景观生态学原理在土壤侵蚀学中的应用与实例分析

景观生态学是一门交叉学科,它日渐成熟的理论已被广泛运用于各个学科。就等级理论与尺度效应、渗透理论和源汇系统理论、格局过程关系理论以及景观安全格局理论在土壤侵蚀学中的应用进行了探讨,证实了景观生态学原理在土壤侵蚀学中应用的可行性。然后以黄土高原黄家二岔流域为例,从土壤侵蚀角度出发,分析了阴坡和阳坡的景观格局,提出并计算斑块大小、斑块形状和斑块排列顺序三个指标,然后判断它们对土壤侵蚀的影响,认为阴坡的景观格局受人为干扰大,耕地比重大,且地块形状规则,分布在坡下部位置,利于土壤侵蚀的发生;而阳坡人工草地比重大,灌木林和林地的等高连通度大,且分布在耕地之下,有利于水土保持。最后,认为应用景观生态学原理分析和评判流域土壤侵蚀是可行的,并且具有较大的发展潜力。     

中国粮食生产发展特征及土地资源承载力空间格局现状

首先分析了1949－2008年中国粮食生产发展过程特点,随后以粮食为判据,基于人口与粮食关系,建立土地资源承载力模型和土地资源承载指数模型,从分县尺度对中国土地资源承载力空间格局现状进行了分析。结果表明： 1949－2008年中国粮食生产呈台阶式上升特征,且伴随周期性波动,具有明显的不稳定性;人口增幅小于粮食产量增幅,人均粮食占有量从建国初期的不足209 kg,增长至21世纪初期的400 kg,呈稳步提升态势;2007年我国分县土地资源承载力主要以人口超载、粮食短缺为主要特征。东北平原、华北平原、长江中下游、河西走廊、河套地区及四川盆地等主要粮食生产区表现为粮食盈余,而人口压力较大的东南沿海以及粮食生产水平较低的西北干旱半干旱地区则表现为人口超载。国家尺度上,中国粮食尚处于盈余状态,因此粮食短缺地区需通过贸易、调配来满足超载人口的粮食需求。东、中部城市密集地区人粮关系尤为紧张,随着城市化进程不断加快,这些地区人粮矛盾会进一步加剧,粮食贸易和调配趋势也会越来越明显。该研究可为国家粮食安全与区域可持续发展提供科学依据和决策支持。     

基于SWAT模型的长江源区径流模拟

长江源流域位于青藏高原腹地青海省境内,是气候变化的敏感区,其流域径流量的变化对区域经济发展和三江源生态环境保护具有重要的意义。SWAT模型是基于水文过程的,具有很强物理机制的流域分布式水文模型。利用长江源区1975-2004年气象数据、水文数据以及土地覆被/土地利用图、土壤图等数据构建了适合长江源区的SWAT水文模型。结果表明,模型对模拟的月流量相对误差为10.6%,相关系数R2和Nash Suttcliffe系数Ens>0.7。表明模型在长江源流域对产流模拟的适用性较好,为长江源流域建立分布式流域水文模型提供了参考。     

植被对降雨的再分配分析

 定量分析植被对降雨的再分配过程和植被影响雨滴溅蚀的方式,并比较了它们在被分配前后的击溅侵蚀能量。植被对降雨的再分配主要有3种形式:截流、透流和干流,其中,只有透流能溅蚀地面。再分配减少了溅蚀地面的雨量,但增加了雨滴直径。经过比较,结论如下:1)枯落物覆盖度与溅蚀能量呈线性负相关,枯落物覆盖度越大,溅蚀能量越小;2)在降雨量达到透流(经枝叶聚集部分)临界雨量以后,植被高度是所有植被特性中影响溅蚀能量贡献率最大的因子,植被越高,溅蚀能量越大;3)在降雨量达到透流(经枝叶聚集部分)临界雨量以后,雨滴终速度越大,植被所能减少的溅蚀能量越多。     

