趋势。结果表明:近20a来,研究区的土地利用/覆被变化显著:(1)居民点用地大幅度增加,主要由草地和未利用地转化而来。林地大幅度减少,转化成了草地。耕地和草地先增加后减少,但总体呈增加趋势。水域面积略有减少;(2)各类用地的质心变化:1990—2003年,质心偏移幅度较小。除居民点用地外,其余地类都在10km以内。但2003—2010年,各类用地的空间质心都发生了较大的偏移;(3)在保持人为影响因素不变的前提下,未来10a(2015—2025年)垦区居民点用地、耕地和草地将继续增加,而水域、林地和未利用地将继续减少,但是各类用地的变化幅度都将减小。     

草原生态建设与草地灌溉耦合效应研究

草地退化、沙化是我国牧区脆弱生态系统失衡急需整治的重大环境问题。在分析草地生态环境现状的基础上,从提高草地综合生产力和恢复保护草地植被改善生态环境二个方面,阐述了牧区发展灌溉草业的必要性和可行性;提出各类草地灌溉草业发展模式;对如何确定灌溉发展规模和灌溉草业与生态恢复的耦合效应作了探讨,提出相应的定量计算方法。     

围封草地"种子岛"效应对周围沙化草地土壤种子库的影响

在浑善达克沙地南缘，以围封7年的沙化草地以及围栏外周围不同地段作为研究对象．通过对比分析围栏外不同地段沙化草地土壤种子库特征，并以围栏内草地作对照，就围封草地的“种子岛”效应对周围沙化草地土壤种子库的影响进行了尝试性研究。结果表明：围封草地“种子岛”效应对围栏外近距离处沙化草地土壤种子库具有显著性影响．它能够以围封草地为中心，呈辐射状促进周围沙化草地土壤种子库恢复，且随着距围栏距离的增加。作用逐渐减小．并约在围栏500m外逐渐消失。     

典型草原区退耕及封育草地土壤水分物理性质研究

对典型草原云雾山保护区退耕6a，11a（放牧8a）和16a的3个退耕地和4个封育草地（百里香群落、铁杆蒿群落、大针茅群落和长芒草群落）对照坡耕地表层土壤的水分特征曲线数学模型、持水参数和比水容量进行了测定。结果表明，封育草地的持水和供水性能要大于退耕地和坡耕地，放牧对退耕11a的持水和供水性能有较大影响。云雾山自然保护区坡地退耕和草地封育后，样地土壤的持水能力大小顺序为封育长芒草群落〉大针茅群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉退耕16a〉退耕6a〉坡耕地〉退耕11a（放牧8a）。供水能力大小顺序为封育长芒草群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉大针茅群落〉退耕16a〉退耕6a〉退耕11a（放牧8a）〉坡耕地。这说明土壤持水和供水性能随着退耕年限的增加和封育草地的正向植被演替均逐渐增强的趋势。坡地退耕和草地封育能够通过改善土壤的水分物理性质提高土壤的蓄水持水性能和抗侵蚀能力。     

Grassland improvement in Africa

Of all the continents, Africa has the highest proportion of land fit for agriculture. The principal vegetative cover on this land is grass, which, when it is well managed, gives good protection against erosion. Unfortunately, much of this grassland, and especially that north of the Sahara desert, is so heavily overstocked that it produces far too little forage for livestock, and scarcely any cover remains for protection of the soil. The very low productivity of the livestock is a major factor in the poor nutrition of the people—especially of young children suffering from kwashiorkor. It is still a common practice to keep as many cattle as possible, as an indication of the owner's social status and wealth. Consequently in Africa the commonest problems include a shortage of forage and inefficient use of what is available. This condition needs to be alleviated by increasing the output from native grassland and producing more forage on arable land. Each country needs a competent organization to cope with these problems. Improved practices such as rotational grazing and culling unproductive animals may increase the yield of the livestock from two to ten times. All such practices can be gradually adopted by the pastoral people, and by those doing mixed farming, with the help of their own technically trained youth. By the use of these practices, along with family planning to hold the population near the present level, it will be possible for the people to have an adequate diet and for the soil and other natural resources to be maintained.     

宁夏盐池荒漠草原区天然草地植物生态位研究

运用Levins生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,对宁夏盐池无量殿的植物生态位宽度及生态位重叠度进行了计算,从生态位角度揭示了荒漠草原区天然草地的植被生长状况。结果表明:2008年达乌里胡枝子、老瓜头、阿尔泰狗娃花生态位宽度值最大,是该区的优势种;2009年天然草地的优势种是阿尔泰狗娃花、丝叶山苦荬、老瓜头、达乌里胡枝子。2008年和2009年的生态位重叠结果均表明,生态位宽度大的物种不一定和其他物种有大的重叠指数,较高的生态位宽度和较高的生态位重叠度之间并不存在明显的线性关系。相比2008年,2009年6-8月降雨量较大,植物长势好,密度较大,资源利用率较高,植物种间竞争更为激烈,使得生态位宽度和生态位重叠度总体比2008年大。可见,荒漠草原区降雨量的多少是影响植物生长的主要因素。     

