黄土高原的景观格局变化与水土流失研究——以黄土高原马莲河流域为例

应用RS/GIS技术和景观生态学研究方法,利用通用土壤流失方程(USLE)分析了黄土高原马莲河流域2000年和2007年的景观格局变化与水土流失。结果表明:马莲河流域的景观格局和水土流失方面近8 a发生了重要变化:①建设用地、水域、中高盖度草地以及林地面积增加,低盖度草地、耕地等面积减少,其中超过50%的低盖度草地补充为中高盖度草地;②斑块数量、斑块密度以及多样性指数在减小,说明斑块破碎化程度减小,生态系统趋于稳定化,生态功能逐渐增强;③土壤侵蚀总量减小12 506.76 t,水土流失明显减弱,其变化原因与当地植被恢复、人类活动、人口城镇化、建设用地增加等因素密切相关,尤其是世行项目和国家退耕还林还草政策的有效实施。     

基于土地利用视角下的施秉云台山地区生态健康诊断

以施秉云台山地区为研究对象,以1973、1993、1999、2010年四期TM、ALOS遥感影像为基础数据,提取研究区土地利用信息,在此基础上,根据基于压力-状态-响应模型(PSR模型)构建土地生态健康评价指标体系,建立具有地域特色的土地生态健康综合评价模型,利用熵权法确定指标权重,运用多级模糊综合评判模型计算研究区土地生态健康综合指数,并初步分析施秉云台山地区土地生态健康的影响因素。结果表明:(1)1973~2010年耕地、草地面积呈减少的变化趋势,灌木林地面积呈增加的变化趋势,无植被覆盖地面积先增加后减少(1973~1993增加,1993~2010年减少),水域面积波动剧烈,变化趋势不明显;(2)研究时段研究区土地生态健康状况并不佳,土地生态健康综合指数得分不高,且呈先增大再减小的变化趋势,土地生态健康等级位于亚健康与病态之间。该研究以期为施秉云台山地区生态保护提供依据。     

湖北省土地生态安全预警评价及调控

让绿色主导发展方向,有利于湖北省建成生态省。以湖北省为例,运用PSR模型构建指标体系,采用熵权法、灰色预测模型等对2005-2014年湖北省土地生态安全进行了分析,并对2015-2020年湖北省土地生态安全值进行预测,利用障碍度模型识别湖北省土地生态安全主要障碍因子。研究结果表明:(1)从2005年0.459 6(中警)到2014年0.365 5(轻警),湖北省土地生态安全值呈下降趋势,生态环境朝良性方向发展。(2)用GM(1,1)模型预测湖北省2016年生态安全值为0.354 5(轻警)、2020年为0.295 0(轻警),土地生态安全状态良好,朝着"无警"发展。(3)从准则层障碍度来看,压力层从2005年到2014年呈现着快速下降趋势,而状态层和响应层障碍度逐年趋同;制约其向"无警"等级指标有:自然保护区比重、万元GDP能耗、水土流失面积比例、第三产业比重、森林覆盖率、人均耕地面积、粮食单产等,这是今后调控的重点。     

南水北调重要水源地的土地生态安全动态研究 ——以陕西省商洛市为例

土地生态安全对区域可持续发展具有重要影响。论文从影响土地生态安全的自然、 社会、 经济和环境因素方面选取了23个指标,构建商洛市土地生态安全评价指标体系,运用计量模型,对商洛市土地生态安全进行定量综合评价。结果表明:2000—2009年商洛市土地利用结构信息熵从1.031 4降低到0.980 5,土地利用结构均衡度不断降低,并向非均衡态发展;土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,土地生态安全状况不断改善,土地生态安全压力尚未得到根本缓解;商洛市土地生态安全的威胁主要源于土地自然生态系统,土地经济生态系统的限制作用逐渐减小;人均耕地面积、 旱涝保收率、 人口自然增长率、 单位面积化肥和地膜施用量等因子成为商洛市土地生态安全的主要限制因素。     

