西北干旱区绿洲县域3类空间冲突分析与模拟

[目的] 对西北干旱区绿洲县域3类空间冲突进行分析与模拟,为该区国土空间合理布局、区域可持续发展提供科学参考。[方法] 以西北干旱区绿洲县域——新疆麦盖提县为研究区,基于土地利用主导功能构建空间分类体系,将国土空间划分为城镇、农业与生态空间;根据景观格局指数构建空间冲突测度模型探讨2009—2019年空间冲突水平演变特征;通过CA-Markov模型预测2024年空间布局并分析冲突强度变化特征。[结果] ①3类空间呈现“两增一减”的变化动态,城镇空间面积呈逐年递增趋势,由1 537.74 hm²增加至4 582.24 hm²;农业空间由84 670.06 hm²增加至107 447.66 hm²;生态空间面积减少25 822.69 hm²。②2009—2019年空间冲突强度显著增强,中等空间冲突、较高空间冲突与高空间冲突评价单元所占比例分别增加了50.41%,13.45%,0.53%。③2024年城镇空间、农业空间将分别增加2 981.19和4 285.96 hm²,生态空间将减少7 267.16 hm²;冲突水平以所占比例为60.24%的中等空间冲突为主。[结论] 2009—2019年城镇空间、农业空间逐年增加、生态空间逐年递减,各类空间的无序变化导致空间冲突强度整体增强,通过预测2024年3类空间变化趋势与2009—2019年保持一致,并以中等空间冲突为主。     

旱地农业持续发展技术研究

1989～1992年在山西省10个县市对旱地玉米和小麦可持续增产技术进行试验研究,建立了旱地玉 米免耕整秸秆覆盖技术、旱地小麦少耕覆盖技术等4种技术体系。试验结果表明,旱地玉米免耕整秸秆覆盖技术比常规耕作玉米增产32.0%,产量增加750～1500kg/hm²,约降低生产成本600元/hm²,增加纯收入1500元/hm²,产投比翻番;水分利用效率(WUE)提高1.95～7.5kg/hm²·mm,3年0～20cm土层有机质提高0.13%,地面径流减少60%,土壤侵蚀量减少50%,土壤动物、微生物量大大增加。     

陕西黄土台塬区土地系统变化特征分析

基于GIS和RS支持,采用土地利用变化系列指标对陕西黄土台塬区1985-2010年土地利用变化特征进行了分析。结果表明,2010年黄土台塬区耕地984337.30 hm²,草地143030.47 hm²,建设用地105871.35 hm²,分别占总面积77.89%,11.32%和8.38%;研究时段内耕地、草地、林地、水域依次减少20866.61,11065.22,1186.44和748.96 hm²,分别比1985年减少了2.08%,7.18%,4.60%和11.64%;建设用地增加33902.8 hm²,为1985年的47.11%;建设占用耕地26668.8 hm²,占建设用地转入流的96.26%;草地转耕地18923.9 hm²,占草地转出流的93.24%;1985-1990年土地系统较为稳定,综合动态度为0.52;1990-1995土地利用变化活跃,综合动态度达到3.60,其后逐渐降低,到2005-2010降低为1.16,土地系统趋于稳定。空间上,耕地转建设用地在城镇周边幅度较大,草地和耕地互转主要在渭南台塬东部、咸阳塬北部以及宝鸡台塬区。     

