基于CA-Markov模型的黄土高原南部地区土地利用动态模拟

为研究土地利用动态变化,并根据土地利用现状预测将来土地利用情景,该文利用元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型,对2030年土地景观格局进行模拟。结果表明:研究区1980-2005年间,草地、建设用地增加,林地小幅度增加,水域、未利用地少量减少,耕地变化剧烈。CA-Markov模型模拟精度为87.28%,说明利用其进行模拟是可靠的。将来研究区土地利用仍会发生较大变化。该方法为相关区域开展土地预测研究提供借鉴,研究结果可为土地优化研究奠定基础。     

陇东黄土高原土地利用、覆盖变化及驱动力分析

从土地利用和土地覆被的角度出发，利用RS和GIS技术，分析了20世纪最后15a该区土地利用和土地覆被变化在数量、结构和类型上的特点，并进一步分析了该区土地利用／土地覆被变化的驱动力，得出以下结论。15a间除建设用地和草地面积增加外，其他土地利用类型都呈现出不同程度减少。其中耕地减少了20691hm^2，主要转变为建设用地，且减少的耕地多为位置相对优越。产量较高的优质良田；林地减少了12269hm^2，主要转变为草地、早地和建设用地；草地的面积增加了33488hm^2，主要源自干林地和耕地的变化；交通建设用地高速增长，15a间增加了9278．8hm^2。该区土地利用和土地覆被变化的驱动力主要为自然因素、人口压力、经济因素及宏观政策等。     

2000—2020年黄土高原NEP时空格局与驱动力

黄土高原是中国重要的生态屏障。在全球变化的背景下,黄土高原的碳收支平衡备受关注。本研究基于MOD17A3HGF数据,通过GSMSR模型、趋势分析、差异分析以及地理探测器等方法,分析2000—2020年黄土高原的碳源/汇特征,揭示2000—2020年该区域生态系统净生产力(NEP)的时空格局及其驱动因素。同时,将研究区按经度方向划分为西、中、东三个子区域,比较不同区域内驱动因素的差异性。结果表明：(1)近20 a黄土高原49.69%的区域从碳源向碳汇转变;NEP随时间波动上升,在东南部高于西北部,多年平均值为12 g C·m^-2·a^-1。(2)水分条件是影响NEP空间分布的主要自然因素,而土地利用类型则是影响NEP空间分布的主要人为因素;不同因子间的交互作用对NEP的影响普遍大于单个因子。(3)西、中、东三个子区域NEP的驱动因子存在明显的空间分异特征,中、西部地区受气候影响较多,以降水、湿度等水分条件为主;东部地区受地形、气候、人类活动等因素综合影响,其中,以土地利用类型为代表的人为干扰最强。     

黄土高原南部土地生产力及其与侵蚀的关系

使用PI模型对泥河沟流域土地生产力特征及其与侵蚀的关系进行了研究.结果显示:泥河沟流域土地生产力的变化差异很大,总体上以林地最高,果园和草地次之,农地最低;整个流域土地生产力呈现出以村庄为中心辐射状递减(农地)和斑状交错(果园)分布特征,土地生产力随着土壤侵蚀强度增大呈现指数规律减小.农地生产力水平很低,其变化范围从0.042到0.211,平均值为0.125,仅相当于无侵蚀旱地的四分之一,且农地生产力与冬小麦产量具有密切线性相关关系.     

民勤县生态承载力动态趋势与驱动力分析

在全球变暖的大气候背景下,自然与人文因素的双重驱动下,民勤县的生态环境急剧恶化,民勤县生态承载力动态趋势的定量评价和驱动力分析对于促进该地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。文中利用基于生态足迹方法的生态承载力时间动态趋势评价方法,建立了民勤县1990-2007年18年间生态承载力供给与需求的时间动态趋势模型,对其趋势的变化速率与剪刀差进行了定量评价,预测了各项指标2008-2017年10年间的发展趋势,并分析了导致该趋势变化的自然与人文因素驱动力。研究结果表明:民勤县过去18年间人均生态承载力供给和需求呈差异不断增大的反向发展趋势,其中人均生态承载力需求加速增长,而人均生态承载力供给加速降低,供求趋势的剪刀差呈持续增大趋势,年均增长率达7.12%;其间,全县可载人口数持续降低,至2007年,民勤县可载人口数降至16.5万人,超载人口数增至14.7万人;未来10年内民勤县的生态承载力供求矛盾将呈不断加剧的态势,不可持续发展的状况将日趋严重。导致民勤县生态承载力供求矛盾不断加剧的主要驱动力包括水资源日益匮乏、土地生产力不断降低、人口压力持续增大,人口消费量急剧增长,消费结构和土地利用方式的不合理等等。     

