基于土地利用变化模型的退耕还林还草决策分析——以通辽地区为例

通过综合考虑影响退耕还林还草的自然和社会因素,结合土地利用规划和遥感影像解译结果,论文以通辽地区为例,介绍了利用土地利用变化模型确定退耕还林还草区域的方法和过程。根据对2010年模型模拟结果和2000年通辽地区土地利用现状的对比分析,结果发现2000～2010年该地区进行退耕还林还草的合适区域应该主要位于研究地区的中部、南部,以及北中部。研究地区中部属于科尔沁沙地的腹地,土地沙漠化最为严重,同时城镇和农村居民点分布较密,退耕还林还草是政府用于减缓风沙对城镇和农村居民点危害程度的重要生态措施;而南部和北中部属于丘陵和山区,由于过度开垦,水土流失较为严重,是实施退耕还林还草的重点区域。此外,与退耕还林区相比,退耕还草区距城镇、农村居民点以及道路相对较远,具有可达性较差、地理位置较为偏僻的特点。论文得出的结果可为今后通辽地区退耕还林还草工程的实施提供科学依据,同时,该文提出的确定退耕还林还草区域的方法对其它地区具有一定的借鉴意义。     

退耕还林还草工程对生态系统碳储存服务的影响——以黄土高原丘陵沟壑区子长县为例

陆地生态系统碳储量是表征生态系统碳储存服务的重要指标,与土地利用变化之间存在着密切的关系。退耕还林还草工程使区域土地利用格局发生巨大变化,并对生态系统碳储存服务造成了较大的影响。为了能简单快速的评估退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储存服务所带来的影响,以位于黄土高原丘陵沟壑区的子长县为例,运用InVEST模型评估了退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储量的影响,进一步耦合InVEST模型和FLUS模型,并设置四种不同的退耕还林还草实施情景,预测子长县2037年陆地生态系统碳储量变化和碳汇产生的经济价值。研究发现:(1)子长县退耕还林还草工程实施效果显著,17年间共有31627.98 hm²耕地退耕为林地和草地,境内的林草覆盖率由2000年的53.26%增长至2017年的64.20%;(2)退耕还林还草工程的实施显著提升了子长县陆地生态系统碳储存服务,碳储量由2000年的39.19×10⁶t增长至2017年42.34×10⁶t,增加量集中在工程实施主要阶段(2000—2008年);(3)未来子长县若继续实施退耕还林还草工程,其...     

退耕还林还草工程对陕北地区生态系统服务的影响

以陕北地区为研究区域,量化评估生态系统固碳、产水、土壤保持和食物供给服务,判断退耕还林还草工程的实施区域和类型,从时空格局、热点分布和权衡与协同关系等方向综合分析退耕还林还草工程对陕北地区生态系统服务的影响. 结果表明：①2000~2020年陕北地区生态系统碳储量、产水量、土壤保持量和食物产量分别增加0.19亿t（2.63%）、11.56亿m³（51.35%）、3.44亿t（26.31%）和509.70万t（60.48%）,退耕还林还草工程累计实施4 538.25 km²,退耕还林区、退耕还草区和未利用地造林种草区分别占22.71%、73.46%和3.83%. ②工程实施区内固碳和土壤保持服务的增幅较大,产水服务的增幅较小,食物供给服务呈下降趋势,不同类型工程实施区生态系统服务的变化情况存在明显的差异. ③陕北地区多数生态系统服务间呈现权衡关系,2000~2020年间权衡关系逐渐减弱,工程实施区内的权衡关系相对更弱. ④陕北地区能够同时提供多种生态系统服务的区域明显增加,退耕还林对增加多重热点区的促进效果明显,未利用地造林种草对消除0类热点区具有积极的作用. ⑤未来,陕北地区应着力提升食物供给的可持续性并破除水资源短缺的瓶颈,可以结合生态系统服务的实际情况分类施策,通过未利用地造林种草减少生态系统服务匮乏的区域,通过间作套作和立体农业等方式促进多项生态系统服务的协同发展.     

