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。     

基于RS和GIS的济宁市土地利用变化及生态安全研究

在RS/GIS技术的支持下,选择南四湖流域典型市域——济宁市为研究区,基于多源数据,揭示了研究区1987～2008年的土地利用时空变化特点,进一步构建"隐患-状态-免疫"的生态安全评价指标体系,采用组合赋权法确定指标权重,应用改进TOPSIS模型实现了100 m×100 m栅格水平上的生态安全综合评价。结果表明:研究区土地利用变化较为剧烈且具有独特的区域特色,其总体特征为耕地、林地、草地和未利用地的面积持续下降,建设用地急剧扩张,水域面积则先降后升;20 a来,研究区生态安全状况经历了先恶化后改善的变化趋势,南水北调工程的实施、环境治理和生态建设加大是2000年后研究区生态安全好转的主要驱动力;研究区生态安全状态空间差异明显,东部山地丘陵区和南四湖区最好,中部和西北部地区最差,其余区域基本处在预警状态。研究结果可为研究区生态建设和土地生态安全格局的制定提供依据。     

生态系统对生态补偿的响应研究——以黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区为例（英文）

生态补偿是保护国家重点生态功能区的政策保障。评价生态补偿政策的生态效果则有利于分析生态补偿政策的合理性和可行性,从而为生态补偿政策的完善提供科学依据。论文以实施退耕还林还草的黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区为例,通过研究生态系统对生态补偿的响应特征,反映生态补偿对生态系统的影响和生态效果。研究选择了反映生态系统结构、质量和功能6个指标,分析自1999年实施退耕还林工程以来,2000年到2010年研究区生态系统的变化。研究结果表明:(1)退耕还林(草)工程促使研究区坡耕地规模减少1571 km2,生态用地面积扩大了1337 km2,有效地改善了生态系统结构,减少了人类活动对土地的干扰,有利于自然植被的恢复;(2)退耕还林工程实施以来,研究区不同生态系统植被盖度和NPP均有增加。从2000到2010年,草地、荒漠和林地生态系统的植被盖度分别增加了10.89%、8.34%和4.24%。平均NPP在10年间增加了51%左右,年均增长达5%左右,表明生态补偿促进了生态系统质量的改善;(3)从2000到2010年,研究区总生物量平均增大了2倍,各县区生物量年均增长率达11%左右,说明生态系统固碳功能显著增大。水土流失面积减少和林地拦截的径流量增大则意味着水土保持功能正在增强。显然,生态补偿对生态系统服务功能的影响也是非常积极而显著的。     

退耕还林工程对黔东南山区植被覆盖变化的影响

以黔东南州遥感影像为数据源,通过提取该州退耕还林工程实施前后土地利用变化信息,对其14 a间耕地、林地变化进行分析。结果表明:1999—2013年,研究区域林地面积减少,耕地面积增加。空间变化显示北部、东北部重点退耕还林区林地增加,耕地减少,说明退耕还林工程效果显著。而南部、东南部非重点退耕还林区林地减少,耕地增加。研究表明,黔东南州在实施生态退耕的同时,毁林毁草开荒、复垦也在同时进行。对坡度25°土地利用变化进行分析发现,在1999—2009年间其变化趋势与黔东南州土地利用变化趋势相同,在2009—2013年间,坡度25°林地有所增加,耕地减少,说明经过退耕还林和育林之后,林地的减少得到了有效的阻止,并得到了恢复。研究表明,黔东南州陡坡地林地得到了保护和恢复,但是平缓区的林地仍在减少。建议在今后的工作中应当继续推进退耕还林工程,并且要加强天然林地和草地的保护。     

