黄土丘陵小流域景观空间格局动态分析——以固原市上黄试区为例

 为黄土高原土地资源合理利用及区域可持续发展提供参考,以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10年来景观多样性动态变化进行分析。结果显示:1995—2004年,该试区总斑块数增加了6个,斑块变化明显的主要表现为:坡耕地及天然草地斑块分别减少19个和12个,人工草地斑块及梯田分别增加15个和9个;平均斑块面积及平均斑块周长分别下降了0.14hm2和185.36m2;梯田、天然草地、疏林地、园地及居民点用地分维数,都有不同程度的下降,而坡耕地、人工草地、灌木林地及未利用地景观的分维数有所上升,水浇地、川台地、乔木林地、水域景观分维数保持不变;上黄试区景观异质性特征表现为:均匀度指数下降5.86,景观破碎度指数上升0.002,人为干扰度增加1.95,景观类型多样性指数下降0.25,优势度指数上升0.25。目前,试区从耕地及草地为主的景观生态系统,转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统,人类活动的干预,是驱动该试区景观空间格局变化的主要驱动因素。     

快速城镇化地区景观格局变化对水生态系统服务的影响

探究快速城镇化流域景观格局变化的水生态系统服务响应机制,对流域景观规划和生态系统服务提升具有重要意义。以太湖流域为研究区,基于土地利用数据,综合景观格局指数、应用SCS与InVEST、偏相关分析等模型与方法,在刻画景观格局以及雨洪调节、水土保持、水质净化3种典型水生态系统服务的空间分异特征基础上,重点探讨子流域尺度上水生态系统服务对不同景观格局特征的响应关系。结果表明：景观组成和配置对3类典型水生态系统服务的影响中,大部分结论与现有研究结论或认识一致,但也发现太湖流域耕地、林地景观斑块形状复杂程度均能改善河流水质,子流域中的湿地稀少斑块有利于减少面源污染。控制耕地规模、优化耕地与水体距离、减少坡耕地可以有效提升3种水生态系统服务;增加滨水地带林地面积并提高其斑块边缘密度、增加子流域湿地、草地比重有利于更好地控制水体污染;湿地、草地这类关键少量的景观类型的增加是提高水质净化服务最有效的途径。为更全面准确地刻画格局与水生态系统服务的响应关系,还需在生态系统服务流、非线性关系和阈值、不同格局特征对服务的相对贡献等方面开展深化研究。     

GIS支持下的铁瓦河小流域景观空间格局动态变化研究

景观空间格局的分析成为景观生态学研究的核心之一。以铁瓦河小流域1994～2002年土地利用分布图为基础,在ARCVIEW和ARC/INFO的支持下,通过选取和计算景观格局指数来分析该流域8年来的景观空间格局动态变化。分析结果表明:除了坡耕地、未利用土地面积减少外,其它类型斑块面积都有所增加,其中梯耕地、林地、水域、园地等增加幅度较大,居民点及工矿用地面积增加幅度较小;8年间,流域景观内各类型斑块的总数量明显增加,其中未利用土地和坡耕地数量明显增加,破碎度指数增加,林地等斑块数量明显减少,破碎度指数大大降低;小流域景观的多样性和均匀度指数有所增加,景观的破碎程度加大,表明景观的异质性程度提高,土地利用向多样化均匀化及破碎化方向发展。     

黄土区退耕背景下土地利用/覆被格局现状调查研究——以安塞县马家沟流域为例

黄土高原生态恶劣,水土流失严重,土地不合理利用及覆被较差是根本症结所在.退耕还林是改善黄土高原生态环境建设的重要措施.以安塞县马家沟流域为例,通过遥感与实地调查相结合的方法,获取2008年土地利用数据,对退耕后的土地利用格局现状进行分析.结果表明:2008年农、林、草地面积占流域总面积的91.6%.以草地类用地面积最广,占流域总面积的56.77%,其次为林地、农耕地,分别为19.6%和15.25%.流域上、中游梁峁顶及坡地绝大多数退耕成为未成林造林地,但仍保留有一定数量坡耕地.农耕地中的梯田面积占44.8%,坡耕地占42.4%,川坝地、川台地等占12.9%,各土地利用/覆被类型在流域上中下游分布集中程度不同.上游的土地利用/覆被状况与全流域分布格局相似.流域中农业用地类和园地相对集中分布在中游,而流域中的林地相对地集中分布在下游.中游发育的平缓地形地貌有益于发展农业耕作和园地种植.而下游村庄的行政隶属关系,使土地利用方向受城镇生态服务功能区划影响,因而林地异常集中.     

