重庆山地都市区1985-2010年土地利用重心迁移研究

土地是人类不可或缺的重要资源,研究土地利用重心,能揭示人类利用或改造土地在空间上的轨迹,有助于全面分析土地利用变化的内在机理。以重庆山地都市区为例,对25 a来各类土地利用垂直重心、坡度重心、平面空间重心及其迁移速率进行了系统分析,并全面阐述了土地利用重心的迁移过程。研究结果表明:重庆都市区25 a间各地类重心分布空间分异特征明显,各地类垂直重心分布具有明显的垂直分异特征,不同地类的坡度重心范围有明显的差异,各地类平面重心分布和迁移有明显的地域特征;各地类重心空间迁移方向和速度差异明显,水域总体相对较稳定,其重心迁移方向与速度都不大;建设用地与耕地各重心迁移趋势较为明显;草地、林地、未利用地重心迁移波动性较大。研究结果可为合理利用土地和改善生态环境提供参考。     

滨海土地重心迁移及景观梯度变化

基于滨海土地特有的类别分布及变化,以Fragstats软件为基础,借助RS和GIS技术,以黄骅市为例进行实证研究,设计土地重心迁移及梯度变化的研究方法,总结其特征变化规律,为土地利用与生态环境建设规划提供借鉴。结果表明:耕地、草地、湿地和盐碱地面积呈现减少趋势,园地、建设用地、盐田和水域呈增加趋势,各地类重心均向不同方向迁移,景观空间梯度变化从水平样带上和垂直样带上体现出滨海区域的特点。水平样带一定范围内距离中心城区越远,土地景观类型就越趋向复杂多样,其聚合度就越差;垂直样带由南到北,多样性指数整体呈上升趋势,中心城区向南,聚合度逐渐增加,向北聚合度呈现先小幅上升后又下降的趋势。     

1980-2015年江西省土地利用迁移变化分析及驱动机制研究

厘清江西省土地利用转换时空特征,明晰驱动因子,可为该区土地资源的合理开发和生态环境保护提供科学依据。基于Landsat遥感影像,利用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,通过土地利用单一和综合动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数,以及土地利用重心迁移等,研究了1980—2015年江西省土地利用时空变化,并探究了驱动机制。结果表明：(1) 1980—2015年江西省土地利用综合动态度为0.168%/a,类型主要为林地和耕地,两者面积占总面积的89.85%,其中建设用地面积变化最大,期间共增加了2 241.01 km²,为主要变化类型。(2) 1980—2015年江西省土地利用转出和转入面积最大的分别是耕地3 190.67 km²和建设用地2 325.20 km²,而林地和草地也分别转出2 830.77 km²,885.18 km²,迁移变化总体上为居民建设用地大量扩张,耕地和林地面积均大为减少。(3)江西省土地利用重心随土地利用变化发生相应改变,其中建设用地和...     

2009-2018年海口市土地利用转型特征及其影响因素

[目的]定量识别海口市土地利用转型空间分布特征与影响,为海口市国土空间规划提供科学参考.[方法]采用土地利用类型转移矩阵、土地功能重心迁移与小波相干模型等方法,研究了 2009-2018年海口市土地利用转型时空特征及其影响因素.[结果]①2009-2018年来,海口市城镇生活用地面积增长,农业生产用地面积减少.其中农业...     

半干旱区科尔沁沙地土壤水分时空特征研究

采用经典统计和地统计学的方法,分析了2013年半干旱区科尔沁沙地(1.5 hm2)不同植被类型下0~160 cm剖面土壤水分的时空变异特征。结果表明:土壤含水量在剖面上的变异系数在18%~177%之间,属于中等或强变异水平;土壤水分状况影响其变异性,湿季的变异性低于干季。草本植被和灌木通过截留降雨和根系吸水,加剧了土壤水分在空间上的变异。在同一时期,土壤水分的空间自相关性随着深度的增加而不断减小;相同深度的空间自相关性为湿季大于干季。在湿季各层土壤含水量具有较好的空间连续性,而干季各层土壤水分变化均较为剧烈,土壤水分的破碎化程度较高。降雨有促使土壤水分分布趋于均匀及增强空间相关性的效果。     

