基于生态位理论的东北黑土区耕地整治适宜性评价——以公主岭市为例

耕地整治是保护耕地的重要举措,耕地整治适宜性评价则是开展耕地整治的重要前提和基础。本研究以生态位理论为基础,以吉林省公主岭市为例,从自然条件、基础设施条件、生态可持续性和空间稳定性4个维度选取14个指标,采用Delphi与AHP相结合的方法确定指标权重,在评判影响耕地整治的各项指标实际值(现实生态位)与耕地整治在理想条件下各项指标能够达到的最佳状态(最适生态位)的贴近程度的基础上,确定了3种类型指标的评价模型,并通过加权求和模型计算各评价单元耕地整治生态位适宜度,最终通过Ward聚类法将公主岭市耕地整治适宜性划分为4个等级,同时引入障碍性因素模型,定量确定不同等级区域耕地整治的障碍性因素,并提出整治的方向和对策。研究结果表明,研究区可分为4个整治区,Ⅰ级高度适宜区生态位适宜度大于0.75,耕地面积13 799.89 hm2,占总耕地面积的4.16%,主要障碍性因素为农田防护林覆盖率、道路通达度和田块规整度;Ⅱ级中度适宜区生态位适宜度在0.70到0.75之间,耕地面积77 754.36 hm2,占总耕地面积的23.41%,主要障碍性因素为灌溉条件、道路通达度和农田防护林覆盖率;Ⅲ级轻度适宜区生态位适宜度在0.61到0.70之间,耕地面积177 192.38 hm2,占总耕地面积的53.36%,主要障碍性因素为土壤有机质含量、距主交通干线距离和土壤pH;Ⅳ级不适宜区生态位适宜度小于0.61,耕地面积63 325.61 hm2,占总耕地面积的19.07%,主要障碍性因素为土壤质地、灌溉条件和耕层厚度。研究基于生态位适宜度模型对耕地整治适宜性进行评价,丰富了耕地整治适宜性评价方法,同时评价结果为耕地整治分区建设以及整治方向提供了科学依据。     

黄土丘陵区生态适宜型农村经济发展模式探讨

基于黄土丘陵区在全国国土总体格局中的生态功能定位,本文以有效控制水土流失和整治生态环境为前提,在总结黄土丘陵区农村经济发展普遍性方向的基础上,重点讨论了在黄土丘陵区建设生态适宜型农村经济发展模式宜遵循的基本原则、主要内容、发展阶段及产业开发层次,并从生态环境效益、经济效益和可持续发展性等角度阐述了评判模式可行性及发育程度的基本方法.最后针对模式具体应用应注意的问题提出了若干建议.     

山地丘陵区土地整治中覆土需求优先度评价

[目的]明确山地丘陵区土地整治项目的覆土区域,指导项目区域的规划设计。[方法]选取涉及土壤构型、交通状况、立地条件、土壤理化性质等方面的7个指标,利用GIS技术,对陕西省铜川市一典型土地整治项目进行覆土优先度评价。[结果](1)项目区内I级覆土需求优先度区域占到田块总面积的46.2%,其覆土的综合效益较大,可优先安排覆土;(2)Ⅱ级覆土需求优先度区域占田块总面积的23.7%,可根据土源情况适当进行覆土;(3)Ⅲ,Ⅳ级覆土优先度区域共占到田块总面积的30.1%,此2个区域覆土效益较小或基本无覆土需求,可不进行覆土。[结论]评价结果明确了各个区域的覆土需求度,较好地反映了土地整治项目区的真实情况。     

生态位适宜度方法在基于GIS的耕地多宜性评价中的应用

以江汉平原后湖地区耕地为研究对象，将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中，采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、小麦、棉花和油菜4种作物的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，最大值达0．958，生境条件基本能满足作物的需求；评价结果以1、2级为主，所占面积达75％；水稻的适宜性面积在该区最大，达65．54％，小麦次之；限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为：速效磷、CEC和道路通达度。该研究结果能直接指导农业生产实践，促进耕地的合理利用与管理。     

