宁夏中部生态脆弱区农业土地利用可持续发展初探——以宁夏同心县为例

在分析宁夏同心县生态环境及农业土地利用现状和经济发展现状水平的基础上,提出以提高农业经济效益和生态效益为目的,遵循因地因时制宜的土地利用原则,采取一系列措施,合理利用土地资源,提高土地利用率,以及利用节水灌溉技术和灌溉水资源管理制度,提高水资源利用率,实现宁夏中部生态脆弱区农业土地利用可持续发展。     

生态脆弱区土地利用变化及驱动力——以河北省张北县为例

[目的]研究河北省张北县的土地利用变化及其驱动因素,为该区域土地管理决策和土地资源可持续利用供科学依据。[方法]以1989,1995,2000,2010年TM遥感影像为数据源,运用遥感、地理信息系统、数理统计分析等技术与方法,系统分析了张北县土地利用变化的时空特征,剖析了土地利用变化的驱动因素。[结果]张北县主要地类为耕地、林地和草地,1989—2010年土地利用数量变化主要表现为耕地和草地面积的减少,林地和建设用地面积的增加,其中2000—2010年土地利用变化更为剧烈;地类转换主要表现为耕地、草地向林地转变以及耕地、草地向建设用地的转变;空间变化主要表现为东部坝头地区林地增加明显,中部平原地区建设用地扩张明显。[结论]近20年来张北县土地利用变化明显,主要受自然及社会经济因素综合影响。此外政策因素也是该区域土地利用变化的主要驱动因素。     

宁夏中部干旱带农业景观格局变化研究

选择宁夏中部干旱带为研究区域,基于RS和GIS技术,运用人机交互目视解译方法对1987年、1996年、2005年和2011年的遥感影像进行解译分类,获得宁夏中部干旱带1987—2011年的农业景观解译分类专题图,采用Fragstats软件栅格版进行研究区农业景观格局指数的计算,在此基础上分析了研究区农业景观格局的变化特征。结果表明:研究区各类农业景观变化较明显,1987—1996年间,各景观类型斑块数增加,平均斑块面积减小,斑块密度变大,破碎化明显,而在2005年之后,朝着改善的方向发展。景观聚集度整体持续下降,表明景观中各种类型的斑块在空间的分布出现了均衡化,多样性和均匀性指数整体平稳增加,反映出研究区不同类型的农业景观的分配相对均匀,景观的异质性增加。     

基于GIS的宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价

土地利用生态安全评价是区域可持续发展关注的重要内容之一。以宁夏中部干旱带为例,针对研究区实际生态问题,基于RS和GIS技术,构建"隐患—状态—免疫"生态安全评价指标体系,采用熵权法与综合指数模型,实现了30m×30m栅格水平可视化的土地利用生态安全综合评价。结果表明:2004—2014年,研究区土地利用变化和区域政策的实施结果一致。草地、林地面积急剧扩大,旱地和未利用地面积持续下降,建设用地和水域面积变化不大,水浇地面积呈缓慢增加趋势。结合已有研究成果与研究区实际,采用聚类法,将研究区土地利用安全分为5个等级:生态安全区(Ⅰ)、生态较安全区(Ⅱ)、生态临界安全区(Ⅲ)、生态不安全区(Ⅳ)和生态极不安全区(Ⅴ)。研究区土地利用生态安全指数从2004年的-0.12上升为2014年的0.03,整体状态呈变好趋势,但ESI指数仍小于0.1,处于临界安全状态。具体表现为:Ⅰ级乡镇从4个增加为5个、Ⅱ级区从10个增至11个、Ⅲ级乡镇从13个减少为12个、Ⅳ级乡镇从5个减少为4个、Ⅴ级乡镇从8个减少为7个,针对评价结果分析其动态演变机制。通过对宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价,以期为宁夏境内生态移民区选址和生态环境保护提供数据支撑。     