基于空间决策模型的耕-果错位空间分析与协调布局优化

当前农业生产“空间错位、功能错乱”问题严重,优化耕地果园布局,实现耕地下山果树上山,对改善耕地质量、优化耕地空间布局具有重要意义。该研究以林果业为主导农业的江西省赣州市寻乌县为例,在耕-果空间错位矛盾下,以耕地质量评价为基础,耦合地形空间与地理学定义划定“山上山下”以识别耕-果错位空间,在矛盾优化原则下应用GIS技术构建空间决策模型协调优化果园与耕地的空间布局。研究表明：1）寻乌县耕地细碎,质量评价结果为Ⅰ级的耕地面积为2227.02 hm²,占总耕地面积的24.17%;Ⅴ级面积为671.70 hm²,占7.29%;地形空间划分的“山下”空间占24.06%,“山上”空间占48.19%。 2）以“山上山下”为分区标准,在耕地适宜性评价结果下初划耕地空间为保护区与拟调区,初划林果空间为宜耕区、宜果区与保留区,拟调区与宜耕区为耕-果发生错位的空间,耕地错位面积1221.77 hm²,果园错位面积5169.39 hm²。3）按矛盾协调原则在空间决策模型下优化耕-果错位空间,最终结果为1247.25 hm²的“山下”果园调为耕地,1221.77 hm²的“山上”耕地调整为果园。研究结果优化了耕-果空间布局,提高了耕地质量,可为当前“山上”换“山下”优化耕地布局工作提供参考与理论依据。     

黑龙江省黑土区水土流失动态及成因分析

为了解不同时期黑龙江省黑土区水土流失状况及其演变动态,根据历史调查资料、小流域原位勘察结果及同期遥感调查数据,分别对1950,1980和2000年黑龙江省黑土区50a来不同空间尺度水土流失状况、特征、成因及演变进行分析。结果表明:(1)该区水土流失面积50a来净增了2.08×10⁴ km²,水蚀是造成该区水土流失主要形式。(2)1950-1980年20a间年均水土流失面积为411.9km²,比1980-2000年年均值高出25.5km²。(3)50a来该区侵蚀沟数量增加98 832条,2000年侵蚀沟面积所占比例比1950年增加了172.4%,沟壑密度增加2.83倍。该区水土流失呈持续恶化态势,不合理人类活动、政策导向和黑土质量退化是导致该区水土流失程度动态变异主要诱因。     

黑土区典型小流域土壤侵蚀空间格局模拟研究

利用校正后的基于GIS的USLE模型预测了黑土区域土壤侵蚀量的空间分布格局。研究结果表明,研究区小流域年侵蚀量值范围在0~60t/(hm² a),无侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀和强度侵蚀面积分别占研究区总面积的28.7%,56.2%,18.6%和0.1%。研究区坡顶土壤侵蚀量较少〔0~5t/(hm² a)〕,坡肩和坡背侵蚀量较大〔3~15t/(hm² a)〕。基于GIS的USLE不能够很好地模拟黑土区坡麓和坡足区域土壤沉积和侵蚀沟的空间分布格局,但可以较好地模拟坡顶、坡肩和坡背处的土壤流失状况。     

乡村振兴视角下“三生”空间格局演变及优化策略——以陕西省米脂县高西沟村为例

[目的] 探寻城镇化快速发展条件下作为生态示范村的陕西省米脂县高西沟村的土地利用转型特征,为陕北黄土高原地区的乡村“三生”空间可持续发展提供参考。 [方法] 通过土地利用动态度、土地利用转移矩阵分析高西沟1953—2022年的“三生”空间特征,并结合实地调研对村域多年“三生”空间格局演变特征及对应的空间治理优化策略展开分析。 [结果] ①1953—2022年,高西沟生产空间呈减小趋势,生活空间和生态空间呈增大趋势。1953—1973年,生态空间变化幅度最大,绿地生态空间从12.07 hm²增加到100.33 hm²,其他生态空间从12.07 hm²减小到100.33 hm²,生产空间逐渐减小,从145.67 hm²减小到110.07 hm²。1986—2022年,生产空间减少了42.4 hm²,生活空间增加了5 hm²,生态空间增加了37.39 hm²。 ②1986—2022年,高西沟“三生”空间转型体现在绿地生态空间和农村生活空间的增加,农业生产空间、其他生态空间和水域生态空间的减少。有67.83 hm²的农业生产空间和59.95 hm²的其他生态空间转化为绿地生态空间,而部分绿地生态空间转化为农业生产空间和农村生活空间,其转移面积分别为21.20和3.22 hm²。 ③高西沟针对生产空间效益不足的问题,采取改变广种薄收的耕种方式,大幅提高粮食产量,改变单一的农业生产状况,实现多种经营模式并存的举措;针对生活空间品质低下的问题,采取全力抓牢基建,量力新建家园,鼓励青年外出,从事其他产业的举措;针对生态空间破坏严重的问题,采取控制水土流失,退耕还林还草,打造旅游文化,推广生态风光的举措。 [结论] 根据早期“三生”空间的主要问题,高西沟做出适宜的优化策略,提高土地利用率,扩大林草面积,使绿地生态空间达到80%。农林牧的高效发展,生产、生活、生态的全面改善,使高西沟成为黄土丘陵区的生态示范代表。     