小流域土地景观格局分析

景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题之一。依据景观生态学理论和研究方法 ,运用遥感和地理信息技术 ,对江西南丰的朱源小流域土地景观进行格局分析 ,并对山坡地和山谷地景观的多样性、优势度和破碎化指数进行比较。结果表明 ,坡耕地、乔木林地、间作地、果园、未利用地和荒地的平均斑块分维数较小 ,而水田、梯田农地、居民用地、灌木林地和水域的平均斑块分维数较高 ,斑块形状较为复杂。山坡地景观多样性低、优势度高、破碎化指数低 ;山谷地景观多样性高、优势度低、破碎化指数高     

喀斯特流域水源涵养功能时空分异及其对景观格局的响应

针对喀斯特地区景观格局驱动水源涵养功能演变机制的相关研究较少,而水源涵养功能是岩溶石漠化治理等生态修复工程生态效益的关键指标之一,具有重要的研究意义。以地处西南喀斯特中心的野纪河流域为研究对象,基于InVEST模型、偏最小二乘模型(PLSR)、景观生态学理论等,探究野纪河流域2005—2020年水源涵养功能的时空分异特征及其与景观格局的耦合关系。结果表明：(1)野纪河流域景观类型以旱地、草地和灌木林等为主,各类型之间相互转化较为频繁,总体特征表现为旱地、灌木林和草地之间的转化以及建设用地对其余地类的挤占。(2)研究期间,旱地景观趋于破碎化,建设用地呈集聚性的扩张趋势,其他景观类型相对稳定。总体上,景观格局呈破碎化发展趋势,景观连通性呈小幅上升趋势。(3)研究区水源涵养量年际变化呈现持续增长趋势,在空间分布上呈现中部低、南北两侧高的态势。水源涵养深度由高到低排序为灌木林>有林地>疏林地>草地>旱地>建设用地>水田>湖泊>水库坑塘。(4)景观破碎化的增加及斑块质量的提高,可提升喀斯特流域水源涵养功能,但过高的景观破碎化程度可能导致水源涵养功能...     

黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局变化分析——以延河流域为例

为了给黄土丘陵沟壑区土地资源的合理利用和生态环境的改善提供依据,以延河流域为研究对象,应用GIS技术和景观格局指数分析方法,对研究区1978—2010年的土地利用景观结构特征、斑块特征和空间格局的变化规律进行了系统分析。结果表明:（1）延河流域各景观类型的变化幅度表现为:耕地 > 林地 > 草地 > 建设用地 > 水域,研究区1978—1990年变化速率最快的景观类型是草地,1990—2000年是林地,2000—2010年是建设用地,由以耕地为主导的景观结构转变为林地—草地复合的景观结构;（2）研究区破碎度较高的景观类型是耕地和草地,斑块形状也较复杂,主要是受地形地貌因素的影响。林地、建设用地和水域受人类活动的干扰强烈,斑块分布趋于集中化,破碎度较小,形状较为简单;（3）32年来,延河流域土地利用景观格局经历了“耕地主导—相对平衡—林草主导”的变化过程,向着集中化和简单化的方向发展,抗干扰能力降低,不利于景观的稳定性,但有利于生态环境的改善。     

基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划

以统一工程建设形式和刚性工程建设标准为引导,以规整化和硬质化为目标,以高强度工程建设为手段的传统土地整治,虽在稳定耕地数量、改善农业生产条件过程中发挥了积极作用,但在当前生态文明建设的要求下亟待转型。江南水乡作为现代化进程与传统农业冲突最为剧烈的地区,通过生态型土地整治实现生态改善、景观提升的需求更为迫切。该研究以景观生态学理论为指导,按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路,基于空间聚类算法及最小阻力模型等GIS方法,选取典型项目提出了生态型土地整治规划方案。通过规划实施可在保证农业设施得到改善前提下新增人工湿地面积1.24hm2,水系廊道连通度和环通度分别提升55.43%和454.95%,实现项目区景观生态安全指数提升35.56%。该研究可为丰富土地整治规划方法,探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴。     

