峰丛洼地石漠化景观演化与土地利用模式

峰丛洼地石漠化景观格局是土壤分布空间格局的制约下,岩溶生态系统对植被强烈依附性条下,由不同类型人类活动决定的。农耕、放牧和砍伐是最主要的破坏峰丛植被的人类活动;缓坡耕地形成轻度石漠化景观;陡坡地形成中度石漠化景观,因坡面土壤流失,演化为更高等级石漠化景观;峰丛陡坡放牧和砍伐都可能直接形成峰丛上部大面积中-强度石漠化景观,出现峰丛坡面石漠化景观分异,产生不同的土地利用模式。     

不同石漠化程度岩溶峰丛洼地系统景观格局的比较

利用花江岩溶峡谷区南坡不同石漠化程度的5个独立的岩溶峰丛洼地系统景观要素的实测数据,分析了多样性、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标的变化规律及其所指示的生态学意义。结果表明,这些指标在不同峰丛洼地系统都能较好地评价石漠化过程中景观格局的动态变化规律,对分析石漠化土地的发展趋势具有较好的指示意义。但多样性指数、优势度指数、均匀度指数也与各峰丛洼地系统的景观基质有关,在不同石漠化程度的峰丛洼地系统中,反映的景观生态意义是不一样的。景观格局分析不仅强调面积,而且还考虑所研究石漠化土地的空间分布特征(格局)、景观组成特点与石漠化过程的关系和对石漠化的影响,在石漠化程度判定和石漠化指标的研究中景观格局是一个不可忽视的问题。     

南方喀斯特石漠化分区的名称商榷与环境特点

阐明了锥、塔峰等热带喀斯特地貌发育的适宜的气候和地质地貌条件,论述了我国南方喀斯特地区喀斯特地貌空间分布与气候和地质地貌条件的关系。针对现行《石漠化分区》命名存在的科学系统性问题,对石漠化分区的命名系统提出了修改意见:将我国南方喀斯特地区分为锥、塔峰喀斯特地貌区和非锥、塔峰喀斯特地貌区2个区。锥、塔峰喀斯特地貌区,根据喀斯特地貌类型分为浅碟型峰丛洼地,漏斗型峰丛洼地和峰林平原等3个亚区,分别对应原《石漠化分区》的岩溶高原区,峰丛洼地区和峰林平原区。非锥、塔峰喀斯特地貌区,根据区域地貌类型分为高原盆谷,高原峡谷,高原和中低山槽谷,中高山和中低山等5个亚区,分别对应原石漠化分区的岩溶断陷盆地区,岩溶峡谷区,岩溶槽谷区,中高山区和溶丘洼地(槽谷)区。鉴于热带喀斯特地貌区裸露性喀斯特坡地分布广,石漠化严重,特别是漏斗型峰丛洼地亚区裸露性喀斯特坡地面积比例高,是南方喀斯特地区石漠化最为严重的地区,也是集中连片的国家级贫困区,建议南方石漠化治理向黔桂滇接壤的漏斗型峰丛洼地亚区倾斜。     

广西环江锥状峰丛喀斯特景观演化机制

广西环江喀斯特世界自然遗产提名地是贵州荔波喀斯特世界自然遗产地的拓展地。环江喀斯特地貌发育演化受岩性、地质构造、断层、节理、裂隙和地下水文系统等因素影响。岩层由纯度较高的石灰岩和白云岩等可溶性碳酸盐岩构成,地壳运动使该地抬升,岩层受力发生褶皱并隆起断裂,断层节理发育;降雨、较高的温度以及地表-地下水对可溶性岩石进行侵蚀-溶蚀作用,使侵蚀基准面下降,河流下切,地表因长时间受剥蚀和溶蚀,地貌演化由幼年期经青年期进入壮年晚期。发育成峰丛谷地、洼地、峡谷及峰林洼地、谷地、盆地和多层洞穴等为主的形态多样的锥状喀斯特地貌景观。环江喀斯特自寒武纪以来经历了形成山间盆地和石炭系巨厚碳酸盐岩的沉积成岩阶段及喀斯特化作用,地貌发育演化经过3个主要阶段,即褶皱断块山地―盆地形成阶段、喀斯特峰丛―峰林发育阶段和喀斯特峡谷形成阶段。演化模式遵循峰丛洼地→峰丛谷地→峰丛峡谷→峰林洼地→峰林谷地地有序正向演替规律。揭示了热带-亚热带锥状喀斯特地貌发育主要阶段及演化过程。     

