基于二分类Logistic回归模型的太行山丘陵区县域耕地资源潜力估算

耕地红线划定与人-地资源矛盾日益突出背景下,耕地资源潜力的研究与开发日显重要。我国耕地面积近2/3分布在山区,因此山区耕地资源的合理开发利用及其资源潜力的研究尤为重要。本文以华北地区的太行山为研究区域,选择耕地占比和资源潜力最大的丘陵区典型县——河北省井陉县为研究案例,选取13个影响耕地资源潜力的基本生态要素,包括5个地形要素和8个直接气象要素或由气象要素计算得到的间接气象要素,引入二分类Logistic回归分析方法,运用偏最大似然估计向前引入法的拟合方法,筛选提取影响耕地资源潜力的关键生态要素;由模型参数Waldc2统计量分析影响耕地资源潜力的关键生态要素的贡献率排序;由模型参数回归系数β分析耕地资源潜力与生态要素的相关关系;由模型参数发生比率OR分析量化关键生态要素对耕地资源潜力的影响,最终建立Logistic回归模型。基于此模型,在GIS软件中得到井陉县耕地资源潜力分布图,进而估算出县域耕地资源潜力。研究结果表明:13个影响井陉县耕地资源潜力的基本生态要素中8个为关键生态要素;关键生态要素中地形要素配置比气象要素配置更为重要;年平均气温和寒冷指数与耕地资源潜力呈负相关关系,其余生态要素则呈正相关关系;由回归模型估算出井陉县具备垦殖为耕地资源的土地面积为60 400 hm~2,而根据遥感影像解译结果得出的现有耕地资源为45 600 hm~2,由此井陉县尚具有14 800 hm~2的后备耕地资源,相当于现有耕地面积的32.5%,这说明在不考虑垦殖所带来的可能负效应的前提下,井陉县具有较大的后备耕地资源开发潜力,该结论为井陉县后备耕地资源的开发与可持续利用提供了理论依据。     

太行山区植被NPP时空变化特征及其驱动力分析

本文基于2000—2014年MODIS NPP数据,结合同期土地利用变化、气温、降水和DEM数据,运用趋势分析法、相关系数法及分区统计法等方法,研究了太行山区2000—2014年植被NPP时空变化特征,分析了气温、降水等气候因素和人为因素对植被NPP变化的影响,为太行山区植被资源管理及生态环境调控提供参考。研究结果表明:(1)太行山区植被NPP多年平均值为284.0 g(C)·m~(-2)·a~(-1),耕地、林地和草地的NPP均值分别为302.5 g(C)·m~(-2)·a~(-1)、258.1 g(C)·m~(-2)·a~(-1)、286.5 g(C)·m~(-2)·a~(-1)。(2)2000—2014年太行山区植被NPP整体呈上升趋势,但大部分植被NPP变化未达到显著水平;16.17%的植被NPP显著或极显著升高,主要分布在太行山区西侧;0.88%的植被NPP显著或极显著降低,零散分布在研究区内。(3)不同植被类型NPP变化速率为草地耕地林地。(4)基于区域平均计算,太行山区植被NPP与降水显著正相关(P0.05),与气温负相关(P0.05)。基于像元计算,植被NPP与降水显著或极显著正相关区面积比例为23.82%,主要分布在太行山区北段,几乎没有显著负相关区;植被NPP与气温显著或极显著负相关区面积比例为8.42%,主要分布在太行山区西侧,显著或极显著正相关区面积比例为0.81%,主要分布在太行山区最北端。(5)研究期内气候因子对植被NPP的升高整体上表现为促进作用,而人为因素主要表现为抑制作用。太行山区生态环境保护仍应以减少人为干扰为主。     

北方山区主要森林类型树木叶片氮、磷回收效率研究

养分回收是植物养分利用策略的重要驱动力,可减少养分流失,降低其对环境的依赖性,对植物种群和群落稳定性、生态系统养分循环都具有重要的生态学意义。本文在收集北方山区(黄土高原、太行山区、京北山区)天然林、人工林等各种森林成熟叶片和凋落物氮、磷养分含量等资料的基础上,根据群落生活型和管理方式将各类森林进行归并,对其养分回收效率进行了综合评估。结果表明,各类森林植被通过成熟叶片和落叶中氮、磷含量计算得到的叶片氮、磷回收效率分别是24.5%~71.3%和18.1%~75.4%,均值分别是45.5%和47.4%。北方山区天然林和人工林成熟叶片的平均氮含量分别是11.6 g·kg~(-1)和21.6 g·kg~(-1),人工林成熟叶片氮含量显著高于天然林,养分在人工林生长过程中可能基本处于消耗状态。不同地区天然林与人工林叶片磷含量存在差异:太行山区天然林成熟叶片和枯落叶片磷含量显著高于人工林,而京北山区人工林成熟叶片磷含量较高,枯落叶片磷含量较低。灌木成熟和枯落叶片中氮含量显著高于乔木,而两者间磷含量无显著差异;灌木叶片氮回收效率高于乔木。通过3个地区的比较发现,京北山区树木叶片氮、磷回收效率分别是62.1%和67.8%,高于其他两个地区。相关分析表明,北方山区森林枯落叶片氮含量是影响叶片氮、磷回收效率的重要因子。通过对不同树种养分回收效率的比较发现,针叶树种养分回收效率大于阔叶树种,这说明在土壤养分贫瘠山区针叶树种的养分回收效率更高,更能适应这种贫瘠的土壤环境。在山区进行人工建植时,针叶树种高的养分利用效率应该被考虑进来。     

