四川省西北地区沙化土地驱动机制研究

采用文献收集法,结合川西北实际情况,筛选出典型自然和人为因子,分析因子变化趋势及与沙化面积变化相关性。采用主成分分析法,研究了川西土地沙化的驱动机制。结果表明,近60年来,川西北年平均气温、年大风日数呈显著上升趋势,和沙化面积变化显著正相关（P=0.000）;年降水量波动较大但总体保持平稳,其相关性不显著;年平均风速有明显减小趋势,和沙化面积变化显著负相关（P=0.014）;总人口、畜牧产值、大牲畜存栏数、牛羊肉产量等人为因子均明显增长,且和沙化面积显著正相关（P≤0.009）;分析认为,川西北土地沙化是自然和人为因子综合作用的结果,总人口、牧业产值、大牲畜存栏数、年平均风速、年平均温度组成的第1主成分是川西北土地沙化的主要驱动力,其贡献率为59.174%。     

弥勒市石漠化治理现状与对策分析

以弥勒市近几年来石漠化治理现状,治理中的困难进行分析,提出了弥勒市治理石漠化的对策措施。     

石漠化地区种植山核桃经济效益分析

为了分析石漠化地区栽植山核桃的经济效益,该文选取重庆市秀山县栽植的山核桃为研究对象。通过调查分析得出：14a生山核桃林每667m^2累计产值94620元、累计净现金流量为84902元、年均利润率6064.4元、投资收益为8.74、静态投资回收期为3.9a、动态投资回收期为4.2a;按投资收益与当地常见作物比较,山核桃＞金银花＞烤烟＞水稻＞甘薯＞玉米;当地61%的农户对所种植的对山核桃经济效益比较满意。因此,在秀山县石漠化地区种植山核桃的经济效益较好,值得推广。     

Cost analysis of sand barriers in desertified regions based on the land grid division model

Sand barriers are the most widely used mechanical implements for wind-blown sand control and desertification prevention. However, there is no standard quantitative cost analysis of the sizes and materials required for sand barriers. In this study, based on the original land grid division model for optimal resource utilization, we calculated the total side lengths of square and regular hexagonal sand barriers with the sizes of 1.0 m×1.0 m, 2.0 m×2.0 m, and 3.0 m×3.0 m in a desertified region of the Shapotou area on the southeastern edge of the Tengger Desert, China. Then, through literature review and social survey, we obtained the material cost and material utilization amount of sand barriers with different materials and sizes. Finally, we calculated the costs of square and regular hexagonal sand barriers comprised of wheat straw, corn stalk, Salix mongolica, poly lactic acid, magnesium cement, and high-density polyethylene, with the sizes of 1.0 m×1.0 m, 2.0 m×2.0 m, and 3.0 m×3.0 m. The results show that the material cost of regular hexagonal corn stalk sand barriers with the size of 3.0 m×3.0 m is the lowest, while the material cost of square magnesium cement sand barriers with the size of 1.0 m×1.0 m is the highest. When using the same material, the cost of regular hexagonal sand barriers is lower than that of square sand barriers with the same size. When using the same size, the cost of sand barriers with corn stalk material is lower than that of sand barriers with other materials. Based on the above analysis, we can conclude that the economic benefits of regular hexagonal sand barriers are greater than those of square sand barriers. This study provides a theoretical basis for accurately calculating the material cost of sand barriers, particularly for the estimated cost of mechanized sand barrier engineering projects.     

盐池县沙化草地土壤理化性质及酶活性研究

[目的]探讨盐池县沙化草地土壤理化性质和土壤酶活性的变化规律以及草地恢复和土壤恢复之间的关系,为草地土壤系统的恢复治理和可持续利用提供可靠的依据。[方法]对宁夏盐池县北部不同深度和不同沙化程度草地的土壤养分进行统计分析。[结果]随着沙化程度的加剧,土壤全磷、全氮、全钾、速效钾、有效磷、碱解氮、土壤酶活性、土壤水分随着土壤沙化程度的加剧而降低,土壤p H随沙化程度加剧而增大,且不同沙化程度草地之间差异显著(P0.05)。在0~60 cm土层土壤全磷、全氮、全钾、速效钾、有效磷、碱解氮、蛋白酶、磷酸酶、蔗糖酶含量随着土壤深度的增加而降低,且不同深度之间差异显著(P0.05),土壤p H、水分、过氧化氢酶含量随深度增加而增加,且不同深度之间差异显著(P0.05)。[结论]随着盐池县草地沙化程度的加剧,土壤理化性质和酶活性呈显著性下降趋势,而p H则呈现上升趋势。土壤养分和酶活性随着土壤深度的增加而降低,物理性质则随之增加,土壤表层理化性质及其酶活性对草地退化的影响最为显著。     

