基于生态和社会经济约束的区域土地整治潜力评价研究

准确评价区域耕地整治、农村居民点整治、废弃地复垦和未利用地开发4种类型的土地整治潜力是实现区域统筹规划和保障粮食安全的重要前提。通过选取能反映区域四种土地整治类型内在和外在潜力的指标因素,引入生态安全和社会经济双重制约条件,结合层次分析法和约束条件评价模型对研究区域生态安全和经济社会约束下的土地整治综合潜力开展定量评价,并采用K-Means聚类方法进行潜力分区。研究结果表明:高生态安全和经济发展水平条件能提高区域土地整治潜力水平,反之则制约土地整治潜力水平,同时根据约束条件的土地整治潜力评价结果将研究区域划分为土地整治高潜力区、较高潜力区、一般潜力区和低潜力区,与无约束条件下的土地整治潜力评价结果相比,该分区结果更加符合当地实际情况。该研究一方面可为生态文明建设背景下的土地整治潜力评价提供新方法,另一方面可为新一轮土地整治统筹规划提供有效的依据和参考。     

长江中下游低山丘陵区土地整治对区域水土流失变化的影响机制研究

长江经济带生态环境保护是当前全社会共同关注的问题,土地整治作为"山、水、林、田、湖、草"生命共同体全面保护的重要手段,目前大部分地区的土地整治主要关注于农田生产条件的改善,对水土流失等关键环境问题的考虑不足。以宁镇扬丘陵区的典型土地整治区金坛区、溧阳市为研究区,通过土地整治水平的定量化评价与水土流失量的精准化估算,重点研究土地整治工程对水土流失的关键影响要素及其机理。研究发现:(1)土地整治显著降低了水土流失强度,整治后项目区水土流失量降幅达到43.1%;(2)土地平整度、投资强度、田块规则度3个指标对区域水土流失防治作用最为显著,对水土流失量减少的贡献率分别达41.5%、28.1%、13.2%;(3)在水土流失严重地区应加大土地整治投资力度、加强土地平整工程、加强田块细碎化与规则化整治。     

基于关联矩阵的土地利用导向分区研究

研究探讨土地利用开发与生态保护之间的联动耦合关系,建立土地利用开发-保护二维关联矩阵;提出在ArcGIS支持下,基于土地利用开发-保护二维关联矩阵实现土地利用导向分区的方法与技术路线,选择位于北京东部发展带的重要结点河北省廊坊市为实证研究区,开展土地利用导向分区的方法与实证研究,并提出基于土地利用导向分区的廊坊市土地利用策略,以期为区域合理配置土地资源提供理论与方法依据,希望对研究区以至相关区域可持续发展有所帮助.研究主要结论和建议:①实证研究结果表明土地利用开发-保护二维关联矩阵是进行土地利用导向分区行之有效的方法,分区结果能基本反映廊坊市经济社会发展战略实际情况;研究提出的矩阵构建思路以及基于土地利用开发-保护关联矩阵在ArcGIS中实现土地利用导向分区的操作路线和方法具有普适性;②根据土地利用开发-保护二维关联矩阵划分出廓坊市四个土地利用导向区:重点开发利用区、适度开发利用区、适度保护用地区与重点保护用地区;③提出基于土地利用导向分区的廊坊市土地利用策略:重点开发利用区,推荐点-轴开发模式;适度开发利用区,采用集群发展模式;适度保护用地区,实行点状集约利用开发模式;重点保护用地区,采用疏解保护模式.     

城市边缘荒漠化景观整治研究

被列为生态危机之首的土地荒漠化问题,已严重危害到我国城市安全.本文在分析我国荒漠化危害、成因、学科研究现状的基础上,以毛乌素沙漠与榆林市西北交界区域景观规划试验为例,提出景观规划作为整体调控指导,结合水土保持与荒漠化防治、风力发电等多种学科,以可持续的生态方法治理城市边缘荒漠化、保护城市安全的同时,拉近该类型土地与城市、市民的关系,建立集保护城区、优化环境、教育、游赏、科学实验于一体的"沙漠一城市"边缘景观.景观整治运用措施主要有:风电先行,为城市长远建设提供资本;选取当地以及沙漠适生植物,对荒漠化程度不同的土地以及盐碱地进行生态恢复、固沙防风治理.在田林防护系统、田林恢复系统、沙地经济植被区、固沙植被区、盐碱地植被修复区、大漠公园、管理中心、风电厂和风车矩阵构成的防护规划体系中,科学地经营以自然环保观念为主导的地域性生态旅游业,加速当地城市发展良性循环系统的生成.     

