内蒙古奈曼旗农牧交错区土地利用/覆被变化的区域分异

基于内蒙古奈曼旗1975、1985、1995和2005年4期遥感影像,运用土地利用动态度、土地利用相对变化率对研究区土地利用动态变化的区域分异进行了分析,并选取多度和重要值分析了研究区土地利用/覆被变化的空间分布特征.结果表明：1975—2005年间,研究区土地利用/覆被类型趋于多样化,年变化率较大,区域分异显著.研究区北部冲积平原区以林地面积的大幅增加和沙地面积的显著减少为主要特点,其草地和沙地的变化速度最大,居民地的变化速度最小,沙地转化为耕地和沙地转化为林地这两种变化形式在该区的分布最广泛;中部沙区以沙地分布为主,各土地利用类型的变化相对较小,以耕地和沙地的互相转化为该区的主要变化形式;南部黄土区以耕地面积占绝对优势,且变化速度最小,草地和沙地的变化速度最大,该区以草地转化为耕地和草地转化为林地为主要变化形式.自然因素决定了研究区各区域土地利用结构的主体特征,人为因素决定了区域内各土地利用类型的动态变化趋势.     

内蒙古奈曼旗农牧交错区土地利用/覆被变化的区域分异

基于内蒙古奈曼旗1975、1985、1995和2005年4期遥感影像,运用土地利用动态度、土地利用相对变化率对研究区土地利用动态变化的区域分异进行了分析,并选取多度和重要值分析了研究区土地利用/覆被变化的空间分布特征.结果表明：1975—2005年间,研究区土地利用/覆被类型趋于多样化,年变化率较大,区域分异显著.研究区北部冲积平原区以林地面积的大幅增加和沙地面积的显著减少为主要特点,其草地和沙地的变化速度最大,居民地的变化速度最小,沙地转化为耕地和沙地转化为林地这两种变化形式在该区的分布最广泛;中部沙区以沙地分布为主,各土地利用类型的变化相对较小,以耕地和沙地的互相转化为该区的主要变化形式;南部黄土区以耕地面积占绝对优势,且变化速度最小,草地和沙地的变化速度最大,该区以草地转化为耕地和草地转化为林地为主要变化形式.自然因素决定了研究区各区域土地利用结构的主体特征,人为因素决定了区域内各土地利用类型的动态变化趋势.     

基于土地利用/覆被变化的荒漠绿洲碳储量动态评估

以典型的荒漠绿洲区为研究对象,基于不同时期土地利用/覆被类型图,运用Bookkeeping模型,结合土壤、植被碳密度基础资料及调查数据,评估了近30年临泽绿洲土地利用/覆被变化特征及其对碳储量的影响。结果表明:(1)临泽荒漠绿洲区的土地利用/覆被变化特征主要表现为:居民及建设用地、耕地、林地呈增加趋势,增幅分别为90.2%、75%、46.5%;盐碱地、水体、沙地、荒漠草地则呈减少趋势,减幅分别为73.9%、67.8%、46.2%、5.5%。(2) 30 a耕地面积增加了269.38 km~2,其中耕地开垦面积为372.57 km~2,开垦主要来源于盐碱地、荒漠草地和沙地,分别占耕地开垦面积的24.7%、24.4%和21.05%。耕地转变为其他土地覆被类型的面积为103.19 km~2,转变后的主要去向分别是居民及建设用地、盐碱地和荒漠草地,分别占耕地转变为其他土地覆被类型面积的32.78%、17.8%和15.37%。(3)土地利用/覆被变化导致总碳储量增加5.89×10~5t,其中土壤碳储量增加量为4.02×10~5t,植被碳储量增加量为1.86×10~5t;耕地变化使碳储量增加4.91×10~5t,其中使碳储量增加的转变分别是荒漠草地-耕地、沙地-耕地、盐碱地-耕地、耕地-林地,相反的转变则使碳储量减少。总体来看,临泽荒漠绿洲土地利用/覆被面积和结构均发生了变化,耕地开垦为最主要的土地利用/覆被变化,土地利用/覆被变化导致碳储量总体呈增加趋势,耕地变化是影响碳储量变化的主要因素。     