喀斯特生态系统土壤表面电化学特征及其影响因子

以西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤为研究对象,采用空间替代时间的方法,研究石漠化演替过程中土壤表面电化学特征演变规律及其与土壤理化性质的相关性。采用物质表面联合分析法对不同石漠化等级土壤表面电化学属性及进行测定。结果表明,土壤表面电荷密度、表面电场强度、比表面、表面电荷数量随石漠化强度的增加而下降,其变化范围分别为0.34 C·m-2~0.42 C·m-2、4.85×108 V·m-1~5.86×108 V·m-1、47.11 m2·g-1~53.16 m2·g-1、16.86 cmol·kg-1~22.82 cmol·kg-1,土壤表面电位随石漠化强度的增加而上升,其变化范围为-113.74 mV~ -115.10 mV;研究区黏土矿物组成为伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙混层、绿蒙混层,且以绿蒙混层为主;土壤黏粒、砂粒、非晶质氧化铝、胡敏酸是影响喀斯特石漠化地区土壤表面电化学属性变化的主要因素,解释率分别为48.3%、38.1%、13.0%、12.0%;土壤粒径组成、有机质组分和金属氧化物对土壤表面电化学特征影响由强到弱依次分别为：土壤黏粒>砂粒>粉粒,胡敏酸>有机碳>富里酸,非晶质氧化铝>游离氧化铁>非晶质氧化铁。本研究对中国西南喀斯特石漠化土壤管理与调控、退化植被恢复重建具有重要意义。     

阿克苏地区荒漠化变化趋势及其驱动因素

[目的] 对2009—2019年阿克苏地区荒漠化变化趋势及其驱动因素进行分析,为该区生态修复、因地制宜制定荒漠化防治政策提供科学依据。[方法] 基于《全国第六次荒漠化监测细则》构建荒漠化评价指标体系,在ArcGIS和IDRISI软件的支持下,对2009—2019年阿克苏地区荒漠化变化趋势进行评价,分析荒漠化驱动因素并做出预测。[结果] ①2009—2019年阿克苏地区荒漠化面积逐年降低,荒漠化呈现逆转态势。阿克苏地区荒漠化呈现较强的空间异质性,极重度荒漠化区域位于研究区南部与塔克拉玛干沙漠接壤地带,极重度荒漠化所占比例最大。②2009—2019年阿克苏地区荒漠化单一驱动因素分析结果显示,土地利用类型是阿克苏地区荒漠化最重要的影响因子,多驱动力因子交互作用对荒漠化演化的解释力比单因子更强,作用方式与强度表现为增强与非线性增强。③CA-Markov模型预测结果显示,在驱动因素不改变时,2019—2024年阿克苏地区荒漠化程度持续逆转,整体表现为极重度荒漠化转化为重度荒漠化,部分地区荒漠化面积扩张。[结论] 研究时段内,研究区荒漠化面积减少,荒漠化程度呈逆转态势,影响荒漠化主要因素为土地利用类型。在荒漠化的治理与防治过程中,应当结合荒漠化驱动因素,合理有效地实施荒漠化防治以及生态修复工程。     

石漠化区露石岩-土界面流形成过程模拟试验

岩-土界面是石漠化区露石岩面流和地表径流下渗转化为地下裂隙流的主要路径。作为地下裂隙流的重要组成部分,岩-土界面流对坡面降雨径流转化、水分地下快速渗漏以及土壤侵蚀/漏失具有重要影响。为探究喀斯特石漠化区露石岩-土界面流形成过程与转化机制,通过模拟典型露石岩-土界面,采用人工模拟降雨试验研究露石面-土壤组成的岩-土结构单元下地表径流及地表下壤中流、岩-土界面流及非岩-土界面流的形成过程及输出特征,探究其对岩周径流形成转化的影响。结果表明：岩-土界面流产流量在降雨过程中呈先增加后稳定的变化趋势;相同条件下,有出露岩面流形成的岩-土界面流（岩面倾角45°、60°、75°）产流量远大于仅有土壤水分下渗形成的岩-土界面流（岩面倾角90°）,前者是后者的4.78～16.58倍。岩面倾角是影响岩周径流形成、转化的主要因素,岩面倾角越大则岩-土界面流对水分漏失总量贡献越小,而非岩-土界面流则相反;雨强次之。然而,雨强是影响初始产流时间、稳定产流时间的主要因素,二者均随雨强增大显著减小（P<0.01）;岩面倾角次之。岩-土界面的存在不仅直接形成岩-土界面流,同时对非岩-土界面流表现出较强的补给效应,约有一半的岩-土界面流最终以非岩-土界面流的形式流失。研究结果可为石漠化区产流过程及机制的深度揭示提供理论依据。     

