基于马尔柯夫模型的峨庄流域土地利用格局动态预测

该文以峨庄流域为研究区域,在GIS技术支持下,以2000年和2005年的TM影像为原始数据,建立空间信息库,分析2个时期土地利用格局特征及变化,并利用马尔柯夫模型对未来土地利用格局趋势进行预测.结果表明:2000-2005年,峨庄流域居优势地位的土地类型始终是林地类型,耕地等其他土地类型镶嵌其中;未来15a流域总体趋势是朝着好的方向发展,耕地、未利用地面积在今后一段时期内仍呈减少趋势,到2020年耕地面积比例较2005年减少1.53%,林地、草地、水域及城镇村交通用地仍呈增加趋势,其中以林地增长幅度较大,到2020年其占比例将达到61.85%.根据模拟结果可调整各类土地利用格局,为峨庄流域宏观决策提供科学依据.     

基于马尔柯夫模型的漾濞江流域土地利用变化预测

为了掌握漾濞江流域土地利用的演变趋势,优化土地利用结构,实现土地的可持续利用,在遥感和地理信息系统技术的支持下,利用1990年和2001年的遥感影像作为信息源,获取漾濞江流域土地利用类型数据,结合马尔柯夫模型确定相应的转移概率矩阵,据此分析土地利用各类型间的相互转化情况,并应用马尔柯夫模型和单一土地利用动态度对土地利用的演变趋势进行分析。结果表明:土地利用类型之间的相互转化突出表现为耕地、林地、草地之间的相互转化以及耕地向城乡工矿居民用地的转化;林地面积将趋于稳定,仍为研究区的主要土地利用类型,耕地、草地面积继续减少,水域、城乡工矿居民用地面积稳步增加;必须采取有效措施,解决好耕地保护和城乡发展之间的矛盾,实现当地的可持续发展。     

基于马尔柯夫过程和概率分布特征的粮食产量预测

通过分析粮食单产中气象产量分量时间序列的变化规律，综合运用马尔柯夫模型和概率密度分布函数，构建相对气象产量预测模型。以河南省民权县和陕西省武功县1949—1999年小麦单产序列为例构建模型，预测得到2000年两地区小麦产量的相对误差在20％以下。预测结果表明：综合运用马尔柯夫过程和概率分布特征预测粮食产量的方法是有效的。     

利用马尔可夫模型预测福州市植被动态变化

利用遥感信息手段提取了1988年,2000年福州市典型样区内植被类型变化状况,并验证了植被类型的变化具有马尔可夫特性。利用马尔可夫预测模型预测了福州市未来50a内的植被类型动态变化。研究结果表明,茂密林、针阔混交林和灌木林的面积比例将有一定幅度的增加,而经济林、禾本科农作物和裸地面积将有一定比例的减少。由此可见福州市经过若干年的生态建设,植被生物量从整体上来看,呈现增加趋势,生态环境状况趋于良好。     

基于Markov模型的长岭县土地利用时空变化研究

以吉林省西部长岭县为研究区,在RS和GIS技术支持下,对长岭县1995年和2000年两时期遥感图像数据进行处理,获得研究区土地利用/覆盖现状图,在分析土地利用现状的基础上,求得土地利用变化转移矩阵;应用马尔柯夫随机模型对长岭县未来几十年土地时空变化过程进行了模拟分析和定量预测.结果表明:2000-2050年,长岭县的土地利用变化趋势是耕地面积增加1.77%,草地面积逐渐减少1.1%,未利用地面积大约减少0.91%,林地、水域、居工用地变化不大.     

