黄土高原小流域治理与生态建设

 分析黄土高原水土流失特征,介绍该区小流域综合治理与生态建设成就。根据黄土高原小流域治理理论与实践,提出了黄土高原国土整治的“28字方略”及水土保持型生态农业概念;研究了小流域生态系统健康评价方法及指标体系。建议退耕还林还草与沟道工程措施结合,加强生态系统自我修复功能的系统研究;在以小流域为单元的基础上,加强中尺度生态环境建设试验示范研究和科学评估生态恢复的环境效应等。     

基于GIS的彭阳县退耕还林(草)决策分析

以彭阳县为例,根据退耕还林(草)原则,应用GIS技术的空间分析功能,提取15°坡以上耕地、未利用土地的数据,进行与退耕还林(草)决策相关的坡度、土壤侵蚀、水系等多源数据的GIS叠加分析,确定了彭阳县退耕还林(草)的区域,将退耕还林(草)的任务落实到了具体的地块,并将退耕区域划分为急需退耕区、后续退耕区、规划退耕区三个级别,以指导退耕工作的合理有序进行。     

退耕还林（草）对农牧交错区小流域景观格局的影响——以神木县六道沟小流域为例

为了解退耕还林（草）工程对黄土高原农牧交错区小流域土地利用及景观格局的影响,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,选择景观格局指数,对研究区退耕还林（草）前（1995--2002年）后（2002--2010年）的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明：1）退耕还林（草）前,景观格局变化幅度较小,具体表现为研究区面积比例、聚集度指数以及各景观类型的变化幅度比较小,退耕还林（草）后,小流域景观格局发生了剧烈演变,具体表现为耕地面积比例急剧减小,林草地面积比例迅速增加以及斑块边界复杂性下降;2）1995--2010年,研究区景观蔓延度指数从46．26升高到47．54,多样性指数从1．67下降到1．65,从以耕地、草地和林地为主的景观生态系统转变为以草地和林地景观为主的景观异质程度较低的景观生态系统;3）退耕还林（草）工程是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。     

基于土壤湿度与植被覆盖变化的黄土高原生态恢复项目适宜性评价

基于2001—2014年的MODIS数据和Landsat数据,利用温度植被干旱指数对黄土高原土壤湿度进行了反演,并应用Theil-Sen趋势和Hurst指数,通过分析土壤湿度与植被覆盖的时空变化特征及其相互关系,得到了未来不同土壤湿度情境下植被覆盖的变化特征,经过筛选和分析划分出了黄土高原生态恢复项目适宜性区域。结果表明:(1)黄土高原TVDI的Hurst指数均值为0.49,其中持续性和反持续性面积分别占42.54%,57.46%。根据TVDI未来变化特征来看,未来土壤湿度减小的区域面积占54.08%且遍布整个研究区。(2) NDVI的Hurst均值为0.52,其中持续性面积占55.01%,表明黄土高原植被覆盖持续性强于反持续性。根据NDVI未来变化特征,植被覆盖持续改善面积达46.95%,退化转为改善占6.08%,呈良好趋势。(3)生态恢复项目弱适宜区面积最大,占总面积的59.90%,其次为不适宜区,面积占25.39%;适宜区面积仅占黄土高原的13.41%,较适宜区面积仅为1.30%。(4)未来的植被恢复工程主要针对坡度较大的耕地实施退耕还林,还需要考虑对土壤水分适宜的地区进行了退草还林,而且坡度较小的较适宜区应在粮食安全的基础上进行了退耕还林和退草还林。     

黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形

退耕还林(草)工程的深入实施有效遏制了黄土高原水土流失,但以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀在黄土高原广泛分布,且已成为小流域侵蚀泥沙主要来源之一.为探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌的形态特征和发育临界地形,在陕西省安塞区纸坊沟小流域调查了 53处浅层滑坡和40处崩塌,记录其植被特征,同时进行无人机摄影测量.结果表明:浅层...     

