吉林西部退化草地修复方案的仿真优化

退化草地的恢复已成为吉林西部农牧业发展的重要任务.为使吉林省西部草地步人可持续发展的良性轨道,如何对退化草地进行恢复就成为研究工作面临的主要问题.首先,运用用RS和GIS技术,建立1989和2004年吉林西部土地利用/土地覆盖空间数据库,研究15年来的吉林西部草地退化情况,草地从1989年至2004年,其总面积减少26.752×104 hm2,15年间减少将近32%.针对吉林西部草地退化状况,提出不同的草地修复规划方案,在系统动力学的指导下,运用VENSIM软件建立了吉林西部草地退化典型区大安市的草地修复规划方案的仿真优化模型,对生产建设型、生态恢复型和生态修复型3种方案进行了仿真优化,其中生态修复型方案,大安市的草地面积以2%的速度恢复,到2020年草地面积为8.23×10.hm2,耕地面积为7.54×104hm2,草地耕地面积比为1.1:1,草地面积占大安市可利用土地面积的41%.农民人均收入达到3 299元,生态效益良好,为吉林西部受损草地生态系统修复的最佳方案.     

土地利用/覆被变化对土地生态系统有机碳库的影响——以吉林省通榆县为例

土地利用/覆被变化对陆地碳循环影响显著.文章基于实地采集的土壤、植物样品的测试数据和1989、2004两年8月陆地卫星TM遥感影像数据,采用生态系统类型法分析吉林省通榆县1989-2004年耕地、林地、草地、盐碱地、沙地等11 种地类之间土地利用变化对土地生态系统有机碳库的影响.计算结果表明1989-2004年通榆县土地生态系统有机碳库共损失了3.18 TgC(1Tg=106t),年均损失约为0.265 Tgc.其中,湿地、草地有机碳库分别损失5.54 TgC和3.71 TgC,盐碱地面积的增加导致有机碳库损失4.75 TgC.林地面积增加和沙地面积减少分别使有机碳库增加了4.58 TgC和3.75 TgC.研究区总体上为一个碳失汇,草地退化、湿地萎缩、土地沙化和盐碱化造成了有机碳库的碳损失,而植树造林、草地植被的恢复和重建等活动则可以显著增加土壤有机碳储量.该研究对于评估自然环境与人为活动影响下,特别是大规模土地整治与生态修复对土壤有机碳的增汇潜力和固碳效应的影响具有重要的理论意义和应用价值.     

中国土地盐碱化及其防治对策研究

中国盐碱地面积为３６３０万ｈｍ＾２，土地盐碱化是农业生态环境退化的重大问题之一。土地盐碱化治理和预防对中国干旱、半干旱和半湿润地区农业生态系统退化防治，农业生态环境保护和未来食物安全性具有非常重要的实践意义。本文简要评述了我国土地盐碱化的历史及发展趋势以及土地盐碱化可能造成的土地面积，生产力和经济损失。在对土地盐碱化发生和发展的技术和社会经济原因，以及现有技术、管理、政策和法律法规进行系统评述的基     

雅鲁藏布江中游河谷区域风沙化土地演变趋势及驱动因素

以雅鲁藏布江(简称雅江)中游河谷区域为研究区.运用Rs和GIS技术,对近18 a(1990-2008年)来该区域风沙化土地的发展趋势进行了研究.结果表明,1990-2008年雅江中游河岸及山坡风沙化土地面积增长5 267hm2,目前总面积达81 842 hm2,其中1990-2000年增长3 085 hm2,年均增长308 hm2;2000-2008年增长2 182hm2,年均增长273 hm2,与前10 a相比有所下降.风力吹蚀作用是河谷地区风沙化土地发展、蔓延的主要驱动因素.2000年以后降水量的增加以及雅江日喀则和山南段开展的大规模人工造林是风沙化土地增长速度减缓的主要原因.     

