基于参与性调查的农户对退耕政策及生态环境的认知与响应

采用参与性农户评估方法(PRA)对黄土丘陵区107户农户进行了分层随机抽样调查,并根据研究区内地形等条件将所调查农户分为旱地农户和川水地农户两组,就目前农户对退耕还林还草政策的态度及农户对生态环境的意识及行为的异同进行分析比较。尝试从农户行为角度研究区域发展问题,并基于对农户行为的分析,对区域相关政策制定、实施以及生态环境建设等提出相关建议。研究表明:研究区农户对于土地依赖性较大,旱地农户表现尤为突出,大多数农户对于退耕持支持态度。农户进行的相关水土保护措施,很大程度上并不是农户经过决策后有意识的自觉行为,而是农户为了保证基本农业生产,采取的相应的对策所产生的效应。在土地管理及水土保护措施方面,除了相关的种植措施外,旱地农户更多倾向于通过工程措施来获取好的回报,而川水地农户更多注重于现有土地质量的管护,来进一步提高现有耕地的质量。农户对于环境重要性的认识较为明确,川水地农户认识要比旱地农户更充分一些。与10a前相比,近80%的农户认为当地的生态环境有所好转,然而近45%的农户在生产活动过程中根本不考虑对生态环境的影响,两组农户之间差异不大。超过55%的农户认为生态环境恶化首要原因是气候的影响,干旱是关键因子,其次是过度放牧(24.5%)和水土流失(22.5%)等,两组农户对于生态环境恶化原因的认识具有较大的差别,旱地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和水土流失,而川水地农户认为生态环境的恶化主要原因是干旱和过度放牧。     

基于农户尺度的陕北退耕区粮食安全

对陕北退耕区米脂县(人口高密度区)和吴起县(低密度区)农户尺度粮食生产能力进行分析,应用最小人均耕地面积和生产函数方法研究了该区粮食安全状况及影响因素.结果表明:人口低密度区的粮食生产能力可基本保障其粮食安全,而人口高密度区不能确保粮食安全;基本农田面积和农业科技投入是影响农户粮食安全的主要因素,劳动力投入、素质和粮食补贴也有正向影响,但目前的农业科技水平和劳动力素质未达到粮食生产能力的囤蓄要求.应加大基本农田和农业科学技术的囤蓄力度,达到最小人均基本农田0.14 hm2,重视农业劳动力的技术培训,并制定合理的退耕后续政策.     

石羊河流域河川径流对气候与土地利用变化的响应

应用流域气象和水文过程长期观测数据及四期TM影像数据,在建立基于气候及土地利用两种因素变化的径流过程模拟模型的基础上,分析河川径流对气候与土地利用变化的响应特征,并对其未来可能的变化趋势做出预测。结果表明,(1)1956—2009年,到达石羊河流域下游标志站蔡旗断面的河川径流量,由20世纪50年代的年平均5.392×108m3减少到目前的年平均1.096×108m3;1968年之前蔡旗断面径流量的波动主要是气候变化的结果,而1968之后,蔡旗断面径流量的变化是气候与土地利用变化共同作用的结果;(2)近30年来,气候变化对下游河川径流变化的贡献率平均为4.1%,而土地利用变化,尤其是耕地面积变化的贡献率平均为88.8%;中游灌溉定额平均分别减少5%、10%、15%和20%的情景下,下游河川径流量模拟值分别为1.591×108m3、2.427×108m3、3.262×108m3和4.098×108m3左右。     