区域尺度喀斯特区石漠化强度对土壤流失的影响

石漠化和水土流失是西南喀斯特区突出的生态问题,制约着社会经济的发展。目前,石漠化与土壤流失的耦合关系尚未系统探明,石漠化强度评价因子植被盖度、土层厚度和基岩裸露率的交互作用如何影响土壤流失知之甚少。基于石漠化现状的调查,采用RUSLE模型、Getis?OrdGi*、地理探测器等方法,测算了贵州喀斯特区土壤侵蚀状况并识别了冷热区分布,量化了石漠化强度评价因子与土壤侵蚀之间的关系,解析了因子组合对土壤流失的交互影响。结果表明：1）贵州喀斯特区土壤侵蚀以中度和微度侵蚀为主,平均土壤流失率17.69 t/(hm2·a),侵蚀热区（重点防治区）主要集中在贵州西部经济相对欠发达区,侵蚀冷区（轻微区）则主要集中在黔北遵义市和黔中贵阳市等经济相对发达区。2）土壤流失随石漠化强度评价指标植被盖度、土层厚度的增加呈降低趋势,随基岩裸露率的增加则呈增加趋势;石漠化与土壤流失之间并非简单的线性关系,而呈复杂的非线性关系,3个评价因子分别以三次曲线函数、指数函数和反正弦函数拟合优度最高。3）石漠化强度评价因子对土壤流失空间分异的解释力依次为植被盖度、基岩裸露率和土层厚度,且因子组合对土壤流失的交互影响均呈非线性增强,其中基岩裸露率与植被盖度的交互作用起主导作用,其次是土层厚度与植被盖度,基岩裸露率与土层厚度的解释力最小。研究结果可为喀斯特区水土流失、石漠化的协同防治提供理论参考。     

基于Google Earth Engine的典型峰丛洼地石漠化时空演变与驱动因子分析——以西畴县为例

石漠化是岩溶地区阻碍经济可持续发展、影响生态环境的重大问题,随着近几十年石漠化治理的开展,石漠化扩张的趋势已经得到了极大遏制。以我国典型峰丛洼地地貌的云南省文山州西畴县为研究区,基于遥感云计算平台Google Earth Engine(GEE)以1990年、2000年、2010年、2020年四期Landsat遥感影像为数据源,利用转移矩阵分析西畴县近30年石漠化动态变化,并采用地理探测器分析了西畴县石漠化形成的驱动因子。主要结论如下:(1)30年间西畴县石漠化演变总体呈现先小幅减少,再扩张,然后大幅减少的趋势,从时间上来看1990—2000年,石漠化类型转变主要是轻度和潜在石漠化向无石漠化转移,2000—2010年石漠化类型转变主要是无石漠化向潜在和轻度石漠化转移,2010—2020年石漠化类型转变主要是潜在、轻度和中度石漠化向无石漠化转移; 从空间上来看,西畴县石漠化分布北重南轻,在石漠化治理成效上,整体都呈现好转,石漠化改善面积为850.183 km²,在莲花塘乡西北部、新马街乡的东北部、鸡街乡和西洒镇的交界处也存在零星恶化,恶化面积为51.715 km²。(2)1990—2020年30年间,西畴县石漠化治理取得了巨大成效,到2020年西畴县无石漠化土地面积已经达到940.854 km²,共有648.476 km²的石漠化土地转化成无石漠化土地;(3)地理探测器分析结果表明西畴县石漠化形成的主要驱动因子为坡度和GDP交互作用(q=0.645),人口密度和GDP交互作用(q=0.639)这两对组合。(4)通过编程在遥感计算云平台Google Earth Engine(GEE)上在线获取和处理遥感数据,可以较大限度地提高工作效率。利用云计算实现石漠化表征因子的提取,解决相关地学问题,可为后续相关研究提供强有力的技术支撑。