中度火干扰对林草地土壤理化特性的短期影响

火干扰作为一种自然扰动现象,对土壤物理、化学、矿化和微生物等土壤性质产生一定影响.在河南具茨山国家级森林公园过火林地和草地,进行土壤样品(0～5和5～10 cm土层)采集,测定表征土壤渗透性和持水能力的指标,研究中度火干扰对不同土层土壤理化特性的短期影响.结果表明:中度火干扰造成草地和林地土壤表层(0 ～5 cm)的土壤密度、含水率和非毛管孔隙度显著下降(P＜0.05),但火烧前后,土壤5～ 10 cm层上述物理特性指标之间没有显著差异(P＞0.05);火烧后草地和林地土壤表层(0～5 cm)有机C和全N显著下降(P＜0.05),而土壤pH、全P和全K显著上升(P＜0.05),相似的现象出现在草地土壤5～10 cm层,火烧前后林地土壤5～ 10 cm层,各化学特性指标没有显著差异(P＞0.05).火烧使草地和林地土壤0～5cm层的土壤初渗率、稳渗率和平均入渗率均显著上升(P＜0.05),而对土壤5 ～10 cm层土壤各渗透特性指标没有显著影响(P＞0.05);火烧使草地和林地土壤0 ～～5 cm层土壤最大持水量和有效持水量均显著下降(P＜0.05),草地和林地最大持水量分别从未过火289.984和390.971t/hm2,下降到258.072和342.386 t/hm2.该研究为开展火烧迹地植被恢复、水土保持和森林经营管理措施的制定,提供科学依据.     

秦巴山区自我发展能力测算及时空演变实证分析

[目的]了解并测算秦巴山区自我发展能力,为该区域开展减贫与经济社会发展提供科学依据。[方法]基于生态经济视角,从产业能力、市场能力、空间能力和软实力4个维度,构建秦巴山区自我发展能力测算的指标体系,应用均方差权重法对2006,2010,2014年秦巴山区自我发展能力进行测算,并分析自我发展能力及其各维度的时空演变规律。[结果](1)秦巴山区自我发展能力总体偏低,发展不平衡;(2)秦巴山区自我发展能力整体上属于市场能力制约—空间能力驱动型;(3)2006—2014年秦巴山区自我发展能力都呈增强趋势,各维度时空演变格局存在差异性;(4)秦巴山区自我发展能力的内部结构存在着不合理性。[结论]秦巴山区自我发展能力整体偏弱,区域的能力制约与驱动因素存在差异性,未来可从各子区域的产业结构、市场定位、生态功能及科技创新能力4方面制定针对性更强的发展对策。     

鼎湖山不同植被类型下土壤肉足虫群落结构的比较研究

为了解不同植被类型下土壤原生动物群落的特征,采用定性和定量培养法,对采自鼎湖山国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林(A点)、河岸常绿阔叶林(B点)、温带季风常绿阔叶林(C点)、针阔叶混交林(D点)、针叶林-马尾松林(E点)、山地常绿阔叶林(F点)和山顶灌草丛(G点)7种植被下土壤样品中肉足虫的群落组成和数量进行了观察和统计;并借助"普遍分布模型(ubiquity model)"和"生物地理模型(biogeography model)"理论,探讨了土壤原生动物在较小范围内的分布模式。结果显示:在所有土壤样品中,共检出20属31种土壤肉足虫,其中Centropyxis和Nebela属出现的物种数最多(各有3种);在全部肉足虫种类中,有8种出现在4个土壤样点中,它们分别是Amoeba sp.、Centropyxis compressa、Difflugia globulosa、D.gramen、Lamtopyxis sp.、Nebela dentistoma、Trinema enchelys和T.lineare。对比分析显示:不同植被下的土壤肉足虫群落组成呈一定差异,F点土壤中肉足虫最多(15种),G点土壤中最少(9种);不同植被类型下土壤肉足虫群落的丰度差别很大,最高出现在F点中(29 200 ind./g),最低出现在G点中(3 510 ind./g)。群落相似性比较显示:各样点的土壤肉足虫群落处于中等不相似(0.25~0.5)到中等相似(0.5~0.75)的水平。聚类分析表明,A点与F点的土壤肉足虫群落相似性最高;B点与G点的土壤肉足虫群落相似性也较高;D点与其他5个样点的相似性相对较低。单因子相关性分析显示土壤含水量与肉足虫丰度间有极显著的相关性(P0.01),而土壤中NO_3~–-N与肉足虫丰度间有显著的相关性(P0.05);多元相关分析表明,鼎湖山土壤肉足虫丰度变化与多个土壤理化因子组合间存在相关性,以(pH+含水量)组合与土壤肉足虫丰度的相关性最大。CCA分析显示不同的土壤理化因子对肉足虫某具体种的作用存有差异。因此,鼎湖山自然保护区土壤肉足虫的分布更符合"生物地理模型"。     