中国14个连片特困地区的森林转型及其解释

利用MODIS土地覆盖数据,分析了2002-2013年中国14个连片特困地区森林转型的特点,探明了连片特困地区林地变化的趋势及其空间异质性。在此基础上,选择空间变量,建立线性回归模型探究林地面积变化的影响因素,得出连片特困地区森林转型所遵循的路径。结果表明,2002-2013年间,中国14个连片特困地区林地面积净增加106554.75 km²,增长率为11.93%,森林进入转型后期,即森林面积净增加阶段;秦巴山区、武陵山区、西藏地区东南部、四省藏区东部、燕山—太行山区东部是林地增长的热点区域,而林地增长冷点区域则主要分布在800 mm等降水量线以北的广大区域、大别山区和滇桂黔石漠化区东部;非农人口的增加以及林业工程的实施都对林地面积的增加有显著的促进作用,中国14个连片特困地区的森林转型主要遵循着经济发展路径和国家森林政策路径。在连片特困地区,应加快小城镇建设的步伐,同时依托其丰富的自然资源,因地制宜地发展乡村生态旅游业;国家森林政策方面,应将连片特困地区作为生态建设重点区域,切实保护中国的森林资源。     

基于GIS-Markov区域生态安全时空演变研究——以大连市甘井子区为例

以大连市甘井子区为例,基于压力-状态-响应(P-S-R)框架构建区域生态安全评价体系,利用研究区1990年、2000年和2009年3期TM遥感影像数据,在GIS格网技术下量化多源数据,创建区域生态安全格网数据库,采用加权综合评价方法进行生态安全状态评价。以评价结果为基础,构建区域生态安全GIS-Markov模型,通过计算区域生态安全状态转移矩阵,揭示区域生态安全时空演变特点。研究结果表明:①1990~2009年甘井子区各街道生态安全指数逐年增加,其中1990~2000年生态安全变化较大的地区集中于甘井子北部和中部,西部和南部地区生态安全变化较小;2000~2009年除泉水街道与南关岭街道外,其他地区生态安全状况均大幅好转。②区域背景在生态安全空间演变趋同过程中起着重要的作用。甘井子区生态安全演变的可能性受邻域的影响,安全等级较高的邻域对生态安全等级转移起到正面作用,而安全等级较低的邻域则产生负向影响。1990~2000年,甘井子区生态安全状态受较高安全等级邻域的影响,安全状态好转的面积较大,营城子街道北部及革镇堡街道西部的农村地区受较低安全等级邻域的影响,安全状态变差。2000~2009年,甘井子区生态安全总体向好的方面转变,受邻域的影响较小,只有泉水街道及营城子街道与红旗街道交界处受不安全邻域影响,其生态安全状况转差。     

基于生态本底-格局-潜力框架的国土空间生态修复分区研究——以粤港澳大湾区为例

文章以粤港澳大湾区为例,在生态系统服务评价、生态安全格局构建的基础上,尝试将生态恢复潜力、修复效率纳入研究范畴,建构了生态本底-格局-潜力的国土空间生态修复分区框架,通过生态优先修复区的识别实现修复效率的提升。结果表明：2010—2020年大湾区生态系统服务水平显著下降,自然恢复力良好与保护政策支持强的地区存在空间错配。以乡镇为单元进行生态修复分区,发现：1）生态维持区占总面积的7.7%,应以综合改善为主,促进经济与生态的可持续。2）生态保护区面积占44.5%,作为生态安全的底线区域,应以保护为主,加大政策管制力度。3）生态提升区面积占11.9%,应通过多样化、持续的维育措施为主,以强化区域生态网络的冗余度。4）生态修复区面积占35.9%,此中,优先修复区是拥有较高的自然恢复力与政策扶持的地区,应以实施长期、渐进式的修复工程为主;协同修复区拥有较高的自然恢复力,但政策支持力度不足,应当协同上级政府或区域联合治理,提升区域整体修复效率。     

