黄土高原上黄小流域土地利用动态变化及驱动力分析

以黄土高原上黄小流域土地利用变化图谱为数据基础,采用RS/GIS技术与数理统计法,研究了其土地利用动态变化状况及其驱动因素,以期为黄土高原小流域水土流失综合治理提供数据基础和理论依据。研究结果表明:(1)根据景观基质的不同,可将该流域土地利用变化划分为3个阶段:1982—1990年以草地为主,1990—2002年以耕地为主和2002—2008年以林地为主;(2)近30a来上黄小流域土地利用发生了明显的变化,主要表现为林地面积大幅度增长,坡耕地面积减少和果园面积逐年增加。研究表明,土地利用变化是影响区域水土流失的重要因素,可以通过土地利用结构的合理布局来减少水土流失。     

黄土高原上黄试区土地利用适宜性评价

针对黄土高原上黄试区自身特点,结合专家评议,建立了该区土地利用适宜性评价指标体系.采用专家打分法对各指标进行量化分级与权重确定.运用ArcView 3.2软件将该流域划分为185个地块,并建立各地块的空间和属性数据库.利用软件的空间叠加分析功能与综合指数法研究了各地块土地利用的适宜程度.结果表明:上黄试区宜牧地面积最大,约为419.04 hm2 (52.31％);宜农地次之,约为195.35hm2(24.39％);宜林地面积最小,仅为46.8 hm2 (5.84％);宜林牧土地面积约为139.86 hm2 (17.46％).评价结果可为上黄试区最佳土地利用方案的确定提供数据基础.     

黄土高原小流域尺度土地利用景观格局指数的粒度效应

以黄土高原上黄小流域1982-2008年的6期土地利用矢量图为基础,运用GIS和Fragstats软件计算并研究了黄土高原小流域尺度下景观格局指数随粒度增加的变化特征。结果表明,上黄小流域土地利用的大部分景观格局指数存在粒度效应。根据景观格局指数随粒度增加所表现的变化趋势可分为5大类型;就1:1万比例尺下的土地利用类型/景观图而言,其景观格局指数的适宜粒度范围为5~15m,其粒度效应主要受制图比例尺控制而与土地利用变化关系不大。     

不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应

 研究不同土地利用类型土壤侵蚀量的坡度效应,以便为退耕还林及坡耕地水保措施提供依据。根据上舍河小流域2000年55场有效降雨资料,对不同土地利用类型(坡耕地、杉木林地)次降雨地表径流量、径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等影响因子进行相关分析。结果表明:坡耕地、杉木林地的次降雨地表径流量、地表径流侵蚀模数与坡度、降雨量、降雨强度、植被盖度等相关显著。在一定坡度范围内,坡耕地的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增大而增加,而杉木林分的次降雨地表径流量和径流侵蚀模数,随着坡度的增加而降低。     

安塞县纸坊沟小流域道路网系分布与土地利用的关系

流域道路对侵蚀产流产沙有着重要的影响,研究小流域道路分布与土地利用的关系对于模拟小流域路网有重要意义.通过对陕西省安塞县纸坊沟小流域两时期遥感图像中道路的提取,结合对应时期小流域土地利用类型分布图,利用GIS空间分析方法,研究了不同等级道路分布位置和长度与土地利用类型的关系.研究结果表明,不同级别道路分布受土地利用类型的影响程度不同,3,4级路受土地利用类型的影响比2级路显著;4级路长度与各土地利用类型的面积及其对人类活动的吸引程度存在线性回归关系.     

黄土高原沟壑区小流域综合治理的新进展

长武试验示范区建于黄土高原沟壑区王东沟小流域。通过路、水、田、果、林五项工程统一规划和实施，使王东沟小流域发生了巨大变化。     

黄土高原黄土土流与坡度关系的研究

黄土土流是因水分变化引起外力变化的结果。它的发生存在一个临界坡度值,只有大于这临界坡度值的坡面上才会发生土流。黄土土流发生的频率和强度还受坡面坡度组合和植被状况的影响,凹型坡比直型坡、直型坡比凸型坡更容易发生土流。在同样的条件下,当坡度相同时,没有植被覆盖的坡面比有植被覆盖的坡面土流现象更容易出现,更强烈。     

黄土高原小流域水土保持决策系统的研究

以陕西省米脂县泉家沟流域为研究区，探讨在地理信息系统支持下，有条件的应用通用流失议程，从定量角度进行水土保持决策系统研究。结果表明：在流域区侵蚀现状定量分析的基础上、进行土地的合理利用规划，在规划前提下，再进行水土保持决策的思路与方法，在理论与初中上都有一定的科学性与衫性，是土壤侵蚀研究走向定量化与现代化的有效途径。     

