峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学特征及空间演变规律

[目的] 探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学空间分布特征,为揭示峰丛洼地石漠化区景观格局动态变化和生态保护的可持续发展提供理论参考和指导。[方法] 利用形态学空间分析(MSPA)方法对岩溶石漠化景观识别、处理、分类得到核心、环线等互不重叠的7类景观类型,应用景观动态度、景观格局指数、景观转移矩阵和热点分析探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学时空演变特征。 [结果] ①2000年形态学景观类型分布最广(190.60 km²),2022年分布最少(147.32 km²),在形态学景观类型中核心是研究区内主要的景观类型,2000年面积最大为121.62 km²,2022年面积最少为76.05 km²,主要分布在研究区西北部和南部区域;孤岛在形态学景观类型中面积最小,其面积1990年最少为1.12 km²,2022年最多为3.07 km²,孤岛和分支等景观类型分散分布在各核心之间。 ②研究区形态学景观空间分布趋于分散,且形态学景观多样性、复杂程度和景观破碎化程度增加;研究时段内,形态学景观类型单一动态度分别为0.10,-0.18和-2.13,说明形态学景观面积呈现收缩趋势并且形态学景观类型1990—2000年发育最为剧烈,2000—2010年发育最为平缓。 ③形态学景观类型转移方向主要是核心景观类型转移为边缘和孔隙景观类型,总体来看形态学景观主要转移方向是形态学景观转移为背景,并且背景的转入量大于转出量。高—高聚集区域呈现出向磨合村、老街村和安乐村扩张的趋势,低—低聚集区域呈现出向三光村和老街村扩张的趋势。 [结论] 研究区形态学景观面积处于快速减少阶段且形态学景观类型趋于复杂,核心是主要的形态学景观类型,形态学景观的演变特征主要由核心的变化导致。     

岩溶山区石漠化生态治理的生态效应研究

以贵州省花江峡谷石漠化治理示范区为研究单元,对比分析了小流域2005和2009年生态治理下的土壤理化性质与植物数量特征的变化。结果发现,该区土壤理化性质的变异系数值降低,说明土壤理化性质的空间变异程度降低;土壤总孔隙度略微降低,非毛管孔隙度明显增加,毛管孔隙度明显下降,土壤毛管持水量明显降低,土壤田间持水量明显提高,表明土壤的孔隙结构更加合理,土壤持水能力与通气透水性能增强;土壤有机质含量变化不明显,全氮、全磷含量明显增加,全钾营养元素含量降低,土壤pH值略微降低;植物的高度、基径、冠幅、均匀度等数量特征呈明显增长趋势,土壤质量与植物群落的生态效应具有较好的一致性。经过石漠化生态治理的土壤、植被生态效应改善与提高,逐步改善岩溶山区石漠化生态环境。     

近10a广西喀斯特地区石漠化景观格局分析

广西壮族自治区是中国亚热带喀斯特典型地区,石漠化情况严重。以SPOT-VEGETATION影像为主要数据源,运用MVC方法和像元二分模型,结合地质、地貌和土地利用现状图,反演了1998,2003,2007年广西喀斯特地区的石漠化分布,在FRAGSTATS平台下,选取香农多样性指数(SHDI)、蔓延度指数(CONTAG)等景观格局指标,运用景观空间分析方法对广西喀斯特石漠化近10a空间格局演化特征进行了分析。研究结果表明,区域石漠化景观水平整体异质性低,内部混合度大。石漠化治理效果明显,各类石漠化面积共减小177 283hm2,其中轻度石漠化变化最大,是治理的首要和重要目标。     

喀斯特峰丛洼地农业生产活动的景观效应初探

为探讨峰丛洼地农业生产活动对景观的影响,从农业生产活动对峰丛洼地水文、植被及土壤的影响及其对景观格局演变的作用等方面入手,重点分析了农业生产与景观演变的相关性,结果表明:农业生产对峰丛洼地景观格局的影响,主要是由对原始植被的破坏导致表层岩溶水循环途径的阻断及表层岩溶带产流模式的改变造成的,即地下径流转化为地表径流。农业生产活动对喀斯特峰丛洼地景观变化的作用主要是破坏了地表植被系统的稳定性,造成景观破碎,使景观均质性减弱,造成景观的逆向演替乃至出现石漠化。     