喀斯特乡村土地利用景观的粒度效应

尺度效应是景观生态学研究的热点。为探究小尺度不同地貌景观粒度特征,基于2018年法国Pleiades卫星解译的土地利用数据,以贵州省喀斯特中山、峰丛峡谷、低山丘陵、峰丛洼地4种喀斯特地貌的典型乡镇为例,从斑块类型水平和景观水平两个方面研究乡村土地利用景观的粒度效应。结果表明:4个不同地貌的乡镇斑块数量、斑块密度和斑块形状指数随粒度增加均呈现出下降的趋势,而随粒度增加,斑块所占景观面积变化不突出。香农多样性指数和香农均匀度指数的尺度依赖性较弱,聚集度、连接度、蔓延度和分离度的尺度依赖性较强。不同景观类型的斑块指标粒度效应存在差异,不同地貌乡镇的斑块指标和景观指标的粒度效应存在差异。喀斯特特色地貌背景下,人类活动作用下的土地利用结构特点是形成喀斯特乡村土地利用景观粒度变化特征的重要因素。     

西南岩溶山地乡村景观格局与石漠化调控展望

西南岩溶山地乡村景观格局石漠化过程的生态认识落后于生态治理措施。面对国家需求,优化乡村景观格 局对石漠化发生过程的调控,未来优先研究领域：⑴识别岩溶山地乡村景观格局的转换、渐变和基本不变的层次 性,测算不同尺度下乡村景观类型及其空间组合的贡献;⑵认识不同类型乡村景观空间分布的生态学意义及其对 区域石漠化整体程度的影响,找出不同乡村景观演化格局下的石漠化效应;⑶厘定岩溶山地高强度人类活动及其 所诱导的乡村景观格局演化对石漠化的作用效应,构建乡村景观石漠化的成因框架;⑷探讨乡村景观格局制约下 有利于石漠化土地恢复的格局优化模拟,丰富人们对岩溶山地乡村石漠化发生过程的理解和认识。     

广西都安地下河地质公园喀斯特景观特征 及其形成演化

在对都安地下河公园区域地质背景及喀斯特景观特征进行分析和研究的基础上,系统探讨了都安喀斯特及地苏地下河系、都安天窗群、峰丛峰林等典型喀斯特景观的形成演化过程,认为都安喀斯特正处于地下和地表喀斯特彼此制约,却又相互协调、同步共生的特殊发育时期;揭示了古近纪以来,暂时性地表流水、地表河等各种地表流水与地下河间,历经独立、袭夺、改道、相连等阶段,对应地下与地表喀斯特间,由地表地下各向分散独立成景→地表地下各向单一网络式成景→地表地下统一网络式成景,并逐渐形成彼此对应喀斯特景观的演化序列和过程。其中,地表喀斯特作用,由强→弱,由主角→配角,并从西北侧至东南侧逐渐演化、分异,形成高峰丛深洼地→中峰丛洼地→低峰丛洼地→高峰林谷地→低峰林谷地5种不同且依次过渡的地表喀斯特地貌;地下喀斯特作用,则由弱→强,配角→主角,逐渐形成庞大、复杂的地下河喀斯特地貌——地苏地下河系;地下与地表间,由彼此独立→整体相互制约、协同共生,并形成由500多个天窗组成的天窗群。因此,公园既是全球展现地下河喀斯特景观美景的杰出代表地之一,又是全球地下河喀斯特地貌演化的杰出范例,还是展示地下与地表喀斯间彼此制约,却又协同共生发育的典型参照地。     

广西弄拉岩溶植被的表层水文地球化学效应

岩溶区植被是岩溶生态系统的重要组成部分,具有旱生性、喜钙性、岩生性和对环境变化敏感的特点.为了更好的恢复植被,加速岩溶生态系统的重建,在广西弄拉岩溶动力系统监测站,通过收集并分析大气降雨、土壤水和表层岩溶泉水的物理化学特征,对典型表层岩溶泉--兰电堂泉集水区内的水源林的表层水文地球化学效应进行了研究.结果表明:植被能降低大气降雨的pH值,增加大气降雨中化学物质(HCO3、K 、Na 、Ca2 、Mg2 和游离CO2)的总含量,尤其是游离CO2的增加能增强岩溶动力系统中的溶蚀动力,有利于岩溶作用;植被能改变土壤的理化性质,减少土壤水的含量,增加土壤的自然含水量,影响土壤水的化学性质;植被不仅通过淋溶等方式增强岩溶动力因子(H2O和CO2)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质,还通过自身的生理作用(蒸腾和呼吸)来影响表层岩溶泉水的物理化学性质.因此岩溶区植被不但具有与非岩溶区植被同样的功能,还具有其特有的生态效应.今后岩溶植被的恢复和重建应该从提高当地居民生活质量、可持续发展和岩溶景观等角度来考虑.     