基于景观结构的沱江流域土地利用生态风险时空变化

本文以沱江流域为研究对象,基于2005—2020年的遥感数据,从景观结构的角度,利用GIS和GeoDa软件,同时结合土地利用类型转移矩阵,构建景观土地生态风险评价模型,分析了研究区土地生态风险的时空变化特征。结果表明：①耕地为研究区的景观本底值,受自然和人为因素的影响,15年间,耕地和林地面积减少,建设用地、水域、草地、未利用地面积增加,新增建设用地面积最多,91.95% 来源于耕地,是建设用地的主要来源。②2005—2020年的生态风险指数,经计算,全局莫兰指数(Moran’s I))值均为正数,在99% 的置信度标准下,通过了显著性检验,说明生态风险区在空间上具有显著的正相关关系且呈现空间聚集状态,“高-高”聚集是土地生态风险的主要聚集模式。③15年间,在空间分布上,低风险等级整体上有向中下游转移的趋势,研究区以高风险区和较高风险区为主,分别呈片状和条带状较集中地分布于流域上游的山区和中下游的丘陵地区,分别占到研究区总面积的49.20% 和48.98%;从面积变化的趋势来看,低风险区、较低风险区、中等风险区面积逐年分别增加了1 122.91、3 581.10、21 698.83 hm²,较高风险区面积先增加后减少,总体增加了582 436.94 hm²,高风险区面积先减少后增加,总体减少了608 839.78 hm²,沱江流域土地利用生态风险整体上趋于减弱;总体来看,除较高风险区向高风险区少量转化外,其余均以较高等级风险区向较低风险区转移占比较多,风险区的转化均表现为相邻等级之间的互相转化,说明研究区生态风险变化相对稳定,没有急剧变化的区域。     

基于遥感影像的桂西北喀斯特区植被碳储量及密度时空分异

本研究基于1990年、2000年和2005年遥感影像数据, 结合高程、气象与样地调查等数据, 运用地理信息系统技术, 对桂西北喀斯特区植被碳储量及密度进行了分析。研究结果表明: 从1990年到2005年, 研究区域植被碳储量与密度呈增加趋势, 1990年、2000年和2005年植被碳储量分别为1.03×10⁸ t、1.41×10⁸ t和1.63×10⁸ t, 植被碳密度分别为14.82 t·hm^-2、20.38 t·hm^-2和23.49 t·hm^-2, 基本与四川省(18.47 t·hm^-2)、江西省(25.38 t·hm^-2)植被碳密度值一致; 在空间分布上, 区域植被储量与碳密度大致呈现西高东低、中低山(海拔>500 m)高而峰丛洼地(海拔<500 m)低的分布格局, 1990年西部大部分县市的植被碳密度为15~22 t·hm^-2, 而中东部大部分县市的植被碳密度为8~15 t·hm^-2; 而时间上的变化在空间上表现为, 植被碳储量与密度不同程度地表现为低值区的东部增加, 高值区的西部减少或轻微增加, 典型喀斯特区植被碳密度增加明显(1990年和2005年植被碳储量比例分别为45.54%和51.99%)。研究结果表明, 峰丛洼地植被碳储量与密度显著增加, 生态环境移民、退耕还林等石漠化治理措施效果显著, 有利于增强区域植被碳汇。     