基于内源式发展理念的山区农业产业竞争力发展内容研究

内源式发展理念作为山区农业产业竞争力发展的基础,决定着其发展内容,山区农业产业竞争力发展是内源式发展理念的具体体现。为全面提升山区农业产业竞争力,基于内源式发展理念,本文以武陵山区、福建山区、云南山区、贵州山区、河北太行山区和吕梁山区为分析对象,有针对性地分析了不同地区特有的农业产业发展条件,对其农业产业竞争力进行深入研究及实证分析,为其制定出了切实有效的发展策略。     

天山北麓土地利用与土地退化的时空特征探析

研究天山北麓土地利用/覆被变化过程中的土地退化现象,有利于监测新垦绿洲的环境演变过程。采用1990年、2000年2010年3期遥感影像为基础数据,选取土地利用变化幅度、动态度、土地利用强度指数和LUCC动态变化趋势指数4个指标,并结合转移矩阵,对该地区20 a来的土地利用/覆被变化时空特征及土地退化现象进行综合分析。1990—2010年,研究区耕地和城乡居民工矿用地所占比例持续上升,分别增加了91.05%和60.19%。草地和冰川/永久积雪面积则大幅减少,分别下降了15.45%和28.97%。通过转移矩阵发现,草地和永久冰川退化成荒漠的趋势明显。各土地利用类型中以草地的土地利用变化强度指数最高,达－0.5056%,耕地次之,为0.4091%。研究区土地利用类型间主要转移方向为:草地和冰川/永久积雪转化为荒漠,荒漠和草地转化为耕地,荒漠与草地间相互转化,盐碱地面积得到控制,但向荒漠转化的趋势凸显,永久冰川的消融明显加剧,草地持续退化,研究区生态环境恶化趋势明显。     

基于GIS的宁夏六盘山区空间贫困特征模型分析

空间贫困旨在通过研究特定区域地理资本构成,以此分析空间贫困陷阱,确定贫困空间分异机制,进一步判识减贫效果和制定反贫困策略。以2011年数据为基础,运用TOPSIS模型并结合熵值法,系统分析了宁夏六盘山区空间贫困特征,最后借助障碍度模型进行贫困与地理环境要素的相互关系分析。结果表明:根据各县（区）与最优目标的贴近度∏_i 可将研究对象分为三类地区:高贫困区包括西吉县（0.363 3）和泾源县（0.361 9）;中贫困区包括海原县（0.258 0）、原州区（0.245 7）、隆德县（0.229 6）以及彭阳县（0.211 8）;低贫困区只有同心县（0.191 7）。整体上,市场连通性差（经济维度）、农业生态系统稳定性低（环境维度）以及社会公共服务差距大（社会维度）等对研究区空间贫困的影响最为显著。     

长白山东坡落叶松林下笃斯越桔群落的生境特征

为深入了解长白山笃斯越桔群落的生态习性,对长白山东坡笃斯越桔群落的生长环境进行了调查研究。结果表明：长白山东坡于海拔1317 m处首次开始出现笃斯越桔群落,其立木环境是杂木林,林地叶面积指数约1.7,样地的立木径级分布大多都在＜10 cm之内,最大径级出现在24~26 cm内。高度级分布大多出现在2~12 m,最大高度出现在16~18 m。落叶松-笃斯越桔群落样地立木主要为落叶松,偶有白桦,样地叶面积指数在0.85~2.04之间,10~12 cm径级树木最多,14~16 cm径级树次之。14~16 m高度级树分布最多,其次是6~8 m树。笃斯越桔数量与叶面积指数呈反比率关系,适宜具有一定光照的环境。长白山东坡落叶松林下笃斯越桔的生长基质是以苔藓和凋落物为主的土壤基质,基质垂直结构自上而下依次分为4层,即活苔藓层、死苔藓层、泥炭层和火山灰层。死苔藓层平均厚度6.0 cm,笃斯越桔根系的分布最多。落叶松林下笃斯越桔群落中,笃斯越桔的平均基径在(2.61±1.40)~(4.57±1.49) mm之间,笃斯越桔均高在(33.36±10.16)~(59.50±13.54) cm之间,笃斯越桔是群落优势种。