甘肃省水蚀荒漠化土地动态变化及防治对策

甘肃省水蚀荒漠化土地面积28 490.83 km2,是我国荒漠化土地分布面积广的大省,荒漠化危害十分严重。运用遥感、地理信息系统和地面调查相结合的方法,对甘肃省2004年和2009年两次水蚀荒漠化监测土地及其动态变化进行了研究。结果表明,甘肃省2009年比2004年水蚀荒漠化面积减少了420.27 km2,年变化率为-0.29%,全省水蚀荒漠化面积总体上在减少、程度在减弱,水蚀程度向好的方向发展。针对水蚀荒漠化危害提出了相应的防治对策。     

三峡库区重庆段水蚀荒漠化时空演变特征研究

在人类对物质的需求量大幅度增加的背景下,土地利用的不合理以及植被覆盖率降低等问题,直接导致土地水蚀荒漠化的形成与加剧,土地作为人类的核心生产要素和生态环境的载体,又将直接受到水蚀荒漠化的影响。文章基于RS和GIS技术,综合运用图谱分析、地形梯度分析以及幅度分析方法,分析了2003—2011年间三峡库区重庆段在三峡蓄水工程期间水蚀荒漠化的动态变化规律,研究水蚀荒漠化的时空演变特征。研究表明:目前为止,库区蓄水对三峡库区重庆段水蚀荒漠化现象产生了一定的影响作用,主要表现为库区周围水蚀荒漠化时空演变特征相对显著;2003—2011年间三峡库区重庆段不同程度水蚀荒漠化的空间组成结构、数量变化、平面重心分布以及基于地形特征下的图谱变化类型分布都呈现出明显的差异性;8 a期间三峡库区重庆段水蚀荒漠化现象改善趋势不明显,水蚀荒漠化在轻度水蚀荒漠化区域以及高程为500~1 200 m,坡度为15°～25°的区域呈现出最不稳定的时空变化特征;地形因子与水蚀荒漠化现象存在密切关系。研究可为三峡库区重庆段土地开发整理的区域选择和生态环境的保护提供参考和依据。     

基于GIMMS NDVI的黄土高原地区荒漠化时空特征分析

气候暖干化发展趋势使干旱半干旱地区生态环境受到荒漠化发展的胁迫,植被覆盖度能有效地表达研究区植被分布状况及荒漠化程度。利用遥感技术手段监测区域植被覆盖和荒漠化发展趋势是非常有效的途径。为了给黄土高原地区生态环境建设和荒漠化治理提供科技信息,利用1986—2006年的GIMMS AVHRR NDVI数据,采用像元二分法估算植被覆盖度;借鉴水蚀风蚀研究成果确定植被覆盖度和荒漠化关系并进行分级,对黄土高原地区荒漠化程度及时空变化进行分析。结果表明:1)黄土高原约64%的地区为植被覆盖度为10%~50%的中度和重度荒漠化区;约1/3的地区为植被覆盖度在50%以上的轻度和非荒漠化区;约3%的地区为植被覆盖度<10%的强烈荒漠化区。2)1986—2006年间,黄土高原地区整体上荒漠化程度表现为降低趋势,期间,中度和重度荒漠化面积显著减少,非荒漠化面积明显增加,而强烈荒漠化面积扩大。荒漠化程度的时间变化具有10年尺度特征。3)中度和重度荒漠化的区域具有转化频繁和连片性特征,轻度和非荒漠化区域空间转化零散破碎,强烈荒漠化扩大区域主要在宁夏甘肃的沿黄两岸。     

基于遥感数据的陕西省荒漠化土地动态变化研究

采用1975年MSS数据,2000年TM数据,2007年TM数据为遥感信息源,通过建立科学的荒漠化分类体系与遥感解译标志,并结合地理信息系统方法,对陕西省荒漠化现状与1975—2007年近32a来的动态变化特征进行了研究。结果表明,截止2007年,陕西省荒漠化土地面积8.23×104 km2,占全省面积的40.15%。荒漠化类型多,包括沙质荒漠化、水蚀荒漠化与盐碱质荒漠化3类,以水蚀荒漠化为主,3种荒漠化类型分别占陕西省面积的7.48%,32.37%和0.3%;近32a来,荒漠化土地面积持续逆转,2000—2007年的逆转幅度大于1975—2000年。陕北长城沿线的沙质荒漠化与黄土高原的水蚀荒漠化出现明显逆转,陕南秦巴山地的水蚀荒漠化在总体逆转的同时,部分地区出现发展的态势。     

