中国区域土地生态安全与评价研究进展

区域土地生态安全问题日益突出,土地生态安全评价与研究成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。笔者通过对相关文献查询和梳理,系统地评析国内外不同学者关于中国区域土地生态安全与评价的研究进展。总体来看,土地生态安全评价研究正由单要素、静态研究向综合、动态研究发展,从数理评价模型向空间评价模型转变。研究区域多限于西北干旱区、农牧交错带、城市区域、流域及其他敏感地区,主要基于数学模型、生态模型、景观生态模型和3S技术进行研究,缺乏基础理论的探讨和典型区域的对比研究。评价指标体系以及安全阀值的确定是研究的难点。在此基础上,对未来的研究方向进行了展望,旨在为今后土地生态安全评价与研究提供方法和借鉴。     

不同类型农村居民点用地规模研究

为了合理确定城乡建设用地增减挂钩安置区规模,促进农村居民点用地整治工作的顺利开展,探讨了农村居民点用地的标准及规模。通过采用K-Means Cluster聚类分析法,研究农户的从业分类,从而研究该比例农户的农村居民点规模。结果表明：（1）农户通过聚类可以分为4类：纯农业型、农业多样化型、务工型和农工兼具型;（2）宅基地根据其功能可以分为生活用地及生产用地;（3）根据农户性质及宅基地功能对各农户宅基地标准进行讨论,再根据各类型农户占总户数的比例对居民点进行分类并确定合适的居住建筑用地比例,最终得出纯农业型、农业多样化型、务工型以及农工兼具型农户的农村居民点用地标准分别为人均71~82 m2、75~89 m2、63~69 m2、68~75 m2。结合各类型农户的人口状况,最后得出研究区农村居民点规模为5.5~6.2 hm2。研究结果对于研究区同类型区域进行农村土地整治规划工作具有一定的借鉴作用。     

生物炭添加对矿区压实土壤水力特性的影响

中国黄土高原大型露天煤矿开采导致土壤质量下降,生物炭作为环境友好型土壤改良剂,在改善农田土壤质量中应用广泛,但在有关矿区压实土壤改良的研究中不够深入。为此,该研究通过室内试验分析不同粒径的生物炭在不同添加量下对矿区排土场压实土壤水力特性的影响。试验采用4种粒径（>1～2、>0.25～1、0.10～0.25、<0.10 mm）与4种添加量（0、4、8、16 g/kg）的生物炭,设计5种压实条件（容重分别为1.3、1.4、1.5、1.6、1.7 g/cm3）,并利用van Genuchten模型（VG模型）拟合土壤水分特征曲线。结果表明,添加生物炭后土壤水分特征曲线的相关系数均在0.960以上,标准差均小于0.015,说明VG模型适用于拟合添加生物炭后的土壤水分特征曲线。随着生物炭添加量的增加,土壤孔隙分布明显改变,形成了大量大孔隙和中孔隙,土壤的持水能力提高。在低容重（1.3、1.4 g/cm3）条件下,生物炭粒径越大（0.25～2 mm）添加量越高（8、16 g/kg）,土壤持水、保水效果越明显;在高容重（1.5、1.6、1.7 g/cm3）条件下,小粒径（<0.25 mm）和较低的生物炭添加量（4、8 g/kg）则表现出较好的持水能力。对于不同压实条件的排土场土壤,有针对性地施用生物炭,将有效提高土壤持水保水能力,提高土壤中植物的有效利用水分。     

基于土壤肥力、环境质量的充填 复垦方式优选排序研究

立足土壤肥力、环境质量角度研究采煤塌陷区不同充填复垦方式的土壤质量差异和优选顺序,能够明 晰复垦短期、长期内各种充填复垦土壤质量提升的短板所在,针对性地为复垦土地后期管护的选取和变更提供依 据。以徐州市贾汪区为例,基于土柱实验和“外采样,采用模糊数学法、内梅罗指数法进行土壤肥力、环境质量评价, 分别立足土壤肥力和重金属污染的角度对不同充填复垦方式进行复垦后短期、长期的优选排序研究。结果表明院基 于土壤肥力质量的充填复垦方式优选排序,在复垦后短期内表现为湖泥>粉煤灰>煤矸石>建筑垃圾,长期表现为粉 煤灰>煤矸石>湖泥>建筑垃圾;基于土壤环境质量的充填复垦方式优选排序,在复垦后短期内表现为湖泥>建筑垃 圾=煤矸石>粉煤灰,长期表现为湖泥>建筑垃圾>煤矸石>粉煤灰。     

复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为揭示矿区复垦土壤中重金属元素潜在的污染特征,采用Hakanson 潜在生态风险指数（The Potential Ecological Risk Index）,对安太堡露天煤矿复垦土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,Hg,As等6种污染元素进行了分析,研究了露天煤矿复垦土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性。结果表明：安太堡露天煤矿不同复垦时间和复垦模式下不同层次的复垦土壤的综合污染程度范围为8.29～16.90,平均值为10.72,处于中等的污染程度。重金属潜在风险指数在131.43～331.03之间,平均191.68,生态风险达到了中等程度,特别是复垦13年的南排1?420退化平台,综合潜在生态风险指数为331.03,达到了较高程度。0～40 cm土层的潜在生态风险综合评价属于中度的潜在生态风险。Hg是主要的污染因子,其对潜在的生态风险指数所贡献的比例达到了72.5%～84.62%。其余重金属的生态风险较低。因此,在安太堡露天煤矿复垦土壤中,Hg是最主要的潜在污染因子,应采取一定的措施,防止Hg的污染。应用该体系对复垦土壤重金属污染生态风险评价所得的结论同其它研究结果互为补充和借鉴。     