中国土地盐碱化及其防治对策研究

中国盐碱地面积为３６３０万ｈｍ２，土地盐碱化是农业生态环境退化的重大问题之一。土地盐碱化治理和预防对中国干旱、半干旱和半湿润地区农业生态系统退化防治、农业生态环境保护和未来食物安全性具有非常重要的实践意义。本文简要评述了我国土地盐碱化的历史及发展趋势以及土地盐碱化可能造成的土地面积、生产力和经济损失；在对土地盐碱化发生和发展的技术和社会经济原因，以及现有技术、管理、政策和法律法规进行系统评述的基础上，提出了我国土地盐碱化防治的区域战略、技术政策、管理政策、法律法规及经济激励手段。     

基于种子库激活的沙化草地生态修复技术应用

种子库在草原退化植被恢复重建中发挥着重要作用,针对科尔沁草原生态功能区草地沙化问题,研发出沙化草地种子库激活技术。该技术通过围封样地,在样地上施加由有机肥与保水剂混合配制的锁水保肥剂,实现沙化草地的快速锁水保肥。结果表明,通过激活沙化草地种子库,修复样地植被盖度较对照样地提高66.43%,Shannon-Wiener多样性指数提高8.90%,0~30 cm沙地土壤有机质、全氮、全钾和全磷总量分别增加23.47%、14.82%、2.90%和403.56%。因此,该技术有利于土壤肥力增强,短期内有助于提高群落的物种多样性,促进沙地植被的修复,起到防沙和固沙作用。     

黑河流域土地退化分类研究

黑河流域位于我国的西北内陆干旱区。人类不合理利用水资源造成的土地退化，已成为黑河流域一个非常严重的生态问题。土地荒漠化是该流域最典型和最严重的土地退化形式。对该流域土地退化的空间分布、特点、退化面积等方面还没有较为详细的研究，因此探讨这个问题就显得非常重要。文章通过最新的遥感影像资料(2000年)，在分析已有的研究成果的基础上，结合野外调查，利用遥感和地理信息系统(GIS)技术，初步分析了黑河流域土地退化的情况。研究结果表明，黑河流域土地退化主要有5种类型，即：水土流失、干旱化、植被退化、盐渍化和沙漠化。土地退化面积达29971．91km^2，占整个流域面积的23．06％；其中，水土流失主要分布在祁连山的南部山区，面积为5747．68km^2，占整个流域土地退化面积的19．18％，主要是由于过度开垦和放牧造成的；由于人类活动的影响，造成水资源在时空上的重新分配而导致的干旱化土地主要分布在山前部分冲、洪积平原的河流沿岸附近，其面积为1369.96km^2，占整个流域土地退化面积的4．57％；盐渍化土地是该流域土地退化的主要类型之一，面积为10591．82km^2，占整个流域土地退化面积的35．34％，分布在流域的低地、冲积扇的边缘等位置，主要是由于干旱的气候条件造成的；沙化土地，包括流动沙丘(地)，是研究区土地退化面积最大的类型，为10771．97km^2，占整个流域土地退化面积的35.94％，这其中也包括历史时期形成的沙漠和现代形成的大部分沙地；植被退化土地面积为1490．48km^2，只占整个流域土地退化面积的4．97％。通过分析可知，黑河流域土地退化严重，特别是在下游地区。人类不合理的经济活动，尤其是对该流域内有限水资源的不合理利用，是导致该地区土地生态系统脆弱的主要因素。     

盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙漠化的影响

以盐池北部风沙区为研究区域,利用1989、1995、2000、2007年土地利用现状图,借助地理信息系统软件提取有关格局分析的基础数据,基于景观生态学原理,构造主要土地利用类型和沙地景观格局指数,探讨不同时段内盐池北部风沙区土地利用格局变化对沙化景观的影响。结果表明：（1）沙地景观在1995年之前不断扩张,1995年以后开始减少,集中连片沙地被零星分布的小沙化斑块取代;（2）林地和草地经历了先减少后增大的过程,土地利用格局变化中,中、低覆盖度草地和灌木林地变动性大;中、低覆盖度草地、耕地、灌木林地不稳定性程度较高;（3）受农作活动影响,尤其在灌溉条件较好区域,草地沙化明显,而灌木林能起到很好的防沙作用;（4）盐池北部风沙区土地利用格局特征指标与沙地面积呈负相关,随着特征指标增大沙化面积减小。土地利用格局变化能够综合反映相应时段内的人类活动结果,以此为切入点研究其对沙漠化的影响,有利于揭示沙漠化的驱动机制。     