民勤绿洲荒漠化遥感评价研究

利用3个年份TM数据,研究荒漠化遥感评价方法,并对民勤绿洲荒漠化进行了初步研究。建立起以遥感光谱特征、组合派生特征和空间结构特征为评价因素,用最大似然方法和景观格局分析进行荒漠化评价的方法,以及在此基础上区域荒漠化评价指数的计算方法。研究表明,3个年份的荒漠化评价总精度都在0.8以上;引入模式识别技术,将是荒漠化评价的主要发展趋势。1988到1997年间,民勤绿洲荒漠化面积没有扩大,基本保持稳定,但各荒漠类型和等级内部间发生转化。从民勤区域荒漠化指数看,1988年为0.71,1992年是0.69,1997年为0.76。1988到1992年期间,荒漠化以水蚀、风蚀过程为主,荒漠化严重程度有所下降,速率为0.5%;1992到1997年间,盐渍化荒漠化过程加剧,荒漠化严重程度加剧,速率为1.4%。作为水蚀荒漠化过程则在整个评价期内减弱。在景观格局上,1992年的整体景观破碎化程度下降,景观格局最为稳定;而1997年破碎化程度最大,景观格局复杂、最不稳定。因此景观格局也反映出两个评价时段内荒漠化演化过程不同,从1988到1992年,土地退化减弱;而1992到1997年间,土地退化进一步加剧     

彭阳县水蚀荒漠化现状及防治对策

彭阳县属黄土丘陵沟壑区第二副区,全县水蚀荒漠化面积2 334 km2,占土地总面积2 528.4 km2的92%,年均土壤侵蚀模数6 000 t/km2。水蚀荒漠化导致林木死亡或生长不良、生态环境严重恶化,流失的泥沙淤积水库、破坏交通,使经济发展受到了制约。在分析水蚀荒漠化成因的基础上,提出了加大宣传力度、合理安排农林牧业用地、大搞基本农田建设、积极退耕还林还草、实行封山禁牧、发展舍饲养殖、以小流域综合治理带动面上水土保持工作全面开展的具体对策。     

黄土高原水蚀区生态移民研究成果回顾与问题反思

黄土高原地区是我国最为严重的水蚀区,也是我国的集中连片贫困地区.黄土高原水蚀区内的生态移民活动较为丰富,但目前还未见到以黄土高原水蚀区作为特定论域的生态移民专题文献与研究文献综述.从生态移民的概念、分类、功能、机理、主体、模式、意愿、决策、地域、适应、对策、政策、战略等13个研究侧面,对目前黄土高原水蚀区相关研究成果及在研究上还存在的问题进行了回顾与反思.     

甘肃省土地荒漠化监测结果及动态变化分析

应用遥感与地面调查相结合的方法和"多因子数量化评价法"荒漠化评价指标体系,于2009年对甘肃省荒漠化土地进行了第四次调查监测,并对2004年和2009年两期监测结果进行了对比。结果显示:甘肃省荒漠化土地总面积1 921.28万hm2,其中风蚀土地面积1 549.83万hm2、水蚀284.91万hm2、盐渍化70.26万hm2、冻融16.29万hm2,与2004年监测结果相比,5年间荒漠化土地面积减少了13.49万hm2,年逆转率为0.14%。荒漠化土地动态变化总体呈相持递减趋势,荒漠化有所逆转,荒漠化程度总体在减轻。     

水蚀荒漠化的最大熵模糊优化评价模型

基于最大熵原理,应用模糊集合论中的隶属度等概念,综合考虑土地水蚀荒漠化评价的随机性和模糊性,定义加权广义距离表征待评价土地样本与标准样本的差异,建立了最大熵模糊优化评价模型。通过实例,选择沟谷密度、坡度、土壤厚度、土壤有机质和植被指数等五指标,给出土地样本的水蚀荒漠化最优分级;对比模糊综合评判,所建模型评价结果具有较小的Shannon熵,即分级决策具有较小的不确定性。     

