宁夏沿黄生态经济带耕地的时空演变及驱动力

[目的] 研究耕地空间分布格局与演变的驱动机制,为严守耕地保护红线及宁夏沿黄生态经济带制定耕地资源保护政策与措施,优化耕地保护格局提供参考。[方法] 利用土地变更调查数据和社会经济数据,采用核密度、空间自相关、土地利用动态度、转移矩阵、二元Logistic回归模型等方法,分析2010—2018年宁夏沿黄生态经济带耕地的空间分布、时空演变及其驱动机制。[结果] ①研究区耕地的空间分布呈现出明显的差异性,整体以中、低密度区分布为主,且由低、高密度区向中密度区演变;②耕地空间分布呈正相性,高—高聚类区域主要集中在银川平原,低—低聚类区域分布在灵武市东部、沙坡头区中西部等生态相对脆弱区;③研究区耕地的双向流转是以未利用地—耕地—建设用地为主的生态转换系统,耕地数量稳中有增;④耕地动态度变化有明显的空间聚类现象,且与距离城市的距离成正比,与城市规模成反比;⑤自然条件因子是耕地增加的主要驱动因素,社会经济因子是耕地减少主要驱动因素。[结论] 宁夏沿黄经济带耕地保护基本实现动态平衡。耕地变化是以一定的自然条件因子为基础,受经济、人口等社会经济因子综合作用下的效益择优过程。     

黄土高原流域土地利用/覆被动态演变及驱动力分析

该文采用土地资源数量变化模型和土地利用/覆被状态指数,研究了甘肃天水罗玉沟流域近20多年来土地利用/覆被的演变及驱动机制。研究结果表明：1986－2004年间,流域内坡耕地急剧减少、梯田迅速增加,林地和果园面积稳步提升。从土地利用类型转移变化看,梯田的转入速度略小于转出速度,为双向高速转换下的平衡状态;而灌木林转入速度小于转出速度,有规模减少的趋势。该地区土地利用类型在前期（1986－1995年）变化程度比后期（1995－2004年）更为剧烈。除特殊的地形地貌和气候因素外,政策、人口增长和经济发展等因素共同驱动土地利用类型的演变,特别实施天然林保护工程和退耕还林工程后,该地区土地利用状况有所好转。     

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。     

基于生态系统服务功能及生态敏感性与PSR模型的生态承载力空间分析

沁水区块煤层气开发区域生态环境面临的问题日益突出。基于生态系统服务功能及生态敏感性,利用PSR模型进行了沁水区块煤层气开发区域的生态承载力评价。结果表明:（1）水源涵养、水土保持、生物多样性维护功能较好区域主要分布在区域西部广大山区的森林生态系统及植被覆盖良好的地区,水土流失敏感性区域分布广泛,主要分布在研究区东部;（2）沁水区块煤层气开区域西北部以及东部地区生态承载力较高,南部地区生态承载力较低,生态承载力高、较高、中等、较低、低水平区域面积分别占19.95%,20.07%,19.99%,20.70%和19.29%;（3）寺河岳城区块、成庄区块、沁城区块、胡底区块、郑庄区块生态承载力低水平与较低水平分别占区块总面积的96.15%,74.55%,82.29%,77.17%和73.35%,说明煤层气开发力度严重影响了生态系统自身的调节能力,使生态系统结构与功能处于不稳定状态。     

基于“重要性—敏感性—景观特征”的黄土高原生态屏障带生态空间网络构建

[目的] 分析生态空间网络结构与土壤保持量的关系,为提升黄土高原屏障区生态系统服务提供对策与建议。[方法] 本研究从生态系统服务重要性、生态敏感性、景观稳定性三方面,识别生态源地,构建生态空间网络,并分析生态空间网络拓扑结构与土壤保持量的关系。[结果] ①西南秦岭一带水源涵养量高,吕梁山脉西侧—黄龙山东侧及子午岭西侧的区县土壤保持量低,秦岭及子午岭主脊东侧生物多样性高。西部地区生态环境较敏感,区域整体景观格局较稳定。②生态源地总面积为46 245 km²,占全区的38.8%;生态廊道共125条,共长9 071.40 km。③生态节点共142个,源地节点的度与土壤保持量呈正相关。[结论] 基于“重要性—敏感性—景观特征”构建的生态空间网络准确可行,应重点加强对薄弱节点及度值较低的源地节点的建设,使生态用地的土壤保持服务发挥更大的生态效益。     