黄土高原小流域水循环GIS设计与实现

探讨了小流域水循环地理信息系统(GIS)的研究和构建：其中包括GIS在水文水资源系统中的应用模式，小流域水循环地理信息系统的系统设计的原则，系统架构设计和系统功能设计。应用组件式技术，采用新一代组件式GIS开发平台ArcObjects与可视化开发语言VB，以黄土高原六道沟小流域为例，设计建立小流域水循环空间数据库和属性数据库，并在此基础上，建立了小流域水循环地理信息系统。系统能够采集、表达和输出小流域水循环过程各类数据，系统还提供实现水文模型与系统的集成接口，为黄土高原小流域水循环过程研究提供数据采集、表达和分析支持。     

黄土高原退耕还林(草)环境效应分析

退耕还林(草)是黄土高原恢复植被、改善生态的重要措施之一。随着退耕还林(草)工程的深入,其产生的经济、社会和生态效应也越来越广泛地受到人们的关注。对黄土高原退耕还林(草)影响下的土地利用格局演变、生态和社会效应进行了分析,提出了黄土高原尚待或进一步深化研究的几个问题。     

黄土高原上黄小流域土地利用类型的坡度分析

以上黄小流域1:1万DEM和1982-2008年6期土地利用数据库为基础,运用RS/GIS技术提取不同坡度下各土地利用类型的面积分布数据,研究黄土高原小流域尺度下的土地利用类型坡度组成状况及其变化趋势.结果表明:(1)近30 a来,上黄小流域各土地利用类型均发生了剧烈的变化.其中,耕地呈现先增加后锐减的变化趋势,林地一直呈现递增趋势.而草地变化趋势与林地相反;(2)目前各土地利用类型的坡度分布较为合理,基本体现了因地制宜,合理配置资源的原则;(3)该流域仍有约6.81 h㎡的土地需要退耕还林还草,但该面积还占不到全试区总面积的1%,说明该试区基本完成国家退耕还林还草任务的要求.     

彭阳县退耕还林(草)成效及后续产业发展研究

通过总结宁夏彭阳县退耕还林(草)工程实施效果,结合地区优势,分别对彭阳县退耕还林(草)工程实施前后草畜产业、冷凉型蔬菜产业、林果产业、菌草产业、马铃薯产业和劳务产业的发展基础条件及过程进行了分析,探讨其作为彭阳县重点发展的退耕还林(草)后续产业的可行性和发展潜力,以期为黄土高原同类地区发展后续产业、巩固退耕还林(草)工程实施成果提供参考。     

基于RS和GIS的陕北黄土高原退耕还林区土壤侵蚀定量评价

[目的]分析陕北黄土高原退耕还林区2000,2007和2012年土壤侵蚀量时空变化特征,为该地区开展退耕还林(还草)工程提供参考。[方法]在GIS和RS的技术支持下,以陕北黄土高原退耕还林区为研究区域,应用美国通用土壤流失预报方程(RUSLE模型)为评价模型,利用ArcGIS 9.2的栅格数据空间分析功能,对研究区域2000,2007和2012年土壤侵蚀强度进行了估算,在此基础上分析了其时空变化特征。[结果]陕北黄土高原退耕还林区2000—2012年土壤侵蚀量呈下降趋势,2012年较2000年下降了1 162t/(km2·a);以子长县为例,2000年土壤侵蚀模数在2 500t/(km2·a)以下的面积仅占区域总面积的0.1%,2012年上升为55.2%;2000年研究区主要土壤侵蚀强度为中度侵蚀,2012年为轻度侵蚀,变化剧烈的区域主要集中在黄土高原丘陵沟壑区的子长、安塞、志丹等县。[结论]植被覆盖因子是影响区域内土壤侵蚀的最主要因素,由此可见大力开展退耕还林(还草)工程可以有效抑制区域内土壤侵蚀状况。     

基于GIS的沂蒙山区退耕还林(草)规划方案分析

退耕还林（草）工程是改善我国生态环境,促进地区经济可持续发展的重点工程和重要途径。尤其在沂蒙山区,多年来由于自然和人为因素的影响,生态环境恶化,严重制约着社会和经济的发展。利用GIS技术,结合退耕还林的基本原则,通过空间分析的研究方法,对土地利用、坡度、河流、居民点等数据进行叠置处理,以获取退耕还林的区域面积。同时对退耕还林的时序及经济林分布问题也作了一定的探讨。结果显示:沂蒙山区坡度>25°需退耕还林的面积为5.47×10⁴ hm²。     

