近2000年来甘肃民勤盆地绿洲的空间变化

在2000多年前的秦汉之际,民勤盆地是北方匈奴的游牧之地。自从西汉王朝驱逐匈奴以后,农耕文化传入本区,使本区由一个纯粹牧业区迅速演变为农业区。伴随着人类开发进程的加快和开发规模的扩大,加之自然环境的变化,民勤盆地从一个“土沃泽饶”、“可耕可渔”的湿生环境演变为“十地九沙,非灌不殖”的干旱荒漠环境。目前,民勤盆地成为干旱区生态环境恶化的典型,其发展的可持续性受到严峻挑战。作者在大量野外实地考察的基础上,综合运用历史文献、考古、遥感和地图资料,通过广泛搜集近2000年来民勤盆地绿洲演化的证据,对典型历史时期的绿洲分布范围进行了复原,并制作了相应的绿洲分布图。结果表明,民勤绿洲的开发始于汉代,繁荣于魏晋,萧条于南北朝至宋元,复兴于明清,鼎盛于现代。绿洲的发展在空间上总体表现为一个自西向东的迁移过程。     

基于RBF的湖南省土地生态安全动态预警

基于1996-2010 年湖南省土地生态安全的相关数据, 从压力、状态、响应3 方面构建湖南省土地生态安全预警指标体系, 运用RBF模型对2011-2015 年湖南省土地生态安全演变趋势进行预测, 并结合预警指数和警度标准对1996-2015 年湖南省土地生态安全警情状况进行分析, 结果表明:① RBF模型有较高的模拟精度, 能够较好地拟合2011-2015 年湖南省土地生态安全各系统的发展趋势。② 就各子系统的安全警度而言, 1996-2010 年湖南省土地生态安全的压力和状态系统的警度呈波动上升趋势, 响应系统的警度呈下降趋势, 2011-2015 年, 压力系统将逐步由“中警”(黄灯) 转变为“重警”(橙灯), 状态系统将处于“中警”(黄灯) 状态, 响应系统将处于“无警”(绿灯) 状态。③ 总体而言, 1996-2010 年, 湖南省土地生态安全警度呈略有下降态势, 2011-2015 年, 预警指数将处于0.42 左右, 警度将处于“中警”(黄灯) 状态。④ 影响湖南省土地生态安全的主要因素包括农业经济比重、建设占用耕地面积量、自然灾害受灾面积比重、人均建设用地面积、第三产业比重、自然保护区面积比重等, 是今后调控的重点。     

哈尔滨城市土地生态安全时序评价及预测分析

基于人文社会视角,以“自然-社会-经济”协同模型为依据构建土地生态安全评价体系,运用客观赋权法和综合指数法对哈尔滨市土地生态安全进行时序性评价。研究表明：（1）哈尔滨市土地生态安全总体呈现出“敏感-良好-安全”动态变化过程,预测未来几年保持良好的发展态势。（2）影响研究区土地生态安全的主要驱动因子为土地利用结构、城镇化率、人口密度和农用化肥施用量。（3）坚持生态优先,加强土地利用适宜性和生态性的合理匹配,减小土地生态承载压力,构建稳态经济运行模式是哈尔滨市绿色发展的着力点。     

民勤绿洲农田生态系统能值空间分异特征

利用能值分析方法对2011年民勤绿洲18个乡镇农田生态系统的环境资源条件、投入产出结构和可持续性进行了系统分析,构建了反映民勤绿洲农田生态系统综合水平的能值指标体系,运用主成分分析方法对其进行了综合评价和排序。结果表明：民勤绿洲农田生态系统可持续性强的是夹河乡,其他乡镇农田生态系统为消费型生态经济系统,可持续性弱;民勤绿洲农田生态系统能值综合水平存在着明显的地域差异,呈现东北片高于西南片、绿洲边缘带高于中心带的地理分布特征;民勤绿洲农田生态系统总体上不具有可持续性,不协调发展型区域和极不协调发展型区域农田面积占民勤绿洲农田总面积的73.68%,强、中、弱协调发展型区域只占26.32%。因此,目前民勤绿洲农田生态系统面临的不可持续性应当引起相关部门的高度重视。     

