基于指示Kriging法的土壤盐渍化与地下水埋深关系研究

在北方干旱、半干旱的地下水浅埋区,土壤盐渍化是土地资源退化的主要原因,防治土壤盐渍化是农业和生态环境可持续发展的重要保障。该文以内蒙古河套灌区解放闸灌域为例,运用指示Kriging法绘制并比较了不同阈值下地下水位埋深和土壤表层含盐量的概率分布图,从概率空间分布的角度分析研究了土壤盐渍化与地下水位埋深之间的关系,从而将这方面的研究从通常的农田尺度扩大到灌域尺度。结果表明:1)土壤盐分和地下水位埋深空间变异强度均为中等,且具有中等的空间自相关性,球状模型拟合变异函数的效果较好;2)在灌域尺度上,解放闸灌域4月底土壤表层发生中度、轻度盐渍化时地下水位临界埋深分别为2.0、2.5m,西南及中东部地下水位埋深小于临界埋深的概率较大,是土壤返盐的高风险区;3)3月底地下水位埋深对土壤返盐的影响比4月底更大一些,这表明地下水位埋深对土壤返盐的影响具有一定滞后效应,只有地下水位埋深小于临界深度的状态维持一段时间,才会造成土壤中度或轻度盐渍化。     

基于地统计学的宝鸡市区地下水位空间变异特征研究

借助地理信息系统软件（ArcGIS）,从宝鸡市DEM数据中提取面积约100 km²的研究区图层,选取24眼监测井1990年、1995年、2000年和2004年的地下水位水位数据为样本资料,应用地统计学方法对市区地下水位进行了趋势分析、空间变异分析以及空间插值研究。结果表明,在单个年份中,市区地下水位在南北方向上存在明显的“U”型趋势,东西方向上的趋势变化稍显平稳;地下水位具有中等的空间相关性,在800 m以下尺度上的短距离变异所占比重较大,各年份地下水的空间连续性差,空间自相关距离较短,异性比从1990年的0.713减小到2004年的0.171,说明市区地下水位空间各向异性逐渐增强;球状模型交叉验证表明模型拟合效果良好,空间插值结果显示,研究区不同地方的地下水位年际变幅较大,且空间分布变化明显,主要受开采强度时空变化的影响。     

基于GIS的土地利用时空动态变化分析——以塔里木盆地农垦区为例

通过遥感获取的时间序列信息,分析新疆塔里木盆地农垦区土地利用的空间变化和未来发展趋势,为农垦区土地的可持续开发利用提供决策参考.以5个时期的遥感影像为数据源,借助遥感与地理信息系统软件,结合土地利用动态变化的指标,分析塔里木盆地农垦区近35 a来的土地利用时空动态变化过程.研究表明:大量增加的农用地主要源自林地和未利用地的开发利用,总面积增加1 843.82 km2;城镇建设用地快速增长,总面积增加110.21 km2;未利用地显示出开垦和耕地化的趋势;在2006年之前,研究区域的土地利用变化速度呈现逐步加快的趋势,2006年以后,变化速度减慢,土地利用动态度由451.44降为-46.17.农垦区的土地开发速度逐渐放缓,为脆弱的生态环境恢复提供有利条件,但同时由于经济的快速发展,给生态环境带来了新的威胁,因此在土地开发利用的同时,要坚持可持续发展道路,重视生态环境的保护与恢复.研究结果对研究区域具有现实指导意义.     

土地利用转移次数与地类的时空变化研究——以湖南省长沙市为例

[目的]深入理解土地利用的变化模式和变化过程,充分利用多期时间序列土地利用数据来探究特征规律。[方法]以长沙市为例,借助地理信息系统(GIS)和IDRISI软件操作平台量化土地利用变化的转移次数和转移地类的时空变化。[结果](1)随着转移次数和地类数的增多,对应变化的像元数在减少,2个地类变化1次的新增变化比较突出。(2)主要表现为城市扩张占用外围耕地和林地明显,面积分别为202.86,169.96km~2,而在乡村地区通过建设用地转为耕地来补给耕地,面积分别为48.27,12.04km~2。(3)其他城镇和长沙市中心城区变化模式相似但辐射能力较弱。[结论]长沙市的城市扩张加速进行,土地整治等能补给少量的耕地和林地,但城市扩张占用外围耕地和林地仍是当地土地利用中主要的变化方式,且当地的土地利用模式和规模遵循一定的城市等级位序。     