类芦生长和抗逆特性的分析探讨

通过多年来对类芦的生态特征、生物学特性的观察及绿化治理实践的研究,较系统地掌握了类芦适应恶劣生境的生长和抗逆特性,从而为类芦这个优良的乡土草种在我国南方水蚀荒漠化和矿山废弃物地区绿化治理的推广、应用提供了科学的依据。     

分步型流域“降雨-流出”过程数值模拟方法的研究

流域地表流出的计算是水文学的一个重要研究课题。本研究以黄土高原北部的六道沟流域为流域模型,在确定试验流域地形和土壤物理性质的基础上,利用运动波理论和拟河道网开发分布型流域的"降雨-径流"过程的数值计算方法,对观测流量数值模拟结果的分析表明,该计算方法适用于北部黄土高原的实际,研究结论为该区域的地表水资源的推求提供了一种有效的数值计算方法。     

黄土高原小流域综合治理信息系统

黄土高原小流域综合治理信息系统,是建立在大比例尺信息源基础上并直接为基层（面积为10km²左右的小流域）资源开发、土地利用、水土保持规划服务的。在数据采集和预处理方面,既注意到充分反映地学特征,又注意到方便计算机处理;在系统应用方面,既注意充分发挥现有的数据处理方法,又注意到总结经验建立相应的专家系统。该系统首先在黄土高原11个综合治理试验示范区上建立和应用,旨在使定位研究更加科学化、模式化,便于尽快向更大范围推广,促进整个黄土高原的综合治理。     

黄土高原生物土壤结皮研究进展与展望

黄土高原是典型的生态脆弱敏感区和世界上水土流失最为严重的地区,也是当今我国生态恢复和生态文明建设的重点区域。生物土壤结皮是细菌、藻类、真菌和孢子植物与土壤颗粒胶结而成的有机复合体,是干旱半干旱地区地表系统的重要组成部分,它们对黄土高原的水土保护、养分积累和生态恢复具有重要的生态功能。本文论述了生物土壤结皮类型与演替过程;系统总结了黄土高原不同环境中生物结皮微生物和藓类的物种多样性、生态功能、人工生物结皮培养与生态恢复的研究进展与存在问题,最后从黄土高原生物结皮微生物多样性和功能群、生物结皮不同生物类群之间及其与种子植物的种间关系、生物结皮人工培养和生态恢复方面提出了研究建议与展望,以期对黄土高原生物结皮的相关研究提供参考。     

Ephemeral gully recognition and accuracy evaluation using deep learning in the hilly and gully region of the Loess Plateau in China

Ephemeral gullies are widely distributed in the hilly and gully region of the Loess Plateau and play a unique role in the slope gully erosion system. Rapid and accurate identification of ephemeral gullies impacts the distribution law and development trend of soil erosion on the Loess Plateau. Deep learning algorithms can quickly and accurately process large data samples that recognize ephemeral gullies from remote sensing images. Here, we investigated ephemeral gullies in the Zhoutungou watershed in the hilly and gully region of the Loess Plateau in China using satellite and unmanned aerial vehicle images and combined a deep learning image semantic segmentation model to realize automatic recognition and feature extraction. Using Accuracy, Precision, Recall, F1value, and AUC, we compared the ephemeral gully recognition results and accuracy evaluation of U-Net, R2U-Net, and SegNet image semantic segmentation models. The SegNet model was ranked first, followed by the R2U-Net and U-Net models, for ephemeral gully recognition in the hilly and gully region of the Loess Plateau. The ephemeral gully length and width between predicted and measured values had RMSE values of 6.78 m and 0.50 m, respectively, indicating that the model has an excellent recognition effect. This study identified a fast and accurate method for ephemeral gully recognition in the hilly and gully region of the Loess Plateau based on remote sensing images to provide an academic reference and practical guidance for soil erosion monitoring and slope and gully management in the Loess Plateau region.     

自动基流分割法在黄土高原水蚀风蚀交错区典型流域适用性分析

黄土高原水蚀风蚀交错区生态环境脆弱,河川基流量的多少及其变化对维持该区生态系统健康具有重要意义.利用黄土高原水蚀风蚀交错区窟野河流域多年实测径流资料,研究国内外常用的滑动最小值法、HYSEP法和数字滤波法3类共8种自动基流分割方法在该研究区的适用性.结果表明:1)8种方法所得年均基流指数差异较.大,最大为0.651 5...     

