基于GIS和RUSLE模型的万州区土壤保持服务功能空间分布特征

土壤保持服务是重要的生态系统服务之一,代表生态系统对土壤侵蚀所起到的削减和改善作用。以万州为研究区,基于GIS平台和修正通用土壤流失方程(RUSLE),运用降雨、DEM等数据建模,探讨万州区土壤保持服务功能的空间分布特征并分析其影响因素。结果显示:(1)万州区土壤保持总量为1 435.84×10~5t/a,单位面积年均土壤保持量为417.91 t/(hm~2·a),具有较高的土壤保持服务功能重要性;(2)土壤保持服务空间分布受地形和人类活动等的显著影响,东南部山地区域较高,而铁峰山与方斗山之间的长江河谷较低,其空间分布特征与土壤侵蚀的分布状况大致相反;(3)坡度角度,15°~25°坡度区产沙量最大占全区的41.56%,8°~15°区域次之,这两个坡度区人地矛盾最为集中;土地利用类型中,旱地侵蚀最为强烈,而林地侵蚀微弱并表现出很高的土壤保持服务功能。研究结果对万州乃至整个三峡库区的水土保持工作有借鉴意义。     

元谋干热河谷近30年植被变化遥感监测

针对元谋干热河谷植被变化问题，选择多种遥感数据提取NDVI，基于DEM生成地形因子，应用GIS叠加分析其变化特征。结果表明：近30 a来，元谋干热河谷植被变化经历先剧烈退化后缓慢恢复过程；而且恢复期内，中山区、中高山区、平坡和无坡向恢复效果显著且持续稳定，平坝区、缓坡、斜坡、半阴坡和阴坡强烈的恢复过程伴随有强烈的退化过程，低山丘陵区、中低山区、陡坡、险坡、阳坡和半阳坡均又出现退化趋势，中高山区、险坡和阴坡对植被破坏与恢复重建响应最迅速；植被恢复的空间差异和可持续性差异显著。
     

汉江流域生态系统服务权衡与协同关系演变

汉江流域是我国南水北调工程的水源地,也是国家重要的生态功能区,定量分析其生态系统服务关系对协调区域发展与保护环境有重要意义。综合利用RS与GIS技术对该区域2000～2015年的土壤保持、碳储量与食物供给服务进行空间制图,并基于空间采样法对3种生态系统服务间的权衡与协同关系进行研究。结果表明:(1)在2000～2015年,汉江流域土壤保持量在波动中下降,高值区位于汉江上游林地、草地交叉分布区域,低值区位于汉江中下游林地、耕地等单一聚集地类区;碳储量年际变化较小,其高低值分布与土壤保持量基本相同;食物供给量增长迅速,高值区位于中下游的平原区,低值区位于上游的山地和盆地区。(2)在权衡与协同分析中,碳储量与食物供给、土壤保持与食物供给之间以权衡关系为主,而碳储量与土壤保持以协同关系为主,各生态系统间权衡与协同关系存在空间异质性。(3)空间热点制图显示,2000～2015年0类服务热点区占比减少,主要地类为草地;1类服务热点区占比最大且呈增加趋势,主要地类为耕地,生态服务类型以食物供给为主;2类服务热点区有所减少,多分布在上游林地区域,服务类型为碳储存和土壤保持;3类服务热点区占比很少。该研究结果对揭示生态系统服务之间的区域差异有重要作用。     

南水北调中线水源区（南阳市）生态环境敏感性与生态功能重要性研究

河南省南阳市既是南水北调中线工程重要的水源地，也是工程渠首所在地，其生态地位非常重要。在分析影响区域生态环境敏感性和生态系统功能重要性的主要指标基础上，采用定性分析和定量评价方法相结合，进行了水源区生态环境敏感性和生态功能重要性研究。结果表明：研究区属土壤侵蚀中度敏感区；区域的南部丹江口水库库体周围和丹江支流水体周围是重要的水源涵养区，北部山区是重要的生物多样性保护区，库区周围的低山丘陵区是重要的土壤保持区。提出了在生物多样性功能区，禁止滥砍滥伐林木和人为捕猎野生动物；在丹江口水库水源涵养区，要栽植水源涵养林，发展生态农业，控制工业、生活和面源污染；在丹江口库区及周围的浅山丘陵区（土壤保持区），要控制区内植被破坏，退耕还林、还草。     