中国1999－2009年土地覆盖动态变化的时空特点

基于SPOT NDVI时间序列研究中国近10 a来（1999－2009年）土地覆盖动态变化的时空特点。首先,对BISE模型进行改进并对数据进行预处理;其次,结合光谱角分类和最小距离分类算法各自的优势构建了一个新的分类算法（SAM-MDM）,并对多年NDVI数据分类和后处理,提高了分类精度,能满足土地覆盖变化趋势分析要求;再次,应用土地覆盖动态度模型和GIS叠加方法分析了全国土地覆盖的时空变化,建立了土地覆盖类型转移概率矩阵;最后,应用马尔科夫（Markov）过程建立了类型转移演化模型,对未来20 a土地覆盖动态变化过程进行了预测。通过该研究探讨了中国土地覆盖近10 a来在时间上的动态变化特点、空间上的变化差异、土地覆盖类型的转移概率分布和未来10～20 a的时空变化趋势。     

基于热量的食物供给服务时空分异研究——以广西土地农产品为例

在当前食物安全问题日益突出、粮食生产不稳定的情况下,从食物营养的角度分析和评价区域食物供给服务功能具有重要的意义。以广西壮族自治区为研究区,结合食物营养成分转化率和国家营养物摄入量的要求,将各类土地农产品折算成食物热量统一核算,分析和估算广西土地农产品食物热量供给服务功能的时空变化特征及其供需平衡。结果表明：1）2015年广西农产品食物供给热量为4.46×10¹⁴ kJ,主要来源于谷物杂粮类和蔗糖（占85.47%以上）,单位人均食物热量为9.31×10⁶ kJ·人^-1。2）2000—2015年间,广西蔗糖和果蔬类供给热量增长最多,粮食和油类则呈现波动变化趋势。广西食物热量总量上持续增长且较为富余,按照小康生活水平的标准,食物热量理论上可供养人口高于广西实际人口数;但食物热量分布不均衡,谷类食物供给热量占比逐年下降,个别县市食物热量人口承载能力低。3）在空间上,广西食物供给丰富的区域主要集中在水土光热条件较好、地势平坦的广西中部和南部地区的平原、盆地和缓丘台地等农业主产区,未来应加强这些地区的耕地保护。广西应重视和加强谷物杂粮类粮食的生产和保护,因地制宜、合理分区,优化农业主产区种植结构,提高生产管理水平与规模化生产能力,加强区域间粮食流通与贸易,以实现食物供给安全和可持续发展。     

基于RS、GIS的内陆河小流域土地利用动态变化分析——以民乐县童子坝河流域为例

以张掖市民乐县2000年和2007年的Landsat TM影像为信息源,利用RS、GIS技术,分析了民乐县童子坝河流域实施水土流失综合治理工程项目后流域内的土地利用结构及其动态变化。结果表明:①中覆盖度草地、高覆盖度草地、林地、建设用地、水域、耕地6类土地利用类型的面积呈增加趋势,其中,中覆盖度草地面积年均增加率最大,为9.349%,耕地面积年均增加率最小,为0.300%;未利用土地和低覆盖度草地面积呈减小趋势,年均减少率分别为9.340%和0.943%。②未利用土地和中覆盖度草地向其他土地利用类型转移的比例相对较大,分别达60.82%和56.36%,建设用地、耕地和林地是相对稳定的土地利用类型,向其他土地利用类型转移的比例分别只有10.62%、23.12%和23.52%。③综合治理工程项目的实施使流域内的土地利用结构趋于合理,生态环境得到了一定程度的改善,研究结果可为内陆河小流域更好地防治水土流失和继续开展生态建设提供科学依据。     

乡镇尺度烟田土壤有机质时空变异性研究——以襄城县紫云镇为例

为探明田块尺度烟田土壤有机质(SOM)的时空变异特征,本研究采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,分析了豫中襄城县紫云镇某个约4 hm2的烟田2013年和2014年4月、7月、10月合计6个时期耕层SOM的时空变异特征。结果表明:该田块各个时期SOM的变异系数差异较小;每年不同时期SOM的平均含量表现为先降后升的变化趋势,7月的含量显著低于4月和10月。各时期SOM空间最大相关距离范围在26~203 m;2013年4月和2014年7月SOM具有中等的空间自相关性,其他时期均表现为强烈的空间自相关性。研究田块SOM的稳定高值区主要分布在西部,稳定低值区主要集中在中部;SOM的时间稳定和较稳定级别区域面积很广,占总面积的90.89%。在时空变异研究的基础上,辅以时间稳定性分析能够更好地量化烟田SOM的时空分布,可为研究区更为精确、高效的施肥和田间管理提供决策依据。     