红河流域（云南段）土地生态安全的时空演变及驱动因素分析

土地生态安全分析是维护区域生态安全和保障土地资源可持续利用的关键,对于区域生态环境保护和生态文明建设具有重要的意义.基于DPSIR基础框架构建了红河流域(云南段)土地生态安全评价体系,在明晰其在2010—2020年间土地利用类型时空变化特征的基础上,利用突变理论、空间自相关分析和地理探测器等方法,揭示了其土地生态安全时空演变规律和驱动因素,并在此基础上提出了对应的措施.结果表明：2010—2020年,红河流域(云南段)以耕地、林地和草地为主,占据了研究区总面积的98%以上,其中,耕地和林地年均增长率分别为167.11 km²·a^-1和758.19 km²·a^-1,而草地面积缩减了9445.54 km²;土地生态安全综合值在2010—2020年期间呈现出波动减小的趋势,且呈现出持续上升、持续降低、先升后降和先降后升态势的县区所占比例分别为6.98%、25.58%、34.88%和32.56%;土地生态安全热点区域的面积比例在研究期间(2010、2015、2020年)不断增加,其占比...     

基于生态足迹的云南省大理州生态安全评价

文章应用生态足迹理论对大理州的生态安全现状进行了分析,结果表明大理州处于生态不安全状态,其中耕地、水域、草地和化石燃料都处于不安全状态,而草地和化石燃料生态安全形势最为严峻。最后针对大理州的生态安全形势相应地给出了一些建议。     

退耕还林还草工程区域生态环境质量评价初探——以太仆寺旗为例

以太仆寺旗为退耕还林还草工程的典型区域,通过2000年和2008年TM遥感影像,提取了研究区两年度的土地利用现状数据,并对研究区生态环境质量作出评价。评价结果为,1）2008年较2000年,林地、草地、水域湿地、建设用地面积有增加,耕地、未利用土地面积减少了;2）高功能组分指数增加了,草地生态系统生产力、耕地面积比指数、未利用地面积比指数均下降;3）土地利用格局和生态环境质量指数的变化均反映了退耕还林还草工程的实施对改善研究区生态环境质量的生态效益。     

气候变化和人类活动对我国典型草原区植被恢复的影响

草原区作为影响我国陆地生态系统碳水循环和生态安全的重点区域,对气候变化和人类活动极为敏感.然而,有关气候变化和人类活动对该区域植被恢复相对贡献的认识尚存分歧.以生态系统净初级生产力(NPP)为评价指标,通过对比MODIS观测的实际NPP和基于Thornthwaite Memorial模型估算的潜在NPP的趋势差异,量化了2000～2020年气候变化和人类活动对我国典型草原区(北方温性草原区和青藏高原高寒草原区)植被恢复的相对作用.结果表明,研究区内93%的草地植被呈恢复趋势,NPP平均增加速率达(以C计)2.12 g·(m²·a)^-1(P<0.01),其中,近一半植被恢复区受气候变化和人为活动共同控制,约36%和10%植被恢复区分别受气候变化和人类活动的独立控制;此外,不同草地类型气候变化主导植被恢复的面积占比差异大,主要表现为高寒草地明显高于温性草地,气候条件越干旱,气候主导面积占比越大.人类活动不是北方温性草原区和青藏高原高寒草原区植被恢复的主要原因,但在气候条件恶化地区,人类活动可降低甚至抵消气候变化对植被的负面影响.未来需加强长...     

基于价值—风险的黄河上游生态功能区生态分区建设

黄河上游地区生态环境脆弱,水土流失和土地退化等生态环境问题不断威胁着生态系统健康与人居环境质量。为探究黄河上游生态功能区生态环境安全状况,本文基于2000年、2010年和2018年的土地利用数据,借助生态系统服务模型、生态风险模型,定量分析了生态系统服务价值和生态风险指数的时空演变规律,并通过Z-score标准化的方法建设了四类生态分区。结果表明：（1）研究期内,各土地利用类型均发生不同程度变化,其中建设用地由于耕地和草地的转入增加最显著,增长面积为118 km²,增长率为46.36%。（2）研究区总体服务价值变化程度较小,生态系统服务以调节服务为主且草地提供价值最高。高服务价值区主要分布于临夏州西南部和卓尼县等植被覆盖度较高的地区。（3）研究区生态风险水平总体偏低,整体呈现“南北两端高、中间低”的分布特征,其中低、较低生态风险区占总面积的76%以上。（4）四类生态分区均发生了较小的变化,表明生态分区处于较为稳定的发展状态。不同生态分区的空间分布连续性差,其中以高生态系统服务价值—高生态风险区（I）最为典型。通过生态系统服务与生态风险（价值—风险）建设生态分区,可为协调区域人地关系与明确未来发展方向提供理论基础。     

