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%。     

基于GIS的安塞县县南沟流域农用地生态适宜性评价

利用立地条件、土壤性质和土地利用状况3个方面共8个因子构建县南沟流域农用地生态适宜性评价指标体系,采用AHP层次分析法和专家打分的方式确定各评价因子的权重,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下,利用适宜性评价模型定量评价流域农用地生态适宜性,将各土地利用类型适宜性划分为4个等级,结合各土地利用类型的重要程度与适宜性等级划分流域内农用地各区域的适宜性。结果表明:流域内宜耕宜园地面积为225.46hm~2,占流域总面积的5.09%;宜耕地面积为405.68hm~2,占9.17%;宜林宜园地面积为156.96hm~2,占3.55%;宜园地面积为773.15hm~2,占17.47%;宜林宜草地面积为881.43hm~2,占19.91%;宜林地面积为409.91hm~2,占9.26%;宜草地面积为1 490.00hm~2,占33.66%;不适宜和非生产用地面积为83.43hm~2,占1.89%。研究结果可为县南沟流域农用地的合理划分提供科学参考。     

刘家峡库区康沟流域治理措施配置分析

康沟流域总面积11664 hm2,水土流失面积11572 hm2,占总面积的99.2%,主要的侵蚀类型是水力侵蚀,以面蚀和沟蚀为主,兼有重力侵蚀等。根据现场调查及统计分析,治理措施根据方案比选确定本流域进行土地利用调整综合治理模式。调整后,农、林、草用地比例将由基期的100∶4.59∶0调整到实施期末的100∶87.05∶5.37,预计通过综合治理,水土流失治理程度由初期的12.94%提高到70.55%,土地利用结构得到合理调整,林草地所占比重由期初的1%提高到19.32%,土地利用率由期初的30.39%提高到72.01%,荒坡封禁,实施生态自我修复。     

丹江口库区西河小流域水土流失定量遥感监测研究

研究选用中国科学院南京土壤研究所卜兆宏水土流失定量监测模型QRSM,应用"3S"技术,选用高分辨率1∶1万地形图和ALOS遥感数据,将影响水土流失的各因子值可精确计算到每个像元,以丹江口库区西河小流域为重点试验研究区在长江上游地区进行了研究。对模型各因子计算进行了误差处理和参数调整,并对QRSM模型中雨量预报PI算法与USLE模型经典算法EI两种不同算法得出的R值进行了精度对比,结果表明PI算法雨量预报准确率达到86.2%。监测结果得出,西河小流域水土流失面积1 901.00hm2,占总面积的48.4%,其中轻度流失面积685.64hm2,中度流失面积253.86hm2,强度流失面积428.16hm2,极强度流失面积450.04hm2,剧烈流失面积83.30hm2,分别占流失总面积的36.1%,13.4%,22.5%,23.7%,4.3%。流域内年土壤侵蚀总量为10 350t,侵蚀模数为2 633t/(km2·a),属中度水土流失类型区。流域的北部是治理区,南部是对照区,北部治理区水土流失面积降低到了15%以下。选择侵蚀程度严重的马槽沟子流域,通过模型监测水土流失量与实测泥沙量数据比较,模型水土流失预报精度高达89.6%。该研究将监测模型推广应用到长江流域上游地区,对逐步实现对长江流域水土流失的监测预报具有前瞻性,并对其它小流域也有一定的理论参考和实践推广示范及技术支撑等价值。     

南方红壤侵蚀区典型小流域土壤侵蚀敏感性研究

选取降雨侵蚀力、地形坡度、植被覆盖度、土壤类型和土地利用5个因子作为评价指标,借助ArcGIS空间分析功能,评价了南方红壤侵蚀区朱溪小流域的土壤侵蚀敏感性。结果表明:(1)流域内土壤侵蚀以敏感级别面积最大,占总面积的55.96%;其次为轻度敏感,占38.62%;高度敏感和不敏感分布较小,分别占4.22%和1.20%;而极敏感区面积极小,仅占0.001%;(2)流域东部、中部和西部地区土壤侵蚀敏感性都以轻度敏感和敏感占绝对比例,不敏感和高度敏感比例很小,极敏感区都分布在中部,但东部敏感性总体上高于中部和西部;(3)土壤侵蚀敏感性与土壤侵蚀现状在空间分布上总体吻合度不高,土壤侵蚀敏感性以敏感级别比例最大,而土壤侵蚀强度却以微度侵蚀为主,其主要原因是人类活动的影响。     