黄土高原吕二沟流域侵蚀产沙对土地利用变化的响应

研究了甘肃天水黄土高原吕二沟流域土地利用变化对流域产沙的影响.结果表明,与1982年相比,1989年该流域林草面积增加约5%,梯田增加2.09%,裸地略有增加,坡耕地减少约1.5%,灌木林略有减少.1998～2000年,在植被覆被增加、陡坡坡耕地减少情况下,随降水增多,其减沙效应明显,如803mm和78 mm降雨条件下,后期较前期(1982～1989年)分别减少85 326 t和52 937 t,降水较少,减沙效应较不明显;从年内含沙量变化来看,后期土地利用的减沙效应主要集中在5～10月,与降水的季节分配一致,各月降水越多,月日均含沙量减少越多,50 mm的月降水月日均含沙量减少6kg·m^-3,100mm月降水月日均含沙量减少12kg·m^-3.两期土地利用在重现期小于5年时,后期土地利用洪水含沙量较前期稍大,主要由于两期的降水频率分布曲线不一致;若两期降水频率分布曲线一致,则同一频率降水产洪的洪水含沙量后期将小于前期.     

鱼类生物群落对太子河流域土地利用、河岸带栖息地质量的响应

河流生态系统的退化是多空间尺度环境因子作用的结果。探讨不同尺度环境因子及水生生物之间的作用关系,识别影响水生生物群落完整性的尺度问题,是有效开展水生生物保护的基础。基于2009年对太子河流域15个样点的鱼类、河岸带栖息地质量评价,结合遥感影像解译的太子河流域土地利用情况(包括流域尺度和河段尺度),研究鱼类完整性指数(F-IBI)与两种尺度土地利用、栖息地质量参数之间的关系。结果表明太子河上游地区河岸栖息地质量较好,下游地区由于农业用地、城镇用地比例的增加河岸栖息地质量明显下降。F-IBI与自然用地比例呈正相关,与农业、城镇用地比例呈负相关。农业用地对F-IBI的影响体现在流域尺度,而城镇用地在两种尺度上都存在显著影响。相比于农业用地,城镇用地相同比例的增加会导致F-IBI更快的下降。底质、水质状况、人类活动强度是显著影响F-IBI的栖息地质量评价参数。3项参数均随农业和城镇用地比例增加而降低,农业用地主要在流域尺度上对3项参数产生影响,城镇用地主要影响底质和水质状况2项参数,而在两种尺度上的影响相差不大。     

新疆伊犁河流域生态服务价值对土地利用变化的响应

以伊犁河流域为研究对象,运用GIS手段和生态经济学方法,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照谢高地等人的中国陆地生态系统服务单位面积价值,结合敏感度分析,探讨了伊犁河流域1985-2005年土地利用和生态系统服务价值的变化特征。研究结果表明:1985-2005年间伊犁河流域土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈增大趋势。研究期内生态系统服务价值总体有所上升,从482.83×108元上升到506.44×108元,增加了23.61×108元:水域和耕地对研究区总体服务功能变化的贡献率最大,而牧草地生态服务功能的下降对研究区总体生态服务功能的增加具有较大负贡献。研究区生态经济的发展已处于协调水平的边缘,需要加强对生态环境的保护力度。     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

晋西黄土高原丘陵沟壑区清水河流域径流对土地利用与气候变化的响应

水资源短缺是黄土高原面临的最为关键的一个生态环境问题。研究黄土高原地区河川径流演变对土地利用与气候变化的响应是开展适应性流域管理的基础。该文以黄河流域中游山西省吉县境内的清水河流域(面积436 km²)为研究对象, 采用非参数统计秩检验法(Mann-Kendall)、滑动t检验和跃变参数分析法, 对该流域1959-2005年的年径流量、降水量和潜在蒸发散量进行了趋势分析和突变点验证; 用遥感数据判读和解译的结果分析了该流域不同时期土地利用变化; 在此基础上根据水量平衡原理, 分析了土地利用变化和气候变化对流域径流变化的贡献, 并采用FDC曲线法分析了二者对高、中、低流量变化的影响。研究结果表明: 该流域年径流量在1959-2005年的47年间呈显著下降趋势, 突变点出现在1980年, 但该流域降水量没有出现明显的趋势性变化, 而以Hamon公式计算的流域年潜在蒸发散则呈显著上升趋势, 其突变点出现在1997年。该流域气候变化和土地利用变化对年径流减少的贡献率分别为46.79%和53.21%。综合以上结果可以看出, 潜在蒸发散增加和乔木林地面积增加是导致该流域径流减少的重要原因。     

