退耕还林还草工程对土地利用/覆被变化及景观格局的影响——以张家口市为例

以张家口市为例,根据1989、2000和2010年3期Landsat TM遥感数据,利用土地利用变化模型,景观指数以及GIS技术,系统分析了土地利用/覆被及其景观格局的变化过程和规律,探讨了退耕还林还草工程对土地利用/覆被变化及其景观格局的影响。结果表明,1989—2010年张家口市土地利用结构由以耕地和草地为主,转变为以林地和草地为主。2000年退耕还林还草工程实施以来,耕地减少幅度增加,动态度指数由-0.27%变为-0.83%,林地增加幅度加大,动态度指数由0.56%变为1.39%,草地在数量上表现为减少。退耕前,耕地主要转为草地,退耕后,耕地主要转为林地,耕地转为林地的比例由退耕前的22.50%增加为退耕后的45.46%,退耕后684.85km2的草地转为林地。期间,研究区景观格局趋向均衡化,景观多样性降低,景观破碎化程度上升,景观形状趋于简单。这主要是由于经济建设等人类活动对土地利用和景观格局的干扰程度变大所致。     

退耕还林对喀斯特地区土地利用景观格局影响的定量化评价

近十几年来,退耕还林(草)工程的实施改变了贵州省普定县喀斯特地区土地利用/覆被空间格局,有效地改善了该区域的生态环境质量。在遥感和地理信息系统技术的支持下,基于主成分分析方法,以1999、2003和2009年TM遥感影像数据为主要数据源,定量分析和评价退耕还林(草)工程对土地利用及景观格局特征的影响。结果表明:1)1999—2009年间,退耕还林(草)工程实施后,普定县土地利用景观格局变化呈现出土地利用面积的动态变化、景观异质性和景观结构与形状变化的特征,其中土地利用面积动态变化与景观异质性改变为整个研究区景观格局变化的主导因子。2)从面积变化上看,研究区大量耕地、裸地转化为林地、草地和建设用地,其中林地、草地和建设用地面积呈现快速增长的特征,面积分别增加了53%、50%和140%,同时耕地面积减少了133.32 km2,减少幅度明显。3)从结构与形状指数上看,区域景观斑块总数量呈上升趋势,平均斑块面积有所下降,生态系统格局呈现破碎化加剧的趋势。4)从景观异质性上看,优势组分更加多样化,景观异质性程度逐渐上升,生态景观整体趋于规整,其中林地、草地和建设用地空间更加集聚化,但耕地和裸地分布分散化,破碎度有所上升。研究结果有助于指导退化喀斯特生态系统的恢复与重建。      

泰安市景观格局和生境质量时空演变及其关联分析

基于2000-2018年土地利用类型数据，采用景观指数、InVEST模型等方法，分析泰安市景观格局、生境质量演变特征与冷热点分布，并利用灰色关联度模型揭示生境质量与景观指数的关联性。结果表明:1）耕地、林地和草地减少，建设用地和湿地增加，并以耕地流向建设用地和湿地为主，研究区景观连通性减弱，景观格局总体趋向破碎化。2）泰安市生境质量整体处于中等以上水平，但中等、良好和优等生境三者占比之和不断减少，由87.88%降低到82.98%，生境质量虽局部得到改善但总体有衰退趋势；热点分析表明，生境质量较高的热点区主要集中在以湿地、林地和草地为主的区域，生境质量较低的冷点区集中于各区县的主城区及其外围。3）生境质量水平与蔓延度指数、边缘密度、斑块数和耕地面积等景观指数具有较强关联性。研究认为，在生境质量高值区应加强林地、草地、湿地景观的整体性、连通性保护，防止景观破碎化，在生境退化严重的建成区应加强城市绿色空间建设；该研究为泰安市景观格局优化、生境保护和生态系统服务管控提供一定参考。     

