岩溶山区石漠化变化与土地利用关系坡度分异规律研究

在中国西南岩溶地区,由于受自然条件和人类活动的影响,生态脆弱性强,以石漠化为主的生态问题尤为突出。该研究以贵州花江为对象,利用2000年、2018年花江示范区的石漠化数据及2018年土地利用数据进行空间叠加和统计分析,探究了石漠化与土地利用关系坡度分异规律。结果表明：（1）示范区土地利用类型以草地和灌木丛为主,在坡度<25°范围,草地和灌木丛随着坡度的增高所占比例呈递增变化,耕地则相反。（2）石漠化变化在坡度5°～25°之间发生显著变化。在<25°的坡度范围,石漠化变化的面积变化与坡度呈正相关,>25°的坡度则呈负相关。（3）草地类型下的石漠化变化最显著的坡度是15°～25°,石漠化变化主要从极重度石漠化转变为中度石漠化。耕地集中在<25°的坡度,以重度石漠化转变为中度石漠化为主。灌木、林地则集中在坡度8°～25°的范围,灌木以极重度石漠化转变为中度石漠化为主。林地以轻度石漠化转变为潜在石漠化为主。土地利用与石漠化关系的坡度分异规律具有一定的相关性。4种地类均在坡度<25°的范围内石漠化变化明显,可见人类活动是影响石漠化的一大主因。     

岩溶峡谷区石漠化对土壤碳排放的影响

土壤在全球碳平衡中具有举足轻重的作用,而土地利用变化对土壤碳排放的影响也是极其敏感的。针对贵 州岩溶峡谷地区石漠化导致的土地退化对土壤碳排放的影响进行研究。试验定位监测样地选取在石漠化典型地 区贵州省关岭布依族苗族自治县花江峡谷区,于2012 年7 月至2013 年4 月采用动态气室法(Li鄄8100,USA) 监测了未石漠化土地和不同程度石漠化土地的土壤呼吸速率日动态和季节动态变化,通过关岭布依族苗族自治县 治理前后石漠化程度监测数据分析,定量评价了石漠化对区域土壤碳排放量的影响,可为定量评价石漠化对土壤 碳汇功能的影响提供科学依据。研究结果表明:1)岩溶区土壤呼吸速率与土地的石漠化程度具有很高的关联性, 石漠化程度越高,土壤碳排放量越低,极重度石漠化土地样地土壤碳排放量约为非石漠化的1/2;2)非石漠化土地 土壤呼吸具有明显的季节变化,而石漠化土地土壤呼吸则不再遵循植物生长的季节顺序发生变化,土壤呼吸随季 节的这种变化规律被打破;3)区域碳排放变化量与石漠化治理效果有关,20052010 年关岭布依族苗族自治县实 施石漠化治理后,区域土壤呼吸产生的碳排放量增加了41 800 t,相当于关岭布依族苗族自治县岩溶区增加了 31郾92 t/ km2 。      

表层岩溶泉水化学特征环境敏感性分析——以重庆金佛山水房泉为例

通过对金佛山水房泉泉水的水温、pH值、电导率、Ca2+和HCO3-进行监测发现:旅游活动高峰期人流量大会对泉水中离子的变化产生明显的影响.国庆节和五一劳动节期间,降水量和人类活动共同对泉水中离子产生影响,而冰雪节期间,泉水中离子的变化主要受人类活动的影响.Ca2+,HCO3-,SIc和Pco2受水温、降水和人类活动的交替影响,在不同的时间段内,其受影响的程度不一.泉水中CO2的来源与土壤CO2有一定的关系,深层土壤CO2较表层土壤CO2更多地进入泉水,参与了岩溶作用的进行.     

