甘肃省黄土高原生态治理技术研究

甘肃黄土高原地处黄土高原西部,其生态治理在构建西北及全国生态安全屏障建设中具有重要战略地位。为了系统、科学地开展生态环境治理,针对区域地貌及生态特征、区域差异性、经济发展及生态功能定位进行了分析,提出了分区治理方略和技术措施,以期更好地指导区域生态治理、完善水土流失防治体系。     

黄土高原生态经济区划研究

黄土高原的生态环境存在明显的区域差异,如何针对区域的自然生态环境特点发展适应环境的农林牧生态经济,这是做生态经济分区的目的。生态经济区划原则是地带性原则、非地带性原则和社会经济学原则。根据各方面的条件,把黄土高原生态经济区划拟定为二级分区,一级为生态经济带,二级为生态经济区。根据区域生态环境的相似性和相异性特点将黄土高原分成4个一级生态经济带,即暖温带半湿润落叶阔叶林生态经济带(Ⅰ)、暖温带半湿润半干旱森林草原生态经济带(Ⅱ)、温带半干旱草原生态经济带(Ⅲ)、温带干旱草原和荒漠草原生态经济带(Ⅳ)。在各个一级生态经济带内又根据地貌形态类型的差异性划分出42个二级生态经济区。     

黄土高原生态经济分区的研究

在概述生态经济分区现状的基础上, 提出了在黄土高原进行生态经济分区的重要意义.选取自然资源、社会经济等22个指标, 以行政县(区)为单元, 利用聚类分析、主成分分析和GIS相结合的分区方法, 把黄土高原划分为4个生态经济带即南部暖温带半湿润农林生态经济带(Ⅰ)、中部暖温带半湿润半干旱农林牧生态经济带(Ⅱ)、西北部温带半干旱农牧生态经济带(Ⅲ)、北部温带干旱半干旱农牧生态经济带(Ⅳ)和18个生态经济区.通过该研究的实践, 不仅可为后续有效布设黄土高原的生态经济项目提供参考, 而且可为较大尺度区域进行生态经济区划研究奠定理论基础.     

黄土高原旱塬区果-草-鸡生态循环模式及耦合效应分析

黄土高原旱塬区生态脆弱,水资源匮乏,传统的粮经二元种植模式已严重影响和制约着黄土高原旱塬区农业的可持续发展。因此,应用系统耦合和生态循环理论,将生态涵养与优质高效生产有机结合,建立适宜于黄土高原旱塬区资源特征的粮、经、饲三元种植的农业发展模式,成为实现该区域生态与经济协调可持续发展的关键环节。本文以位于黄土高原中部的甘肃省庆阳市为研究区域,从该区域的土地资源特征和水热条件出发,设计了以功能耦合和产业耦合为核心的果-草-鸡耦合的生态循环模式,对生态循环结构进行了配置,提出了相应的技术规范,分析了其耦合效应。试验结果表明:该模式将果、草、鸡3个子系统结合在一起进行耦合生产,改善了果园系统的物种结构,提高了农业资源利用率,使果园系统能量相互转化和循环利用。与传统的清耕果园模式相比,单位面积的产出利润提高3.82倍,水分利用率提高54.1%,水土流失量减少58.82%,化肥和农药施用量分别下降25.24%和5.56%,土地资源利用率提高36.84%,具有显著的生态、经济和社会效益,在黄土高原地区具有广泛的应用和推广价值。     

基于GIS的新疆后备耕地资源评价

明确后备耕地资源的总量及分布是耕地资源跨区域流动的前提.该文构建了新疆后各耕地资源的自然-生态-经济适宜性评价指标体系,以1 km2栅格数据和统计数据为基础,基于GIS评价县域后备耕地资源数量及分布.结果表明:①自然-生态适宜的后备耕地资源147.41万hm2,各县分布面积从0.01～17.55万hm2不等;②自然-生态-经济适宜的后备耕地总量为97.61万hm2,分布在65个县;③适宜开展耕地跨区域开发的后备耕地资源97.19万hm2,分布在51个县.随着评价约束条件的增加,新疆适宜开发的后备耕地资源总量逐渐减少,生态风险和经济成本对耕地跨区域流动的影响需要更深入地研究.     

黄土高原沟壑区粮食生产的资源环境成本

针对粮食生产过程中的资源消耗和环境降级问题,以黄土高原沟壑区的陕西省长武县为研究对象,运用环境经济学估算方法,对粮食生产的资源环境成本进行了研究。结果表明：2008年该区粮食生产资源环境损失总价值相当于当年农业总产值的19.05%;小麦和玉米的资源环境成本分别达到2.02和1.19元/kg,总成本分别为4.08和2.23元/kg,而出售价格仅1.72和1.28元/kg,高成本低效益状况对区域粮食安全及生态经济持续发展产生不利影响;对粮食总成本中的各要素进行因子分析得出,资源环境成本和化肥费用是其主要因素。在现有生产条件下加大农业科技投入,提高生产资料利用效率,发展现代生态农业,是降低粮食成本维持区域持续发展的重要举措。     