基于GIS的喀斯特高原山区石漠化景观格局变化分析

石漠化是广泛存在于中国西南地区的一种生态-地质灾害,目前已成为备受关注的研究热点和难点。为了解喀斯特高原山区石漠化景观的时空变化,以贵州省普定县南部的典型喀斯特高原山区后寨河流域为例,以3期遥感影像（1987年和1995年的TM影像与2004年的SPOT-5影像）作为数据源,借助于ArcGIS9.0等软件和数理统计分析方法,从石漠化强度分级的角度对近18 a来石漠化的动态变化进行了研究。结果表明：从整体上来看,整个流域的石漠化出现扩展的趋势,其中前期（1987－1995年）的扩展速度为6.55 hm2/a,后期（1995－2004年）的扩展速度为29.64 hm2/a,扩展速度呈现增加的趋势。其中,轻度石漠化的面积呈现出先减少后增加的趋势;而中度石漠化和强度石漠化的面积均呈现出逐渐增加的趋势。     

典型岩溶峰丛洼地水土保持技术研究

岩溶峰丛洼地水土流失以地下漏失为主,水土流失过程特殊、复杂,非岩溶区原有的各项水土保持工程及生物措施不适宜该区。以广西平果县果化示范区为例,在系统分析典型峰丛洼地不同地貌部位、不同环境类型条件下水土流失的主要特点和过程的基础上,通过试验与示范,研发了适宜于峰丛洼地不同地貌部位的水土保持生物技术和工程技术,取得了较好的生态、经济、社会效益,可为我国西南岩溶区水土流失及石漠化的综合防治提供科技支撑。     

重庆岩溶地区景观格局特征研究

景观格局是地貌格局、土壤格局、水资源格局、植物分布格局及生产力格局等的综合。根据地质、地貌和区域景观特征,可将重庆岩溶区划成三大景观区:渝东北中山区(I)、渝东南中低山区(Ⅱ)、渝中平行岭谷低山丘陵区(Ⅲ)。各景观分区景观格局特征主要表现为:景观多样性指数分别为Ⅰ区1.38、Ⅱ区1.35、Ⅲ区1.77;各景观分区的人工干扰指数分别为Ⅰ区0.33、Ⅱ区0.69和Ⅲ区0.95,人工干扰的程度按照区域代码顺序依次增强;景观均匀度、优势度和丰富度密度分别为Ⅰ区0.49、1.43和0.0005,Ⅱ区0.48、1.46和0.0003,Ⅲ区0.63、1.04、0.0025;景观变化态势按照景观分区代码Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序表现为耕地、居民工矿用地和水域面积比例呈明显递增,而林地、草地呈现明显递减的,园地分布比例为Ⅲ区远大于Ⅰ、Ⅱ区;未利用地比例出现Ⅱ区最小,Ⅲ区最大的现象。     

不同地貌类型下景观格局对土地利用方式的响应

地貌条件是影响局地人类土地利用意识形成最直接、最关键的因素，由此形成的土地利用空间格局不仅在景观尺度上反映了人类对自然生态系统的影响程度，还是对自然、社会经济条件及政策的响应。该文选取重庆市沙坪坝区青木关镇、凤凰镇为研究区，调用其土地利用现状数据库，重新划分土地利用类型，提取景观格局指数，分析与探讨不同地貌条件下景观格局对土地利用方式的响应。结果表明，不同景观类型在同一地貌区内的格局特征不同，同一景观要素在不同地貌区的空间格局也有差异；中丘地貌区内土地利用类型多样，景观类型的本底不明显，受外界影响与干扰大；浅丘地貌区以耕地(水田和旱地)为本底，其他景观要素镶嵌于这一本底，受外来干扰强烈，斑块间差异较小，景观破碎化程度高，自身生态系统的稳定性和抗胁迫能力降低，是未来土地利用类型间的转换与生态环境变化的敏感区；低山地貌区由于受人类土地利用活动干扰逐渐减弱，正逐步向自然状态过渡。     