自然降雨条件下岩溶区土壤钾、氮流失及其对泉水水化学的影响--以广西马山弄拉为例

为研究自然降雨条件下我国西南脆弱岩溶环境区在未受人类活动干扰时土壤元素流失情况,国土资源部岩溶动力学重点实验室于2003年8月5日至7日在广西弄拉岩溶动力系统观测站以表层岩溶泉为介质,通过利用U-20多离子参数仪和CDTP300雨量自动记录仪监测不同降雨强度下泉水中的钾、氮动态变化,来考察土壤钾、氮流失情况及其对泉水水化学的影响。结果表明:在降雨过程中,泉水中的K 和NO-3含量均出现急剧升高的现象,并且泉水内的K 和NO-3含量与降雨强度密切相关。从而说明降雨是导致岩溶区土壤元素流失的主要原因。而泉水内NO3-含量呈现出持续升高的现象,可能是由于岩溶区土壤中氮主要以硝态氮(NO-3-N)形式存在,在降雨停止后的一段时间内仍能通过淋滤作用进入水体。     

云南省建水县不同石漠化治理模式下碳储量功能评估

目的石漠化综合治理引起的土地利用变化改变了土壤呼吸条件和地表植被,进而对生态系统的碳储量功能产生影响。本文为揭示区域不同发展模式下石漠化综合治理对碳储量功能的影响。方法本文以云南建水县为案例,基于Dyna-CLUE和InVEST模型,以2015年为基期,模拟和预测了县域未来10年3种发展情景(快速发展、石漠化治理、规划发展)下土地利用变化对碳储量影响。结果(1) 石漠化治理情景下,相比2015年,2025年乔木林、建设用地、园地、水域面积均有所增加;而未利用地、耕地、草地和灌木面积有所减少。快速发展情景下,相比于2015年,耕地、园地、建设用地、乔木林和水域的面积有所增加。未利用地、灌木和草地面积有所减少。规划发展情景下,相比2015年,耕地、园地、草地、建设用地、灌木和水域面积有所增加。未利用地和乔木林面积有所减少。(2)2025年,石漠化治理情景下建水县的碳储量为318.72×105 t,相比于2015年,增加23.94×105 t,该情景为研究区提升了最多的碳储存量;快速发展情景延续之前趋势,碳储量总量为301.07×105 t,相比于2015年增加了6.29×105 t;规划发展情景下,碳储量总量为284.89×105 t,相比于2015年损失了9.89×105 t。结论研究反映了不同石漠化综合治理发展模式对土地利用格局及其岩溶生态系统碳储服务的影响,可为政府管理人员区域发展模式的确定,和利益相关者实施石漠化治理策略提供参考。      

伏旱条件下表层岩溶泉水理化性质变化特征研究——以重庆金佛山为例

以重庆南川金佛山山顶表层岩溶泉——水房泉为例,分析表层岩溶泉对伏旱天气的响应过程。通过多参数自动记录仪器CT-DP300对表层岩溶泉水的物理化学变化进行研究,结果表明,在正常伏旱（2005年）条件下,表层岩溶泉水理化变化规律受气温效应和水动力效应控制,在无雨条件下,气温控制水中CO2的浓度,从而控制岩溶作用,小雨条件下,岩溶作用强度与流量变化同步。在极端干旱（2006年）条件下,当有少量降水时,土壤CO2效应占据主导位置,降水带来的CO2影响pH值和岩溶作用;当高温干旱进一步发展,土壤CO2效应消失,pH值上升,Ca2＋维持在50 mg/L,出现异常的干旱效应。     

喀斯特石漠化与人类活动响应的定量研究——以广西都安县为例

利用TM遥感影像及其他相关数据,结合地面调查与GIS技术提取广西都安县的石漠化空间分布信息,选取该区域人口密度、经济密度、土地利用程度、离民居点和道路的距离等因素,定量研究了喀斯特石漠化发生率与人类活动强度的关系。结果表明:当人口密度超过一定阈值时,人口密度对石漠化强度有较明显的影响;经济密度对石漠化的产生具有普遍影响;土地利用程度指数对石漠化的影响明显;离民民点和道路越近,人类活动强度对石漠化的影响越大。强度石漠化、中度石漠化、轻度石漠化分布面积在离居民点和道路距离的第一个缓冲区内比例最高。     

基于耕地保护视角的重庆市土地利用分区研究

土地利用分区是土地利用规划及土地利用差别化管理的重要内容与基础,为使土地利用分区更好地反映区域耕地保护压力差异,采用耕地保护内压力即耕地资源人口承载力,与耕地保护外压力即耕地非农化胁迫相关联分析的土地利用分区方法进行研究,研究表明:1 2003年-2010年重庆市耕地资源人口承载力逐步降低,耕地保护内压力整体上升,区域差异性有所扩大;2以耕地资源承载力水平与经济发展水平为表征的耕地保护内外压力关联进行土地利用分区,能很好地反映耕地供需矛盾的区域差异,各类型区具有相似耕地资源承载力与耕地非农化胁迫,且具有明显的空间聚合性;3分区结果与重庆市五大功能区布局有较高的空间吻合性,反映了经济社会发展与耕地资源之间的内在联系,使区内土地资源利用管理策略更具有针对性.     