1980-2020年洞庭湖流域土地利用变化及其碳效应

[目的] 探查粮食主产区土地利用变化规律及其碳效应,为土地利用结构调整及低碳经济发展提供依据。[方法] 基于1980,2000,2020年3期土地利用现状数据,在网格采样法、土地利用动态度模型、碳排放系数法以及空间自相关分析模型支持下,揭示1980年以来洞庭湖流域土地利用变化规律及其碳效应的空间异质性特征。[结果] ①洞庭湖流域土地利用阶段性变化。1980—2000年综合动态度为0.02%,其中动态度最大的是建设用地,未利用地次之。2000—2020年综合动态度增至0.18%,建设用地面积增长加快。②净碳效应表现为碳汇,但由1980年的5.93×10⁷ t下降到2020年2.82×10⁷ t,而由土地利用变化引起的碳效应呈现碳排放变化量大于碳汇变化量特点,并导致净碳排放量增加了6.08×10⁵ t,且空间上净碳排放相对高值区呈“H”型分布特点,低值区逐渐扩张。③洞庭湖流域集水小区净碳排放的空间自相关性特征显著。1980—2000年主要聚集类型为高—高型和低—低型,低—高型分布零散,2000—2020年高—高型分布更加集中连片,低—低型主要在湘江流域北部。[结论] 在洞庭湖流域,应坚持“碳增汇,碳减排”定位,保持林地的碳汇稳定状态,科学引导高碳排放土地的开发利用,并依据空间自相关特点关注不同集水区的碳排放“同化”作用。     

1990－2018年黄河流域<河南段>土地利用格局时空演变

研究长时间序列的土地利用时空演变规律,对科学推进黄河流域生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。该研究基于1990、2000、2010和2018年土地利用遥感数据,以具有中游和下游双重属性的黄河流域（河南段）为研究对象,利用土地利用变化指数、弦图（Chord Diagram）可视化模型及重心迁移模型,探讨了近30年黄河流域（河南段）土地覆被变化的流量、流向、多样性程度及政策启示。结果表明：1）粮食保障用地（约55%）和生产生活用地（约10%）主要分布在平原地带,生态保育用地（约35%）主要集中在海拔较高的山地。2）1990－2018年间旱地的流出和流入行为均体现出显著的主导性,水田、水域和草地以流出行为为主导,城镇用地、农村居民点和其他建设用地以流入行为为主导。3）中心城市的土地利用变化在整个时期内具有明显的区域带动效应。4）粮食保障用地和生态保育用地的重心均向西迁移且面积呈减少趋势,说明下游平原地带的优质耕地减少且生态系统服务功能在逐步减弱;生产生活用地面积逐年增加,城镇用地重心向东迁移表明下游各城镇的社会经济发展逐渐活跃,农村居民点和其他建设用地重心向西迁移表明中游的人口规模逐渐增大。     

科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征比较研究

[目的] 探究科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征的差异,为干旱—半干旱区包气带水分与物质运移等相关研究提供科学参考。[方法] 利用双环入渗仪野外实测和室内土壤物理性质分析相结合的方法,研究了科尔沁沙地具有代表性的8种土地利用类型(樟子松林地、小叶锦鸡儿林地、白柠条林地、撂荒草地、草甸草地、疏林草地、玉米农田以及裸沙地)土壤入渗特征及其影响因素,同时采用Kastiakov模型、Horton模型、Philip模型和G-P综合模型对其水分入渗过程进行了拟合,比较其拟合优度。[结果] ①不同土地利用类型土壤入渗特征存在显著差异,初始入渗率变化范围为1.595～12.020 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>玉米农田>樟子松林地>小叶锦鸡儿林地>草甸草地>撂荒草地>疏林草地;15 min入渗率变化范围为0.617～3.690 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>樟子松林地>小叶锦鸡儿林地>玉米农田>撂荒草地>草甸草地>疏林草地;土壤稳定入渗率变化范围为0.576～3.495 mm/min,由大到小依次为：裸沙地>白柠条林地>玉米农田>小叶锦鸡儿林地>樟子松林地>撂荒草地>草甸草地>疏林草地; ②不同土地利用类型入渗率与土壤容重、细砂含量呈极显著负相关,与中砂含量呈极显著正相关;稳定入渗率与非毛管孔隙度呈显著正相关; ③各模型对科尔沁沙地土壤入渗过程的拟合优度依次为：Horton模型>G-P综合模型>Kastiakov模型>Philip模型,其中Horton模型决定系数最高且相对误差最小,能更准确地模拟科尔沁沙地土壤入渗的实际情况。[结论] 科尔沁沙地不同土地利用类型土壤入渗特征存在差异,土壤性质对其入渗特征影响显著;Horton模型在科尔沁沙地拟合度较高,可应用此模型来估算水分入渗过程。     