喀斯特山区土地利用变化与土壤侵蚀耦合关系研究——以毕节试验区为例

利用RS与GIS技术,提取地类、坡度和植被等3个因子的数据信息,模拟1990—2010年毕节试验区的土地利用过程和土壤侵蚀变化过程,并运用叠置分析和转移矩阵分析的方法,分析了土地利用变化过程中土壤侵蚀的响应特征,揭示土地利用变化及土壤侵蚀变化的关系。结果表明:毕节试验区土地以林地、耕地、草地为主,耕地面积不断减少,林地和建设用地面积不断增加;土壤侵蚀以轻度、中度侵蚀为主,整体呈现改善的趋势,尤其是退耕还林后,土壤侵蚀的面积与强度均不断降低;土地利用变化与土壤侵蚀具有密切的联系,耕地是土壤侵蚀发生的主要土地类型,耕地的减少与土壤侵蚀呈正相关关系,林地面积变化与土壤侵蚀具有较好的相关性,但在退耕还林的初期,土壤侵蚀的强度略有增加,草地增加与土壤侵蚀负相关,增加草地有利于土壤抗侵蚀能力的增强。研究喀斯特山区土地利用与土壤侵蚀的耦合关系,有利于有限的土地资源的合理配置和喀斯特地区的生态保护,为区域土地规划及水土保持等宏观决策部门提供理论支撑。     

典型红壤区土壤pH时空变异特征——以鹰潭市余江区为例

土壤酸化一直是中国南方红壤区面临的重要生态环境问题,准确掌握土壤酸碱度的变化趋势是合理制定农业管理措施的基本前提。本文基于鹰潭市余江区2007年和2018年两时期的土壤采样数据,运用经典统计和地统计方法,对两时期的土壤pH分布特征及十多年间土壤pH的演变趋势开展研究。研究结果表明,研究区2007年和2018年土壤pH均值分别为4.74和4.96,十多年来pH呈现出上升趋势。相较于2007年,2018年不同土壤类型、土地利用方式和成土母质的土壤pH均出现不同程度的上升。其中水稻土和红壤由4.80和4.64上升至5.11和4.72,分别上升了6.46%和1.72%;水田、旱地和林地则由4.82、4.72和4.47上升为5.09、4.90和4.53,升幅分别为5.60%、3.81%和1.34%;红砂岩、河流冲积物、页岩泥岩和第四纪红色黏土四种母质上发育的土壤,其pH也均出现了不同程度的上升。从空间分布来看,两时期均表现为北部山区和南部丘陵区pH较低,中部低丘岗pH较高;2007～2018年期间,pH上升区域主要以中南部地区为主,约占余江区总面积的89%,这可能与该地区近些年酸沉降的缓解有关。...     

黄河下游自然保护地时空分布特征与高质量发展建议——以山东省为例

[目的]自然保护地建设是促进生态文明建设和生态环境高质量发展的重要手段,研究自然保护地的时空特征能够深化对其历史进程、资源禀赋、功能定位等的认识,对自然保护地高质量发展具有重要的指导意义。[方法]采用全局莫兰指数、标准差椭圆、核密度估计等方法,对黄河下游1980—2020年设立的自然保护地的时空分布特征进行了深入分析研究。[结果]在发展历程上,研究区自然保护地建设经历了起步探索、稳步发展、规范发展3个阶段,由注重数量增长逐渐转向质量提升。在空间分布上,自然保护地呈东北—西南方向展布,40年来分布重心总体向西南方向迁移了88.199 km,自然保护地整体聚集程度不断提高,以鲁中南山地丘陵区与鲁东低山丘陵区最为聚集,分别形成类似除号“÷”和“双峰形”的两个高密度片区。在影响因素上,地形地貌、水热条件、物种多样性、植被覆盖等是影响自然保护地空间分布、资源禀赋等的重要因素;政策导向、生态保护意识的提高等是导致自然保护地数量增加、质量提高的重要因素。[结论]为促进自然保护地高质量发展,黄河下游地区应依据自然保护地分布格局规划“生态城”,发展特色生态旅游,由点及面地整合全域生态资源。研究结果可为黄...     

