县南沟流域种植业生态价值的测算与分析——基于碳汇视角

基于碳汇视角,用实地测量和农户调研数据测算了县南沟流域种植业的净碳汇量及其价值,以此表征种植业可实现的生态价值。结果表明:2001—2014年,种植业的生态价值总体上呈稳步递增趋势,由2001年的35.34万元增至2014年的901.71万元;种植业价值的演变过程可分为三个阶段,第一阶段（2001—2004年）,经济作物 > 粮食作物 > 苹果园;第二阶段（2005—2010年）,经济作物 > 苹果园 > 粮食作物;第三阶段（2011年至今）,苹果园 > 经济作物 > 粮食作物;苹果园、粮食作物、经济作物生态价值占生态经济总价值比例的均值分别为58.22%,31.19%,3.60%,突显了生态价值的重要作用,为此在农业生产中,应综合考虑生态价值和经济价值来优化种植结构,发展低碳农业。     

基于GIS的安塞县县南沟流域农用地生态适宜性评价

利用立地条件、土壤性质和土地利用状况3个方面共8个因子构建县南沟流域农用地生态适宜性评价指标体系,采用AHP层次分析法和专家打分的方式确定各评价因子的权重,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下,利用适宜性评价模型定量评价流域农用地生态适宜性,将各土地利用类型适宜性划分为4个等级,结合各土地利用类型的重要程度与适宜性等级划分流域内农用地各区域的适宜性。结果表明:流域内宜耕宜园地面积为225.46hm~2,占流域总面积的5.09%;宜耕地面积为405.68hm~2,占9.17%;宜林宜园地面积为156.96hm~2,占3.55%;宜园地面积为773.15hm~2,占17.47%;宜林宜草地面积为881.43hm~2,占19.91%;宜林地面积为409.91hm~2,占9.26%;宜草地面积为1 490.00hm~2,占33.66%;不适宜和非生产用地面积为83.43hm~2,占1.89%。研究结果可为县南沟流域农用地的合理划分提供科学参考。     

不同发展路径下县南沟流域农业产业-资源系统优化

针对现阶段县南沟流域因资源利用率低导致的农业产业—资源系统运行相悖等问题,在清洁发展机制(CDM)以及国家生态文明建设理念、生态适宜性评价的基础上,按照县南沟流域可能发展路径(3种模式,7种情景)进行了系统优化。结果表明:农业产业—资源系统优化后,经济效益得到了不同程度的提高。其中在碳汇产业发展模式和生态经济系统优化耦合发展模式的6种情景即碳汇产业融入系统后,生产要素配置发生了重要改变,经济效益得到了显著提升;随着城市化、人类对美好和健康生活需求的提升,建立在特色、低碳、高产、高效下的农业产业—资源耦合系统将成为发展的趋势;相比较而言,现状发展模式优化的结果,导致生态林面积大幅度减少,不符合相关政策确定的方向,因而仅仅是理论上分析的结果。     

基于清洁发展机制的县南沟流域商品型生态农业系统优化

针对县南沟流域因资源利用率低导致的农业产业与农业资源系统运行相悖,商品型生态农业系统链网结构不完整等问题,在清洁发展机制(CDM)理念下,根据可能发展路径,设置了商品型生态农业发展的3个阶段5种情景并进行了系统优化。结果表明,商品型生态农业系统优化后,经济效益得到了不同程度提高,土地利用结构发生了重要变化。阶段Ⅰ(情景A)、阶段Ⅱ(情景B1,B2)、阶段Ⅲ(情景C1,C2)的经济效益比现实状况分别提高了34.4%,53.0%~55.2%,72.8%~73.7%;基于CDM下的农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段的农林牧土地利用结构为1:12.6:4.4,林地比重较阶段Ⅰ、阶段Ⅱ提高了;商品型生态农业系统发展过程表现出"现状发展态势→农业生态经济系统链网构建阶段→农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段"的发展趋势。     

不同优化情境下的县南沟流域商品型生态农业系统耦合关系

在对县南沟流域退耕还林工程实施后商品型生态农业系统现状耦合态势分析的基础上,以该流域商品型生态农业系统优化方案为基础,利用耦合过程模型,预测了系统在链网构建阶段、农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段的耦合关系。结果表明:自退耕还林工程实施以来,县南沟流域商品型生态农业系统一直处于协调化发展阶段,且农业生态系统与农业经济系统的综合指数均不断增加。当农业生态系统达到自我调节临界点时,在现状发展态势下农业经济系统演变速度为 V_En（t）=0.0673El（t）,商品型生态农业系统链网构建阶段农业经济系统演变速度为V_En（t）=0.0913El（t）,农业经济系统与农业生态系统优化耦合阶段农业经济系统演变速度为 V_En（t）=0.0999El（t）,系统链网的完善、资源的合理高效利用以及碳汇林业的发展解决了商品型生态农业系统健康、持续发展的问题,同时提高了系统功能。     

