退耕还林还草工程对黄土高原植被总初级生产力的影响

采用Landsat解译的2000年和2015年土地利用/覆盖数据和VPM模型（Vegetation Photosynthesis Model）模拟的2000~2016年总初级生产力（Gross Primary Productivity, GPP）数据,识别出了近16 a黄土高原退耕还林还草的空间范围,并估算了GPP的年际变化趋势。在此基础上,对比分析了退耕区和未退耕区GPP年际变化的差异,从而揭示退耕还林还草工程对GPP年际变化的影响。结果显示,2000~2015年,黄土高原退耕还林还草面积约3.5万km ²,占2000年耕地面积的16.8%。期间,GPP呈增加趋势,GPP显著上升区域占全区面积的67.3%,平均增速24.1 g/(m ²?a)（以C计,下同）。虽然退耕区多年平均GPP低于未退耕区,但退耕区GPP年际增速和相对变化率明显高于未退耕区,分别提高了5.9 g/(m ²?a)和1.5%。     

三峡库区坡耕地退耕与粮食安全的空间分异

坡耕地退耕还林还草作为生态环境建设的一项重要措施，已在全国逐步开展。坡耕地退耕使耕地数量减少，并影响到退耕地区粮食产量减少，尤其在坡耕地分布集中、交通不便地区的尤为突出。本文利用GIS技术对三峡库区坡耕地空间分布进行了分析，探讨了三峡库区坡耕地退耕后粮食安全隐患产生的原因，初步揭示了粮食供需矛盾的空间差异，并结合交通便利状况，划分粮食安全区、警戒区，危机区等三种不同类型的区域。     

长江上游丘陵区社会经济实力与坡耕地治理--以四川省中江县为例

以长江上游丘陵区重点水土流失区内的四川省中江县为例，借助GIS技术，分析了坡度和水土流失约束下的耕地状况，选取农民人均纯收入、人均粮食产量和人均GDP作为评价指标，以乡为评价单元，进行了坡耕地治理的社会经济实力综合评价，进而探讨了坡耕地治理的相关措施。分值在80～100间的乡镇应以大规模的改造坡耕地(坡改梯)、建设基本农田为突破口，为解决粮食问题和实现陡坡地退耕创造条件，退耕还林还草应将经济效益、生态效益和社会效益融于一体。分值在65-80间的乡镇应结合坡耕地综合治理和基本农田建设，发展生态农业，逐步实施退耕还林。分值在0～65间的乡镇应注重陡坡耕地水土流失的防治和土地利用技术的应用。不宜近期退耕。此外，通过加强农村居民点整理增加耕地，可在一定程度上解决陡坡退耕带来的粮食问题，为退耕还林还草、防治水土流失工作的顺利开展提供保障。     

中国西部植被恢复重建空间格局分析

西部生态环境建设，需要进行以植被生物地带性为依据的空间格局分析。本文阐明了西部植被恢复重建空间格局分析的思路，报道了对西部地区退耕还林还草空间格局分析的初步结果，提出在西部生态环境建设中，退耕还林和退耕还草的面积分别占总退耕面积的69%和31%，总的格局是以退耕还林为主，但各少自然条件不同，决定了二者比重不同，从而形成各区域不同的格局：其中，四川、贵州和云南退耕还林的比重在95%以上，形成了以退耕还林为主的格局；西藏、陕西退耕还林和退耕还草比重各占50%左右，形成二者并重的格局；甘肃、青海、宁夏退耕还草的比重在75%以上，形成以退耕还草为主的格局。最后，本文还确定了西部各地植被恢复重建的主要自然植被类型，可为各地实施退耕还林还草工程提供参考依据。     

黄土高原地区退耕还林还草模式案例研究——以宁夏原州区为例

对地处黄河上游、黄土高原西北部、水土流失严重并以贫困著称的宁夏原州区退耕还林还草模式进行研究。通过与原州区有关部门座谈、6个村的典型调查、偶遇抽样的农户问卷调查,在对调查记录和取得的73份有效问卷进行分析的基础上,总结了该区退耕还林还草的模式、工程实施的现状;分析该区退耕还林（草）工程实施过程中模式选择带来的一些问题;最后,提出了相应建议。旨在对新形势下巩固已经取得的退耕还林还草成果,进一步推进退耕还林还草等生态建设,提供实践方面的案例剖析。     

