土地利用和管理方式对农牧交错带土壤碳密度的影响

为研究农牧交错区土地利用和管理方式对土壤碳库的影响,以农牧交错区未扰动自然土壤的天然草地和扰动自然土壤的开垦农田为研究对象,测定了不同土地利用和管理方式下0～50 cm土层的土壤体积质量、土壤有机碳含量及土壤有机碳密度。结果表明,5种土地利用和管理方式下的土壤有机碳密度在8.21～11.30 kg/m2之间,土壤有机碳主要分布在土壤表层,随着土层深度增加,土壤有机碳含量和密度减小。未扰动自然土壤的天然草地,0～50 cm的土壤有机碳含量及碳密度高于扰动自然土壤的开垦农田及撂荒地,以草地围封刈割利用下的土壤有机碳密度最高,草地自由放牧利用下的土壤有机碳密度最低。扰动自然土壤的农田撂荒10 a后与开垦农田相比,0～50 cm土层的有机碳含量及碳密度显著提高。土地利用及管理方式的变化改变了土壤体积质量及土壤有机碳含量,进而影响了土壤有机碳密度。围封割草或控制放牧,是适宜农牧交错区增加生态系统土壤碳贮量的利用途径。     

小兴安岭森林沼泽湿地土地利用变化对土壤活性碳组分的影响

[目的]以小兴安岭森林沼泽为研究对象,研究湿地经过人类活动开垦为农田,和排水造林,以及弃耕地的土壤活性碳组分,为深入了解土壤活性碳组分动态变化及其可能影响全球变暖的机制研究提供科学依据。[方法]选择小兴安岭森林沼泽湿地4种土地利用方式(天然沼泽、排水湿地、弃耕地、农田)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,对比分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物碳(MBC)、易氧化碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)的含量变化和比例关系,并用相关分析法分析土壤有机碳各活性组分之间的关系。[结果]不同土地利用方式土壤有机碳含量随土层深度增加而降低,总体上,在土壤剖面上,天然沼泽的SOC含量大于其他土地利用方式,其他3种土地利用方式之间差异不显著(p0.05)。不同土地利用方式下土壤活性碳组分(DOC,MBC,EOC,POC,LFOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,土壤活性碳组分含量顺序总体上呈:天然沼泽排水湿地弃耕地农田。4种土地利用类型土壤DOC占SOC的比例,在垂直剖面上,无明显规律变化。土壤SOC含量与DOC,MBC,EOC,POC,LFOC之间的相关性均达到显著水平(p0.05)。土壤DOC和MBC之间呈显著性正相关(p0.05),LFOC和POC之间呈极显著性正相关(p0.05),EOC与其他活性碳组分相关性均不显著(p0.05)。[结论]土地利用变化会对小兴安岭森林沼泽土壤活性碳组分产生影响,应该合理开发小兴安岭森林沼泽湿地。     

自然生长和人为影响下土壤碳氮含量差异及影响因素

[目的]深入探讨环青海湖区近30年未变动放牧草地和耕地土壤碳氮含量影响因素,以期为该区土地利用优化管理提供参考。[方法]基于有幸在该区找到未变动放牧草地和耕地,采用前期研究工作中的多个指标,利用一元和多元回归模型进一步分析土壤碳氮含量主导因素。[结果]该区草地和耕地土壤理化指标基本以30 cm土层深度为界发生明显变化; 从回归模型中可以看出,由于受到人类活动影响,耕地土壤碳氮含量受土壤理化指标影响较小,而草地土壤作为未扰动土壤,在自然发育背景下土壤碳氮主导因素明显多于耕地。[结论]土地利用变化显著影响了土壤性状,在该区减少土地扰动能有效减缓土地荒漠化进程。     

