西北地区新一轮退耕还林还草规模分析

西北地区干旱少雨、水土流失严重、生态环境脆弱,退耕还林还草工程是西北地区生态环境建设的重大举措,也是全国生态环境建设的一项宏伟生态工程。通过对退耕还林还草工程实施现状、生态效应及存在问题的整合分析,探讨了西北地区新一轮退耕还林还草工程的实施规模。结果表明:(1)西北地区1999—2011年退耕还林还草面积累积751.99万hm~2,占全国同期退耕还林还草面积的36.14%;陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、山西和内蒙中西部地区退耕还林还草的实施面积分别占西北地区同期退耕还林还草面积的27.89%,21.29%,4.62%,9.80%,10.80%,13.57%和12.03%。(2)自退耕还林工程实施以来,2002—2012年西北地区农民纯收入逐年增加,且各省(区)增加趋势一致。(3)西北地区植被覆盖在提高,植被NDVI整体呈上升趋势,但存在明显的空间差异,空间分布是从东南向西北逐渐递减,而陕北地区是黄土高原近10年植被恢复最快的区域。(4)2003—2014年黄河流域径流量和侵蚀量均低于1950—1995多年平均值,且年际间波动较大。(5)25°以上的坡耕地可退耕180.1万hm~2,占现有耕地的6.0%,15°~25°的坡耕地退耕面积可达296.5万hm2,占现有耕地面积的9.9%,并厘清了各省(区)的退耕规模,最后针对新一轮退耕政策的顺利实施,提出了4点建议。     

黄土高原典型区退耕还林还草工程实施效果实证分析

为缓解黄土高原地区水土流失、土地退化等生态环境问题,中国自1999年开始在该地区实施退耕还林还草等生态保育工程。选取甘肃省会宁县为研究区,基于农户问卷调查、统计资料及相关政府报告,应用统计学软件SPSS和满意度指数分析法,对典型区退耕还林还草工程实施前后土地利用、种植养殖结构、农户经济收入的变化进行了研究,并调查了农牧民对退耕还林还草工程影响的满意度,旨在评估退耕还林还草工程实施对黄土高原典型区农户生产生活的影响。结果显示,退耕还林还草工程对会宁县的土地利用结构具有重要影响,有4.48%的耕地转换成草地和林地,退耕还林还草工程取得了较好效果。但与此同时,农户问卷调查显示,有0.08 hm2·户-1大于25°坡耕地未实施退耕,表明工程实施需要加强监督并及时巩固退耕成果。工程实施后,会宁县谷物、薯类、豆类和油料作物的种植面积和单位面积产量都有一定增长,产量提高的主要原因是耕地的投入和耕作集约化程度有所提高。由于耕地面积减少,为提高土地利用效率,会宁县政府通过重点发展地膜玉米产业调整种植业结构,玉米种植面积增加近3倍。过去10多年间,会宁县还修建了大量梯田,这也有利于提高单位土地面积产出。另外,退耕还林工程实施后,会宁县家畜养殖数量有一定增长,但由于自然环境限制和饲草来源不足等原因,养殖规模维持在较低水平。由于连年旱灾导致种植业风险增大,农户环保意识增强,打工收入高等原因,较多农户选择外出打工,使打工收入成为最重要的收入来源,占总收入的62.69%。农户对退耕还林还草工程实施的9个方面较为满意,但在就业和收入方面满意度较低,满意度分别为-0.1和-0.2。本研究结果可为黄土高原典型区退耕还林还草工程进一步实施和生态系统可持续管理决策提供参考。     

退耕生态系统碳储量时空动态变化的研究进展

退耕还林还草作为土地利用方式改变的重要形式之一,对退耕生态系统碳储量产生深远影响。从时间、空间以及退耕还林还草模式等方面综述了退耕还林还草对植被碳库和土壤碳库产生的影响,同时探讨了枯落物和根系周转对土壤碳库动态的效应。现有研究表明,退耕生态系统碳储量对退耕时间、空间和模式有不同程度的响应。最后,提出了退耕生态系统碳储量时空动态研究需解决的关键问题。     