林(竹)草不同植被恢复模式下的土壤物理特性

利用建立生态定位观测场,对华西雨屏区洪雅县低山区退耕还林中的桦木+扁穗牛鞭草、苦竹+扁穗牛鞭草、纯扁穗牛鞭草和撑绿杂交竹＋扁穗牛鞭草4种林（竹）草植被类型进行定位观测,研究不同植被恢复类型对土壤物理特性的改良。试验结果表明：林（竹）草不同植被类型植被恢复5年后,土壤0～40 cm土层的砂粒和粗粉粒百分含量均有一定的下降,在一定程度上逆转了原坡耕地土壤继续“粗化”的趋势;4种植被恢复类型土壤0～40 cm土层的物理性粘粒含量与农耕地相比均有一定提高,在一定程度上增强了固持土壤养分的能力,以苦竹＋扁穗牛鞭草改良效果最好;与农耕地相比,4种植被恢复类型土壤0～40 cm土层土壤容重有增有减,以苦竹＋扁穗牛鞭草和撑绿杂交竹＋扁穗牛鞭草植被恢复类型改良效果相对较优;虽然除纯牛鞭草地外其它3种植被恢复类型土壤0～40 cm的总孔隙度与农耕地相比都有一定程度的增加,但土壤总孔隙度都偏小,非毛管孔隙/毛管孔隙值也不合理。可见土壤结构的改良并非退耕后植被恢复短期内就能实现的,还需长时间的植被保护、合理的经营。〖     

贵州喀斯特峰丛区石漠化土地调查与评价——以毕节老街村为例

脆弱喀斯特生态环境在人口压力和不合理经济活动作用下日益恶化,土地石漠化已成为喀斯特地区最严重的生态环境问题之一,直接威胁着当地居民的生存与发展。在对老街村进行实地踏勘和采样的基础上,调用SPSS软件分析,结果显示:地形坡度、表土层厚度、岩石裸露程度是引起该区土地景观分异的主导因素,其方差累积贡献率达81.224%。在此基础上,以地貌面、土壤类型、裸石景观特点为主导标志,并结合灌草分布,以GPS为定位手段,借助GIS平台,完成老街村土地类型单元调查和制图;并利用多因子得分的几何平均数综合评价石漠化土地适宜性,评价结果与实际吻合较好,为土地生态设计和生态修复奠定基础。     

贵州喀斯特峰丛区石漠化土地调查与评价——以毕节老街村为例

脆弱喀斯特生态环境在人口压力和不合理经济活动作用下日益恶化, 土地石漠化已成为喀斯特地区最严重的生态环境问题之一, 直接威胁着当地居民的生存与发展。在对老街村进行实地踏勘和采样的基础上, 调用SPSS软件分析,结果显示:地形坡度、表土层厚度、岩石裸露程度是引起该区土地景观分异的主导因素, 其方差累积贡献率达81.224%。在此基础上, 以地貌面、土壤类型、裸石景观特点为主导标志，并结合灌草分布, 以GPS为定位手段, 借助GIS平台, 完成老街村土地类型单元调查和制图; 并利用多因子得分的几何平均数综合评价石漠化土地适宜性, 评价结果与实际吻合较好, 为土地生态设计和生态修复奠定基础。     

基于MODIS NDVI汉江中游植被时空变化及其地貌分异分析

基于2001~2015年的时间序列MODIS NDVI数据,通过逐像元线性趋势回归和回归系数计算,分析汉江中游地区植被年均NDVI变化的时空规律;通过植被时空变化的地貌分异分析,评估人类活动的影响及其空间差异。研究结果表明:汉江中游地区近15 a来,植被年均NDVI值呈现明显的波动增长趋势;植被时空变化表现出一定的地貌分异规律,平原、河漫滩、台地植被年均NDVI呈现明显的增长趋势,而丘陵、低山和中山植被年均NDVI增长趋势不明显。不同地貌类型区年均NDVI值变化受人类活动影响程度的强弱依次为:平原、台地、河漫滩、丘陵、低山、中山。人类活动是汉江中游平原区年均NDVI稳定增长的主要原因。     

