陕北典型地区乡村聚落水蚀泥沙规律的初步研究

通过定位观测资料的分析,发现陕北多沙粗沙区乡村聚落的平均年侵蚀强度达5434.3t/km2,户间道路、户间空地、庭院的平均侵蚀强度分别达7348t/km2.6873.2 t/km2,2081.7t/km2.除庭院属轻度级侵蚀外,其它已达强度级侵蚀.同时延安的户间道路(14190.8t/km2),榆林的户间空地(13547.4t/km2),已达极强度侵蚀.应加强研究和防治.水蚀泥沙的粒度以0.01～0.05 mm的粗粉沙和0.001～0.005 mm的粘粒为主,分别占到43.98%和19.81%,≥0.05mm的粗泥沙含量明显小于聚落以外的坡面,而且区域变化比较明显,从南到北,细粒成分愈来愈少,粗粒成分越来越多;与土壤粒度相比,粗泥沙水蚀系数在庭院、户间道路、户间空地分别达到0.54,0.55,0.75,平均为0.61.     

基于地形指数的砒砂岩黄土区土壤侵蚀分析

地形是土壤侵蚀进程的重要控制因子,在土壤侵蚀评价中发挥着重要作用。基于地形起伏表达构建了地形指数,结合降雨侵蚀力和植被盖度等建立了基于地形指数的土壤侵蚀方程,并分析了内蒙古自治区鄂尔多斯市北部十大孔兑砒砂岩黄土区1985—2018年土壤侵蚀时空变化特征。结果表明：（1）研究区多年土壤侵蚀模数整体有下降趋势但变化差异不显著（P>0.05）,多年平均侵蚀模数为22.34 t·hm^-2·a^-1。1985年土壤侵蚀模数最大,2000年土壤侵蚀模数最小,1985—2000年呈下降趋势,2000—2018年呈上升趋势;（2）多年平均土壤侵蚀面积为2 956.07 km²,1985年土壤侵蚀面积最大,为4 047.14 km²,占总面积比例83%;2000年土壤侵蚀面积最小,为2 153.67 km²,占比44%。研究区1985—2000年以轻度、中度侵蚀强度类型为主,2000—2018年以微度、轻度侵蚀类型为主;（3）多年土壤侵蚀空间分布格局基本一致,土壤侵蚀综合指数由西至东增加,总体上呈现为东部侵蚀大于西部的特点,母哈尔沟土壤侵蚀综合指数最大,毛卜拉孔兑最小;（4）地形指数土壤侵蚀方程与通用土壤流失方程在土壤侵蚀模数和土壤侵蚀面积估算上均无显著差异（P>0.05）。     

基于TETIS模型的黑土区乌裕尔河流域径流与侵蚀产沙模拟研究

为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明：TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.52~0.70之间,决定系数在0.60~0.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km²·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均土壤侵蚀模数随坡度的增大而增大,流域侵蚀量主要来自于0°~5°坡面。不同土地利用方式具不同的土壤侵蚀模数,耕地土壤侵蚀模数最大,达556.3 t/(km²·a)。坡度较大的耕地和植被覆盖度较低的区域是水土流失治理的重点。研究表明,TETIS模型在黑土区模拟土壤侵蚀产沙应用前景好,可为研究区制定水土保持措施提供科学依据。     

基于RUSLE的卧虎山水库流域土壤侵蚀特征分析

通过RUSLE模型对卧虎山水库流域土壤侵蚀进行全面评价验证和总结。结果表明：① 水库流域平均侵蚀模数为462 t/(km²·a),该数值与通过水库淤积等资料推算评估结果基本一致,表明本研究结果具有较高的可信度;水库流域年均侵蚀量达到2.6×10⁶t,其中高于容许土壤流失量的面积为176 km²,占到流域总面积的31.51%。从不同侵蚀级别来看,占流域面积27.77%的轻度侵蚀,对流域侵蚀总量的贡献率为54.64%; 面积占比3.74%的中度及以上侵蚀,侵蚀量贡献率达到30.94%。② 流域内土壤侵蚀空间差异较大,回归分析发现地形因子是导致各子流域土壤侵蚀模数差异的主要因素;就土地利用类型而言,旱地和农村居民点是流域内的主要侵蚀土地利用类型;流域内土壤侵蚀模数随着坡度增加呈现相应增大趋势,8°~25°坡度段面积比例不仅最大,而且侵蚀量占比最高,是水库流域的主要侵蚀坡度段。     