典型草原地区蒸散发研究与分析

蒸散发(ET)作为影响水资源空间分布的关键因素之一,准确监测、模拟其值的空间变化,对提高水资源利用效率和保护区域生态环境具有重要意义.选择北方典型草原区锡林河流域作为研究对象,通过气象数据和TM数据,利用遥感和GIS技术,构建了锡林河流域反演蒸散发的SEBAL模型.结果显示,卫星过境当天流域蒸散发为0～9.1 mm/d,其中蒸散发在0～2 mm/d之间的像元占流域总面积的70％以上,地表水资源不足是导致蒸散发较小的主要原因;按照土地利用类型统计,水域分布的地区日蒸散发相对较高,草地分布的地区日蒸散发相对较低;相关性分析显示,地表温度的大小变化对ET空间分布影响较大.反演结果对流域尺度的水资源管理定量化研究具有重要意义,同时,可为深入研究“水—草 畜”系统平衡奠定理论基础.     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及其胶结物质的影响

团聚体是土壤有机碳重要的存储单元,其稳定性直接影响有机碳的固存。为探明草地灌丛化是否影响土壤团聚体稳定性及其胶结物质,本文以青藏高原东缘4种典型灌丛化草地(高山绣线菊Spiraea alpina、窄叶鲜卑花Sibiraea angustata、小叶锦鸡儿Caragana microphylla、金露梅Potentilla fruticosa)为研究对象,分析土壤团聚体稳定性(大于0.25 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和分形维数及其胶结物质(团聚体有机碳、铁铝氧化物、钙键和铁铝键结合的有机碳)的含量,并分析各胶结物质对团聚体稳定性的影响。结果表明,(1)小叶锦鸡儿灌丛化显著降低2～0.25 mm和小于0.002 mm团聚体含量和团聚体稳定性(P<0.05),而其他3种灌丛化草地对土壤团聚体含量和稳定性影响不显著(P>0.05)。(2)小叶锦鸡儿灌丛化和窄叶鲜卑花灌丛化改变了团聚体胶结物质的含量。(3)团聚体胶结物质与MWD的增强回归树分析结果显示,高山绣线菊灌丛化草地土壤团聚体稳定性的主要贡献胶结物质为络合态铁(Fe_p)和无定形态铁铝(Fe     

围栏封育对荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响研究

为探究围封对灌丛草地土壤优先流的影响,以宁夏吴忠市盐池县典型荒漠草原区为研究区,通过野外入渗染色试验、图像处理分析等方法,对围封荒漠草原灌丛草地土壤优先流的影响进行评价。结果表明:(1)围栏封育与放牧管理样地土壤水分入渗特征存在差异,在围栏封育样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地的入渗染色图像分别在0—125,0—115,0—105 cm呈现均匀分布,而在125—240,115—150,105—140 cm呈现染色分支,在放牧管理样地,草地、天然柠条林地、人工柠条林地入渗染色图像分别在0—80,0—70,0—80 cm呈现均匀分布,围栏封育导致土壤优先流发生深度更大;(2)土壤剖面染色面积比表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞放牧管理天然柠条林地＞放牧管理草地,土壤染色深度表现为围栏封育草地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞放牧管理天然柠条林地＞围栏封育人工柠条林地＞放牧管理人工柠条林地,围栏封育管理会导致土壤剖面染色面积比及染色深度增大;(3)土壤优先流变异系数表现为放牧管理天然柠条林地＞放牧管理人工柠条林地＞围栏封育天然柠条林地＞放牧管理草地＞围栏封育人工柠条林地＞围栏封育草地,放牧管理导致土壤优先流程度增加,而围栏封育降低灌木林地及草地的优先流程度。因此,在荒漠草原等干旱半干旱地区,围栏封育可作为提升土壤水分均匀入渗深度、降低优先流发生程度、提高土壤水分利用效率的重要管理方式。     

Visual Evaluation of Soil Structure Under Grassland management

Twenty sites representing the typical range of grass‐based beef and dairy production management intensity in Ireland were used to assess soil structural quality with the Visual Evaluation of Soil Structure (VESS) method combined with laboratory analysis. The results showed that VESS was suitable for assessing soil structural quality for grassland productivity. According to the threshold values proposed by Ball [Soil Use and Management (2007), 23 , 329–337] for management intervention, all fields except one in this study were between Sq 1 and Sq 3, indicating that the typical range of management intensity does not cause undue soil damage and can be regarded as sustainable for soil structure. There was an indication that as intensification increases, temperate maritime grassland soils showed signs of degradation with respect to soil structure for maintaining grass productivity. While reseeding might solve some problems, it causes others due to the release of soil carbon. This raises the prospect that ‘sustainable intensification’ of livestock production may be limited by the health of the soil resource that supports it. Significant negative correlations between Sq and soil C content (P < 0.01) and between Sq and soil N content (P < 0.05) were observed, indicating a close relationship between soil structure and soil carbon and nitrogen.