三峡库区万州区土地利用时空变化特征研究

以RS和GIS技术为手段,利用TM遥感数据分别提取研究区2000年、2004年、2007年、2012年四期土地利用现状数据,通过土地利用变化相关模型对区内土地利用现状数据进行系统分析与研究。结果表明:近12a来,研究区土地利用结构保持稳定,耕地、林地为区域内主要土地利用类型;土地利用综合程度处于中等水平,且呈上升趋势;土地利用流向特征明显,主要表现为耕地和林地转向水域和建设用地;耕地、林地、水域及草地单一动态度变化不大,建设用地土地利用动态度呈正向变化,未利用地呈负向变化。文章旨为三峡库区万州区资源环境和社会经济的可持续发展提供参考。     

淮南市土地利用程度变化过程的时空演化特征

土地利用变化研究中存在重格局轻过程、重模拟轻度量的现象,缺乏对序列快照间土地利用单元演化过程的时空模式的探查和度量研究。该文以土地利用变化的序列时空数据为研究对象,以时空栅格为建模手段,以土地利用程度累积变化度为时空过程的基本度量工具,对淮南市土地利用变化过程的时空模式进行分析。结果表明:2008—2017年间研究区的土地利用程度的剧烈变化在特定尺度下呈现显著的时空聚集性特征;同时土地利用程度的平缓变化也呈现出较为显著的时空聚集性特征;介于二者之间的较为剧烈的土地利用程度变化的时空聚集性不显著,表明研究时段人类干扰活动具有明显的时空异质性。进一步研究发现,3种土地利用程度在距离交通网络较近的范围内(300和600 m范围内)均呈现聚集性,而在更远的距离上(900 m范围内)趋于随机分布,表明交通网络对土地利用变化具有较强烈的影响;在距离交通网络的不同空间尺度上,土地利用程度的剧烈变化和平缓变化在较小的空间尺度上时空聚集性呈现显著性,而较为剧烈的土地利用程度变化在多个尺度上的时空聚集性都不显著,表明交通网络对土地利用程度时空变化的影响存在尺度差异,且较为极端的土地利用变化过程更容易呈现时空聚集性。     

沙漠化过程对植物凋落物分解的影响

应用分解袋法测定分析了沙漠化过程对凋落物分解及碳氮释放的影响。结果表明,潜在、轻度、中度、重度和严重沙漠化沙地土壤中的凋落物经过110d的分解后,干物质残留率分别为38.5%,40.8%,45.2%,55.6%和58.8%,C残留率分别为37.1%,36.6%,41.4%,53.6%和51.1%,N残留率分别为43.8%,47.6%,54.2%,59.4%和58.9%。说明随着沙漠化程度的增加,凋落物的干物质失重率降低,分解速率减小,C、N释放速率减缓。分解过程中,凋落物在各生境土壤中C的释放速率明显快于N;C含量变化趋势为先下降后略有上升,但总体低于初始C含量;N含量总体表现为上升的趋势。     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征.结果表明①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮＜湿润藻结皮＜干旱苔藓结皮＜湿润苔藓结皮.两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮.由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发.     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。结果表明：①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮〈湿润藻结皮〈干旱苔藓结皮〈湿润苔藓结皮。两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮。由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发。     