太子河流域鱼类功能群结构与多样性对土地利用类型的响应

研究河岸带土地利用方式对河流生物群落的影响对河岸带管理和河流生态系统修复至关重要。研究了太子河河岸带的土地利用类型(森林用地、森林耕作用地、耕地和城镇建设用地)和鱼类功能群的关系,结果表明:栖息地质量参数在不同土地利用类型内具有显著差异,森林用地区电导率、总溶解固体、淤泥和底质含沙量比例的平均值均较低,分别为(105.05μs/cm、80.38 mg/L、65.00 mL和0%),底质类型以石块为主;耕作区的水深、流量和淤泥的平均值均是最高(186.83 m、80.11 m~3和5333.33 mL),底质类型以沙质和淤泥为主。太子河流域鱼类功能群划分为5种类型(18个亚类),在不同土地利用类型内具有差异显著,森林用地内的鱼食性、石块栖功能群、昆虫食性和黏性卵功能群的比例最高;森林耕作用地内的植食性和底层栖功能群的比例最高;耕地内的沙栖功能群、中下层栖功能群和筑巢产卵功能群的比例最高;城镇建设用地内的淤泥栖功能群、耐污种、中下层栖功能群和杂食性功能群的比例最高。研究显示,栖息地评价得分高、栖境复杂的区域其个体数量较高,而栖息地得分低、底质类型以淤泥为主的区域其个体数量较低。     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用/土地覆被变化水文动态响应

以黄土高原第三副区桥子东、西沟流域为例,分析了土地利用／土地覆被变化的水文动态响应。研究结果表明：土地利用／土地覆被对年径流有显著影响,治理流域较未治理流域在丰水年、平水年和枯水年的径流系数分别减少约50％、85％和90％;流域土地利用后期（1995～2004年）较前期（1986～1994年）多年平均径流系数下降73．6％,且随降雨增多,土地利用与植被变化对径流的响应增强。土地利用／土地覆被变化对径流量的影响具有季节性特征,治理与非治理流域多年平均最大月径流系数减少时期与流域最大地表覆盖期具有一致性,即5月份径流系数减少值最大;同一降水条件下流域两期土地利用的产流量仅在生长季具有明显的差异。流域洪水径流量与场降雨量和30min最大雨强有较好的相关关系,场降雨量与30min雨强对治理流域洪水流量的影响要强于非治理流域;暴雨在达到一定强度后,对比流域的洪峰流量差异减小,即森林植被对洪水的影响减弱。经洪水频率分析,认为流域前后两期土地利用若具有相同频率的降雨强度,则一定频率范围内洪峰流量对土地利用与植被变化产生明显响应。     

边境-粮食-生态安全视域下耕地利用生态效率演变特征与机制——以中越边境地区为例

明晰耕地利用生态效率的驱动机理是深化土地科学前沿探索、优化粮食安全发展格局的关键基础。建构\"边境-粮食-生态\"安全框架,采用非期望产出的超效率SBM模型测算2000-2020年中越边境地区耕地利用生态效率,通过泰尔指数研究其演变特征和区域差异,并运用动态面板系统GMM模型揭示耕地利用生态效率的驱动机制。结果表明:(1)中越边境地区耕地利用生态效率指数总体呈现\"先升-后降-再升\"的变化趋势,整体处在中等效率水平,空间表现为\"北高-南低\"分布格局,省际差异是造成区域差异的主要原因。(2)化肥使用过量、劳动力过剩和碳排放增加是造成中越边境地区耕地投入产出要素松弛、耕地利用生态效率损失的重要因素。(3)中越边境地区耕地利用生态效率由多因子交互作用驱动,地形坡度、城镇化、边境贸易水平、财政支农水平是提高耕地利用生态效率的积极因素,水土流失率、工业化和劳均耕地规模对耕地利用生态效率具有抑制效应。中越边境地区亟需优化耕地经营投入结构,向\"投入优-产出高-排放低\"方向转型,构建边境粮农稳态格局,促进边境地区长足稳定高质量发展。     