近10a广西喀斯特地区石漠化景观格局分析

广西壮族自治区是中国亚热带喀斯特典型地区,石漠化情况严重。以SPOT-VEGETATION影像为主要数据源,运用MVC方法和像元二分模型,结合地质、地貌和土地利用现状图,反演了1998,2003,2007年广西喀斯特地区的石漠化分布,在FRAGSTATS平台下,选取香农多样性指数(SHDI)、蔓延度指数(CONTAG)等景观格局指标,运用景观空间分析方法对广西喀斯特石漠化近10a空间格局演化特征进行了分析。研究结果表明,区域石漠化景观水平整体异质性低,内部混合度大。石漠化治理效果明显,各类石漠化面积共减小177 283hm2,其中轻度石漠化变化最大,是治理的首要和重要目标。     

耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准探讨

目前我国尚未设立耕作层破坏认定国家标准,故而设立耕作层破坏认定标准十分迫切。本研究针对耕地“非粮化”现象,根据实用易操作、定性与定量相结合、对照法律与国家标准、因地制宜、理化生指标兼顾五个原则,运用土壤系统分类的诊断思想,拟定了包括耕作层厚度、人为侵入体含量、砾石含量、土壤环境质量、pH、有机质含量、容重、耕层质地、生物多样性、盐渍化程度十项指标的耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准。探讨了耕地“非粮化”耕作层破坏诊断标准的设立,并提出建立耕地破坏信用制度、考虑被破坏耕地的等别、开展试点工作、成立专门的鉴定机构、积极引导农户、完善种粮补贴政策等建议。     

基于改进CA-Markov模型的滹沱河流域山区段土地利用变化模拟及预测

以滹沱河流域山区段为研究区域,基于2000、2005、2010年Landsat ETM影像和2015年Landsat OLI影像数据,获取土地利用类型空间分布数据,应用Logistic方法改进的CA-Markov模型对2020、2025年研究区的土地利用格局进行预测和模拟。结果表明:1）2000-2015年,整个研究区以草地为主,而且面积占比呈现不断下降趋势,由41.31%下降至41.07%;建设用地面积增加最快且增速呈现先上升后下降的趋势,土地利用动态度由1.33%增至1.84%后又降至1.64%;耕地和林地面积减少;而未利用地和水域基本保持稳定的趋势;2）2020、2025年耕地面积较2010-2015年有持续增加趋势,土地利用动态度由0.01%上升到0.05%,建设用地面积持续增加但速率下降,林地、草地面积继续减少,林地存在一定程度的退化现象,水域和未利用地面积会出现小幅上升趋势。林业部门应加强对林地资源的管理和保护,政府应加大对废弃工矿用地及村庄的整理复垦力度,补充耕地和林、草地数量,统筹推进山水田林湖草的综合治理,实现区域的可持续发展。     

宁东煤矿基地采煤沉陷区植被动态变化研究

宁东煤炭基地经过长期大规模煤炭开采造成大面积植被损毁，产生一系列生态环境问题。以韦州矿区为例，基于11期Landsat影像，应用归一化植被指数（NDVI）、植被覆盖度（FVC）及一元线性回归分析方法，探讨了煤炭开发对生态的影响及时空表征，为生态治理和生态安全保障提供理论支持和技术支撑。结果表明，韦州矿区近11 a间NDVI年均值总体呈现上升趋势，大部分区域以低植被覆盖度为主。在2007-2017年期间韦州矿区大部分区域植被均得到了中度和轻微改善，植被改善的区域面积占全区面积的95.27%，退化区域仅为0.25%。而在2013-2017年大部分区域植被覆盖度基本保持不变，植被改善面积比为13.44%，退化面积比为11.69%。韦二矿区重度损毁区植被退化程度要大于中度和轻度损毁区，植被退化区域所占面积比依次为18.56%、12.85%、6.64%，表明采煤沉陷在一定程度上对矿区生态环境造成了一定的破坏,影响着植被生长。     

1999—2018年国家自然科学基金耕地利用管理项目资助情况分析

分析旨在理清耕地利用管理项目在自然科学基金的资助情况,以期为相关领域的科研人员申请耕地利用管理方面的自然科学基金项目提供借鉴与参考。基于1999—2018年国家自然科学基金资助的关于耕地利用管理项目的官方数据,采用数量分析、分类统计、定性与定量结合的方法,对耕地利用项目的年度情况、项目类型、立项学部、立项单位和研究方向进行了较为全面的分析。结果表明：1999—2018年的20年间,在国家政策的引导下,耕地利用管理立项数量和金额呈增长趋势;项目的类型主要是青年科学基金项目、面上项目和地区科学基金项目;青年科研队伍壮大,项目立项单位范围广泛,但项目多数集中在科研实力较强的机构;立项学部与研究方向分别以地球科学部和土壤学为主,又趋于多元化,在对传统主流方向深度探索的同时,扩大了研究主题,创新了研究思路,把握了研究新热点。研究得出耕地利用管理的基金项目研究内容日趋丰富,研究体系逐渐系统化,但研究的深度和实时性需要加强,耕地保护、耕地可持续利用和耕地评价是近年的热点,相关研究亟待完善。