陇中黄土丘陵区农户收入对退耕还林(草)政策的响应——以龙滩小流域为例

退耕还林（草）政策的实施有效改善了陇中黄土丘陵区小流域生态环境、抑制了严重的水土流失，然而，对该区退耕还林（草）政策的实施和交通便利程度对小流域农户收入结构的耦合影响及互馈作用机制尚不清楚。本文选取定西市安定区巉口镇龙滩小流域为研究区，通过问卷调查获取3个区120个农户家庭土地利用情况、经营方式及收入数据，运用方差分析、回归分析和通径分析等方法定量分析交通便利程度和退耕还林比例对农户收入的影响与调控作用。结果表明：退耕还林比例影响了农田面积，进而影响了玉米和马铃薯的种植面积，由此增加了种植业收入，从而导致3个区低比例退耕还林农户收入均高于高比例退耕还林农户收入。同时退耕面积的增加也促使劳动力向非农产业的转移，而交通便利程度影响农户家庭打工人口比例，从而导致Ⅰ（交通便利）区农户的收入显著高于Ⅱ（交通欠发达）和Ⅲ（交通闭塞）区。交通便利程度和退耕还林比例通过农田面积、退耕还林地面积、玉米和马铃薯种植面积及打工人数等影响种植业、劳务输出和退耕还林政策性补助，进而影响流域内农户的收入水平。总之，退耕还林（草）政策的实施影响了陇中黄土丘陵区种植业和劳务输出产业的发展且存在区域差异，而对该区养殖业、林业及副业带动有限。因而，在新一轮退耕还林（草）政策实施之际，该区在加强交通等乡村基础条件建设的同时还需推动林下经济、特色养殖及副业发展，降低农户对种植业和退耕还林政策性补助的依赖，以此实现陇中黄土丘陵区生态和经济的可持续发展，提升农村绿色生产力。     

退耕还林还草研究之进展

在综合阐述我国自实行退耕还林还草以来有关退耕的研究成果及存在的问题之时,比较分析了中外退耕还林还草实践中的退耕目的、基础及政策方面的差异。并针对目前国内退耕研究存在的问题和不足,提出应加强除坡耕地以外的其他类型耕地的退耕和对退耕适宜性评价的研究,大尺度区域范围内采用先进的遥感和地理信息技术的研究方法和手段将是今后退耕还林还草规划和决策分析的重要手段。     

中国北方农牧交错带风水蚀复合区的粮食与退耕还林(草)问题

中国北方农牧交错带风水蚀复合区是一个非常特殊的生态脆弱区,通过对该类型区60个典型县域的实地考察和统计资料分析表明：①该类型区的人均粮食产量自给有余,但粮食单产较低,较高的人均粮食产量是以扩大耕地面积,牺牲生态为代价的,今后粮食增产的主要潜力重点应放在提高水浇地单产上。②从区域和国家生态安全角度考虑,该类型区不适宜大规模开垦耕地,而应在粮食自给的基础上逐渐转变为以牧为主的发展方向,退耕还林(草)正是实现这一重要转变的最有效途径和措施。③农户调查结果表明,退耕对农户粮食产量和家庭经济收入的影响不大,大部分农户能够自觉接受退耕还林(草)政策,但目前正处于相持阶段,仍需要国家给予适当经济补偿。因此,该类型区的退耕还林(草)工程不但不能压缩,而且应该进一步扩大规模,加大投资力度。     

基于GRID的坡耕地退耕压力模型研究

坡耕地退耕还林还草作为保护生态环境的重要措施,已于2000年在长江上游及黄河中上游等地区进行大面积试点。然而,坡耕地退耕还林还草也引发一系列局域性和阶段性的复杂问题,如粮食安全保障、生态移民安置等。这些问题产生的重要根源是坡耕地空间分布差异导致的人口压力状况的空间差异。文章设计了4个基于GRID的坡耕地退耕人口压力指数模型,并以三峡库区的奉节县为例进行了模拟。     