生 态 经 济 区 概 论

生态经济区是宏观管理区域社会经济发展的一种新的模式，旨在合理处理发展与环境、资源的关系和实现人类社会的持续发展。生态经济区包括综合管理者、生态农业、生态工业和生态居民区(城镇和乡村)四个要素。基于生态经济学、系统科学、环境科学和各种现代科学的更综合、协调的管理是实现该模式的前提，本文简述了该模式的概况及其实践和理论基础。     

基于生态足迹模型的重庆市三峡库区可持续发展对策研究

基于生态足迹模型,采用多源数据,对重庆市三峡库区生态经济环境的可持续发展状况进行了定量研究,研究表明重庆市三峡库区生态经济区处于不可持续发展状态。同时,通过与重庆市区域范围内及其它两大经济区的比较发现,该区的生态赤字最低,但是万元GDP生态足迹处于最高,说明该区相对环境承载力较强,资源利用效益最低。并且对该区生物资源账户的人均生态足迹进行了进一步的分析,提出了有利于该区生态、经济、环境协调发展的具体对策措施。     

生态经济区概论

生态经济区是宏观管理区域社会经济发展的一种新的模式，旨在合理处理发展与环境、资源的关系和实现人类社会的持续发展。生态经济区包括综合管理者、生态农业、生态工业和生态居民区（城镇和乡村）四个要素。基于生态经济学、系统科学、环境科学和各种现代科学的更综合、协调的管理是实现该模式的前提，本文简述了该模式的概况及其实践和理论基础。     

加快信息资源规划建设探讨

以推进黄河三角洲高效生态经济区一体化发展为抓手,指出了黄河三角洲区域信息化建设的基本问题是信息资源开发利用方面的问题,解决这一基本问题的关键是搞好信息资源规划。对编制实施黄河三角洲高效生态经济区信息资源规划,建设区域信息资源管理中心和区域网络信息系统,推进黄河三角洲高效生态经济区一体化发展进行了探讨。     

黄土高原沟壑区王东沟流域农业生态经济系统演变过程

[目的]探讨黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态经济系统演变过程,分析不同演变阶段农业生态系统和农业经济系统间的耦合态势,为该地区经济社会可持续发展提供参考。[方法]基于黄土高塬沟壑区王东沟流域长期监测数据和农户调查资料,建立了农业生态经济系统综合评价指标体系,应用耦合度模型对农业生态经济系统演变过程中的耦合态势进行了分析。[结果](1)黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态系统和农业经济系统综合指数呈上升波动趋势。(2)农业生态经济系统演变过程中农业生态系统和农业经济系统耦合态势经历了恢复发展阶段、协调发展阶段、恢复发展阶段,目前处于协调发展阶段。[结论]在农业生态经济系统演变过程中,通过农业资源合理调配,促使农业经济获得新的增长点,农业生态经济系统能够高效稳定发展。     

黄土高原不同气候区降水时空变化特征

充分认识黄土高原不同气候区降水时空分布特征,对于揭示该区域水土保持及自然环境变化的驱动因素至关重要.以黄土高原73个气象站点、1961-2014年的降水日值数据为基础,通过变差系数、集中度与集中期、Mann-Kendall检验和Kriging空间插值等研究方法,探讨黄土高原全区和4个气候分区的降水时空变化特征.结果显示:近50年间,黄土高原及各个气候区的年际降水量均呈波动下降趋势,年内降水均集中于夏秋季节,且存在集中度逐渐升高和集中期逐渐推后的现象.空间上降水由东南半湿润区向西北干旱区呈阶梯状递减,变差系数恰与之相反;集中度表现为由南向北递增,集中期则受地形影响显著,体现为平原和谷地地区早于高原和山地地区.因地理位置和季风强度的差异,各气候区年降水量及其波动幅度和集中性差异较大.该研究旨在揭示黄土高原降水的时空分布规律,为合理利用配置水资源、规划部署水土保持工作等,提供一定的参考.     

黄土高原小杂粮作物生产态势与地域分异

分不同地区和作物,对黄土高原小杂粮生产情况进行了系统研究,表明小杂粮在黄土高原旱作农区粮食生产中居重要地位。山西省小杂粮播种面积最大,甘肃省次之,宁夏回族自治区播种面积虽不及陕西省,但所占粮食播种面积的比重却较高。在不同小杂粮作物中,以马铃薯分布面积最大,谷子次之,其后依次是荞麦、绿豆,其他作物则分布相对较少。同时对小杂粮分布最为集中的黄土高原水土流失区主要小杂粮作物区域分布进行了研究,将该区分为3个区,10个亚区,评述了各区主要小杂粮生产和分布特点,为合理开发小杂粮资源提供决策依据。     

基于GIS的区域雨水资源化潜力评价模型研究

区域雨水资源化潜力的定量评价对于雨水资源开发利用的宏观决策、规划设计具有十分重要的意义。该文以黄土高原地区为例,系统分析了影响区域雨水资源化潜力的各个因子,确定定量评价区域雨水资源化潜力的各项指标,并运用GIS技术,集成多种来源、多种比例尺和多种类型的数据,建立区域雨水资源化潜力定量评价模型。评价模型对于黄土高原地区雨水资源可持续利用及生态与环境保护具有重要作用。     

