台兰河流域土地利用变化及其景观格局特征研究

在遥感和GIS技术支持下,获取了自1990年以来台兰河流域3期土地利用数据,在GIS空间分析模块下对台兰河流域土地利用及其景观格局特征进行了研究.结果表明:1990-2005年,土地利用变化表现出耕地和沙地明显增加,分别增加35 027.11 hm2和10 443.46 hm2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少59 965.95hm2,反映出流域有大面积拓荒的趋势.随着耕地面积的不断增大,引发农业用水和生态用水之间的矛盾,天然植被受到破环,生物多样性减少.老绿洲土壤盐渍化面积总体呈减小趋势,新绿洲及绿洲外围局部地区土壤盐渍化呈恶化趋势.     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

半干旱退化山区不同土地利用方式土壤理化性质的特征研究

通过对半干旱退化山区不同土地利用方式的土壤理化性质的调查研究.得出不同土地利用措施土壤机械成分表现出一定的差异性,在0-40 cm土层,88542整地和人工草地的粗砂粒平均含量高于天然草地;在0-100 cm土层,最大田间持水量:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管持水量:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤总孔隙度:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管孔隙度:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤的透气性:人工林地＞人工草地＞天然草地.在0-100 cm土层:有机质的含量为:人工林地＞天然草地＞人工草地;土壤碱解氮的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地;土壤速效磷的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地.结果表明,合理的土地利用方式,改善了土壤结构和肥力,增加土壤的通透性,改变土壤水肥气热状况,其中人工造林整地对土壤容重、持水量、土壤养分的促进作用均优于其它利用方式,有利于植被的快速恢复.     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

基于RS和GIS的小流域土地利用时空变化分析——以甘肃省天水市罗峪沟流域为例

根据甘肃省天水市罗峪沟流域1986年矢量格式的土地详查数据库,1990年、1995年和2001年的Landsat TM影像数据,利用地理信息系统和遥感技术,结合空间分析技术和数理统计方法,分析了天水市罗峪沟流域土地利用的数量变化和空间变化特征.明确了研究区主要的土地利用类型,研究区综合土地利用动态度和研究区主要的土地利用类型之间的转移及其速度.结果显示:近11 a该流域土地利用以耕地和林地为主,两者占土地总面积的80%以上;研究区1990-1995年综合土地利用动态度为0.23%,1995-2001年综合土地利用动态度为1.09%,1990-2001年综合土地利用动态度达0.89%;土地利用类型转移的主要方向是向林地转移,占总变化面积的86.82%.其次是转向草地.占总变化面积的10.93%.再次是转向耕地和未利用地,分别占总变化面积的1.183%和1.060%.耕地流向林地的转移速度平均每年35.67 hm~2;耕地的另一个主要流向是草地,其平均每年转移速度3.41 hm~2;未利用土地减少的幅度也比较大,其主要的转向是林地,平均每年转移速度6.09 hm~2;未利用地另外一个转移方向是草地,平均每年的转移速度是1.77 hm~2;河床地流出方向主要是林地,其平均每年转移速度是5.31hm~2;其次是未利用地和耕地,其平均每年的转移速度分别为0.58 hm~2和0.16 hm~2;还有其它各种类型之间的转移,其平均每年的转移速度相对较小.     

毛乌素沙地不同土地利用类型土壤分形特征

研究不同土地利用类型土壤分形特征,以期为沙地土壤风蚀的防治和生态建设提供理论指导.该文研究了毛乌素沙地7个典型样地的土壤分形维数,以及分形维数与土壤机械组成、土地利用类型、采样深度的关系.结果表明:(1)决定沙地土壤分形维数的主要是粉沙、极细沙和细沙的百分含量;粉沙与极细沙的百分含量和土壤分形维数呈极显著正相关关系,而细沙百分含量和土壤分形维数呈极显著负相关关系.(2)7种不同利用类型土地的土壤分形维数最大值为2.51,最小值为1.59;表层(0-10 cm)土壤的平均分形维数介于1.85～2.34之间,且从大到小依次为:草地＞固定沙丘＞半固定沙丘＞耕地1＞耕地2＞耕地3＞流动沙丘.(3)土壤分形维数在7类土地上随着采样深度有不同程度的波动,但整体上均呈线性下降趋势.     