基于线性光谱混合模型(LSMM)的民勤绿洲荒漠化治理效果评价

民勤绿洲是干旱荒漠化的典型区域，生态系统脆弱，对该区域的荒漠化治理效果进行评价可以为其生态修复政策的制定和管理提供参考。采用线性光谱混合模型（LSMM），将Landsat影像中的土地覆盖信息进行有效分解，通过分解后光谱在直方图上的特征值，确定合适的阈值，对荒漠化土地进行分类，分析荒漠化土地类型的时空变化特征，对民勤绿洲1992—2017年荒漠化治理效果进行评价。结果表明：（1）1992—2005年民勤绿洲荒漠化加剧面积大于改善面积，两者相差175.47 km²，荒漠化加剧，治理效果不明显。（2）2005—2017年荒漠化改善面积大于加剧面积，两者相差174.18 km²，荒漠化改善，治理效果显著。（3）1992—2017年民勤绿洲荒漠化总体趋于改善，局部地区加剧。其中，坝区和泉山区的荒漠化改善面积大于加剧面积，两者分别相差47.63 km²和52.79 km²，荒漠化改善，治理效果显著；而湖区荒漠化加剧面积大于改善面积，两者相差36.83 km²，荒漠化加剧，治理效果不明显。     

生态重建模式的评价方法——以黄土丘陵区为例

生态重建模式是协调生态脆弱地区人地关系的系列政策和配套措施的总称。作者在按模式总体特征、生态重建规模、投资需求及实施效果开展评价方法讨论和筛选评价指标的基础上,以黄土丘陵区为例,总结了“赈济退耕”、“梯田退耕”和“坝系根治”3种模式的基本特征,计算了不同模式下黄土丘陵区生态重建关于退耕、新修梯田、园地扩建、建坝淤地以及林草植被恢复等的规模和投资需求额度,分析了各模式下的生态重建效益。结果表明：“梯田退耕”可作为黄土丘陵区生态重建的主体模式,目前正在实施的“赈济退耕”具有显著的过渡性特征,“坝系根治”在局部区域可作为辅助模式。     

黄土高原生态脆弱贫困区生态经济发展模式研究——以甘肃省定西地区为例

本文对黄土高原丘陵沟壑区定西地区生态脆弱与贫困的双重矛盾进行了定性与定量相结合的分析,研究表明定西地区“脆弱-贫困”恶性循环是自然与人文要素长期作用的结果,近几十年又以人为因素的作用为主。在总结定西地区解放以来一手抓生态环境建设,一手抓扶贫攻坚,整体解决温饱的成功经验基础上,提出了黄土高原生态脆弱的贫困地区生态经济发展模式;实践证明,生态经济发展模式是黄土高原生态脆弱的贫困地区打破“脆弱-贫困”恶性循环,实现可持续发展的必由之路     

农地边际化的表现特征及其诊断标准

本文对农地边际化与边际土地的概念与本质、农地边际化在区域土地利用中的表现特征及其诊断标准进行了理论探讨。农地边际化是一种受社会、经济、政治和环境等因素综合驱动作用的过程,一种在现有的土地利用和社会-经济结构条件下,农地变得不再具有经济生产能力的过程。在农地边际化过程中,农户会有不同的行为响应,从而导致区域土地利用在“集约度、播种面积、用途转移与土地经营制度”等方面发生重大变化;农地利用的“边际收益指标”、“集约度指标”与“播种面积指标”是诊断农地边际化的三大指标。一般而言,如果该农地利用的“边际收益”为负,且在随后的土地利用过程中出现了“集约度下降、播种面积缩小,甚至弃耕撂荒”等变化特征,可以初步判断该农地利用出现了边际化现象。但不同类型农地边际化,其诊断标准也有差异。     