延河流域植被景观格局与水文连通性关系

为探究延河流域植被景观格局对水文连通性的影响,基于土地利用分类成果和水文连通指数空间分布,探讨了延河流域植被景观和水文连通性的格局特征,并借助Geoda软件平台基于空间自相关理论探究了林草植被景观格局与水文连通在空间上的相关性。结果表明:(1)延河流域草原带、森林草原带和森林带中林草景观与水文连通性都呈现空间自相关性。3个地带中林地景观的平均斑块面积、聚合度指数和斑块面积百分比都与水文连通性呈现显著的统计学上的正相关性以及空间正相关性; 景观分离度和斑块破碎化指数与水文连通性呈显著的统计学上的负相关性以及空间负相关性。(2)林地景观的优势度和聚集程度的增加并不能带来水文连通性的降低,而其斑块破碎化的增加会带来水文连通性的降低。对于3个地带的草地景观,其表现则与林地完全相反,增加草地景观的面积,提高草地植被的优势度,使草地斑块连续集中可以促使水文连通性降低。(3)在探究水文连通性和植被景观格局相关关系的空间回归模型中,空间滞后模型和空间误差模型拟合效果远好于普通线性回归模型,综合来看,空间滞后模型对植被景观格局与水文连通性的空间关系的解释能力更强。研究结果可为延河流域植被景观格局的设计和规划,提供有效的参考。     

黄土丘陵区纸坊沟小流域土壤有机碳储量研究

通过野外调查和室内分析,研究了黄土丘陵区纸坊沟小流域不同土地利用方式下土壤有机碳的剖面变化特征及土壤有机碳储量。结果表明,该流域各层土壤的有机碳含量为中等变异,土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少。0—60 cm土层有机碳储量为4.73×104t,天然草地和林地的储量较高,占总储量的80%。不同土地利用方式下,流域内的土壤有机碳含量差异显著,表现为:天然草地>灌木林地>乔木林地>川坝地>梯田>坡耕地>撂荒地>果园。     

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程原理与设计技术

黄土高原实施退耕还林还草工程之后,凭借沟道土地整治工程的推进,实现了坡面与沟道协同治理、生态保护与农业生产协调发展的"双赢"目标。论文基于复杂流域系统的视角,探讨了黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程原理与设计技术,提出了沟道土地整治应以增良田、保生态、惠民生为主题,以景观协调、结构稳固、利用持续、功能高效为理念,强调山上退耕还林、山下治沟造地,治沟保生态、造地惠民生。制定了沟道土地整治分区、分类标准及技术要点,划定了修复整治型、配套完善型、开发补充型、综合治理型等4种工程建设类型,创建了"干-支-毛"分层防控、"渠-堤-坝"系统配套、"乔-灌-草"科学搭配的增强型沟道整治工程技术体系。这些原理与技术近3年来应用于延安治沟造地土地整治重大工程实践,取得了明显成效。为进一步发挥土地整治工程的综合效益,论文梳理提出了加快推进新型农村社区化与民居安置、城乡服务均等化与设施配套、现代农业产业化与基地建设、农村土地资产化与制度创新等4大配套工程建设及对策建议。     

小流域土地整理与农村经济可持续发展研究——以云南省牟定县飒马场小流域为例

土地整理是实现土地可持续利用的重要途径,景观整理和生态整理是国际国内土地整理发展的趋势。首先从论述小流域土地生态系统的特点入手,提出以水土流失综合治理为核心内容的小流域土地整理是一种综合整理或者叫小流域土地景观整理,并据此确定小流域土地整理的目标和内容;其次,根据云南省牟定县飒马场小流域土地整理翔实的调研资料,分析小流域土地整理在改善农业生态环境,促进区域农业和农村经济可持续发展中的作用;最后,提出进一步搞好小流域土地整理的运作模式。     