流域生态经济系统规划

依据流域生态经济系统规划特征，用目标规划法进行流域生态经济系统规划。以黄土高原地区为例，建立了相应的流域生态经济系统目标规划模型，并分析了规划模型的运行过程。     

2000-2015年黄土高原生态系统水源涵养、土壤保持和NPP服务的时空分布与权衡/协同关系

生态系统服务评估决定区域可持续发展,对人类福祉至关重要。以黄土高原为研究区域,基于CASA、InVEST和RUSLE模型,结合土地利用类型、归一化植被指数、气象等数据,分析了2000年、2005年、2010年和2015年的NPP、土壤保持和水源涵养3项关键生态系统服务的时空分布特征,识别了3种生态系统服务的热点区,并基于相关系数法分析了黄土高原地区和不同气候区(干旱气候区、半干旱气候区、高原气候区、半湿润气候区)不同生态系统服务间的权衡/协同关系。结果表明:(1)2000—2015年,黄土高原地区的土地利用类型变化剧烈,其中林地(2.8%)和建设用地(43.1%)显著增加,耕地(-2.7%)明显减少;(2)2000—2015年,净初级生产力(NPP)、产水量和土壤保持均呈现增长趋势,分别增加14.1%,5.3%和101.3%;(3)黄土高原的4类热点区(非热点区、一类热点区、二类热点区、三类热点区)所占面积变化不显著,分布具有明显的地带性,从西北到东南依次为非热点区、一类热点区、二类热点区和三类热点区;(4)在整个黄土高原地区,土壤保持与NPP、水源涵养之间为协同关系,NPP与水源涵养为权衡关系;在4个气候区,NPP与土壤保持之间的权衡/协同关系与黄土高原地区一致,但土壤保持和水源涵养在半干旱气候区和半湿润气候区呈权衡关系,NPP与水源涵养在高原气候区和半湿润气候区为协同关系。为促进区域生态系统可持续管理,应在土地规划过程中考虑生态系统服务之间的相互关系,尽可能减少权衡,增加协同。     

陕北黄土高原丘陵沟壑区生态经济发展模式

从生态经济学的角度出发,以生态重建与环境恢复为目的,引用生态经济系统原理和生态经济发展的相关理论,提出陕北黄土高原丘陵沟壑区生态经济发展基本思路、生态经济类型划分的初步框架和区域生态经济发展模式,从而实现生态效益、经济效益和社会效益相统一的最终目的,使黄土高原丘陵沟壑区生态环境与当地社会经济可持续发展。     

"三北"地区沙棘属植物的区域化种植开发探讨Ⅰ沙棘属植物的分布及种植开发的区域化要求

“三北”沙棘种植地区,主要包括黄土高原南部半湿润森林草原气候“生态经济型”沙棘种植地带、黄土高原中部半干旱草原气候“生态经济型”沙棘种植地带、黄土高原北部干旱荒漠草原气候“生态型”沙棘种植地带、冀北辽西半干旱半湿润草原气候“生态经济型”沙棘种植地带、东北北部冷湿草原气候“经济型”沙棘种植地带,每一地带基本上都有各自适宜的自然种源区及良种繁育中心(基地、站、点)。各地带需要布设不同适宜性的沙棘品种,并严格按照“适地适树”的原则,因地制宜,方能实现预期的生态经济功能。各中心(基地、站、点)要建立所代表地带的沙棘属植物基因种质资源保存圃、起示范作用的标准沙棘种植园及优良沙棘种苗繁育基地,还要有一定的沙棘种植面积作为示范推广的保证,才能从根本上解决“三北”地区生态经济问题,推动沙棘种植开发步伐。     

2000-2014年黄土高原植被叶面积指数时空变化特征

研究植被叶面积指数(LAI)时空变化特征,对植被的水土保持效具有重要意义.利用MOD15A2H遥感产品,基于Mann-Kendall趋势检验与Sen斜率分析方法,提取区域尺度与像素尺度上的植被LAI变化特征,并基于不同子流域、坡度、坡向及植被覆盖类型,对植被LAI的变化特征进行分析.基于MOD44B遥感产品,利用线性回归和偏相关系数,分析植被LAI的变化原因.结果表明:1)黄土高原2000-2014年,植被LAI呈显著增加趋势,其年绝对变化幅度为0.042,年相对变化程度为2.71％.2)空间上,在黄土高原58.6％的区域,LAI呈现显著增加趋势,仅有0.9％的区域LAI呈现显著减少趋势.植被LAI剧烈增加,主要发生在河口—龙门区间,包括皇甫川、窟野河、无定河和延河.植被在15°～35°的坡度上,LAI变化程度最剧烈,其变化在各坡向上没有显著差异,农田和草地的LAI变化程度最剧烈.3)与植被总覆盖度相比,植被垂直维结构与黄土高原植被LAI的变化更为相关,其中树木覆盖度的增加,是植被垂直维结构变化的重要原因之一.