京津冀潮白河区域2001—2017年耕地利用变化时空特征分析

京津冀协同发展战略的推进，使众多非首都核心功能逐渐疏解至津冀两地，三地接壤的潮白河区域逐渐成为协同发展的缩影，土地利用的协同在区域协同发展的过程中有至关重要的作用。本文以京津冀潮白河区域为研究对象，采用土地利用转移矩阵、土地利用变化图谱和空间基尼系数方法，分析耕地在2001-2017年的时空演变特征。数量结构上，区域土地利用结构表现出耕地持续减少、城镇用地持续增加的趋势，耕地总面积减少3.77万hm²，耕地变化面积占变化总面积的32.61%；空间格局上，区域耕地由2001年各地均匀分布的格局逐渐转变成沿潮白河东南方向耕地面积较大、西北方向耕地呈小块分布的零散格局。耕地变化活跃区主要分布在通州区、顺义区及周边地势较平缓地区，且耕地与城镇用地、农村居民点和水域的转化过程较为显著。研究区耕地空间集聚水平整体偏低，破碎化严重，2001-2013年耕地的空间基尼系数由0.000 68波动上升至0.004 14，2017年京津冀协同发展战略提出后，研究区耕地的空间基尼系数快速减少至0.001 04。综上，潮白河区域在2001-2017年耕地利用变化特征显著，空间分异性较明显，土地利用景观破碎化程度不断加剧。     

陕北黄土高原退耕还林还草工程固碳效应研究

以陕北黄土高原为研究区,利用InVEST固碳功能评价模块,定量评价了退耕还林还草工程背景下土地利用/覆被变化对研究区碳固定效益的影响.结果表明:研究区2000—2010年草地、灌丛、林地面积分别增加了3204.0、285.3和122.7 km2,耕地面积减少了3984.5 km2,退耕还林还草工程土地覆被变化显著.研究区10年间碳固定能力整体提升,其中,延安市境内各流域平均固碳增加量为3.3 t/hm2,固碳总增加量为13.3×106 t,榆林市境内各流域平均固碳增加量为4.0 t/hm2,固碳总增加量为14.5×106 t,退耕还林还草工程固碳效益显著.耕地、草地、荒漠向林地的转化固碳效益最大,其单位面积固碳增量达100 t/hm2以上,耕地向林灌草的转变使研究区固碳总量增加达3405.77×104 t,其中73.37％的总固碳量比重来自耕地向草地的转化.通过生态系统碳固定重要性分级和空间分区为退耕还林还草工程的科学实施、维持区域碳平衡和碳达峰,保障区域民生福祉具有重要的指导意义.     

青藏高原东缘贡嘎山地区土地利用与景观格局演变

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ArcGIS 8.1软件和景观生态学方法,研究了青藏高原东缘贡嘎山地区的土地利用变化和景观格局变化. 主要结果如下:①1995—2000年间,研究区土地利用变化显著,其中林地、水域和未利用土地面积下降,而草地、耕地和建设用地面积增加;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③建设用地和未利用土地优势度变化不大,耕地和林地的优势度减小,草地和水域优势度增加, 表明研究区景观格局由耕地、林地向草地和水域转变; ④交通干线（公路）附近的土地利用和景观格局变化显著,加强这些区域的生态环境保护与建设势在必行.      

1990—2020年寻乌县土地利用及生态系统服务价值变化

探究长时间序列下江西省赣州市寻乌县土地利用变化特征及其对生态系统服务价值（ESV）的影响,对保障东江流域生态安全和改善区域生态环境具有重要意义。利用1990—2020年土地覆被数据,分析该时间段寻乌县土地利用的变化情况,并利用当量因子法评估寻乌县生态系统服务价值。结果表明,寻乌县主要土地利用类型为林地,其次为耕地,2种土地利用类型占寻乌县总面积的比例超98.0%。1990—2020年寻乌县林地和草地的面积总和总体呈下降趋势,耕地面积占比逐年增加,退耕还林还草面积小于耕地开垦面积。1990—2020年寻乌县生态系统服务价值总体呈下降趋势,ESV低值区主要分布在研究区的西南部、中部,ESV高值区则与研究区林地的分布较为一致。     