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。     

河北省耕地资源时空格局演变和驱动力

根据河北省1995-2005年耕地变化统计数据,研究耕地利用现状和耕地资源的时空变化规律,应用主成分分析和线性回归模型,定量研究了耕地资源和各社会经济驱动因子之间的关系,结果表明:10 a间耕地总面积和人均耕地面积都经历了"缓慢减少-急剧减少-相对稳定"的变化过程,均呈现总体减少的变化趋势.空间区域差异明显,表现为平原区耕地减少最多,占37.80%;丘陵山区耕地减少面积占26.09%.农业结构调整、农业现代化和社会经济发展水平、粮食安全是河北省耕地资源变化的主要驱动力.加强耕地变化驱动力与驱动机制研究,对合理利用和保护耕地资源、控制耕地面积进一步减少,保持耕地质量和数量的动态平衡,促进区域农业的可持续发展具有一定的现实意义.     

基于景观格局和生态敏感性的左江流域生态脆弱性分析

以左江流域作为研究区,选取景观破碎度、景观分维数和景观分离度3个景观格局指数,以及土壤侵蚀敏感性、石漠化敏感性2个生态敏感性指数构建景观类型干扰度和区域生态脆弱度模型。利用空间采样和地统计学插值,生成生态脆弱度空间分布图,实现对流域的生态脆弱进行综合定量的分析和评价。结果表明:（1）变异函数分析表明,流域生态脆弱度的块金值/基台值达65.34%,呈明显的空间相关性,生态脆弱度的空间变异在16km以内比较接近,具有明显的各向同性的特点,而16km以外则表现出明显的各向异性;（2）区域生态脆弱度的空间格局与流域实际吻合良好,呈现南低北高的格局,脆弱程度相对较高的区域与碳酸盐岩在研究区的分布较为一致,地质地貌是流域生态脆弱度空间格局的主要控制因素,而人类活动的影响是引起生态环境脆弱度空间异质性的主要因素。     

甬台温海岸带景观格局及生态脆弱性时空演变特征

[目的]分析浙江省宁波市、台州市及温州市的海岸带土地利用景观格局及生态脆弱性演变特征,以促进海岸带地区可持续发展,为生态建设及修复提供理论支撑。[方法]基于甬台温海岸带1995—2015年三期土地利用数据,采用"压力度—敏感度—恢复力"评价模型对研究区进行景观类型脆弱度和生态脆弱度评测。[结果]①景观格局变化表现为:耕地面积减少最多,其次为滩涂和林地;建设用地面积增加最多;耕地、林地斑块数量增多,呈破碎化趋势。②生态脆弱度高区域集中在杭州湾南岸的余姚市、慈溪市和台州湾的路桥区,20 a来研究区高脆弱度区域增多,整体生态脆弱度增加。③区域生态脆弱度与扰动指数、破碎度呈显著正相关,和景观脆弱度指数则完全相关。[结论]甬台温海岸带景观类型变化明显,生态脆弱性增强。     

丹江口库区生态安全的时空演变规律及其调控措施

[目的]评价河南省淅川县是丹江口水库核心水源区生态安全状况,旨在为保障南水北调中线工程功效长久发挥提出相应的调控措施。[方法]以淅川县各乡镇为评价单元,利用改进"PSR"模型、层次分析法和GIS技术,进行淅川县生态安全时空演变规律研究,并运用主成分分析法研究了淅川县生态安全主要驱动因子。[结果](1)淅川县生态安全状况虽有波动但整体好转。与2000年相比,2015年中警和预警状态的乡镇各减少了3个,而较安全状态的乡镇增加为6个。(2)淅川县生态安全空间格局呈东北、西南等级较高,西北、东南等级较低的态势。(3)通过驱动力分析发现淅川县生态安全等级提升的主要原因为积极的环境治理响应。[结论]生态安全的良性转变需通过积极引导人类活动,多筹举措共同作用促进区域生态安全和社会经济的可持续发展。     

黄土高原地区流域生态空间管控模式

流域尺度的生态空间管控是落实黄土高原地区高质量发展的重要空间蓝图,充分体现了中国生态空间规划与管控思路的转变.该研究为解决黄土高原地区流域生态空间管控低效、无序开发的难题,通过梳理国土空间规划下的流域生态空间管控内涵特征,提出了基于生态水文过程的流域生态空间管控研究框架,从要素与分区两个层面构建了水文过程刚性约束,生...     