基于GIS的土壤有机碳储量核算及其对土地利用变化的响应

土地利用变化是影响土壤有机碳储量变化的重要驱动因素,为了进一步探讨土地利用变化对土壤碳储量的影响,该文根据土壤样点数据、土壤类型图、土地利用类型图,分析了江苏省1985年和2005年表层土壤有机碳密度的变化以及土地利用变化对表层土壤有机碳密度的影响,主要结论如下：1）江苏省表层土壤有机密度的空间变化趋势为：黄淮平原生态区南北差异明显,北部的沂沭泗平原丘岗以增加为主,南部的淮河下游平原以减少为主;沿海滩涂与海洋生态区持平为主;而长江三角洲平原生态区表现不一：沿江平原丘岗生态亚区以增加为主,而茅山宜溧低山丘陵生态亚区和太湖水网生态亚区均表现为有机碳密度的减少;2）各地类表层土壤有机碳密度均有所增加;耕地-林地、草地;草地-林地、建设用地;建设用地-耕地、草地、林地;水域的转出以及未利用地的转出等转换类型有利于土壤碳储量的增加、其他地类间的转换会造成一定的碳排放。     

不同利用方式黑钙土有机碳组分剖面分布特征

为研究土地利用方式对土壤碳库的影响,以东北黑钙土区的天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0—100 cm土体中不同土层样品(A、AB、B_k、BC和C层),测定不同利用方式土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量。结果表明:3种利用方式SOC、LFOC和HFOC主要分布在A层,但草地WSOC含量在B_k层最多(0.27 g/kg)。由A~C层,3种土地利用方式土壤有机碳及组分有机碳含量总体均呈减少趋势,但减少程度明显不同,天然草地缓慢减少,人工林地急剧减少,耕地逐渐减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成土壤有机碳及组分有机碳含量减少,WSOC减少34%和48%,LFOC减少20%和37%,HFOC减少7%和5%,SOC减少10%和16%。草地转换为林地和开垦为耕地后,WSOC/SOC、LFOC/SOC显著降低,但HFOC/SOC却提高,说明草地被开垦后活性有机碳含量快速下降。土地利用方式和土层对SOC、WSOC和LFOC具有显著影响,且对SOC和HFOC叠加效应较强。同时,土壤理化性质也在一定程度上影响着SOC、WSOC、LFOC和HFOC。应制定合理土地利用管理政策,保护自然草地免遭破坏,减少土壤有机碳流失,发挥草地生态系统碳固存的重要作用。     

基于GIS技术的土地利用变化对表层土壤有机碳储量的影响——以富锦市为例

采用地统计学和GIS相结合的方法,利用1980年和2010年富锦市土壤有机碳数据,研究土地利用变化对表层（0—30 cm）土壤有机碳储量和空间分布的影响。研究结果表明:富锦市土壤有机碳库（0—30 cm）在1980—2010年期间呈现降低趋势,1980年富锦市土壤有机碳库为107.12 Tg C,2010年富锦市土壤有机碳库为94.39 Tg C,三十年间减少了13.49%。研究区土地利用变化主要表现为分布在中部和西南部的沼泽湿地、旱地和草地减少。而分布在北部地区水田、林地和水体的面积均有所增加。两期不同土地覆被类型土壤有机碳密度大小顺序为沼泽湿地 > 林地 > 草地 > 水田 > 旱地。沼泽湿地开垦和旱地改水田是影响富锦市土壤有机碳储量时空变化的主要因素。     

新疆艾比湖地区不同土地利用类型土壤养分及活性有机碳组分研究

土壤有机碳及其组分是土壤质量的重要指标,在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。通过对我国内陆荒漠自然生态系统中新疆艾比湖地区不同土地利用类型土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了不同土地利用类型土壤养分及有机碳组分。结果表明:新疆艾比湖不同土地利用类型土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用类型对土壤养分具有较大影响,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾均呈现出一致性规律,大致表现为林地草地耕地未利用地,而不同土地利用类型土壤全磷差异并不显著(p0.05)。不同土地利用类型土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、水溶性有机碳(WSOC)、土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈现出一致性规律,大致表现为林地耕地草地未利用地。林地和草地EOC/SOC比例显著低于耕地和未利用地,说明林地和草地转变成耕地降低了土壤有机碳的稳定性;微生物商(MBC/SOC)基本表现为耕地林地草地未利用地,其中耕地和林地土壤MBC/SOC比例差异不显著(p0.05)。相关性分析表明,土壤活性有机碳各组分与SOC,TN,TK均具有极显著相关性关系,并且不同土地利用类型土壤EOC,POC,LFOC,WSOC和MBC含量之间均具有极显著相关性(p0.05),说明土壤活性有机碳很大程度上依赖于有机碳含量,活性有机碳各组分之间相互影响和密切联系,其中SOC,TN和TK是不同土地利用类型土壤活性有机碳变化的重要影响因子。     