基于遥感的土地利用与退耕还林时空变化研究--以延河流域下游地区为例

随着退耕还林草政策的实施,我国的退耕还林工程取得了很大的成效。利用中巴卫星数据CBERS对陕北延河流域下游近10a的土地利用变化进行动态监测,并对其空间结构的变化进行了量化。研究结果表明,延河下河地区林地面积增加了8%,草地增加了20%,耕地减少了38%,并且有1.03%的耕地变为林地,57.49%的耕地变为草地。实现了对区域生态环境变化的动态监测,为黄土丘陵地区退耕还林还草、生态环境调查及动态监测提供了可行的方法。     

黄土丘陵区生态退耕对草本层植物多样性的影响

为研究何种生态退耕对黄土丘陵地区植被恢复较好,以典型黄土丘陵沟壑区大南沟小流域为研究区,采用传统植物群落调查法从退耕方式和退耕年限两个方面探讨生态退耕对草本层植物多样性的影响。结果表明:（1）在生态退耕30 a内,随着退耕年限的增加,草本层植物丰富度指数、两多样性指数（Simpson指数和Shannon-Wiener指数）和均匀度指数都呈现增加的趋势。但前期增加不显著,后期增加显著。（2）不同生态退耕方式对草本层植物多样性的影响差异显著。三种多样性指数均表现为退耕还草 > 退耕还林 > 退耕还灌,且丰富度指数退耕还草（23.875）较退耕还林（14.606）和还灌（14.556）显著增加;Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数退耕还草（0.945,3.048）和退耕还林（0.931,2.992）较还灌（0.912,2.563）显著增加。退耕还草优于退耕还灌和退耕还林,对草本层植物群落多样性影响最小,是最佳生态退耕方式。     

内蒙古中部地区退耕还林还草后植被与土壤性状的变化

北方农牧交错带中部的内蒙古乌盟一带退耕还林还草有10余年的历史.通过野外调查和实验室分析,探讨了不同退耕还林还草模式和年限下植物群落和土壤性质的变化,结果表明:(1)人为控制了苜蓿、沙打旺的种植周期的退耕还草工程使得退耕还草后植物群落完全不同于自然群落的演替过程,退耕年限达到6年后严重退化指示植物才大量消失;(2)退耕还林与退耕还草均起到了阻沙作用.但退耕还草在降低土壤砂含量方面效果相对明显;(3)退耕还林还草所带来的植物物种多样性变化与土壤性状变化存在正相关关系,说明土壤性状的改良与物种多样性的增加可能     

基于InVEST模型的黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程对生态系统碳储量的影响评估

[目的] 定量评估退耕还林还草工程对黄土丘陵沟壑区生态系统碳储量的影响,为区域生态建设提供理论基础。[方法] 采用GIS空间分析法与InVEST模型相结合,研究2000—2020年黄土丘陵沟壑区土地利用及碳储量变化。[结果] ①研究区2000—2020年耕地转为林、草地面积分别占耕地转出量的20.75%,86.56%,区域林、草地覆盖率增加了1.76%; ②退耕还林工程显著提升了黄土丘陵沟壑区碳汇功能,碳储量由2000年的8.22×10⁸ t增长至2020年的8.26×10⁸ t,2010年碳储量达到峰值,为8.35×10⁸ t; ③研究区净增加碳储量远远抵消了碳流失量,其中还林还草的碳储量贡献率最大,分别是38.82%,22.58%。[结论] 实施退耕还林还草工程对区域生态系统碳储量具有显著的正面作用,林、草地建设均可增强生态系统碳储存服务。未来研究应重点关注生态修复工程的碳汇贡献,科学管理林、草植被,提高区域生态系统服务功能。     

中国退耕还林还草现状及问题分析

中国退耕还林还草已取得了初步成效,退耕地区生态面貌得到初步改善,农民从退耕还林还草中得到了较多的实惠,农村产业结构逐步趋向合理.但是由于退耕区域布局缺少严密的科学论证,监督检查方面也没有建立科学的监测评价体系,这使退耕还林还草政策效果大打折扣;退耕补偿政策的不合理、不公平性以及退耕地未来收益的不确定性,又使退耕还林还草成果巩固面临潜在威胁.通过深入研究上述问题,提出了完善退耕还林还草政策的若干建议.     

