基于改进LUR模型的区域土壤重金属空间分布预测

以江苏省常州市金坛区为例,借鉴传统LUR模型思路,考虑土壤重金属的源汇关系,加入土壤属性因子,构建LUR-S模型模拟预测了研究区土壤重金属含量空间分布,并与传统LUR模型及普通克里格插值模型结果进行对比,结果表明:(1)研究区土壤重金属含量受到以土地利用为主的源因子及反映重金属在土壤中赋存环境的汇因子的共同影响.就源影响因子而言,土壤Cu、Zn含量分别与2 000 m缓冲区内交通用地面积、2 000 m缓冲区内城市建设用地面积极显著相关(P0.01);就汇影响因子而言,土壤Cr、Cu、Zn含量与OM、Corg、TC、TN极显著相关(P0.01).(2)研究区土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn空间分布预测的LUR-S模型方程R2较传统LUR模型分别提高了0.041、0.406、0.102、0.501,精度检验R2较普通克里格插值模型分别提高了0.147 7、0.011 6、0.231 0、0.081,RMSE较普通克里格插值分别减少了2.413、0.631、1.112、2.138,表明考虑了源汇关系的LUR-S模型预测精度高于传统LUR模型和普通克里格插值模型;(3)LUR-S模型对污染较低、变异较小重金属空间分布预测的适用性较好,而对污染较高、变异较大重金属则较差.     

缙云山土地利用方式对土壤轻组及颗粒态有机碳氮的影响

选取缙云山阳坡同一海拔处亚热带常绿阔叶林(以下简称林地)、果园、坡耕地和撂荒地这4种不同土地利用类型,在0~60 cm深度内每隔10 cm采集一个土样,测定土壤轻组有机碳氮(LFOC、LFON)和颗粒态有机碳氮(POC、PON)含量,并计算其分配比例和碳氮比.结果表明,在0~60 cm土壤深度范围内,林地转变为坡耕地后,LFOC及LFON含量分别降低了71.42%和38.46%(P0.05),转变为果园后变化不明显,坡耕地撂荒后其含量分别升高了3.77倍和1.38倍(P0.05);林地转变为坡耕地或果园后,POC及PON含量均无明显变化,而坡耕地撂荒后其含量分别增加了4.12和1.25倍(P0.05).林地转变为坡耕地后土壤LFOC及LFON分配比例显著降低,转变为果园后则明显升高,而POC及PON分配比例变化均不明显;坡耕地撂荒后,LFOC、LFON、POC、PON分配比例均显著增加.土壤SOC/TN为撂荒地(12.93)林地(8.53)果园(7.52)坡耕地(4.40),LFOC/LFON为撂荒地(16.32)林地(14.29)果园(11.32)坡耕地(7.60),POC/PON为撂荒地(23.41)坡耕地(13.85)林地(10.30)果园(9.64).以上研究结果表明林地开垦为果园或坡耕地后容易导致土壤轻组有机碳氮的损失,而坡耕地撂荒则有利于土壤活性有机碳氮的积累;林地转变为坡耕地减弱了土壤有机碳氮的活性,而林地转变为果园以及坡耕地撂荒均使土壤有机碳氮活性增强;林地转变为坡耕地和果园加剧了土壤有机质的矿化,相对而言,坡耕地撂荒后有利于土壤有机质的固定.     

基于非点源溶解态氮负荷估算的率水流域土地利用结构优化研究

利用区域营养盐管理模型(ReNuMa)对率水流域2000~2010年的溶解态氮(DN)负荷进行了定量估算和来源解析.在率定期和验证期,径流和DN负荷模拟的Ens和R2都大于0.9,模型具备可靠的模拟能力.结果表明,率水流域的年均非点源DN负荷为1.11×103t·a-1,负荷强度为(0.75±0.22)t·km-2.在所有土地利用类型中,水田的DN负荷强度最大[28.60kg·(hm2·a)-1],林地的DN负荷强度最小[2.71 kg·(hm2·a)-1].农业生产用地(水田、谷物、经济作物、果园和茶园)对DN负荷的贡献最大,表明人类影响下的农业生产活动是流域非点源污染的最主要来源.基于污染负荷适量削减和农业经济产值最大化原则,开展了流域2015年土地利用结构优化分析,规划结果表明在土地利用结构最优情况下,经济收益的增长依然伴随着负荷的增加,但经济产值的增幅大于DN负荷的增幅.     

