万安流域不同土地利用类型土壤全磷时空分异特征

以典型紫色土丘陵区万安小流域(12.10 km2)为研究区域,通过分析2011年4月(旱季)和8月(雨季)采集的552个表层土壤样品,采用传统统计学和地统计学的方法对小流域土壤全磷的时空变异特征进行了研究。结果表明:(1)流域不同土地利用类型土壤全磷含量均值介于0.42~0.73 g kg-1,土地利用类型之间全磷含量具有显著差异,呈现为水旱轮作田旱地林地;(2)相同土地利用类型旱季(4月)、雨季(8月)土壤全磷含量无显著差异;(3)水旱轮作田、旱地土壤全磷的中等空间相关性,表明其受到随机性因素和结构性因素的共同影响,而林地的强烈空间相关性表明其土壤全磷的空间分布特征主要受到结构性因素的作用;这表明在确认磷负荷风险地点、评估污染物迁移潜力及流域土壤资源管理时,应考虑不同土地利用类型条件下全磷时空特征。     

白洋淀近20年土地利用变化及其对水质的影响

土地利用变化对明晰和诊断人类活动对湖泊水环境的影响具有重要意义。本文以白洋淀为研究对象,综合运用遥感影像解译、马尔柯夫转移矩阵和相关性分析的方法,揭示了白洋淀1987—2007年的土地利用变化规律,探讨了土地利用变化对白洋淀水质的影响。结果表明：白洋淀土地利用类型以苇地、耕地和水域为主,占总面积比例分别为45.66%~52.62%,17.92%~29.82%和11.31%~18.52%;1987~1999年间耕地向苇地和水域转变,转移概率分别为12.84%和7.2%;1999—2007年间水域转化为耕地和林地,转移概率分别为12.76%和6.37%,苇地转化为耕地和建筑用地,转移概率分别为3.03%和2.31%;1987—2007年间干草地和水域的面积分别减少24.06 km2和19.92 km2,耕地、建筑用地和苇地的面积分别增加20.98 km2、9.94 km2和9.67 km2,变化趋势主要是由干草地和水域向耕地、建筑用地和苇地的转变;除干草地与BOD5的相关系数为-0.711,P=0.048外,其他各土地利用类型与水质指标的相关性均不显著。该研究为在流域尺度下揭示土地利用空间格局变化对白洋淀水环境的影响奠定基础,并为制定该流域水环境管理措施提供科学依据。     

酒泉-金塔盆地绿洲土地利用变化与生态系统服务价值评估

基于1990,1999,2006年和2010年4期Landsat TM土地利用类型数据,以酒泉-金塔盆地绿洲为例探究干旱区土地利用时空变化,并对其生态系统服务价值进行评价。结果表明:(1)研究区1990-2010年土地利用发生了较大变化,耕地、林地、草地、城镇居民地面积持续增加,水域面积萎缩,未利用地大幅度减少。(2)酒泉-金塔绿洲1990,1999,2006及2010年研究区的生态系统服务价值分别为24.53,26.99,29.84和30.16亿元/a,呈现逐步增长的趋势,但增长率逐步降低,分别为10.04%,10.54%和1.09%。(3)生态系统单项服务价值分析表明研究区服务性价值大于生产性价值。(4)研究区的生态系统服务价值变化趋势与生态风险指数变化一致,应合理开发和管理水土资源以降低绿洲资源利用的生态风险,为区域可持续发展更好地服务。     

三江平原不同土地利用方式对区域气候的影响

以往土地利用变化对气候的影响多是从地表参数的改变角度去研究,而气候变化的一个重要方面是温室气体的增加。通过收集整理三江平原生长季(510月)不同土地利用类型的温室气体排放通量,根据温室气体的增热潜能,比较得出,在三江平原林地、小叶章、毛果、漂筏、稻田和大豆几种土地类型中,对区域气候影响的大小依次顺序为:大豆>小叶章>毛果>林地>稻田>漂筏。由此表明,三江平原稻田对于区域的气候的变化贡献比旱地小。在过去几十年中,由于土地利用变化而导致温室气体排放的总变暖潜力增加,为三江平原气候变暖提供了佐证。     