基于生态压力指数的新疆生态安全时空动态分析

通过计算2000-2007年新疆各地州(市)的生态足迹和生物承载力,选取生态压力指数(EPI)构建区域生态安全评价模型,对不同地区的生态安全状况进行了评价并分析其时空动态变化。结果表明:①2000-2007年新疆各地州(市)人均生态足迹均呈增长趋势,而生物承载力总体上呈减少趋势。②西部大开发战略实施以来,新疆经历了由生态安全向生态不安全演变的过程;各地州(市)生态不安全程度逐年增加,且增加幅度不等。③新疆生态安全程度的空间分布呈现一定的规律性,北部地区＞中部地区＞东、西部地区＞天山北坡地区。     

基于GIS和RBF的城郊区生态安全评价及变化趋势预测——以成都市龙泉驿区为例

以成都市龙泉驿区为研究区,基于PSR模型构建区域生态安全评价指标体系,在GIS空间分析方法中嵌入综合评价指数模型,对2000-2014年研究区生态安全空间状况进行评价,在此基础上集成RBF神经网络和克里格插值法,提出一种生态安全空间变化预测方法,对2015-2028年研究区生态安全空间变化进行预测。结果表明:2000-2014年,研究区生态安全状况呈现恶化态势,整个区域主要处于风险、敏感、良好3种生态安全状态,大部分区域生态安全水平较低;2015-2028年,敏感安全水平以下区域占比多年均值上升至62.45%,区域生态安全严峻形势不会得到根本转变,良好生态安全高等级区和风险生态安全低等级区将大幅缩减,绝大部分地区将处于敏感生态安全状态,未能摆脱生态安全威胁困境。RBF神经网络生态安全综合指数预测平均绝对误差和误差均方根多年均值小于0.05,较好地实现了研究区生态安全变化预测。     

关于宁、蒙、陕农牧交错带重点地区退耕还林(草)工程实施情况与建议

阐述了农牧交错带生态环境退化和恶化的原因,除了气候条件等自然因素外,主要是由于人类过度开垦、放牧、采挖等一系列不合理经济活动破坏生态环境引起的。目前正在实施的退耕还林(草)工程正是针对这一地区生态退化和恶化而采取的加强生态保护和建设的重大举措。工程实施两年多以来,进展顺利,已取得了重要成就,局部地区生态有了明显改善。并且,根据该区自然特点,灾害状况,以及恢复这一地区生态屏障的作用,提出有关该区的经营方向,扩大退耕还林(草),退牧还草的一些建议。     

退耕还林还草工程对中国北方农牧交错区土地利用/覆被变化的影响——以科尔沁左翼后旗为例

以北方农牧交错区-科尔沁左翼后旗为例,利用卫星遥感技术获取1980~2010年土地利用/覆被信息,通过统计模型重建土地利用/覆被及景观格局变化过程,综合评价二者动态及退耕还林还草等生态恢复工程的影响。研究区土地整体处于准平衡态势,各地类双向转换较频繁;耕地与草地的变化对区域土地利用/覆被及景观格局变化起支配作用;退耕还林还草等生态恢复工程逆转了天然植被(包括草地与林地)整体减少及耕地与未利用地增加的局面,使各景观破碎化程度有所缓解,这可能有利于生态环境的改善。     

黄土高原地区退耕还林工程的农户响应与影响因素——以甘肃定西大牛流域为例

以甘肃省退耕还林(草)重点实施区为例,通过问卷调查和定量回归分析,研究农户对退耕还林(草)工程的认识和态度。总体上农民有较高的生态环境保护意识,对退耕还林(草)政策的认识基本持积极支持的态度;年龄、文化程度、家庭人口、劳动力数量、人均耕地数量、退耕还林(草)面积是影响农户环保意识和对退耕还林(草)态度的主要因素,农业和非农业农户之间存在一定差异。     

