喀斯特地区石漠化与地形坡度的关系分析——以贵州省清镇市为例

喀斯特地区土地的石漠化与地层岩性、河流切割、土壤侵蚀、坡度及人类活动等有关。主要从地形坡度方面来分析喀斯特地区石漠化的成因,并以贵州高原的清镇市为例,结合石漠化的相关数据,采用GIS技术,对地形坡度与喀斯特地区石漠化进行空间相关分析,最终得出喀斯特地区石漠化与地形坡度的相关关系。研究得出,地形坡度陡、人类活动频繁的地区石漠化面积最大,石漠化程度高；地形坡度小,人类活动少的地区石漠化面积最小。因此地形坡度与石漠化的级别和分布有密切关系。     

我国西南喀斯特山区土地石漠化成因及防治

土地石漠化是西南喀斯特山区一种突出的生态环境问题。阐述了西南喀斯特山区土地石漠化的现状分布:土地石漠化面积约10.51万km2,占喀斯特山区总面积的20%,并集中出现在贵州和广西;分析了土地石漠化的危害:导致可耕地面积减少、加剧人畜饮水困难、旱涝灾害频率和强度增加;着重以贵州为例,从岩性、地表结构、特殊的土体剖面、钙性环境、降水和超载的人口压力及落后的生产方式等八个方面详细探讨了喀斯特山区土地石漠化的成因机理,并指出喀斯特地区的自然因素为土地石漠化形成的内因,而不合理的人类活动是土地石漠化形成的诱因和主导因素。在此基础上结合西南喀斯特山区的实际情况,提出了开展西南喀斯特山区土地石漠化地质环境本底调查、制定土地石漠化综合治理规划、建立高标准的土地石漠化治理种苗基地、优化石漠化地区的土地利用结构和就业结构、加强土地石漠化治理关键技术的研究、加大土地石漠化治理试验示范力度等八条对策建议。     

3S技术在贵州喀斯特山区土地石漠化现状调查中的应用

应用 2 0 0 0年TM影像资料及典型地区TM 7个波段数据 ,在ARCVIEW和ENVI平台上进行解译 ,并参考其他相关资料及图件 ,对贵州喀斯特山区石漠化现状进行调查 ,结果表明 ,贵州喀斯特山区中度以上石漠化面积占全省总面积的 7 5 % ,轻度以上石漠化面积占全省总面积的 2 0 4%。从分布上看 ,石漠化土地更多地分布在纯碳酸盐岩为主的贵州西部、西南部     

珠江上游水土流失与石漠化现状及其成因和防治对策

本文采用第一次全国水利普查成果数据,对珠江上游喀斯特地区的水土流失与石漠化现状进行了分析,结果表明该地区的水土流失面积约5.89万km2,主要分布在云南省曲靖市、红河州,贵州省黔西南州、黔南州和六盘水市,以及广西壮族自治区百色市、河池市、崇左市和柳州市;石漠化和半石漠化面积3.99万km2,主要分布在贵州省黔南州、黔西南州、安顺市和六盘水市,云南省文山州、曲靖市和红河州,以及广西壮族自治区河池市、百色市、崇左市和南宁市。在此基础上,分析了珠江上游喀斯特地区石漠化的自然和人为成因,并提出相应的防治对策。     

黔中喀斯特地区岩性对表土理化性状及抗冲性影响

研究喀斯特地区岩性对土壤理化性状及抗冲性的影响,对探明石漠化机理具有重要意义。选取黔中喀斯特地区5种不同岩性上发育的表层土壤,分别测定其理化性状和抗冲性。结果表明：岩性对土壤机械组成、容重、孔隙度和有机质含量均有显著影响。碳酸盐岩（石灰岩和白云岩）发育的土壤理化性状最好,砂岩类（长石砂岩和紫色长石石英砂岩）次之,煤系地层土壤结构最差。煤系地层的抗冲性能也显著低于其他岩性组。因此进行喀斯特地区水土流失防治时,应针对不同岩性土壤状况分别治理,尤其加强煤系地层土壤流失防治工作。     

3S技术在贵州喀斯特山区土地石灌化现状调查中的应用

应用2000年TM影像资料及典型地区TM7个波段数据，在ARCVIEW和ENVI平台上进行解译，并参考其他相关资料及图件，对贵州喀斯特山区石漠化现状进行调查，结果表明，贵州喀斯特山区中度以上石漠化面积占全省总面积的7.5%，轻度以上石漠化面积占全省总面积的20.4%，从分布上看，石漠化土地更多地分布在纯碳酸盐岩为主的贵州西部、西南部。     