西南岩溶石漠化区水土保持研究新进展

西南岩溶石漠化区水土流失是目前岩溶学领域突出的环境问题和研究热点。2008年6月10～12日在重庆西南大学举办的”西南喀斯特石漠化区水土保持与生态文明学术研讨会”,体现了我国当前岩溶石漠化区水土保持研究的最新进展和最高水平。本文以该会议内容为背景,总结了西南岩溶石漠化区近年来水土流失动态评价及发展成果,包括岩溶区水土流失与生态环境基础研究、岩溶生态重建、水土流失与石漠化综合治理几个方面,并提出今后研冤中要加快岩溶科技创新,建立”数字石漠化”,深入岩溶石漠化基础研究和加强生态环境综合研究。     

贵州省岩溶区水土流失、石漠化受岩溶环境制约

贵州省处于珠江流域、长江流域分水岭地带,其水土流失、石漠化受岩溶环境制约。珠江流域石灰岩类岩石连片分布,出露面积占碳酸盐岩出露总面积的60.75%,白云岩类岩石占4.15%,岩溶地貌以峰丛洼地、谷地和岩溶峡谷为特征,其轻度水土流失面积占水土流失总面积的61.35%,重度石漠化面积占总石漠化面积的22.01%;长江流域白云岩、石灰岩及碎屑岩呈北东向互层分布,其中白云岩类岩石组合出露面积占31.17%,石灰岩类岩石组合出露面积占40.66%,岩溶地貌以岩溶槽谷、岩溶高原为特征,轻度水土流失面积占水土流失总面积的44.17%,重度石漠化面积占总石漠化面积的11.78%。水土流失、石漠化演变的统计结果显示,水土流失与石漠化是同一生态退化过程中的不同阶段,石漠化是土壤侵蚀长期作用的结果,土壤侵蚀是石漠化过程中某一阶段作用强度的体现,二者在成因上存在因果关系。     

岩溶生态系统土壤及表生植被某些特性变异与石漠化的相关性

岩溶山地石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程。本文以重庆市典型岩溶山地为例 ,探讨了岩溶生态系统土地利用方式与土壤机械组成、土壤水稳性团聚体、土壤有机质、土壤种子库、植被类型的关系。结果表明 ,经开垦利用后 ,岩溶环境土壤表层砂化现象更加明显。土地利用强度越大 ,对土壤团粒结构的破坏也越大 ,林地、灌草坡对水分的保持能力强 ,土地利用强度较大的土壤保水能力相对较弱 ,土壤有机质受土地利用强度的明显影响。土地利用强度越大 ,木本植物种子越少 ,草本植物种子越多 ,且以农田杂草为主。土地利用方式的变化 (如陡坡开垦 )是对次生植被及其种子库的主要威胁。     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素.通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质.结果表明土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力.     

不同经营模式土壤团粒结构的分形特征研究

土壤团聚体和水稳性团聚体的状况是影响土壤肥力的一个重要因素。本文运用分形模型对不同林分经营模式土壤团粒结构进行研究,探讨了分形维数与土壤肥力的关系。结果表明：土壤水稳性团聚体及不稳性大团聚体含量越大,团粒结构的分形维数越小,土壤肥力越高,土壤肥力越高;土壤团粒结构的分形维数与水稳性团聚体含量及水稳性大团聚体含量之间存在的显著回归关系;分形模型为土壤肥力研究提供新方法。     

不同脱沼泽阶段土壤中铁锰的比较研究

本文以沼泽土、起源于沼泽土的潜育型水稻土和潴育型水稻土系列为研究对象，研究了土壤脱沼过程中铁锰的变化规律。根据铁锰的剖面分布特征、土体和各粒级硅铁率与钛锰率，以及游离铁和活性铁的变化规律，土壤脱沼过程可分为两个阶段：（1）铁锰强烈淋失阶段。脱沼过程初期，土壤有机质含量甚高，且随着有机质分解加速而破坏性有机物如酸、酚类等物质的含量增加，故土壤还原能力增强，加之随着排水而提高了渗漏性，铁锰便强烈淋失。主要是以较粗粒级中的铁锰，特别是以游离态和活性态淋失为主，然后较细粒级中的铁锰亦发生明显淋失。（2）铁锰再淀积阶段。当土壤有机质下降到一定程度之后，还原能力便减弱，铁锰则氧化淀积。主要是以铁锰新生体等游离态形式向较细粒级再淀积。由于长期渍水，阻碍了铁的老化，因而再淀积的铁活性甚高，其活化度达80%以上。     