半干旱地区玉米的水肥空间耦合效应研究

在半干旱地区的杨凌,通过对大田夏玉米在拔节期和抽雄期进行灌溉水和氮肥的不同数量和空间耦合处理,研究了不同耦合方式对玉米生理特性和产量的影响及其节水效果,结果表明:在全生育期灌水量为1125m³/hm²和600m³/hm²的水平下,均匀施肥交替灌水、水肥同区交替灌水、水肥异区交替灌水3种水肥空间耦合方式的产量之间不存在显著差异(P<0.05);玉米全生育期灌水量从2250m³/hm²下降到600m³/hm²,玉米产量下降幅度小于15.26%;在相同灌水量下,水肥异区交替灌水和水肥同区交替灌水的根系活力、光合速率、产量和灌溉水利用效率较高;在试验范围内,灌水量越高,水分利用效率越低。以上结果表明,在杨凌地区夏玉米生产中仍有较大的节水潜力;在试验条件下,每次灌水562.5m³/hm²,水肥异区交替灌水和水肥同区交替灌水处理是较好的水肥空间耦合方式     

石窑店煤矿建设及生产过程中水土流失预测研究

石窑店煤矿在建设和生产过程中会不同程度地破坏地表植被、改变土壤结构、损坏现有的水土保持设施,同时产生大量的弃土弃渣。针对石窑店煤矿在建设和生产过程中的水土流失和生态环境恶化问题,在现场勘察和分析相关资料、文件的基础上,预测了该煤矿在建设和生产过程中扰动原地貌,损坏土地和植被的面积、弃渣量、损坏水土保持设施的面积和数量及可能造成新增水蚀、风蚀量,预测结果为合理布设该矿区水土保持与生态修复措施提供科学依据和技术支撑。     

土壤可蚀性研究现状及展望

<正> 土壤可蚀性(soil erodibility)是指土壤是否易受侵蚀破坏的性能,也就是土壤对侵蚀介质剥蚀和搬运的敏感性。与侵蚀营力一样,土壤可蚀性是影响土壤侵蚀量大小的又一个重要因子。在水土保持学科中,我国习惯上把“水”和“土”并列使用,而国际上则用“soil loss”、“soil erosion”、“soil conservation”或“soil and water conservation”等术语。显然,土壤是水土保持学科的重点。另一方面,土壤侵蚀营力等是土壤流失过程中的外部因素,而土壤性质才是内在因素,因此,水土保持学科中核心的也是重要的问题,应该是土壤保护。土壤可蚀性研究在水土保持研究工作中具有重要意义,国际上把土壤可蚀性研究一直作为水土保持学科研究的重要内容之一。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

强化水土保持法治化建设的认识与思考

在对我国当前水土流失现状、来源和危害性进行分析的基础上,通过学习对比2011年和1991年新老水土保持法特点和内容,分析了在新的历史条件下国家修订水土保持法的必要性及重要意义。新的水土保持法根据我国大规模基础设施、工矿开发等活动的开展易于产生新的水土流失的特点,针对性地突出政府目标责任、规划、预防保护、综合治理等方面的法律约束及管理责任。进一步强化了水土保持作为基本国策的地位。同时,提出进一步研究有效实施新的水土保持法中如陡坡容许耕作坡度、开发建设中的跟踪监督、公众在水土保持中的作用等方面的建议。     

引水灌溉工程水土保持方案研究——以青海湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例

 引水灌溉工程开发建设项目,在施工中产生的水土流失,具有一定的特殊性;其水土保持方案设计,也有一定的规律可循。以青海省湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例,对建设过程中可能产生的水土流失的特点及可能造成的水土流失危害等进行分析,并结合工程实际,采用分类整治的方法,提出治理方案。这对其他同类工程水土保持方案的设计具有一定的借鉴意义。     