青藏公路路堤边坡产流产沙规律及影响因素分析

公路建设引起的人为加速侵蚀对生态环境造成很大影响,为摸清道路边坡的侵蚀规律,在青藏公路边坡布设了自然径流观测小区,降雨过后进行采样,获得径流深和侵蚀模数数据。对所得数据整理分析表明:(1)次径流深、次侵蚀模数与降雨量和降雨强度的乘积有很好的线性相关,相关系数分别为0.802和0.554。次径流深与次侵蚀模数之间的相关系数达到0.771;(2)产流产沙随坡长增加有减少的趋势,但其规律还有待进一步研究;(3)随着时间的推移,产流产沙有所下降,小区坡面的干扰得到了恢复,因此,时间是公路边坡水土流失的重要影响因素;(4)公路边坡的年侵蚀模数,包括降雨侵蚀和冻融侵蚀,共计11991.41 t/km²,属于极强度侵蚀。     

黑土坡耕地土壤有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系——以黑龙江省鹤山农场为例

选取黑龙江省鹤山农场面积为0.91 km²的典型黑土区的坡耕地作为研究样地。按横纵100 m间隔共采集101个样点,运用地理信息系统和地统计学相结合的方法研究分析0~15 cm土层有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系。结果表明：位于典型黑土区样地的有机质含量集中在3%~5%范围内,均值为4.13%,高于黑龙江省的有机质平均水平。有机质含量空间变异明显,且主要受土壤侵蚀的影响：高侵蚀区对应低有机质区,中度侵蚀区对应中等有机质区,沉积区对应高有机质区。顺坡种植平均坡度2.2°时,每侵蚀1 000 t/km²土壤,有机质含量降低0.8%。土壤有机质空间变异可采用球状模型表达,自相关明显,进一步表明土壤侵蚀导致的再分布。对比分析确定200 m采样间距能够能准确表达该区表层有机质含量的空间特征,为精准施肥提供了采样依据。     

基于RUSLE和地理探测器的鄂西北土壤侵蚀时空分异与归因

揭示鄂西北土壤侵蚀时空分异特征及成因可为该区域的水土保持工作提供借鉴。基于RUSLE模型定量分析2005—2020年鄂西北土壤侵蚀时空分异特征,利用地理探测器进行土壤侵蚀时空格局的主导因素和多因子间度量交互耦合程度的定量归因研究。结果表明：1)鄂西北2005—2020年土壤侵蚀强度整体持续下降,15年间平均土壤侵蚀模数下降了16.3 t/(km²·a);整体以微度和轻度侵蚀为主(占总侵蚀面积的93%)。2)不同坡度下土壤侵蚀强度不同,8°～25°地区以中度、强烈和极强烈侵蚀为主(侵蚀占比为55.4%);>25°地区,65.6%的面积受到强烈及以上等级的高强度侵蚀。3)坡度和主要土地利用类型是土壤侵蚀的主导因子,二者共同作用对土壤侵蚀的解释力(q=0.479)均优于单因子。4)坡度>35°、高程在500～800 m、年降雨侵蚀力在4 950.55～6 378.09 MJ·mm/(hm²·h·a)且以耕地为主要土地利用类型的区域均被识别为高风险侵蚀区。     

1992-2013年巢湖流域土壤侵蚀动态变化

基于GIS和RS技术,利用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）模型,结合遥感影像、DEM数据、土壤类型数据及相关统计确定了模型中参数因子,计算出巢湖流域1992-2013年土壤侵蚀模数,分析了土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明：巢湖流域土壤侵蚀区域主要呈东北至西南方向分布。微度、轻度、中度、强度、极强和剧烈侵蚀占土壤侵蚀总面积百分比分别是93.46%、6.25%、0.68%、0.19%、0.01%、0.01%。1992-2006年土壤侵蚀模数由510.70 t/（km²·a）减少到129.79 t/（km²·a）,降幅为74.59%,同时植被覆盖率由37.0%增至47.80%,土壤侵蚀的面积比例变化明显,轻度、中度、强度、极强和剧烈侵蚀由8.93%、2.33%、1.32%、0.09%、0.05%分别减少为4.74%、1.39%、0.28%、0.02%、0.01%,微度侵蚀由87.88%增加到94.16%。但2013年土壤微度侵蚀又减少为93.46%,土壤微度侵蚀有向高一级转换趋势。2006-2013年土壤侵蚀模数也由129.79 t/（km²·a）增加到149.44 t/（km²·a）,增幅为15.14%。     