新疆典型绿洲阜康地区土地利用/覆被及景观格局变化分析

利用1977,1990和2006年的3期遥感影像,将GIS及景观生态学的分析方法相结合,对新疆阜康地区1977-2006年土地利用/覆被和景观格局变化进行了分析.结果表明:(1)研究区土地利用/覆被变化显著,耕地和建设用地持续增加,林地、草地、水域、盐碱和未利用土地逐步减少,且有明显加快的趋势;耕地增加主要来源于草地和盐碱地,建设用地主要来源于耕地、草地及未利用土地.(2)在类型水平上,耕地、建设用地和未利用土地连通性增强,优势度增加;林地、水域和盐碱地斑块趋于均匀而分离,破碎度增加,连通性降低;草地形状趋于规则,破碎度增加,但连通性变化不大;沙地几乎没有变化.在景观水平上,景观整体异质性增强,表现出多样化和均匀化的发展趋势.(3)驱动力分析表明,气温对水域,降水对草地影响较大,但人为因素是主要驱动因素,其中人口增加是直接动力,政策环境的改善及产业结构的调整加快了土地利用的变化速度.     

喀斯特山区不同土地利用方式下土壤质量变化及其对水环境的影响

对贵州中部喀斯特山区不同土地利用方式(阔叶林地、灌木林地、灌丛草地、耕地)对土壤、地表径流和浅层地下水进行采样与分析。结果表明,在喀斯特山区土地利用模式从阔叶林地—灌木林地—灌丛草地方向的演变过程中,土壤有机质、速效氮磷钾、交换性钙镁含量出现明显的下降,粘粒含量增加,土壤质量出现退化,耕地有机质含量明显低于林地和草地;耕地地表径流中SO42-,NH4 ,PO43-,COD均显著高于林地和草地;浅层地下水的SO42-,NH4 ,NO3-,PO43-,COD也显著增加;土地利用由林地变为耕地后,地下水质量出现一定程度的下降。     

沙地整治下榆林土地利用及土壤有机质时空分异特征

毛乌素沙地是典型的生态脆弱区,近年来针对其在榆林境内的沙地整治利用取得显著成效,也对土壤环境产生了深刻影响。为了探究沙地不同整治利用方式对土壤有机质的影响,该研究选取榆林市显性沙地,利用多光谱遥感影像及相关光谱指数,结合沙地土地利用变化特征,通过XGBoost机器学习方法,反演1990—2020年土壤有机质含量;分析不同土地类型下土壤有机质含量变化,通过半变异函数揭示了其空间变异性,厘清人为因素和自然环境的影响程度。结果表明,30 a间榆林5 460 km2沙地中超过半数得到整治和利用,沙地-草地是最主要的地类转变方式,建设用地面积增长最迅速;沙区土壤有机质含量上升,但整体呈现先增加后降低的趋势,有机质均值由0.34%增长至0.79%,近10年降低至0.51%;榆林沙区土壤有机质具有较强的空间自相关性。起初,人为利用对其有积极作用,但随着沙地的利用强度增大,对土壤有机质产生负向作用,进而致使其含量下降,面临土地退化危机。建议加强退化林草的修复改良,放缓建设用地开发力度,研究以期为沙地整治提供理论和实践借鉴意义,保护榆林沙地土壤环境安全。     