黄土高原小流域治理与生态建设

 分析黄土高原水土流失特征,介绍该区小流域综合治理与生态建设成就。根据黄土高原小流域治理理论与实践,提出了黄土高原国土整治的“28字方略”及水土保持型生态农业概念;研究了小流域生态系统健康评价方法及指标体系。建议退耕还林还草与沟道工程措施结合,加强生态系统自我修复功能的系统研究;在以小流域为单元的基础上,加强中尺度生态环境建设试验示范研究和科学评估生态恢复的环境效应等。     

澄江尖山河小流域不同土地利用类型下土壤肥力分析

为探讨尖山河小流域不同土地利用类型的土壤肥力状况,采用野外取样和室内分析的方法,结合修正后的内梅罗指数,对次生林、灌草地、人工林、坡耕地4种地类的土壤肥力进行了对比分析。结果表明：各地类有机质和速效磷的含量处于全国中上水平,而全氮、全磷、碱解氮的含量较低,处于全国偏下水平;土壤综合肥力系数大小依次为次生林(1.13)>灌草地(1.09)>人工林(0.90)>坡耕地(0.76);坡耕地土壤肥力水平为贫瘠,次生林、人工林、灌草地土壤肥力为一般;次生林土壤肥力最好,坡耕地最差,说明植被覆盖和人为干扰是影响土壤肥力的主要因素,应坚持植被恢复和封山治理以改善该研究区的土壤肥力。     

黄土高原沟壑区小流域不同植被覆被对土壤性质的影响

为揭示不同植被覆盖对土壤性质的影响,运用野外调查和室内分析的方法对南小河沟流域不同植被覆盖土壤13种基本性质及土壤质量进行研究,结果发现:草地土壤物理结构在三种植被恢复土壤中为最佳。不同植被恢复土壤养分含量在剖面中均具有不等的表聚性,土壤有机质、全氮、矿质氮、速效钾和CEC在剖面中均表现为随土层加深而降低,pH随土层加深而增加,而全磷则无太大规律。在相同土层,不同植被恢复土壤表现不一。51 a的油松林地0-105 cm土层土壤质量均有明显提高,51 a的刺槐林地0-45 cm土层土壤质量有所改善,而45-105 cm土层土壤质量则有所退化。     

黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局

[目的] 构建黄土高原地区长时序、高精度的土地覆盖数据集,对该区2001—2020年土地覆盖的时空格局进行分析,并为该地区生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 利用多源、多时期土地覆盖产品和地面特征数据构建训练样本,并使用谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台和随机森林分类模型生成黄土高原地区土地覆盖（land cover of Loess Plateau,LCLP）数据集。在此基础上,通过空间分析和一元线性回归模型对黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局进行分析。[结果] 基于随机森林验证集的结果显示,LCLP产品的总体精度和kappa系数均高于90%。基于独立验证集的精度验证结果显示,LCLP的总体精度较现有产品提高了0.58%～20.23%。同时,耕地、林地、草地、不透水面和裸地的分类精度均得到了提升。[结论] 本研究构建的LCLP数据集分类精度相较于其他产品有了显著提升,适用于反映黄土高原地区土地覆盖的变化。2001—2020年,黄土高原地区耕地和灌木呈现下降趋势,而林地、水体和不透水面呈现为极显著的上升趋势。从土地覆盖的变化情况来看,耕地和草地是其他土地覆盖类型新增的主要来源。     

黄土高原丘陵沟壑区土地利用方式对土壤团聚体特征的影响

为研究黄土高原丘陵沟壑区复垦土地在不同利用方式下对土壤团聚体的影响,以陕西延安南泥湾沟壑区退化耕地整治复垦后,5种不同的土地利用方式,分别为林地(F处理),水稻(R处理),玉米(M处理)、蔬菜(V处理)及荒地(CK处理)。测定分析干筛法和湿筛法0—40cm土层土壤0.25mm团聚体分布、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D)。结果表明:(1)各处理在0—40cm各土层土壤团聚体数量及大小均显著优于CK处理,各处理干筛下0—40cm土层0.25mm团聚体含量(DR0.25)和湿筛下该团聚体含量(WR0.25)随着土壤土层深度的增加呈现相反的趋势;(2)干筛法和湿筛法0—40cm土层各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的平均值大小顺序均呈现F处理R处理M处理V处理CK处理,F处理和R处理对增加土壤团聚体较其它处理效果显著;(3)湿筛法分析表明,各处理土壤团聚体破坏率(PAD)在0—40cm土层内均表现出近似"Z"字形趋势,各处理显著低于CK;(4)各处理的分形维数(D)在0—40cm土层平均值大小顺序为F处理R处理M处理V处理CK处理。土壤分形维数(D)与干筛法和湿筛法下0—40cm土层0.25mm团聚体含量之间存在良好的线性关系,分别为R2=0.73和R2=0.80。林地和水稻田利用方式可有效提高土壤团聚体数量和质量,增加土壤稳定性和改善土壤结构。     

黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p0.001),且在1985年发生减少突变;(2)坡耕地面积减少,梯田面积增加是研究时段内流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。     

黄土高原地区提高山坡地径流利用率的有效途径

黄土高原地区水资源缺乏,山坡地面积大,有限降水因不能有效利用而严重限制山坡地的生产力,影响了本区的经济稳定和持续发展.通过资源分析,指出了提高径流利用率的有效途径,对山坡地今后的改造发展具有一定的指导意义和现实意义.     

