基于功能空间分类的抚仙湖流域“3类空间”时空格局变化

为了了解高原湖泊流域"3类空间"的布局结构,探析流域在发展过程中"3类空间"的格局变化及其变化趋势,本文以抚仙湖流域为研究对象,从土地功能空间分类的角度研究抚仙湖流域"3类空间"分类体系,并分析了2005—2015年流域"3类空间"时空格局变化特征,为抚仙湖流域生态环境保护决策和国土空间格局优化研究提供理论参考。结果表明:(1) 2005—2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,10 a增加了71.37%,农业空间呈下降趋势,10 a减少了6.38%,生态空间先升后降,总体增加了0.48%;(2) 2005年、2010年和2015年抚仙湖流域"3类空间"格局基本一致,以生态空间为主,但城镇空间格局、农业空间格局和生态空间格局的分布存在明显差别,城镇空间和农业空间主要分布于抚仙湖流域的北部,而生态空间除抚仙湖湖泊水面外在流域四周均有分布;(3)从变化程度上看,"3类空间"格局变化差异显著,城镇空间和农业空间格局变化主要发生在流域北部,而生态空间则在湖泊中部沿岸地区。     

云南高原杞麓湖流域的景观格局与水质变化

由于人类活动日益增强,高原湖泊杞麓湖景观格局和湖泊水质发生较大改变,探究其变化关系可为湖泊生态系统保护和流域管理提供科学参考。采用2005年、2010年和2015年遥感影像的解译结果,结合RS/GIS技术和Pearson相关统计方法,分析了10年间景观格局变化、湖泊水质变化及其相关性。结果表明:(1)2005-2014年杞麓湖水质偏差,其中总氮、高锰酸盐指数、生化需氧量和叶绿素a呈显著增长趋势,氨氮、总磷和透明度波动较大,2015年整体水质有所改善,但仍为劣Ⅴ类水。(2)杞麓湖流域主要景观类型是林地和耕地,占流域总面积的74%以上,10年间建设用地面积增加较快(+876.42hm~2),水域(-1 281.42hm~2)和耕地(-794.61hm~2)缩减较多,后5年湖滨湿地大量出现(+1 432.08hm~2);景观格局聚集程度增加,异质性略有减弱,破碎化程度降低,多样性和均匀程度变化不大,人类活动对景观格局影响强烈。(3)水田、旱地和建设用地聚集程度增强及破碎化程度降低与氨氮外的其它水质指标呈正相关,水域面积与氨氮和高锰酸盐指数呈负相关,水田与建设用地是杞麓湖水质退化的主要污染源。     

沘江水体重金属污染的沿程变化特征

为研究沘江水体重金属污染现状及其沿程迁移变化特征与动力因素,于2010年1月在金顶铅锌矿区上、下游共采集了25个水样和底泥样,运用单因子评价法和内梅罗综合指数法评价了水体污染程度。结果表明,枯水期矿区下游水质均为地表水Ⅲ类,但其受重金属的污染仍较严重,治理难度很大,少量重金属污染物已扩散进入澜沧江干流。究其原因,发现金顶矿区是沘江水体重金属的根本污染源。通过分析水体中Zn、Pb和As浓度沿河程的变化态势,发现随与矿区距离的增加,其下游水体重金属含量趋于降低,降速趋于减缓;但因在水体-底泥间迁移转化特性方面的差异,水体中Zn、Pb和As浓度的沿程减少过程不尽相同。在此过程中,河道上的拦河坝对Zn和Pb的迁移转化过程干扰大,对As则不显。此外,流域内潜在的其他污染源引起了局部河段水体中Pb、尤其是As浓度的异常变化。     