川西地区退耕还林(草)成效调查与再决策

以川西干旱河谷地区某县为例,对退耕还林的成果进行了调查分析。结果表明,一些农业生产力高的土地和坡度小的耕地也纳入到退耕地中,主要与耕地地块分散,距离农户居住地远和水源不方便等情况有关。退耕还林是一个长期的、复杂的、逐步实施的过程,必须对当地自然条件和人文条件做深入了解和调查。只有综合各种原则和因素、分清楚轻重缓急,才能制定出适合当地的合理的退耕还林规划方案。     

生态位适宜度评价模型在退耕还林决策中的应用

退耕还林是山地丘陵区治理生态环境恶化的一项重要措施。该文以济南市域内的现状耕地为研究对象，在耕地适宜性评价中引入生态位理论，根据土地利用的现实生态位与需求生态位的匹配关系，从地形因素、土壤条件、生态因素、水利条件四方面选取了7个评价指标，建立耕地生态位适宜度评价模型，并借助GIS技术将属性数据计算与图形数据有机地结合起来，计算各评价单元的生态位适宜度指数，界定区域内需退耕还林的地块。结果显示，济南市80%以上的现状耕地总体质量较好，不适宜作耕地的面积占耕地总面积的6.88％，根据济南市的实际情况，应对这部分地块逐步实行退耕还林。     

基于GIS和USLE的龙墩水库小流域土壤侵蚀评估研究

本研究以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对流域土壤侵蚀进行模拟预测。结果表明:整个流域年均土壤侵蚀模数为4 343.46 t/km~2,属中度侵蚀。整个流域微度和轻度侵蚀所占面积比例相对较大,两者所占面积比例之和超过了63%,极强度和剧烈侵蚀虽然所占面积较小,但却产生了超过了70%的侵蚀量。不同土地利用类型中土壤侵蚀强度差异较大,年均侵蚀模数旱田草地水田林地,侵蚀量旱田水田草地林地。通过GIS将整个流域划分为13个子流域,子流域4、5、10由于区域内大部分是旱田,土壤侵蚀模数较大,为流域内土壤侵蚀的关键源区,子流域10侵蚀模数和侵蚀量都比较大,应该重点关注;而子流域1、9和12由于侵蚀总量较大,也应该保持一定的关注。所有子流域土壤侵蚀量都主要来自高强度侵蚀等级,其中以剧烈侵蚀为主。因此,控制土壤侵蚀应该优先考虑高强度侵蚀等级区域。     

青海高原东部农业区耕地流失及其评价

为探究中国西部耕地流失规律,该文利用1999年、2009年遥感数据提取青海高原东部农业区耕地变化信息,分析耕地流失量和空间分布,并结合地形数据、经济社会发展基础数据等用 Logistic 方法定量分析耕地流失的主要影响因素。结果表明：1999年至2009年间,青海高原东部农业区耕地面积净减少1393.25 km2,耕地流失1811.78 km2,其中转化为建设用地157.05 km2,退耕还林/草1654.73 km2。坡度＞25°的耕地中78.82%已进行了退耕还林/草,说明青海高原东部农业区退耕还林/草成效显著。耕地流失去向评价结果表明,海拔对建设用地扩张的贡献率为-66.46%,坡度对退耕还林/草的贡献率高达91.25%,说明青海高原东部农业区建设占用和生态退耕的合理性。该研究为区域社会经济的可持续发展提供依据。     

Topographic variation of soil nitrogen mineralization and microbial biomass in Japanese cedar (Cryptomeria japonica D. Don) stands at Myougodani watershed,Toyama, Japan

The spatial variability of nitrogen (N) mineralization, nitrification, and microbial biomass was investigated using surface soils from various topographic positions at a relatively small watershed with Japanese cedar (Crgptomeria japonica D. Don) plantations. The watershed topography was characterized using a topographic index derived from GIS analysis. The topographic index reasonably reflected the spatial variability of the soil water conditions, total soil carbon (C) and N contents, and exchangeable base concentrations. However, this index was not significantly correlated with the spatial variability of net N mineralization and microbial biomass. Topographic index and soil properties (total soil C and N contents, C / N ratio, exchangeable base concentrations, and clay content) were subjected to principal component analysis to eliminate multiple-collinearity among the variables, and express the variables as new orthogonal variables. Principal component analysis showed that the soil properties could be divided into two groups: PC1 (soil nutrient pools) and PC2 (soil clay content). The topographic index was closely correlated with PC1 and not significantly correlated with PC2. Regression of PC scores on net N mineralization and microbial biomass indicated the relatively high contribution of PC2 to the variability in N mineralization and microbial biomass. This result suggested that not only topographic factors but also the clay content exerted an important influence on the spatial pattern of N mineralization and microbial biomass within a watershed with single species forests.     