铜仁市万山喀斯特地区石漠化演变及其对土地利用变化的响应

为了解万山典型喀斯特地区石漠化演变与土地利用变化的相关性,采用监督分类方法解译2000、2010年和2015年万山区土地利用现状图,与构建的岩性及同期石漠化叠加分析,探明每种岩性土地利用分布特征和每种土地利用类型石漠化发生百分比,以此揭示各土地利用类型对石漠化影响的程度。结果表明:从岩性空间上看,林地(有林地、灌木林地)在非碳酸盐岩组合上分布面积最广,其中林地面积最多为142.89 km~2,在灰岩与白云岩混分布最少,面积最少为13.37 km~2;2005—2010年的石漠化在灰岩与白云岩混上变化最大,变化速率为-1.87 km~2·a~(-1),其中,在灰岩与白云岩混上发育的轻度、中度石漠化比例最高,白云岩夹碎屑岩上发育的重度石漠化比例最高,整体上来说石漠化更容易在碳酸盐岩(灰岩与白云岩混、白云岩夹碎屑岩)上产生。根据典型石漠化的分级情况和各地类石漠化分布的占比得出,研究区发生石漠化的土地类型主要为旱地和林地(有林地、灌木林地),这两类土地类型对石漠化的贡献和响应最大,两地类石漠化发生比例最高分别为20.87%和4.32%,而旱地主要以发生轻度石漠化为主,且发生机率高达93.61%。研究结果为研究区内石漠化发生区域的定位和治理提供了科学参考。     

喀斯特石漠化的驱动因子分析——以贵州省为例

采用地理信息系统(GIS)与遥感(RS)技术,对贵州省喀斯特石漠化状况进行全面调查,建立了全省1∶10万喀斯特石漠化数据库。利用相关分析和主成分分析法,分析了导致石漠化的影响因子,确立指标体系,指出地表植被覆盖率、喀斯特面积、河网密度、未利用地、耕地面积、平均海拔高程、土地垦殖率、草地和≥25^°坡地面积等9个因子是喀斯特石漠化的重要驱动力。建立了喀斯特石漠化动力指数模型,计算出了各因子对石漠化的贡献值,指出石漠化产生的根本原因是不合理的人为活动。所建动力指数模型输出结果与遥感调查有高度的一致性,表明石漠化动力指数能较好地反映该地区石漠化过程,可为石漠化治理提供理论依据。     

喀斯特石漠化的驱动因子分析——以贵州省为例

采用地理信息系统 (GIS)与遥感 (RS)技术 ,对贵州省喀斯特石漠化状况进行全面调查 ,建立了全省 1∶ 10万喀斯特石漠化数据库。利用相关分析和主成分分析法 ,分析了导致石漠化的影响因子 ,确立指标体系 ,指出地表植被覆盖率、喀斯特面积、河网密度、未利用地、耕地面积、平均海拔高程、土地垦殖率、草地和≥ 2 5°坡地面积等 9个因子是喀斯特石漠化的重要驱动力。建立了喀斯特石漠化动力指数模型 ,计算出了各因子对石漠化的贡献值 ,指出石漠化产生的根本原因是不合理的人为活动。所建动力指数模型输出结果与遥感调查有高度的一致性 ,表明石漠化动力指数能较好地反映该地区石漠化过程 ,可为石漠化治理提供理论依据。     

不同背景条件下喀斯特石漠化光谱模型建立与空间分析

在喀斯特地区不同背景条件下,采用光谱特征与数学分解模型相结合的方法对石漠化信息进行分类,可提高对石漠化智能分类的准确性和时效性。以贵州省毕节市鸭池示范区为例,利用不同平台和波段遥感数据,在3S技术支持下进行处理、分类、解译和分析喀斯特石漠化的空间分布状况与特征,对石漠化光谱特征进行定量研究,掌握不同条件和不同影响因子下石漠化光谱特征的变化规律,得出了该区石漠化的空间分布与状况特征,可为其它地区石漠化遥感智能解译提供参考。     

