土壤侵蚀下黑龙江省人地系统适应性研究

为缓解人地关系,以对黑龙江省威胁最大的土壤侵蚀为切入点,从"三生"视角分析区域人地系统适应性,并提出基于不同修复优先级的人地系统修复方案。首先,在总结、梳理适应性内涵,整合适应性理论与方法基础上,从"三生"视角提出了基于风险扰动的适应性分析框架,将系统适应性分解为扰动、影响、响应、能力4方面,并从土壤侵蚀风险扰动出发,构建了系统适应性评价指标体系与评价模型;其次,采用极差标准化法、克里格插值法、蔡崇法法和DEA-CCR模型处理数据,利用土壤侵蚀方程测算土壤侵蚀风险,利用适应性评价模型测算适应性指数,分析土壤侵蚀风险和人地系统适应性分布情况;最后,提出基于不同修复优先级组合模式的人地系统修复方案。结果表明:黑龙江省土壤侵蚀风险区面积为1 366.61万hm2,占区域耕地面积的85.74%,高、中、低级别风险规模分别为324.02、596.33、446.26万hm2。高、较高级别人地系统适宜程度区分布在三江平原东北部和松嫩平原东南部地区,中级别分布在大兴安岭和松嫩平原南部地区,低、较低级别分布在东南部山地和松嫩平原北部地区。形成了基于不同修复优先级组合模式的人地系统修复方案,其中53个地区仅存在1种人地系统修复方案,其余27个地区在不同优先级组合模式下形成了不同的人地系统修复方案,为区域人地系统修复提供了多种选择方案。     

基于危险度与风险格局的土地盐碱化监测区优先级评价

为提高盐碱化监测和防治的针对性和精准性,该文选取与盐碱化形成有关的土壤质地、蒸降比、地下水矿化度、土地利用程度、盐碱化历史敏感性,以及与盐碱化扩散有关的地貌、数字高程(digital elevation model, DEM)、植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、坡度、土壤质地等因子,借助BP神经网格、最小阻力模型、灰色关联度、叠加法和空间分析法,开展黑龙江省土地盐碱化监测区域识别,研究结果表明,1)黑龙江盐碱地监测区面积为2 981.72万hm~2,占研究区的67.10%,其中高、中、低级别监测区占区域面积的20.18%、14.68%、32.23%;2)盐碱地监测级别总体呈现西部东部中部、北部、南部,高级别和中级别监测区主要分布在松嫩平原西部、西南部和北部以及三江平原东北部地区,低级别监测区主要分布在松嫩平原东部、三江平原南部、东南部山地区。研究结果及过程为土地盐碱化监测与防治提供了科学依据和方法参考。     

黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化研究

在Arcgis空间分析功能和SPSS数理统计功能支持下,利用隶属度模型、层次分析法、综合指数模型、障碍度诊断模型、叠加法等方法,分析黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化状况与区域生态问题,诊断识别耕地土壤养分障碍因子与最佳量化表征性指标,空间表达土壤养分障碍类型区。结果表明:(1)全省70.58%耕地处于轻度及以上土壤养分贫瘠程度,从西南到东北逐渐减弱,其中重度贫瘠区主要分布在松嫩平原西部,占耕地面积的2.95%,农田生态问题是土壤沙化严重,中度贫瘠区主要分布在松嫩平原中部构造上属于断陷的中央凹陷区、三江平原西北部处于山前平原向平原的过渡带,占耕地面积的41.09%,农田生态共性问题为易积水,其中松嫩平原还存在土壤盐渍化问题,轻度贫瘠区主要分布在松嫩平原东部、东北和东南地区,少量分布在三江平原西部、西北和西南部,占耕地面积的26.54%,农田生态问题是水土流失;(2)有机质和全氮是区域土壤养分贫瘠化的主要障碍因素,累积占比达88.37%;(3)有机质是耕地土壤养分贫瘠化指数及养分因子含量最佳量化表征性指标;(4)区域47.92%的耕地存在中度及以上障碍因子,障碍类型区共计14类,以双因素MC-MN,三因素MC-MN-MP、MC-MN-MK占比最大,累积占比率为39.84%。     

基于监测指标复合式控制区的耕地质量监测点布设方法

为探寻耕地质量监测点布设方法,解决现有监测点空间布局不合理、针对性不强,监测精准化程度差和监测成本过高的问题.该文以耕地地力调查与质量评价成果为数据源,在样点数据分析基础上,采用变异系数法、可视离散化法、克里格插值法、叠加法,以及误差理论和抽样理论,确定监测控制区层级、层级划分区间及与之对应的监测点位数量,形成监测指标复合式控制区,布设监测点位.以克山县为例进行技术应用,将11个指标200个监测点位进行2200次测试化验,110 kg土壤样本消耗量、44万元监测费用的方案,优化至7个指标30个监测点位进行81次测试化验,4.05 kg土壤样本消耗量、1.62万元监测费用,增强了耕地质量监测的针对性,降低了监测成本和资源消耗,且研究布设监测点位数据对耕地地力调查与质量评价数据具有较好的代表性.该方法切实可行,具有很好的应用价值,可以通过较少的投入,获取精准、较大的信息量,可为耕地质量监测点位优化提供方法借鉴.     

三江平原北部近55年来土地垦殖的时空格局研究

以1954年1∶10万地形图、1976年MSS影像、1996年TM影像、2009年CBERS影像和行政区划图为主要数据源,采用GIS空间分析方法和数理统计方法分析了三江平原北部地区耕地时空变化特征,旨在总结“北大荒”开发的历史特征,为该区域商品粮基地建设提供依据.结果表明:近55 a来三江平原北部耕地呈现出持续、快速增加趋势,各县市表现为“阶梯型”或“骤增型”两种增长类型,目前垦殖率均处于相对较高的水平;沼泽地、草地、林地为耕地增加的主要来源,耕地流失的主要原因包括弃耕、生态退耕及建设占用;三江平原北部各县市在土地垦殖的规模、来源、流失等方面具有明显的节律性和区域差异性,土地垦殖在空间上呈现由西向东、由远水向近水(河流)、由平地向丘陵推进的趋势,并驱使耕地重心从西南向东北方向迁移.