基于RS与GIS的内蒙古武川县退耕还林生态成效监测

为监测半干旱地区退耕还林工程实施的效果,基于MODIS NDVI时间序列数据及土地利用数据,该文对内蒙古武川县的土地利用变化及植被覆盖变化进行了研究。结果表明:1)2000-2013年,武川县植被覆盖呈增加趋势发展的面积占33.55%,呈减少趋势发展的面积占30.15%,无显著变化的占36.30%,植被覆盖变化的空间差异明显,植被退化的区域重点集中于武川县的西北部。2)1999-2010年间,研究区耕地面积净减少18 809.29 hm2,耕地转为草地13 873.48hm2,转为林地5 429.81 hm2,草地转为林地13 554.25 hm2;结合地形特征,退耕地重点分布于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围,并随着坡度与海拔的增加,退耕的幅度越来越大。3)退耕区中,植被覆盖下降的面积占20.98%,植被覆盖增加的面积占43.89%;在非退耕区,植被覆盖下降的区域面积占29.40%,植被覆盖增加的占34.14%。整体来看,退耕区植被的改善程度要高于非退耕区。4)进一步分析发现,退耕区中,耕地-草地的植被呈退化趋势发展,退化区域集中于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围;在耕地-林地与草地-林地区域,其整体植被覆盖均显著提高,其中,耕地-林地的植被改善区域集中于2°~6°坡度与1 500~1 750 m海拔范围,草地-林地的植被改善区域重点分布于6°~15°、2°~6°及15°~25°坡度范围与1 500~2 000 m海拔范围。在非退耕区,耕地保持区、林地保持区与林地-草地区域的植被覆盖整体增加,而草地保持区、草地-耕地与草地-沙地区域的植被覆盖整体下降。     

渭河源区坡耕地时空变化及其土壤保持效应

[目的] 分析渭河源区不同等级坡耕地的时空变化,揭示不同坡耕地类型的土壤保持效应,探讨退耕还林还草工程对渭河源区坡耕地及土壤保持的影响,为完善不同坡耕地资源合理规划利用提供科学依据。[方法] 利用1990,2000,2010和2020年4期渭河源区土地利用和地形数据,通过叠加分析、耕地动态度、土地利用转移矩阵和中国土壤流失方程等方法进行分析。[结果] ①1990—2020年耕地呈先缓慢增加后急剧减少再缓慢减少的趋势,面积净减少321.03 km²,其中陡坡耕地和缓坡耕地是耕地变化主要类型。②近30 a来,耕地的时空变化主要表现为1990—2000年耕地少量转入,主要分布在漳县和岷县;随着退耕还林还草工程的实施,有279.80 km²的坡耕地转变为林草地,其中耕地转换为草地主要分布在通渭和陇西县,而耕地转换为林地主要分布在陇西和岷县。③1990—2000年渭河源区林草地开垦导致土壤保持量减少5.52×10⁴ t,而2000—2020年退耕还林还草导致土壤保持量增加2.21×10⁶ t,其中大于15°的坡耕地的转变对土壤保持量变化影响更大。[结论] 渭河源区退耕还林还草工程成效显著,其中2000—2010年陡坡耕地的退耕面积最大,陡坡耕地退耕地土壤保持总体效应最大,但峭坡耕地退耕地单位效应最大。峭坡耕地仍有较大退耕空间,依旧是新一轮退耕任务的主要目标。     

米脂县退耕还林(草)可持续发展研究

农户是退耕还林(草)的主体,他们的经济行为和认知响应对退耕还林(草)工程的实施具有重要的作用.基于参与性农村评估调查( participatory rural appraisal,PRA)方法,对米脂县退耕区8个行政村的325户退耕农户的退耕认知、退耕后家庭收入结构进行调查研究.研究表明,虽然农户对退耕还林工程持支持态度,但是巩固退耕还林(草)成果,保证退耕还林(草)工程的可持续发展,必须调整农业产业结构,提高农户收入.为此,需要协调好3个方面的关系:(1)劳务输出与退耕区的发展;(2)退耕区与农业产业发展;(3)农业补贴与农户增收.     

