干旱区可持续土地利用模式——以天山北坡为例

Sustainable land use patterns are ecological and economic prerequisites of regional sustainable development. This is especially true for arid lands, where the environment is wholly fragile thanks to extremely limited precipitation, and where human activities have greatly transformed natural desert system by clearing natural vegetation, expanding oases and even building dams on inland rivers. However, the current studies on land use patterns are still characterized by field investigations and case studies, with almost no solid scientific basis. This paper holds that land types and their combination patterns are the principal basis for designing sustainable land use patterns, and that GIS and RS-based large-scale land type mapping and the study of their spatial combination structures should be coordinated with the demand of social development. The existing environmental problems induced by irrational land use mostly result from their deviation from the natural properties of land types. Taking the northern slope of the Tianshan Mountains (NSTM) as an example and considering land type patterns as the basis of land use patterns, this paper improves the vertical oasis- and-mid-mountain two-belts development model and the sustainable mountain land use model for arid lands put forward in recent years; and in terms of oases patterns, it outlines oasis development models, including intensive land use pattern in alluvial-diluvial fans, moderate agricultural development pattern in alluvial plains, and ecological land use pattern in river-end oases.     

干旱区可持续土地利用模式分析——以天山北坡为例

可持续土地利用模式是土地生态经济可持续发展的必然要求,但目前对可持续土地利用模式的科学基础研究较为薄弱。可持续土地利用模式的科学基础是土地类型及其空间组合结构,利用遥感和地理信息系统等新技术、基于社会发展需求的小尺度、大比例尺土地类型制图及其空间结构研究将是今后土地分类学的重要研究方向之一。目前土地利用中存在的与环境相关的问题,多数源自于违背土地类型自然属性的客观要求。退耕还草还林政策的实施,体现了土地利用需要遵循土地类型自然属性的客观要求。以天山北坡为例,在可持续土地利用模式的科学基础分析的基础上,根据土地类型及其空间组合结构,进一步完善和提升了近年提出的干旱区绿洲－中山带立体双带模式和干旱区山地利用模式;并基于典型的干旱区绿洲格局提出了冲洪积扇绿洲集约利用模式、冲积平原绿洲农业规模经营模式以及河流尾闾三角洲绿洲生态利用模式。     

塔里木盆地南缘2000-2013年人工绿洲扩张特点

利用2000、2005、2011、2013年4期MODIS13Q1、Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,基于RS、GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,探讨塔里木盆地南缘人工绿洲扩张特点。结果表明:塔里木盆地南缘人工绿洲在2000-2013年不断扩张,各时段扩增来源中,天然绿洲比重不断减小,绿洲-沙漠过渡带比重逐步上升,荒漠比重快速增加。各流域人工绿洲扩张的阶段性与区域性差异明显,且扩增来源结构由于扩张的相对区位不同而异。人口增长、政策引导使人工绿洲不断扩张,并具有阶段性与区域差异性特点。人工绿洲扩张过程中,天然绿洲和绿洲-沙漠过渡带有明显退化现象,使其生态屏障功能下降,威胁到绿洲安全和经济社会的可持续发展。     

新疆干旱区天然植被最低生态耗水量概念分析

干旱区天然植被的最低生态耗水量问题关系到该地区生态建设的标准问题，也是评价水资源生态承载力所必须考虑的指标。同时，天然植被的最低生态耗水量是制定绿洲农业用水和节水规划的依据之一。据不同的生态目标分析并提出了天然植被不同的最低生态耗水量的概念，指出植物的最低生态耗水量是最低生态效应下的植物的耗水量，而且不同生态区要求的生态效应不同，因此，植物在不同生态目标下会表现出的最低生态耗水量不同。进行天然植被最低生态耗水量评价时，首先要明确生态目标。另外，通过试验发现，天然植被存在着生态耗水效率的概念，水分的生态效应存在最优值。     