生态脆弱矿区土地利用动态变化研究——以平朔矿区为例

基于平朔矿区1987年、1996年和2005年三期的TM影像,从土地利用数量变化模型、土地利用程度变化模型对矿区土地利用动态变化情况进行了分析。研究表明：（1）生态脆弱的平朔矿区自1987年以来耕地、林地面积呈减少趋势,而变化幅度最大的是已破坏待复垦地和已破坏复垦地,这主要是因为矿区生产建设占用了大量的耕地与林地,从而造成了许多待复垦地,同时由于受矿区土地复垦工程的影响,矿区内复垦地呈上升趋势;但是目前复垦后土地利用主要以林草地为主,所以无法拉动耕地面积的增长。（2）矿区土地利用程度综合指数显示上升态势,且土地利用程度变化率大于0,表明平朔矿区土地利用处于发展期。今后应加大对矿区的生态重建工作与土地复垦进程,保证矿区耕地平衡,促进矿区生态系统、经济系统和社会系统协调发展。     

宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析

利用1978年MSS、1987年、1996年及2007年TM遥感影像,借助遥感和GIS技术及相关分析、主成分分析方法,对宁夏中部干旱带1978-2007年土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明：1978-2007年耕地、城镇用地面积快速增加,沙地面积减少了281 682hm2。草地以年均0.17%的速率不断增加,林地面积减少了近3万hm2。土地利用系统无序化程度增加,土地利用利用结构复杂性和多样性增大。人口、经济、产业结构、农业生产、投入、富裕程度、政策和自然因素是驱动研究区土地利用变化的主要因素,其中,人口作为社会经济活动的主体,对土地利用变化起着推动作用。     

生态移民安置区土地利用景观格局的稳定性研究——以宁夏回族自治区红寺堡区为例

[目的]探讨2005,2010和2015年3个时期红寺堡生态移民安置区土地利用景观格局特征,根据景观格局指数分析景观格局稳定性的变化,为生态移民后续产业发展提供参考。[方法]通过构建土地利用景观格局稳定性评价模型,利用红寺堡区2005,2010和2015年3期数据,从景观类型组成、斑块特征和景观异质性3个方面分析景观格局稳定性,并对主因子进行探测。[结果]近10a来,红寺堡区土地利用景观格局发生了较大变化,主要景观间的转换较为频繁,且表现为单向转换的特征;整体的景观格局稳定性下降,草地和耕地是红寺堡区主要的景观类型,是调控土地利用格局稳定性的主要组成部分。地理探测结果表明,面积、面积比、斑块个数、斑块数比、斑块密度、平均值和标准差在3个时期都对景观稳定性有较大影响,而其他指标的变动较明显,波动较大,整体上对景观稳定性的影响较小。[结论]2005—2015年,红寺堡区土地利用景观格局稳定性变化明显,不同时期、不同阶段的土地利用景观格局的稳定性变化也不相同。     

生态脆弱区土地生态安全动态评价——以河北省张家口市为例

[目的]通过研究河北省张家口市土地生态安全的演变趋势及时空差异特征,旨在为张家口市土地资源管理及可持续利用提供科学依据。[方法]从土地自然基础状况、土地利用状况、土地污染、退化状况、土地景观格局状况、土地生态建设状况及土地社会经济状况6个方面构建张家口市土地生态安全评价指标体系,运用综合指数法对张家口市2000和2010年土地生态安全状况进行动态评价,分析其土地生态安全动态变化趋势及其空间异质性特征。[结果]2000—2010年张家口市多数区县的土地生态安全评价综合指数呈增长趋势,且土地生态安全状况多处于安全、较安全及敏感态,土地生态安全状况处于风险态和恶劣态的区县主要集中在中部市区及其周边地区。[结论]近10a来,张家口市土地生态安全状况总体变好,这与退耕还林还草工程及其他生态建设工程的实施具有密切关系。     