汾河水库周边土壤氮流失风险评价

[目的]对汾河水库周边土壤氮流失风险进行评价,为汾河水库周边的环境管理与污染控制提供依据。[方法]在对汾河水库周边土壤采样、全氮含量测定的基础上,结合研究区地形、降雨、土地利用类型、径流、化肥施用、人口、潜在污染源距离等因子,采用通用水土流失方程和氮指数评价法进行评价。[结果]从研究区整体来看,土壤氮流失风险水平并不高,风险评价等级为低、中、高、极高程度的面积分别占研究区总面积的78.04%,2.72%,9.31%和9.93%;从空间上来看,氮流失风险较高的区域主要集中分布在研究区的西南和东北部,土地利用类型主要是地势平坦的耕地。中等流失风险程度的区域大部分位于沿河山地地区,土地利用类型为林地、草地及耕地。低风险程度的区域主要位于河谷地区较为平坦的地区,土地利用类型以草地和耕地为主。[结论]采用的氮指数评价法综合考虑了土壤氮流失的源因子和迁移因子,可以科学有效地反映研究区土壤氮流失风险的水平及空间分布。     

近25年延河流域土地利用/覆盖变化的时空特征

基于1980年和2005年两期土地利用矢量数据,选取土地利用转移矩阵、土地利用动态度和重心转移3种方法对延河流域土地利用/覆盖时空变化特征进行了定量研究。结果表明:(1)在近25a,延河流域森林和农田面积在数量上发生了大幅度的变化,以农田流向森林为主,然而草地和农田始终是流域主要的土地利用类型,二者所占比重之和在两个时期均在87%以上,加上森林三者所占比重达99%以上;(2)25a内,延河流域仅有3.89%的土地资源发生了利用方式的变化,但聚落用地面积增加迅速,年均增加速率为4.10%,主要靠占用农田和草地来实现;(3)区域之间以及区域和整个流域之间的土地利用变化方向和变化速度不一致,其中安塞地区的各土地利用类型变化速度均大于全流域,这与安塞地区的社会经济活动比较活跃,土地利用变化总体较为剧烈息息相关;(4)25a内,各种土地利用类型在空间上分布比较均匀,其中森林在空间上不断向上游、高海拔方向转移,而流域内水体的重心向流域下游迁移。     

密云水库上游流域径流曲线模型的参数修订

为探讨同时率定CN值和初损率2个参数得到的模拟结果是否比单独率定一个参数更为理想,且在不同土地利用类型下SCS-CN模型是否均适用,选取了密云水库上游石匣小流域为研究区域,根据石匣小流域坡面试验小区2006—2010年实测降雨-径流数据和SCS-CN模型的计算公式,在0.05~0.40范围内,等间隔选取8个不同的初损率值,并利用算术平均值法反推各初损率值条件下对应的CN值,以纳什效率系数为SCS-CN模型的适用性评价参数,确定裸地、耕地、草地和林地4种不同土地利用类型下模拟效果最佳的CN值与初损率,最后对4种不同土地利用类型下的SCS-CN模型进行了适用性评价。结果表明:(1)4种不同土地利用类型条件下,当初损率为0.05时纳什效率系数值最高,分别为裸地(0.75)、耕地(0.48)、草地(-1.11)、林地(-0.24);(2)在石匣小流域内利用SCS-CN模型对该研究区域的径流值进行预测时,裸地条件下的CN1值为86,耕地条件下的CN1值为74,草地条件下的CN1值为58,林地条件下的CN1值为63,4种不同土地利用类型的初损率取值均为0.05;(3)通过同时率定2个参数可以使得SCS-CN模型的模拟效果得到一定的提高;(4)在石匣小流域内,SCS-CN模型在裸地和耕地条件下可以较好地模拟地表径流,但草地和林地条件下其模拟结果不理想。     

利用复合指纹法分析剑川双河水库泥沙来源

[目的]定量研究水库沉积泥沙的具体来源,为中国滇西北水土流失区域泥沙来源研究和流域综合治理提供科学依据。[方法]以滇西北剑川县双河水库流域作为研究区,选取林地、草地、耕地及采矿用地4种土地利用类型作为潜在泥沙源头,利用复合指纹法分析双河水库沉积泥沙潜在来源及其贡献百分比。选择27个地球化学因子,通过守恒性检验与Kruskal-Walls H检验并利用逐步判别分析确定最佳指纹因子组合,运用多元线性混合模型计算各泥沙源地贡献百分比。[结果]①共有8个指纹因子(S,Ca,Sr,TP,Cr,Ba,K,Mg)被确认为最佳指纹因子组合,累计贡献率达89.60%;②总体上,泥沙贡献百分比平均值从大到小为:草地(37.28%)耕地(34.62%)林地(27.86%)采矿用地(0.24%);③单位面积上泥沙贡献百分比为:耕地(9.55%)草地(3.78%)采矿用地(1.24%)林地(0.38%)。[结论]复合指纹法适用于双河水库流域泥沙来源判别,耕地仍是土壤侵蚀最为严重的土地利用类型,而草地因面积较大、地表覆盖度较低,也是泥沙贡献较多的土地利用类型。     