不同地貌类型下黄土高原典型县域新增耕地利用变化

土地整治是中国增加耕地数量、确保粮食安全的重要措施。在中国农村人口不断减少、居民膳食结构改变的背景下,土地整治作为推进乡村振兴的重要抓手,其新增耕地利用方向该如何科学确定是亟需研究的问题。该研究以位于黄土高原的延川县为例,利用土地利用、耕地质量等数据,研究了新增耕地在黄土高原典型地貌塬（梁）、坡面、沟道的利用变化,并分析了不同变化类型新增耕地的质量在不同地貌类型的分布,结果表明,延川县新增耕地转变为非耕地的比例为20.69%,林地、草地是新增耕地转变的主要去向,果园种植收益远大于粮食作物种植收益,且果园种植为劳动密集型农业生产活动,需要的劳动时间多,加之农户劳动力数量有限未有更多时间将新增耕地用于粮食生产,使得新增耕地撂荒并转变为了林地、草地。沟道是新增耕地转变为林地的主要分布区域,沟道和塬面（梁）是新增耕地转变为草地的主要分布区域,塬面（梁）是新增耕地转变为果园的主要分布区域,不同地貌类型的水分条件是新增耕地在不同地貌转变为其他土地利用类型时存在差异的主要原因。也反映出,在果园种植收益高的条件下,即使位于沟道的水资源条件较好、质量较高的新增耕地,由于劳动力的限制,也不会被利用以进行粮食作物种植,而是被撂荒并转变为林地,相反塬面（梁）的新增耕地也会被利用为收益更高的果园。未来土地整治新增耕地应根据不同区域地形地貌、水资源等自然条件因地制宜地确定利用方向。     

基于马尔科夫模型的大凌河流域土地利用/覆被变化趋势研究

本文通过对大凌河流域2010年、2013年和2016年三期遥感影像进行分类,得到流域土地利用分布现状。对分类结果进行叠加分析可以获得大凌河流域2010~2013年的地类转移概率矩阵,再运用马尔科夫原理预测出2016年流域土地利用分布情况,将其与实际情况对比分析,证明马尔科夫模型适用于大凌河流域未来土地利用/覆被变化趋势的预测。进而本文分别对大凌河流域2019年、2022年和2025年的土地利用情况进行预测,发现未来近10年流域建设用地面积持续增长,变化率为38.96%;农林用地面积从2016年开始减少,总体下降了0.77%;水域面积稳定增长,到2022年之后趋于稳定值,变化率为17.21%;旱地及其他未利用地面积继续缩减,到2019年开始趋于稳定,整体下降了1.71%。研究结果明晰了大凌河流域农林用地和建设用地之间的矛盾,可以为流域水土资源管理有关部门提供科学依据。     

基于Clue-S模型的石马河流域东莞段生态系统服务价值变化情景模拟

[目的]探究生态系统服务价值演变的内在作用机制,旨在寻求以流域为单元的生态农业和城镇的优化配置模式。[方法]基于土地利用及生态服务价值相关理论与方法,以石马河流域东莞段2010-2020年土地利用数据为基础,利用Clue-S模型对2025年土地利用格局进行模拟,得出2025年区域在生态安全、耕地优先和建设发展3种情景下的土地利用空间布局和优化配置结果,分析各情景下流域生态系统服务价值时空格局。[结果]在2010-2020年,石马河流域东莞段生态服务价值下降了1.80×10⁷元,主要为耕地、林地、园地转出。2025年在耕地优先、生态安全、建设发展的情境下ESV分别为9.44×10⁷,9.62×10⁷,9.38×10⁷元,除了生态安全之外,其余两个情景较2020年生态系统服务价值ESV都有下滑。[结论]对处于快速城镇化发展且生态与发展矛盾突出的地区,进行流域生态系统服务价值进行模拟与分析,有利于增强对区域在不同发展模式下生态系统服务价值空间布局的认识和理解,为土地利用规划与生态经济协调发展提供宏观的参考。     