干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析

在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境效应等方面探讨了绿洲景观稳定性的内涵,并对新疆三工河流域绿洲进行实例分析和应用。结果表明：(1)人工绿洲景观的稳定需要绿洲景观的多样性逐渐降低和景观廊道的复杂性增加;但天然绿洲的稳定需要增加景观的多样性和景观廊道的复杂性。(2)人工绿洲景观稳定性还可从绿洲土地利用变化方面分析,绿洲土地利用变化是人类投入大量负熵的结果,投入的负熵越多,绿洲土地利用程度越高,越有利于绿洲从低级的亚稳定状态不断向高级稳定态发展,从而实现绿洲可持续发展。但人类的投入并不总是有利于绿洲的稳定,可用土地废弃比例的变化,说明人类投入对绿洲生态环境和稳定性造成的影响,土地废弃的比例越高,绿洲生态环境的质量也就越低,绿洲的稳定性也就越低。(3)通过绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性和土地利用状况综合评判,1978～1998期间三工河流域绿洲景观及其各部分的稳定性逐步提高。     

试论中国荒漠区人工绿洲生态系统的形成演变和可持续发展

绿洲是干旱区特有的生态系统，尤其是通过灌溉发展起来的人工绿洲，成为干旱区人类生存和繁衍的基地，它是由山地、绿洲和荒漠构成的干旱区三大生态系统的核心，发展绿洲是遏制土地沙漠化的重要措施。我国西北干旱区的绿洲形成，经历了三个时期：受到人类轻微干扰的自然水系时期，很多古代绿洲多分布在河流下游；受到人类较强干扰的半人工水系时期，在山前地带形成旧绿洲，下游古代绿洲衰亡；受到人类强烈干扰的人工水系时期，新扩大的绿洲多在旧绿洲边缘和外围。由于绿洲发展改变了水资源的时空分配和消耗方式，使得人工绿洲与沙漠同时扩大，而处于两者之间的自然水域、林地、草地面积和野生动物数量减少，形成沙漠危逼绿洲的态势。所带来的有利影响是水资源利用效益提高，土地生产潜力得到发挥，人工绿洲小气候条件改善，人口承载能力增加；不利方面是水土、水盐平衡失调，生物多样性减少，沙漠与绿洲间过渡带缩小。为了适应西北地区人口和经济增长，预测未来绿洲发展，将以提高现有绿洲生产潜力为主，重点是加强中低产田改造；通过节水及水资源合理调配，适度扩大新绿洲。以保护自然生态来维护人工绿洲生态的稳定性，以发展人工绿洲生态来减轻自然生态的压力，实现可持续发展。     

土地类型结构格局与山地生态设计

以陕西秦岭北坡为例,进行了土地类型空间结构,数量结构和质量结构的系统分析,提出了土地类型格局的空间层次性,结构多级性和功能多元性的观点。并就区域宏观尺度进行了山地系统生态模式设计。     

中国内陆河流域绿洲发育度的综合评价

人工绿洲是干旱区人类活动主要场所,绿洲管理和生态建设体现了人类活动的积极作用;而不适当的土地开发与经济活动又形成了对绿洲生存与可持续发展的过度压力与生态负荷。科学准确地对绿洲状态进行综合评价,已成了人们正确认识绿洲并对其进行生态建设和环境保护的重要前提。针对目前我国绿洲综合评价研究的指标单一、应用区域受限等缺陷和不足,提出了可普遍用于内陆河流域绿洲评价的指标体系--基于因子分析法的“绿洲发育度”,并以河西走廊的15个绿洲为研究对象进行了案例分析。结果表明：依据发育度综合评价值可将河西走廊绿洲划分为工业绿洲、较高开发程度的农业绿洲、中度开发的农业绿洲和衰退或较低开发程度的农业绿洲4个等级,与当地实际情况完全符合;同时,还可通过因子水平上的发育度指标对各个绿洲的优势和劣势进行准确的定量表达,为绿洲管理者和政策制定者提供简明、准确的科学依据。     

基于改进三维足迹模型的关中地区土地自然资本利用状况分析

三维生态足迹是可持续发展定量化评价的重要方法,陕西关中地区作为丝绸之路经济带的重要承载地,研究其土地自然资本利用状况对可持续发展具有重要意义。论文采用改进三维足迹模型,并利用足迹广度基尼系数等指标,对关中地区1995—2015年自然资本利用状况从“产品—地类—区域”3个尺度进行了分析。结果表明： ① 1995—2015年,关中地区土地足迹呈现先增后减的变化趋势,土地承载力逐年下降,生态赤字逐年增大,不利于可持续发展;② 关中地区5个市均处于生态赤字状态,足迹深度均超过原长1,消耗存量资本来弥补流量资本的不足已成关中地区社会发展的常态;③ 耕地和建设用地为流量资本占用主要地类,草地、耕地和建设用地为存量资本消耗主要地类;④ 区域内部流量占用不公平程度逐渐增加,若仍不采取合理措施,2025年将呈现较不均衡状态,2030年则为高度不均衡。论文聚焦“实态足迹”,揭示了关中地区土地利用效益,为其可持续发展提供科学参考。     