1994~2006年上海市土地利用时空变化特征及驱动力分析

快速发展的都市地区是区域土地利用变化研究热点。基于上海市1994、2000、2003和2006年4期航空遥感影像资料数据，运用人机交互目视解译方法建立上海土地利用空间数据库，并结合GIS空间分析、数理统计方法与土地利用动态度模型，对上海市1994~2006年土地利用时空变化特征进行了深入分析。结果表明：12 a间，上海市综合土地利用动态度为207%；在各种用地变化中，耕地面积变化最大，共减少了94 00772 hm2，减幅达233%；从耕地转移来看，转变为城镇建设用地（包括工业仓储用地、交通用地、城镇居民点用地和其他用地）面积共74 82586 hm2，占耕地面积总流出量的6712%；可见城镇建设用地急剧扩张而大量占用耕地，是上海市土地利用变化的主要特征；上海市土地利用变化的另一个重要特征是城市绿地的大幅增加，12 a间城市绿地面积共增加了9 29241 hm2，单一动态度为1876%。从上海土地利用变化的区域特征来看，各区的综合土地利用动态度差异明显，且表现出明显的中心城区-近郊-远郊递减趋势，其中浦东新区综合土地利用动态度最大，崇明县最小，这种差异与各区（县）的区位条件、经济发展状况以及政策等因素密切相关。通过对上海LUCC的驱动力定性定量分析表明，社会经济因素包括人口分布及变化、经济增长、人民生活水平的提高、政策以及国际大型活动的举办均对上海土地利用格局及其变化产生了重要的影响     

乌鲁木齐市土地利用景观格局变化研究

运用GIS、RS技术及景观生态学理论和方法,基于乌鲁木齐市2006年和2010年遥感影像解译数据,对乌鲁木齐市5年间土地利用景观格局变化特征进行分析,分别从斑块类型和景观水平2个方面对研究区土地利用景观类型进行动态分析。揭示其变化原因和内在规律,为研究区生态治理提供数据支撑,对景观的规划与管理、资源的有效利用和生物多样性保护具有重要意义。     

Comparison of Stream Invertebrate Response Models for Bioassessment Metrics1

Waite, Ian R., Jonathan G. Kennen, Jason T. May, Larry R. Brown, Thomas F. Cuffney, Kimberly A. Jones, and James L. Orlando, 2012. Comparison of Stream Invertebrate Response Models for Bioassessment Metrics. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 48(3): 570-583. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2011.00632.x Abstract: We aggregated invertebrate data from various sources to assemble data for modeling in two ecoregions in Oregon and one in California. Our goal was to compare the performance of models developed using multiple linear regression (MLR) techniques with models developed using three relatively new techniques: classification and regression trees (CART), random forest (RF), and boosted regression trees (BRT). We used tolerance of taxa based on richness (RICHTOL) and ratio of observed to expected taxa (O/E) as response variables and land use/land cover as explanatory variables. Responses were generally linear; therefore, there was little improvement to the MLR models when compared to models using CART and RF. In general, the four modeling techniques (MLR, CART, RF, and BRT) consistently selected the same primary explanatory variables for each region. However, results from the BRT models showed significant improvement over the MLR models for each region; increases in R² from 0.09 to 0.20. The O/E metric that was derived from models specifically calibrated for Oregon consistently had lower R² values than RICHTOL for the two regions tested. Modeled O/E R² values were between 0.06 and 0.10 lower for each of the four modeling methods applied in the Willamette Valley and were between 0.19 and 0.36 points lower for the Blue Mountains. As a result, BRT models may indeed represent a good alternative to MLR for modeling species distribution relative to environmental variables.     

CLUE-S模型对村镇土地利用变化的模拟与精度评价

利用航片、IKONOS和Quickbird影像得到研究区3期（1991、2001和2009年）土地利用历史数据，运用CLUE S模型，基于1991、2001年的土地利用数据对2009年土地利用格局进行模拟预测，并将模拟结果与2009年真实土地利用数据进行比较。类型水平上，选择ROC曲线统计和偏离度指数分别对各地类的Logistic回归拟合精度和CLUE S模型模拟精度进行评价；景观水平上，采用景观指数和Kappa指数系列方法，从综合预测能力、景观格局、数量和空间位置等方面对CLUE S模型的模拟精度进行全面评估。结果表明:①CLUE S模型对各土地利用类型的模拟精度均较高，各地类的Logistic回归的拟合精度随着模拟分辨率的提高而逐渐增加；②随着模拟时间的缩短，CLUE S模型对整体景观格局的模拟精度提高；③该模型对土地利用数量的模拟精度明显优于其对空间位置的模拟精度。总体而言，CLUE S模型在村镇尺度的模拟效果良好，预测精度较高，但在空间位置和景观格局精度方面还有待提高     