基于DEM和土地利用的水土流失风险评价——以桂林寨底地下河流域为例

以2009年寨底地下河流域WorldView-1遥感影像、SPOT5卫星影像、1∶1万数字化地形图和寨底行政区划图为基础资料,在RS和GIS技术支持下,选取土地利用方式、植被覆盖度、坡度和高程作为水土流失风险评价指标,对寨底地下河流域水土流失进行了风险评价。结果表明:寨底地下河流域中风险和较高风险水土流失面积分布较广,中风险水土流失面积10.35 km2,占研究区面积的31.46%;较高风险20.89 km2,占63.50%。此研究结果为该流域开展水土保持生态建设提供了科学依据。     

基于RS/GIS的布哈河流域土壤侵蚀现状研究

利用遥感和GIS的方法获得了流域内年降水量、年均气温、地形、土壤类型和土地覆被类型等5种评价因子数据,在GIS中通过建模及空间分析,获得了布哈河流域土壤侵蚀强度等级类型及空间分布信息。结果表明,研究区土壤侵蚀总面积是14 337km2,其中轻度侵蚀和中度侵蚀面积居多,分别占土壤侵蚀总面积的54.88%和20.51%;剧烈侵蚀面积占土壤侵蚀总面积的0.63%。     

东阳江流域生态系统健康评价

[目的]通过对东阳江流域生态系统健康进行评价,旨在为该区生态补偿体制的制订提供参考。[方法]参考环保部《流域生态系统健康评价技术指南》,建立水域生境结构、水生生物、水域生态压力、陆域生态格局、陆域生态功能和陆域生态压力共6大类17项评价指标,对东阳江流域29个评价单元进行生态系统健康评估。[结果](1)东阳江流域生态健康等级处于一般及以上水平,其中优秀、良好和一般的评价单元分别占6%,60%和34%。(2)水域生态系统健康的主要限制因子是水质质量指数;陆域生态系统主要限制因子为森林覆盖率、建设用地比例、重要生境保持率及水源涵养功能指数等。(3)山地丘陵地区流域生态系统健康等级高,平原与盆地地区健康等级低;上游健康等级高,中下游人口密集地区健康评价等级偏低。[结论]东阳江流域生态系统健康等级差异的根本原因是人类活动类型及强度的地区差异,而干流水质质量较差,建设用地比例高,点、面污染源排放量大是其主要的生态环境问题。     

采煤预塌陷区超前复垦适宜性评价及复垦方向划定

为有效指导矿区复垦规划设计与复垦工程施工,从表征地形地貌、区位条件、土壤条件和人文条件的4个方面选取10项指标构建了土地复垦适宜性评价体系,基于ArcGIS栅格分析功能,系统运用三角模糊层次分析法、灰色关联度法和改进的极限综合评价法,以赵固一矿为例,实现了对采煤塌陷地超前复垦适宜性评价,并在此基础上对各复垦方向进行等级划定。结果表明:1)将塌陷地按照宜耕、宜园、宜林3个复垦方向,分别划分为4个适宜等级:高度适宜、中度适宜、勉强适宜和不适宜。不同复垦方向对生态环境的适宜程度存在差别,主要表现为林地园地耕地;2)基于GIS将研究区划分为属性基本一致的102个评价单元,综合考虑适宜性评价结果及区域自然经济和基础设施条件,将研究区划分为4个复垦分区,10个分区等级:其中耕地适宜区面积1 296.09 hm2,占总面积的62.95%,主要分布在中西部塌陷地轻中度损毁地带;园地适宜区面积为16.29 hm2,占比0.79%,零星散布于轻中度损毁区;林地适宜区面积689.49 hm2,占总面积的33.48%,主要分布于中东部塌陷地轻中度损毁地势起伏较大的区域;不适宜区面积57.15hm2,占总面积的2.78%,主要集中分布在中部重度积水区北侧边缘区域。该文的评价方法兼顾了不同复垦方向评价指标的贡献度差异和评价者的主观模糊性,采用GIS技术减弱了人为干扰,使评价单元划分更加合理,较传统评价方法具有更好的适用性,评价结果更加科学、可靠。     