区域尺度生态保护红线划定——以京津冀地区为例

将京津冀地区作为一个整体,采用遥感和GIS技术,选取水源涵养、水土保持、防风固沙3类生态系统服务以及土地沙化、水土流失2类典型生态问题,建立评价指标和评价模型,开展区域生态系统服务重要性和生态敏感性评价,定量揭示京津冀地区生态系统服务重要性和生态敏感性的空间分布特征;利用全国第二次土地调查数据明确的地块边界,确定生态保护红线边界.结果显示,京津冀地区生态保护红线面积6.68万km²,占研究区总面积的30.9%,主要分布在北部燕山山地、西部太行山山地和冀北坝上高原等区域;生态保护红线范围内的森林、草地二者面积比例比红线外高55.7%,红线范围内的植被NPP平均值比红线外高23.5%,划定结果符合“以较小面积获取较大服务”原则,适于作为京津冀地区最重要、最需要严格管控的生态空间.     

西藏生态安全屏障保护与建设工程的宏观生态效应

西藏高原是我国重要的生态屏障、江河源区与生物物种基因库,为了保障其生态功能的持续有效发挥,2008年开始实施西藏高原生态安全屏障保护与建设工程。论文基于工程规划目标,通过对比监测2000—2008年与2008—2015年西藏高原生态系统及其关键服务的时空变化,科学地评估西藏高原生态工程的生态效应。结果表明：工程实施前、后8 a相比,1）西藏高原生态系统格局稳定少动,生态系统宏观状况趋向良性发展。森林面积持续增加,荒漠面积显著减少,水体与湿地面积从减少转变为增加。2）草地退化趋势明显减弱、草地恢复态势显著,退化草地占比下降了19.9%,恢复草地占比增加了33%。植被覆盖度增加趋势明显,平均提高了1.9%,特别是高寒草甸类。草地载畜压力明显减少,牧草供给能力提升,草畜矛盾有所缓解。3）生态系统水源涵养能力增加,碳汇总量略有提高,防风固沙服务能力稳步上升。然而,降雨量增加导致降雨侵蚀力增强,植被覆盖度增加但植被根系土壤层无法短时期内恢复,从而导致土壤保持服务能力有所下降。4）西藏高原的暖湿化气候有利于减缓荒漠化进程并促进生态系统恢复,而生态安全屏障保护与建设工程的实施对西藏高原生态系统服务能力的提升特别是工程区局部生态恢复具有一定的正面作用。     

南方红壤典型水土流失区植被覆盖度变化及其生态效应评估——以福建省长汀县为例

南方红壤典型水土流失区--福建省长汀县曾因生态破坏导致严重的水土流失.经过多年以植树为主的生态修复,该县生态面貌有了明显的改观.论文首先采用线性光谱混合分析模型计算植被覆盖度,并在此原始模型的基础上提出了对地形阴影进行修正的方法来获取植被覆盖度.精度验证表明,在线性光谱混合分析模型中加入山地指数(NDMVI)波段能够削弱地形阴影问题,提高植被覆盖度反演精度.在此基础上利用多时相遥感影像分析了长汀2001-2013 年植被覆盖度的时空变化,并利用遥感生态指数(RSEI)定量评价了长汀水土流失生态修复的效果.结果表明,经过13 a 的水土流失治理,长汀的植被覆盖度有了明显的升高,从2001 年的75.1%上升到2013 年的86.5%.RSEI 生态指数值也随之上升,生态等级为优良的面积比例从85.83%增加到90.59%,反映了长汀县生态质量整体有了明显的提高.植被的生态效应定量研究表明,长汀县的植被覆盖度每增加10%,RSEI 生态指数值至少提高10%,植被覆盖度的生态提升效应显著.     