1985-2015年黄土高原地区粮食生产空间格局变化及原因

针对黄土高原地区扩大退耕还林还草是否会引起区域粮食供给不足的问题,利用1985—2015年黄土高原地区县级单元人口、粮食产量、播种面积、单产等数据,采用分级法和空间自相关分析法研究黄土高原地区粮食生产时空分异特征,运用对数平均迪式分解法探讨不同时期粮食单产与播种面积对粮食增产的贡献率。结果表明:2015年黄土高原地区粮食总产量和人均粮食产量分别达4.45×10⁷ t和396.53 kg,分别为1985年的1.97,1.39倍;粮食生产空间分布不平衡,284个县级单元之间粮食产量相差较大,1985—2015年粮食生产空间格局呈现逐渐由南向北、由东向西的转移趋势;粮食生产主要依靠单产支撑,1985—2015年粮食增产2.19×10⁷ t,其中单产贡献率达94.25%,面积贡献率仅5.75%,但近几年单产贡献率下降应引起重视。该研究有助于提高对黄土高原地区粮食生产的认识,为区域制定粮食生产政策和生态退耕政策提供一些参考依据。     

黄土高原半干旱地区集水型生态农业分析

简介了黄土高原半干旱地区农业发展现状及面临的问题，阐述了集水型生态农业在黄土高原旱地农业中应用的重要性，指出改善土壤水分是该区农业可持续发展的关键，集水型生态农业将有广阔的发展前景。     

黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征

[目的]探究黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征,为黄土高原生态恢复重建工作提供科学参考。[方法]以Web of Science数据库和CNKI数据库中的期刊论文为数据源,运用CiteSpace文献计量工具对黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变的研究概况及研究热点进行分析。[结果]2002—2018年黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变特征相关文献的发表数量随时间呈增长趋势;国内外研究热点主要围绕土壤微生物量、微生物群落结构以及酶活性展开,且对于微生物量的关注度比较高;在植被演替过程中,微生物生物量和酶活性总体增加,微生物群落从贫营养型向富营养型转变,土壤微生物群落结构和功能的进一步改善。不同植被类型对土壤生物质量改善效果不同,总体来说,混交林作用效果最好,刺槐和柠条纯林次之,荒草地和油松纯林最低。[结论]黄土高原植被恢复土壤微生物今后的研究应注重微生物关键种的识别、参与碳氮磷循环的功能微生物以及全球变化对微生物群落影响等方面。     

黄土高原降雨量空间插值精度比较——KRIGING与TPS法

 黄土高原地域广阔,降雨量时空分布复杂多变,插值方法将影响降雨量的时空变化特征分析,进而影响水文及土壤侵蚀模拟效果。采用黄土高原河龙区间及毗邻地区50余个气象站点20年(1981—2000年)的降雨量数据,分别利用KRIGING（克里金）和TPS（薄板光滑样条）方法对多年平均、年和月降雨量进行插值,对研究区内27个站点进行交叉验证,比较和分析其插值精度变化特征。结果表明：1）无论多年平均,还是年和月尺度,KRIGING与TPS方法降雨量插值结果都能正确反映河龙区间降雨量的空间变化趋势,2种方法交叉验证平均一致性指标（A）绝对值相差均在±0.01范围内,2种方法面平均插值精度均没有显著性差异。2）不同时间尺度的插值精度,KRIGING与TPS 2种插值方法的交叉验证平均一致性指标（A）均表现出多年均值优于4月约14%,优于年值约19%,优于7月约35%。     

我国引种栓皮槭的气候生态适生区划分

 为使栓皮槭在我国引种驯化成功,根据引种的气候相似原理,应用欧氏距离模糊相似优先比法,划分了我国适宜栓皮槭大陆类型引种的区域。结果表明:引种适宜区为辽东半岛、华北平原北部、晋冀鲁豫山地丘陵、西北黄土高原区中部和西南高山林区中北部;次适宜区为辽宁大部分地区、西北黄土高原区北部、汾渭谷地、华北平原中部,青藏高原东南部和新疆乌鲁木齐、伊宁。研究结果为我国科学地开展栓皮槭引种栽培提供理论依据。