基于矢量属性的宁夏中部干旱带土地利用变化信息挖掘

[目的]增加对土地利用变化矢量属性的认知,进一步挖掘潜藏于土地利用变化中的特征和规律,丰富土地利用变化研究方法,为区域土地资源调控提供参考依据。[方法]基于土地转移流视角,提出土地转移率和土地转移链概念,采用Landsat MSS/TM/ETM遥感影像数据,对宁夏中部干旱带同心县的土地变化过程进行研究。[结果]1978—2015年同心县耕地和草地比例增大,未利用地减少。区县尺度上土地转移率渐次降低;类型尺度上,耕地转移率先升后降,草地转移率先降后升,未利用地转移率呈"降—升—降"特征。1978—1987年的土地转移流以草地转未利用地为主,1987—1996年则呈现多元特征,1996年表现为退耕还林还草和对未利用地的改造利用。1978—2015年土地利用转移围绕着耕地的流失与保护进行,土地转移单向链以31型(草地转耕地)和61型(未利用地转耕地)为主,往复链以Ⅱa型为主,主要是161型(耕地—未利用地—耕地)和131型(耕地—草地—耕地)。[结论]同心县土地利用变化存在较大份额的"往复链"。在土地资源开发与管理中要重视往复链所揭示的内涵并采取针对性措施。     

江淮生态经济区土地利用景观格局时空变化

土地利用与景观格局变化研究可以了解自然过程和人类活动对土地和景观造成的影响,促进社会、经济和生态的可持续发展.江淮生态经济区作为江苏省"1+3"重点功能区经济区,在新时期江苏发展的布局中具有独特的地位,因此,研究其土地利用景观格局变化对江苏省未来发展的布局具有重要的意义.研究以江淮生态经济区2000年、2005年、20...     

宁夏地区中南部干旱区域林草植被生态需水量研究

以宁夏地区中南部干旱区域气象资料、植被分布、水资源状况等为依据,估算了现有林、草地生长季的最小和适宜生态需水量,并对降雨消耗性及径流消耗性林草地生态需水量进行了降水资源平衡分析。研究结果表明:(1)位于南部山区、年均降雨量在350~550mm之间的隆德和泾原县降雨消耗性林、草地最小和适宜生态需水量均能依靠降水得以满足,林草植被生长状况良好。(2)位于南部山区、年均降雨量在350mm左右的彭阳县和原州区,降雨能够满足林、草地最小生态需水量的需求,而适宜生态需水量不能得到满足。因此,该区域要合理考虑林草地种植结构。(3)年均降雨量在175~280mm,位于中部干旱带的海原、盐池和同心县以及南部山区的西吉县降雨消耗性林、草地最小和适宜生态需水量均不能得到满足。该区域不宜于大面积发展林草业。     

宁夏旱涝灾害对气候变化的响应

利用宁夏回族自治区20个气象站自建站以来到2012年共52 a的降水数据资料,运用趋势线、滑动平均等数理分析方法对宁夏52 a以来的降水变化特征进行了分析,并应用降水Z指数和正负20%的降水距平指标对宁夏的旱涝灾害特征进行了分析。最后基于信息预测理论的对称性及可公度法,对宁夏未来的旱涝灾害进行了趋势判断。结果表明:(1)宁夏52 a年降水量以8.57 mm/10 a的速度递减,从20世纪90年代起干旱化趋势明显。(2)宁夏旱涝灾害交替发生,旱涝出现的频率为32.7%和28.7%,降水正常年份仅占38.5%。(3)宁夏旱涝灾害的发生具有显著对称性周期特征,未来发生旱灾的可能年份是2014和2015年,发生涝灾的可能年份是2017年。     

干旱灾害背景下宁夏避灾农业经营模式的地域构架

宁夏农业生态环境的干旱化趋势,已经成为制约区域农业可持续发展的主要障碍。在干旱灾害环境背景下,基于区域内部环境质量的非均质性,初步提出并构建了宁夏避灾农业经营模式,即引黄灌区高效集约与规模经营的避灾农业亚模式和南部山区高效利用与综合发展的避灾农业亚模式。较以往农业发展模式,避灾农业生态模式更具经济上易于接受,运行上易于操作,收益上高效的特点,特别是对于优化农业投资环境,实现区域可持续发展意义重大。     