基于耗散结构理论的黄土丘陵区耕地利用变化分析

耕地利用和保护是关系我国国民经济和社会可持续发展的全局性战略问题。针对黄土高原耕地利用和保护面临的问题,根据耗散结构理论,以黄土丘陵区耕地资源为研究对象,通过分析黄土丘陵区耕地资源利用的特点,构建了耕地系统的熵流模型,耕地利用效益、光合转化效益及生态效益是影响该区域耕地系统有序性的关键。以上黄试区为例,分析了该试区不同时期耕地系统熵流变化的规律。结果表明,从"六五"时期至"十五"时期,通过对该试区耕地系统进行综合治理,耕地系统的熵值逐步减少,其不同时期的熵变值分别为-0.6524、-0.1988、-0.3421、-0.2664和-0.2900,表明耕地系统的有序性、稳定性逐步提高。     

基于生态位适宜度的土地生态经济适宜性评价

针对传统的土地适宜性评价缺乏从自然、社会和经济综合的角度考虑土地利用问题的缺陷,建立了基于生态位适宜度的土地生态经济适宜性评价模型.以武汉市黄陂区为试验区,试验结果表明该模型综合考虑的土地利用的经济和生态需求,克服了传统评价方法仅注重土地自然条件的不足,为土地适宜性评价提供了新途径.     

基于GIS和生态位适宜度模型的耕地多适宜性评价

以江西省鄱阳湖及周边经济区耕地为研究对象,将生态位适宜度方法以及克里格插值法引入到多宜性评价研究中,采用加权平均模型和限制因子模型对各评价单元水稻、油菜、棉花和甘薯4种作物的生态适宜度值及限制性生态因子进行了定量分析,结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高,最大值达到0.9824,生境条件基本能满足作物的需求;评价结果水稻、油菜和棉花以1、2级为主,所占面积均达到67%以上,甘薯1、2级地占56.9%;综合评价中水稻的适宜性面积最大,达56.1%,棉花次之;限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为:土壤全磷含量、有机质含量、耕作层厚度。该研究结果能直接指导农业生产实践,促进耕地的合理利用与管理。     

基于生态位理论的厦门市耕地数量演变及驱动力研究

耕地数量变化及其影响的土地利用结构,对理解城市化过程和区域可持续发展具有重要指示意义。基于生态位态势、生态位扩充与压缩等生态位理论,本文测算了1990—2015年厦门市各种土地利用类型和厦门市六区的生态位宽度与熵,分析了厦门市耕地数量的时空演变特征和机制,探讨了厦门市耕地数量变化驱动因素。研究结果表明：1）1990—2015年,厦门市的耕地数量生态位逐渐下降,年均压缩率1.45%,这与建设用地数量生态位的扩充直接相关。综合来看,厦门市耕地数量生态位的演变处于后期滞缓阶段。2）厦门各区的耕地数量生态位变化与厦门市一致,总体呈下降趋势。耕地面积占有率及耕地面积减少速度在各区之间分异较大,根据各区耕地数量生态位的演变特征可以划分为3类,按成熟度递减排序依次为湖里区和思明区、集美区和海沧区、同安区和翔安区。3）厦门市的耕地与建设用地综合效益生态位差逐渐变大,这驱动了耕地数量生态位的演变,其中经济效益是主导效益。研究结果有助于生态位理论在社会生态领域的发展以及城市区域耕地的保护。     

基于生态位适宜度模型的土地利用功能分区

土地利用功能分区是土地利用总体规划中的重要内容。该研究以生态位理论为基础,从生态角度进行土地利用功能分区定量研究。该研究提出了土地利用生态位的概念,并从土地利用需求生态位和现实生态位的耦合关系,构建土地利用生态位适宜度模型,建立土地利用生态位适宜度评价因子体系,并以土地利用生态位适宜度评价结果为表征量,借助GIS技术对土地利用功能进行分区。通过对山东省济南市的案例研究,运用该技术方法进行的土地利用功能分区,结果更加优化和合理,验证了该模型的实用性。该研究从生态适宜角度为土地利用分区的定量化研究提供了新的技术方法。     