基于地理信息系统的土地利用变化制图方法研究——以黄河小浪底水库库周为例

详细介绍了土地利用变化图绘制的一般过程,认为图例的设计和不同时期土地利用现状图的代数叠加运算是整个编制过程的关键,制作过程中应本着简单实用、形象答意和美观大方的原则进行。实例选取黄河小浪底水利枢纽库周1993年和2000年TM遥感影像进行土地利用变化分析,编制出建库前后土地利用变化图,计算出土地覆被变化转移矩阵,并对土地利用变化结果进行分析。     

生态脆弱区土地综合承载力时空差异分析——以榆林市为例

以生态脆弱区的典型城市榆林市为例,从社会、经济、水土资源、科技、生态环境5个承载系统共选取30个指标,并利用AHP决策分析法与熵权法的组合权重确定各评价指标权重,分析了1990—2012年榆林市土地综合承载力的时空变化,并得出了各县区土地综合承载力的限制因子,结果表明:(1)1990—2012年期间,榆林地区土地综合承载力呈波动上升趋势,且各县区域土地综合承载力差异较大。(2)1990年时,榆林各县土地综合承载力都处于严重超载和临界超载的状态,最大值为绥德县,最小值为横山县;2000年时,土地承载力有了不同程度的增加,但是增幅不大,最大值为榆阳区,最小值为横山县;2012年时,各县土地综合承载力有了很大的提高,最大值为神木县,最小值为佳县。(3)各县区的土地综合承载力的限制因子差别较大。在1990年时限制因子主要是科技系统;到2000年时,限制因子主要是经济系统;到2012年时,限制因子主要是水土资源和科技系统。因此,榆林市应以保护环境和发展科技为关键,带动和维护社会,经济等的协调发展。     

基于遥感与GIS的土地用途转移分析——以洞庭湖区为例

采用遥感、GIS一体化技术，以1989～1990、1999～2000年获取的陆地资源卫星Landsat TM或ETM图像为主信息源，对洞庭湖区近10年土地用途的转移变化进行了检测，对驱动变化的主要因素进行了分析。结果表明，1990年以来的10年间，耕地减少0.9万hm²，占总面积的比重减少了0.32%；各类建设用地总计增加了0.75万hm²，比重增加0.26%；水域增加0.16万hm²，比重增加了0.06%。林地略有减少，草地、未利用地略有增加。流失的耕地中，绝大部分被退田还渔还湖，或被建设用地所占用。建设用地的扩张占地中，耕地被占74.08%，林地被占20.86%。土地利用、土地价格及税收等方面的政策、城市化与工业化、农业结构的调整、以及科技的进步对土地用途的转移有决定性的影响。     

黄河三角洲土壤肥力质量的时空演变——以垦利县为例

利用相关系数法确定土壤肥力质量评价指标的权重,采用综合指数法在ARCGIS中自动化评价土壤肥力质量,通过对1986和2003年土壤肥力质量的比较,探讨黄河三角洲土壤肥力质量变化规律。结果表明,2003年与1986比较,黄河三角洲土壤肥力质量54.22%的区域基本无变化,林草地和旱地下降,西部水浇地提高;土壤有机质41.14%的区域下降,耕地区基本不变或增加;土壤碱解N.46.96%区域基本无变化,西部的耕地地区和东南部林草地地区增加,而黄河两侧的旱地地区下降;土壤有效P在耕地地区增加,滩涂下降,盐荒地基本不变;土壤速效K除了林草地上增加外,一半以上(50.74%)有下降趋势;土壤盐分47.29%的区域下降,耕地地区基本不变,而沿黄两侧增加。     

基于TM图像的塔里木盆地北缘盐渍地亮度值分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

渭干河一库车河三角洲绿洲地处世界第二大沙漠塔克拉玛干沙漠的北缘.随着经济的快速发展,土地资源开发强度开始加大,土壤盐渍化成为渭干河一库车河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一.因此,准确提取土壤盐渍化信息对研究区土壤盐渍化监测和研究盐渍化动态变化具有重要意义.本文以TM卫星图像数据及野外实测的数据为数据源,选择研究区具有代表性的植被、水体、重度盐渍地、中轻度盐渍地、岩石和早地等主要地物,利用PCI软件分析了这些主要地物在TM影像不同波段上的亮度值变化规律.其中,研究区内不同程度盐渍地的信息提取是本研究的重点.本文结合研究区本底资料,在对遥感数据光谱知识充分分析,挖掘谱间结构的基础上,揭示了研宄区内不同程度盐渍地在TM影像中的亮度值变化特征及分离规则.实验表明,盐渍地总提取精度达到88.6%.其中,重度及中轻度盐浈地面积的提取精度分别达到90.8%和86.7%.本研究表明,通过利用此方法,可将盐浈地信息较为精确地提取出来.     