东北黑土区沟道侵蚀现状及其防治对策

沟道侵蚀是土地退化最严重的表现形式,东北黑土区是中国除黄土高原外沟道侵蚀最为严重的区域,沟道侵蚀严重威胁东北区域农业生产和生态环境。该研究基于多年的研究积累,结合国家侵蚀沟治理专项调查和国家重点研发计划项目研究成果以及已有文献,系统总结归纳了东北黑土区沟道侵蚀特征、发展演变趋势及其危害;梳理出现有侵蚀沟治理措施的成功经验及失败教训,凝练提出区域侵蚀沟防治目标及4种主要侵蚀沟治理模式,并给出了适用范围及条件;同时提出了新时代东北黑土区侵蚀沟防治对策建议。该研究为区域现代农业发展和生态文明建设决策以及沟道侵蚀治理工程的实施提供了科技支撑。     

陕西省土地整理工程生态承载力模型

该文在深入分析土地整理生态效益评价问题特点的基础上,将基于生态足迹模型的生态承载力定量计算应用到陕西省土地整理工程中,并按土地整理地貌分区对生态承载力进行分析计算.研究结果表明,实施土地整理后陕北黄土高原沟壑区、渭北黄土台塬区、关中平原区人均生态承载力分别净增加0.0538 hm2、0.0735 hm2和0.0698 hm2;人均生态赤字分别减少了21.33%、18.27%和36.95%.可见通过土地整理有效缓解了陕西省的生态环境压力.     

乡村振兴视域下农村土地整治的内涵重构与系统特征

乡村振兴战略是国家面向农业农村现代化而提出的长远战略部署,目标导向十分明确,关键在于选择可行路径。农村土地整治是地方主体对乡村土地利用转型的能动响应,其本质在于协调乡村人地关系,核心内容是调整土地权属和组织土地利用,提高土地利用的综合效益。聚焦土地利用问题,以土地整治为切入点,注重激活与整合乡村人口、土地、产业、政策等关键要素,形成"土地利用转型→农村土地整治→乡村空间重构→乡村转型发展→乡村振兴"的逻辑机制链,可成为助推乡村振兴的有效技术路径。乡村振兴背景下土地整治被赋予新的内涵、价值与功能,实践中需重视土地权属调整和确立农民主体地位;土地整治也是一项复杂的系统工程,需要从外界持续输入物质要素才能正常运行,客观上要求拓宽资金来源渠道和加强配套制度供给。     

土地整治工作中生态建设问题及发展建议

目前,中国正处于经济社会转型期和生态文明建设初期,土地整治生态转型是国家战略发展的必然要求,也是土地整治发展的趋势。当前土地整治仍存在生态系统思维不足、理论方法与技术体系不完善、生态化新材料和新工艺欠缺与实践应用不足以及对乡村文化关注不够等问题。为促进土地整治维护粮食安全、保护生态环境功能的实现,该文针对目前土地整治中存在的生态环境问题,提出了实现土地整治生态转型发展的相关建议:1)强化土地整治的生态系统认知,推进"山水林田湖"生命共同体建设;2)完善土地生态整治的理论与技术体系;3)加快生态化新材料和新工艺的研发;4)强化公众参与,注重乡村景观保护和乡土技法应用。     

大都市郊区景观生态型土地整治模式设计

开展景观生态型土地整治规划,是实现土地整治多功能发展战略的迫切需求。以上海市金泽镇土地整治项目为例,评价项目区景观格局与污染风险,提出江南水乡景观重建的土地整治目标。依据不同类型景观基底及生态功能需求设计景观调整优化模式:水系景观整治模式通过河网贯通、圩堤建设与堤边绿化,提高湖、河、塘的景观连通度;点源污染整治设置"乔灌草"缓冲带,提高隔离防护功能;基本农田整治模式强调田块撤并与农田水利建设,提高农田景观生产功能;村庄整治模式建设生活基础服务与休闲观光设施,改善村庄景观的生活休闲功能。景观生态型土地整治与传统的农地整治,在模式设计的思路与工程设置方面存在明显差异。     