基于GIS的桐庐县农村居民点空间格局研究

以浙江省桐庐县为研究区,以DEM和1996、2004年桐庐县土地利用现状图为数据源,利用GIS空间分析方法,研究了1996~2004年桐庐县农村居民点空间格局及其变化特征。研究表明：①桐庐县农村居民点主要分布在河谷平原地区,且高山区的农村居民点呈现向河谷平原集中的趋势。②桐庐县农村居民点呈现出两条比较明显的分布带：一条是江南镇-桐庐镇-富春江镇,另一条是横村镇-莪山畲族乡-钟山乡。③桐庐县农村居民点空间分布模式主要有3种：团状分布、带状分布、分散分布。在比较开阔的河谷平原地区农村居民点主要以团聚状分布;在比较狭窄的河谷地区,农村居民点主要以带状分布;而分散分布的农村居民点主要出现在海拔较高的山区。④地形等自然环境条件决定了桐庐县农村居民点的总体空间格局,但城镇发展、交通条件、政策引导对桐庐县农村居民点空间格局变化有着重要的影响。     

基于GIS和USLE的小流域土壤侵蚀定量评价

通过气象数据分析、实地调查、野外采样及室内分析、DEM计算、遥感解译等,建立了南水北调中线水源地丹江口水库区典型小流域地理数据库,确定了计算USLE因子指标的方法。在ArcGIS支持下,模拟了小流域土壤侵蚀强度的空间分布。将模拟结果分为微度、低度、中度、强度、剧烈侵蚀5级,建立土壤侵蚀与土地利用/土地覆盖类型及坡度之间的关系。结果表明：研究区年均土壤侵蚀量2414 t/hm2,远超该地区容许土壤流失量5 t/（hm2·a）。96%的侵蚀区及95%的土壤侵蚀总量位于<25°区域。就土地利用/土地覆盖类型而言,陡坡耕作区是主要的土壤流失区。研究结果为水源区的土壤侵蚀治理提供参考意见,同时为USLE在无土壤类型图地区的应用提供一种方法借鉴     

低山丘陵区水土保持治理与生态环境效应

分析了低山丘陵区水土流失等级分布，水土流失的形成原因及危害，指出低山丘陵区水土流失综合治理要以小流域综合治理为主，阐明小流域水土流失的规律性，以及根据小流域3个地貌单元类型按“三条带”模式进行综合治理：山顶林草防治、山腰经济林带整治、山脚坡改梯治理的技术措施，着重论述综合治理的生态环境效应：明显地保水保土保肥，在降雨量相同的情况下等高种植、坡改梯、封山育林雨强明显小于坡耕地，起始产流时间延迟，径流量减少近2/3，土壤侵蚀量明显比坡耕地少得多。土壤侵蚀携带养分，坡耕地损失量最大，等高种植全氮、全磷的损失量最小；坡改梯有机质、有效氮、速效钾流失量较少，说明坡改梯的保肥效果优于等高种植。林草植被对改善生态系统的环境效应和提高生物多样性功能，为低山丘陵区生态环境恢复和农业可持发展奠定基础。     

南水北调中线工程水源地的土壤可蚀性特征

选定南水北调中线工程水源地丹江口水库区这一国家水土流失重点治理区域为研究地点,对该地的土壤可蚀性特征进行了研究。在研究区不同土地覆盖类型里采取表层(20 cm)土壤样品,室内分析样品土壤的质地和有机质含量,利用EPIC模型及实验室分析的土壤质地和有机质数据计算样品土壤可蚀性K值。在ARCGIS里,利用Ordinary Kriging插值方法生成研究区K值分布图。然后按一定标准将K值进行分级,得出不同K等级值的空间分布及面积。结果表明：研究区K的均值为0034 8（ t·hm2·h）/（hm2·MJ·mm）,主要为中可蚀性土壤(面积占91.71%)。东部(主要是耕地)土壤K值高于西部(主要是林地),是侵蚀治理的重点地区。研究结果可为库区水土流失定量遥感监测提供基础资料,对库区的土壤侵蚀治理有一定的参考作用     

长江流域国家级保护地空间分布特征及其国家公园廊道空间策略研究

长江流域国家级保护地数量庞大、保护类型多样,为了实现对长江流域自然资源的整体保护和管理的目的,从全域尺度分析其空间分布特征是梳理长江国家公园廊道构建的重要基础。通过数理统计与ArcGIS空间分析,结合中国自然地理表征和人文地理表征,对长江流域现有8类共计996处国家级保护地空间的分布特征进行了研究,结果表明：（1）长江流域国家级保护地总体呈集聚分布,并形成三江源区域、三江并流区域、川西高山高原区域、秦岭中段区域、渝西盆地区域、环洞庭湖区域、环鄱阳湖区域、黄山区域、环太湖区域9个集聚区;（2）长江流域国家级保护地主要集中在中切割高山区和中下游低山丘陵平原区,覆盖了河网密布、水资源丰富、植物种类繁多、土壤肥沃、可达性较高、人口密度适中及经济发展水平较高的东部和中部区域。基于其国家保护地空间分布特征,提出构建“长江源头—入海口”重要保护节点、“洞庭湖—鄱阳湖—巢湖—太湖”重要保护片区、“武当山—华釜山—大凉山、巫山—武陵山—药山”重要保护带的“三重要”模式与“国家公园先行区—国家级保护地聚集区—自然、社会、经济优势区—原生动植物本底”的“四层次”体系相结合的长江国家公园廊道空间策略     