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。     

密云水库上游流域土壤有机碳特征及其影响因素

以密云水库上游流域7种典型土地利用类型为研究对象,分析了不同土地利用类型及不同土层土壤有机碳含量的分布特征及其与气候、地形和土壤特征等因素的关系。结果表明:①研究区域内天然次生林和草地的土壤有机碳含量最为丰富,其次分别为灌丛和人工林,农田最低;0~40 cm土层中,土壤有机碳平均含量由高到低排序为:杨桦林>草地>辽东栎林>灌丛>落叶松林>油松林>农田;②除草地外,其他6种土地利用类型土壤有机碳含量均以0~10 cm土层最大,随着土层深度的增加呈现降低的趋势,且降幅较大;而草地土壤有机碳含量在0~20 cm范围内随剖面的延伸略有增加,20 cm以后表现为下降的趋势,各土层之间的变化幅度均较小;③各土层土壤有机碳含量均与海拔、土壤含水量、土壤全氮含量呈极显著正相关(p<0.01),而与年平均温度、年降水量、土壤体积质量和土壤pH值呈极显著负相关(p<0.01),与坡度之间存在很弱的正相关且未达到显著水平(p>0.05);偏相关分析表明,影响土壤有机碳含量的关键因素随土壤深度不同而不同,其中0~10 cm土层土壤有机碳含量最主要的影响因素为土壤全氮含量、土壤体积质量和土壤pH值,而10~20 cm土层为土壤全氮含量、土壤体积质量和坡度,20~40 cm土层则为土壤全氮含量和年降水量;④影响不同土地利用类型土壤有机碳含量的主要因素,草地和农田均为土壤全氮含量和年平均温度,落叶松林为土壤全氮含量和土壤含水量,油松林为土壤体积质量、土壤全氮含量和土壤pH值,杨桦林和辽东栎林均为土壤全氮含量和土壤体积质量,灌丛则为土壤pH值。     

开垦对草甸土有机碳的影响

本文利用经典统计学和地统计学相结合的方法,选取科尔沁沙地东南缘草甸土两块10×10m的样地为例,分析了草地开垦8a后的耕地耕作层土壤有机碳含量和空间分布格局的变化,结果表明:草地与耕地表层(0～10cm)土壤有机碳含量差异不显著,草地亚表层(10～20cm)土壤有机碳含量低于耕地(p<0.05);草地与耕地表层和亚表层土壤有机碳空间分布格局具有明显差异,表现为草地的表层和亚表层的结构异质性分别大于耕地,分数维小于耕地,空间依赖性强于耕地,空间分布格局的破碎程度弱于耕地。耕地表层与亚表层土壤有机碳含量差异不显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局存在明显的差异;而草地表层与亚表层土壤有机碳含量差异显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局比较相似。因此,开垦不仅影响草甸土有机碳含量的高低,而且影响其空间结构特征和分布格局。这对进一步了解草地开垦对土壤有机碳及全球碳循环和气候变化的影响具有重要意义。     

基于GIS的浙江省土地利用/覆盖与地表温度的关系

利用MODIS数据的分裂窗算法,获取了浙江省各地2008年一整年的地表温度数据,综合利用遥感、地理信息系统(GIS)技术,研究了地表温度的时空分布特征、地表温度与不同土地覆盖类型间的关系以及地表温度与归一化差值植被指数(NDVI)的定量关系。结果表明:①地表温度在空间分布的高度异质性,一方面是由区域内海拔高度差异较大造成的,另一方面与下垫面类型有关;②不同土地覆盖类型间地表温度的月季变化趋势基本一致,但各类别间的地表温度高低存在显著差异,年平均地表温度总体表现为建设用地耕地林地水体;③植被对地表温度的影响受下垫面类型的制约,分析夏季NDVI与地表温度的关系可见,林地、耕地和建设用地的NDVI与地表温度呈显著负相关;水体的NDVI与地表温度呈正相关。研究结果可为当地高温热浪、低温冻害等灾害的动态监测提供新的途径,具有重要的应用价值,对政府土地合理规划和利用及防灾减灾具有重要指导意义。     

