Influence of regional-scale soil heterogeneity and land use on water discharge formation in the “Stettiner Haff” catchment in North-East Germany

Abstract

The influence of regional soil distribution and land use on discharge formation in the “Stettiner Haff” catchment (8,456 km²) was investigated. The model ABIMO was used to calculate mean discharge for a long period (1961 – 1990) in consideration of regional differences in hydrological site conditions and soil heterogeneity. The highest discharge was found on settlement areas (276 mm a^?1), on devastated plots (319 mm a^?1) and on the non-hydromorphic agriculturally used sandy soils (214 mm a^?1). Due to their small size these sub-areas were found to influence regional discharge for a limited extent only. On loam and clay soils only about 100 mm a^?1 of discharge was formed. However, this share proved to be most important for the height of regional discharge because of the high area proportion in the region. Mineral soils of comparable parent material produce lower discharge under hydromorphic conditions than under non-hydromorphic conditions. With increasing clay content of the soils these differences decreased. The agriculturally used areas were found to be most important for the region's water discharge. They accounted for 83% of the discharge, i.e. they originated 119 mm a^?1 on average. At forest sites, the discharge height was about 52 mm a^?1. Sites close to groundwater table (groundwater level <1 m) proved to act as depletive areas.     

耕作方式对华北冬小麦.夏玉米周年产量和水分利用的影响

在冬小麦季设置秸秆不还田翻耕(CT)、秸秆还田翻耕(CTS)、秸秆还田旋耕(RTS)和免耕秸秆覆盖(NTS)4种处理,研究耕作方式对华北小麦-玉米两熟区作物周年产量和水分利用的影响。结果表明:耕作方式对当季冬小麦产量和水分利用影响显著,对夏玉米产量和水分利用影响不大,但秸秆还田提高了夏玉米产量。RTS、CTS、CT 3个处理小麦季产量差异不显著,而NTS由于有效穗数不足,产量显著低于其他处理;与CT相比,NTS周年产量平均减产5.13%,RTS增产2.69%,CTS增产2.33%。耕作方式对当季小麦土壤水分含量影响大,而对后茬夏玉米土壤水分含量的影响较小。NTS提高了小麦季土壤水分含量,增加了土壤储水量,与CT相比,0~60 cm土壤储水量2010年和2011年分别增加39.07 mm和26.65 mm。从耗水构成来看,土壤水在冬小麦耗水中所占比例最大,其次为灌水和降水;而夏玉米耗水以降水为主,且降水中有一部分转化为土壤水储存起来。NTS提高了冬小麦季土壤储水量,降低了土壤水分的消耗,冬小麦季耗水最少。与CT相比,NTS小麦季平均节水22.40 mm,周年耗水量也以NTS最少;但NTS冬小麦产量降低导致其小麦季和周年水分利用效率均最低。从作物周年产量和水分利用的角度来看,如何提高免耕秸秆覆盖小麦季产量,进而提高周年产量,发挥其节水优势,是该耕作模式在华北地区冬小麦?夏玉米两熟区推广应用亟需解决的关键问题。     

基于功能空间分类的抚仙湖流域“3类空间”时空格局变化

为了了解高原湖泊流域“3类空间”的布局结构,探析流域在发展过程中“3类空间”的格局变化及其变化趋势,本文以抚仙湖流域为研究对象,从土地功能空间分类的角度研究抚仙湖流域“3类空间”分类体系,并分析了2005—2015年流域“3类空间”时空格局变化特征,为抚仙湖流域生态环境保护决策和国土空间格局优化研究提供理论参考。结果表明:（1）2005—2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,10 a增加了71.37%,农业空间呈下降趋势,10 a减少了6.38%,生态空间先升后降,总体增加了0.48%;（2）2005年、2010年和2015年抚仙湖流域“3类空间”格局基本一致,以生态空间为主,但城镇空间格局、农业空间格局和生态空间格局的分布存在明显差别,城镇空间和农业空间主要分布于抚仙湖流域的北部,而生态空间除抚仙湖湖泊水面外在流域四周均有分布;（3）从变化程度上看,“3类空间”格局变化差异显著,城镇空间和农业空间格局变化主要发生在流域北部,而生态空间则在湖泊中部沿岸地区。     