克里雅河流域1990-2010年土地利用/覆被变化及其生态环境状况评价

通过GIS技术,以及1990年、2000年、2010年克里雅河流域Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,分析了克里雅河流域近20a土地利用/覆被变化并对其生态环境状况进行评价,结果显示:(1)克里雅河1990—2010年的20a里各土地利用类型变化显著,其中耕地、水域湿地、建设用地和林地呈不断增加趋势,变化幅度分别为29.62%,16.64%,11.28%,2.9%。草地、沙地和未利用地面积不断减少,变化幅度为-3.65%,-0.6%,-0.33%;(2)1990—2010年流域新增耕地主要由3.11%的草地、0.3%的沙地和0.35%的未利用地转移而来,新增水域湿地主要由0.15%的沙地和0.29%的草地转移而来,新增建设用地主要由0.02%的沙地和0.15%的耕地转移而来,新增林地则主要由0.18%的沙地和0.03%的草地转移而来;(3)对流域生态环境状况进行评价可知在近20a里克里雅河流域生态环境状况无明显变化,但是流域耕地面积的不断扩张对流域生态环境良性发展产生一定隐患,因此合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要。     

农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果

为研究农田水利工程治理盐渍化的效果,以天津市为例,结合ArcGIS9.3与试验分析方法,分析说明农田水利建设对土壤盐渍化改良的作用。结果表明,1982-2008年,盐渍土面积由49.40×104hm2,降低到32.42×104hm2,18.76%的盐渍土完全脱盐化,其他土壤盐化程度也大大降低;2006-2010年,来自于盐渍土的新增耕地面积减少了2.54×104hm2,但有1.11×104hm2的沟渠转换成耕地;0~60 cm内的滨海盐渍土剖面中,排水体系完善的耕地,69.81%以上在轻度盐化以下,而排水体系较差的荒地,40%以上为盐土,仅14.85%在轻度盐化以下。1982-2005年,易形成盐渍化的土壤面积由65.55×104hm2,减少到49.60×104hm2,减少区域与盐渍化降低区的分布区域一致。因此,农田水利建设是通过改良盐渍土的形成环境,从而达到治理盐渍化的效果。对于沟渠分布过密的脱盐化地区,可将部分废弃沟渠纳入宜耕后备资源中,通过土地整治促进农田集中连片,进而推进高标准农田建设。     

基于"三层"融合的松嫩平原盐碱地资源特征

构建盐碱地资源系统分析框架，清晰界定盐碱地概念与分类，对于盐碱地资源调查、治理与利用具有重要的意义。本研究基于地球关键带理论与逻辑，构建涵盖利用层、土壤层和DEM三层融合的盐碱地资源系统分析框架，界定盐碱地与盐碱土概念及类型，结合土地利用现状图、土壤图和DEM图，采用GIS叠加分析方法，分析松嫩平原盐碱地资源特征。结果表明：1）基于地球关键带理论和逻辑，以立体空间作为组织和联系各层级的纽带，以数字高程为基底，按照垂直和水平纬度，构建起的土地利用层、土壤层、DEM层"三层融合"的盐碱地资源系统分析框架清晰地界定和表达了盐碱地概念和特征；2）盐碱地是一种土壤类型为盐碱土的土地利用类型，下属盐碱耕地、盐碱林地、盐碱草地、盐碱湿地、盐碱未利用地和其他盐碱地6个类别，盐碱土分为盐土、碱土和盐碱化土3种类型；3）松嫩平原盐碱地总面积254.77万hm2，主要分布于松嫩平原西南部地区，类型以盐碱耕地和盐碱未利用地居多，土壤类型以盐-碱化土为主；4）盐碱耕地和盐碱未利用地海拔集中在100～150 m，坡度平缓。该研究可为盐碱地资源调查提供理论和方法支撑，为松嫩平原盐碱地治理与开发提供科学依据。     

暗管与竖井排水工程改良新疆盐渍土的设计与效果评价

为探讨干旱区盐渍化农田水利改良措施的可行性,在新疆玛纳斯河流域安集海灌区进行了田间暗管与竖井排水工程试验,分别在距离暗管0.5 m（P1）、7.5 m（P2）,距离竖井0.5 m（S1）、30 m（S2）和60 m（S3）,以及未铺管区（CK）域设置7处观测区,评估农田排水措施在盐渍土改良期间的排水功能、土壤脱盐效果,同时监测棉花生长与地下水位动态。结果表明：5 a排水改良期间,0～80 cm深度土壤含盐量的总体降幅达到29.2 g/kg,棉花干物质量和籽棉产量年际增幅分别为22%和28%,浅层地下水位年际降幅1.16 m;改进的暗管与竖井协同排水相比单独应用暗管排水量与地下水位年际降幅分别增加了118%,进一步减少了盐分淋溶时期的深层渗漏量。研究结果可为干旱盐渍区的水土资源合理利用提供科学和理论依据。     