人地协调的土地整治模式与实践

为丰富转型期中国农村土地整治的理论与实践,该文综合论述了人地协调的土地整治理念、模式与技术途径,并结合典型案例进行了实证。结果表明,作为人地关系系统正向反馈的土地利用调控路径,人地协调的土地整治需立足于生产、生活、生态三大空间的结构优化与功能整合,积极响应社会经济发展阶段需求。在转型期,人地协调的土地整治模式应以保障粮食安全和食品安全、推动农业现代化发展,支撑新农村建设、优化城乡发展空间,构建生态安全格局、提升生态景观服务功能为导向,在整治目标、整治重点、运作模式上与乡村地域空间结构与功能相匹配,在行为理性上坚持价值理性与工具理性的有机统一,在技术上强调生产空间农用地整合技术、生活空间农村建设用地盘活技术和生态空间生态景观提升技术三者的智能融合。通过人地协调的土地整治模式实践,研究区生产空间的适度规模经营面积比例由整治前的18.00%增至整治后的30.53%,户均耕地地块数降低1.6块,耕地灌溉保证率由29.68%增至51.22%,综合机械化率由42.50%增至61.80%,特色优势产业壮大;生活空间24个片块的闲置废弃农村居民点被复垦再利用,乡村景观协调性、田块连片性及聚落的风貌形象得到提升;生态空间形成了以生态节点修复与完善、生态廊道连通、核心生态用地保护为主导,"点—线—面"一体化的生态景观格局。因此,在中国高度紧张的人地关系背景下,土地综合整治的思路应由不同整治类型的组合转向整治内容的融合,从人地关系调控入手确立人地协调的土地整治模式,是应对人地关系、城乡关系矛盾和转型发展需求的理性选择。     

考虑耕地利用条件的黄土丘陵沟壑区农村居民点整理分区及利用对策

农村居民点整理是改善农村生产生活条件和实现耕地总量动态平衡的重要措施,耕地对未来西部经济欠发达地区农村居民点农业生产功能的发挥十分重要。选取具有黄土丘陵沟壑区典型地貌特征的子长县为研究对象,以农村居民点图斑为研究单元,基于核密度估计、GIS空间分析、多因素综合评价等方法,结合区域农村居民点用地适宜性、耕地利用条件及两者的空间组合特征划分4种整理区域并提出了差异化的土地利用对策。结果表明:集聚发展区应引导农户的集中居住,加强耕地的规模化利用;内部改造区应立足于自身的挖潜,加强土地的综合整治,通过改善基础设施,提高生活的便利性,并完善农业基础设施,提高耕地质量;合并组建区应引导农村居民点跨界迁移和撤并,并引导耕地的集中流转和规模化经营;生态迁移区农村居民点应采取整体搬迁的形式进行整理,耕地利用过程中注重生态环境的保护。分区结果和差异化利用对策对于农村居民点的合理布局和耕地的高效利用具有重要作用。     

基于"三生"空间优化的城乡交错区土地整治功能单元划定

为提升城乡交错区土地整治精细化管理水平,统筹发挥空间生产、生活、生态功能,开展土地整治功能单元划定研究。该文明确了土地整治功能单元内涵,以北京市海淀区为例,根据"明确功能区—确定评价单元—评价单元功能—确定功能单元"的划定思路,综合运用图层叠置法、区位商法、特尔斐法、多指标综合评价法和距离法,确定了5类整治功能,共计54个土地整治功能单元:1个农业生产提质增效类、3个产业园区节地类、28个乡村人居环境提升类单元集中分布在北部,17个城镇更新类单元集中分布在南部,5个山水林田湖综合整治类单元分散在中部和北部。通过单元划定指导整治工程有序推进,土地综合整治的空间优化功能可得到充分发挥:空间结构有效优化,农业生产空间将增加975 hm~2,3 061 hm~2乡村生活空间和308 hm~2城镇生活空间将得到改善,617 hm~2的集体产业园区将完成改造升级;空间发展质量得以保障,农田提高1.4个等级,农业规模化和产业化水平约提高3.7%,单位国内生产总值建设用地面积将年均降低8%。结果充分体现了海淀区"三生"空间优化的差异化需求,可为基于功能导向的土地综合整治差异化设计提供方法借鉴。