基于遥感的济南市南部山区土壤侵蚀精细化评价

以济南市南部山区为研究区,基于面向对象的分类技术,采用决策树分析方法,通过自动与人工相结合的方式,得到用地类型的精细化分类图斑。采用通用土壤流失方程USLE,通过分别计算降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度-坡长因子、植被覆盖与管理因子、水土保持措施因子,得到济南市南部山区土壤侵蚀量。南部山区土壤侵蚀强度为微度、轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈的比例分别为49.1%、30.2%、8.6%、4.4%、3.7%、4.1%。极强烈、剧烈侵蚀区主要分布在历城区仲宫镇和长清区张夏镇的交界处。     

长江流域土壤保持能力时空特征

利用MODIS-NDVI数据、地面气象站数据等,采用通用土壤流失方程计算了长江流域2000~2010年土壤保持量,并基于GIS平台与GeoDa软件,辅以Morans I指数以及一元线性回归系数等方法分析了长江流域土壤保持能力的时空分布特征。结果表明:(1)长江源区以及中下游沿岸至长江入海口地区的土壤保持量最低(≤560t/hm2),土壤保持量高值区(≥2 400t/hm2)主要分布于上游四川盆地周围以及中下游长江以南地区;(2)长江流域土壤保持量在市域单元上存在明显的空间聚集现象,"低—低"聚集区分布在长江源区、武汉西部以及流域入海口,"高—高"聚集区主体分布在流域上游与江西南部;(3)土壤保持量年际变化呈增加趋势的区域占62%,其中呈快速增加趋势(b5)的地区分布在陕西南部、湖南西北部、江西东部以及四川东部,呈减少趋势的区域占38%,主要分布于流域上游以及中下游长江以南部分地区。     

陇南土石山区水土资源的保护与农业综合开发

陇南地区水土流失面积占土地总面积的５６．８６％，制约了当地农村经济的发展，该区以小流域为单元，进行水土保持综合治理，建设高产，优质，高效农业生态经济系统，获得了较好的经济，生态和社会效益。通过重点防治，土地利用趋于合理，各业得到的均衡发展，开创了这一地区水土资源保护与农业综合开发的新局面。     

汉江中下游流域土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析

土壤侵蚀高风险期和优先控制区分别指土壤侵蚀发生的主要时段和区域。基于月尺度土壤侵蚀高风险期及优先控制区识别,对水土资源保护具有实践意义。基于USLE模型,定量分析汉江中下游流域不同月份土壤侵蚀时空分布特征,采用土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析方法,先基于侵蚀量-时间曲线定量识别流域土壤侵蚀的高风险期,再基于侵蚀量-面积曲线识别高风险期内的优先控制区。结果表明,汉江中下游流域2010年土壤侵蚀具有集中分布特点,严重侵蚀区域主要集中在流域西北和东南地区,占流域面积的11.70%;轻度及以下侵蚀区域主要集中在流域东部和南部坡度较低的区域,占流域面积的88.30%。流域土壤侵蚀的高风险期为4月和7月,侵蚀量占全年的69.12%,其中,7月土壤侵蚀量最高,占全年的41.83%,4月土壤侵蚀量占全年的27.29%。汉江中下游流域高风险期内优先控制区占流域面积的12.22%,其侵蚀量达82.01%,优先控制区主要分布在流域北部、西部及东南部分县市。通过优先控制高风险期内的优先控制区域可以大大提高土壤侵蚀的控制效率。     