黄土高原草地覆盖度时空变化及其对气候变化的响应

利用AVHRR GIMMS和MODIS两种NDVI数据源,基于像元二分模型对1982—2014年黄土高原草地覆盖度进行了模拟,并分析了时空变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:黄土高原平均草地覆盖度为42.5%,1982—2014年总体呈增加趋势,且低覆盖度草地面积明显减少,而高覆盖度草地面积显著增加。黄土高原草地覆盖度空间分布差异显著,表现出东南高、西北低的特点。从草地覆盖度年际变化的空间分布来看,在退耕还草生态工程实施之前(1982—1998年),黄土高原大部分区域草地覆盖度无显著变化。自1999年后该区草地覆盖度增加趋势显著,增速达到1.76%,尤其是在陕北高原、山西中西部的吕梁—太行山等地,草地覆盖度增加趋势明显。通过退耕还草等生态工程的实施,该区植被状况得到改善。黄土高原草地覆盖度与降水气温相关性不明显,但空间差异明显,草地生长对降水因子的响应更为敏感。     

会宁县退耕还林还草工程实施后植被状况调查

通过对MODIS NDVI数据的解译,结合研究区野外调查资料,对甘肃省会宁县退耕还林还草工程实施后的植被状况进行了分析和研究。结果表明,该区植被生长状况得到了明显改善,主要体现在以下4个方面:(1)通过退耕还林、封山禁牧等措施,该区植被盖度明显提高,2000-2011年植被NDVI指数增加的面积占全县总面积的77.74%,约4404.75 km²; (2)退耕还林还草区植被群落趋于稳定,且呈现出良好的生长势头;(3)严重水土流失的现象得到了遏制,山洪暴发次数明显降低,50个排洪沟暴发山洪的年均值比实施前减少了1/2多,而且山洪的流量和破坏力也明显降低; (4)广大农户对退耕还林还草工程取得的水土保持效益广泛认同,而且大多数农户的家庭经济收入呈现增加趋势。     

延安市退耕还林(草)工程对生境质量时空格局的影响

评估退耕还林(草)工程后生境质量的时空演化特征,对指导下一轮生态修复工程的实施以及协调区域生态系统和社会经济可持续发展具有重要意义。该研究以退耕还林(草)先行试点的陕西省延安市为研究对象,以土地利用/覆被数据为基础,运用InVEST模型评估延安市2000年、2008年和2015年生境质量;结合空间探索性分析方法,探讨生境质量的时空演变格局及其驱动因素。结果如下:1)2000—2015年延安市土地利用变化在退耕还林(草)工程驱动下以耕地向林地和草地的转移为主要特征,林地和草地面积在研究期内增加显著。2)延安市2015年生境质量整体较好,空间上呈现南高北低的格局,且研究期内呈上升趋势,区域平均生境指数由2000年的0.69增加到2015年的0.71。3)区域生境质量表现出显著的正向全局空间自相关,且空间聚类分异特征明显;南部的黄陵县和黄龙县等森林资源丰富地区主要呈现出高高集聚特征,而低低集聚区和高低集聚区交叉分布集中在北部宝塔区、子长县、安塞县、吴起县等城镇及其周边农业生产区。4)退耕还林(草)工程对区域生境质量提升有显著推动作用,因此可以通过优化土地利用格局和结构,尤其是林地草地,构建生态保护和经济发展协调平衡的政策体系,针对区域生态问题系统地提高区域生境质量和生态系统稳定性。     