制约污水作为西部干旱区陆域生态用水的技术因素探讨

探讨了制约污水作为西部干旱区陆域生态用水的技术因素,这些因素包括：污水未纳入陆域生态用水的范畴,缺少干旱区陆域污水排放标准、干旱区陆域生态用水水质标准和利用污水时污水排放标准和用水标准之间的优先执行原则。     

黑河流域典型区土地利用格局变化及影响比较

在黑河流域选择两个典型区域进行土地利用变化的空间差异与影响的对比研究,利用20世纪60年代以来的三期遥感数据,通过定量表征指标体系,对比分析了两个区域不同空间土地利用格局变化和土地利用类型变化的分异特征,定量评价了土地利用变化对不同区域绿洲系统的稳定性和水资源空间分配的影响。结果表明：过去35年来两个对比区域不同的土地利用格局变化,形成了显著的绿洲沿河流的溯源迁移和以基于下游老绿洲的渐进性绿洲外围拓展两种不同模式,前者导致流域水资源过度集中消耗于流域上游和源区,中下游水资源可利用量急剧减少,在35年间下游荒漠化土地增加了85.1%,灌溉绿洲萎缩了25.5%;后者则不同,水资源利用量的空间配置在区域下游具有小幅度集中,区域绿洲系统整体的稳定性较高。从流域整体的水土相互关系出发,合理规划干旱内陆流域土地利用模式和空间土地资源配置,对于促进流域整体的可持续发展具有重要意义。     

加强中国绿洲的研究与建设

加强绿洲的研究和建设是我国西北干旱区持续发展中的重大问题。绿洲的地位与作用十分显著，加强开发整治是个紧迫任务。应运用先进的科技手段和方法重点研究绿洲形成、为规律、绿洲区域社会、经济资源、环境持续发展的整体战略及其优化调控。同时应重视和加强绿洲化建设。     

基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究

土地多功能利用是提高土地利用效率、缓解人地矛盾、促进区域可持续发展的重要途径。研究构建了“生产-生活-生态”功能的土地多功能性评价指标体系,基于3 km×3 km格网,融合了遥感、统计、POI等多源地理数据,利用投影寻踪模型对黑河中游土地多功能性进行评价,通过变量相关分析和双变量局部空间自相关分析,揭示了土地多功能权衡与协同关系,并采用RGB三通道合成与二阶聚类分析相结合进行土地功能分区。结果表明:(1)黑河中游在不同利用方式下呈现不同功能,在走廊平原区土地功能以生产功能为主导,生活功能和生态功能为辅。生产功能在走廊绿洲农业区优势明显,生活功能高值区集中于城镇等基础设施条件较好的地区,祁连山、龙首山发挥着生态屏障作用。(2)研究时段内,土地多功能性稳中增强。土地多功能性与一级功能的空间格局保持稳定,土地功能间协调性普遍增强,不同功能在空间上日益重叠。(3)按照主导利用方向,土地可划分为以农业生产与城镇空间为主体的重点开发区、优化开发区和适度开发区,以及以生态空间为主的生态屏障区、生态缓冲区和生态修复区。(4)土地多功能利用仍有提升空间,尤其要加强对非主导功能的关注,协调功能间的固有矛盾;统筹推进生态修复,关注自然资本增值,从构建区域绿水青山的格局挖掘土地价值新的增长点。     

祁连山区草原畜牧业的可持续发展问题与发展模式

以祁连山区的肃南县为实验基地,通过对山区生态保护和经济发展之间现存问题的分析,提出了以草原管理、牲畜繁育和产业发展为主要内容的山区草原畜牧业发展模式。它突破了山区的地域限制,将山区与山下绿洲作为一个完整的生态-经济耦合系统,使用跨学科的方法,将山区草原的生态保护与农户的经济增长兼容起来,从而成为山区草原畜牧业的一个可持续发展模式。     

中国绿洲研究之进展

绿洲是干旱区独具特色的生态景观。近１０多年来,中国绿洲研究取得长足进展,在绿洲与绿洲系统、绿洲形成演变,绿洲的建设,调控与可持续发展等研究领域取得一批重要成果。要明确其研究对象与学科性质,紧紧围绕主要研究内容,进一步推动我 洲研究向更层次发展,愉占居国际前沿阵地。     