基于InVEST模型的太行山淇河流域土壤侵蚀特征研究

基于土地利用数据、数字高程模型数据(DEM)、土壤类型数据、降雨数据、植被覆盖指数(NDVI),结合地理信息系统(GIS)和遥感,计算降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)、植被覆盖因子(C)、水土保护措施因子(P),借助InVEST模型对淇河流域2015年山地生态系统的土壤侵蚀进行研究。结果表明:(1)淇河流域微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积分别为932. 80、617. 13、282. 46、159. 58、141. 64和93. 84 km~2;土壤侵蚀总量为7 225 839. 54 t,平均土壤侵蚀模数为32. 45 t/(hm~2·a);(2)在各土地利用类型中,土壤侵蚀主要发生在林地、草地和耕地。草地和林地多分布在地形起伏度较大的高海拔区,潜在的土壤侵蚀量较大,土壤侵蚀强度也较大。虽然未利用地占流域总面积很小,但侵蚀模数最大;(3)淇河流域土壤侵蚀与坡度、海拔和地形起伏度等地形因子具有密切关系,土壤侵蚀模数随着海拔的升高先增大后降低,海拔在1 200 m处达到峰值,土壤侵蚀模数随着坡度和地形起伏度的增加而不断增大。坡度和起伏度越大,坡面土壤的不稳定性愈大,在外力作用下发生下移的可能性就愈大。海拔600～1 200 m、坡度大于15°、地形起伏度70～500 m的区域土壤侵蚀状况严重,是土壤侵蚀防治的重点区。土壤侵蚀是山地生态脆弱性响应的重要指标,山地流域的土壤侵蚀研究对评估区域生态环境质量有重要意义。     

基于GIS的高原湖泊流域生态安全格局构建及优化研究——以星云湖流域为例

以星云湖流域自然人文环境特征、主要生态环境问题为出发点,结合景观生态学原理方法、熵值法和GIS空间分析技术,实现星云湖流域生态安全的空间分异格局及优化。选取海拔高程、坡度、土壤侵蚀强度、地质灾害易发性、土地覆被(利用方式和植被覆盖度)、人口密度、距自然保护区距离、距离建设用地和距水源距离等因素为阻力因子叠加生成综合阻力要素,根据GIS空间成本距离分析原理,引用最小累积阻力模型识别构建流域生态廊道和生态节点,进一步规划优化流域生态功能网络的结构和功能。研究表明:(1)从各安全等级面积比例和平均生态安全指数角度,星云湖流域中度安全占流域总面积的45.81%,高度安全为25.24%,较低安全为21.05%,不安全占7.9%,平均生态安全指数为2.95,流域生态安全总体处于中度安全,生态系统健康一般,但部分地区生态安全性较低,主要分布在南部、东部和北部地区,应重视这些区域的生态保护和建设;同时,坡度、水土流失因子和水资源(自然环境要素)、土地利用格局和距离建设用地(人类活动干扰要素)等因素是流域生态安全格局形成的主要因子;(2)识别规划了中枢生态源、核心型生态源斑块、一般生态源、多种级别的生态廊道和生态节点或战略点等构成的具有结构性和层次性的流域生态安全网络格局,对不同层次和结构的生态源、生态廊道和生态节点或战略点进行针对性建设保护,将有效提升流域生态系统的功能价值性和系统的完整性,进而加强流域生态稳定安全。     

金华市高山与平原无公害蔬菜生产的环境质量比较

对金华市高山、低山和平原无公害蔬菜基地的水、大气和土壤等环境质量的系统监测及对蔬菜生产现状的调查分析结果表明：三地环境优良，均适宜发展无公害蔬菜生产、高山区气候独特，昼夜温差大，蔬菜产量高，品质好，是发展经济途径之一，但山地环境脆弱，应加强环境保护。     

基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价

为了解秦岭山地土壤侵蚀及土壤保持生态服务功能的空间分布特征,采用InVEST 土壤保持模型,从研究区、流域、县域3个尺度,对其潜在与实际土壤侵蚀量进行计算,在此基础上进一步应用该模型量化研究区土壤保持生态服务价值,得到土壤保持服务价值空间分布图。研究结果表明：（1）2012年秦岭山地潜在与实际土壤侵蚀量分别为4588×108 t、152×108 t,五大流域和各县区以轻度侵蚀和中度侵蚀为主,较为严重的地区为汉江流域南部紫阳县6323 t/(hm2[DK]·a)[JP2]和岚皋县5869 t/(hm2[DK]·a),属强烈侵蚀。（2）全区土壤保持总量4337×108 t,[JP]其中泥沙持留量143×108 t,单位面积土壤保持量为71979 t/(hm2[DK]·a);减少泥沙疏浚工程和水质治理花费的土壤保持服务价值共计4184亿元。各县区土壤保持服务价值量在001亿元至475亿元不等,价值量在096~191亿元之间的县区占全区的4413%,其次为191~285亿元（2522%）。（3）对于秦岭山地土壤侵蚀的防治及其生态效益的建设,保证林地面积的绝对优势是首要条件;对于大于25°的坡耕地,应继续推行还林还草政策