50年来黄土高塬沟壑区典型小流域土地利用动态变化及其驱动力分析

 以经过50多年水土流失综合治理的黄土高塬沟壑区西峰杨家沟小流域为研究对象,通过遥感影像解译并结合实地调查还原的6期土地利用图,根据土地利用面积变化及土地利用转移概率矩阵,对杨家沟小流域50多年来的土地利用动态变化进行分析。结果表明:1)杨家沟小流域1954—2008年土地利用变化总的趋势是林地面积大幅增加,未利用地面积大幅减少,牧草地、园地、居民点及工矿用地也有不同程度的增加;2)土地利用变化的主要方向为未利用地向林地转化,耕地、牧草地、居民点及工矿用地面积的增加也主要来自未利用地的开发利用,园地主要由耕地转化而来;3)政策变动、经济发展及人口增长在土地利用变化中起了重要的驱动作用。     

2000-2014年黄土高原植被叶面积指数时空变化特征

研究植被叶面积指数(LAI)时空变化特征,对植被的水土保持效具有重要意义.利用MOD15A2H遥感产品,基于Mann-Kendall趋势检验与Sen斜率分析方法,提取区域尺度与像素尺度上的植被LAI变化特征,并基于不同子流域、坡度、坡向及植被覆盖类型,对植被LAI的变化特征进行分析.基于MOD44B遥感产品,利用线性回归和偏相关系数,分析植被LAI的变化原因.结果表明:1)黄土高原2000-2014年,植被LAI呈显著增加趋势,其年绝对变化幅度为0.042,年相对变化程度为2.71％.2)空间上,在黄土高原58.6％的区域,LAI呈现显著增加趋势,仅有0.9％的区域LAI呈现显著减少趋势.植被LAI剧烈增加,主要发生在河口—龙门区间,包括皇甫川、窟野河、无定河和延河.植被在15°～35°的坡度上,LAI变化程度最剧烈,其变化在各坡向上没有显著差异,农田和草地的LAI变化程度最剧烈.3)与植被总覆盖度相比,植被垂直维结构与黄土高原植被LAI的变化更为相关,其中树木覆盖度的增加,是植被垂直维结构变化的重要原因之一.     

黄土高原生态经济区划研究

黄土高原的生态环境存在明显的区域差异,如何针对区域的自然生态环境特点发展适应环境的农林牧生态经济,这是做生态经济分区的目的。生态经济区划原则是地带性原则、非地带性原则和社会经济学原则。根据各方面的条件,把黄土高原生态经济区划拟定为二级分区,一级为生态经济带,二级为生态经济区。根据区域生态环境的相似性和相异性特点将黄土高原分成4个一级生态经济带,即暖温带半湿润落叶阔叶林生态经济带(Ⅰ)、暖温带半湿润半干旱森林草原生态经济带(Ⅱ)、温带半干旱草原生态经济带(Ⅲ)、温带干旱草原和荒漠草原生态经济带(Ⅳ)。在各个一级生态经济带内又根据地貌形态类型的差异性划分出42个二级生态经济区。     

渭北旱塬生态农业建设模式浅析

简析了陕西省渭北旱塬实施的以沼气为纽带的“三位一体”五配套良性循环生态农业模式、以退耕还林还草为核心的小流域综合治理模式及其经济、社会和生态三大效益。     

黄土高原植被建造的潜势分析

通过野外综合考察,以２０万年以来为时间尺度,在黄土高原不同纬度和生物气候带内选择武功、洛川和安塞三个典型黄土剖面,以土壤微形态方法为主,结合理化、矿物和孢粉分析,依据黄土剖面中古土壤发生学特征、孢粉组合及理化、矿物特性,探讨黄土高原在地质历史时期森林植被的时空分布特征及其发育、发展和退化的演替规律,分析黄土剖面的物质组成、结构特征、孔（空）隙分布等要素,探讨黄土剖面的水文地质特性。结果表明,黄土区具有森林植被发育的地质水文条件,曾多次出现过茂密的森林景观和草原景观,森林植被的发育与黄土层的厚度无关。黄土高原植被建造应以现有次生林区为中心,向四周渗入扩散,逐步恢复森林植被。     