黄土丘陵沟壑区耕地细碎化评价与土地整治工程分区——以吴起县为例

为研究黄土丘陵沟壑区耕地细碎化的特征,提高农业机械化水平,以延安市吴起县为研究区,以行政村为单元,基于ArcGIS与Fragstats软件,运用景观指数、地理探测器等方法评价了吴起县的耕地细碎化程度,分析影响因素,并划分土地整治工程分区。结果表明:(1)吴起县耕地综合细碎化程度总体较高,各程度细碎化的行政村数量排序为中度细碎>重度细碎>轻度破碎。轻度细碎化集中分布于吴起县北部,重度细碎化主要分布在中部、南部、西南部,中部地区的重度细碎化呈现出西北—东南走向的条带状。吴起县耕地细碎化的主要类型为面积细碎化,形状细碎化与分布细碎化程度相对较低。(2)吴起县耕地综合细碎化的主要影响因素为高程、坡度、距河流的距离、距农村居民点的距离,影响力大小排序为距河流的距离>坡度>高程>距农村居民点的距离。坡度、距河流距离分别与距农村道路距离、距农村居民点距离有很强的交互作用。(3)基于耕地细碎化评价与影响因素分析结果,划分土地权属调整区、土地平整工程主导区、农田水利工程主导区、农村道路工程主导区、土地工程综合整治区共5个整治工程分区,为吴起县耕地细碎化整治提供方向性引导。可见,吴起县耕地细碎化水平较高,空间异质性较强,主要受地形、水源、耕作便利性等多因素影响,需要以权属调整、土地整治等手段改善。     

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程的排水设计

[目的]针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程新造地排水困难而引发的土地不均匀沉降、盐碱化、坝体管涌等灾害问题,探索沟道土地整治工程的排水设计方式,为今后相关领域的排水设计提供参考。[方法]以陕西省延安市羊圈沟子流域为研究对象,基于小流域暴雨设计标准,结合室内试验结果和相关设计规范,设计一种碎石与盲沟相结合的排水方式,并通过后期原型观测验证工程设计。[结果]①新造地排水设计3条截面均为1 m×0.5 m,长度分别为60,30,30 m,坡降为6%～10%的地下盲沟。盲沟用粒径50～80 mm的碎石填充,并用无纺土工布包裹,盲沟排水通过挡土坝收集于下游水窖并进行利用;②野外初步监测表明,在次降雨54.2 mm的情况下,对比无工程措施的沟道新造地,碎石盲沟排水工程可分别使新造地土壤含水率和电导率的增幅相对降低46.81%和3.61%。[结论]碎石盲沟排水设计可有效缓解沟道新造地土壤的蓄水和盐碱化程度,从而提升沟道新造地的风险响应能力。     

黄土丘陵区不同土地利用方式降雨产流试验研究

在延安燕沟试验区建立草地、刈割草地、翻耕草地、灌木地、刈割灌木地、翻耕灌木地径流小区,通过对30场人工模拟降雨产流试验中产流历时、径流强度、径流深、入渗率数据的分析,得出草灌地产流历时远大于翻耕地和刈割地。翻耕灌木地径流强度及波动幅度最大,为翻耕草地的1.5倍、草地的3.4倍、灌木地的15.7倍。在各次降雨过程中,草地平均径流深、入渗率分别为17.1 mm和75%,刈割草地为25.3 mm和62%,翻耕草地为38.4 mm和35.6%,灌木地为3.2 mm和97%,刈割灌木地为5.6 mm和92%,翻耕灌木地为46 mm和35%。研究结果表明,植被能有效地拦蓄径流,而对草灌地的破坏可引发黄土丘陵区严重的水土流失。     

陕北黄土丘陵区撂荒演替前期群落异质性研究

采用典型相关分析方法,对陕北黄土丘陵区撂荒演替前期8块样地进行了群落间异质性和群落异质性分析。结果表明,群落间异质性大于群落异质性,且群落间异质性与环境因素差异多数为正相关,说明环境对撂荒演替前期群落组成与结构起到了一定的塑造作用。典型相关分析进一步表明,群落间异质性主要是群落组成异质性,有49.6%是由环境差异引起的。土壤全氮、磷和钾含量与群落间组成异质性有较强的正相关关系,说明氮、磷和钾肥对撂荒演替中群落组成有较大的影响。因此在草地植被恢复与重建工作中应注意肥料施用,特别是氮肥的施用。     

晋西黄土丘陵沟壑区山区道路冲刷及防治研究

在晋西黄土丘陵沟壑区,山区道路产流产沙是流域产流产沙的重要组成部分,道路往往成为径流泥沙输移的通道之一.据观测,山区道路的冲刷量是随着路面水流流线长度的增加而增大的,故其防治应从缩短水流流线等方面入手.采取道路路边排水渠与早井相结合、道路设横隔,可有效地防治路面冲刷,达到保护山区道路之目的.     