共和盆地沙质荒漠化过程植被群落特征变化

青海共和盆地是我国西部荒漠化比较严重地区之一。荒漠化不仅表现为植被结构和功能的退化,也伴随着土壤性质的退化。作者对共和盆地典型荒漠化区域设置样带进行植被、土壤调查,利用TWINSPAN对研究区植被进行数量分类,在此基础上确定荒漠化发展阶段类型及所包含的植被群落类型,分析了不同荒漠化发展阶段的植被群落组成、盖度、生物量及土壤质地、有机质和全氮含量。结果表明：研究区荒漠化梯度划分为未退化草地、轻度退化草地、轻度沙化草地、中度退化草地、中度沙化草地。随着荒漠化的发展,群落组成从简单趋于复杂再到简单;群落盖度逐渐减小,其中未退化草地样方的平均盖度达到48．40％4±3．25％,而中度沙化草地的平均盖度仅为15．34％±2．78％;轻度干扰下样方群落生物量先增加,随着干扰加剧,生物量逐渐减小,轻度退化草地地上、地下及总生物量均最高,中度沙化草地的均最低;土壤0-20cm,20-40cm层有机质和全氮含量逐渐减小,粒度组成也发生明显变化。沙化对土壤有机质、全氮含量及粒度组成的影响显著。     

辉腾锡勒风电场建设对草原景观格局的影响

利用1995年、1999年、2005年、2010年4期遥感影像,从景观优势度、景观形状异质性、景观破碎度3个角度选取常用景观指数,定量分析研究区景观格局变化过程和驱动力,进而分析辉腾锡勒风电场建设对辉腾锡勒草原生态系统的影响。结果表明,(1)从1995年开始,研究区风电场大规模建设,1999年风机所占地表面积比1995年增长了100%,2005年比1999年增长了170.17%,2010年比2005年增长了537.19%。为建设和维修风机,汽车碾压和人为踩踏形成的风机检修路逐年增加。1999年风机检修路面积比1995年增加了100%,2005年比1999年增加了70.60%,2010年比1999年增加了298.13%。风机面积和风机检修路面积增加,侵占了大量草地,导致草地面积减少,1999年草地面积比1995年减少了1.18 hm~2,2005年比1999年减少了54.52 hm2,2010年比2005年减少了285.14 hm~2。研究区的主要景观类型为草地,在1995—2010年间,草地面积均占研究区总面积的87%以上。草地面积减少使研究区景观优势度下降,草地对研究区的控制作用减弱,研究区生态系统脆弱性增大。(2)增加的风机检修路将大面积草原分割成许多小的斑块(草地斑块数量1995年为8个,1999年为16个,2005年为22个,2010年为93个),导致研究区斑块密度明显增大,研究区草原破碎化加剧,生态系统稳定性下降;同时由于风机检修路是汽车随意碾压和人为踩踏形成的,形状不规则,其分割的草地斑块不规则,导致研究区景观形状指数上升,研究区形状复杂程度增大,生态系统稳定性下降。     

1975年以来黑河中游地区土地利用／覆被变化时空演变

以西北干旱区重要的内陆河——黑河中游地区为研究区域,采用1975、1987、1992、2001和2010年遥感影像为基础数据,选取土地利用变化幅度、动态度和土地利用强度指数3个指标,并结合转移矩阵,采用相关性分析和主成分分析方法,对该地区近35a来的土地利用／覆被变化及其驱动力进行综合分析。结果表明,1975--2010年,研究区耕地和城乡居民工矿用地所占比例持续上升,分别由14．14％和1．52％增加到19．74％和1．98％;草地和水域面积则分别减少3．87×10^4和0．41×10^4hm2。各土地利用类型中以耕地的土地利用变化强度指数最高,达0．1604％,草地次之。研究区土地利用类型间主要转移方向为：草地转化为耕地和未利用地,未利用地转化为耕地和草地,林地与草地问相互转化。导致黑河中游地区土地利用发生上述变化的主要驱动力为社会经济因素。     