砒砂岩区典型小流域表土有机质含量空间自相关格局及影响因素

以砒砂岩区鲍家沟小流域为研究对象,运用地统计学和灰色关联度相结合的方法,研究砒砂岩区小流域表土有机质的空间自相关特征及影响因素。结果表明:(1)砒砂岩区小流域表土有机质空间变异的半方差函数拟合模型为指数模型,块金效应值为60.66%,属中等程度的空间相关性,流域表土有机质整体呈沟底坡面山脊的规律。(2)全局空间自相关分析显示,表土有机质具有明显的空间自相关性(Z值为2.80),各向异性的空间自相关性与径流流向关系密切,局部空间自相关特征以高值聚集和低值聚集类型为主,存在少量的高低值聚集异常区。(3)高值聚集现象主要出现在流域中部的沟谷和乔木林地区域。低值聚集区集中分布在流域下部的裸露坡面区,异常区在流域的上部和下部均有分布,集中坡面草地。(4)土壤有机质空间自相关性与环境因子的灰色关联分析的结果显示,高值聚集区地形湿度指数的关联系数最高(0.498),低值聚集区坡位关联程度最高(0.489),高/低值异常区域土地利用方式关联程度最高(0.329)。地形因素是促使砒砂岩区小流域表土有机质高值聚集区形成的主导因素,土地利用能够干扰表土有机质高/低值聚集区的形成。     

基于RS和GIS的岷江流域退耕还林还草的初步研究

目前我国西部地区大力开展改善生态环境的退耕还林还草工程。岷江属于长江上游重要的支流之一 ,其水保工作将对整个长江流域的生态环境建设直接产生影响。退耕还林还草的科学问题在于水土保持 ,利用 RS和GIS数据以及通用水土流失模型对岷江上游进行侵蚀强度分级和填图、坡耕地的提取 ,最后统计分析坡耕地和侵蚀强度间的关系 ,确定区域内退耕还林还草的标准 ,并且对退耕还林还草后生态环境的变化和水土流失量进行了初步预测方法。     

基于功能用地适宜性的农业科技园区规划方案评价

农业科技园区用地适宜性评价和规划方案评估是规划区用地功能配置的前提。该文以南京农业大学白马教学科研基地为例,应用GIS地形数据和RS遥感数据,在已有用地适宜性模型的基础上,将水生态安全因子融入农业科技园区建设用地适宜性评价指标体系,结合高程、坡度、噪声和土地利用等评价因子,构建功能用地适宜性空间定量模型,阐述了功能用地适宜性评价在规划方案评估中的应用与技术路线,分别对生活功能、公共服务、农业实践、展示功能和教学实践等功能用地适宜性进行定量评价,最后对6种不同规划方案综合用地适宜性进行总体评估,并充分结合空间布局中规划理性要求,确定方案6为最佳规划方案。分析和评价结果显示,结合水生态安全因子对功能用地适宜性进行评价,能够较好地对不同规划方案综合评估,从而选取最佳规划方案,最后为用地功能布局进行辅助决策,因此评价结果具有一定的科学性和实用性。该文将区位选择与农业科技园区规划中的功能布局进行关联,结果表明该文提出的方法是科学可行的,为农业科技园区规划方案评估探索了一种途径,也为城乡用地统筹规划管理提供了科学依据和决策支持手段。     

黄土高原上黄小流域土地利用动态变化及驱动力分析

以黄土高原上黄小流域土地利用变化图谱为数据基础,采用RS/GIS技术与数理统计法,研究了其土地利用动态变化状况及其驱动因素,以期为黄土高原小流域水土流失综合治理提供数据基础和理论依据。研究结果表明:(1)根据景观基质的不同,可将该流域土地利用变化划分为3个阶段:1982—1990年以草地为主,1990—2002年以耕地为主和2002—2008年以林地为主;(2)近30a来上黄小流域土地利用发生了明显的变化,主要表现为林地面积大幅度增长,坡耕地面积减少和果园面积逐年增加。研究表明,土地利用变化是影响区域水土流失的重要因素,可以通过土地利用结构的合理布局来减少水土流失。