海岸带土壤理化性质与地下水位对植树造林的影响分析--以东营和连云港地区为例

对山东东营市河口区新户乡所在的渤海海岸带和江苏连云港市徐圩盐场所在的黄海海岸带土壤质地、pH值、含盐量、有机质含量等理化性质指标以及地下水位和矿化度进行调查、测定与对比分析,并根据土壤理化性质和地下水的测定结果以及植物的耐盐性和对水湿状况适应性能,在连云港徐圩盐场的不同地段,选择不同的树种进行造林实验。结果表明,山东东营地区选择的冬枣树种对该地的气候、土壤、地下水比较适应,造林取得了良好经济效益和生态效益;连云港徐圩盐场各地段所选择的冬枣、紫穗槐、杨树、苦楝、栾树、青檀、杜仲、国槐、刺槐、旱柳、合欢、银杏等树种对当地局地环境也较为适应,总体造林效果基本达到设计要求,但在局部地段的苗木选择、植树方法等方面值得进一步探讨。     

基于PSR模型的耕地生态安全时空分异特征研究——以河北省沧州市为例

耕地生态安全评价是促进耕地可持续利用的基础。以河北省沧州市为例,基于PSR模型构建区域耕地生态安全评价模型,对沧州市2002—2011年的耕地生态安全状况进行评价,并对其时空分异特征进行了分析。结果表明:(1)从耕地生态安全分区结果来看,沧州市北部地区和南部吴桥的耕地生态安全处于较安全状态,其余地区生态状况不容乐观;(2)2002—2011年,沧州市耕地生态安全水平总体上呈现出先上升后下降趋势,同时具有明显的地域分异性,耕地生态较安全地区大多集中在沧州北部地区;(3)2002—2011年,沧州市中部、西部、东部地区的耕地生态安全水平一直处于较低水平。研究结果可为区域耕地生态安全时空分异研究提供参考借鉴。     

稻麦两熟农田土壤速效钾时空变异及原因分析——以江苏省仪征市为例

以江苏省仪征市稻麦两熟农田为分析样区,利用1984年、1994年、2000年、2005年4期土壤普查数据,应用地统计学方法和GIS技术进行了土壤速效钾时空变异特征及肥力水平分析.结果发现:1984～1994年土壤速效钾平均含量由91.20mg·kg-1减少为73.63mg·kg-1,2005年又恢复到91.62mg·kg-1.速效钾空间分布也存在明显的变化趋势,变程从1984至1994年由20.28km减少到8.32km,2000年增加到24.18km,2005年又减少到8.18km,呈先减后增再减趋势.块金值与基台值之比范围为48.48%～74.33%,说明土壤速效钾空间分布表现为中等程度自相关,且1994年和2005年空间分布自相关程度明显高于1984年和2000年.对1980～2005年间的耕作制度、肥情、粮食产量和农户生产情况等历史资料分析表明,历年土壤速效钾时空变异原因主要受农户的栽培管理措施、政府政策、社会经济发展情况等人为因素的影响.2005年74.76%面积的土壤速效钾含量达到农业部测土施肥确定的土壤速效钾Ⅱ级标准,但其平均值均在90mg·kg-1左右,为Ⅱ级标准偏下.故不能盲目的因速效钾含量等级高而忽视钾肥的施用,而应更重视钾肥的施用和管理.     

基于RS与GIS的岩溶区石漠化时空变化特征——以湖南省慈利县为例

以湖南省慈利县为研究区域,运用遥感与地理信息系统技术,通过1990年和2003年两期遥感影像数据的对比分析,研究了岩溶区土地石漠化时空变化特征。结果表明：慈利县岩溶区石漠化治理与破坏同时存在,但破坏强度大于治理效果,石漠化呈加剧趋势;轻度石漠化与中度石漠化区域的治理转化率较高,极重度石漠化区域的治理转化率最低;由石漠化改善为未石漠化的土地只占由未石漠化转化为石漠化土地的52.2%;石漠化发生区主要分布于边远乡镇区。岩溶区生态环境的建设重在预防,潜在的石漠化区域的保护应该予以重视,宜林荒山应成为今后治理的重点,边远山区生态环境改善的重点应该是改变农业产业结构和传统的耕作方式。