黄河源区土地沙漠化研究

土地沙漠化是当今世界所面临的最大的环境一社会经济问题之一。由于其危害的严重性和分布的广泛性，使之成为全球共同关注的热点。黄河源区位于青藏高原的东北部，特殊的地理位置决定了其生态环境非常脆弱。近年来在自然因素和人为不合理经济活动的共同作用下，区内生态环境退化加剧，表现为土地沙漠化，草场退化和水土流失加剧等过程。在软硬件系统支持下应用GIS和遥感技术，结合前人研究成果和野外调查，通过基于知识的多重判据复合分类实现多源信息的集成，对黄河源区沙漠化现状进行了系统研究。研究结果表明，到2000年，黄河源区的沙漠化面积已达13434．8km^2，占整个研究区面积的14．65％。沙漠化主要发生在高平原地区和北部的共和盆地，且已草场沙漠化为主，耕地沙漠化面积极少。在野外调查的基础上，对源区沙漠化的特征做了简要的分析，指出共和盆地的沙漠化以地表粗化、沙丘活化和流沙入侵为主；而高平原地区的沙漠化主要是由于植被严重退化后形成裸地或“黑土滩型”退化草场。造成区内沙漠化强烈发展的原因是多方面的，包括地质构造背景，区域气候变化，人类不合理的经济活动和鼠害等，而超载过牧是其中最重要的原因。文章最后以共和盆地为例，分析了源区严重的超载过牧形势并提出了沙漠化防治的对策。     

快速城市化地区塘的消减过程研究--以广州市天河区为例

塘是我国南方地区常见的、分布广泛的景观类型,也是相对独立的水生生态系统,在生态系统服务和人类经济文化活动中扮演着非常重要的角色。国际学者对其在保护生物多样性、防涝排水、提升景观及改善人居环境等方面的生态功能研究较多,但国内对塘的形成、消减过程、生态环境功能效应等科学问题一直认识不足,在人口和土地的快速城市化胁迫下,为了增加建设用地使用面积而将水塘填埋的行为广泛存在。文章以广州市天河区为研究区,以1996、2000、2004、2007、2011年5期遥感影像为数据,通过目视解译获取研究区的土地利用特征,提取水塘信息,依据塘的主要功能对塘进行分类,通过缓冲区分析、主成份分析和转移矩阵分析探索快速城市化地区水塘消减过程的数量和空间分布特征。结果表明：（1）研究区内水塘景观在15 a间显著消减,数量由109个减至20个,面积由36.30 hm2降至13.18 hm2,个体减少率为81.65%,面积减少率为63.69%;（2）不同时段、不同功能类型的水塘消减过程存在明显差异,养殖塘、风水塘、山塘和灌溉塘面积急剧减少,景观塘面积先降后增;（3）各时段的塘转换主要去向为居住用地、商业及工矿用地等,周边土地利用格局有交通用地、荒草地的塘更易于被转换成建设用地等其他土地利用类型;（4）在城市人居环境建设中,水塘具有保持生物多样性、调节气温、改善气候、防旱排涝、改善人居环境等生态价值,又具有历史文化、景观美化等人文价值,但水塘已成为快速城市化地区居住、商业、工矿用地的主要侵占对象。作为冷岛的水塘生态系统,在城市化进程和各项规划中都应受到重视与保护。     

科尔沁沙地土地利用变化对土壤特性的影响

在中国科学院奈曼沙漠化研究站放牧试验场周围,选取了不同利用方式和类型的草地（封育和放牧）、林地（乔木和灌木）和农田（灌溉和非灌溉）为研究样地,调查了0～30cm土层每隔10cm的土壤水分质量分数和有机养分（有机碳和全氮）,分析了土地利用变化对土壤水分质量分数和有机养分的影响。结果发现,垂直空间分布上,无论哪种土地类型样地,土壤水分质量分数和有机养分各土层间均无显著差异性（P〉0.05）,土层垂直变化对土壤特性影响均较小。在不同土地利用方式水平空间分布上,土壤水分质量分数和有机养分（土壤有机碳和全氮）灌木林地均显著高于乔木林地（P〈0.05）,而封育草地和放牧草地间以及灌溉农田与非灌溉农田间土壤水分质量分数和有机养分均无显著差异性（P〉0.05）。不同土地利用类型水平分布上,草地土壤水分质量分数显著低于林地和农田（P〈0.05）,而土壤养分质量分数草地显著高于林地和农田（P〈0.05）。分析表明,对沙质草地进行围栏封育和旱作农田退耕还林还草的同时,对水浇农田实行保护性耕作和精细管理,有利于沙地土壤环境改善与生态系统恢复。     