陇东黄土高原苜蓿草地土壤水分消耗及水分生态效应（英）

黄土高原地区土壤干化导致林草植被大面积衰退,研究苜蓿草地土壤水分消耗规律对该区农业持续发展及生态环境恢复具有重要的理论意义。该文研究了黄土高原地区不同生长年限苜蓿草地1 000 cm土层土壤水分的变化特征及其对土壤水分生态环境的影响。结果表明：在0～1 000 cm土层,4年、6年生苜蓿草地土壤水分条件最好;12年、18年、26年生苜蓿草地土壤水分条件最差。在黄土高原地区,苜蓿地土壤干层出现的区域及发生的程度不同。4年、6年、8年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境不会产生不利影响;12年、18年、26年生苜蓿草地,对土壤水分生态环境产生深刻负面影响。研究表明在陇东黄土高原地区苜蓿生长6 a后,应实施粮草轮作,以恢复土壤水分,持续提高土地生产力水平。     

Decoupling effects of driving factors on sediment yield in the Chinese Loess Plateau

Investigations of runoff and sediment yield changes and their relationships with potential driving factors provide good insights for understanding the mechanisms of hydrological processes. This study attempted to present a comprehensive investigation on the spatiotemporal variations of sediment yield in the Loess Plateau using continuous observed data at 46 hydrological stations during 1961–2016, and its responses to changes of precipitation, land use/cover and vegetation cover were analyzed by using the Partial Least Squares-Structural Equation Model (PLS-SEM). The results indicated that sediment yield reduced pronouncedly during 1961–2016 in the Loess Plateau, and 77.9% of this variation was explained by the combined effects of precipitation, land-use change, vegetation dynamics and runoff reduction. Indirect effects of precipitation, land-use change, and vegetation cover on sediment yield were 0.242, ?0.528 and ?0.630 (P < 0.05), respectively, and direct effect of runoff on sediment yield was 0.833 (P < 0.05). According to the Pearson Correlation Coefficient, the strongest positive correlation existed between annual sediment yield and runoff (r = 0.88, P < 0.05), followed by vegetation cover (r = ?0.47, P < 0.05) and land-use change (i.e. forest land and grassland) suggesting their significant trapping effects on soil erosion. However, lower correlations were examined between sediment yield and precipitation indices (?0.14<r < 0.34), and a relatively higher relationship was examined between sediment yield and heavy rainfall (P₂₅) (r = 0.34). Overall, changes in runoff and land-use/vegetation cover well explained variations in sediment yield in the Loess Plateau. The findings are expected to provide scientific and technical support for future soil and water conservation planning in the Loess Plateau, and are valuable for sustainable water resources and sediment load management in the Yellow River Basin.     

近20年黄土高原土地利用/植被覆盖变化特征及其成因

近20年来黄土高原土地利用结构发生了显著变化,生态环境取得举世瞩目的成效,揭示黄土高原土地利用/植被覆盖的变化特征及成因是促进区域土地利用空间格局优化的关键环节。运用GIS技术,对黄土高原2000年、2010年、2017年的遥感数据进行转移矩阵,系统研究了黄土高原地区、各省份和生态分区的变化特征并定性分析了造成土地利用变化的主要驱动力。结果表明:(1)黄土高原的土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主。2000—2017年,耕地、草地和水域都呈减少趋势,分别减少了19 860 km²,42 410 km²和5 630 km²,而林地、建设用地和未利用地面积有所增加,分别增加30 650 km²,9 840 km²和27 410 km²; 草地为主要的转入与转出地类。(2)黄土高原7个省域主要土地类型与区域变化规律基本一致,草地退化现象在甘肃与宁夏的不同时间段较为严重,具体表现为甘肃省在2000—2010年有7 830 km²草地转移为未利用地,而宁夏在2010—2017年有8 900 km²草地转入未利用地。(3)黄土高塬沟壑区、丘陵沟壑区、风沙区和土石山区及河谷平原区水域面积持续减少,且主要向耕地发生转移,同时生态区土地利用主要发生耕地与草地的动态转移。(4)黄土高原土地利用/植被覆盖变化的主要驱动力是社会因子,其中国家政策的实施起到了主要的推动和促进作用,而人类活动等的影响相对小一些。研究结果可为黄土高原土地利用规划提供科学支撑,也为该区生态保护和高质量发展服务。