土地利用多功能性评价及空间差异研究

采用熵权TOPSIS和聚类分析对江苏省土地利用多功能性评价及空间差异研究可以对改善江苏省13市土地利用环境,提高土地利用效率提供有效对策,为促进区域土地利用的可持续发展提供依据。研究结果表明:苏州和无锡土地利用多功能性综合水平处于良好阶段,两个城市的土地利用多功能性具有较强的相似性;徐州、宿迁、淮安、盐城、南通、泰州、扬州、南京、常州和镇江的土地利用多功能性综合水平处于一般阶段,而连云港土地利用多功能性综合水平还处于较差阶段,其中南京、常州、镇江、南通和扬州土地利用多功能性相似性较高,徐州、宿迁、淮安、盐城、连云港和泰州土地利用多功能性具有较高相似性。通过江苏省土地利用多功能性分析,苏南地区苏州和无锡土地利用综合功能发挥较好,苏南其他地区和苏中地区土地利用社会功能和生态功能水平还需进一步提高,苏北地区土地利用的经济功能、社会功能和生态功能普遍较弱,还有很大提升空间。江苏省13市土地利用多功能性的发展水平在苏南、苏中和苏北各有不同,需要根据各地的具体土地利用情况制定具体措施提升土地利用率。     

中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局

土地集约利用与区域生态效率的耦合协调发展对城市可持续发展和生态文明建设意义重大。该文采用熵权法和非期望产出的超效率SBM模型分别评价了2004—2016年中国284个地级市土地集约利用程度和区域生态效率;在此基础上,分别运用耦合协调度模型和空间自相关分析方法研究了两者耦合协调度及空间关联格局的时空演变特征。研究结果表明:当前中国城市土地集约利用与区域生态效率协调性整体处于轻度失调阶段,但耦合协调度随时间呈逐步增强态势。协调度空间分布整体呈现“东部和中部高,西部低”的格局,且随时间推移发生较小改变。全局空间自相关结果表明:耦合协调度存在显著空间正相关性,且随时间推移关联程度先增强后减弱。局部空间自相关结果显示:正相关类型高高集聚(HH)与负相关类型低高集聚(LH)主要分布在东部地区,而正相关类型低低集聚(LL)和负相关类型高低集聚(HL)主要分布在西部地区,其中,HH、LH和LL型主要以“组团”形式出现,聚集性强,HL型则散乱分布。随时间推移,除HL型外,其余类型空间分布的整体格局较为稳定。应制定科学的环境经济和环境技术政策,加强对城市的差异化监控与管理,合理进行分区管控并推进市域之间的技术与创新合作等来增强土地集约利用与区域生态效率的协调性,促进城市可持续发展。     

面向土地利用总体规划的建设用地空间管制潜在冲突检测

[目的]准确识别、检测建设用地空间管制分区与城市扩张之间的潜在冲突,以期为下一轮土地利用总体规划的实施与土地资源管理工作的开展提供理论参考与技术方法支撑。[方法]基于CA-Markov模型模拟预测了2020年江苏省常州市土地利用状况,在此基础上集成GIS空间分析技术,识别并检测了常州市2015—2020年建设用地空间管制分区与城市未来发展之间的潜在冲突区域。[结果](1)2020年常州市建设用地总量及新增量规模将分别达到规划目标的101.16%,159.97%,即会突破土地利用总体规划目标;禁止建设区内建设用地空间管制潜在冲突面积较少;(2)限制建设区内建设用地空间管制潜在冲突面积较大,约占新增建设用地面积的59.23%,其中约有59.15%的潜在冲突分布在武进区。[结论]在常州市下一轮土地利用总体规划编制与实施过程中,应重点强化对限制建设区内潜在冲突区域的管控。     