贵州南部水稻田白背飞虱种群数量动态与分析

采用灯光诱集和田间系统调查的方法,对贵州南部三都县2008-2012年的白背飞虱灯下和田间种群进行了分析研究,结果显示：白背飞虱在4月中下旬开始迁入贵州南部,在5月中下旬到达迁入高峰; 灯下主峰日与灯下始见日（r=0.996**）和始盛日（r=0.997**）均呈显著相关; 灯下种群中雌虫数量略高于雄虫,年度间雌、雄性比差异不显著。若虫是田间种群的主要构成部分,在6月上旬达到发生高峰,其发生为害期较成虫短,一般到7月中下旬结束; 成虫发生期贯穿水稻的整个生育期,在5月下旬至6月上旬出现高峰。田间主要为害世代的发生量与6月中下旬的灯下虫量呈显著正相关。     

55年来黄土高原边缘地区耕地动态变化的多尺度分析

本文对地处干旱、半干旱黄土高原生态脆弱地带的大同市耕地现状和1949—2003年间耕地总量变化进行分析,同时采用Morlet小波变换方法,对大同市耕地面积变化进行了多时间尺度和相应的周期变化特征分析,得出55年来大同市耕地面积变化具有2—3年和6年左右的年际尺度周期变化,并预测未来大同市耕地面积变化趋势;运用主成分分析方法分析得出耕地动态变化的驱动机制为人口因素、农业现代化水平、经济发展水平三个方面,所得结论有利于在科学的指导下采取措施稳定耕地面积,为干旱半干旱地区耕地的可持续利用提供科学依据,对相关省市农业可持续发展具有重要意义。     

基于主成分分析的巴州耕地变化趋势与驱动力

土地利用与覆盖变化是全球变化研究的重要组成部分,干旱区土地利用与覆盖变化的机制与其驱动力又是干旱地区相关问题研究的核心。巴州地区作为新疆的农业大区,随着人口规模的扩张对耕地的需求不断增加,因此研究其耕地的变化具有重要的现实意义。利用1978-2009年的统计数据,分析了30年间巴州耕地变化的总体趋势、运用定性、定量相结合的方法对耕地数量变化的驱动力进行分析,最终建立耕地变化多元回归模型。结果表明:30年之间巴州地区耕地呈持续增长趋势,耕地变化除具有以全区总体变化为代表的普遍特征外,还有明显的区域差异;耕地变化主要与经济因素有关,并与总人口、粮食总产、机械总动力等人口和农业生产因素显著相关。     

银川市农业结构调整的自然-社会经济驱动力分析

通过对银川市多年土地资源、土壤质量、水资源、气候等自然资源的变异和社会经济数据的分析认为,银川市人均耕地面积的减少、土地质量的退化、水资源短缺与水质污染、气候环境的变化等是农村产业结构调整的自然驱动力;社会经济各项指标对种植业的影响最大,消费结构对林果业发展影响较大,牧业发展与种植业产值和肉制品、蔬菜、粮食消费金额关联较高,渔业发展相对稳定,受社会经济指标影响较小。基于此银川市农业产业结构调整要因地制宜,综合考虑农业的多重综合功能,合理安排各个产业及产业内部在时、空、量、序上的布局等。     

陕西省耕地变化驱动力区域差异分析

根据陕西省以及11地市(区)1997-2006年耕地变化和社会经济数据,采用主成分分析法探讨陕西省各地市(区)耕地面积变化的驱动力及其差异。结果表明:陕西省省域耕地面积变化第一驱动力为社会经济因素,第二驱动力为退耕还林政策;根据驱动因子内容划分,咸阳、宝鸡、渭南、榆林、商洛属于产业拉动型,铜川和延安属于投资推动型;西安、汉中和安康属于社会经济综合驱动型;10个地级市均受到退耕还林政策的驱动,杨凌示范区则由于特定的发展时期受到固定资产投资的驱动影响。陕西省11地市(区)耕地变化的第一驱动力存在区域上的差异,第二驱动力差异较小。     

黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

坡度图在黄土高原土地利用遥感信息提取中的应用

黄土高原地形破碎,基于地物光谱特征的计算机分类往往不能满足精度需求,必须依靠由地理信息系统提供的辅助数据来提高分类精度。本文在遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE的支撑下,利用监督分类方法研究了坡度图在土地利用信息提取中的应用。结果表明,坡度图辅助土地利用信息提取能获得较好的效果,其总精度提高了16．41％。     

黄土高原沟壑区土地结构与土地资源的合理利用研究

从土地类型数量结构、土地质量结构、土地空间结构和土地利用现状结构入手,对黄土高原沟壑区的土地结构及特征进行了分析.结果表明:土地类型以梁峁坡地、沟坡地和沟谷底为主,三者占总土地面积的75.16%;土地总体质量不高.宜草地、宜农地、宜林地面积分别占土地总面积的44.45%、23.47%和18.51%.土地类型的空间分布表现出明显的层状、镶嵌状和空间上的不均匀性;农林牧用地结构为1.5:1:2.农地后备资源不足,出现林地退化,草地沙化等现象,土地结构处于极不稳定状态.应通过调整土地利用结构、因地制宜、合理开发等措施,以保证土地结构向好的方向发展.     