岷江流域土壤侵蚀变化与治理对策研究

以1995年、2000年遥感土壤侵蚀调查(RS)资料为基础,结合2005年实地调查资料,研究岷江流域土壤侵蚀的演变规律,应用马尔柯夫模型对流域土壤侵蚀的发展趋势进行预测,同时探讨岷江流域水土流失治理分区与对策。结果表明:(1)岷江流域土壤侵蚀现状表现为:侵蚀总面积19 907.7 km2,占幅员面积的43.77%;侵蚀类型以水蚀为主,占侵蚀面积的88.24%;侵蚀等级以中度侵蚀为主,占侵蚀面积的44.07%。与1995年相比,土壤侵蚀面积减少369.6 km2,减少比例为0.81%。计算表明岷江流域2000年土壤侵蚀量为8.94×107t,平均侵蚀模数1 966 t/(km2.a)。(2)应用Markov模型对2005-2025年岷江流域土壤侵蚀面积的预测结果显示:岷江流域土壤侵蚀面积将呈逐年减少趋势。到2025年,土壤侵蚀面积将比2000年减少1 452.87 km2;未来20年内土壤侵蚀量每5 a以3.17×107t的速度减少。(3)岷江流域水土流失治理应在以全流域综合治理为目标,在科学规划基础上,选择优先治理区和重点治理区,以不同类型的治理工程为主要途径,推动岷江流域水土流失的有效治理。     

黄土高原丘陵区人工灌草生态系统水土保持功能评估

人工灌草复合植被是黄土高原植被恢复与重建的主要植被类型,在该区域水土保持中发挥着重要的作用。以定西市安定区为例,基于InVEST模型对该区人工灌草生态系统的水土保持功能进行定量化评估,以期为黄土高原丘陵区生态恢复与水土资源的可持续利用提供决策支撑。评估结果为:(1)人工灌草地单位面积的水源涵养量为369.25 m~3/hm~2,是草地的90.5%、林地的134%和耕地的110%;该区的水源涵养总量为3 970.99×10~4 m~3,人工灌草地水源涵养量占该区总水源涵养量的29.9%。(2)人工灌草地单位面积的N保持量为2.4 kg/hm~2,净化率为72.21%,P保持量为0.12 kg/hm~2,净化率为71.07%。(3)人工灌草地单位面积的土壤保持量为308.76 t/hm~2,比草地、林地和耕地分别高1.88,1.44,6.01倍,该区的土壤保持总量为3 310.21×10~4 t,人工灌草地土壤保持量占总土壤保持量的54.82%。结果表明,人工灌草地的水源涵养能力仅次于草地,高于其他土地利用类型,但土壤保持能力是6种土地类型中最强的,具有较好的水土保持功能,是黄土高原丘陵区适宜的植被类型和土地利用方式。     

三峡库区天然次生林凋落物森林水文效应研究

对三峡库区上游四面山4种天然次生林凋落物储量、分解强度及持水力进行了研究.结果表明,4种林分凋落物储量最大的是天然阔叶林(107.09 t/hm2),天然针阔混交林(70.18 t/hm2)和天然针叶林(66.65 t/hm2)次之,楠竹林(35.37 t/hm2)最小;凋落物最大持水量和持水力均呈现出天然针阔混交林(89.95 t/hm2,2.25)最大,天然阔叶林(67.33 t/hm2,1.89)次之,而天然针叶林(39.83 t/hm2,1.66)和楠竹林(28.07 t/hm2,1.85)较差的趋势.因此,从凋落物持水特征来分析,4种天然次生林中,天然针阔混交林的森林水文效应最好,其次是天然阔叶林,而楠竹林和天然针叶林均较差,不适宜在该区域内的水土保持植被建设中应用.     