The measurement of chronic disturbance and its effects on the threatened cactus Mammillaria pectinifera

Measuring how anthropogenic disturbance affects biological systems is crucial for conservation and management. However, it is often difficult to quantify disturbance when it occurs in a slow, long-lasting - or chronic - fashion. Because various human activities influence gradually an area, chronic disturbance must be measured on a continuous scale that accounts for different sources of disturbance. Here we propose a method to develop multimetric indices for chronic disturbance. The approach is exemplified by considering the effects of disturbance on the threatened cactus Mammillaria pectinifera. Fourteen indicators of three agents of disturbance (human activities, livestock raising and land degradation) were measured in 10 populations of M. pectinifera, and summarised through principal components analysis (PCA). An index for each agent was also developed. M. pectinifera achieved maximum density at intermediate values of the first PCA axis, which was related to disturbance intensity. Assessing only both extremes of the disturbance gradient, where density is low, would erroneously suggest that disturbance has no effect on this plant. The different disturbance agents act synergistically on M. pectinifera, and their combined effects are detrimental. Land degradation reduces plant density, while livestock enhances it. However, overgrazing promotes degradation, so maintaining appropriate livestock levels is critical for management. Our method allowed us to identify which agents have more impact on threatened species, and sets the basis to manage disturbance agents in a way compatible with conservation. The method proposed here can be easily modified for its use in other environments and to account for different forms of anthropogenic disturbance.     

中国土地资源研究进展与发展趋势

简要评述了近年来我国土地资源调查、土地利用规划、土地综合整治、可持续土地利用、土地资源优化配置与集约利用、土地资源安全与生态利用等领域研究取得的新进展。分析评判了中国土地资源学科发展的战略需求、目标定位和主要趋势。梳理总结了土地资源学术研究趋向和重点领域, 探讨了面向国民经济与社会发展转型战略, 进一步深化中国土地资源研究的具体建议和对策。指出了适应转型发展新形势, 中国土地资源创新研究要加强土地多学科集成研究、创新土地工程与技术体系、支撑土地整治规划设计和探索土地民生机制与途径, 扎实推进土地资源问题工程化、工程问题科学化和科学问题精准化。     

福州市域城镇用地扩展有序性研究

以1996--2004年福州市的土地利用变更调查数据和经济发展数据为依据,运用GIS空间分析技术,在对福州市域城镇用地动态变化进行分析的基础上,建立城镇用地有序扩展评价模型对其城镇用地扩展进行评价,并提出城镇用地有序扩展的若干对策建议。     

Incorporating anthropogenic threats into evaluations of regional biodiversity and prioritisation of conservation areas in the Limpopo Province, South Africa

Recent attempts to streamline the identification of areas requiring immediate conservation attention have resulted in the development of prioritisation procedures that identify areas of biodiversity importance facing large threats in the near future. This study incorporated biodiversity data on bird and vegetation distribution with an assessment of land use suitability for cultivation and afforestation for the Limpopo Province of South Africa. The low altitude savanna regions in the northeast contain high species diversity, but are unsuitable to alternative forms of land use and are well conserved (by e.g., the Kruger National Park). The central and eastern mountain ranges, sites of high biodiversity, are suitable to dryland cultivation and afforestation and are thus potential conservation priorities. Areas with high biodiversity values, e.g., irreplaceable areas that contain biodiversity features essential for meeting conservation targets, were then investigated for their potential land-use threats in order to prioritise those needing immediate conservation actions. We suggest how losses of biodiversity could be minimised by reaching such decisions more quickly.     