科尔沁沙地流动沙丘沙米群落生物量特征及其防风固沙作用

沙米(Agriophyllumsquarrosum)是流动沙丘上的先锋植物群落,沙米群落的建立是群落演替和植被恢复的起点。对科尔沁沙地流动沙丘上沙米群落的研究表明,初次建立的沙米群落具有较高的生物量47.5g/m2,以及较高的空间变异程度,变异系数为1.201,反映出群落在空间分布上的斑块化程度较高。在随后的演替中,群落的活生物量迅速下降,而先前沙米群落生物量则以立枯的形式存在,沙米立枯生物量占群落总生物量的54.93%。沙米茎杆粗硬,具有较强的机械强度和抗风蚀能力,其立枯生物量可以存留2～3个生长季。保护沙米群落及其立枯生物量不受人畜破坏,对维持群落演替早期沙面环境的稳定,促进其它物种侵入和定居,从而促进群落演替并加速植被发育进程具有重要作用。     

科尔沁沙地玉米茎流变化规律研究

以Dynamax包裹式茎流测量系统对科尔沁沙地玉米的液流变化进行了连续监测,结合实验区自动气象站同步测定的光合有效辐射、气温、相对湿度和风速等气象因子以及人工记录的天气状况,分析了4种典型天气条件下玉米的茎流变化、蒸腾耗水规律及其与气象因子的关系。结果表明,不同天气条件下,玉米液流日变化波动曲线不同,影响液流量的主要气象因子也不同,光合有效辐射始终是液流变化的主导因子。晴天,玉米液流速率的日进程为"几"字型峰或单峰曲线;阴天,玉米的液流曲线通常呈多峰状态;风天和雨天是单峰曲线,或是呈不规则的多峰曲线。玉米茎秆液流通量密度的变化是各种气象因子综合作用的结果。单株日耗水量的总体变化趋势是从晴天、风天、阴天到雨天依次减少,其平均值分别为588,401,399和305g/h。     

科尔沁沙地防风固沙林踏郎稳定性研究

以科尔沁地区半流动沙丘地上6a生踏郎人工灌木防风固沙林为对象,选取立地质量相近的撂荒地作为对照,通过样地种群结构统计、土壤理化性质测定、群落物种多样性测度等研究.对踏郎稳定性进行了综合评价.研究表明:不同生境下的踏郎人工灌木防风固沙林的各项指标存在差异,坡下踏郎人工固沙林土壤的物理性质、化学性质、种群结构、群落物种多样性及稳定性均达到最好,其中物种丰富度S达到8;Simpson多样性指数D为0.58;Shannon多样性指数H'为1.35;Pielou均匀度指数Jw为0.74;Alatalo均匀度指数Eα为0.64;M指数达到0.666 7.撂荒地的立地质量、物种多样性均最差,物种丰富度为4;Simpson多样性指数D为0.29;Shannon多样性指数H'为0.67;Pielou均匀度指数Jw为0.36;Alatalo均匀度指数Eα为0.32.综合评价不同生境的踏郎人工灌木防风固沙林稳定性结果为:坡下>坡上>坡中撂荒地.     

科尔沁沙地旱作农田土壤退化的过程和特征

在一个较小的时空尺度上对科尔沁沙地典型旱作农田土壤物理和化学特性在风蚀沙化过程中的演变特征及其退化过程进行了的探讨。结果表明 :旱作农田由于周边沙质草地的开垦而发生风蚀沙化 ,3～ 5年的时间就会使 5 %～ 15 %的细粒物质吹蚀 ,表土粗化 ,向风沙沉积特征发展 ,土体结构破坏 ,容重增加 0 .0 5～ 0 .15 g/ cm3,总孔隙度降低 3%～ 5 % ,持水性能变劣 ,养分也随之丧失 ;<0 .0 5 mm的粘粉粒吹蚀 1% ,土壤有机质和全氮含量下降 0 .2 5 9g/ kg和 0 .0 16 4 g/ kg;土壤退化的演变 ,既有系统本身的自然属性决定的内在原因 ,更重要的是人为的外部干扰体系的驱动 ;退化的过程既有渐变型 ,又有跃变型     

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准（2.0mg·L-1）,农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为：农田（96.54kg·hm-2·a-1）〉沙荒地（32.84kg·hm-2·a-1）〉林地（28.66kg·hm-2·a-1）〉草地（15.48kg·hm-2·a-1）。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。