“稻-鸭-虾”生态种养模式水体中的氮磷浓度及藻类生物量变化

[目的]对"稻—鸭—虾"生态种养模式水体中氮磷浓度及藻类生物量的变化进行研究,为控制稻田排水中氮磷引起的农业面源污染,改善稻田生态环境提供科学参考。[方法]对比"稻—鸭—虾"生态种养模式与常规种植模式,分析不同种植模式下的差异及优越性,重点研究"稻—鸭—虾"的内在协同作用对水体中氮磷及藻类的变化影响。[结果]①相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养稻田水体中总氮(TN)、总磷(TP)含量分别减少32.43%和19.35%,且对初始灌溉水中TN,TP的去除率可达到38.7%和26.9%。②"稻—鸭—虾"生态种养可改变稻田水体中氮磷的形态,在水稻全生育期内,可溶性磷(DTP)和颗粒态磷(PP)比例更加稳定,而在水稻后期,稻田水体中有机氮(ON)比例显著提高。③"稻—鸭—虾"生态种养改善了水体中藻类植物群落结构,稻田排水中藻类生物多样性指数提高到2.34。④相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养中水稻的有效穗、穗粒数和结实率分别提高了4.83%,5.28%和2.84%,稻米中蛋白质含量增加了8.15%,显著提高经济效益。[结论]相比于常规种植,"稻—鸭—虾"生态种养既能有效减少稻田水体中N,P含量,增加水体稳定性,又能提高水稻的有效穗、穗粒数和结实率,增加了经济效益,且并未带来重金属污染风险,是值得推广的大田种养技术。     

脆弱草原带农牧交错区村域尺度土地利用结构定量分析

村级规划是现行土地利用规划的延伸和完善,全面揭示村域土地利用结构特征是村级土地利用规划编制必不可少的前提条件。该文以四子王旗中部乌兰察布丘陵区西南8个乡镇54个村(社区)组成的典型的脆弱草原带农牧交错区为研究区域,以其所辖村(社区)为分析单元,利用2013年遥感影像解译数据,运用计量地理方法和GIS技术,定量分析村域土地利用结构特征,为脆弱草原带农牧交错区村级土地利用规划的编制提供参考依据。结果表明:研究区土地利用多样化指数平均值为0.71,所辖各村(社区)多样化指数介于0~0.77之间,土地利用类型多样化程度总体处于中等偏上水平;各村(社区)集中化指数介于-0.33~1之间,集中化程度总体呈现为中等偏下的状态;土地组合类型相对较丰富,半数以上的村(社区)地类组合类型以耕地-林地-牧草地为主,37%的村(社区)以耕地-林地为主,空间分布上基本形成了一个集最单一和最齐全组合类型的中心区域和以此为中心的3条南北带状分布区域及最外侧对称分布的2个地段,在这些不同区域和地段内耕地、林地和牧草地呈现出相间分布的特点;土地利用程度综合指数平均值为243.05,各村(社区)综合指数值介于213.83~400之间,土地利用程度总体水平较高;受地形、海拔及人类生产投入水平的影响,各类用地在各村(社区)的区位意义不尽相同,其中耕地和林地区位意义相对较突出,而对半干旱草原地区来说,牧草地区位意义并不突出。据此,脆弱草原带农牧交错区的土地利用,在完善灌丛林生态体系的同时加强牧草地保护和农田基本建设是确保草原生态安全和经济稳定发展的必然选择。     