黄土高原坡耕地苜蓿产量及水土流失地形分异模拟——以延安燕沟流域为例

退耕还林还草是目前黄土高原整治生态环境和控制水土流失的主体政策。为使生态退耕政策得到有效落实,本文基于WIN-YIELD软件,以延安燕沟流域为例,利用2006年延安站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料,模拟分析了不同地形高程、坡度和坡向条件下坡耕地种植苜蓿的秸秆干物质产量、水土流失量及其地形分异特征。结果表明:在黄土高原,地形坡度是影响苜蓿秸秆干物质产量和泥沙流失的重要因素,苜蓿秸秆产量模拟值随地形坡度的增大而减小,泥沙流失的模拟值随地形坡度的增大而增大;地形高程1000 m以下的地域种植苜蓿其产量明显高于1000 m以上的地域,坡耕地苜蓿产生径流和泥沙随地形高程的变化不显著;地形坡向对苜蓿秸秆产量和水土流失量的影响不大。     

基于综合指标法的中国生态系统服务保护有效性评价研究

将生态系统服务保护纳入到传统的以保护区为基础的自然保护之中是生态保护研究的新领域。利用综合指标方法,分析了中国从2000-2010年的4种生态系统服务时空变化特征;并对中国的七大生态保护和恢复区域的服务空间保护成效进行评价,提出了国家尺度上的生态系统服务保护优先性分级。主要结论为：① 中国的生态系统服务自西北向东南逐渐增加,显著增加区主要分布在黄土高原地区,显著减少区主要分布在东北及华北地区。黄土高原的生态系统服务提高主要是农田向草地和林地、草地向林地的转换引的;华北地区的降低主要是耕地的减少以及人工用地的增加引起的;东北地区是由于林地向耕地草地、耕地向湿地与人工用地的转换引起的。② 七大生态保护和恢复区的生态系统服务均为增加趋势而且显著增加面积大于减少面积;显著增加面积最大的为三北防护林工程区、最小的为重点生态功能区;显著减少最大为重要生态功能区、最小的为三北防护林工程区。而且,对服务的保护成效在重要生态功能区最高,其次为天然林保护工程区,其余区域均小于全国平均水平。③ 提出的生态系统服务保护优先性等级中,极高级别占到了国土面积的26.18%,保护的生态系统服务量占到全国总量的64.19%,保护成效为全国平均水平的2.47倍。     

21世纪初中国生态退耕的空间格局及黄土高原典型区退耕的生态位适宜性分析(英文)

自1999年我国开始试行以"退耕还林"工程为主的生态退耕以来,到目前已历时十年。特别是进入21世纪,工程实施强度较大,因此从国家尺度上进行宏观生态退耕格局的分析对于评估生态退耕政策和确定未来政策导向具有重要意义。本研究以TM遥感监测的土地利用变化数据库为基础分析2000-2005年生态退耕的时空格局。在此基础上,以黄土高原典型地区陕西中北部为研究区,采用生态位适宜度评价模型探讨了生态退耕工程实施的合理性。研究结果表明:(1)2000-2005年间,生态退耕主要集中在中国中部地区,尤其是在黄河和长江的中上游地区,生态退耕面积与建设占用面积基本持平。在各生态类型区中,黄土高原土壤侵蚀区生态退耕面积最大,达到了1162.50km~2,主要用于还林;(2)整体看来,研究区内生态退耕的空间格局是合理的,即适宜性越差的耕地退耕比例越大。从退耕区域的适宜性水平来看,有77.35%的地区属于勉强适宜区,其中退为林地的面积为603.32km~2,退为草地的面积为528.94km~2。整个研究区内前者大于后者。然而,退耕地中仍有19.38%属于中度适宜区,原因可能来自于退耕指标分配等管理因素,另外,当地农民外出务工从而将中等适宜度的耕地退耕。结果表明,当前仍有大面积不适宜和勉强适宜的耕地存在,在未来工程实施过程区应该首先考虑该类地区。     