137Cs示踪技术在黑土区农业非点源污染负荷研究中的应用

利用¹³⁷Cs核素示踪和定位监测相结合,研究松嫩平原黑土区3个旱作坡面土壤的流失厚度和流失速率,坡面土壤流失厚度1.20~5.25 mm/a,侵蚀强度1 355.0~7 558.2 t/(km²·a);近40 a来,松嫩平原黑土区年均入河(湖)农业非点源污染负荷分别为TN 1.43 t/(km²·a)、NH₃^-N 15.01 kg/(km²·a)、NO₃^-N 8.51 kg/(km²·a)TP 0.42 t/(km²·a)、PO₄^3--P 1.85 kg/(km²·a);土壤流失氮以有机氮为主;水溶态无机氮占总氮的0.51%,水溶性磷酸盐磷占总磷的0.12%。黑土区农业非点源污染物的输出和水土流失密切相关,深入研究其输移机理及防治措施具有重要的环境意义。     

基于允许流失量和正负地形源汇理论的喀斯特关键带土壤侵蚀研究

喀斯特地区下垫面的特殊复杂性使得地表发生显著坡面径流需要达到更大的降水累积阈值,碳酸盐岩岩石成土速率的缓慢和空间异质性导致喀斯特地区的土壤存量被严重高估和均一化等,因此,传统经典的土壤侵蚀模型在喀斯特地区难以适用。本文依据喀斯特关键带岩性的差异,确定其有效降水侵蚀阈值,并对降雨侵蚀力进行重新测算;根据碳酸盐岩化学成分的差异,计算其成土速率并作为土壤允许流失量;通过地貌—水文分析法提取喀斯特洼地空间分布信息,对喀斯特关键带土壤侵蚀算法进行多次改进和创新。结果显示：① 传统算法忽视了喀斯特关键带下垫面的特殊性,致使其平均降雨侵蚀力被高估47.35%,且喀斯特区域的平均降雨侵蚀力仅相当于非喀斯特区域的59.91%;② 传统算法可能将一些无土或少土可流区计算为土壤的高侵蚀量区,而连续性碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碳酸盐岩与碎屑岩互层的土壤允许流失量仅分别为0.21 t ha^-1 yr^-1、1.2 t ha^-1 yr^-1、2.89 t ha^-1 yr^-1;③ 传统算法通常将有坡度和耕作的洼地视为土壤侵蚀的高发区,但其实际应是地表侵蚀的沉积区,喀斯特洼地在空间上的连续性与碳酸盐岩的分布区基本重合;④ 传统算法高估土壤侵蚀面积27.79%,土壤侵蚀量47.72%。总之,传统经典模型会大大高估喀斯特地区的土壤侵蚀量,因此,应该建立一种精确适用的模型。另外,由于喀斯特地区的成土速率慢而土层薄、总量少,土壤允许流失量远低于非喀斯特区域侵蚀标准,应制定适用于喀斯特地区的土壤侵蚀分类分级标准和风险评价方法。     

The changing patterns of cropland conversion to built-up land in China from 1987 to 2010

Over the past few decades, built-up land in China has increasingly expanded with rapid urbanization, industrialization and rural settlements construction. The expansions encroached upon a large amount of cropland, placing great challenges on national food security. Although the impacts of urban expansion on cropland have been intensively illustrated, few attentions have been paid to differentiating the effects of growing urban areas, rural settlements, and industrial/transportation land. To fill this gap and offer comprehensive implications on framing policies for cropland protection, this study investigates and compares the spatio- temporal patterns of cropland conversion to urban areas, rural settlements, and industrial/ transportation land from 1987 to 2010, based on land use maps interpreted from remote sensing imagery. Five indicators were developed to analyze the impacts of built-up land expansion on cropland in China. We find that 42,822 km² of cropland were converted into built-up land in China, accounting for 43.8% of total cropland loss during 1987–2010. Urban growth showed a greater impact on cropland loss than the expansion of rural settlements and the expansion of industrial/transportation land after 2000. The contribution of rural settlement expansion decreased; however, rural settlement saw the highest percentage of traditional cropland loss which is generally in high quality. The contribution of industrial/transportation land expansion increased dramatically and was mainly distributed in major food production regions. These changes were closely related to the economic restructuring, urban-rural transformation and government policies in China. Future cropland conservation should focus on not only finding a reasonable urbanization mode, but also solving the “hollowing village” problem and balancing the industrial transformations.     