宁夏回族自治区NDVI的时空变化特征研究

利用1999年以来的SPOT-VGT NDVI及气象数据,在合成月、年最大值NDVI及标准化植被异常指数等指标的基础上,运用回归分析、相关分析和变异系数等NDVI时空分析方法,对宁夏回族自治区近11a来的植被活动特征进行了研究。结果表明,在空间分布上,NDVI存在南北好,中部差的特征,这与宁夏植被分布格局和地理气候特点相吻合;在年际变化上,NDVI值受降雨影响较大,特别是中部干旱带的NDVI对干旱胁迫响应明显;在变化趋势上,该区大部分地区的NDVI值处于逐渐增加的态势,只有5个地级市所在的少部分地区,其NDVI处于降低趋势。NDVI的时空变化特征表明,该区近年来的生态环境在逐步改善,且NDVI变化对区域生态系统变动响应明显。近年来,该区实施的许多重大生态治理工程是导致区域NDVI增强的主要因素。     

宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响

采用定位观测的方法,探讨了宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响。试验结果表明,试验区内土壤贮水量的年际变化呈正抛物线形变化,春秋高,春末夏初达到谷值。土壤含水量的动态变化主要取决于全年降雨分配和蒸发的平衡过程,整个生育期土壤含水量变化在9.95%～21.6%之间。0—100cm层土壤贮水量与产量之间具有显著的相关性,土壤贮水量与马铃薯产量相关关系最显著的时期为发棵期和结薯期,此时也是马铃薯生长耗水的高峰期,在此期间0—100cm土壤贮水量每增加10mm,产量平均可增加135～270kg/hm2。     

基于PSR模型的宁夏地区生态环境变化特征研究

[目的]分析和评价宁夏回族自治区生态环境变化特征,为该地区生态环境建设提供理论依据。[方法]构建基于"压力—状态—响应"(PSR)模型的生态环境综合评价体系,应用熵值法系统评价宁夏地区1986—2012年生态环境变化及其特征。[结果](1)1986—2012年,宁夏地区生态环境压力呈波动增加趋势,需加强实施产业结构调整,节能减排,循环经济等措施的力度。伴随着气候的暖干化,未来宁夏地区生态环境建设将面临新的挑战;(2)宁夏地区生态环境状态得分呈波动增加趋势,生态环境逐渐趋于好转;(3)宁夏地区生态环境响应得分呈增加趋势,说明宁夏地区生态环境治理与保护投入水平提高;在相关生态建设措施的实施下,人类活动对环境的压力有所减少,生态环境质量逐步好转;(4)宁夏地区生态环境综合得分呈波动上升趋势。[结论]近27a来,宁夏地区生态环境质量总体提高。     

宁夏粮食生产地域格局变化分析

区域粮食供需平衡是确保民族地区粮食安全的重要前提。应用地理信息系统技术和空间统计分析方法,探讨了1985-2006年宁夏粮食地域格局变化特征及其原因。结果表明:宁夏粮食产区粮食产量总体呈增加态势,人均粮食占有量逐渐增加,在空间上余粮区和重要余粮区仍分布在沿黄县市;粮食生产区域差异及与人口分布的地理差异减小,粮食生产均衡性增加;在空间上引黄灌区是宁夏粮食生产布局的重点区域,但正向中部地区扩展。水利工程及生态退耕和移民等工程的实施是粮食生产格局变化的主要原因。     

气候变化与人类活动对盐池县生态环境的影响

利用宁夏回族自治区盐池县1981-2010年气候、社会经济数据,采用倾向率法、一元线性回归方程拟合等,深入分析了盐池县气候变化与人类活动对生态环境的影响。结果表明,盐池县正处于气候暖干化时期,1981-2010年,气温以0.22℃/10a的速率上升;降水量以1.44mm/10a的速率在波动中下降;蒸发量以9.85mm/a的速率下降。不同时期人类活动对生态环境的影响不同,20世纪80,90年代的滥挖、滥牧、滥采造成该地区生态环境恶化。2001年起,退耕还林(草)、禁牧等对盐池县生态环境产生了积极的影响,扭转了20世纪90年代生态环境恶化的局面,并开始表现出一定抵御自然灾害的能力。研究认为,人类活动是盐池县近30a生态环境演变的主导因素。因此,只有合理开发、利用自然资源,推进人与生态环境和谐共处,才能保障盐池县经济社会的可持续发展。