土地利用对土壤性质影响的区域差异研究

 【目的】研究探讨土地利用对土壤性质影响的区域差异性。【方法】选择4类土地利用方式（天然林、人工林、灌丛和耕地），分别在山西寿阳县和四川丹棱县野外采集土壤样方进行测定，利用统计分析法研究土地利用对土壤性质影响的区域差异。【结果】不同土地利用方式对土壤性质的影响差异显著。人类活动干扰小的土地利用方式的土壤有机质、全氮含量和含盐量等普遍高于人类影响较强的土地利用方式。相同的土地利用方式对土壤性质的影响具有空间差异。即便在相同的土地利用方式下，不同的耕作制度和田间管理措施（灌溉、施肥、农药等）也会造成土壤特性的区域异质性。【结论】不同土地利用方式对土壤性质影响的区域差异揭示了人类活动对环境变化影响的区域差异，可以在一定程度上解释“人-地”的复杂性关系，研究结果可为国家在区域土地规划、作物栽培布局和水土保持政策制订等提供科学依据。     

近40年东北农牧交错带土地利用变化对人类活动的响应——以吉林省西部地区为例

将吉林省西部地区作为农牧交错带的典型区域,采用人机交互解译的方法获取吉林省西部地区1975年与2013年2期的土地利用数据,从土地利用数量和类型的变化、土地利用程度、土地利用变化速度方面,全面分析了改革开放40年以来吉林省西部地区土地利用变化的特征,并揭示其对人类活动的响应。结果表明:改革开放以来,吉林省西部地区土地利用类型的变化主要表现为耕地、盐碱地的增加与草地、沼泽地的减少,人类的盲目开荒导致草场面积的大范围减少;吉林省西部地区耕地相对变化率最高,多数在100以上;同时,人类活动影响下土地利用数量变化的区域差异明显。吉林省西部地区土地利用程度综合指数从1975年的242.1增加到2013年的246.1,说明人类对土地利用的干扰程度日趋严重。吉林省西部地区各县(市、区)的土地利用年变化速率在0~3%之间。     

孔雀河流域平原区土地利用覆盖变化及生态系统服务价值分析

对孔雀河流域 1973(Mss)、1990(TM)、1999年(ETM)三期遥感影像解译获得的数据,进行了土地利用/覆盖变化及生态系统服务价值分析.结果表明: 1973～1999年,研究区内主要的土地利用/覆盖类型,由草地、林地、盐碱地,转向草地、耕地、盐碱地;耕地、城乡工矿居民用地、草地面积大幅增加,林地、水域、盐碱地面积大幅减少;戈壁、沼泽面积减少幅度相对较小,沙地、裸岩石砾地的面积基本不变;生态系统服务总价值量发生了明显的降低.     

不同空间尺度河流水质与土地利用关系分析——以泰国蒙河流域为例

为分析不同空间尺度河流水质与土地利用的响应关系,认识水环境变化成因和趋势,以泰国蒙河流域为研究对象,采用GIS、莫兰指数(Moran′s I)和Spearman相关分析等方法,探究蒙河水质的空间分异及不同空间尺度下水质对土地利用格局的响应特征。结果显示,近20 a(1997—2017年)流域内溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、总磷(TP)、硝态氮(NO3--N)、氨氮(NH3-N)、固体悬浮物(SS)的Moran′s I值分别为0.86、0.38、0.35、0.40、0.45、0.50,表现出空间聚集性,而总大肠菌群(TCB)、粪大肠菌群(FCB)的Moran′s I值分别为-0.15、-0.10,具有空间离散特征。不同空间尺度下河流水质与土地利用的相关性大体一致,但相关程度存在差异,缓冲区尺度的土地利用格局能够更好地解释蒙河水质变化,其中水质指标与5 km缓冲区空间尺度下土地利用的关系最为显著。相关分析结果表明,蒙河流域农业用地、城镇建设用地对水质负荷起到"源"的作用,林地起到截留、吸附的作用。因此,蒙河流域水环境保护应以非点源污染控制为主,重点加强农业生产过程中化肥等管控,控制生活污水等污染物直排入河。     