基于土地利用变化的区域生态安全评价 ——以鄂尔多斯市为例

在人类活动导致的生态环境问题中,土地利用变化对区域生态安全起着决定性的作用。选择地处我国北方农牧交错带的鄂尔多斯市作为案例区,以GIS和SPSS软件为平台,通过区域生态安全评价指标体系的构建、指标标准阈值的确定、区域生态安全评价模型的建立,对研究区1988、2000及2008年的区域生态安全状况进行了研究。结果表明:①研究区20 a来整体生态安全状况呈现"先恶化、后改善"的趋势,与2000年后"退耕还林还草"、"禁牧和休牧"政策的实施直接相关;②高覆盖度草地是最安全的土地利用方式,其次是中覆盖度草地,林地的生态安全水平非常稳定,水域和低覆盖度草地的生态安全多处于"临界安全"水平,相比之下,耕地、建设用地和未利用地最不安全;③各旗区生态安全水平差异较大,鄂托克旗"较为安全",鄂托克前旗和准格尔旗为"临界安全",达拉特旗和东胜区的生态安全值最低。研究结果可为当地生态环境管理提供更为有效的理论依据。     

基于Meta分析的矿业城市生态服务价值转移研究

采矿活动剧烈干扰了区域土地利用,对生态系统健康造成了严重影响。论文在综合国内若干资源型城市生态系统服务价值研究实例的基础上,提炼系列指标参数,运用Meta分析方法建立并验证了专门针对矿业城市耕地、林地、草地、水域的价值转移模型,并以河北省武安市为例估算了1987、2001和2014年的生态系统服务价值。研究结果表明：1）价值转移模型可以有效地评估矿业城市生态系统服务价值;2）武安市生态系统服务总价值呈现先增后减的趋势,2001年之后呈现快速下降状态;3）从地类面积来看,1987—2014年间武安市经济发展对生态用地产生的干扰程度为：耕地>草地>水域>林地,从服务价值角度看,干扰程度为：耕地>水域>草地>林地;4）在生态用地总面积减少的情况下,适当优化生态用地土地利用结构可以提高生态系统服务总价值。     

济南市土地利用变化及生态服务价值时空演变分析

通过2010～2016年济南市土地利用变化情况,研究土地利用和其生态服务价值,分析生态服务价值与社会经济因素的相关性。结果表明:济南市以耕地和城镇村及工矿用地为主;城镇村及工矿用地、交通运输用地面积有所增加,其他均减少;土地利用强度有上升趋势,但幅度较小;土地利用格局指数无明显波动;生态服务价值中耕地、水域、林地价值量最大;生态系统服务总价值及强度均逐年降低;生态服务价值强度指标与土地利用格局和人口无相关性;与土地与土地利用程度、GDP、GDP强度指标呈负相关;单位面积生态服务价值与土地利用程度呈弱相关、与GDP呈强相关、与GDP强度指标呈极强相关;人均生态服务价值与土地利用程度和GDP呈中等程度相关、与GDP强度指标呈极强相关。     

滇池双龙流域不同土地利用方式下土壤侵蚀与土壤养分分异

在滇池双龙流域选取耕地、撂荒地、草地和林地4种土地利用方式,分别取0～40 cm土壤样品,测定样品中的137Cs比活度及w(TN)、w(TP)、w(TOC),同时根据土壤有机质中δ13C(稳定性碳同位素丰度)的剖面分布特征,分析不同土地利用方式对该流域土壤侵蚀程度、土壤养分分异及有机质来源和变化的影响. 结果表明:①耕地、撂荒地、草地和林地土壤的137Cs比活度分别为0.65、0.21、3.92和0.61 Bq/kg,土壤侵蚀模数大小表现为耕地>撂荒地>林地>草地. ②不同土地利用方式下,土壤剖面w(TOC)、w(TN)和w(TP)的平均值差异显著(P<0.001);w(TOC)表现为草地＞林地＞耕地＞撂荒地,w(TN)表现为草地＞耕地＞林地＞撂荒地,w(TP)表现为耕地＞草地＞林地＞撂荒地;各种土地利用方式土壤剖面养分质量分数均随土壤深度增加呈降低趋势. ③耕地、撂荒地、草地和林地土壤的δ13C平均值分别为-22.28‰±1.49‰、-23.29‰±0.24‰、-26.32‰±0.25‰和-25.94‰±0.22‰,推断该区域土壤有机质主要来源于陆生C₃植物. 土壤剖面δ13C的变幅差异反映了土壤有机质分解程度的强弱,δ13C变化规律表现为耕地＞林地＞草地＞撂荒地. ④土壤侵蚀模数越大,w(TOC)和w(TN)越低,草地和林地土壤侵蚀程度较低,土壤养分流失量较小,更有利于土壤质量的改善和流域水环境的保护.      