退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域（陕北黄土高原部分）为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程（RUSLE）,结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:（1）洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;（2）洛河流域2000—2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;（3）降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。     

退耕还林工程实施前后黄土高原地区粮食生产时空变化

始于1999的退耕还林工程是中国政府针对西部生态脆弱区所实施的重大生态工程。工程的实施对当地粮食生产的影响及由此而产生的政策效果是值得研究的问题。该研究利用1996年、2003年和2007年黄土高原地区分县统计数据,对中国黄土高原生态脆弱区1999年以来所实施的退耕还林工程对粮食生产能力的影响进行了分析。结果显示,从1996年到2003年,研究区粮食播种面积下降剧烈,之后有所回升,到2007年大部分县粮食播种面积下降的势头得以遏制;从1996年到2007年,研究区粮食总产量下降,粮食单产水平提高;研究区粮食单产水平远低于全国平均水平,人均粮食产量略低于全国平均水平,二者都表现出较大的年际波动性。粮食生产水平越低,其年际波动性越大。不稳定的粮食产量会强化农民的垦殖动力,不利于退耕工程实施成果的巩固。应根据各地的条件,有区别有节奏按适度规模循序渐进地推进退耕还林工程的实施,并在政策上对农民的生计进行引导和保障,以巩固退耕工程实施效果。     

贵州省退耕还林工程背景下的土地生产潜力评价

以我国西南喀斯特地区中心地带的贵州省为研究对象,通过建立灰色预测模型和时间序列预测模型,并将2007年和2008年的土地实际生产能力与土地预测生产能力进行精度检验,对贵州省2020年土地生产潜力进行综合预测。在此基础上,考虑温饱、小康及相对富裕3种生活类型所需的营养标准,对贵州省在退耕还林工程背景下的土地生产潜力进行评价。并针对评价结果,提出贵州省在退耕还林工程背景下实现土地可持续利用的相关建议。     

县南沟流域农业产业-资源系统耦合过程模型的建立与分析

针对黄土丘陵区农业产业—资源系统演变轨迹发生变化的现实,参照农业生态经济系统耦合过程模型,建立农业产业—资源系统耦合过程模型。并对模型参数(k1,k2,k3,k4)的变化过程及其代表的生态经济意义进行重点讨论,在此基础上对县南沟流域进行了实证。结果表明:不同参数k值组合,形成了不同的农业产业—资源系统互动关系。退耕后,县南沟流域资源所依赖的环境系统的提升空间现已达到极限,产业发展未建立在对资源的合理、有效利用上。现阶段资源系统发展态势与资源系统演化速度和产业系统演化速度都成负相关,产业系统发展态势与资源系统演化速度和产业系统演化速度都成正相关。将碳汇产业融入系统后,可使资源系统演化速度提升2.56倍,若通过"轮牧+舍饲"养殖模式进一步改良,可使资源系统演化速度提升4.66倍,使得资源得到合理、高效利用,加速产业结构优化升级。     

黄土高原典型区退耕还林还草工程实施效果实证分析

为缓解黄土高原地区水土流失、土地退化等生态环境问题,中国自1999年开始在该地区实施退耕还林还草等生态保育工程。选取甘肃省会宁县为研究区,基于农户问卷调查、统计资料及相关政府报告,应用统计学软件SPSS和满意度指数分析法,对典型区退耕还林还草工程实施前后土地利用、种植养殖结构、农户经济收入的变化进行了研究,并调查了农牧民对退耕还林还草工程影响的满意度,旨在评估退耕还林还草工程实施对黄土高原典型区农户生产生活的影响。结果显示,退耕还林还草工程对会宁县的土地利用结构具有重要影响,有4.48%的耕地转换成草地和林地,退耕还林还草工程取得了较好效果。但与此同时,农户问卷调查显示,有0.08 hm2·户-1大于25°坡耕地未实施退耕,表明工程实施需要加强监督并及时巩固退耕成果。工程实施后,会宁县谷物、薯类、豆类和油料作物的种植面积和单位面积产量都有一定增长,产量提高的主要原因是耕地的投入和耕作集约化程度有所提高。由于耕地面积减少,为提高土地利用效率,会宁县政府通过重点发展地膜玉米产业调整种植业结构,玉米种植面积增加近3倍。过去10多年间,会宁县还修建了大量梯田,这也有利于提高单位土地面积产出。另外,退耕还林工程实施后,会宁县家畜养殖数量有一定增长,但由于自然环境限制和饲草来源不足等原因,养殖规模维持在较低水平。由于连年旱灾导致种植业风险增大,农户环保意识增强,打工收入高等原因,较多农户选择外出打工,使打工收入成为最重要的收入来源,占总收入的62.69%。农户对退耕还林还草工程实施的9个方面较为满意,但在就业和收入方面满意度较低,满意度分别为-0.1和-0.2。本研究结果可为黄土高原典型区退耕还林还草工程进一步实施和生态系统可持续管理决策提供参考。     