灌溉模式与施氮水平对土壤渗滤液氮浓度动态变化的影响

以Ⅱ优838为水稻供试品种,湖北潮土为供试土壤,通过2年稻麦轮作柱栽试验研究2种灌溉模式(FW:土表淹水3cm;CW:保持土壤湿润但土表不积水)和4个施氮水平(N0:0kg·hm-2,N1:126.0kg·hm-2,N2:157.5kg·hm-2,N3:210.0kg·hm-2)对水稻土渗滤液不同形态氮浓度变化动态的影响。结果表明:土壤渗滤液的总氮浓度随水稻生育期推移呈由高到低的变化趋势,氮素淋失风险主要存在于水稻移栽后的前40d左右;在稻麦轮作制中,前作小麦明显提高后作水稻土壤渗滤液氮浓度;硝态氮(NO3--N)和可溶性有机氮(SON)是土壤渗滤液氮素的主要形态,铵态氮(NH4+-N)所占比例较低;水稻移栽后20～30d左右出现土壤渗滤液NO3--N高峰,在高峰期土壤渗滤液的NO3--N浓度随施氮量增加而提高;减氮25%处理(N2)相对于常规施氮量处理(N3)显著提高氮肥利用率,并降低氮素淋失风险。     

塔里木河流域典型绿洲不同土地利用方式对土壤酶活性的影响

[目的]塔里木河流域典型绿洲,不同土地利用方式对土壤酶活性的影响.[方法]通过样区内棉田、林地、荒草地、盐碱地、沙地等不同土地利用方式下土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶、碱性磷酸酶活性的研究,了解其在人为影响下的变化规律.[结果]不同土地利用方式对土壤酶活性有着显著的影响,棉田的脲酶活性较高,林地、荒草地的土壤酶活性基本大于盐碱和沙地;随着土层深度的增加,过氧化氢酶、转化酶、碱性磷酸酶活性的变化规律可以表现为上层土壤酶活性较高,中间下降,下层又有所上升的趋势.[结论]研究为进一步建立土壤质量评价和预警模型、合理进行区域土地规划、优化作物栽培布局提供科学依据,贡献于当地农业可持续发展和生态环境保护.     

贵阳市城郊区不同土地利用方式下浅层地下水硝态氮含量的变化

通过对贵阳市城郊区浅层地下水的调查及采样分析,探讨土地利用方式对地下水硝态氮含量的影响。研究结果表明:不同土地利用方式下浅层地下水中NO3--N含量出现较大差异,与林地相比,城市生活用地、耕地和工业用地的地下水硝态氮平均含量分别增加2.47倍、3.88倍和2.25倍。丰水期地下水硝酸盐含量普遍高于枯水期。以NO3--N为评价指标,耕地、城市生活用地、工业用地地下水质在枯水期均为Ⅳ类,而丰水期地下水质均为Ⅴ类;林地地下水的NO3--N浓度在枯水期和丰水期均小于10 mg/L,水质达到Ⅲ类。     

不同土地利用方式土下岩溶溶蚀速率及影响因素

以重庆中梁山为例,通过野外埋放标准溶蚀试片、土壤CO2收集装置和进行亮蓝染色示踪试验,测试不同土地利用方式下不同土层碳酸盐岩溶蚀速率、土壤CO2浓度、土壤溶解性有机碳(DOC)含量及土壤含水量、土壤pH值和孔L隙度等性质,探讨不同土地利用方式土下溶蚀速率差异及其影响因素.结果表明不同土地利用方式对土壤理化性质产生影响,形成特定的岩溶微环境,进而影响土下不同层次的岩溶作用:土壤CO2浓度是影响林地和草地旱季土下溶蚀速率的重要驱动力;土壤含水量和供水能力是影响旱季不同土地利用方式溶蚀速率的关键因素;菜地产生的酸性物质较多,土壤pH值最低,其平均溶蚀速率高于林地;土壤DOC随水下渗迁移性强,是林地土下50 cm处溶蚀速率高于土下20 cm处的原因之一.该文为西南岩溶区土下岩溶机理、岩溶碳汇提供理论依据和数据参考.     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的时空动态模拟