21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析

在全球环境变化研究中.以土地利用与土地覆盖动态为核心的人类一环境耦合系统研究逐渐成为土地变化科学(LCS)研究的新动向.基于覆盖中国21世纪初5年间隔的遥感卫星数据获取的1 km网格土地利用变化空间信息.依据近5年土地利用变化区域分异的显著特征,以及自然地理、经济发展与国家宏观政策因素综合考虑.设计针对21世纪初5年新的中国土地利用动态区划图,揭示土地利用变化的空间格局与驱动因素.总体上.21世纪初5年中国处于土地利用快速变化期,黄淮海平原、东南沿海地区与四川盆地城乡建设用地显著扩张,占用大规模优质农田,导致南方水田面积明显减少:西北绿洲农业发展与东北地区开垦导致北方旱地面积略有增加:受西部开发"生态退耕"政策的影响中西部地区林地面积显著增加,国家退耕还林还草政策成效明显,对区域土地覆盖状况的改善产生积极的影响:这一时段国土开发与区域发展战略的实施,包括"西部大开发"、"东北振兴"等国家重大政策,加之快速的经济发展是该阶段土地利用变化格局形成的主要驱动因素.     

基于沙漠化程度的生态安全格局评价

以内蒙古奈曼旗为研究区域,以乡镇为评价尺度,在凸显沙漠化作用的基础上,运用综合评价指数法对该地区的生态安全格局进行了综合评价。在权重确定中,在一级层次上分为沙漠化土地和非沙漠化土地:其中,沙漠化土地权重赋值为0.7;非沙漠化土地赋值0.3。在二级层次上分为流动沙丘、林地等12种土地利用/覆被类型,不同类型的权重采用评价时间尺度内土地利用动态度来确定。结果表明:在1975—1985年、1985—1995年到1995—2005年这3个时期间,奈曼旗的生态安全状况经历了极不安全—安全—较安全的过程,生态安全综合评价的平均指数分别为-4.06、2.56和1.06。其中从1985—1995年到1995—2005年这段期间,生态安全状况趋向恶化,但是从1975—2005年,奈曼旗整体的生态安全水平呈好转的趋势。     

退耕还林对岷江上游高山聚落区生态服务价值变化的影响

岷江上游地处青藏高原向四川盆地过渡地带,是长江上游生态屏障核心区和成都平原重要水源地,生态服务价值变化是界定该流域生态位势的重要判据。基于1999和2009年SPOT4-5二期遥感数据,以山区聚落生态位为研究单元,采用土地利用类型单位面积生态系统服务价值赋值法,阐明岷江上游退耕还林前后的山区聚落生态位内部生态服务价值变化特征及其动因。研究结果表明:1999—2009年10 a间,山区聚落生态位生态服务总价值增加0.18×108元。1)农田面积减少108.20 km2,其生态服务价值减少1.1×108元,源于山区聚落人口空心化导致所需农田食物供给这一生态服务功能下降;2)森林面积增加23.19 km2,其生态服务价值增加0.75×108元;3)草地面积增加49.77 km2,其生态服务价值增加0.53×108元。森林/草地生态服务价值的变化,表明国家退耕还林工程生态环境效益显著。4)建设用地面积增加9.16 km2,其生态服务价值增加仅为0.0057×108元,这与城镇化背景下高半山区聚落内人走楼空态势相吻合。     

基于多主体模型的典型区域退耕还林工程实施空间模拟

土地利用变化是全球变化的重要驱动力,模拟是研究土地变化重要的方法。退耕还林是中国山区土地利用变化的重要原因。当前退耕还林模拟在综合社会与空间途径方面的不足限制了退耕还林模拟的空间精度及后续社会效益研究。结合社会和空间途径精确模拟退耕还林的空间过程可为该工程实施提供科学依据。本文以云南省东川区铜都镇为研究区,基于人口普查数据、地理环境数据、实地调研数据,综合考虑农民、农户和政府3类主体,基于多主体模型构建了退耕还林工程实施的空间模型,模拟了2010—2015年铜都镇具有空间特征的农户年收入、农户/政府退耕意愿和退耕还林工程空间实施过程。研究发现退耕还林工程实施主要与坡度、交通和农户收入有关,与土壤肥力相关性较小,坡度25°~30°的耕地占了81.47%,离道路0~2 km交通条件较好的地段占56.37%,农户年收入较低的区域退耕还林比例较高,且退耕还林工程的实施显著提高了铜都镇收入,2010—2015年户均收入提高了1475元。本文模拟结果空间精度为91.12%。本文构建的退耕还林工程实施空间模拟方法可为其它区域提供方法借鉴,以期为中国生态保护和精准扶贫等工程实施提供科学支撑。     

