基于土地利用变化的高阳县生态系统服务价值和碳排放风险研究

研究土地利用变化下区域生态系统服务价值和土地碳排放风险的变化,对于了解土地利用变化的生态环境响应,促进区域经济与环境的协调发展,实现低碳土地利用具有重要意义。以高阳县为研究区,基于2009年和2016年土地利用数据,利用网格法划分评价单元,运用模型法定量评价了生态系统服务价值和土地碳排放风险,并分析了时空演变特征,最后对二者进行了相关性分析。结果表明:2009—2016年高阳县土地利用变化特点为建设用地迅速扩张、水域等生态类用地大量减少;生态系统服务价值总体偏低且研究期间呈下降趋势,县域东中部地区整体高于西部地区;土地碳排放风险总体偏低但在研究期间呈上升趋势,县域中西部地区整体高于北部和东南部地区;土地碳排放风险与生态系统服务价值存在显著负相关关系,表明生态系统服务分析在土地利用碳排放研究中应用的可能。     

明沟与暗管排水工程对盐碱地开发的土壤改良效果评价

为研究盐碱地开发整治工程对盐渍化土壤的改良效果,以黄骅市盐碱地开发项目区作为研究对象,分析了盐碱地开发工程前、明沟排水工程和暗管排水工程土壤中速效磷、速效钾、碱解氮、容重、有机质含量、含盐量、pH值、和含水量等指标的差异。并建立土壤肥力综合评价体系,采用模糊数学综合评价方法对土壤肥力进行评价。结果表明:明沟排水工程对土壤中速效磷、速效钾、碱解氮和有机质含量的影响高于暗管排水工程,而暗管排水工程对于降低土壤盐渍化程度效果显著,降低速度快。经过明沟和暗管排水工程实施后土壤肥力综合指数分别从0.1330、0.2200增加到0.7440、0.6807,明沟排水较暗管排水工程的土壤肥力综合评价分高出23.29%。总体来说,明沟和暗管排水工程均能有效改良土壤,明沟与暗管排水工程相比实施后的效果更好,且暗管排水工程对含盐量的改良效果更好。     

基于土地生态要素分区的坝上生态用地生态服务价值分析

坝上地区是京津冀地区的重要生态屏障,也是京津冀的重要水源涵养地和生物多样性保护重要基地,对保障京津冀地区的生态安全和水资源供给有着不可替代的作用。本研究运用软件ARCGIS 10.2,将坝上地区的土壤类型与地貌类型两大主要土地生态要素进行叠加,划分典型类型区,并结合现行的土地利用分类系统和生态系统服务功能,构建生态用地分类体系,在此基础上,以粮食单产进行区位修订,采用当量因子法估算2015年坝上各类型分区内生态用地的生态系统服务价值,以期为坝上地区的生态用地格局规划与区域生态保护管理政策制定提供理论依据。结果表明:1)河北省坝上地区粮食单产大体趋势是自中部向两翼方向逐渐递增,高产区主要是东南部的褐土侵蚀剥蚀低山类型区和褐土侵蚀剥蚀中山类型区,产量高达5 000 kg×hm~(-2)以上;低产区则是主要位于西南的张北县栗钙土玄武岩台地类型区和尚义县粗骨土侵蚀剥蚀中山类型区,产量不足2 500 kg×hm~(-2)。2)河北省坝上生态用地类型以草地和林地为主,两者面积之和占总面积的73.95%。沼泽土侵蚀剥蚀中山类型区、沼泽土冲积风积高原类型区、灰色森林土侵蚀剥蚀中山类型区以及灰色森林土冲积风积高原类型区的生态用地面积占其类型区总面积的95%以上,而盐土湖积高原类型区的生态用地所占比例最小,仅占39.74%。3)2015年坝上生态服务总价值高达634.77亿元,其中坝上地区东部的棕壤侵蚀剥蚀中山类型区生态服务价值最大,主要由林地提供;位于西北部的盐土湖积高原类型区生态服务价值最小,基本为草地所提供。本研究表明,不同的土壤类型和地貌类型均影响着土地生产能力的大小,从而影响着该地区的生态系统服务价值大小。     

河北燕山苹果产区土壤肥力与施肥现状评价

实地调研了河北省燕山苹果产区肥料投入现状、土壤养分含量,采用产量差分析法探究了最佳养分投入量。结果表明:河北省燕山苹果产区有机肥平均施入量为5 088.02 kg/hm~2,占比较低,以猪粪、羊粪为主,遵化县投入比例最高;无机肥N、P_2O_5、K_2O投入量分别为523.95、418.35、465.45 kg/hm~2。土壤养分含量随土层加深呈降低趋势,其中0～20cm土层有效磷、有效铁含量均达到了丰富水平,但锰、铜、锌等微量元素含量较低;地区间以遵化县碱解氮含量最高,昌黎县有效铜含量最高。产量差模型分析显示,燕山苹果园最高产量下N、P_2O_5、K_2O投入量分别为525.54、481.07、590.95 kg/hm~2。     

关中平原地区果园和农田土壤有机碳组分及碳库特征

由于果树经济效益高,关中平原地区广泛推广农田转为果园。为明确关中平原地区农田转变为果园后土壤有机碳(SOC)组分含量及土壤碳库指数的差异,采用了野外调查和室内分析的方法,探究了关中平原地区农田生态系统中果园和农田的土壤碳组分及碳库管理指数的变化。结果表明,在0～20、20～60、60～100 cm土层中,果园土壤活性有机碳(LOC)含量较农田分别增加了33.91%、49.95%和35.37%;与农田相比,果园显著增加了20～60和60～100 cm土层LOC/SOC值,提高了深层土壤碳库活性,促进了土壤有机碳的利用;在0～100 cm土层的垂直梯度上果园和农田LOC含量均随土层深度增加而减少,土壤总有机碳含量无显著差异;果园的碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)均大于农田,增幅分别达6.12%和72.72%。相关分析表明,土壤有机碳组分、碳库活度、碳库管理指数与土壤主要肥力因子如有效磷、速效钾相关性密切,可以作为该地区农田生态系统土壤肥力的主要监测因子。研究表明,关中平原土地利用方式从农田转变为果园,将有效活化深层土壤的固有碳库,促进有机碳的分解与利用,土壤性能向良性发展。     