长江流域土地利用景观格局时空演变及驱动因子——以2008-2018年为例

分析长江流域土地利用景观格局时空变化,为区域土地利用和生态环境保护提供依据。采用2008、2013、2018年3期Landsat 8 TM遥感影像资料为数据源,依托ENVI与Arcgis技术,对研究区土地利用和景观格局时空演变进行分析,并对产生变化的驱动因子做深入分析。结果表明:1）2008-2018年,长江流域（912 510 km²）林地、耕地与草地面积占据较大优势,2018年林地、耕地与草地面积分别为874 019 km²（49.08%）、428 188 km²（24.04%）、247 435 km²（13.89%）。研究期间,土地利用结构类型总体变化为“林地（0.133%）、草地（0.246%）、湿地（0.319%）、建设用地（5.591%）面积增加明显,耕地面积减少,未利用土地保持相对平稳”的特点。2）斑块类型分析表明,林地景观类型的破碎化程度降低;草地景观类型的破碎化程度增加;建设用地景观类型面积扩大,但在空间布局上更加集中。3）景观格局指数分析表明,人类活动与城镇化建设活动导致土地空间不断分散和破碎化,景观异质性增加。长江流域土地利用景观格局主要驱动因子分别为城镇建设与经济发展、城乡人口结构、工业污染物排放。基于上述分析,对研究区土地利用和生态环境保护提出长江中下游地区土地利用应减量优化与高效;上游、西北与西南等地推进草原景观生态环境保护;城镇化水平较高地区应加强工业用地的整治;科学规划长江流域土地空间布局,构建长江生态大廊道。     

基于GIS的山区小尺度土地利用景观格局变化分析——以犍为县玉津镇为例

以犍为县玉津镇为研究区,选取1997年和2008年两个时段的土地利用类型图作为基础数据,利用ARCGIS9.3软件和景观格局指数对研究区土地利用类型景观格局进行分析。结果表明:时段内土地利用类型变化的区域主要集中在岷江沿岸、乐宜高速和G213沿线以及研究区的西部;土地类型面积转移概率从大到小为:园地>交通用地>农村居民点>耕地>林地>未利用地>特殊用地>城镇用地;两时段的景观基质均为耕地,农业景观类型呈破碎化趋势,城市景观类型趋于规则化、集中化。土地利用存在的问题为:农村居民点破碎化程度高,具有典型的山区特征,不利于城乡建设用地增减挂钩战略的实施,应加强土地整理和新农村建设的规划和力度。     

南宁市主城区土地利用景观格局变化及驱动力研究

以广西壮族自治区南宁市主城区作为研究对象,运用ArcGIS 10.2软件对2009、2013、2018年3期遥感影像进行目视解译,通过Fragstats3.4软件对所选景观指数作出计算,分析土地利用景观格局的动态演变特征.研究结果表明,2009—2018年期间,研究区域建设用地和未利用地面积分别增加了5969.23、8887.56 hm2,绿地、耕地、水域面积分别减少4407.14、9141.58、1308.07 hm2;绿地的主导地位减弱,建设用地的地位逐渐上升;耕地和未利用地变化幅度最大,水域变化相对稳定;各景观类型破碎化有不同程度的变化,相互转化复杂;土地利用类型丰富,各类型分布趋于集中,聚集度增加.研究区域土地利用景观格局演变主要受政策、社会经济和人口驱动力因素的影响.     

Transforming the Loess Plateau of China

This paper aims to show the importance of land consolidation in transforming the Loess Plateau of China. The paper comprehensively analyzes how over recent decades the Grain for Green Project and Gully Land Consolidation Project jointly transformed the ecology and landscape of the Loess Plateau and the livelihood of its residents. The findings show that these two projects have achieved a balance between green protection, new land creation, and improved food security and livelihood of local people in the hilly areas of China. The paper points out that the successful transformation of the Plateau lies in a holistic approach incorporating various components of the human and natural systems. Finally, the paper highlights the necessity of retaining these two land consolidation projects as part of an ongoing policy in the mountain and hilly areas of China, changing agricultural management to suit the new relationship between humans and the land.     