黄土丘陵沟壑区农村居民点空间重构——以榆中县为例

农村居民点空间优化研究是进行农村居民点用地空间重构的依据。以兰州市榆中县为例,运用GIS 空间分析能力,计算农村居民点的影响力来划分居民点类型,应用加权Voronoi图的空间分割功能实现宏观上农村居民点的空间重构,确定各搬迁居民点的安置去向,同时计算各个加权Voronoi 图之中的居民点的相对“居住场势”的大小,实现微观上搬迁农户的空间效用增加。结果表明：榆中县共有中心居民点面积6082.60 hm² （1107 个居民点） 占61.25%;Ⅰ类保留型居民点面积2707.55 hm² （4083 个居民点） 占27.26%;Ⅱ类保留型居民点面积235.68 hm² （679 个居民点） 占2.37%;零星居民点面积905.26 hm² （2854 个居民点） 占9.12%。通过加权Voronoi 图的宏观空间分割结合微观的“居住场势”测算,使得居民点空间重构的方案更加合理。     

黄淮海平原农区典型村庄用地扩展及其动力机制

以地处黄淮海平原农区的禹城市伦镇赵庄村为典型案例,利用高分辨率航空遥感数据为基本信息源,结合村庄逐户调查数据,通过土地利用分类与制图,定量研究典型村庄用地格局特征、扩展模式及其动力机制。结果表明:赵庄村土地利用呈"耕地—作业空间—居住空间"的圈层式空间格局。2008年村庄用地规模比1967年增加了1.26倍,主要表现为宅基地的扩展和打谷场用地增长,1985~1990年村庄用地扩展速度最快,村庄用地在空间上向西和向南方向扩展显著。村庄用地扩展主要表现为渐进式蔓延扩展、突变式非地扩展和填充式补充扩展三个阶段。农户居住需求增长与农业生产规模扩大是村庄用地扩展的内生动力,村庄内部条件与外围环境的巨大反差是村庄用地向外扩展的外部环境动力,农户收入增长为村庄用地扩展提供了经济基础,而村庄土地规划缺失与管理缺位使村庄用地扩展失去约束力,这些因素相互作用,共同驱动村庄用地扩展。最后,针对村庄用地扩展存在的问题,提出了促进村庄土地可持续利用的对策建议。     

安徽省土壤侵蚀空间分布及其与环境因子的关系

基于USLE和GIS空间分析技术,对安徽省土壤侵蚀空间分布进行了定量研究,分析了土壤侵蚀空间分布与地形、土壤类型、土地利用方式的关系。结果表明:安徽省2002年平均土壤侵蚀模数为249.5t/km²·a,土壤侵蚀总量为33599148t/a。土壤侵蚀空间分布呈块状分布特征。淮北平原地区土壤侵蚀较弱,皖南丘陵山区和皖西大别山区土壤侵蚀较严重。在不同高程带上,200~500m高程带土壤侵蚀最强;不同坡度等级中,15°~25°坡度上的土壤侵蚀最强,>35°坡地上则较弱;不同坡向中,东南坡土壤侵蚀最强,其次是东坡;不同用地类型的土壤侵蚀程度不同,草地的土壤侵蚀最为严重,其次是林地;在各种土壤类型中,紫色土和黄褐土的土壤侵蚀最为突出,棕壤的土壤侵蚀微弱。     

河湟地区乡村聚落位序累积规模模型的实证研究

科学确定乡村聚落体系是落实乡村振兴战略和促进农业农村现代化的关键之一,研究乡村聚落规模分布规律有助于乡村聚落体系优化。基于理论假设推导出了位序累计规模模型的准确表达及其规律,在此基础上,比较研究了位序累计规模模型和乡村位序—规模法则在河湟地区的适用性和准确性,厘清了河湟地区乡村聚落规模分布的特征和演变规律。研究显示：① 位序累积规模模型是一个单调递增的凹函数（P ≥ 1）,函数表达式随着聚落规模分布的帕累托系数变化而变化。当1 ≤ P<1.20225时,S_i=aln(N_i)+b,拟合系数a与首位聚落规模呈正相关;当P ≥ 1.20225时,$S_i=be^{aln(N_i)}$,聚落规模变异系数和首位聚落规模与拟合系数a呈负相关关系,而与拟合系数b则呈正相关关系。② 位序累积规模模型在河湟地区乡村聚落规模分布研究中具有良好的适用性和准确性,而乡村位序—规模法则不适用。③ 河湟地区乡村聚落规模分布为接近于帕累托系数为2的均衡分布且总体趋于集聚。未来河湟地区应有序推进乡村聚落向自然和社会经济条件较为优越区域适度集聚,合理制定区域乡村聚落布点规划和实用性村庄规划,走人与自然和谐共生、城乡融合发展的具有河湟地区特色的乡村振兴道路。     

Quantitative estimation and spatial reconstruction of urban and rural construction land in Jiangsu Province, 1820–1985