基于景观尺度的流域土地覆被变化及其水文响应

水资源短缺已成为限制华北地区社会经济发展的主要因子之一，其中山区来水减少问题已成为该区域水资源研究亟待解决的关键问题。采用景观格局分析法及统计学方法对华北土石山区典型流域--红门川流域土地/覆被变化及其水文动态响应进行分析。结果表明：(1)1990～2005年流域景观呈破碎化趋势，其中，优势景观林地在研究时段内面积变化不大；耕地、建设用地面积增加趋势显著，增幅分别为431%和444%；水域减少趋势最为明显，减幅达208%。(2)土地利用/覆被变化对流域径流有显著调节作用：随着土地结构不断优化，森林、耕地面积的增加，1998～2005年流域平均年径流系数较1990～1998年下降77%；丰、平和枯水年径流系数则分别减少64%、31%和85%；当剔除降水因素后，土地利用景观结构优化使得月径流系数减少16%～100%。(3)土地利用/覆被变化对流域径流的调节作用呈现季节性,植物生长季径流调节尤为显著     

基于内容分析法的土地利用总体规划目标偏好研究

土地利用总体规划需要统筹区域发展多元目标以增强对区域发展的指导力和约束性,因此全面了解我国土地利用总体规划的政策目标偏好,能为优化规划技术方法和改革规划管理体制提供政策参考。鉴于此,本文在分析我国土地利用总体规划多元目标及其关系的基础上,采用内容分析法基于全国土地利用总体规划纲要进行词频挖掘构建目标偏好测量维度及体系,进而对两轮省级土地利用总体规划文本进行目标偏好的定量测度,结果表明:(1)土地利用总体规划是多目标规划,通过内容分析法可以构建由经济、社会、生态三大目标构成的目标偏好测量体系;(2)从目标偏好排序来看,三大目标中社会目标始终是两轮土地利用总体规划的首要偏好目标,生态目标是土地利用总体规划的次要偏好目标,经济目标排在最后;同时相比上轮规划,本轮规划耕地保护子目标次序提前,土地整治子目标次序推后;(3)从目标偏好程度来看,社会目标的首位偏好程度有所下降,但其中耕地保护子目标的首位偏好度明显上升;生态目标和经济目标的首位偏好程度基本不变,总体而言本轮规划三大目标偏好程度的差异缩小。研究结果说明,我国土地利用总体规划始终坚持以耕地保护为核心的社会目标偏好,符合其是国土资源管理部门主导的部门规划的定位;虽然土地利用总体规划对经济、社会、生态三大目标的偏好程度差异缩小,但其若要在空间规划体系中发挥更大的作用,还需要通过优化规划技术和改革规划管理体制进一步均衡经济、社会、生态目标,以承担起统领全区域空间发展的要求。     

How dynamics and drivers of land use/land cover change impact elephant conservation and agricultural livelihood development in Rombo,Tanzania

Land use/land cover (LULC) change affects the provision of ecosystem services for humans and habitat for wildlife. Hence, it is crucial to monitor LULC particularly adjacent to protected areas. In this study, we measured LULC change in Rombo, Tanzania, an area with high-potential agro-ecological zones that is dominated by human–elephant conflicts (HECs). We used remote sensing and geographical information system techniques, questionnaires and village meetings to assess spatio-temporal patterns of the LULC changes in the study area. Using Landsat imagery, digital elevation model (DEM) and ground truthing, we classified and monitored changes in LULC from the years 1987 to 2015. We found that within Rombo, settlements were increasing, while agricultural and agroforestry lands were decreasing and respondents’ perceptions varied along the altitudinal gradient. Patterns of HEC and LULC were observed to change along the gradient and the later threatened the agricultural land and ecological integrity for elephant habitat, leading to high tension and competition between elephants and people. This research offers baseline information for land use planning to balance wildlife conservation with livelihood development in Rombo and highlights that managing the impacts of LULC changes on HEC and elephant habitat loss is a matter of urgency.