东南沿海低山丘陵区土地利用结构的地域分异研究——以温州市为例

根据土地利用详查变更资料中二级分类的用地面积和比例 ,采用景观生态学结构定量分析方法 ,以温州市为例对东南沿海低山丘陵区土地利用结构的地域分异进行了定量研究。研究结果表明 :(1 )前述方法能够很好地揭示区域土地利用结构的地域分异 ,其结果能在一定程度上反映研究区自然条件、自然资源和社会经济发展地域结构的差异 ;(2 )研究区土地利用结构的区域变化呈以下规律 :土地利用结构的多样性和土地利用组合类型数由沿海向内陆、平原向山区、城市近郊向远郊依次递减 ,土地利用结构的集中度则刚好相反 ,土地利用的组合类型与区域的经济活动特点相关等 ;(3 )研究区土地利用结构区域差异主要受地理位置、地貌状况、区位条件、经济发展水平等因素的强烈影响。     

辽河三角洲湿地生态环境需水量变化研究

基于遥感和生态学的方法．对1988～2001年辽河三角洲湿地类型及面积变化所引起的最小、最适和最大生态环境需水量变化和各类湿地的单位面积生态环境需水量进行了分析。结果表明，1988～2001年辽河三角洲湿地变化引起的生态环境需水总量的变化不到3％，但面积变化对各类湿地生态环境需水量的影响却相当明显；各类湿地单位面积生态环境需水量的总排序为河流-沟渠〉湖泊-坑塘-水库=养殖用地〉水田〉苇田〉潮上带高滩。研究成果可为辽河三角洲水资源规划中湿地生态保护、区域农业结构调整所引起的生态环境需水量计算提供科学依据，也可为其他地区湿地生态环境需水量计算提供借鉴。     

煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应评价

为对煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应进行评价,以山西省位于长河流域的晋煤集团11个集中连片煤矿区为例,在生态服务功能理论的基础上,通过收集研究区10a的土地利用类型以及矿区与非矿区的相关数据,分析各类土地利用类型的面积、分布和变化方向,并建立评价指标体系以估计不同时期的生态储存,进而得出煤矿区基于煤炭开采的生态储存的响应。研究结果:研究区整体的生态储存呈下降趋势,除了天安圣华,其他煤矿区的生态都出现不同程度的退化,且矿区的退化速度远高于非矿区;12个区域中(11个煤矿区和1个非煤矿区)有一半以上区域的生态储存等级为第3级,研究区11个煤矿区的生态储存能力普遍较高,生态改善的可能性较大,可为煤矿区生态保护规划以及相应的管理提供基础数据和应用借鉴。     

基于涡度相关法的长江中下游稻田水分利用效率变化规律

揭示水稻生态系统水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）的变化规律,有助于动态评价稻田水碳循环过程和农业用水效益。该研究利用涡度相关法得到中国长江中下游双季稻田的3年通量数据,研究生态系统尺度的稻田WUE季节变化规律及其年际差异,揭示生态系统夜间呼吸消耗对稻田水分利用的影响,阐明WUE与净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity,NEP）和ET的关系。结果表明：双季稻WUE季节尺度变化特征与NEP基本一致,呈现出先增大、后减小的趋势,表明其季节变化由NEP主导,取决于作物自身以生育期为尺度的生长发育规律。早、晚稻日均WUE均在拔节孕穗期达到峰值,且在生长中期均维持较高水平,日均WUE分别达到5.8、5.5 g/kg。早、晚稻全生育期WUE均值分别为(3.3±0.3)、(3.4±0.4) g/kg,生态系统夜间呼吸消耗使WUE下降40%以上。不同稻季WUE的年际差异达到9.2%～12.4%,其中抽穗开花期差异最大。不同纬度的稻田WUE存在差异,该研究得到的中国长江中下游稻田WUE高于菲律宾、巴西等热带地区稻田,但低于中国东北辽河三角洲稻田,与小麦、玉米等农田生态系统相比,稻田WUE也较低。研究结果可为评价中国长江中下游稻作区农业用水效率以及优化水碳管理模式提供依据。     

黄土丘陵区土地利用格局与生态系统服务价值分析——以中庄流域为例

土地利用、生态系统服务价值的研究对区域生态建设具有重要意义,以黄土高原半干旱黄土丘陵区中庄小流域2000年,2005年和2010年3个时期的土地利用类型为研究对象,利用“3S”技术和生态系统服务价值计算方法,对该流域土地利用类型和生态系统服务价值进行了研究,结果表明:2000-2005年土地利用类型发生了较大的变化,2005-2010年土地利用类型变化较小,10a间土地利用变化主要表现为两减两增(农田、水域的减少和草地、林地的增加).研究区域总体生态服务价值呈上升趋势,不同土地利用类型生态服务价值也体现为两减两增(农田、水域的减少和草地、林地的增加),土地利用面积与生态系统服务价值具有较强的相关性,退耕还林工程和国家“十五”、“十一五”项目的实施,增加了区域生态系统服务价值.     