基于景观邻接特性的吉林省西部生态风险分析

以1986—2008年吉林省西部遥感影像解译资料为基础数据,利用GIS软件提取土地景观信息,计算主要景观与障碍景观类型的空间邻接特性,构建吉林省西部风险指标,在空间格局上对由于景观格局带来的生态风险进行评价。结果表明:景观类型中耕地与沙地的邻接边长与面积最大,分别占总边长与总面积的65.37%和78.65%,但个数比最多的是草地,表明沙化对耕地威胁最大,其次是对草地的威胁;与盐碱地的相邻分析中,无论是边长、面积、还是斑块统计,耕地受胁程度均比较显著,其次受影响比较大的是草地和水域;20多年来,林地、草地与沙地邻接边长、面积和斑块比例均有所下降,而耕地与沙地的邻接边长、邻接面积比例呈上升趋势,但斑块比例从1986年起呈现下降趋势;与盐碱地的邻接性变化分析中,耕地、林地、草地和水域均呈大幅度上升,草地和水域尤为突出;耕地受沙化、盐碱化胁迫最为严重,且盐碱化的胁迫远大于沙化;1986—2008年,由于沙地和盐碱地障碍景观结构变化引起的生态风险有增无减,且盐碱化胁迫远大于沙化的胁迫,盐碱化成为威胁该区生态环境可持续及保持生态稳定性的关键因素,盐碱化治理及开发利用将是该区未来面临的一个重大课题。     

西藏拉萨机场周边风沙源空间分布及演变趋势

运用3S技术,通过大量野外调查与遥感数据人机目视解译方法,解译了拉萨机场周边5县1990年、2000年和2008年3期近20a遥感数据,并结合1∶250000DEM数据和气象资料,分析了风沙化土地的空间分布及其随高程、坡向的变化特征,以及近20a来风沙化土地的演变趋势和驱动因素。结果表明:(1)2008年拉萨机场周边各类型风沙化土地共有42462.38hm2,其中,由风积和风蚀活动引起的风沙化土地面积分别为33088.87hm2和9373.51hm2,风积沙地比例为77.93%。(2)拉萨机场周边0—20km风沙化土地面积为14200.54hm2,20—40km面积为10351.03hm2,在40km内风沙化土地占总面积的57.82%。(3)拉萨机场周边风沙化土地增长趋势开始放缓,近20年增长率为53.78hm2/a,其中,20世纪90年代增长率为62.83hm2/a;2000年后增长率为43.72hm2/a。(4)近20a间,气温平均增长率1990—1999年和2000—2008年分别为1.29℃/10a和1.96℃/10a。气温升高是造成风沙化土地进一步发生发展的主要动力。平均风速下降和降水量增长是抑制其发生发展的原因之一。(5)2000年后拉萨机场周边河谷地段人工林面积大幅度增加,裸露河床面积显著减少,在一定程度上减缓了河床沙源向河岸及山坡的搬运,这是近10a风沙化土地增长速度有所放缓的原因之一。     

西双版纳地区土地利用的空间分析

利用西双版纳地区2003年TM数据,对土地利用结构及土地利用与海拔、坡度、水系等自然地理要素相互关系的空间进行分析.结果表明,耕地、林地和草地是该地区土地利用的主体,其中林地面积13 420 km²,占研究区总面积的74%;草地面积3 251 km²,耕地面积2 332 km²,分别占13%和18%.林地、耕地和草地面积随海拔高度具有单峰变化的曲线特征,在海拔1 000～1 200 m处林地分布最多,耕地和草地面积达到峰值时的海拔约为900 m.受人为活动影响强的用地类型坡度指数较低,城乡建筑用地和耕地的坡度指数为5°和14°,人为活动影响较弱的林地草地坡度指数较高,分别为22°和20°.河谷内随缓冲距离增加,土地利用呈现规律性变化,耕地、城镇居民点、未利用地3种土地利用方式主要集中在河谷底部近水域处,远离河谷林地草地组分增加明显.西双版纳地区自然生态系统相对原生,具有林地为基质,河流为廊道,坝区、沟谷农业景观镶嵌分布的特点.     