城镇-农业-生态协调的高原湖泊流域土地利用优化

为了解高原湖泊流域土地利用布局现状,探究在"城镇-农业-生态"协调下的高原湖泊流域土地利用空间优化配置方案,该文以抚仙湖流域为例,基于3S技术,运用MCR-CLUE-S模型,研究流域城镇建设情景、农业开发情景、生态保护情景和综合优化情景4种模式下2030年国土空间的结构和布局,最终提出抚仙湖流域"城镇-农业-生态空间"协调下的土地利用空间优化分区。结果表明:1)2005、2010和2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,农业空间呈下降趋势,生态空间先升后降,10 a间空间分布格局基本一致;2)以重要水源地、湖滨湿地和大面积自然林地为保护源,选取高程和坡度等8个阻力因子,采用最小累积阻力模型和累积耗费距离模型构建抚仙湖流域生态安全格局,以及有利于生态保护的"源"核心区、生态保护区、生态边缘区、农业开发区、农业边缘区和城镇建设区;3)以生态功能分区面积为约束条件,通过Markov模型结合CLUE-S模型模拟抚仙湖流域2030年城镇建设、农业开发和生态保护情景下"城镇-农业-生态空间"的优化布局。城镇建设情景综合考虑生活需要以及政策指导下以开发城镇空间为主导的"城镇-农业-生态空间"数量及空间结构的发展方向;农业开发情景控制城镇空间规模,开发部分生态空间潜力;生态保护情景下农业空间面积有所减少,城镇空间面积少量增加;4)抚仙湖流域2030年综合优化情景模式下,根据土地功能的不同,划为城镇空间、农业空间、生态空间、城镇-农业空间、城镇-生态空间、农业-生态空间和城镇-农业-生态空间,其中农业-生态空间最小,生态空间最大;5)通过分析4种情景下区域发展的特点,结合抚仙湖流域耕地保护、生态保护和经济社会发展等多种因素,认为综合情景方案更合理并更适合当地的发展,其他3种单要素情景方案可为综合情景方案的实施进行相关的补充和调整。研究结果可为抚仙湖流域国土空间规划和生态保护战略决策提供参考依据。     

基于GIS的矿区流域生态安全诊断研究

生态安全研究是可持续发展、地理学、生态学及资源与环境科学等的热点问题.为了诊断矿区流域存在的生态环境问题及生态安全状况,以国际河流澜沧江支流和上游分布有亚洲最大铅锌矿的沘江流域为研究区,基于压力-状态-响应(PSR)框架模型,构建了4个层次、18个评价因子的指标体系;对因子进行熵权法赋权重后,运用生态安全综合评价模型,在GIS技术的支持下以30 m×30 m精度的栅格为基本评价单元,对沘江流域内各栅格单元及各乡镇的生态安全进行诊断.诊断结果分为非常安全、较安全、基本安全、预警、不安全和极不安全6个等级,研究结果将为保障流域生态安全提供数据基础与科学依据.研究结果表明,2012年沘江流域的生态安全状况整体上较好,有65.13％的流域面积处于安全状态,中下游流域的生态安全状况较上游矿区及其周围区域要好,居民区与矿区周围生态安全状况差,占流域面积的15.34％;流域内安全等级分布具有明显的区域性,在各乡镇中除金顸镇处于不安全状态、宝丰乡处于预警状态之外,其余各乡镇均处于安全状态.经实地调查,研究结果与沘江流域生态环境现状相吻合,人为干扰是引起流域部分区域安全状况低下的主要原因,而在人为活动中,铅锌矿的开采是造成流域生态不安全的最主要原因.     

滇西南亚热带山地尾叶桉人工林与生境因子关系分析

通过野外实地调查获取滇西南亚热带山地尾叶桉人工林植被数据及相关生境因子,利用典范主分量分析和材积—因子相关分析法,分析比较了研究区尾叶桉人工林生长分布与生境因子之间的定量关系,分析结果表明:①CPCA排序较好地描述了植物与环境间的生态关系。在滇西南亚热带地区地形特征是一组解释能力最强的变量因子,影响尾叶桉人工林生长分布的主要因子是坡向、海拔和坡位,坡度的影响次之,气温和降水影响最小;②海拔因子是尾叶桉林生长分布的制约因子,1 900 m高度是其生长分布上限,尾叶桉林生长与海拔呈反比关系;③坡向是尾叶桉林生长分布的主要影响因子,东南坡和西南坡生长最好,南坡、东坡、西坡、西北坡次之,北坡和东北坡较差;④坡位对尾叶桉林的生长影响较大,中坡位尾叶桉林生长最好,其次是下坡位和河谷,上坡位和山脊尾叶桉林生长最差;⑤坡度对尾叶桉林分布有一定的影响,但对其生长影响较小,在任何坡度上都适宜尾叶桉生长。考虑到尾叶桉人工林喜肥喜水,为保持水土,不宜在坡度陡的地方种植。     

滇西南不同林龄桉树林土壤理化性质的变化规律分析(英文)