淮河流域脆弱生态区生态系统特征及区划

脆弱生态区是指稳定性差、对外界干扰比较敏感,在遇到不利干扰时容易向生态退化方向发展的生态环境区域。研究以淮河流域为案例,通过生态敏感性评价,分析了流域脆弱生态区生态系统的特征。分析结果表明,山地、丘陵生态系统对土壤侵蚀、酸雨比较敏感,盐渍化和沙漠化敏感区则主要分布在平原地区。综合生态敏感性以中度及以上敏感为主,几乎没有不敏感区。极敏感区主要分布在桐柏山、大别山和苏东沿海,高度敏感区分布在沂蒙山区、江淮丘陵和桐柏山,分别占流域面积的15.0%、9.0%。在生态敏感性评价的基础上,根据区划的原则和主要生态环境问题,采用自上而下的分区方法和GIS技术,提出了淮河流域脆弱生态区3级区划方案。方案将整个流域划分为3个脆弱生态区1、3个脆弱生态亚区和43个脆弱生态地区,一级分区即伏牛山-淮阳山水土流失酸雨脆弱生态区、黄淮平原盐渍化沙漠化脆弱生态区和山东丘陵水土流失脆弱生态区。脆弱生态分区为确定淮河流域脆弱生态区退化生态系统整治恢复的重点和措施提供了重要依据。     

基于流域尺度的土地整治工程分区研究

为解决长河流域土地整治工作中存在的问题,为《小流域土地整治工程技术导则》的编制提供参考,本文采用空间分析法,以图斑为基本划分单元,按评价指标体系进行空间聚类分析,参照地形地貌分区和土壤类型分区结果,对长河流域土地整治工程类型区进行划分。结果表明:长河流域土地整治工程类型区可划分为4个一级工程类型区和10个二级工程模式。     

丹江口库区及上游生态系统土壤保持效益价值评估

以RUSLE为模型的基本框架,以GIS、RS软件为技术平台,利用GIS强大的空间数据组织分析运算能力,将项目规划区各土壤侵蚀影响因子的遥感数据与非遥感数据网格化,通过网格数据的空间分析和模型运算,实现生态系统土壤保持量的区域性宏观定位定量评价。估算结果表明:研究区土壤保持总量林地最高,草地次之,水域等其它类型土壤保持量都非常少,这与植被覆盖度和植被净第一性生产力的分布是一致的,说明高植被覆盖类型分布区的植被能有效防止和控制土壤流失。1987、2000和2008年不同土地利用/覆被类型土壤保持价值分别为355.21亿元3、41.37亿元和367.41亿元。其中林地和灌木林地生态系统的土壤保持价值占到近60%,草地生态系统占到近30%,林、灌、草共占到服务总价值的近90%,林、灌、草在土壤保持生态系统服务中具有决定性的作用。     

横断山区干热河谷气候及其对植被恢复的影响

干热河谷是我国西南横断山区一种特有的生态系统类型。由于气候条件和高山峡谷地形的影响以及人为干扰,植被及土壤严重退化,水热平衡失调,环境干热,植被恢复和生态治理难度极大。通过对多年来干热河谷区域植被恢复经验的总结,认为干热河谷属于我国北热带气候下的一种干热类型,具有季节性干旱的本质气候特征。在植被恢复的适宜树种选择方面,除选择乡土树种外,树种引种的相似区域应该是季节性干旱明显的热带地区。同时,该地区植被恢复应以稀树灌草为主体,通过人工促进植被恢复,充分利用雨季丰富的天然降水资源,可以在干热河谷的局部地区恢复以乔木为主的森林植被,在一定区域恢复相当面积的稀树灌木草丛植被。〖     

川中丘陵县域土壤pH空间变异及影响因素分析——以四川仁寿县为例

利用2012年在仁寿县采集的555个表层土样(0~20cm),应用地统计学方法分析了该县域尺度表层土壤pH值的空间变异特征;并采用方差分析和回归分析量化主要影响因素对土壤pH值空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤pH值在4.02~8.14之间,平均为6.80,总体上以中性和碱性土壤为主;变异系数为14.48%,属中等程度的空间变异性。地统计分析表明,研究区土壤pH值变异函数的最佳理论模型为球状模型,具有中等程度的空间自相关性,且空间自相关范围较大。方差分析和回归分析表明,土壤类型、成土母质和土地利用方式是显著影响土壤pH值的主要因素。其中,成土母质和土地利用方式分别能独立解释76.2%和4.8%的土壤pH值空间变异。土壤类型的解释能力与分类级别有关,土类、亚类和土属可分别独立解释41.3%、57.3%和83.7%的土壤pH值空间变异,因而能反映成土过程和母质特性的土属是研究区土壤pH值空间变异的主控因素。研究结果可为川中丘陵县域尺度土壤pH空间变异分析及区域生态环境管理与建设提供有益参考。     