西北地区退耕还林工程的实施和政策落实

 西北地区6省(区)退耕还林工程从1999年实施以来,各级领导高度重视,广大干部和农民群众认真贯彻落实,工程进度快,任务完成得较好,取得了重大进展。2003年初的中期评估认为:一次种植成活率低(特别是荒山造林)是干旱半干旱地区退耕还林工程实施中应引起重视的问题;经过多次补栽后,大部分省(区)验收时成活率较高,验收合格率也较高;各省(区)在退耕还林工作中的工程验收、钱粮兑现、林权证发放等政策执行方面总体上较好,从而为项目的扎实、稳妥、健康开展提供了政策保障。     

黄土丘陵区纸坊沟流域“退耕还林”工程实施后生态足迹变化分析

以黄土丘陵区纸坊沟流域所辖3个自然村农户的调查资料为依据,利用生态足迹理论及模型对该流域生态足迹与生态承载力进行了测算。结果表明,纸坊沟流域退耕还林工程实施前（1999年）生态足迹0．9910hm2／cap,生态承载力0．8926hm2／cap,生态赤字0．0984hm2／cap;退耕还林工程一期结束后（2007年）生态足迹1．0188hm2／cap．生态承载力1．2703hm2／cap,生态盈余0．2515hm2／cap,说明退耕还林丁程的实施已见成效;同时退耕还林一期工程实施前后3个自然村生态足迹顺序并未发生变化,这与其区位特征一致。根据该流域及其3个自然村的发展特点,为实现其可持续发展,应发展商品型生态农业,强化产业与资源的耦合。     

基于水土保持效果的榜沙河流域生态评价

在对榜沙河流域生态因子分析的基础上,选择沟壑密度、土壤保持功能指数、开发建设扰动指数、水土流失治理度、预防监督指数等15类评价指标,以生态特征值作为计算依据,参考环境保护部《流域生态健康评估技术指南(试行)》,分评估对象、指标类型、评估指标3个层次,采用综合指数法进行流域生态评价。结果表明,榜沙河流域生态综合指数WHI=56,流域生态状态一般,其中:榜沙河中上游主流区WHI=65,流域生态状态良好;漳河流域WHI=49,流域生态状态一般;龙川河流域WHI=56,流域生态状态一般。     

宁夏原州区退耕还林总体规划的实施效果评估

以地处黄河上游、黄土高原西北部、水土流失严重并以贫困著称的宁夏原州区退耕还林还草总体规划为例。在进一步实地认识该规划设计的背景基础上,概括出该总体规划的生态、经济和社会目标,然后,通过对获取的6个典型村的73份有效问卷的分析,从生态、经济和社会效益角度探讨了该区退耕还林还草总体规划实施后的效果。发现退耕还林总体规划的实施对于抑制水土流失、改善生态环境、发展后续产业、增加农民收入、稳定农村社会、促进农村经济发展起到了积极作用,效果明显,但仍存在很多需要进一步研究和解决的问题。     

重庆市退耕还林工程实施的生态和经济效益分析

为了给进一步推动退耕还林工程的实施提供科学的理论依据,以西南地区重庆市为研究区域,通过收集退耕还林相关监测数据、重庆市历年统计年鉴资料和历年环境状况公报等,并结合野外参与式农户调查,对该区域退耕还林的生态和经济效益两个方面进行了分析与探讨。结果表明:退耕还林不仅明显提高植被覆盖率,也对水土保持、改善土壤质量状况、净化大气和固碳释氧起到积极作用。生态林在此次退耕还林中为主要林木类型,但经济林生长势和覆盖度整体上要好于生态林。乔灌混交林所占比例较低;退耕还林后,耕地面积减少,但粮食产量逐渐恢复到原有水平。人均收入显著增长,年均增长率达31.9%。林业产值也在逐年增加。退耕还林的实施对生态环境、当地经济兼具有促进作用,但相关部门还需进一步提高乔灌混交林的比例,并加强对生态林的管护。另外,采取有效措施来提高林业产值。     

实施流域可持续发展的综合治理指标评价

应用综合治理指标评价体系,对湖北省宜昌县乐天溪流域实施可持续发展的综合治理效益指标进行评价,其结论是:总效益指数为0.826,效益良好,尤其是经济效益和削洪减沙效果十分显著,但从分项指标看出土壤肥力、土壤侵蚀的控制、人均纯收入等指标尚有待提高。     