西南岩溶山地乡村景观格局与石漠化调控展望

西南岩溶山地乡村景观格局石漠化过程的生态认识落后于生态治理措施。面对国家需求,优化乡村景观格局对石漠化发生过程的调控,未来优先研究领域：⑴识别岩溶山地乡村景观格局的转换、渐变和基本不变的层次性,测算不同尺度下乡村景观类型及其空间组合的贡献;⑵认识不同类型乡村景观空间分布的生态学意义及其对区域石漠化整体程度的影响,找出不同乡村景观演化格局下的石漠化效应;⑶厘定岩溶山地高强度人类活动及其所诱导的乡村景观格局演化对石漠化的作用效应,构建乡村景观石漠化的成因框架;⑷探讨乡村景观格局制约下有利于石漠化土地恢复的格局优化模拟,丰富人们对岩溶山地乡村石漠化发生过程的理解和认识。     

泰山景观生态安全动态分析与评价

泰山位于山东省中部,是我国重点旅游区和世界文化与自然双遗产,具有独特的山地植被景观.长期以来,泰山的生态环境和自然资源经历了由原始完整到遭受严重破坏、再恢复重建的过程.近年来,旅游业的迅速发展和人类活动的干预已构成对当地生态环境的严重威胁,泰山景观格局的生态安全问题已成为一个不容忽视的问题.在对泰山景观格局研究的基础上,着重分析了泰山景观生态环境问题的发生与作用、景观结构与功能关系的机制、不同尺度上格局与过程的干扰效应及景观稳定性等问题.定性和定量相结合地评估和分析了泰山景观整体健康水平,并讨论和描述了泰山景观的安全格局.     

亚热带喀斯特山区的生态系统特征和恢复途径

亚热带喀斯特山区主要分布于中国西南和华南，其地貌以寒武系、二叠系和碳酸盐岩与碎屑岩夹层组成的峰丛洼地和喀斯特谷地为主^[1]。由于生态环境及其脆弱，加之人类活动干扰严重，这使得该区长期以来资源难以合理开发利用，环境日益恶化。随着我国西部大开发战略的实施，环境的恶化，经济的落后和不合理的资源开发利用等问题已引起了地理、岩溶、生态、环境等学术界的高度重视。生态系统的恢复、重建，农业、林业和其他产业的合理规划已成为刻不容缓的问题。     

基于GIS与景观生态方法的喀斯特山区土地资源规模化潜力分析

探讨了利用斑块大小、丰度指数、斑块方度指数、景观集中度指数等景观格局指数以及耕作半径作为土地资源规模化潜力评价的指标设置方法,结合DTM提取的地形坡度因子,以喀斯特山区为例,应用GIS技术定量分析了不同地形区包括喀斯特河谷区和喀斯特峰丛峰林区、不同坡度区土地资源的规模化潜力.结果表明,土地资源规模化潜力受到土地资源空间格局和地形格局的严重制约,且严格受控于土地资源空间格局与地形的组合形态,喀斯特山区耕地资源丰度较低,虽有向低缓坡度区域聚集的效应,但受地形限制严重,从土地规模化趋势的角度看,喀斯特山区的移民也不可避免,政府应有相应的规划和应对措施.     

广西岩溶地区农业生态系统的分析评价

广西岩溶面积较大，分布范围广。岩溶地区农业生态环境恶劣，土壤瘠薄，植被稀少，降雨分布不均，农用水源不足，加上农业生态系统内部结构失调，生态系统的特和能量入不敷出，资源开发利用不当，导致生态环境条件进一步恶化，生态平衡失调，自然灾害加重，农业生态系统的稳定性和持续性下降，严重地影响岩溶地区农业生产和国民经济的发展。必须因地制宜地调整农业生产结构，在资源开发利用上扬长避短，切合实际地发展林业和恢复植被     

喀斯特地貌单元中休闲农业景观格局分析与生态设计

罗平县板桥镇金鸡峰丛景区为典型的喀斯特地貌单元,该区定位为休闲农业示范区。运用景观生态学原理和方法,研究发现,该景区主体区域存在景观异质性极低、农业生态系统脆弱、景观作物单一和缺乏系统规划等影响休闲农业可持续发展的关键问题。研究认为,强化和引入新斑块和廊道,加强农业面源污染控制,重视和保护峰丛单元,增加"双值型"农业植被类型,科学论证和编制休闲农业规划等优化措施,可以提升该区休闲农业的景观异质性,最大限度地实现生态效益与经济功能的协调统一。     

岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望

在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。     

不同城市化阶段景观演变的热环境效应动态——以深圳西部地区为例

热环境效应是城市化过程中景观格局演变对区域生态环境影响研究的重要内容之一。通过热环境效应动态研究有助于理解景观对区域生态环境效应的影响在不同阶段的规律特性。本文利用深圳市1987年、1995年和2005年3期Landsat TM影像,通过构建热环境效应变化指数描述不同城市化阶段热环境效应的发展特征,并通过景观分布指数表征景观演变对其的影响作用。结果表明热环境效应的空间特征在城市化进程中由聚集型逐渐转变为零散与破碎分布;在快速城市化阶段,景观演变对热环境效应动态的影响主要体现为热中心的扩展,同时自然景观对热环境效应的缓解作用有所减弱;城市化稳定阶段,景观变化的热环境效应由空间的扩张转为强度的提高。     