生态植被建设对黄土高原农林复合流域景观格局的影响

自1999年以来,黄土高原大规模地实施了退耕还林工程,生态环境呈显著恢复态势。采用2002年和2008年两期Spot5遥感影像,评估了退耕还林工程实施前后黄土高原典型农林复合流域土地利用与景观格局的动态变化。结果表明:在退耕还林工程实施的驱动下,流域土地利用变化剧烈,总变化率高达36.77%,主要变化的土地利用类型包括耕地、果园、幼林地、林地等。28.95%的耕地转为其他土地利用类型,其中48.83%转为果园,44.69%转为幼林地。景观格局变化呈明显的空间分布规律,山腰缓坡区以转化为果园为主,中、高海拔多转化为幼林地。退耕后流域生态景观得以优化,呈现良好发展态势。     

1998-2018年永寿县景观格局变化及驱动力分析

探究黄土丘陵区景观格局的时空演变规律和驱动力，对该区土地资源的合理利用和生态环境的优化建设提供指导意义。以陕西省永寿县1998、2008、2018年遥感影像数据为基础，借助ArcGIS和FRAGSTATS等软件，运用景观转移矩阵、景观格局指数对其进行了分析，并运用主成分分析法讨论景观变化驱动力。结果表明:1）从土地利用景观格局变化状况来看，研究区的主导景观由耕地变为林地，主要变化为林地、园地面积的增加。林地面积增加了177.88 km²，园地面积增加了128.66 km²，主要是由耕地转换而来。2）从斑块水平来看，林地在各景观类型中占据主导地位；建设用地、林地、未利用地受到人为干预，斑块形状趋于简单；林地、园地、草地的景观异质性在逐渐增强。3）从景观水平来看，整体景观连通性变差，各斑块类型面积比重趋向平衡，景观的破碎化程度逐渐增大，各景观类型逐步分化为更小的斑块。4）从景观格局变化的驱动因素来看，气温和降水等自然因素对景观格局的演变具有一定的影响，而社会经济因素及政策导向是永寿县景观格局变化的主要因素。     

黄土高原沟壑区梁坡地土壤有机碳质量分数与土地利用方式的响应

通过对比分析陕西省王东沟流域梁坡地上农地、果园、人工林地、草地和苜蓿Medicago sativa地土壤有机碳质量分数及其在土壤剖面上分布差异,研究土地利用方式对土壤有机碳的影响.结果表明:果园土壤有机碳质量分数比农地低2.2%,人工林地、草地和苜蓿地分别比农地高25.3%,17.1%和11.6%;土壤有机碳质量分数在土壤剖面上随着土层的加深而降低,不同土地利用方式下土壤有机碳在剖面上的分布特征不同.不同土地利用方式下,土壤全氮与土壤有机碳存在极显著相关关系.图1表3参16     

黄土区不同植被条件下的土壤抗冲性

该文以晋西黄土区刺槐林地、油松林地、农地、草地、道路边坡为研究对象,用野外实地放水冲刷的方法,以地表径流含沙量为指标,研究了不同植被条件下土壤的抗冲性,并就坡度、地被物、植物根系对土壤抗冲性的影响,以及流量和土壤抗冲性的相关性进行了探讨.研究得出不同植被条件下土壤的抗冲性为油松林地>刺槐林地>草地>道路边坡>农地.林草措施的抗冲效果与坡度密切相关,且随坡度的增大林草措施的防冲效果变小;地被物对土壤抗冲性有显著影响,没有地被物的土壤抗冲性明显小于有地被物的土壤;植物根系对土壤抗冲性的影响与冲刷水流的流量密切相关,冲刷水流的流量较小时根系对土壤抗冲性的改善效果更为突出.黄土区水土保持的关键是分散地表径流.     