淮河流域1990-2015年间土地利用时空变化特征及驱动机制研究

淮河流域位于我国东部沿海地区, 是我国社会经济发展潜力最大的地方之一。通过ArcGIS空间分析、土地转移矩阵等方法, 揭示淮河流域25年间的土地利用时空变化特征和驱动机制。结果表明: (1)1990-2015年间, 淮河流域各土地利用类型占比为耕地>建设用地>林地>草地>水域>未利用地, 其中, 耕地减少面积最大, 减少了6536 km2, 建设用地增加面积最大, 增加了6926 km2, 其中建设用地呈明显的放射状扩散增加趋势。(2)25年间淮河流域整体的用地类型转化强度呈减弱趋势, 1990-2000年间所有土地类型之间存在剧烈的双向转化, 淮河流域西南部、东北部和北部耕地与草地、林地的双向转化最为明显。中部耕地与建设用地的双向转化最为明显。耕地与水域的双向转化主要发生在河流和湖泊沿岸。2000-2015年间土地类型之间的转化较轻微, 主要是耕地向建设用地转化, 较为均匀地分布在各个区域。(3)社会经济发展是淮河流域土地利用变化的最主要驱动力, 尤其在2005年后更加明显。探究淮河流域土地利用类型时空动态变化和驱动机制, 可为淮河流域土地资源的科学管理与利用提供依据。     

太原市土地利用/覆被变化及驱动因素研究

目前人类面临的诸多资源环境问题都与土地利用有关, 土地利用/覆被变化是人类-资源-环境耦合系统研究的理想切入点。基于Landsat TM遥感影像数据、自然环境和社会经济数据, 运用GIS空间分析和统计学方法, 定量研究了改革开放以来太原市土地利用/覆被变化的空间格局、转移特征、变化规律及驱动机制。结果表明: (1)目前太原市的土地利用类型以植被(670 km2)、建筑用地(385 km2)和耕地(296 km2)为主, 分别占总面积的47%、27%和21%。1981—2018年, 建筑用地和未利用地的变化速度和强度最大, 其次是植被和耕地, 水域的变化不大。(2)改革开放以来, 建筑用地持续向主城区西部和南部扩张, 大量的耕地(128.45 km2)、植被(77.21 km2)和未利用地(67.63 km2)转化为建筑用地; 土地利用变化动态度和强度分别为5.77和0.50。(3)未利用地主要分布在城区北部, 改革开放以来, 呈持续减少的趋势, 主要被转化为植被(256.54 km2)、建筑用地(83.12 km2)和耕地(57.18 km2)。土地利用变化动态度和强度分别为-2.36和-0.59。(4)植被主要分布在地势较高的东部和西部地区, 自1981年以来呈先轻微、缓慢下降, 后明显、较快增加的趋势, 2000前后的土地利用动态度分别为-0.25和1.39, 土地利用强度分别为-0.10和0.53。(5)耕地主要分布在河谷地带, 改革开放以来呈先向河流西面扩张而增加, 后随着建设用地的增加在城区南面和北面开始萎缩而降低的趋势。1981—2018年, 耕地的土地利用变化动态度和强度分别为-0.40和-0.10。(6)地形、地貌、水文等自然条件决定了太原市土地利用/覆被的整体格局, 并限制了土地利用/覆被变化的方向; 人口数量和结构、经济发展水平、退耕还林还草政策等影响了太原市各土地利用类型的面积及分布。     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用的时空动态变化研究

科尔沁沙地及其周围地区是我国北方生存环境演变的敏感地区,也是我国荒漠化防治的重点地区之一,根据1985年和2000年2期土地利用空间图形数据,运用GIS技术和数理统计方法,通过建立土地利用变化转移矩阵和构建土地利用动态变化模型,对该地区近15年土地利用的时空动态变化进行了研究,结果发现,1985～2000年间,科尔沁沙地及其周围地区各土地利用类型总变化的面积大小依次是草地>耕地>林地>未利用地>水域>城乡工矿居民用地,其中,草地向耕地的转化和草地向林地的转化是该地区土地利用变化的主要特征,并且各土地利用及变化类型具有明显的空间变异。     