退耕还林还草工程对生态系统碳储存服务的影响——以黄土高原丘陵沟壑区子长县为例

陆地生态系统碳储量是表征生态系统碳储存服务的重要指标,与土地利用变化之间存在着密切的关系。退耕还林还草工程使区域土地利用格局发生巨大变化,并对生态系统碳储存服务造成了较大的影响。为了能简单快速的评估退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储存服务所带来的影响,以位于黄土高原丘陵沟壑区的子长县为例,运用InVEST模型评估了退耕还林还草工程对陆地生态系统碳储量的影响,进一步耦合InVEST模型和FLUS模型,并设置四种不同的退耕还林还草实施情景,预测子长县2037年陆地生态系统碳储量变化和碳汇产生的经济价值。研究发现：（1）子长县退耕还林还草工程实施效果显著,17年间共有31627.98 hm²耕地退耕为林地和草地,境内的林草覆盖率由2000年的53.26%增长至2017年的64.20%;（2）退耕还林还草工程的实施显著提升了子长县陆地生态系统碳储存服务,碳储量由2000年的39.19×10⁶ t增长至2017年42.34×10⁶ t,增加量集中在工程实施主要阶段（2000—2008年）;（3）未来子长县若继续实施退耕还林还草工程,其生态系统碳储存服务会得到进一步提升,且会获得一定的碳汇经济价值。预计到2037年子长县在退耕还林还草工程实施A、B、C、D四种情景下的陆地生态系统碳储量将分别达到：43.78×10⁶ t、44.10×10⁶ t、44.32×10⁶ t和44.54×10⁶ t,并将由此获得碳汇经济价值净收益分别为1627.88万美元、1979.89万美元、2231.39万美元和2471.67万美元。耦合InVEST-FLUS模型,不但能利用InVEST模型简单快速的对陆地生态系统碳储量进行评估,而且还能基于FLUS模型对未来土地利用变化情景下的陆地生态系统碳储量和碳汇经济价值做出测算。     

基于ARCGIS的四川省分级退耕还林还草空间决策分析

首先,利用遥感和GIS技术建立土地利用、土壤侵蚀、数字高程模型、坡度、生态环境质量等级、植被指数、降雨、温度、植被分区、土壤类型和行政区、水体缓冲区、聚落缓冲区等栅格GIS数据库。其次,将旱地数据分别与坡度、土壤侵蚀、植被指数、生态环境质量等级、水体缓冲区和聚落缓冲区等栅格指标数据进行叠加分析。再次,利用各指标构建了基于ARCGIS的一、二级退耕决策模型及其空间复合模型,并得到一、二级退耕面积分别为724 495hm²和333 085hm²。然后,利用温度和降雨指标数据构建了基于ARCGIS的还林还草决策模型,并得到一、二级还林的面积分别为702 362hm²和331 357hm²,还草的面积分别为22 133hm²和1 728hm²。最后,将其分别与行政区、植被分区和土壤类型数据进行空间叠加统计分析,得到各行政区的退耕还林还草情况,以及每一个退耕栅格单元所处的植被分区和土壤类型情况。研究表明,该方法可以节约大量的人力、物力和财力。其研究结果对退耕还林还草工程的规划、实施和管理等具有较大的应用价值。     

退耕还林工程驱动下的土地利用变化合理性研究——以云南芒市为例

以滇西南中低山盆谷区的芒市为例,在探讨土地利用变化合理度的概念和内涵并构建土地利用变化合理度的评价指标、测算方法和分级标准体系基础上,定量地分析评价了芒市近8 a来退耕还林工程驱动下各个地类变化的合理度和总体土地利用变化的合理度,为推进山区土地资源的可持续利用和退耕还林工程的科学实施提供基础依据。评价结果表明,全市近8 a所有地类转化的总面积为77 602.80 hm²,转化的合理度(RD值)只有48.98%,属于\"中度不合理\"级。总体上,芒市近8 a来退耕还林工程驱动下的土地利用变化,既有合理的部分,如部分陡坡耕地的生态退耕、荒山造林和封山育林等,但其不合理性亦非常突出,主要体现在生态退耕地中约96%属于\"不该退\"的宜耕地。此外,在实施退耕还林工程的同时,却又出现较为突出的毁林开垦现象。这些问题的突出存在,使芒市近8 a土地利用变化的合理性程度很低。     