绿洲耕地变化趋势及其驱动力——塔里木盆地南部策勒绿洲为例

以多年的野外实地调查资料和统计资料,分析了塔里木盆地南部策勒绿洲50年以来耕地面积变化的总体趋势、空间差异和驱动因子。基于GPS现场定位,应用GIS进行空间分析,通过建立多元回归模型,最终对该绿洲2010年和2020年的耕地数量进行了初步的预测。分析结果表明社会经济发展动态、农业科技进步和水土资源的限制等3大类因素是影响耕地数量的3个主成分,其结果将为进一步研究整个塔里木盆地南部绿洲耕地变化提供借鉴,为合理利用和保护耕地、为干旱区可持续发展提供科学依据。     

干旱区内陆河流域生态系统类型及其整治途径——以新疆为例

干旱区内陆河流域生态系统类型 ,可按水资源的形成、转化、消耗、积蓄和排泄 ,结合地貌和植被划分为山地、水域、人工绿洲、自然绿洲和荒漠五大类型。各类型是在以荒漠为背景情况下 ,山地为基础 ,水域为主导 ,人工绿洲是核心 ,自然绿洲是屏障。流域生态系统整治途径是 :治理山区环境 ,涵养保持水源 ;合理利用水源 ,维护生态稳定 ;建设人工绿洲 ,优化生存基地 ;保护自然绿洲 ,发挥生态效益 ;防治荒漠化扩大 ,减少危害程度     

干旱区农用地适度规模的生态经济学分析--以新疆为例

通过对干旱区农用地无节制扩张带来的土地生态问题分析,认为新疆耕地面积近43年间有8％左右的增加,不是开荒的贡献,是节水技术以及农业科技进步促进土地集约利用的结果,也是以生态环境恶化为代价换来的。并依据干旱区生态的脆弱性特点,提出了建立稳态的经济的运行模式,来摆脱生态危机。从生态经济学的视角,阐述了干旱区绿洲土地利用适度规模的“稳态经济学”模式、最适度生态环境效益的农用地规模以及采用农业生产外部经济内部化的环境治理费用共同负担的原则来抑制无节制农地扩张或制约不合理利用土地资源的行为．同时提出了土地开发权的产权制度创新的构想。     

云南干热河谷坡地资源改良利用途径与技术的研究

按非地带性规律分布的干热河谷景观生态区是中国南方局部区域荒漠化过程的前奏，文中试图以云南干热河谷区为例，对其总体分布状况及特征，土地利用中的气候、生物等限制性因子进行评价分析，提出云南干热河谷坡地利用评价的指标体系，并对后备土地资源进行了总体评价，在多年野外定点试验工作的基础上，归纳总结出具备一定实用推广价值的干热河谷坡地改良利用途径和技术方法，最终得出云南干热退化生境区一系列先锋树种引种选择的指导性意见。     

半干旱区生态风险时空演变及其影响因素的地理探测——以宁夏盐池县为例

深入探究半干旱区景观格局变化规律,明确其生态风险时空演变特征与影响因素,对优化半干旱区景观格局、防范和治理生态风险、促进区域可持续高质量发展具有重要意义。以宁夏回族自治区盐池县为例,基于2000—2020年土地利用数据,通过景观格局指数构建生态风险模型,结合地统计分析和地理探测器模型,对其景观格局变化及生态风险时空演变与影响因素进行综合研究。结果表明：（1） 2000—2020年盐池县耕地和未利用地面积下降,其余地类均呈增加趋势,其中建设用地扩张速度最快,年均增长率为6.90%。（2） 2000—2020年盐池县景观斑块数、斑块密度、景观形状指数和香浓多样性指数上升,最大斑块指数和蔓延度指数下降,表明景观格局呈破碎化、复杂化和分散化的发展态势。（3） 2000—2020年盐池县生态风险指数由0.1465下降至0.1312,其中高、较高和中等风险区面积占比分别下降5.25%、24.21%和5.44%,而低和较低风险区面积占比分别增加14.11%和20.79%,空间上呈现出北高南低的分布格局。（4） 随着社会需求的日益增长和人类活动的加剧,自然因素对生态风险空间分异格局的影响逐渐弱化,而社会经济因素作用不断增强。