退耕还林工程建设对土壤侵蚀的影响——以安塞县为例

以黄土丘陵区退耕还林典型县——安塞县为研究对象,基于3S技术与RUSLE土壤侵蚀模型,从县域尺度上分析评价了黄土高原区退耕还林前后土壤侵蚀变化。研究结果表明:与退耕前1999年相比较,2010年土壤侵蚀强度在空间上发生明显改变,总体上,土壤侵蚀强度有明显减小的趋势。极强烈侵蚀下降幅度最大(下降13.73%),主要向强烈转移,占10.45%;中度侵蚀由35.92%增加到59.98%,主要由强烈侵蚀转移而来,占27.08%;微度和轻度变化较小。土壤侵蚀既有增强区域也有减弱区域,总体趋势以减弱为主。侵蚀加强区域主要是由中度和强烈向强烈、极强烈和剧烈转移,转移面积较小;发生增强的区域主要是以草地覆盖为主;其次是原耕地,退耕还林后转化为林地和草地,部分地区出现裸露斑块,呈现部分小面积土壤侵蚀加剧。土壤侵蚀减弱区域主要是极强烈、剧烈向中度、强烈等转移;转移面积主要发生区域沟壑区低盖度草地、沟道以及河道边缘裸地。随着退耕还林还草工程的实施,荒山林草覆盖度增加,林草植被对降水进行截留下渗,缓减洪峰流量,减少降雨洪峰对沟道和河道侧冲刷,降低土壤侵蚀强度。安塞县实施退耕还林11年后,土壤侵蚀以强度侵蚀为主(46.47%)转中度侵蚀为主(59.98%),全县平均土壤侵蚀由1998年的9 780t/(km~2·a)转为2010年的5 460t/(km~2·a),每年约减少土壤侵蚀量1 274万t。退耕还林工程建设对于安塞县控制水土流失和改善生态环境有着重要作用。研究结果将对该区域水土流失治理提供参考依据。     

西北地区退耕还林还草工程中存在问题与对策

西北地区退耕还林还草工作还存在一些问题。加强退耕还林还草检查验收工作力度和退耕还林还草政策宣传力度，加速退耕工程管理信息化和后续产业建设步伐，切实落实退耕补贴政策，是顺利开展退耕还林还草工程和有效保护退耕成果的重要途径。     

水氮添加对内蒙古多伦县退耕还草地生物量、 生产力及其分配的影响

以内蒙古多伦县退耕还草地为研究对象,调查了施肥[N10:10 g(N)?m?2?a?1]和加水(180 mm?a?1)对其植被生物量、生产力和分配方式的影响,并与围封草地作比较。结果发现:1)施肥使退耕还草地地上生物量增加近1倍;加水使退耕还草地地上生物量提高17%~37%,但未达到统计显著性;2)无论施肥还是加水都没有显著影响退耕还草地地下生物量,加水使其地下净初级生产力(BNPP)提高35%~90%;3)施肥降低了退耕还草地根冠比和地下、地上净初级生产力比(BNPP/ANPP),而降水增加对两个指标无显著影响;4)施肥使退耕还草地禾草类植物比例增加,生物量均匀度降低;加水处理后,退耕还草地的杂类草生物量提高128%,而优势种猪毛蒿(Artemisia scoparia)和蒙古冰草(Agropyron mongolicum)的地上生物量对加水处理不敏感;5)水肥处理后,退耕还草地总生产力、根冠比和生物量远小于围封草地。表明水氮添加对退耕还草地生物量的影响主要在地上部分,且与物种组成有关。     