基于PSR模型的白龙江流域景观生态安全时空变化

以地貌灾害频发的甘肃白龙江流域为研究区,基于"压力-状态-响应"框架模型构建流域景观生态安全评价指标体系,探讨其时空变化过程及其特征。结果表明:1990~2010年间白龙江流域景观生态安全综合指数逐渐上升,中高安全等级以上的面积约占研究区总面积的52%。流域内低生态安全区域主要集中在舟曲-武都段白龙江两岸区域、宕昌县西北区域和迭部县北部山区,高安全区域主要集中在自然保护区、林业发展区等植被覆盖较好的区域,其分布格局与滑坡、泥石流和水土流失等地貌灾害的风险分布格局相反。     

青海高原东部河湟谷地生态风险评价——以海东市为例

以位于青海高原东部河湟谷地的海东市为研究区,在土地利用变化分析的基础上构建生态指数,利用移动窗口法获得区域空间连续的生态风险指数,再结合GIS空间分析获得与土地利用空间尺度相一致的生态风险评价结果。结果表明：1999-2009年,青海高原东部农业区土地利用变化明显,有林地、灌木林地、建设用地面积迅速增加,耕地、水浇地、草地面积持续大幅减少,土地利用变化区域占总面积的42.04%;生态高风险区面积增加显著,增长率达27.11%,主要位于未利用地和建设用地区域;生态中风险地区面积减少,主要位于旱地、水浇地、草地分布区域;生态微、低风险区域主要位于林地、灌木林地区域。     

国土开发整治与区域规划

国土开发整治X171.42006032842西部地区退耕还林(草)工程实施中存在的几个问题及对策/许志农∥陕西林业科技.—2005(2).—39~40退耕还林(草)工程虽已取得了显著成效,但在实施过程中仍存在许多具体问题有待解决.就退耕还林(草)面积不实、退耕户变卖补助粮、种苗质量不高、移民退     

基于GIS和元胞自动机的玛纳斯河流域典型绿洲景观格局优化

近几十年来,玛纳斯河流域以耕地面积过度扩张、山区林地与草地退化为代表的一系列不可持续的发展方式已对区域生态安全和土地可持续利用构成了威胁。通过利用遥感影像与GIS方法,以沙湾县和农八师垦区为研究区,定量评价了区域土地利用的空间适宜性,并将其与国家退耕还林还草政策作为主要约束条件,建立元胞自动机模型对研究区景观格局进行了空间优化。结果表明：（1）1976-2012年,研究区耕地面积显著扩张,增加的耕地主要由未利用地、草地和林地转换而来;林地面积净减少幅度达65.90%,转出林地中有58.33%转换为耕地;草地净面积在研究时段内虽略有增加,但仍有6.352×10⁴ hm²的草地转换为耕地,占草地转出总面积的66.03%;（2）耕地、林地和草地适宜性等级处于I级（很适宜）和Ⅱ级（适宜）的面积分别占研究区总面积的79.74%、70.23%和59.82%;（3）优化后,区域内耕地、林地和草地三者的比例由原来的6.04∶0.39∶3.57调整为4.03∶0.99∶4.98。优化结果在一定程度上减缓了耕地的扩张,提高了林地、草地所占比例,有利于该区域绿洲生态系统的稳定性和社会经济可持续发展。