黄土高原典型流域退耕还林土地利用变化及其合理性评价

黄土高原大规模退耕还林使得该区土地利用结构发生了深刻变化,区域生态环境得到了明显改善。研究由此引起的土地利用变化及其合理性,对于加快黄土高原植被恢复、控制黄河泥沙以及实现区域经济社会可持续发展等具有十分重要的理论意义和应用价值。该文应用遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术对黄土高原典型流域清水河流域2000-2014年土地利用变化特征进行了分析,并通过构建判别准则体系对土地利用变化的合理性进行了评价。结果表明,该流域实施退耕还林工程以来,土地利用结构发生了重大变化,主要土地利用类型耕地、园地、林地和草地的比例由2000年的1:0.06:2.05:3.95大幅度调整至2014年的1:3.22:12.03:5.51,其变化经历了3个阶段:2000-2005年以退耕还林及其配套措施为主,重点突出了工程的生态效益,土地利用变化合理度为78.60%,属于低度合理;2006-2009年在继续推进荒山造林和封禁的同时,大力开展基本农田与果园建设,兼顾了生态、经济与社会效益,土地利用变化合理度为91.71%,进入高度合理状态;2010-2014年进一步加大苹果产业发展力度,重点突出了经济效益,土地利用变化合理度为95.20%,延续了高度合理态势。建议新一轮退耕还林工程应注意严格控制新的退耕,保护经营好现有林地,适当控制园地规模。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。     

东北农牧交错带小流域土地利用与土壤性状耦合关系研究

以通辽市巴尔敦沟小流域为研究区,对该流域内不同土地利用类型的土壤性状进行对比研究,结果表明:（1）耕地土壤容重和土壤孔隙状况最好,林牧复合次之,林地和牧草地相差不大,农林复合最差。随土层深度的增加,土壤容重呈上升趋势,土壤孔隙度则呈下降趋势。（2）耕地0-80 cm土层土壤平均自然含水量和土壤最大贮水量最高,农林复合和林地次之,相差不大,牧草地最低。（3）不同土地利用类型土壤全量元素含量综合而言:耕地最高,牧草地次之,农林复合居中,林牧复合略差,林地最低。（4）不同土地利用类型土壤速效元素含量综合而言:耕地最高,林地次之,林牧复合和牧草地差异不大,农林复合最低。（5）不同土地利用类型的有机质含量牧草地和耕地较高,其他土地利用类型没有显著差异。综合分析表明,该小流域内耕地的物理和化学性质最好,农林复合类型的物理化学性质较差。     

Integrated management of sensitive catchment systems

Until recently, ‘land use’ was regarded as a single function: in rural areas of the UK this simply meant ‘farming’ or, in the uplands, ‘forestry’. However, there is now growing recognition of the multiple use of land, and farming or forestry must compete with other functions, in particular water supply. Links between hydrological pathways and stream water quality are described as a context for understanding the transport of pollutants to the river system. The concept of landscape sensitivity is then described and applied to the topics of soil erosion and nitrate leaching. Based on these analyses, guidelines for integrated management of sensitive catchment systems are proposed.     

长武王东沟小流域土地利用变化及驱动力研究

对王东沟流域1994年和2002年的土地利用现状进行了分析,揭示了近几年来该区土地利用变化的主要类型及各种土地利用类型的空间格局变化特征。研究表明,该区土地利用方式以耕地、园地、林地为主,变化以耕地和园地为主,并且主要集中在塬面上。自然因素、比较经济效益和宏观政策是该区土地利用变化的主要驱动力。最后,从农业可持续发展角度,对试区土地利用提出了建议。     

层次分析法在小流域规划中的应用

层次分析法,是现代最新的系统分析诊断方法,也是一种定量和定性相结合的分析方法。我们在进行北河小流域系统分析时,将众多的因素聚类组合,建立了层次分析模型。根据层次分析结果表明,九种主要因素对北河小流域环境恶化、水土流失严重和经济贫困的影响程度:土地利用状况 >土壤结构 >气候条件 >植被状况 >动物资源 >劳力资源 >文化教育 >地貌类型 >地质构造。因此,在制定综合治理规划时,应首先调整农林牧副业占地比例,改善土壤结构,提高土地生产力;其次是兴建水利设施,加快绿化步伐,增加大地植被。     

基于AnnAGNPS模型的黄土高原小流域土壤侵蚀定量评价

以位于黄土丘陵沟壑区的砖窑沟流域为试点，利用AnnAGNPS模型进行土壤侵蚀定量评价。采用流域8次径流事件监测数据进行模型检验，径流量和沉积物量的相对误差分别为10%和-10%，AnnAGNPS模型能够比较理想地模拟流域长期的径流量和沉积物量，并可应用于黄土丘陵沟壑区的径流流失和土壤侵蚀定量评价。采用2004年土地利用状况模拟分析了流域土壤侵蚀量及其空间分布，结果表明：该流域平均片蚀和细沟侵蚀强度为3508 t/(km²·a)，属中度侵蚀等级，黄土沟壑地的平均侵蚀强度最大，属极强度侵蚀等级；严重的沟道侵蚀显著增加了运移到流域出口的泥沙。