退耕还林还草对土地利用变化影响程度研究——以延安生态建设示范区为例

文章在分析延安生态建设示范区2000-2003年间各土地利用类型的数量变化和空间特征的基础上,引入退耕指数、退耕影响系数等指标研究退耕还林草对示范区土地利用结构变化的影响。结果显示,示范区已退耕坡耕地36.07%,平均每年退耕12.02%,全区的退耕影响系数高达4.76,该结果表明大规模的退耕还林草活动对区域土地利用变化的影响很大,它推动了土地利用结构的优化。分乡镇的研究显示,退耕对示范区各乡镇土地利用变化的影响存在一定的差异,除2个乡镇的退耕影响系数远远低于全区平均水平外,其他7个乡镇都高于全区平均水平。     

退耕还林工程对黄土高原土地利用/覆被变化的影响——以陕西省安塞县为例

退耕还林工程(Sloping land conversion program, SLCP)可快速改变土地利用/覆被格局。论文以黄土高原典型沟壑区--陕西省安塞县为例,利用MSS/TM/ETM+卫星遥感影像,获取研究区6个时期土地利用/覆被的时空信息,通过统计模型,定量分析了研究区SLCP对土地利用/覆被格局的影响。草地、耕地及林地为研究区三大主要土地利用/覆被类型,研究区土地利用/覆被变化整体处于不平衡态势;整个研究时段内,耕地先增后减,整体减少38.4%;林地先减后增,整体增加4.36%;灌木林地和草地减少,而未成林造林地快速增加;SLCP显著加强了耕地的递减趋势,并大幅增加了未成林造林地面积,至2010年未成林造林地面积显著大于天然林地的面积。这些变化可能具有降低土壤侵蚀与产流量、改善土壤结构、增加土壤碳吸收等效应;SLCP能提高农民收入,且大部分农民支持SLCP;但其负面效应亦不可忽视。研究将有助于对SLCP效应的全面理解,并可为该区生态恢复工程的规划与决策及生态环境保护提供参考。     

黄土丘陵区退耕还林还草对土壤细菌群落结构的影响

为了探究黄土丘陵区退耕还林还草工程对土壤细菌群落的影响,本文以宁南山区玉米农地为对照,人工柠条地和天然草地为退耕还林还草的处理,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16S rRNA V3~V4可变区进行测序,研究3种植被下土壤细菌的α多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.3种土壤样品中共检测到细菌29门,76纲,135目,250科,375属,682种,主要的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）,主要的优势菌纲为α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、嗜热油菌纲（Thermoleophilia）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）、杆菌纲（Bacilli）、δ-变形菌纲（δ-Proteobacteria）.与耕地相比,林地的优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）,草地的是放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）.柠条林地的土壤微生物多样性最高.通过RDA分析发现,影响本研究区域土壤细菌分布的最主要环境因子是全氮和有机质.研究表明通过退耕还林与还草工程明显地改善了土壤肥力和环境状况,改变了土壤细菌群落组成.     