中国西部地区土地利用/土地覆盖近期动态分析

在野外调查和资料收集的基础上 ,利用遥感 (RS)和地理信息系统 (GIS)技术 ,对中国西部地区 12个省 (直辖市 ) 1995年和2 0 0 0年的 6种土地利用 /覆盖类型的遥感数据进行了制图及其叠加分析。结果表明 :(1)对 1330 0个土地利用 /覆盖类型的图斑判读中 ,平均正确率 92 .92 %。同时对西部各省级土地利用 /土地覆被动态及更新成果进行的准确程度检查中 ,共获取全部 6个一级类型的动态图斑 13874 6个。地类更新平均准确率 97.71% ,勾绘图斑界线的准确率 99.85 %。 (2 )制图区域国土面积近 6 73万 km2 ,占全国土地面积的 70 %。其中 ,耕地面积 5年来增加了 12 0 .6 5万 hm2 ,比 1995年增长了 2 .4 1% ;林地面积 5年来减少了 6 1.5 0万 hm2 ,比 1995年减少了 0 .6 1% ;草地面积减少了 119.6 5万 hm2 ,比 1995年减少了 0 .5 9% ;城镇建设用地和水域面积 5年来分别增加了 19.2 5万 hm2和 17.0 4万 hm2 ,比 1995年增加了 1.36 %和 1.4 4 %。另外 ,作为西部地区主要生态环境问题之一的土地沙漠化和土地盐碱化 ,由于近年来的连续干旱以及油田开发等人为干扰的加剧 ,5 a来不可利用地面积扩大了 2 4 .2 8万 hm2 ,其中草地沙化面积占到 2 6 .94 %。     

新疆库尔勒市土地利用变化对土壤性状的影响研究

土地利用与土地覆被变化是全球变化研究的热点问题。在新疆库尔勒市选择土地利用变化后已持续利用15－20a的9种典型利用方式,11个剖面,与荒漠、原始胡杨林2各参照利用方式3个标准剖面进行对比分析。结果显示土地利用变化对土壤养分、土壤盐分、土壤侵蚀、土壤水分和土地生产力有明显的影响,荒漠开垦后土壤养分呈下降趋势,土壤侵蚀强度也呈下降趋势,土地生产力与土壤有水分含量呈上升趋势。同时发现土壤侵蚀强度与生产力呈负相关关系,土地生产力与土壤水分呈正相关关系。林、草有利于保护干旱区生态环境,调整土地利用结构,合理开垦,加之预防和治理措施在一定程度上可防止或减弱土地退化（荒漠化）进程。     

土壤有机碳动态:风蚀效应

土壤风蚀是引起土壤退化最广泛的形式和原因之一。土壤风蚀对土壤碳动态的影响机制一方面是土壤风蚀引起土壤退化使土壤生产力下降,输入土壤的碳数量减少;另一方面是富含有机碳的细粒物质直接移出系统。风蚀土壤碳的去向包括:(1)就近沉积,(2)沉积于水渠和河流,输入水体;(3)以粉尘形式运移,在远离风蚀区的地域沉积;(4)氧化释放至大气。风蚀引起土壤碳的迁移和沉积不仅导致土壤有机碳在地域间的再分布,使土壤性状的空间异质性增加,也显著改变了土壤系统中碳矿化的生物学过程。土壤有机碳的保持可以促进团聚体的形成,使土壤物理稳定性增加,减缓风蚀。对易风蚀土地进行退耕还林还草、实行保护性耕作等措施可以有效增加土壤碳的固存。     