黄土高原丘陵区坡改梯后的土壤质量效应

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域不同年限梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了坡耕地改造梯田后,土壤物理、化学和生物学性质的演变过程.结果表明,黄土丘陵区坡耕通过工程措施改造为梯田当年,在土壤扰动和水土流失双重作用下,土壤物理、化学和生物学质量呈现不同程度下降或没有显著变化.随着改造年限的延长,土壤质量显著提高...     

黄土丘陵区典型农耕地土壤稳定入渗率季节变化

[目的]揭示黄土丘陵区典型农耕地土壤稳定入渗率季节变化及其影响因素,为黄土高原地区农耕地土壤侵蚀控制、水土保持和有限水资源的有效利用提供理论依据和数据支撑。[方法]运用双环法,以黄土丘陵区典型农作物种植地为研究对象,通过入渗试验对不同作物地土壤稳定入渗率季节变化进行研究。[结果]典型农耕种植地土壤稳定入渗率具有明显季节变化(p0.05)。不同作物地土壤稳定入渗率的季节变化趋势存在差异。种植3种作物地与裸地的土壤稳定入渗率具有显著性差异(p0.05)。种植马铃薯地平均土壤稳定入渗率最大,其次是大豆地和谷子地。农事活动、容重、孔隙度和作物根系生长是影响农耕地土壤稳定入渗率季节变化的主要因素。[结论]黄土丘陵区典型农耕地土壤稳定入渗率具有明显的季节变化,该变化主要是由农事活动、容重、土壤孔隙度和作物根系生长等因素所导致。     

土地开发整理与耕地质量管理

讨论了土地开发与土地整理的内涵，分析了土地开发整理在实施耕地总量动态平衡中的作用，强调了在通过土地开发整理补充耕地的过程中，应对占用的和开发整理增加的耕地进行地力鉴定；对开发整理项目区的土地进行宜耕评价；加强对土地开发整理区内耕地的环境管理。     

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤水分及地上生物量的影响

[目的]研究不同土地利用方式下的土壤水分状况及其与植被群落特征的关系,为黄土丘陵区的植被恢复和重建提供理论依据。[方法]采用野外调查的方法和数理统计分析方法开展研究。[结果]纸坊沟流域主要植被类型的地上干生物量为310.0~10 036.2g/m2,平均地上干生物量由大到小依次为:林地灌木地农田人工草地天然草地。地上鲜生物量与株高存在极显著的正相关关系(R2=0.967 4,p0.01)。不同土地利用方式0—100cm土层土壤含水量较高,且土壤水分变异较大;100cm以下土壤含水量相对稳定,坝地玉米和梯田玉米的极易效水量分别为221.73和221.99mm;柠条和刺槐的土壤含水量最低,土壤水分类型为难效水,分别为311.44和333.09mm;其他6种土地利用方式的土壤水分为中效易效水。[结论]黄土丘陵区人工林灌植被的种植导致深层土壤水分的大量消耗,不利于该区植被恢复和建设的可持续发展。     

黄土丘陵区土壤水资源与土地利用的耦合研究

依据延安燕沟流域一条支沟的26个定位监测点4～10月的土壤水分连续监测资料,结合土地利用现状、土壤容重、坡度、坡位等因素对土壤水分的影响,给出了流域内的农坡地、梯田、坝地、乔木、灌木、草地、鱼鳞坑、水平阶等8类土地利用下0～4 m的逐月土壤水分、土壤储水量。在Arcview环境下统计了流域0～1 m,1～2 m,2～3m,3～4 m及0～4 m不同层次土壤水资源量的月动态变化。同时,通过对土地利用演变的情景模拟,探索了农林草地利用格局发生变化后土壤水资源量随之变化的响应程度,进而提出了该区合理利用土地与生态治理的对策。