Land cover is the most evident landscape signal to characterize the influence of human activities on terrestrial ecosystems. Since the industrial revolution, the expansion of construction land has profoundly changed the status of land use coverage and changes. This study is proposed to reconstruct the spatial pattern of construction land (urban construction land and rural settlement land) for five historical periods over the past 200 years in Jiangsu Province with 200 m × 200 m grids on the basis of quantitative estimation. Urban construction land is estimated based on data about city walls, four gates along walls, and other socio-economic factors. Rural settlement land is calculated based on the rural population and per capita housing allowance. The spatial pattern of historical construction land is simulated based on the distribution of modern construction land in 1985 with a quantitative-boundarysuitability control method and thorough consideration over connectivity of different land use types. The study concludes that: (1) the amount of construction land in Jiangsu Province is estimated at 963.46 km² in 1820, 1043.46 km² in 1911, 1672.40 km² in 1936, 1980.34 km² in 1952 and 10,687.20 km² in 1985; and (2) the spatial distribution of construction land features the great proclivity to water bodies and main roads and the strong polarization of existent residence. The results are verified directly and indirectly by applying the trend verification of construction land changes and patterns, the correlation analysis between rural settlement land and local arable land, and quantitative accuracy test of the reconstructed construction land to actual historical survey maps covering four sample regions in 1936.     

农村居民点功能演变的微尺度分析——山东省沂水县核桃园村的实证

从微尺度考察农村居民点演变为解决当前农村发展中出现的问题提供了重要视角。构建农村居民点功能演变的分析框架,采用参与式农村评估（PRA）、GIS与遥感影像相结合方法,以山东省沂水县核桃园村为例进行实证。结果表明,农业生产功能一直是农村居民点生产功能的主导,但不同阶段有不同的内容。农业生计主导阶段（1949~1977年）,农户以种植业为主要生计来源,利用庭院及房前屋后种植蔬菜;生计多样化阶段（1978~1999年）,农户生计策略演变为种植、养殖和外出务工相结合,农户在宅基地内修建猪圈养猪,在庭院内散养家禽;生计非农转化阶段（2000~2012年）,农户以种植和外出务工相结合为生计策略,将庭院硬化用来晾晒粮食、猪圈改造为储物间存放粮食和农机具。农村居民点用地一直以宅基地为主导,缺乏非农生产用地;随着生计成果的逐渐丰富,农户对农村居民点生活功能追求不断强化,表现在对住宅建筑材料的优化、居住空间的扩展及旧住宅的翻新。农村居民点内部土地利用结构及其功能承载状况是与农户生计需求相适应的,农村居民点整理应充分尊重这一客观事实。     

江汉平原乡村聚落形态类型及空间体系特征

依据国土空间用地GIS数据及村镇统计数据,采用聚类分析及分形学方法,探索江汉平原乡村聚落空间形态类型及空间体系特征。研究表明,江汉平原因其内部自然环境基质的差异,形成了“二类四型”聚落空间形态:低丘岗地地域,主要是均衡镶嵌型聚落空间形态,可分为高密度（斑块）低丘点状形态及中密度（斑块）岗地团块形态2种亚型,此类聚落形态的村镇呈现出“星点”式空间结构;河渠水网地域,主要是轴带依附型聚落空间形态,可分为低密度（斑块）滨湖弧带形态和中低密度（斑块）河渠直线形态2种亚型,此类聚落形态的村镇呈现“点轴”式空间结构。江汉平原“二类四型”乡村聚落形态及空间体系结构在长江中游平原水网农区有一定的典型性,可以为此类乡村聚落空间重构、乡村居民点体系优化提供理论基础及实践指导。     

Visual assessment of the Australian Land Erodibility Model

There is a growing requirement for techniques to assess land susceptibility to wind erosion, i.e. land erodibility, over large geographic areas (>10⁴ km²). This requirement stems from a lack of wind erosion research between the field (10¹ km²) and regional scales, and a need to evaluate the performance of spatially explicit wind erosion models across these scales. This paper addresses this issue by presenting a methodology for monitoring land erodibility at the landscape scale (10³ km²). First, we define criteria suitable for evaluating land erodibility based on empirical relationships between soil texture, vegetation cover, geomorphology, and wind erosion. The criteria were used to visually assess land erodibility over long distances (10³ km) using vehicle-based transects run through the rangelands of western Queensland, Australia. Application of the data for testing the performance of a spatially explicit land erodibility model (AUSLEM) is then demonstrated by comparing the visual assessments of land erodibility with the model output. The model performed best in the west of the study area in the open rangelands. In regions with higher woody shrub and tree cover the model performance decreases. This highlights the need for research to better parameterise controls on erodibility in semi-arid landscapes consisting of forested and rangeland mosaics.