基于景观安全格局分析的生态用地研究——以北京市东三乡为例

借助较为成熟的景观安全格局理论和方法,根据自然、生物和人文过程的分析,可判断和规划对某种生态过程具有战略意义的景观安全格局,即维护某种生态过程的最小生态用地（包括格局和面积）.本研究从土地的地表属性和空间属性2个方面界定了生态用地的概念,将其定义为：在不同空间尺度上,对维护关键生态过程和提供生态系统服务具有重要意义的生态系统（土地单元）及其空间部位.以北京东三乡为例,分析了基于雨洪管理和生物保护需求的生态用地,得出该区低、中、高3种安全水平下的生态用地分别占研究区总面积的20.4%、31.1%和48.6%.结果表明,基于关键生态过程的景观安全格局分析是生态用地定量研究的有效方法,该方法对城市规划和土地规划等具有重要参考价值.     

基于土地利用变化的四川省凉山州移民生态效应研究

土地利用变化是自然演变与人类活动共同作用的结果,大量的人口流动一定程度上将影响土地利用方式,进而对区域生态环境质量产生影响作用。因此,研究人口流动对土地利用变化的影响及生态效应,能为合理调控区域人地关系,促进区域生态环境与经济的平衡发展提供理论支持。基于长时序高空间分辨率土地利用数据,以具有典型移民现象的四川省凉山州为研究区,针对移民驱动下的土地利用时空变化特征及其诱发的生态效应进行研究分析。结果表明：（1）2000—2020年间,受人口迁移影响,凉山州土地资源的利用结构和程度都发生了相应改变,以耕地、草地、林地及不透水面的面积变化最为显著。在人口迁入较多的西昌、冕宁和德昌等县市内,供人类生活、生存所需要的耕地和建筑用地的数量显著增加;相反,对于大量人口迁出的喜德、昭觉和美姑等地区,人类活动强度的降低为生态用地的恢复和重建提供了条件,生态用地面积不断上涨。（2）受土地利用类型、地形条件、人口分布等因素的影响,凉山州整体生态环境质量呈西高东低、北高南低的空间分布格局。2000—2020年,整体生态环境质量仅下降了0.36%,总体较为稳定。（3）生态环境质量改善区域集中于东部的越西、美姑及昭觉等县市,而生态环境质量降低的区域主要位于盐源、会里、西昌和德昌等县市。生态环境质量的改变与区域移民活动存在紧密联系,其中由移民迁入引发的耕地和不透水面对生态用地的挤占,对生态环境质量退化贡献比重达87.97%,而随着移民迁出为生态工程的实施提供条件,凉山州内生态用地面积共增加775.84 km²。     

Habitat use and movement patterns of Northern Pintails during spring in northern Japan: the importance of agricultural lands

ABSTRACT From 2006 to 2009, we marked 198 Northern Pintails (Anas acuta) with satellite transmitters on their wintering areas in Japan to study their migration routes and habitat use in spring staging areas. We hypothesized that the distribution of pintails during spring staging was influenced by patterns of land use and expected that the most frequently used areas would have more agricultural habitat than lesser‐used areas. We obtained 3031 daily locations from 163 migrant pintails marked with satellite transmitters and identified 524 stopover sites. Based on a fixed kernel home range analysis of stopover utilization distribution (UD), core staging areas (areas within the 50% UD) were identified in northern Honshu and western Hokkaido, and were used by 71% of marked pintails. Core staging areas had a greater proportion of rice fields than peripheral (51–95% UD) and rarely used (outside the 95% UD) staging areas. Stopover sites also contained more rice fields and other agricultural land than were available at regional scales, indicating that pintails selected rice and other agricultural habitats at regional and local scales. Pintails remained at spring staging areas an average of 51 d. Prolonged staging in agricultural habitats of northern Japan was likely necessary for pintails to prepare for transoceanic migration to Arctic nesting areas in eastern Russia.     