侵蚀红壤肥力退化评价指标体系研究

对 6个不同土地利用方式条件下不同侵蚀程度的红壤退化试验小区土壤的物理、化学和生物学性质进行了测定 ,应用主成分分析法对 6个试验小区的红壤肥力退化进行排序和评价。通过对 16项土壤参评因子和 4项参评因子评价结果的比较 ,得出土壤有机质、水稳性团聚体、过氧化氢酶、微生物碳量 4项肥力因子已基本上反映了土壤肥力退化的综合状况 ,并建立了红壤肥力退化程度的评价指标方程 ,从而大大地简化了评价工作     

基于RS和GIS的土地利用/覆被动态变化监测——以九龙县为例

区域土地利用动态监测分析是土地利用研究的重要组成部分,可以为区域土地的合理利用和政府部门的宏观调控提供支持依据。为了掌握土地利用状况及动态变化的信息和趋势,对土地利用动态平衡的调控和生态环境保护提供辅助手段,以九龙县为研究区域,利用1994年、2000年和2007年三期的Landsat卫星TM影像,采用遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)技术,对九龙县13a来土地利用变化进行了动态监测分析,通过各年土地利用分布变化图,土地利用转移矩阵,研究了九龙县各种土地利用类型变化的情况。结果表明:林地净增加了170.96km2,其中169.94km2草地净增为林地,1.9km2旱地净增为林地,说明林地主要是由旱地和退化草地转化而来;冰川净增18.67km2,裸地净减6.14km2,说明天然林保护工程和退耕还林工程对当地的水土保持起到了显著成效。利用马尔柯夫模型预测了九龙县未来几十年来土地利用变化的趋势:林地面积将会以每13年递增2%的速度变化,冰川面积将会以每13年递增1.5%的速度变化,说明未来九龙县的生态环境将会是良性发展,为九龙县生态环境治理提供了科学依据。     

红壤侵蚀退化地不同生态恢复措施对土壤养分影响研究

以长汀县河田红壤严重侵蚀退化地为研究区,通过野外调查和室内分析,探讨了不同生态恢复措施对红壤侵蚀退化地土壤养分的影响.结果表明:采取6种生态恢复措施之后,改善了土壤的养分状况,土壤有机质、全氮、全磷含量较对照都有明显的提高,其中乔灌草混交、生态果园措施对提高土壤有机质和全氮的效果最好,条沟+草灌措施对提高全磷的效果较好;条沟+草灌措施和施肥治理措施对提高土壤全钾含量有一定效果;统计分析表明,不同生态恢复措施对土壤养分的改善效果大小顺序为:乔灌草混交>条沟+草灌>生态果园>全坡面播草>封禁>施肥措施.     

红壤侵蚀退化地生态恢复后C吸存量的变化

陆地生态系统中碳平衡以及碳贮存和分布已成为全球变化研究关注的热点之一,但对严重侵蚀退化地采取生态恢复措施后其碳吸存的变化了解甚少.国际上在全球森林C预算时把我国中亚热带森林并入热带林中,而最近研究却显示,我国亚热带森林可能是失踪的"碳汇"之一.中亚热带大面积侵蚀退化地生态恢复后,则可能是本地区重要的"碳汇".本文对严重侵蚀退化红壤采取种草促林(措施I)、植灌促林(措施II)、栽阔促林(措施III)和封禁管理(措施IV)4种生态恢复措施后碳吸存的变化进行了研究,并以严重侵蚀地(对照I)和风水林(对照II)为对照,结果表明在生态恢复措施采取前,红壤严重侵蚀地CO2同化能力极低,4种措施乔木层的有机C积累量分别占调查时的1.50%,0.59%,0.39%,1.09%.采取生态恢复措施后,其CO2同化能力明显增强,其中,措施Ⅰ的CO2同化能力在短期内效果较大,在措施采取后1～5年期间有机C积累量达到高峰期,随后明显下降,至调查时仅为对照II的11.6%;措施II的效果最好,在措施采取后11～15年期间达到高峰,至调查时CO2同化能力已超过对照II的63.0%;而措施Ⅲ和IV的CO2同化能力则接近于对照II的.生态系统的有机C贮量明显增加,4种措施地上部分的有机碳贮量是对照I的32.2～146.1倍,乔木层有机C贮量是对照I的54.6～268.8倍,土壤有机C贮量是对照I的2.02～2.50倍;4种措施生态系统有机碳总贮量分别达到49.937,113.084,84.981,69.292 t/hm2,明显高于对照I的有机碳贮量17.499 t/hm2.严重侵蚀红壤采取生态恢复措施后,已成为大气CO2的一个重要"碳汇".     