不同物料对海滨沙性盐碱地改良效果研究

本文针对江苏省南通市海滨盐碱地特点，设对照、秸秆、膨化鸡粪、腐熟牛粪、功能有机肥、调理剂I和调理剂II共7个处理，通过原位田间小区试验进行不同改良物料对南通海滨沙性盐碱土壤的改良效果研究。结果表明：改良组的pH基本都显著高于对照组；虽各组含盐量结果之间存在一定差异，但改良组两个不同土层(0～10 cm、10～20 cm)的含盐量都分别显著低于对照组，当秸秆、膨化鸡粪、腐熟牛粪、功能有机肥、调理剂I和调理剂II的施入量分别为3.0、1.12、4.5、0.45、0.045和0.060 kg/m²时，0～10 cm深度的土壤中含盐量相较于对照组分别降低91.1%、93.0%、94.3%、88.8%、81.8%、78.5%，而10～20 cm深度土壤中含盐量分别降低75.3%、73.8%、69.3%、79.02%、68.2%、61.5%。研究结果说明施加上述改良物料均对降低土壤含盐量、消减盐碱障碍起到了较为显著的作用，其中在秸秆施入量为3.0 kg/m²时对南通海滨沙性盐碱地改良效果最好。     

基于遥感的2000－2009年三江平原北部耕地变化特征分析

该文以三江平原北部为研究区,基于遥感数据分析2000-2009年该区域耕地变化特征,旨在为土地整治、农田水利工程建设等耕地资源开发利用提供依据。结果显示:耕地面积由214.31增加至285.10万hm2,垦殖率升至67.3%,新增耕地主要为旱地;共有73.64万hm2土地被垦殖为耕地,主要来源为沼泽地、林地和草地,而同期退耕面积仅为2.84万hm2;58.67万hm2旱地转换为水田,9.06万hm2水田转换为旱地;水田呈现出集中分布的格局,占耕地总面积的比重升至30.10%;位于研究区东部北部的县市耕地增加较多,而位于西部南部的县市耕地增加的较少;今后该区域在农业发展特别是农田水利建设过程中,应加强水土资源优化配置研究,并主要通过土地整治来增加有效耕地面积。     

浙江省杭州湾地区城市规划对耕地保护的潜在影响

以浙江省沿杭州湾经济快速发展地区为例,结合土地利用现状、城市规划和农用地分等数据,利用GIS空间分析方法,探讨了该地区未来城市建设用地扩展及其对耕地数量和质量的潜在威胁。结果表明：研究区是浙江省耕地资源分布相对集中且质量较高的地区,规划期间建设用地扩展迅速,新增用地面积达9.4×104 hm2;按照现有规划,研究区将减少耕地面积7.1×104 hm2,耕地是规划新增建设用地的主要来源,约占75%;优质耕地的减少量大,减少速度快,一至五等耕地的减少量占67.5%,一、二等耕地到2020年将分别减少37.16%和35.52%。建议应用农用地分等成果对规划占用的耕地进行质量评价,调整规划方案,减少建设对耕地数量质量的影响,保障粮食生产能力。     

基于农业面源污染控制的三峡库区种植业结构优化

基于农业经济效益最优和农业面源污染物减排的双重目标,运用线性规划模型,对三峡库区重庆段种植业结构和清洁农业生产进行了优化设计。通过对三峡库区重庆段种植业面源污染控制与种植业发展优化设计,得到三峡库区重庆段农作物净收益最大化的优化路径为:三峡库区重庆段粮食生产用地应保持约119.16×104 hm2,蔬菜用地保持约33.25×104 hm2,烟草、水果、茶用地应维持在17.05×104 hm2;在保证粮食生产稳定的前提下,应逐渐缩减玉米和大豆的种植面积,适当增加烟草、蔬菜、水果和茶的种植面积;在农作物生产过程中应大力推广清洁生产技术,扩大水稻、小麦、油料作物、玉米和大豆等种植的测土配方施肥面积,加强设施蔬菜生产基地建设,提倡蔬菜有机种植。通过这些措施,才能达到农业面源径流氮磷损失量减少30%的预期目标,才能实现农业面源污控制、农业经济转型和可持续发展。     