宁南山区退耕还林还草对土壤氮素组成及其转化酶活的影响

以宁夏南部山区柠条、山桃、苜蓿和长芒草这4种植被为研究对象,玉米(农地)为对照,测定土壤中7种氮素的含量及2种氮素转化相关酶的活性,通过冗余分析方法探究退耕还林还草对土壤氮素及其转化酶活的影响.结果表明:①与玉米地相比,长芒草地的颗粒有机氮,轻组分有机氮,微生物生物量氮和铵态氮分别增加35. 3%、83. 3%、64. 2%和110. 0%;苜蓿地的可溶性有机氮和铵态氮分别增加0. 7%和67. 5%;长芒草地的天冬酰胺酶和蛋白酶活性活性分别提高360%和144. 8%,说明退耕还草对氮素及其转化酶有一定促进作用;②山桃地的有机氮、轻组分有机氮、颗粒有机氮和可溶性有机氮分别比玉米地高3. 7%、133. 3%、70. 6%和28. 1%,柠条地的轻组分有机氮和山桃地的微生物生物量氮分别比玉米地高16. 7%和49. 6%,柠条地和山桃地的蛋白酶活性均高于玉米地,说明退耕还林对氮素及其转化酶同样有促进作用.③冗余分析(RDA)结果和环境因子解释率表明,土壤含水率,p H值和有机碳是影响宁南山区氮素分布与转化的关键因子.退耕还林还草改变了氮素相关转化酶的活性、对氮素组成有一定的促进作用,为黄土高原生态恢复和土壤质量管理提供了理论依据.     

多元统计分析在四川退耕还林区土壤肥力评价中的运用

以四川洪雅退耕还林区4种退耕还林模式和农耕地17个土壤肥力指标为例,采用多元统计的主成分分析法对土壤肥力等级进行综合评价. 借助SPSS统计软件得出土壤肥力指标前5个主成分的累计贡献率为84.17%,已足够反映原指标信息. 这5个主成分分别概括为:①土壤有效磷,铵态氮,pH水浸,水解氮,全氮,硝态氮和全磷指标;②土壤全钾、速效钾和缓效钾指标;③土壤总孔隙度、毛管孔隙度和最大持水量指标;④土壤容重,毛管持水量,pH盐浸指标;⑤土壤有机质指标. 借助SPSS统计软件计算主成分因子的综合得分. 结果显示:就各模式土壤上层比较,模式Ⅲ(牛鞭草)上层在综合得分中排名第一. 就各模式土壤下层比较,模式Ⅱ(苦竹+牛鞭草)下层在综合得分中排名第一.      

Ecological planning for land use and ruraldevelopment of Taojiang County

ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒｌａｎｄｕｓｅａｎｄｒｕｒａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＴａｏｊｉａｎｇＣｏｕｎｔｙＯｕｙａｎｇＺｈｉｙｕｎ；ＷａｎｇＲｕｓｏｎｇ；ＪａｓｏｎＷｅｉｓｍａｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－Ｅｎｖｉ...     

土地利用系统规划和设计方法探讨

应用系统思想和生态学原理,提出了以土地─食物─人这一耦合运行发展过程研究为中心、以建立合理的土地利用系统为目标的农区土地利用规划和设计方法模型框架,其中包括：目标设计;土地评价;农业生态系统分析;土地利用系统定量化研究模拟模型;土地利用系统结构优化;土地利用系统生态设计;多层次人工控制系统设计。     

中国土地可持续利用指标体系的理论与方法

制定土地资源可持续性指标体系是《21世纪议程》中对各国提出的科学技术优先研究领域 ,国土资源部已开始了该研究项目。论文就此对中国土地资源可持续利用指标体系的理论与方法从整体上进行了探讨。首先回顾了国内外土地可持续利用研究的进展 ,分析归纳了国外可持续发展指标体系研究状况及可借鉴之处 ;指出在土地可持续利用指标与评价的研究中 ,必须从3个方面开展深入探讨。第一是土地利用分区及制定区域性土地可持续利用指标体系 ;第二是研究制定主要土地利用系统可持续利用指标体系及其阈值 ;第三是研究制定典型区域(以县域为单位)土地可持续利用指标体系及其阈值。只有把3个方面的研究有机融合起来 ,互相反馈 ,互为依存 ,才能保证土地可持续利用指标体系的科学性、系统性和实用性。     