基于GIS和盒计数法的景观类型分形研究

为探索景观分类研究的技术和方法,本研究以福建省永泰县为研究区,建立了突出人为干扰强度的三级景观分类系统,并在RS和GIS技术支持下完成数字景观类型图编制;继而在ArcGIS平台上采用盒计数法对该区域的景观要素边界征兆信息进行分形研究．研究结果表明,各景观类型边界形态的复杂性（分维值D）构成排序：水域景观〉自然景观〉农业景观〉半自然景观〉廊道景观〉人工建筑景观,此排序恰与人为干扰强度呈负相关;人类活动对景观过程及景观格局的影响在不同的景观类型上产生了诸多不同的响应．     

基于GIS和盒计数法的景观类型分形研究

为探索景观分类研究的技术和方法,本研究以福建省永泰县为研究区,建立了突出人为干扰强度的三级景观分类系统,并在RS和GIS技术支持下完成数字景观类型图编制;继而在ArcGIS平台上采用盒计数法对该区域的景观要素边界征兆信息进行分形研究.研究结果表明,各景观类型边界形态的复杂性(分维值D)构成排序:水域景观＞自然景观＞农业景观＞半自然景观＞廊道景观＞人工建筑景观,此排序恰与人为干扰强度呈负相关;人类活动对景观过程及景观格局的影响在不同的景观类型上产生了诸多不同的响应.     

喀斯特和非喀斯特区农业景观格局变化及生态 系统服务价值变化对比——以广西全州县为例

选取广西壮族自治区典型喀斯特丘陵盆地——全州县为研究区,根据景观格局和生态系统服务价值相关理论,采用2005、2010和2015年TM遥感影像的解译结果及社会经济统计数据,借助ArcGIS和Fragstats软件,对比分析了2005―2015年全州县喀斯特区和非喀斯特区的农业景观格局和生态系统服务价值变化,结果显示：1）2005―2015年间全州县农业景观格局发生明显变化,但喀斯特区和非喀斯特区优势景观类型均未发生变化。2）10年间农业景观用地面积喀斯特区减少了472.23 hm2,非喀斯特区减少了476.28 hm2,但喀斯特区的减少率高于非喀斯特区;喀斯特区比非喀斯特区景观更加破碎,斑块形状更加分散、复杂,景观异质程度更高。3）研究期内喀斯特区生态系统服务价值减少0.01亿元,非喀斯特区生态系统服务价值增加0.04亿元。其中,有林地的减少对2个区域生态系统服务价值减少的贡献率均为最大,喀斯特区达到78%,非喀斯特区达到83%,水域景观的增加导致2个区域生态系统服务价值增加。     

石林县域洼地特征与资源环境效应

地貌类型的结构多样性和生态系统各要素耦合的复杂性,使得喀斯特人地关系地域系统中出现水土流失、石漠化、贫困等各种特殊的生态环境和社会问题。洼地是喀斯特地形分化的元地形,对其研究有助于从地貌动力学视角深化对喀斯特地区资源环境要素的认识。本文将基于ASTER-GDEM地形数据的GIS、RS空间分析与野外地质地貌调查成果相融合,研究石林县域洼地形态特征与空间格局,揭示洼地发育的资源环境效应。结果表明:(1)石林县域洼地8597个,总面积269.45 km~2,占县域面积的15.16%,洼地平均面积3.13±6.83 hm~2,深度15.8±11.2 m,坡度7.42±2.68°,长轴长度237±227 m,圆度指数1.26±0.28,频率分布呈左偏特征,洼地点蚀指数为6.14,显示区域地貌发育处于不成熟的初始分化状态。(2)石林县域洼地为显著聚集分布模式,按密度范围可分为高密度(6个/km~2)、中密度(5～6个/km~2)和低密度(5个/km~2)三个区域。(3)洼地高低密度的差异性空间分布与泉眼、暗河、地下水系统流向等具有高度空间相关性,表现为地下水往往从高密度区向低密度区流动,暗河的源头区分布于高密度区,泉眼等地下水排泄通道位于低密度区;植被覆盖度和石漠化强度等资源环境指标的分布在不同密度洼地区具有显著差异性,表现为随着洼地密度的增加,区域内低植被覆盖度和高等级石漠化强度的面积逐渐增加。洼地作为降雨汇聚成地表径流转入地下暗河的有利地形,其空间格局是区域水土资源流失/漏失的关键性空间格局,高密度洼地区是水土保持与石漠化治理的重要区域,这种认识为喀斯特地区资源环境规划及管理提供了地貌学理论与技术基础。