黑河流域退耕还林(草)工程社会评价调查研究——以甘肃省张掖市为例

退耕还林还草,重建生态环境,是当前实施西部大开发的根本切入点。运用抽样调查的方法,就农户对退耕还林（草）的态度、退耕还林（草）工程的实施对农户的影响、以及农户对退耕还林（草）政策的意见和建议等方面,对甘肃省张掖市退耕还林（草）工程进行了农户问卷调查。结果表明,退耕还林（草）工程的实施,能够增加农民的经济收入、减少他们的劳动量,对当地妇女社会地位的提高也起到一定的作用,这项政策得到了广大农户的支持。但是,在政策的完善和具体操作方面还存在着一些不足之处。在此基础上,作者对退耕还林（草）政策的完善提出一些建议。     

黄土高原新一轮退耕还林草工程对粮食生产的影响

中国正在积极实现2030年可持续发展目标,需要用世界耕地面积7%的土地养活22%的人口,同时开展大量的生态工程以改善生态环境。然而粮食生产和植被恢复之间的土地冲突会影响植被恢复的可持续发展。通过空间分析和情景模拟描述了黄土高原区坡耕地的空间分布特征及其影响因素,预测了不同植被恢复情境下的区域粮食供应。结果表明：目前黄土高原区20°以上陡坡耕地约占坡耕地总面积的13%。陡坡耕地主要集中在黄土丘陵沟壑区,其空间分布受到经济发展水平的显著影响。与第一轮退耕还林不同,新一轮退耕还林所有退耕情景下的粮食自给率都没有下降的趋势,且都能逐渐达到0.90的粮食安全阈值。黄土高原地区可以考虑进一步退耕到20°以下,以实现更高的水土保持效益和固碳功能。但由植被恢复造成的区域粮食供应不足所引发的复耕问题仍然需要引起重视,通过更精细的规划才能保证区域粮食供应和可持续的植被恢复。     

基于改进的AHP-Fuzzy土地整治实施效果评价

开展土地整治实施效果评价是国家的需要,也是土地整治自身发展的需要。为揭示土地整治实施效果好坏的原因,从土地整治单项工程出发,选取新增耕地率、土地平整率、田块规整度等15项因子建立评价指标体系,综合层次分析法和模糊综合评价法,构建改进的模糊层次评价模型(AHP-Fuzzy)对土地整治项目工程实施效果进行评价和分析,并以贵州关岭土地整治项目进行实证。结果表明:(1)该项目工程实施效果较好,评价结果为80.7分,项目整体达到了规划设计的预期效果。其中,土地平整工程和灌排水工程实施效果较好,道路工程和农田生态工程实施效果好。(2)基于改进的AHP-Fuzzy土地整治工程实施效果评价结果较为客观准确,该评价方法是一种有效的、可操作性较高的工程效果评价方法。     

基于减沙效益和经济效益的流域退耕还林方案优化

实施退耕还林,是控制中国水土流失、改善生态环境的有效途径。如何制定最具成本-效益的退耕还林方案,以平衡生态、经济和粮食安全之间的矛盾,是保证退耕还林工程可持续发展的关键。该研究以淮河上游的息县流域为研究区,在土地利用现状的基础上,一方面通过建立分布式水文模型SWAT（soil and water assessment tool）依次模拟各子流域的退耕还林操作得到泥沙削减系数,另一方面通过GDP（gross domestic product）与现状土地利用的空间叠置分析得到各子流域进行退耕还林的GDP损失系数,据此分别构成退耕还林的减沙效益目标和经济效益目标,采用多目标遗传算法NSGA-II优化求解子流域尺度的退耕还林方案。研究结果表明：1）建立的SWAT模型对研究区径流和泥沙的模拟精度较高,Nash系数分别在0.90和0.70以上,确定性系数均大于0.80,且百分比偏差均控制在-20%～20%以内,可认为SWAT模型能够用于评估退耕还林的泥沙削减效果;2）子流域泥沙削减系数范围为26.70～2675.85 t/km²,并表现出从上游到下游逐渐减小的趋势,说明在流域上游的河源区实施单位面积的退耕还林能够取得更好的泥沙控制效果;3）子流域GDP损失系数在空间上呈现出较大的差异性,既有子流域出现了GDP的增加也有子流域出现了GDP的减小,对比发现在行政市或县主要居民点所在的子流域进行退耕还林需要付出更大的经济代价;4）多目标优化求解得到的退耕还林方案集将人均耕地面积维持在1.04×10^-3～1.54×10^-3 km²,明显高于粮食安全的警戒水平,同时该方案集能够在仅损失30.13%～37.67%经济产值的同时将泥沙产量削减53.54%～69.86% ,并达到区域可持续发展的土壤侵蚀水平。该研究提出的基于生态减沙效益和经济效益的子流域尺度退耕还林优化方法可为流域水土保持、退耕还林工程的科学规划提供借鉴和指导。