北方稻田和茭白田二化螟越冬幼虫生物学特性的比较

在冬初(11月中旬)和冬后(3月上旬)调查了北方稻田和茭白田二化螟越冬幼虫的生物学特性.二化螟越冬幼虫龄期均在4龄以上,茭白田冬初6龄幼虫的比例比稻田高17.5%;冬后稻田和茭白田高龄幼虫比例均高于冬初.冬初和冬后稻田二化螟雌雄比分别为1:2.0和1:1.7,茭白田分别为1:1.4和1:1.2.冬初幼虫历期高于冬后,同一时期不同寄主田之间无显著差异,但冬初茭白田幼虫历期比稻田长14.0%;稻田幼虫体重和蛹重均显著低于茭白田.冬初采集越冬幼虫的死亡率在65%以上,茭白田幼虫的主要致死因子为真菌,其致死率在90%以上;稻田幼虫的主要致死因子是寄生蜂和细菌,其致死率分别在50%和25%以上,其中二化螟绒茧蜂和中华钝唇姬蜂是优势寄生蜂.     

近40年来贵阳市“两湖一库”地区土地利用/覆被变化

在对"两湖一库"(红枫湖、百花湖和阿哈水库)地区1973,1993,2001和2010年的4期卫星遥感影像进行解译的基础上,利用RS和GIS技术,建立区域土地利用/覆被类型空间数据库,定量分析了研究区域近40a来土地利用/覆被时空变化特征及其生态环境效应。结果表明:(1)该地区土地利用/覆被类型以旱地、水田和林地为主。(2)与1973年相比,2010年荒草地急剧减少,只占区域面积的1.02%;建设用面积急剧增加,比1973年增加了207.93%;林地面积增加了13.51%;耕地面积(旱地、水田)减少了18.41%;水域面积增加42.06%。(3)耕地主要向林地和建设用地转移,荒草地主要向林地和水域转移,林地则主要向建设用地转移。     

施用生物炭对双季稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响

为探究在南方双季稻区施用生物炭对稻田综合温室效应和温室气体排放强度的影响,本研究以常规稻中嘉早17(早稻)和杂交稻五优308(晚稻)为试验材料,设置不施生物炭(CK)和施生物炭(20t·hm-2)2个处理,采用静态箱-气相色谱法连续2年监测稻田温室气体排放,并分析施用生物炭对双季稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量、综合温室效应(GWP)、双季水稻累积总产量和单位产量的温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,与对照相比,施用生物炭显著降低了早晚稻甲烷累积排放通量,但对氧化亚氮累积排放通量无显著影响。试验进行2年后,施用生物炭显著降低2周期稻田的甲烷累积排放总量(26.9%)。在100年时间尺度上,施用生物炭显著降低2周期稻田综合温室效应(26.9%)和温室气体排放强度(30.3%);施用生物炭显著增加双季稻田土壤有机质含量,且在试验第2年显著提高了早晚稻的产量。综上,施用生物炭可以协同实现水稻丰产和稻田固碳减排。本研究为南方双季稻区水稻丰产和稻田土壤固碳减排提供了理论依据。     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。     

基于GIS的宁夏土壤侵蚀敏感性与景观生态风险评价

为了探究宁夏土壤侵蚀的空间差异,识别土壤侵蚀敏感性区域,利用气象、植被、DEM、土壤、土地利用等数据,结合GIS技术和Fragstats 4.2软件,构建土壤侵蚀敏感性和景观生态风险的综合评价模型,对研究区进行了土壤侵蚀和景观的综合生态风险评价与分析。结果表明:(1)在综合风险评价中,宁夏由低到高5个风险等级的面积占比依次为34.97%,33.56%,15.03%,11.57%,4.88%。(2)从县域尺度上看,高风险区集中分布在西吉、彭阳、隆德部分地区; 较高风险区分布在南部山区及盐池最南部; 中等风险区主要分布在海原、同心等地,较低等级以下风险区在各县(区)均有分布。(3)宁夏耕地、草地面积占比最大,共计占比达69.7%,在不同土地利用类型中,各风险等级占比不同。由此可知,宁夏土壤侵蚀敏感性空间分布差异显著,低、较低风险等级区域分布范围广泛。