资源型城市土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

东营市是新兴的石油资源城市,土地利用/覆被变化剧烈且具有独特的区域特征。探讨该地区的土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响有着重要的现实意义。为此,基于RS和GIS技术,利用Costanza提出的生态系统服务价值评估方法,研究了东营市1986—2008年间的土地利用变化及其引起的生态系统服务价值动态变化。研究结果表明：（1）耕地是东营市主要的土地利用类型,面积有所减少;未利用地和次生盐碱地所占比重较大,居民点及工矿用地大幅增加,油田生产建设和生态环境保护矛盾非常突出。（2）生态系统服务价值减少了6.68%。2008年东营市提供的生态服务仍然以维护原材料、气体调节、食物生产、气候等为主,而废物处理、水源涵养、生物多样性保护、土壤形成与保护和娱乐文化功能是比较弱的。今后应维护生物多样性保护和水源涵养功能,防止土壤盐渍化,提升区域生态系统服务功能;（3）生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果是可信的。     

Land resource degradation in China: Analysis of status,trends and strategy

Land degradation threatens environmental well-being and is a growing global issue. China is among the most affected countries in the world in terms of the extent, intensity and economic impact of land degradation. Sustainable and successful intervention requires clear definition and quantification of land degradation. Based on land resource variation survey data from 1991 to 2002, this paper identified, defined and classified land resource degradation, and analyzed dynamic changes in the degradation and rehabilitation process. Through the establishment of a land resource degradation index, the status and trend of degradation in China was explored to enable the design and planning of interventions for mitigation and establishment of sustainable land use and management practices. Results showed that: (1) The total land degradation index (A) fluctuated upwards from 1991 to 2002, although some parts improved. (2) Sand and rock desertification, deforestation and wetland loss reduced slightly, whereas secondary salinification, non-agricultural land occupation and natural grassland further deteriorated. (3) 66.27% of degradation was in natural grassland and non-agricultural land; while 57.5% of rehabilitation focused on sandy desertification and forests. (4) Non-agricultural land occupation and wetland shrinkage are primary causes of land resource deterioration in China. (5) Grassland, cultivated land and forest land accounted for 83.9% of degradation. (6) All the degradation processes are interrelated. These results provide useful information to combat future land resource degradation in China.     

1996—2006年武汉市土地利用/覆被变化研究

以武汉市为研究区,利用1996和2006年Landsat5的TM影像解译结果,基于GIS空间分析与数理统计方法定量研究了1996—2006年11年间的武汉市土地利用/覆被变化。研究结果表明：（1）1996—2006年期间,武汉市土地利用覆被总体特征表现出耕地、草地和未利用地减少,林地、水域和建设用地面积增加的态势;（2）这11年间耕地转化为林地、建设用地和水域这3种变化类型分布最为广泛,转换率最大;（3）11年来武汉市土地利用综合动态度变化幅度较大,并呈缓慢上升趋势。土地利用年变化速度达到1.25%;（4）1996—2006年武汉市土地利用程度逐年提高,土地利用程度变化量和变化率均大于0,说明武汉市处于土地利用发展时期,土地利用集约度会进一步提高。     

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要?     

Simulation of soil carbon changes due to land use change in urban areas in China

Land use change can have a strong impact on soil carbon dynamics and carbon stocks in urban areas. Due to rapid urbanization, large areas of land have been paved, and other areas have undergone rapid land use change. Evaluation of the impact of urbanization on carbon dynamics and carbon stock (30 cm) has become an issue of urgent concern. The soil carbon dynamics, due to rapid land use change in Tianjin Binhai New Area of China, have been simulated in this paper using the RothC model. Because this area is saline, a modified version of RothC that includes a salt rate modifier provided more accurate simulations than the original model. The conversion to urban green land was not accurately simulated by either of the models because of the undefined changes in soil and plant conditions. According to the model, changes of arable to grassland resulted in a decline in soil carbon stocks, and changes of grassland to forest and grassland to arable resulted in increased soil carbon stocks in this area. Across the whole area simulated, the total carbon stocks in 2010 had decreased due to land use change by 6.5% from the 1979 value. By 2050, a further decrease of 21.9% is expected according to the 2050 plan for land use and the continuing losses from the soils due to previous land use changes.