赣南地区稀土矿采矿迹地枯落物层和土壤层贮水功能研究

为探究赣南废弃稀土矿区土壤水源涵养功能,对其采矿迹地枯落物层和土壤层贮水功能采用环刀法进行研究。结果表明,不同采矿迹地0—30cm土层土壤含水量平均值表现为天然林地(180.37g/kg)>堆积地(170.67g/kg)>挖矿地(86.36g/kg);土壤容重平均值表现为堆积地(1.54g/cm^3)>挖矿地(1.31g/cm^3)>天然林地(1.20g/cm^3);土壤毛管孔隙度平均值表现为天然林地(44.08%)>堆积地(37.89%)>挖矿地(35.82%);土壤毛管蓄水量平均值表现为天然林地(440.77t/hm^2)>堆积地(378.94t/hm^2)>挖矿地(358.20t/hm^2)。土壤最大蓄水量的表现与土壤毛管蓄水量相似。不同采矿迹地涵养水源能力天然林地最强,其单位面积蓄水量为(561.34±44.32)t/hm^2,挖矿地最差,其值为(431.65±53.66)t/hm^2。由此可见,天然林地土壤水源涵养功能强于各采矿迹地,稀土矿区采矿作业对枯落物层和土壤层贮水功能影响较大。     

冀北山地不同林分枯落物及土壤的水源涵养功能评价

以冀北山地6种典型林分为对象,对其凋落物及表层土壤的水源涵养功能进行了初步研究。结果表明,各林分枯落物有效拦蓄量排序为：山杨林（32.32 t/hm2）〉白桦林（28.59 t/hm2）〉蒙古栎林（20.26t/hm2）〉油松蒙古栎混交林（19.49 t/hm2）〉华北落叶松林（13.53 t/hm2）〉油松林（13.23 t/hm2）;各林分土壤最大持水量排序为：山杨林（1 709 t/hm2）〉油松蒙古栎混交林（1 551 t/hm2）〉白桦林（1 549 t/hm2）〉油松林（1 547 t/hm2）〉华北落叶松林（1 357 t/hm2）〉蒙古栎林（1 303 t/hm2）;各林分土壤渗透性能排序为：油松蒙古栎混交林〉山杨林〉白桦林〉油松林〉蒙古栎林〉华北落叶松林。采用层次分析法确定指标权重,对评价指标值进行计算分析,比较不同林分综合水源涵养功能,结果认为,油松蒙古栎混交林的综合水源涵养功能最好,其次为山杨林、白桦林、蒙古栎林、油松林,华北落叶松林最差。     

城市水源地5种森林枯落物水文效应特征

[目的]探讨云南省蒙自市菲白城市水源地5种主要森林类型林下枯落物的持水效应特征,为菲白水源地营造水土保持林、水源涵养林提供理论依据。[方法]利用样方调查法、烘干法、浸泡法对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量等进行了研究。[结果]各林分总蓄积量相差较大,依次为:杉木林华山松+杉木人工柏树林青冈栎+云南松人工桉树林;不同森林类型枯落物最大持水量变化范围7.85~13.91t/hm2,最大持水率为165.85%~242.45%,最大拦蓄量为7.48~12.62t/hm2,有效拦蓄量为6.53~11.03t/hm2;5种森林枯落物持水量与时间呈较显著的对数函数关系,各层与浸水时间之间存在着显著的幂函数关系。[结论]综合比较5种森林类型的持水性能,杉树的持水能力较好,能够很好地涵养水源。     

杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm~2)杉木纯林(3.12 t/hm~2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm~2)杉木纯林(5.57 t/hm~2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm~2)杉木纯林(4.13 t/hm~2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm~2)杉木纯林(4.97 t/hm~2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at~b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