基于产量阶段的河南省夏玉米灰色——马尔柯夫预测模型

针对较长产量序列纵向及横向可比性较差的问题 ,提出用划分产量阶段的方法进行分段处理。用 GM(1,1)灰色模型分段模拟预测河南省夏玉米单产 ,根据相对气象产量划分产量状态 ,再用马尔柯夫模型转移概率预测系统未来发展方向并修正前者的预报结果。通过模拟和预报 ,准确率都有所提高     

沙棘林退化对土壤性质及水土流失的影响

辽宁省建平县有亚洲最大的人工沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)林,对防治当地水土流失具有重要的作用。然而由于多种原因,该区沙棘林呈现大面积死亡的现象。通过样地调查沙棘林的死亡程度,并进行土壤理化性质和水土流失的测定,研究了沙棘林退化对土壤性状和水土流失量的影响。结果表明,随着沙棘活立木数量的减少,土壤容重增加1.40%~7.31%,有机碳含量和全氮含量分别降低7.81%~21.89%和9.33%~27.65%,说明沙棘林退化对土壤结构和养分产生显著的破坏作用。人工模拟降雨试验表明,纯沙棘林地的水土流失较轻,侵蚀模数为539t/(a·km2)。随着沙棘死亡率的提高,水土流失逐步加剧,入侵树种榆树纯林(Vlmus pumila)地达到1 526t/(a·km2)。土壤性质的恶化和水土流失的加剧,会对土壤有机质和土壤结构进一步破坏,使沙棘死亡速度加快,从而形成恶性循环。     

基于等维新息灰色马尔可夫模型的河流水质预测

河流水质预测是对河流水环境污染进行分析、控制和治理的基础。基于太湖流域上海市青浦区急水港点位2004-2011年的水质指标COD,NH₃^-N数据,分别建立等维新息灰色预测模型;由于NH₃^-N指标的平均相对误差没有达标,因此利用马尔可夫模型对NH3-N指标的预测结果进行修正,之后应用两种模型分别预测未来几年两项水质指标数值。结果表明,等维新息灰色马尔可夫模型有效地减小了预测结果的平均相对误差,提高了预测精度;未来几年,两项水质指标均呈整体下降趋势,并在一定程度上趋于平缓。但由于太湖流域污染的长期性,其水环境形势依然严峻,应继续采取合理有效的治理措施,如从源头上进行减污,生态清淤,加快转变流域经济发展方式及完善流域管理等,使流域水质得到整体改善。     

高速公路建设土壤流失预测研究

对公路建设项目土壤流失进行预测是《开发建设项目水土保持方案技术规范》规定的内容,土壤流失量的预测方法主要有数学模型法、实地测试法和类比法。由于公路建设项目水土流失监测数据缺乏,因此推荐使用类比法。通过实例分析介绍了类比法的应用。     

基于RUSLE模型的长汀县水土流失评估

[目的]为中国南方红壤分布区RUSLE模型的本地化研究提供重要参考,同时为福建省长汀县水土流失防治及解决与此相关的其他问题提供科学的决策依据。[方法]以修正的通用水土流失方程RUSLE(revised universal soil loss equation)为评估基础,以长汀县为试验研究区,在地理信息系统和遥感技术的支持下,通过研究新方法计算降雨侵蚀力因子、参数调校或利用现有方法计算其余因子完成研究区水土流失评估。[结果]得到2013年长汀县水土流失等级分布图。2013年研究区水土流失已大有好转,但仍比较严重,主要为轻度和中度流失,其中河田镇、策武乡、濯田镇、三洲乡是重灾区。[结论]尽量减少不合理的人类活动,有效提高植被覆盖率,是研究区今后水土流失防治的基本措施。     