伊犁河谷土地利用变化对生态服务价值的影响

基于1990-2014年4期TM遥感影像解译方法,分析了国家重点水土开发区-新疆伊犁河谷25年来土地利用和生态系统服务价值的变化。结果表明:(1)1990-2014年间,伊犁河谷耕地、居工用地及水体面积有所增加,耕地增长率高达59.3%,林地、草地及未利用地面积减少,草地以104.69km~2/年的速度减少;(2)近25年来研究区土地利用程度指数、信息熵及均衡度均有所上升,表明这一时期土地利用系统的无序化越来越剧烈,系统不稳定性增强,危及伊犁河流域的生态安全;(3)研究区生态服务价值总体有所上升,25年来增加75.26×10~8元,上升了17.13%,特克斯县的增幅最大,约为20.66%,而伊宁市生态服务价值出现下降,幅度达到18.52%。研究区生态经济的发展已处于协调水平的边缘,需要加强对生态环境的保护力度。     

松嫩平原西部生态脆弱区生态系统服务功能价值的变化

本文在遥感和地理信息系统技术支持下,以1986~2000年的1∶100 000 LandsatTM图像解译数据为基础,全面分析了1986~2000年该区土地利用/覆被的动态变化特征,运用Cost-anza等人对全球生态系统服务价值的计算方法,对松嫩平原西部生态脆弱区土地利用/土地覆被变化(LUCC)引起的生态环境质量变化进行了评估。计算结果表明:在1986~2000年间,由于土地利用面积的变化而使该地区的生态系统的生态价值减少,松嫩平原西部耕地和城乡建设用地有所增加,其他林地、草地、水域和未利用地的面积均减少。耕地面积增加的比例为9.80%、城乡建设用地增加0.66%;林地、草地、水域和未利用地面积减少的比例分别为1.10%、6.80%、1.20%和1.20%,15年的时间里松嫩平原西部生态脆弱区生态系统总价值减少7 000.15×104美元,相当于人民币57 891.24×104元,使生态系统服务价值损失9.74%。     

洞庭湖区灾后重建的流域生态管理学思考

洞庭湖中上游水土流失加剧,导致湖区调蓄能力下降,垸高田低,灾害频率上升。为抗御洪水,堤防越筑越高,造成洪水位抬高等副作用。对此,提出流域生态管理对策：①将长江流域生态安全列为国家安全战略体系的重要内容之一；②将非蓄洪性质的围垦调整为蓄洪性质的围垦,正常年份耕种,大洪水时用其蓄洪；将封闭式围垦种植改造成为半封闭型的养殖与留湖调蓄；③环境移民城镇安置,缓解人口对土地、湖泊的压力；④进行避洪、耐渍型生态设计,建立适应水体、湖洲和低湖渍害田的复合高效生态工程；⑤调整丘岗地利用结构与重建山区植被是减灾的治本措施。量大、面广的水土流失发生在丘陵坡地     

鄂尔多斯十大孔兑区植被生产力变化趋势对土地利用转移的响应

归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)是衡量区域植被生产力变化的一个重要指标,而土地利用/覆盖变化(Land use/cover change,LUCC)进程深刻影响了陆地生态系统空间分布格局及其生产力变化。因此本文结合趋势分析和转移矩阵法,从中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)NDVI年际变化角度分析鄂尔多斯北部典型农牧交错区(十大孔兑地区)2000-2015年植被生产力的变化趋势与LUCC的关系。结果表明:(1)在农牧交错区植被生产力总体呈增加趋势,其中显著增加和不显著增加区域面积占总面积的89.41%,分别为22.01%和67.4%;其后依次为不显著减少区域、无变化区域和显著减少区域,面积比例分别为4.59%、3.32%和2.68%。(2)在不显著增加和显著增加区,土地转换面积分别为235146.08 hm2和82761.76 hm2,草地转为农田、林地、水体、建设用地和未利用地尤其是草地转为农田导致对应区域植被生产力增加。