吉林省耕地变化对粮食生产的影响

1IntroductionThe quantity and quality of cropland guarantees the grain production (Feng, 2000), and the essence of cropland security is food security. Cropland security means the stability of total quantity of cropland, which also means stable quality, potential productivity and regional balance (Feng, 2000). With the development of urbanization and industrialization, more and more cropland is encroached, especially the cropland with great market-value (Cai, 2000; Ge, 2002; Richard, 2002), w…     

The impact of dynamic change of cropland on grain production in Jilin

The quantity and quality changes of cropland in Jilin province are analyzed by combining the statistics from 1949 to 1999 and land-use maps interpreted from TM images in 1986 and in 2000. In general, the decreasing trend of the cropland in Jilin province was derived from the statistic data in 1949-1999. While since 1983, the cropland area has increased slightly, because of the conversion from other land-use types to cropland. It is showed that the net increase of cropland was about 43.40×104 ha. While the quality change of the cropland can be seen from that mainly caused by the conversion from forestland, grassland to cropland and the change mainly took place in the west, where it is ecologically fragile. According to the spatial distribution model, the centroids' move of the cropland and the grain production are calculated, whose directions are not consistent. The impact of the dynamic change of the cropland on food security is further analyzed.     

生态建设15年黄土高原生态足迹时空变化

作为典型生态脆弱区和重点土壤保持功能区,黄土高原自20世纪80年代以来进行了一系列重大生态工程建设,力图改善脆弱的生态环境。这些重点工程在短期内是否从根本上改善了其生态安全状况是亟待理解的一个科学问题。基于生态足迹思想与方法,定量分析了1995年、2000年和2010年三个阶段15年间黄土高原生态足迹和承载力的时空变化。结果表明：① 1995-2010年15年间黄土高原承载力小于生态足迹,总体上处于生态赤字状态。② 黄土高原人均承载力呈现明显的空间异质性,1995-2010年高值区在中北部,其他区域为低值区,由东向西递减;人均生态足迹自东南向西北递增。③ 生态压力指数从1995年的1.059上升到2000年1.165,增幅较小,2010年上升为2.181,高原整体上处于生态赤字状态。     

Responses of Ecosystems to Ecological Compensation in a Key Ecological Function Area of the Loess Plateau

Evaluation of the ecological effects of eco-compensation policies helps analyze policy rationality and feasibility and provides scientific and practical bases for perfecting eco-compensation systems. Taking the key ecological function area of the Loess Plateau, China as a case study, we have evaluated ecosystem responses to the Grain-for-Green Project that commenced in 1999. Six indicators were selected to assess changes in ecosystem structure, quality and function. The results showed that implementation of the Grain-for-Green Project has reduced sloping cropland by 1571 km² and increased ecological land by 1337 km². The increase in ecological land alters ecosystem structures across the study area and the decline in sloping cropland reduces farming activity interference; both of these are conducive to the restoration of natural vegetation. From 2000 to 2010, the vegetation cover of grassland, desert and forest ecosystems increased 10.89%, 8.34% and 4.24% respectively and average NPP rose 51%, with an average annual growth rate of around 5%. This indicates that eco-compensation has promoted the improvement of ecosystem quality. Total biomass of ecosystems increased two times on average from 2000 to 2010, meaning that the carbon sequestration capacity of ecosystems also increased. The reduction in the area of water loss and soil erosion and the increase in retained runoff by forests indicate an improvement in ecosystem function and services on the Loess Plateau.     