Impacts of Human Activities on the Land Desertification in the Dry-Hot Valley of the Jinshajiang River

The research area, Yuanmou County, is located in the downstream of dry-hot valley of the Jinshajiang River. There is an average annual precipitation of 619 mm with 85% of the total amount concentrated in the rain season from June to August. Problems of the land desertification, such as soil erosion, exposure of land, rock fragments, land sandstonization and soil degradation etc. by runoff water are very serious in Yuanmou County. The distribution, characteristics of the land desertification are described. Impacts of human activities on the land desertification are analyzed. It is found that rapid growth of population, reclaiming precipitous slope, random deforestation and over-grazing are main reasons to cause the soil acceleration erosion and the land desertification.     

Sand-dust storms in and around the Ordos Plateau of China as influenced by land use change and desertification

The occurrence of sand-dust storms induced by wind erosion is a process that accelerates land degradation and can also be considered as an indicator of desertification. Thus, it is of significance both in theory and in practice to reveal the interaction between these two phenomena. Based on data from the Ordos Plateau and its surrounding areas, a study has been made of the effect of land degradation and land use changes on sand-dust storms. In this study, we report a non-linear relationship between sand-dust storm frequency and the index of land degradation (I_d), which is defined as the percentage of the area of total land that is desertified. Using this non-linear relationship, a threshold at I_d = 30% is established such that, when I_d < 30% sand-dust storm frequency does not change with increasing I_d but when I_d > 30%, sand-dust storm frequency increases rapidly. This existence of such a threshold means that sand-dust storm frequency would increase abruptly when the human-induced I_d exceeds 30%. The time series of annual number of sand-dust storm days in the neighbouring area has been compared to the time series in the annual number of strong wind days and the time series in the area of cultivated land in Yikezhao Meng, and a multi-regression equation has been established. Based on the equation, the relative contributions of the variations in land use and in annual number of strong wind days to the variation in annual number of sand-dust storm days have been estimated as 59.7% and 40.3%, respectively, indicating that the frequency of sand-dust storms may be effectively decreased by reducing the area of cultivated land and restoring the natural steppe vegetation in ecologically fragile areas in arid and semi-arid climates.     

河北省生态系统服务价值变化研究

本研究分析了1993～2000年河北省土地利用和生态系统服务价值变化。结果表明,河北省耕地、水域、湿地和未利用土地面积在减少,而园地、林地、牧草地和建设用地面积在增加,因水域和湿地单位面积生态系统服务价值较高,7年间河北省区域生态系统服务价值显著减少,河北省生态系统服务价值从1993年的157.3116亿美元减少到2000年的152.3503亿美元,减少率为3.15%,净减少值4.9613亿美元。     

三峡库首地区移民安置区不同利用方式土壤肥力和土地生产力调查

三峡工程蓄水、移民搬迁及土地利用方式改变将对库首地区土壤肥力、土地生产力和当地农业生产活动产生长期潜在影响。本研究对移民安置期间三峡库首地区秭归、兴山、巴东和夷陵等县区农田、果园和茶园3种利用方式的85个样点土壤的肥力状况进行了采样调查,并对当地土地生产力和移民经济收入状况等进行了统计分析。结果表明:三峡工程蓄水后,库首地区农田土壤肥力水平较高,果园土壤其次,而茶园土壤肥力水平偏低;在蓄水和移民搬迁同时,当地加大农业投入,尤其是加大果园和茶园的肥料投入,以保证农业生产发展需求;受蓄水和移民搬迁影响,库首地区3县粮食总产和单产均有所降低,其中秭归县受到影响较大,但库首各县的粮食生产在三峡蓄水后总体保持稳定;库首地区各县,尤其是秭归县的柑橘和蔬菜种植面积和产量保持逐年提高趋势,该地区的优势产业保持稳步发展,土地生产力未受到明显影响;柑橘经济效益显著高于茶园和农作物,移民安置期间,秭归、兴山县人均纯收入保持逐年上升态势,库首地区农村的经济水平保持稳步增长。     

从15年变迁看西北黄土高原农业可持续发展之路--以延安市生态农业建设为例

以1981年、1985年分别对西北黄土高原农业生态系统考察的若干对比数据及其巨变，证实了生态农业建设是中国农业可持续发展的战略选择。分析了全国50个生态农业建设试点县（市）这一延安市七大生态工程原理与效益，说明了生态农业的可行性与可持续性，是适于我国国情、改善环境与农业生产同步发展的有效途径。