植被覆盖度的时间变化及其防风蚀效应

 在防治风蚀过程中过去人们只关注植被覆盖度的空间特性,但对其随时间变化的特性未引起足够的重视。该文着重强调了植被覆盖度随时间变化的特性,并对不同类型植物覆盖度的动态变化特征进行了研究。通过调查研究与理论分析,在土壤风蚀量与植被覆盖度及风蚀气候侵蚀因子三者之间建立了随时间变化的定量关系,并利用该公式计算和比较了不同类型植物防风治沙性能的动态差异、总植被覆盖度及相应的总土壤风蚀量的动态变化。结果表明在防风蚀的作用效应中灌木＞多年生牧草＞林木＞作物＞一年生牧草;总时空植被覆盖度与总土壤风蚀量呈“反相位”的动态变化;风蚀季节总植被覆盖度较低,介于0.11～0.14之间,低于20%的临界覆盖度,这也是该地区风蚀危害严重的一个重要原因所在。     

退耕还林还草过程中的经济补偿问题探讨

经济补偿作一为项政策措施,对保障当前西部开发进程中退耕还林还草工作的顺利展开,发挥着十分重要的作用,然而,作为我国植被生态建设中一个全新的举措。目前经济补偿政策的实施刚刚开始,有关的理论研究尚处于初步的探讨阶段。循着“为什么要补偿？→补偿多少？→如何补偿？”的思路,建立了经济补偿的概念模型,着重探讨了补偿标准的确定以及多层次补偿制度建立等问题,并对目前处于试点示范中的经济补偿政策进行了评述。     

Losses of soil organic carbon under wind erosion in China

Soil organic carbon (SOC) storage generally represents the long‐term net balance of photosynthesis and total respiration in terrestrial ecosystems. However, soil erosion can affect SOC content by direct removal of soil and reduction of the surface soil depth; it also affects plant growth and soil biological activity, soil air CO₂ concentration, water regimes, soil temperature, soil respiration, carbon flux to the atmosphere, and carbon deposition in soil. In arid and semi‐arid region of northern China, wind erosion caused soil degradation and desert expansion. This paper estimated the SOC loss of the surface horizon at eroded regions based on soil property and wind erosion intensity data. The SOC loss in China because of wind erosion was about 75 Tg C yr^?1 in 1990s. The spatial pattern of SOC loss indicates that SOC loss of the surface horizon increases significantly with the increase of soil wind erosion intensity. The comparison of SOC loss and annual net primary productivity (NPP) of terrestrial ecosystem was discussed in wind erosion regions of China. We found that NPP is also low in the eroded regions and heavy SOC loss often occurs in regions where NPP is very small. However, there is potential to improve our study to resolve uncertainty on the soil organic matter oxidation and soil deposition processes in eroded and deposited sites.     

Carbon storage capacity of semi‐arid grassland soils and sequestration potentials in northern China

Organic carbon (OC) sequestration in degraded semi‐arid environments by improved soil management is assumed to contribute substantially to climate change mitigation. However, information about the soil organic carbon (SOC) sequestration potential in steppe soils and their current saturation status remains unknown. In this study, we estimated the OC storage capacity of semi‐arid grassland soils on the basis of remote, natural steppe fragments in northern China. Based on the maximum OC saturation of silt and clay particles <20 μm, OC sequestration potentials of degraded steppe soils (grazing land, arable land, eroded areas) were estimated. The analysis of natural grassland soils revealed a strong linear regression between the proportion of the fine fraction and its OC content, confirming the importance of silt and clay particles for OC stabilization in steppe soils. This relationship was similar to derived regressions in temperate and tropical soils but on a lower level, probably due to a lower C input and different clay mineralogy. In relation to the estimated OC storage capacity, degraded steppe soils showed a high OC saturation of 78–85% despite massive SOC losses due to unsustainable land use. As a result, the potential of degraded grassland soils to sequester additional OC was generally low. This can be related to a relatively high contribution of labile SOC, which is preferentially lost in the course of soil degradation. Moreover, wind erosion leads to substantial loss of silt and clay particles and consequently results in a direct loss of the ability to stabilize additional OC. Our findings indicate that the SOC loss in semi‐arid environments induced by intensive land use is largely irreversible. Observed SOC increases after improved land management mainly result in an accumulation of labile SOC prone to land use/climate changes and therefore cannot be regarded as contribution to long‐term OC sequestration.     