承德市林地生态系统服务价值变化及其影响因素的地理探测——基于二级地类的分析

自然资源禀赋优渥的承德市一直以来都是京津的生态安全保护屏障,林地作为承德市的主要生态支撑,其生态系统服务价值及驱动机制研究在京津冀协同发展战略中有着重要的生态安全意义。本研究基于InVEST模型和定量指标法综合核算2010年和2020年承德市林地二级地类,即有林地、灌木林地、疏林地、其他林地的生态系统服务价值,探究其变化特征,并借助地理探测器分析自然因素和社会经济因素对承德市林地生态系统服务价值的驱动作用。结果表明：(1) 2020年承德市林地生态系统服务价值2 693.71亿元,各类服务功能价值量差异较大,有林地(1 557.37亿元,占比56.3%)与灌木林地(1 028.89亿元,占比39.8%)是承德市林地生态系统服务价值的主要贡献者;(2) 2010-2020年间承德市林地生态系统服务价值共增长154.06亿元,有林地生态贡献率最大,为82.47%;(3)自然因素与社会经济因素对各类林地影响效果不一,其中年降水对承德市林地生态价值的影响效果明显;而影响因素的交互作用相较单一因素作用而言,对承德市林地生态价值的影响有进一步增强,其中自然因素的交互作用效果占优。     

河北省典型样带土地类型分类及其结构分析

为深入了解河北地区的土地系统及其与其它环境因素的相互作用,以河北省生态环境最突出的河北省典型样带(西起太行山蔚县,东至渤海黄骅)为研究基础,通过ArcGIS工作平台构建土地类型划分体系,对河北省典型样带土地类型进行分类,并对其土地类型结构特征进行研究。研究结果表明:(1)河北省典型样带土地类型共分为12种一级类型,60种二级类型;(2)河北省典型样带一级土地类型面积最大的为冲积平原地,二级土地类型面积最大的为潮土冲积平原地;河北省典型样带土地类型的分布总体呈西北部最复杂,随着地势与海拔的降低,越往东南部土地类型分布越简单。(3)河北省典型样带空间组合形式主要有阶梯式组合结构、镶嵌式组合结构、对称式组合结构、重复式组合结构和树枝状结构等五种空间组合形式,不同土地类型存在不同的适宜分布区间;各土地类型在空间上的聚集关系较小。     

基于USLE模型的承德市水土流失敏感性时空演变分析

为探究高原山地综合地域的水土流失敏感性时空演变规律,揭示其水土流失敏感性状况,以承德市为研究区,基于USLE模型选取评价因子构建水土流失敏感性指数模型,并借助ArcGis 10.2平台评价2009年、2013年和2017年承德市水土流失敏感性。研究结果表明:(1)影响承德水土流失敏感性变化的主要因子是降雨侵蚀力和植被覆盖与管理因子。(2)轻度、中度敏感是承德水土流失敏感性的主要表现;且敏感性等级由东南向西北逐渐减弱是其主要变化趋势。(3)近年来,承德水土流失敏感性整体呈上升趋势,以轻度敏感上升至中度敏感为主,且敏感性上升速度有加速趋势。(4)承德南部地区,由于山高陡峭和土壤可蚀性、降水、植被覆盖因子的影响,其水土侵蚀敏感性较高,属于水土流失重灾区。针对以上情况,结合承德实际情况,特提出两点建议,以期为承德市建立生态环境预警机制和山水林田湖草生态修复措施提供思路,为承德市国土空间格局优化、制定管控机制和保护性开发措施等提供参考。     

基于C-D生产函数模型的保定市耕地集约利用时空变异研究

运用C-D生产函数理论,结合投入产出原理,构建保定市耕地集约评价的数学模型,对保定市2003—2012年间耕地利用的投入产出情况进行分析,进而对保定市耕地利用集约度的变化特征进行年际间和空间上的比较研究。研究结果表明:10年间保定市耕地利用中劳动集约度较高,资金粗放度较高,综合集约度呈现波动式发展;从空间上看,保定市各县(市)呈现出东部集约程度高、西部集约度相对低的空间分布特征,空间相关性较明显。     

滨海生态脆弱区土地利用功能时空分异特征研究

为减少滨海生态脆弱区不合理的土地利用方式,实现土地资源的可持续利用,以河北省重要的生态脆弱区——黄骅市为研究区,从土地利用的生产功能、经济功能、生态功能与社会功能4个角度切入,构建土地利用功能评价指标体系,定量分析黄骅市2003—2012年土地利用功能的动态变化与空间分异特征。结果表明:1)2003—2012年,黄骅市土地利用总功能动态变化度达97.30%,呈现快速上升趋势。2012年土地利用功能实现率为0.65,处于中度可持续水平,有待进一步提高。2)黄骅市土地利用功能在空间分布上呈现集聚特点,生产功能主要集中在市域远离海边的西部,生态功能较好的区域主要集中在市域东北部,社会功能和经济功能处于优势地位的区域主要集中在黄骅市中部。结果表明黄骅市土地利用功能逐渐向着多功能方向发展,但是协调度依然很低。