大都市边缘区三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制

针对大都市边缘区城市拓展与农地保护矛盾尖锐、景观破碎化、权属细碎化、整体布局稳定性差等问题,开展三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制研究,对大都市边缘区保红线保发展促集约促创新具有重要意义。该文以北京市昌平区为例,提出三级基本农田集中保护区划定的总体思路,构建基本农田集中保护区识别指标体系,划定基本农田集中保护区,并将基本农田集中保护区分为市区乡三级,在此基础上探讨基本农田集中保护区分级调控机制。研究划定了1个市级基本农田集中保护区、6个区级基本农田集中保护区、6个乡级基本农田集中保护区,规划土地整治复耕1 149.97 hm2,使单位基本农田经营规模提高到38.76 hm2,使3 hm2以下细小图斑降低至1.21%,实现了昌平区内96.63%的基本农田集中连片保护,建立了规划调控、用途管制、奖惩联动分级调控机制。研究结果可为国家制定基本农田保护区分级保护政策和开展同类研究提供参考,为地方政府提高基本农田保护区保护质量和管理效率提供思路借鉴。     

烟台市海岸带土地利用空间结构分形特征

为深入刻画烟台市海岸带土地利用空间结构特征,以烟台市农村土地利用详查成果数据为基础,利用分形理论和GIS空间分析方法,选取边界维数、计盒维数、信息维数和半径维数4个特征参数,对海岸带各土地利用类型的斑块复杂性、空间占比、空间分布的均衡性和向海聚集性进行了分析。研究结果表明:受人为干扰强的建设用地、耕地、园地和其他土地边缘相对比较规则且简单,而自然性较强的草地、林地、水域及水利设施和滩涂在人类活动干扰下正处于运动变化的随机状态,斑块边缘相对复杂;海岸带土地利用是以建设用地和耕地为主,其他用地类型为斑块镶嵌体的景观结构模式;土地利用空间分布的均衡性与空间占据能力表现出一定的正相关性;各用地类型斑块密度在海陆梯度上均呈现衰减的趋势,向海聚集程度的强弱,使得土地利用形态在海陆梯度上呈现似圈层状空间分异规律。分形理论的引入,为定量分析海岸带土地利用的合理性和科学性提供了新的研究方法。     

不同土地利用方式下渭-库绿洲土壤盐渍化特征分析

基于渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现象发展的趋势,采用经典统计分析方法,对研究区不同土地利用方式下的土壤电导率、总盐量和pH值进行描述性统计分析,通过单因素方差方法对不同土地利用方式下土壤盐分指标进行差异显著性检验,并利用最小显著极差法(LSD)进行多重比较。研究结果表明:在不同土地利用方式和土层深度下,土壤电导率和总盐量的平均水平差异显著(p0.05),其含量由高到低依次为:荒漠灌丛盐碱草地耕地林地,而土壤pH值则无显著差异,土壤盐分呈现出明显的表层富集现象。本研究的结论对于提高此区域农业生产潜力和盐碱地综合治理具有重要的理论和实际意义。     

宝泉岭垦区农村居民点用地集约利用评价

运用层次分析法,结合多因素综合评价法、地理信息系统（GIS）技术对宝泉岭垦区农村居民点用地集约利用情况进行定量评价。结果表明:宝泉岭垦区所辖13个农场的农村居民点用地集约利用水平存在一定的差异,具体为:集约利用3个,适度利用6个,低度利用1个,粗放利用3个;垦区农村居民点用地集约利用仍有较大潜力。在充分考虑各级分区特征及主要限制因素的基础上提出了垦区土地集约利用的对策。研究结果可为其他垦区农村居民点用地合理利用提供参考。