内蒙古荒漠草原防风固沙服务变化及其驱动力

荒漠化是内蒙古荒漠草原面临的最严重的生态环境问题之一,而风蚀则是造成土地退化的主要因素。采用修正风蚀方程（Revised wind erosion equation,RWEQ）定量评估了内蒙古荒漠草原2000和2017年的固沙量,并结合土地利用、降水、风速、植被覆盖度数据分析了该区域防风固沙服务的影响因素。结果表明：内蒙古荒漠草原的防风固沙服务表现出明显的空间异质性,不同土地利用类型提供的防风固沙服务有所差异,其中高覆盖度草地的固沙量相对较高。总体来说,2000年固沙量与降水、风速、植被覆盖度均为正相关,2017年固沙量与降水为负相关,与风速和植被覆盖度为正相关。2000-2017年内蒙古荒漠草原固沙物质总量增幅为53.95%,其中9.65%来源于土地利用变化区域,土地利用方式发生变化的面积占研究区总面积的5.6%。2000-2017年土地利用变化以林地的恢复、建设用地的扩张以及不同覆盖度间草地的转换为主。2000-2017年,风力因子的分布模式对防风固沙服务的空间分布变化的影响较大。总的来说,土地利用变化对内蒙古荒漠草原的防风固沙服务有一定的增强作用,防风固沙服务的空间分布在时间上的变化主要受气候因子的影响。     

干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展

植被恢复与建设是控制水土流失的重要措施.在干旱半干旱地区,植被在空间上的分布呈现离散特征,在坡面上形成的裸地-植被镶嵌和植被条带分布等覆被格局对水土流失过程具有重要影响.覆被格局与水土流失关系研究是景观生态学格局与过程研究的重要内容.从植被斑块、坡面覆被格局对水土流失的影响与耦合覆被格局与水土流失的手段和方法三个方面对国内外相关研究进行总结分析.从中发现,植被类型、层次结构和形态特征是植被斑块尺度上影响径流泥沙的关键因素;不同覆被类型的产流产沙特征与覆被格局的准确描述是研究覆被格局水土流失效应的重要基础;坡面覆被格局对水土流失的影响关键在于其改变了径流泥沙运移和汇集的连续性,应重点关注径流泥沙源汇区的连通性和空间分布在水土流失中的作用;以坡面的精确覆被制图为基础,建立基于水土流失过程的覆被格局指数和耦合格局信息的径流与侵蚀模型是定量研究覆被格局影响的有效手段.今后应加强以下研究:以动态系统的观点研究覆被格局的变化对水土流失的影响,系统理解覆被格局与水土流失之间的相互联系与反馈机制,探讨两者间动态关系随尺度变化的规律性并发展尺度上推方法;构建过程意义明确且简单实用的格局指数,将覆被格局与水土流失过程有机联系起来;发展覆被格局的动态信息与产流产沙过程相结合的水文模型,加强对格局与径流泥沙反馈系统的耦合,建立真正意义上的覆被格局-水土流失过程耦合模型.     

土壤湿度和植被盖度对土壤风蚀的影响

1　引　　言随着土地承载量的不断增大 ,土壤风蚀已经成为干旱半干旱区农牧业发展的限制因素之一[4] .孙建中等[8] 研究表明 ,处于农牧交错带东段的河北坝上滦河源区是土壤轻度风蚀与未风蚀的交界带 .赵雪等[10 ] 对河北坝上脆弱生态环境进行了分析 ,指出该区农业发展中存在的问题之一是土壤风蚀和土地沙化 .赵文智[9] 对河北坝上半干旱 半湿润过渡带土壤水分状况研究表明 ,植被盖度的增大能够提高土壤保水能力 .贺大良等[5,6] 在土壤属性方面研究了降雨与起沙风速之间的关系 ,发现降水与土壤湿度关系十分密切 ,而土壤表层水分的增加可减弱…