北京市生态用地规划与管理对策

不合理土地开发加速了对自然生态系统的干扰和侵占,导致生态系统服务功能下降,危机区域生态安全,开展生态用地规划是构建区域生态安全格局的基础。合理规划和管理不同土地利用类型的数量和空间分布对区域可持续发展具有重要意义。目前我国广泛应用的土地利用分类体系主要以土地的社会经济属性为基础,忽视其生态属性,导致以提供生态系统服务为主、保障生态安全的土地缺乏保护机制,具有重要生态功能的土地得不到有效保护。以北京市为例,建立了北京市生态用地分类与规划的思路与程序,在明确北京市生态安全与生态系统服务功能的关系基础上分析了北京市生态系统服务功能重要性及其空间格局,并进行了北京市生态用地规划。研究规划了保障北京市生态安全的7类生态用地:地表水涵养与保护用地、地下水保护用地、生物多样性保护用地、水土保持用地、河流防护用地、公路防护用地和城市绿地,总面积5137.37km2,占北京市域面积的31.31%。最后从生态用地识别和划分、将生态用地融入土地利用分类体系、生态用地管理措施和对策3个方面探讨了生态用地规划和管理的方法与措施。研究结果为北京市土地利用规划和有效管理提供依据,也为其它地区的生态用地规划提供参考。     

基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明：(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^-2 mm^-1;研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为：农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地...     

北方农牧交错带土地利用现状对生态环境变化的影响——以内蒙古多伦县为例

主要研究内蒙古典型地区多伦县土地利用现状对生态环境变化的影响,主要包括土地利用：方式、程度和效率等。研究表明：在近一个时期,该地区人口在不断增长,土地利用结构在不断变化,如自1983年到1999年期间,其耕地由原来的18．83％上升到32．O9％、增长了13．26％;而草地由原来的51．79％降到36．13％。消减了15．66％;林业用地由原来的4．16％降到2．87％、下降了1．29％,这种结构性的变化,致使植被、林地在减少,草原在退化。如20世纪50年代最高产草量(鲜重)可达7500kg／hm^2,到1983年下降到3000kg／hm^2。而现在只有1500kg／hm^2;而这种草场退化结果又导致农田沙化,肥力下降、如农田比草地土壤有机质低50％左右,而N、P、Zn等其他元素在30％左右;草地与沙化草地相比,有机质、N、P、Zn的含量普遍低20％-50％。为此,在本区必须进行土地分类和土地潜力分类为主的土地利用评价。以满足土地得以合理利用和自然保护等现代土地利用规划的需要,使生态环境得以良性循环。     

基于PSR模型的东北三省耕地利用生态效率评价

东北地区作为我国重要的粮食主产区,探究其耕地利用生态效率时空演变特征与提升路径,对于实现区域耕地生态保护和粮食供需平衡、耕地可持续利用具有重要的理论和现实意义。基于PSR(Pressure-State-Response)模型构建耕地利用生态效率分析框架,利用超效率松弛变量测度模型(Super-SBM)估算2000—2020年东北三省耕地利用生态效率时空变化;并运用随机森林模型与分段线性回归模型分析耕地利用生态效率的主要影响因素;最后,提出未来耕地利用生态效率改进的方向和政策建议。结果表明：东北三省耕地利用生态效率从2000年的0.462提高到2020年的0.636,总体呈上升趋势,但仍以低效率为主;耕地利用生态效率空间分异明显,呈现“东高西地,北高南低”的特征;人口密度、城镇化水平、灌溉指数、气温和降水量是影响耕地利用生态效率的主要压力因素,且存在阈值效应。建议政府要针对效率水平高低制定差异化发展战略,调控与适应主要压力因子,助推耕地利用生态效率提高。