基于3S的商都县景观格局动态变化研究

本文以商都县为例,选取1993、2001和2010年3期TM遥感影像为基础数据源,建立该区土地利用遥感影像解译标志,在Arcgis9.3和Fragstats软件支持下,获取各景观类型属性数据和图形数据,建立空间信息数据库,研究了商都县近17年的景观空间格局动态变化.结果表明商都县景观破碎度较小,各类型景观面积为耕地＞未利用地＞林地＞草地＞建设用地＞水域,景观总体分布均匀,多样性高;在退耕、防护林建设等政策下,耕地面积逐年下降变为林地、草地,面积从1993年到2010年分别增加了8 124.03hm2和4 921.47hm2;耕地机械化发展整合,破碎度最小,未利用地、林地和建设用地破碎度较大,草地、水域破碎度在减小,同时建设用地逐年聚集化发展,未利用地分布不均匀.     

陕北黄土高原生态农业可持续发展探讨

根据陕北黄土高原地区的生态概况,并结合延安和榆林实例,探讨陕北黄土高原生态农业的可持续发展,结果表明:以植被恢复为突破口,实施退耕还林还草工程,积极调整农业产业结构,注重农田基本建设,大力发展淤地坝工程,建设高效特色生态农业。     

Switchgrass as a bioenergy crop in the Loess Plateau,China:Potential lignocellulosic feedstock production and environmental conservation

A large portion of the Loess Plateau of China is characterized as "marginal" with serious land degradation and desertification problems. Consequently, two policies, Grain for Green and Western Development Action were established by the Chinese government in response to the demand for ecological protection and economic development in the Loess Plateau. These policies are designed to increase forest cover, expand farmlands, and enhance soil and water conservation, while creating sustainable vegetation restoration. Perennial grasses have gained attention as bioenergy feedstocks due to their high biomass yields, low inputs, and greater ecosystem services compared to annual crops. Moreover, perennial grasses limit nutrient runoff and reduce greenhouse gas emissions and soil losses while sequestering carbon. Additionally, perennial grasses can generate economic returns for local farmers through producing bioenergy feedstock or forage on marginal lands. Here, we suggest a United States model energy crop, switchgrass(Panicum virgatum L.) as a model crop to minimize land degradation and desertification and to generate biomass for energy on the Loess Plateau.     

陕北林地啮齿动物群落多样性研究

通过聚类分析和主成分排序,陕北林地啮齿动物群落被划分为3个类型。吴旗林区的啮齿动物群落是典型的黄土高原风沙区林地群落类型,种类较多,密度变化较大,优势种为中华鼢鼠和跳鼠类。对林木造成巨大危害的种类主要为中华鼢鼠和草兔。退耕林地啮齿动物群落保持了原农田群落的特点,其桥山林区的群落优势种是甘肃鼢鼠,而吴旗林区退耕林地为中华鼢鼠。桥山林地啮齿动物群落种类和生物量因植被状况较大差异,天然次生林种类较少,密度较低,优势种是达乌尔黄鼠和松鼠类。灌木疏林林地群落兼有天然次生林的啮齿动物群落和农田啮齿动物群落的特性,优势种为达乌尔黄鼠和松鼠类。次生林全面清坡造林幼林地,其群落优势种为甘肃鼢鼠。西北林学院学报21卷第1期韩崇选等陕北林地啮齿动物群落多样性研究     

退耕还林(草)背景下黄土高原地区农村经济发展路径探讨

黄土高原是我国退耕还林(草)工程重点建设的区域之一,在工程实施中该区农村经济的发展是工程建设的重要内容和稳固退耕成果的有效手段。该研究分析了黄土高原退耕区农村经济发展面临的困境,面向国家生态建设需求,结合区域特点,提出了构建完善的退耕区农村经济发展机制、推进黄土高原退耕区农村经济发展的对策建议。