黄土区退耕草地合理放牧可减少土壤CO2排放和土壤侵蚀

【目的】在退耕草地实施合理放牧,有助于减少土壤CO2排放、 减缓土壤侵蚀。为验证此假设,本研究选择黄土高原渭北旱原坡地,建立退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作三种处理的对比试验小区,定量研究了退耕草地合理放牧相对于退耕草地在减少土壤CO2排放和土壤侵蚀的作用及其影响因素,为探寻在我国西部退耕还草区实施畜牧业生产与环境保护的协调发展模式提供科学依据。【方法】在建立的退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作3种处理的试验小区,利用LI-8100 碳通量自动测量仪原位监测植物生长期(4~8月)和放牧前后土壤CO2排放速率的变化,同时利用时域反射仪(TDR)测定表层0—10 cm土壤含水量,用地温表测定土壤表层2 cm和5 cm的温度。利用环境放射性核素 7Be示踪技术监测较大降雨事件引起的土壤侵蚀速率,同时取样测定侵蚀区土壤有机碳含量,比较不同处理小区侵蚀导致的土壤有机碳流失量。【结果】观测期间,3种处理CO2平均排放速率大小顺序为退耕草地[3.69±0.39 μmol/(m2·s)]退耕草地放牧[3.00±0.44 μmol/(m2·s)]传统农耕地[1.99±0.22 μmol/(m2·s)],坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加了85%,而合理放牧使退耕草地土壤CO2排放量减少了19%。放牧后退耕草地土壤CO2排放速率平均减少了11%,减少值在2% ~ 41%之间。观测期内,退耕草地放牧后土壤侵蚀速率比农耕地和退耕草地分别减少了93% 和77%。坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加主要由于草被植物引起土壤有机碳储量增加和土壤侵蚀强度减小,放牧后退耕草地土壤CO2排放减少主要与动物踩踏引起土壤容重明显增加及草类植被地上部分向土壤中输入的有机碳的减少有关。水分、 温度影响因子无法解释3种处理间土壤CO2排放差异。【结论】合理放牧不仅能显著减少退耕草地土壤CO2排放,而且可以有效控制退耕草地土壤和有机碳侵蚀流失。放牧期间动物的踩踏作用引起草地土壤容重显著增加是退耕草地土壤CO2排放量和土壤侵蚀速率减少的主要原因。本研究结果揭示,在我国黄土高原和类似的退耕还草地区实施合理放牧既可以促进当地畜牧业生产,又能控制土壤侵蚀和减少CO2的排放,是一种值得探究的草地可持续发展管理模式。     

1999-2018年延安市各区县退耕还林草实施效果分析

为明析“退耕还林草”政策实施以来延安市各区县实施效果,基于统计年鉴数据,以1999—2018年延安市退耕还林草植被恢复概况为基础,分类汇总各区县退耕还林草面积(退耕还林、封山育林和荒山造林)、乔灌草分布和生态经济比例,总结该区退耕还林草工程实施效果,剖析其存在问题,建立适宜当地退耕还林草发展的综合治理模式,以期为后续退耕还林草工程实施提供理论参考。结果表明：(1)截至2018年,延安市累计完成退耕还林草面积71.82万hm²,主要在吴起县(13.78万hm²)、安塞区(9.48万hm²)和志丹县(9.04万hm²)最高,其中退耕还林面积最大(44.18万hm²),其次为荒山造林(26.02万hm²),封山育林最少(1.63万hm²);(2)植被覆盖度整体随时间显著增加(p<0.01),决定系数R²=0.87,主要分布在黄龙县(90.5%)、黄陵县(89.7%)和富县(86.7%),延川县、子长县和吴起县最低...     

吴起县退耕还林工程实施前后土地利用/覆盖变化

以陕西省吴起县1998、2007年2景遥感影像为基础,以NDVI值、土地利用图和地面调查数据为依据,在GIS空间数据平台的支持下,采用空间分析和统计方法,对其近10年来的土地利用/覆盖变化情况进行了分析:1998—2007年,耕地面积占土地总面积的比例从19.68%减少到6.79%,林地面积从12.50%增加到38.43%,高覆盖度草地从14.44%增加到20.62%,中覆盖度草地从30.03%减少到20.07%,居民及建设用地比例呈稳定增加趋势。研究结果表明,吴起县退耕还林(草)等生态环境工程的实施,使当地的土地利用结构逐渐趋向合理,有效地提高了植被覆盖率,生态环境得到明显改善。