晋西黄土区不同土地利用方式对土壤物理性质的影响

通过野外调查与室内实验相结合的方法,对晋西黄土区5种土地利用方式的土壤容重、土壤孔隙度及贮水量、土壤微团聚体分形特征进行了对比分析,以期为该地区土壤结构的改良提供理论指导.结果表明:各土地利用方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,土壤孔隙度均显著下降,人工混交林土壤物理结构最好,荒草地最差;土壤0-50 cm贮水能力依次为人工混交林(74.56士14.96) mm＞人工纯林(72.13±8.63) mm＞经济林地(65.51±6.43) mm＞农地(61.38±9.55) mm＞荒草地(55.19±13.18)mm,其中人工混交林与人工纯林,农地和经济林地之间无显著差异,荒草地与其他土地利用类型均差异显著;土壤微团聚体平均分形维数(D)表现为荒草地(2.37±0.07)＞农地(2.32±0.08)＞经济林地(2.25±0.06)＞人工纯林(2.09±0.05)＞人工混交林(2.07±0.08);土壤微团聚体分形维数(D)与土壤容重,0～0.005 mm,0.005～0.01 mm和0.01～0.05 mm粒级土壤微团聚体体积分数均呈极显著正相关关系,与土壤各孔隙度及其所对应的贮水量和0.05～0.25 mm粒级土壤微团聚体体积分数均呈极显著负相关关系.     

典型泥石流小流域降雨和土地利用对坡面侵蚀的影响

[目的]揭示泥石流小流域降雨和土地利用对流域内坡面侵蚀的影响和作用,为泥石流的生态治理提供科学依据。[方法]以白龙江流域一级支沟——甘家沟泥石流小流域为研究区,基于该流域已建的5个径流小区(裸地、坡耕地、草地、土坎梯田、经济林地)连续5年的观测资料,利用K-均值聚类法,选择降雨量(P)、降雨历时(D)和最大30 min降雨强度(I₃₀)3个降雨指标,将该流域46次侵蚀性降雨事件划分为3类雨型(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型),以平均径流系数和平均土壤流失量为主要指标,定量化分析了不同降雨雨型和土地利用类型对坡面产流产沙的影响和作用。[结果]径流和土壤流失对降雨的响应存在差异,平均径流系数为Ⅰ型降雨最高,其次为Ⅲ型和Ⅱ型降雨;土壤流失量为Ⅱ型降雨>Ⅰ型降雨>Ⅲ型降雨。最大30 min降雨强度与5种土地利用类型的径流系数和土壤流失量的正相关性最高,其次为降雨量、降雨历时。5种土地利用类型的平均径流系数为裸地>经济林地>坡耕地>草地>土坎梯田,土壤流失量为裸地>坡耕地>经济林地>草地>土坎梯田。降雨和土地利用相互作用下,径流...     

Soil Quality Indicators in Relation to Land Use and Topography in a Small Catchment on the Loess Plateau of China

Better understanding of how the loess soils respond to topography and land use under catchment‐scale vegetation restoration is needed to enable science‐based land management interventions for the policy‐driven “Grain‐for‐Green” eco‐restoration program in the Loess Plateau of China. The objective of this study was to characterize the relationships of four selected soil quality indicators to land use under vegetation restoration and topography for a small catchment (0·58 km²) in the Loess Plateau. The major land uses established in the catchment are cropland, fallow (i.e., natural revegetation), grassland, and jujube orchard. The four soil quality indicators were soil organic carbon (SOC), soil total nitrogen (STN), soil total phosphorus (STP), and mean root zone soil water content during the wet season (MRZSWwet). SOC, STN, and MRZSWwet were significantly different (p < 0·05) for different land uses. Grassland showed the highest values for these three properties, whereas cropland had relatively low values for SOC and STN. Land use had no effect on STP, although the lowest value was observed in grassland. Spatial analysis showed that various relations between soil quality indicators and topography (slope and elevation) were observed. These relations were generally weak for most of them, and they varied with land uses. Further analyses indicated that land uses, slope, and elevation had significant effects on the relations between different soil quality indicators. The results here should provide useful information for the further development of “Grain‐for‐Green” program. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.