基于“三生空间”的土地利用转型的生态效应及驱动力分析—以苏州市为例

为探索快速城市化背景下苏州市土地利用转型规律及其生态效应,利用苏州市1980年、2000年、2010年、2018年4期土地利用数据,按照生产、生态、生活（简称“三生”）土地利用主导功能分类,采用土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析了苏州市土地利用转型的模式及其生态效应,并通过最小二乘法回归揭示了生态环境质量演变的驱动机制。结果表明：1980—2018年,基于“三生”用地的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地少量增加,生活用地快速增加;苏州市生态环境质量指数从1980年的0.431 2降至2018年的0.413 9,整体生态环境质量有所下降。苏州市同时存在生态环境质量改善和恶化2种趋势,1980—2000年农业生产用地转变为水域生态用地和林地生态用地,是促使生态环境质量改善的主要因素,农业生产用地对水域生态用地的挤占、城镇和农村生活用地对农业生产用地的占用是导致生态环境质量恶化的主要原因;2000—2018年,农业生产用地转化为水域生态用地是生态环境质量改善的主要因素,城镇和农村生活用地对农业生产用地的挤占是导致生态环境质量恶化的重要原因。产业结构与能源结构的调整是苏州市生态环境质量改善的主要因素,而人口增加、不合理的经济发展模式、社会消费水平的提高等因素加大了生态环境保护的压力。

     

水利水电建设工程生态环境质量定量评价体系研究

依据国家有关法律和法规 ,根据水利水电建设项目工程的特点 ,提出了一个综合反映水利水电建设工程生态环境质量定量评价体系 ,它从一系列指标的客观实测值或估算值与该指标在生态环境中的主观环境质量评价等级两者间建立评价体系 ,并根据拟建水库的生态环境效应判别并运用特尔菲法确定各指标的权重。     

PSR模型及在土地可持续利用评价中的应用

论文从土地利用中的人地关系分析入手,阐释土地可持续利用的PSR概念系统,并据此构建评价指标体系,来研究区域土地可持续利用问题。采用Delphi法确定权重,引入功效函数量度因子贡献值,运用协调度函数并进行二次综合评判来确定区域土地可持续利用程度及阶段。提出评价-调控-再评价-再调控的动态渐进模式以促进区域土地利用达到可持续性。利用所建模型与指标体系对江西余江县土地利用状况进行综合评价,评价结果表明:余江土地利用状况正处于可持续利用初始阶段,社会经济与资源环境问题较多,并针对性地提出了有关对策与措施。     

基于遥感技术的县级区域环境质量评价模型研究

建立了一种完全基于遥感数据的县级区域生态环境状况评价模型,该模型利用支持向量机的方法对广西钦州市钦南区HJ-1星CCD数据进行分类,提取土地利用类型,同时建立了生物丰度指数、植被覆盖度指数、水资源密度指数、土壤侵蚀指数和人类活动指数5种评价指标,对这些指数加权求和得到区域生态环境状况指数,定量化评价实验区域生态环境质量.评价结果表明,该区域整体生态环境质量良好,生态环境状况为良的区域占总面积的64.105%,主要集中在钦南区的林地区域,生态环境状况为一般的区域占31.206%,主要分布在水资源丰富的区域,而生态环境状况为差的区域则占3.668%,主要集中在人类活动频繁的城区.     

土地利用规划环境影响跟踪评价分析

文章就环境影响跟踪评价是否适用于土地利用规划的实施进行了分析,并提出了实施评价的具体程序,基于价值模型建立了评价指标体系,采用指标体系法有效简化了评价工作的复杂性。并以扬州市土地利用总体规划(2005-2020)跟踪评价为例,进行了案例研究。通过回顾性评价和预测评价,识别出了主要环境问题以及环境制约因素,并根据规划总目标、阶段目标和环境保护规划、环境功能区划,进一步提出环境保护对策和措施,且对规划目标进行了调整。