近几十年来 ,过垦和过牧等不合理的土地利用方式导致科尔沁沙地及其周围地区的土地利用格局发生了显著的变化 ,这些变化对该地区以沙漠化加剧为主要特征的生存环境演变起着重要的促进作用 .根据 2期 (1985年和2 0 0 0年 )土地利用空间图形数据 ,结合地形、土壤、居民点和城镇以及各级道路的分布等驱动因素 ,构建了对近 15年来科尔沁沙地及其周围地区土地利用的时空动态变化进行模拟的CLUE S模型 .结果表明 ,地形、居民点和城镇分布、土壤类型以及乡级道路分布是研究地区土地利用格局分布变化的重要驱动因素 ,构建的CLUE S模型具有较好的时空动态变化模拟能力 ,在基本单元 (15 0 0m× 15 0 0m栅格 )的水平上 ,模型对科尔沁沙地及其周围地区 2 0 0 0年土地利用分布格局模拟的正确率为 91 5 % ,kappa指数是 0 90 .因此 ,该模型可以作为今后探索该地区土地利用时空动态变化前景的重要工具 ,为该地区的环境管理决策提供科学依据 .     

模拟喀斯特生境土壤干旱胁迫对蚬木苗木的影响

为揭示喀斯特土壤干旱环境下植物的生长及形态适应性,模拟构建了喀斯特"土壤层-岩石层-岩溶水层"水分供应装置,以2年生蚬木(Excentrodendron hsienmu)苗木为试验材料,研究了岩溶水层岩溶水分(有/无水分)和土壤水分2个因素对蚬木幼苗生长及形态发育的影响。结果表明:岩溶水分和土壤水分极显著影响蚬木幼苗生长,苗木净生长量随土壤干旱增强显著下降,岩溶水层有水处理下(W)苗木净生长量显著高于无水处理(N)。两者极显著影响着苗木总生物量及茎、叶生物量,岩溶水分极显著影响根生物量;生物量随干旱胁迫增强显著下降,W处理的显著高于N处理。土壤水分极显著影响着根冠比和根、茎生物量比,岩溶水分显著影响茎生物量比,因素间交互作用显著影响根冠比和根生物量比、极显著影响着茎生物量比。中度和重度干旱下根冠比及根生物量比显著高于对照,茎生物量比随干旱增强显著下降,W处理茎生物量比显著高于N处理。两个因素极显著影响苗木地径、株高、根长等,岩溶水分显著影响叶片数和一级分枝数、土壤水分的影响达极显著水平,因素间交互作用对地径产生显著影响、且极显著影响叶面积。蚬木幼苗生长受土壤水分条件影响较大,土壤干旱胁迫下表现为生长下降、生物量分配和形态发育发生改变等适应策略,岩溶水分对苗木的影响与土壤水分条件密切相关。     

氮化合物在饮用水管网中的分布变化规律研究

为了研究饮用水管网中氮化合物的分布变化规律,及其对细菌指标的影响,对我国北方某市配水管网中细菌总数、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、自由余氯、浊度、总有机碳等水质指标进行了监测.结果表明:该管网微生物学水质较差.从管网入口到管网末梢,水中氨氮、亚硝酸盐氮浓度沿管网逐渐降低;氨氮与硝酸盐氮呈一定的负相关关系;氨氮与亚硝酸盐氮的变化趋势一致.应严格控制出厂水中氨氮的含量,降低饮用水中亚硝酸盐氮的含量,同时也在一定程度上降低管网中微生物的繁殖水平,进而对保障管网饮用水生物稳定性及管网饮用水的微生物学水质安全起到一定作用.     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。