气候变化对长江源地区高寒草甸生态系统的影响

近十几年来,长江源区气候暖干化趋势明显,冰川退缩、湖泊萎缩、草场退化、土地沙漠化、水土流失等环境问题日益严重。高寒草甸是长江源地区主要的植被类型之一,在全球变化影响下,以耐低温寒冷的嵩草属（Kobresia）植物为建群种的高寒草甸将面临更严重的生态胁迫。以长江源地区高寒草甸生态系统为研究对象,采用国际通用的生物地球化学模型模拟高寒草甸生物量、生产力和土壤有机质等的动态变化,并综合考虑人类活动对生态系统生产力和营养元素生物地球化学循环的影响,探讨了全球气候变化对高寒草甸生态系统可能造成的影响。     

基于ISODATA法的三峡库区生态区划

在可持续发展思想的指导下,以生态学理论为基本依据,探讨了生态区划的原则、指标和方法。采用ISODATA法结合SPSS100中的层次聚类分析软件包,选择生态环境指标、社会发展指标和经济发展指标等20个定性、定量指标,利用数量化评分标准将三峡库区划分为4个生态类型区,并对各生态类型区的主要特征进行分析,应用ArcGIS绘制出三峡库区生态区划图,结果表明第I区生态类型较好。研究指出三峡地区生活在生态安全质量较高的人口约有28万多人,只占库区总人口的17%;此外通过对各区生态经济特征的综合评价结果,可以看出各区主要以山地、丘陵地为主,而且水土流失面积占60%左右,三峡库区生态安全形势十分严峻。旨在为生态分区评价以及三峡库区生态安全建设提供参考,提出加强山地丘陵的综合治理、控制水土流失及降低污染是优化三峡库区生态状况的关键。     

基于决策树—山体阴影模型的植被信息提取研究

植被是土地覆被分类的重要内容,植被分类对研究流域生态具有重要参考价值。鄂西犟河流域是南水北调中线工程的重要水源地,该区以中低山和丘陵为主,地形起伏剧烈,导致遥感影像存在大量阴影,制约了植被分类的精度。基于LandSAT OLI影像,使用ArcGIS的Hillshade模块,输入DEM数据和传感器具体参数,计算得到影像成像时刻阴影的准确分布;统计野外采集地物样本点在MNDWI、NDVI和RVI等指数上的差异;结合决策树分类法,分别设定阴影和非阴影下6类样本的阈值进行分类。结果表明:(1)该方法总分类精度能够达到92.93%,Kappa系数为0.912;(2)阴影和非阴影区植被具备明显的同物异谱和异物同谱特征,表现为阳面的植被指数整体高于阴面;3类林地的RVI值由高往低依次为:灌木,混交林和针叶林。(3)传统经验模型在不同纬度的适用性不同,无法精确提取阴影的范围,降低了分类精度;决策树—山体阴影模型作为一种智能分类方法,能够还原Landsat OLI影像准确的阴影分布,提高山地和丘陵等阴影面积大、形状复杂区域的植被分类精度。     

城市土地生态适宜性分区划分研究

在新型城镇化与生态文明建设背景下,城市发展迫切需要合理布局以实现城市土地的节约集约利用,降低城市化过程中因建设用地肆意蔓延所导致的土地资源浪费与生态环境破坏影响。以常州市武进区为例,采用地形地貌、生态环境、交通设施、建设密度4类因子建立景观过程阻力赋值体系,结合GIS空间分析技术,以垂直生态过程的多因素多因子综合判别得到的生态保护用地扩张和城镇用地扩张阻力基面为基础,再以描述水平生态过程的最小累积阻力模型计算两种扩张过程的最小累积阻力值,并依据二者的最小累积阻力差值表面,从空间上将武进区划分为4个等级的城市土地生态适宜性分区,分别为优先建设区118.39 km²、适宜建设区233.60 km²、生态缓冲区777.91 km²、生态控制区115.90 km²,明确指出了各分区的空间布局,提出了相应的发展建议,以期为武进区未来城市发展提供科学合理的空间布局参考。同时考虑了垂直生态过程和水平生态过程,一定程度上弥补了传统方法只从景观单元垂直过程研究的不足之处,为生态适宜性分区划分的方法研究提供了有益的尝试和补充。     