黄土高原植被恢复潜力研究

黄土高原从1999年开始大规模退耕还林（草）,植被覆盖发生了较大变化,对黄土高原植被恢复现状和恢复潜力进行评估具有重要意义。本文使用1999-2013年SPOT VEG NDVI数据,采用线性回归、Hurst指数分析法、统计学方法以及地理空间分析技术,对黄土高原植被恢复状况和潜力进行了探讨。结论主要为：① 1999年退耕还林（草）以来,黄土高原植被覆盖度呈显著上升趋势,黄土高原三分之二地区的植被将会持续改善;② 植被响应曲线分析表明,黄土区植被覆盖度和干旱指数呈显著的指数关系,且缓坡相关性大于陡坡。土石山区植被响应函数为线性函数,相关系数下降;③ 整个黄土高原地区平均植被恢复潜力为69.75%。植被恢复潜力值东南高而西北低,黄土高原东南地区植被恢复状况较好,其植被恢复潜力指数较小,而植被恢复潜力指数较高的地区主要为北方风沙区及西部丘陵沟壑区;④ 不同降水量条件下,植被恢复速度差别显著,其中降水量在375~575 mm之间的地区,植被恢复最快。植被恢复措施应该“因水制宜”,避免因造林带来的土壤干化加剧。研究结果以期为黄土高原生态文明建设提供科学支撑。     

基于TVDI的黄土高原地表干燥度与土地利用的关系研究

基于地表温度和植被指数的经验关系构建地表干燥度指数。该指数对Ts/NDVI特征空间的生态特征的解释,对土壤和作物的水分含量具有一定的指示意义。通过对地表干燥度进行分级,分析陕北黄土高原区地表含水状况的空间差异,进而结合该地区的主要土地利用类型,探讨各类型的干燥度情况,并对不同地表干燥度条件下各土地利用类型对地表水分的保持能力差异进行分析,结果表明,在该区相对湿润环境中,林地以及疏林地的水分保持能力优于农地和草地,但在干旱的环境下,草地则好于林地及疏林地。建议根据不同土地利用类型的保水能力,在湿润区域增加林地的面积比例,在偏湿润区域增加疏林地的面积,在干旱区域增加草地的比例,减少农地开垦。     

多因素耦合下三峡库区土地利用未来情景模拟

模型模拟和情景变化分析是未来土地利用变化研究的核心内容,本文以2000年三峡库区土地利用现状为基期数据,利用Binary Logistic模型回归分析驱动因子与土地利用间的关系,利用CLUE-S模型对2010年土地利用进行模拟,校验并确定影响库区土地利用驱动因素的主要参数后,基于自然增长、粮食安全、移民建设和生态保护对2020年、2030年库区土地利用情景予以模拟。结果表明：① 通过Binary Logistic模型分析和检验,水田、旱地、林地、草地、建设用地和水域的ROC曲线下面积值均大于0.8,表明所选驱动因子对土地利用的解释能力较强,可用来估算土地利用概率分布;② 2010年各地类模拟结果经验证得Kappa系数分别为水田0.9、旱地0.92、林地0.97、草地0.84、建设用地0.85和水域0.77,总体上能满足模拟与预测需求;③ 多情景模拟显示库区不同土地利用类型在空间上的竞争关系,以及所带来的对库区粮食安全、移民建设、生态保护的影响,包括水田大量转换为旱地（“水改旱”）、耕地与林草地被建设占用、林草地开垦为耕地、陡坡耕地退为林草地等行为,需要在土地利用优化中平衡各方面的需求;④ 多因素、多情景模拟能为库区土地利用提供更为清晰的、可供抉择的政策调控思路。     

黄土高原的形成与发展

根据黄土高原古地理及气候演变、黄土地层年代学和侵蚀期与堆积期的资料分析,得出黄土高原出现之前为红土高原,气候以温暖半湿润弱波动为特征,250×10⁴ a来的黄土高原可分3个阶段。第一阶段出现在250×10⁴~140×10⁴ a之间,为高原内部弱侵蚀循环期,气候冷暖振动幅度较小。第二阶段出现在140×10⁴~0.4×10⁴ a之间,侵蚀动力加强,为高原自然侵蚀加强时期,气候冷暖振动幅度较大;第三阶段出现在4000 a以来,为高原异常加速侵蚀外流期。未来200 a黄土高原有向冷干发展的表现,这对黄土高原的治理是不利的,但不会发生大的自然变化。通过人类活动的积极作用,黄土高原的加速侵蚀向自然侵蚀或小于自然侵蚀的变化将会发生。可以预测,未来200 a的黄土高原仍是适于人类生存的好地方。