红壤坡地不同生态模式水土流失规律的研究

在 8～ 15°的红壤坡地上 ,对水土流失作了 14年的定位观察。结果表明 :水土流失与土壤坡度和植被覆盖度密切相关。红壤坡地一经开发利用 ,径流量就成倍地减少 ;而侵蚀量在开始的头 2年成倍增加 ,第 3年后趋于稳定。土壤侵蚀量与坡度呈极显著的对数正相关 ,坡度每增加 1°,土壤侵蚀量递增约 12 0 t/ (km2·a) ;土壤侵蚀量与植被覆盖度呈显著的负指数相关 ,当植被覆盖度 >6 0 %时 ,土壤侵蚀量在 2 0 0 t/ (km2 · a)以下 ;土壤侵蚀量与耕种方式密切相关 ,等高耕种的侵蚀量仅为顺坡耕种的 1/ 6。应用土壤肥力平衡观点 ,提出了 Q2 红色粘土母质发育的红壤侵蚀允许指标为 <30 0 t/ (km2· a) ,为红壤坡地水土流失的防治和农业可持续发展提供了理论依据     

基于神经网络方法的土壤流失量预测研究

生产建设项目土壤流失量的预测直接关系到建设项目的水土保持分析、评价和防治措施体系的布局,目前常用的预测方法因其局限性、不合理性以及精度差等问题往往难以实现准确预测。将人工神经网络的BP算法引入到土壤流失量预测中,将降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡长、坡度、水土保持措施作为影响土壤流失量的主要因子,并以17个生产建设项目水土保持监测实例作为学习样本和检测样本,建立了基于神经网络方法的土壤流失量预测模型。预测结果表明,该模型拟合和预测精度高,具有很强的应用价值,能够满足工程应用需要。     

重庆奉云段高速公路水土流失预测

根据高速公路水土流失特点采用时空二维法分施工期、运营初期两个时段对重庆奉云段高速公路水土流失防治责任范围内的扰动地表区、弃渣场、表土临时堆置区、桥涵基础弃渣水土流失量进行预测.预测结果表明:高速公路水土流失总量为46.28万t,新增水土流失量42.07万t,水土流失新增指数为9.99,其中弃渣场、扰动地表区新增水土流失量分别占水土流失总量的54.58%、42.07%,弃渣场和扰动地表区是严重水土流失区;施工期水土流失强度为运营初期的59.2倍,是严重水土流失时段.对USLE在高速公路水土流失预测中参数取值方法也进行了较为系统的分析.     

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究了南方红壤坡地三种典型利用方式（休闲荒地、常规农作和茶园）的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明：①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地〉茶园〉常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为：常规农作〉茶园〉休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。     

基于Markov模型的长沙市和泉州市土地利用变化预测及对比研究

为探索中国中部地区和东部沿海地区典型代表城市的土地利用程度变化特征和未来演变趋势,采用地理比较分析方法,基于地理信息技术（GIS）、遥感技术和Markov模型对长沙市和泉州市未来土地利用进行模拟预测,结合土地利用程度指数分析1990—2020年期间土地利用的变化情况及其变化趋势异同,试揭示不同时期、不同区域内土地利用程度变化差异性。研究结果表明:1995—2020年期间,长沙市数量结构变化较泉州市更为稳定,耕地和建设用地所占比例结构变化具有较大差异性;土地利用程度指数的对比研究表明,两市综合程度指数均呈现一定增长,且泉州市土地利用综合程度指数变化趋势较长沙市更为显著,其土地利用程度变化量和变化率均大于长沙市。研究结果可为两市区域土地利用规划提供参考,并将有利于我国东南沿海和中部城市土地利用的可持续发展和生态环境保护。     

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究南方红壤坡地3种典型利用方式（休闲荒地、常规农作和茶园）的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明:①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地>茶园>常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为:常规农作>茶园>休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。