江西省土地利用生态风险评价

研究目的在于通过对江西省2000-2013年土地利用生态风险进行评价,绘制江西省生态风险分布格局,提出针对江西省不同风险区域的发展意见或建议,为江西省生态保护工作提供科学依据。所采用的研究方法为层次分析法和综合指数法。研究结果表明:12000-2013年间,江西省土地利用结构以林地为主,其次为耕地;工交建设用地在各分区均呈增长趋势,以鄱阳湖平原区和赣南区增长最为显著;22000-2013年间,江西省的土地利用生态风险处于较低风险等级,但呈上升趋势;2013年较2010年高风险等级分布面积在缩小,低与较低等级面积则在增加,风险等级面积分布趋于合理,江西省土地利用生态风险有所缓和。3鄱阳湖平原区的生态风险等级最高,生态风险最大,其次为赣中区;赣南、赣东和赣西区生态风险较小,但生态风险呈增长趋势;4高风险等级面积集中增加在城市及其周边地区,城市生态风险增加,江西省生态保护工作应将关注点转移到到城市生态安全上。     

川中丘陵区植被遥感动态监测及其驱动力分析

川中丘陵区是长江上游重要的生态屏障,也是国家退耕还林还草和天然林资源保护工程重点实施区。近年来,由于气候变化与人类活动的影响,该区植被覆盖及生态发生了较大变化。利用该地区2000～2015年MODIS NDVI数据、气象和土地利用数据以及研究区统计数据,采用最大值合成法(MVC)、趋势分析法和相关系数法,分析了川中丘陵区经国家生态工程建设后的植被动态变化特征,并探讨了气候变化和人类活动对植被覆盖的影响。研究结果表明:近15年,川中丘陵区植被呈增加的趋势,增速为5. 84/10 a(P0. 01);31. 58%的区域植被NDVI显著增加,主要分布在嘉陵江中游和岷江中下游,2. 90%的区域植被NDVI显著减少,主要分布在城市中心及周边;研究区植被对降水的敏感性较气温更强,22. 08%的区域面积NDVI与降水是呈显著相关的,仅7. 69%区域面积NDVI与气温是显著的;森林、灌木和草地的NDVI增加明显,各自增加比例超过60%,而建设用地和湿地是NDVI减少最明显的土地利用类型;退耕还林还草和天然林资源保护工程的建设,对川中丘陵区植被覆盖的增长起到了积极作用。     

南方丘陵山地带土壤保持功能及其经济价值时空变化特征

土壤保持是生态系统提供的重要调节服务之一,在区域侵蚀控制以及生态安全的维持方面具有不可替代的作用。以全国主体生态功能区划中"两屏三带"的南方丘陵山地带为研究对象,在遥感和地理信息系统的支持下,以2000、2005和2010年3期生态系统类型数据为主要数据源,运用通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE)分析了南方丘陵山地带生态系统土壤保持功能,并对其经济价值进行动态核算。结果表明:10 a间,南方丘陵山地带土壤保持总量呈上升趋势,土壤保持总量上升了76.79×10⁷ t,森林、灌丛和农田生态系统是研究区土壤保持功能的主要贡献者,总贡献率3个年份分别为82.29%、82.59%和80.58%,不同生态系统土壤保持总量排序为森林> 灌丛> 农田> 草地> 湿地> 人工表面> 稀疏地,土壤保持能力排序为湿地> 草地> 灌丛> 森林> 农田> 人工表面> 稀疏地;10 a间,研究区土壤保持功能总经济价值增加了270.34×10⁸元,总经济价值中以保持土壤肥力价值为主;土壤保持功能经济价值的变化以轻微增加为主,其呈现增加的区域面积和价值增幅大于经济价值减少的区域面积和价值减幅。在对该区域生态系统进行保护的基础上,因地制宜地合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀、保持土壤养分可以起到良好效果。