西南紫色土区水土流失综合治理技术体系

[目的]系统梳理西南紫色土区已实施的水土保持技术,为区域水土保持实践工作提供借鉴。[方法]通过文献查阅,从不同层面开展综述和分析。[结果]针对紫色土区自然概况和水土流失现状,阐述了区域水土流失治理思路,总结了采用的主要水土保持措施,简要综述了各项水土措施的适宜条件及技术构成,同时分析了当前存在的主要问题并提出了相应的建议。[结论]西南紫色土区水土流失治理方向重点是坡耕地整治和坡面水系配套为主的小流域综合治理,沟坡兼治,并在实践中形成了丰富多样的单项工程、植物和农业技术措施。但实际应用中存在缺乏针对西南紫色土区的相关技术规范和标准,欠缺水土保持措施优化配置和适宜性评价等问题。今后应加强技术标准编制、水土流失防治效益评估、分区治理技术优化配置等方面的工作。     

不同土壤抗蚀性能研究

该对四川省农业科学院资阳水土保持试验所布设的７种土壤试验小区，用模拟降雨装置进行了土壤抗蚀性能的初步试验研究，结果表明：（１）７种土壤的抗蚀能力大小依次为：冷沙黄泥＞棕紫泥＞红棕紫泥＞灰色潮土＞红紫泥＞黄红紫泥＞暗棕紫泥；（２）７种土壤的么径流过程累积量与降雨历时、产沙过程累积量与降雨历时，径流过程累积量与产沙过程累积量之间均有显的线性相关关系，以及６种土壤的土壤含水量与开始产流时间之间有非常     

中国水土保持区划——回顾、思考与展望

梳理近70年来中国水土保持区划发展,概述其从定性到定量的方法进步和从单一到复合的体系完善,在此基础上总结其理论框架并提出3个发展阶段。结合统计分析,从理论和实践两方面评价区划实施效果;提出经济管理模型失位、指标体系欠缺和实践衔接不足的3个问题,并以情景模拟和案例介绍提出可能的解决方案。针对水土保持区划发展态势,探究了定性和定量方法在区划中的平衡关系,以及区划在水土保持工作中的定位。期望通过对水土保持区划的系统回顾与讨论,为其未来的发展提供思路。     

台湾特殊地质区水土保持工法之运用

防冲蚀截水草沟藉由在沟槽中加销一或多层具柔韧、耐腐蚀等材质之细网围保护网,并於沟中以50cm间距铺钉一束防冲截留束,可有效强化沟槽抗水流冲刷能力。防渗蚀喷浆式排水沟系藉由沟底增设渗流水截导装置,并以高压推力将泥浆强力的嵌入泥岩沟槽每一缝隙,使沟体等坡面紧密契合,再於两沟侧施设可遇热游移或触水膨胀等功能之防渗措施,有效排除传统排水沟於泥岩坡面施设后沟体易产生裂隙、断裂之问题,使其能稳定发挥其功能。防冲蚀植生挡土栅施工法具材质轻巧、设置简易、可随坡表微地形紧贴坡面,并能蓄积多量植生材料及发挥分段排除坡面水等多种功能,这些特征适可有效因应泥岩恶地各项立地条件。解决昔日坡面植生工程各项问题。     

东北黑土区土壤退化及水土流失研究现状

东北黑土区严重的水土流失破坏了宝贵的黑土资源,危及当地群众的生产生活条件,恶化了生态环境,制约了当地经济社会的可持续发展,对我国的粮食安全构成了严重威胁。当前黑土区土壤退化及水土流失研究的领域主要集中在:现状研究、影响因素研究以及土壤侵蚀研究。在概述当前黑土区土壤退化及水土流失研究概况的基础上,指出应该加强研究的领域在于综合性的水土流失研究,融雪侵蚀模拟,先进的土壤侵蚀预报模型应用等方面。