小流域人类活动的时空分异的景观格局特征——以纸坊沟流域为例

纸坊沟流域位于黄土高原典型的丘陵沟壑区,是黄土高原小流域综合治理的示范区。从上世纪30年代以来,纸坊沟流域经历了从急剧破坏到缓慢恢复、基本保持和快速恢复的四个阶段,其中每一个阶段的人类活动都有其鲜明的特色。为了量化人类活动的程度和人类活动对土壤侵蚀的影响,本文将纸坊沟流域的土地利用类型归并为两类:加剧侵蚀的斑块和减缓侵蚀的斑块,并根据流域的海拔高度,给流域内每个土地利用斑块分别赋予位置属性。然后根据人类活动与土壤侵蚀的关系提取了5个景观格局指标,分别计算各指标自上世纪30年代以来的变化情况,并划分变化阶段,分析各阶段的景观格局变化情况后,本文得出以下结论:1)人类活动变化最剧烈最频繁的区域在坡下(即流域内海拔高度介于1100—1150m之间的区域);2)流域破坏性开发体现在斑块破碎化,而流域治理体现在斑块连通度增加;3)在流域治理过程中,流域景观格局变化特征体现在:减缓侵蚀的斑块被合并,加剧侵蚀的斑块部分被合并,部分被转化为减缓侵蚀的斑块。     

植被在坡面的不同位置对降雨产沙量影响

植被在坡面的不同位置,对坡面保持水土的作用是不同的。通过野外人工模拟降雨试验比较了在相同面积条件下,植被分别分布在坡面上部、中部和下部时,坡面降雨产沙量的差异。结果显示,对保土能力来说,坡下植被>坡中植被>坡上植被,而且这种差异在小雨强下更加明显。这充分说明,坡下部的植被在保护坡面土壤不被流失方面起着举足轻重的作用。因此保护好坡下部的植被可以有效地防止坡面水土流失。     

农村人力资源开发与农民教育

本文分析了农村人力资源现状。文化素质差、科技素质低、轻人力资本投资是制约农业劳动力转移和农村经济落后的重要原因。必须变农村人力资源为人力资本,大力开展对农业劳动力的培训和教育。农民教育要“两手抓”,既要面向留在土地上的农民开展农业技术普及,又要抓面向即将转移的农村富余劳动力开展职业技能培训。农民教育要有新突破,全面改革农村的职业教育和基础教育。     

基于个体视角下的苏北农村住房需求层次分析

利用SPSS软件对问卷调查数据的统计，分析了苏北地区农村居民的住房现状、需求及其与居民属性的相关关系，通过聚类将调查的居民分为4个组群，在此基础上重。长分析各组群居民的住房需求和差异。结果表明，苏北农村目前以院落式瓦房或平房为主要住宅类型，对于未来的需求是希望能居崔雀院落式2～3层的独立楼房。不同组群居民的需求存在差异，年龄、文化层次、经济条件等是影响居民住房需求层次的主要原因，相关性分析反映出文化层次越高、经济条件越好、居住现状好的居民对住房的需求层次越高，年龄越大的居民、越是固守农耕的居民越不愿意集中居住。     

黄土丘陵区不同植被格局产流产沙试验

利用径流冲刷试验，在不同植被格局的坡面上，对黄土丘陵区坡面不同植被格局的侵蚀产沙规律进行了研究。结果表明：在不同流量下，各个植被格局对于坡面产流量的影响不显著。不同植被格局坡面的累积产沙量呈现出随着流量的增加而增加的趋势，但是坡面累积产沙量的差异都是随着流量的增加反而减小了。各个植被格局坡面的累积径流量过程与累积产沙量过程之间呈相关性非常显著，相关系数都达到95％以上。     

山坡泥石流场地风险性评价

鉴于山坡泥石流的危险性主要表现为冲击破坏作用,运用能量守恒原理,将泥石流场地危险性评价公式改进为"危险度=能量×频率".初步探讨了山坡泥石流场地易损性问题,给出了场地易损性的评价指标和计算公式,依据"风险度=危险度×易损度"计算了山坡泥石流场地风险性,并给出了具体评价实例.