塔里木盆地北缘绿洲不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其碳矿化特征

[目的]探讨土地利用方式对土壤有机碳含量及碳矿化的影响,为塔里木盆地北缘绿洲土壤生态系统的保护和恢复建设提供理论依据。[方法]基于野外采样和室内培养试验,分析土壤有机碳含量的基本特征,利用回归分析法拟合出土壤有机碳矿化动态变化过程。[结果]矿化累积释放的CO2含量大小依次为:果园棉田人工林弃耕地荒草地盐碱地沙地。不同土地利用方式土壤有机碳矿化反应趋势相同,1~6d为快速分解阶段,日均矿化量高但反应时间短,6~28d为缓慢分解阶段,动态变化与前者相反。有机碳矿化率大小依次为:沙地荒草地盐碱地弃耕地人工林棉田果园,沙地最高,达(10.36±0.24)%,表明沙地土壤有机碳稳定性最差,而果园具有较强的固定有机碳能力。[结论]土地利用方式对土壤有机碳矿化及其固碳能力均有显著影响。     

客土造林后滨海盐碱地土壤盐分分布及影响因素分析

土壤盐碱化问题严重制约着盐碱地生态绿化环境和农业可持续发展。为研究客土造林后滨海盐碱地土壤盐碱化状况的空间分布格局及影响因素，该研究开展实地调查采样，结合地统计学、经典统计学和Kriging插值等方法分析徐圩新区滨海盐碱地0～10、>10～20、>20～40、>40～60、>60～100 cm土层土壤盐分分布格局及其影响因素。结果表明：1）研究区5个土层土壤电导率均为中等强度变异，pH值是弱变异。大多数土层土壤电导率和pH表现为弱空间相关性，由随机因素引起的空间变异性较弱，自相关引起的空间变异性较强。水平方向上看，研究区从西向东盐碱程度逐步加深，垂直方向上，土壤电导率随着土层深度增加而不断变大；2）研究区客土0～100 cm土层土壤电导率均值为2.91dS/m，属于轻度盐渍化土；原土0～100 cm土层土壤电导率均值为31.00dS/m，属于极重度盐渍化土，原土上只有极少数耐盐作物能自然正常生长。客土土壤电导率明显低于原土，但pH值与原土差异不大，客土土壤盐分表聚和底聚现象明显，存在返盐返碱的问题，长期来看，客土造林并不是该地区绿化最好的方式。3）影响研究区土壤...     

Contact angle of soils as affected by depth, texture, and land management

Water repellency can be a significant factor in soil physical behaviour, but little is known about the depth dependence of the contact angle of field soils. We investigated contact angles and wetting properties as a function of depth for a wide range of agricultural and forest soils in Germany. The agricultural soils ranged from silty to sandy texture (six profiles), and the forest soils ranged from sandy to loamy texture (eight profiles). Contact angles (CA) were measured with the Wilhelmy plate method (WPM). In most of the soils, advancing WPM contact angles were considerably greater than 0° and they varied irregularly with depth. In general, sandy soils had larger WPM contact angles than silty soils. From the relation of the contact angle with texture and pH the quality of soil organic matter (SOM) was considered as more important for the wetting properties than the total amount of soil organic carbon (SOC). Finally, it was found that for soils with intermediate sand contents either under agricultural or forest use, the kind of land use seemed not to influence CA. Coarse‐textured sandy soils that were used only as forest sites were more hydrophobic than silty soils which were exclusively used as agricultural soils. We conclude that a coarse texture favours, in combination with other factors (mainly pH), hydrophobic SOM.