近300年来黄土高原耕地变化及时空格局分析

以黄土高原过去300年来的耕地栅格数据为基础,运用ESDA(探索性空间分析方法)对黄土高原近300年来各县(旗)区的耕地变化情况进行了动态实证分析。结果表明:1)在过去的300年中,黄土高原耕地面积呈现出从增加到减少,然后又到增加的趋势;2)黄土高原各县(旗)域耕地面积存在着显著的空间集聚效应,并且各县(旗)域Moran's I指数都为正;3)黄土高原各县(旗)耕地面积的两种集聚类型("高高"低低")在时空上存在着明显的分带现象,且变化规律存在着显著的空间分异特征。     

论黄土高原生态保护与农业生产的协调发展

黄土高原是我国水土流失最严重的地区,农业生产与生态环境长期处于恶性循环之中,要改变这种现状,必须协调发展农业生产与生态环境建设。通过对黄土高原地区生态经济系统的分析,详细地论述了黄土高原地区农业生产与环境保护协调发展的艰巨性、必要性和可能性,并提出了该地区农业生产与生态保护协调发展的基本战略途径。     

黄土高原南部坡地土地生产力衰退过程和恢复途径研究

使用PI模型对黄土高原坡地生产力的自然衰退过程,以及在水土保持和施肥管理措施下土地生产力的变化趋势进行了模拟,结果显示:在自然侵蚀环境中,土地生产力的衰退速度很快,平均每年以0.25%到0.5%的速度衰减,若采取水土保持措施则其衰退速度较自然侵蚀下年均减缓0.07%(水平梯田)、0.15%(坡式梯田)和0.21%(等高带状种植),而采用水土保持措施并结合施肥管理措施则可使土地生产力得到明显恢复;水土保持措施可以减缓土地生产力衰退的速度,但不能使其生产力得到有效恢复,只有采用水土保持措施并结合合理的施肥管理措施才能使土地生产力水平得到恢复和提高.     

Fractal features of soil profiles under different land use patterns on the Loess Plateau,China

Fractal theory is becoming an increasingly useful tool to describe soil structure dynamics for a better understanding of the performance of soil systems. Changes in land use patterns significantly affect soil physical, chemical and biological properties. However, limited information is available on the fractal characteristics of deep soil layers under different land use patterns. In this study, the fractal dimensions of particle size distribution(PSD) and micro-aggregates in the 0–500 cm soil profile and soil anti-erodibility in the 0–10 cm soil profile for 10 typical land use patterns were investigated in the Zhifanggou Watershed on the Loess Plateau, China. The 10 typical land use patterns were: slope cropland, two terraced croplands, check-dam cropland, woodland, two shrublands, orchard, artificial and natural grasslands. The results showed that the fractal dimensions of PSD and micro-aggregates were all significantly influenced by soil depths, land use patterns and their interaction. The plantations of shrubland, woodland and natural grassland increased the amount of larger micro-aggregates, and decreased the fractal dimensions of micro-aggregates in the 0–40 cm soil profile. And they also improved the aggregate state and aggregate degree and decreased dispersion rate in the 0–10 cm soil profile. The results indicated that fractal theory can be used to characterize soil structure under different land use patterns and fractal dimensions of micro-aggregates were more effective in this regard. The natural grassland may be the best choice for improving soil structure in the study area.     

黄土高原路面雨水的农业资源化利用技术

通过对黄土高原水资源现状分析,提出了采用消能淤泥坑,通过直接、间接将路面雨水引入农田"土壤水库"或时空可调节的自压式集流水窖等贮水设备中,并采用一定的耕作农艺措施将路面雨水利用到农田中的方法和技术.多年的甘肃定西试验和实践表明,使用这种技术不仅提高了天然降水的利用效率,而且简单易行,是黄土高原地区农业雨水资源利用的一个有效途径,同时该技术具有防止水土流失和改善旱区农业生态环境的效应.     

黄土高原中南部农户农果复合生态系统的能值分析

应用生态经济系统能值分析理论与方法,以黄土高原中南部的延安市宝塔区北沟村、淳化县西坡村2村农户为研究对象,通过一系列能值指标,定量分析了农户农果复合生态系统的自然资源以及系统投入产出特征.结果表明:农户农果复生态系统的能值投入结构相似,辅助能的投入中不可更新工业能的投入比重最高,且以化肥投入为主,有机肥投入不足,应按适当比例增加有机能值的投入以提高系统的生态经济效益;农户农果复合生态系统生产优势度较高,但系统稳定性指教低,单位时间的劳动生产率较低,农果业生产水平有待提高;农户农果复合系统的能值产出率较低,能值投入率较高,对能源的利用效率较低,农果复合系统的环境资源进一步开发的潜力很大.提高农果复合系统的能值投入应当是提高资源的利用效率,加强农果业管理的科技含量和科学管理力度,使黄土高原中南部的果业生产走上健康持续发展的轨道.