喀斯特石漠化过程中植被演替及其对径流水化学的影响

通过对贵州中部喀斯特地区进行植被调查以及土壤和径流样品的分析，探讨石漠化过程中植被演替及其对径流水化学组成的影响。结果表明：喀斯特石漠化后，土壤出现粘质化，有机质含量急剧下降，土壤毛管孔隙度下降，干旱季节表层和次表层土壤的含水量明显减少，改变了生态系统的水分运动规律。喀斯特地表径流中离子浓度的大小排序为HCO3^-＞SO4^2-＞Ca2^2＋＞Mg^2＋＞K^＋、NO3^-、Cl^-＞Na^＋＞NH4^＋＞PO4^3-，地表径流水化学类型以HCO3-Ca型为主；随着石漠化程度的增加，地表径流中PO4^3-输出量明显增加，其次是Ca^2＋、NO3^-，这部分养分的流失造成土壤养分水平下降，同时影响受纳水体的环境质量。地下径流离子组成与地表径流总体相似，但HCO3^-、Ca^2＋、Mg^2＋的含量高于地表径流，而K^＋、NH4^＋的含量低于地表径流；石漠化发生后，地下径流中HCO3^-、Mg^2＋浓度明显减少，岩溶作用减弱，而NH4^＋、NO3^-浓度明显增加，对地下水质产生一定的影响。     

玉米不同种植模式对田间小气候和产量的影响

为了提高玉米对自然资源利用效率,建立合理的种植模式,从而增加单位面积产量。本试验选用中矮杆紧凑型玉米隆平206,在60000株/hm2种植密度下,采用种行株距(50cm×33.35cm,60cm×27.79cm,70cm×23.84cm,80cm×20.84cm)的种植模式,研究其对玉米田间小气候及产量的影响。结果表明:在行距50cm,株距33.35cm时,群体结构较合理,农田小气候中的光照、温度、湿度、风等资源配合较好,各因素在玉米生长的中后期日平均值分别为8571lx、28.1℃、86.6%、0.1038/ms,所形成的田间小气候有利于隆平206的生长和发育,其光合效率最高,干物质积累量最大,单位面积产量也最高,达到8974.5kg/hm2。     

陕北农牧交错带土地荒漠化本质特性研究

通过分析陕北农牧交错带土壤的机械组成、物质成分和理化性质 ,探讨了土地荒漠化的本质。结果表明 :土壤受风沙作用 ,细粒物质逐渐减少 ,表层消失 ,或者被流沙取代 ,原土壤剖面被覆盖在沙层之下 ;土壤质地出现沙化 ,颗粒组成变粗 ;土壤有机质及养分含量减少 ,保水保肥性能降低 ;土壤形成以现代侵蚀和风沙沉积为主 ,物质淋溶和化学风化微弱 ,进化与退化同时共存。     

喀斯特地区典型峰丛洼地旱季表层土壤水分空间变异性初探

土壤水分空间变异性研究在喀斯特地区生态环境的恢复和重建过程中具有重要意义。通过网格(5 m×5 m)取样,用地统计学方法研究了喀斯特洼地典型区域(150 m×50 m)表层土壤水分(0~5 cm和5~10 cm)的空间变异特征。结果表明:土壤水分在采样区内呈比较简单的斑块状分布,相同性质斑块与土被连续分布区和石丛集中分布区范围相当;半变异函数在不同性质斑块内呈现出截然不同的变异特征,在整个采样区内表现出各向异性;旱季洼地表层土壤水分主要受石丛和地形两个不同尺度的环境因素影响;土壤水分具有一定的尺度效应,半变异函数的变程随着最小采样间隔增大而增大;当研究区域存在多重尺度的变异结构时,需要根据研究的目的和精度确定合理的采样尺度。