黔中不同龄组柳杉人工林枯落物水源涵养能力综合评价

为了解不同林龄柳杉人工林枯落物的水源涵养能力,为森林水土保持措施的确定和实施提供依据,于2018年10月选取平坝区大坡林场5个龄组柳杉人工林作为研究对象,采用烘干法和实验室浸水法对枯落物的持水性能进行研究,并采用熵权法对柳杉人工林5个龄组枯落物水源涵养能力进行综合评价。结果表明:(1)随着柳杉人工林的生长发育,枯落物储量及持水特性呈现先增加后减小的趋势,表现出成熟林最大,幼龄林最小。其中成熟林枯落物厚度为7.40cm,蓄积量为2.21t/hm^2,最大持水量为6.46t/hm^2,最大持水率为265.14t/hm^2,有效拦蓄量为3.94t/hm^2,有效拦蓄率为175.74%。(2)利用熵权法计算出柳杉人工林5个龄组枯落物的水源涵养能力为成熟林(11.46)>近熟林(10.79)>过熟林(8.26)>中龄林(4.83)>幼龄林(3.94),柳杉成熟林具有最佳的水源涵养能力。     

北京市松山天然油松林生态系统的碳储量

[目的]分析北京市松山地区天然油松林生态系统碳储量,为研究区天然油松林的碳固定和碳储量管理研究提供理论依据。[方法]以北京市松山天然油松林生态系统为研对象,设置标准样地进行乔木。灌木。草本。凋落物调查,采集并分析0—100cm土层土样,根据相关方程计算出生态系统以及各个层次的碳储量。[结果]植物体含碳率变化在42.39%~49.95%,0—100cm土壤含碳率变化在0.26%~1.31%。天然油松生态系统碳储量为147.24 Mg/hm2,其中植被碳储量为57.14 Mg/hm2,占生态系统碳储量的36.7%,植被各层碳储量的顺序为乔木(54.93Mg/hm2)灌木(0.45Mg/hm2)草本(0.29Mg/hm2);土壤碳储量为66.35 Mg/hm2,占生态系统碳储量的46.30%,分别是植被碳储量的1.16倍和凋落物碳储量的2.79倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物碳储量为23.75 Mg/hm2,占生态系统碳储量17%。[结论]松山地区天然乔木对植被碳储量的贡献率最大,松山地区天然油松林植被含碳率表现为:乔木灌木草本凋落物。     

空间视域分析方法在八达岭长城风景林分类配置中的应用

以八达岭长城沿线风景林为研究对象, 利用空间视域分析技术, 在ERDAS virtualGIS平台上, 将八达岭长城风景林和游客同时置身于一个虚拟的三维空间中, 通过调整游客在长城上的观测高度和视程, 将长城沿线风景林划分为视觉盲区、视觉感知区、视觉敏感区3个类型, 结合研究区植被、森林起源等专题图数据, 采用空间叠置分析法, 获得新的区划斑块, 从视觉感知方面客观确定每个风景林景斑类型, 为八达岭长城风景林科学经营提供科学依据。结果表明, 八达岭长城风景林区在最远2 000 m视域范围内, 视觉盲区、视觉感知区、视觉敏感区面积824.44 hm²、880.4 hm²、3 247.77 hm²。空间叠加分析将八达岭长城风景林区分为119个风景林景斑类型, 为了经营管理方便, 划分10种大的类型, 分别是视觉敏感区保安灌木林、视觉敏感区保安林、视觉感知区保安林、视觉感知区保安灌木林、视觉盲区保安林、视觉敏感区观光林、视觉感知区观光林、视觉盲区观光林、视觉敏感区游憩林、视觉感知区游憩林。     

长江经济带坡面土壤保持服务功能时空格局及其变化特征

[目的]分析长江经济带2010—2015年坡面土壤保持服务功能的时空格局及其变化特征。[方法]采用修正的通用水土流失方程(RUSLE)分析长江经济带剖面土壤保持服务功能变化。[结果]2010—2015年,长江经济带年均剖面土壤保持量为1.88×1010 t/a,单位面积土壤保持量为91.54t/(hm2·a)。森林、草地、农田生态系统的单位面积坡面土壤保持量依次为129.09,111.47,40.38t/(hm2·a)。5a间,长江经济带坡面土壤保持服务功能总体呈现上升态势。国家级优化开发区、重点开发区、农产品主产区和重点生态功能区的坡面土壤保持服务功能依次增强。[结论]森林、草地、农田生态系统的坡面土壤保持能力依次降低。主体功能区战略的实施对于提升长江经济带生态安全保障能力具有重要意义。