[目的]揭示尾叶桉类林土壤理化性质随树龄的变化规律。[方法]采用野外调查和室内分析相结合的方法,以尾叶桉类林引种区澜沧县为例,对第一轮伐期内两个林龄阶段的土壤理化性质进行测定和分析。[结果]在土壤物理性质方面,随着林龄的增长,土壤容重呈上升趋势,土壤结构变差;土壤自然含水量上升,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度下降,毛管孔隙度上升。对土壤化学性质的研究结果表明,土壤 pH 值略降低,土壤酸性增强;土壤有机质和全氮、水解性氮、有效磷、速效钾含量均显著下降;由于种植前期施肥的影响及尾叶桉类林对钙镁的消耗小,土壤交换性镁和交换性钙含量呈上升趋势。上述结果显示随着种植林龄的增加,尾叶桉人工林可以增强土壤吸水持水能力,促进植被的生长,但土壤通气透水能力下降,土壤肥力下降,土壤酸性增强。[结论]该研究结果表明在尾叶桉引种与管理中,要尽可能地保存林地枯枝落叶,维持桉树人工林养分的正常循环,使枯落物养分返还土壤。这为桉树人工林经营管理、减少环境负面效应等提供了理论依据。     

云南高原湖泊流域种植业面源污染物的流失特征分析

种植业面源污染己经成为我国水环境质量安全的重大影响因素,近些年来的研究表明,农药化肥中的氮、磷元素的流失使种植业面源污染更加严重。本文通过流失系数法和空间叠加分析,对2015年云南三大高原湖泊(抚仙湖、星云湖和杞麓湖)流域种植业总氮、总磷、铵态氮、硝态氮的流失量和流失强度及其空间分布特征进行分析研究。结果表明:三大流域内种植业总氮流失量最大,其次为铵态氮、硝态氮、总磷,流失强度分别为2.73~22.07、0.003~3.52、0.01~2.25、0.05~1.36 kg·hm~(-2);总氮、总磷流失范围主要集中在杞麓湖的西南部,星云湖西部和南部。铵态氮、硝态氮流失主要集中在杞麓湖的南部,星云湖南部和北部;氮磷元素的流失主要来源于经济作物和水稻。本研究根据研究结果分别制定分区、分级、分阶段防治计划,以期为控制研究区种植业面源污染提供科学依据。     

滇西南亚热带山地主要植被类型下土壤微量元素状况研究

以滇西南澜沧县为研究区,研究了滇西南亚热带多年生常绿阔叶林、思茅松林和3 a生人工桉树林土壤中微量元素B,Cu,Zn,Fe,Mn的有效含量、分布规律,以及相似生境条件下三种植被类型对土壤微量元素的消耗状况及在土壤剖面中的垂直分布规律。结果表明：（1）不同植被类型的土壤中,有效Fe含量较为丰富,远高于临界值;而有效Zn,Mn,B含量很低,低于临界值,该地区属于Zn,Mn,B缺乏区;在常绿阔叶林和思茅松林下土壤中有效Cu的含量低于临界值,而在桉树林下土壤基本不缺Cu;（2）不同植被类型林下土壤微量元素的有效量有较大差异。常绿阔叶林下土壤中有效Fe,Zn的含量最高,有效Mn的含量最少;桉树林下土壤中有效Cu,Mn的含量最多,有效Zn的含量最少;松树林下土壤中微量元素都不多,其中有效Fe的含量最少;三种植被类型下土壤都缺少有效B元素;（3）相比较而言,在相似生境条件下,桉树林对有效Fe元素的消耗大于常绿阔叶林和思茅松林,但三种植被土壤中都不缺有效Fe;常绿阔叶林和思茅松林对有效Zn,Cu元素的消耗大于桉树林;常绿阔叶林对有效Mn的消耗大于桉树林,而桉树林对有效Mn的消耗大于思茅松林。且三种植被类型下土壤中都缺Zn,Mn,B,Cu微量元素;（4）各微量元素有效量在研究区土层中的分布规律因元素种类而异,少数元素与植被类型有关;在常绿阔叶林地中,随着土壤深度增加,有效Fe,Mn含量升高,有效Zn含量降低;而在生境条件相似的桉树林地中,随着土壤深度增加,有效Fe,Mn含量降低,其它元素则没有变化规律。在思茅松林地中,随着土壤深度增加,有效Fe,Mn含量降低;而在桉树林地中,随着土壤深度增加,有效Fe,Mn含量升高,其它元素则没有变化规律。     

土地利用空间优化配置研究进展

土地利用空间优化配置是指土地要素在地域空间上的定性、定量和定位,是目前的研究热点之一。本文依据国内外土地利用空间优化研究的最新成果,概述了土地利用空间优化的概念、理论体系及一般流程;重点阐述了土地利用空间优化配置的方法与模型,从理论原则、模型构建、算法优化、与GIS空间分析模块结合四个角度分析了各种土地利用空间优化配置方法的优缺点;最后提出土地利用空间优化配置的展望,认为土地利用空间优化仍可从理论完善、单个模型或算法的改进、转换规则的优化等几个方面进行提高。