天山北坡经济带“组团”点轴城镇空间结构研究

以1990-2007年天山北坡城镇GDP、土地、人口、交通数据为资料,根据城镇空间分布“最近邻点指数”理论,空间相互作用和分形理论,分析了天山北坡城镇空间分布特征,构建了绿洲城镇相互作用强度判断模型,提出并论证了“组团”点-轴空间结构模式优越性。研究发现:①天山北坡经济带城镇人口规模和经济规模在空间结构呈现3个城镇高密集区,两个城镇稀疏区特征;②传统绿洲城镇空间结构下,城镇接受中心城市辐射差异很大,不利于城镇整体发展;③以“乌鲁木齐都市圈”为点的“组团”点-轴空间结构模式,有利于中心组团城镇对其他城镇的辐射;④以“５组团”为点的点-轴模式有利于组团之间的相互作用,有利于城镇发展;⑤天山北坡经济带向伊犁河谷延伸有利于中心组团城镇对其他组团城镇的辐射。     

中国干旱区绿洲化、荒漠化调控区划(纲要)

中国干旱区绿洲化的发展一直伴随着荒漠化的威胁。为了维持绿洲化的稳定,控制荒漠化的蔓延,实现区域社会-经济-生态和谐与可持续发展,我们通过大量野外实地考察、观测和调研,基于干旱区绿洲化、荒漠化的环境与社会-经济基础分析、成因与过程研究、绿洲与荒漠化土地时空演变的动态评估等,确立了“生态保护优先、合理开发利用、统筹协调发展”的绿洲化、荒漠化调控主导思想。综合整个干旱区主要自然要素、人文社会经济要素特征,基于大地理单元功能主导性原则、地理单元相对完整性与地域特征差异性原则、区域开发保护方向相对一致性原则等,采用定性分析与图层叠加综合分析的方法,在GIS软件分析平台上,将中国干旱区分为绿洲化、荒漠化调控三大功能类型区、18个区、60个亚区,有望为中国干旱区有针对性地实施绿洲可持续发展战略、荒漠化防治与生态文明建设提供理论依据。     

干旱区耕地质量等级评价及土壤养分与盐渍化的分析研究 ——以民勤绿洲为例

为整体掌握民勤绿洲耕地质量、土壤养分以及盐渍化状况等,充分利用县域耕地资源,分析研究民勤绿洲耕地质量等级划分及其耕地土壤养分和盐渍化现状,为及时准确掌握绿洲耕地地力状况提供科学依据,同时为绿洲耕地土壤养分、盐渍化障碍提供改良措施。基于农业农村部《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部2016年第2号)和《耕地质量等级》国家标准(GB/T33469-2016)的相关要求,构建民勤绿洲县域评价体系,通过综合运用空间分析、模糊数学、层次分析和综合指数等方法,对民勤绿洲耕地质量等级进行综合评价。结果表明:(1)民勤绿洲耕地质量平均等级为3.26等;分布有一至七等级地,八、九、十等级地没有分布;以三、四等级地为民勤绿洲耕地的主要等级分布,面积占比分别为31.63%、28.27%。泉山区中部和坝区灌溉农业区多分布一、二等级地。湖区灌溉区多分布三、四等地。在绿洲边缘带较多分布五、六、七等地。(2)民勤绿洲耕地土壤有机质平均含量在10.00~15.00 g·kg^-1之间,全氮平均含量在0.50~1.00 g·kg^-1之间,总体处于较低水平。有效磷和速效钾总体处于中等水平。昌宁区、泉山区与坝区交界东北部以及湖区镇(昌宁镇、东湖镇、南湖镇、泉山镇、西渠镇)耕地土壤养分平均含量较均低。(3)民勤绿洲盐渍化耕地的面积为32240.36 hm²,占民勤绿洲耕地总面积的30.09%;主要以轻度盐渍化为主。轻度盐渍化多分布在湖区红沙岗镇、红沙梁镇、西渠镇等镇;中度盐渍化分布在昌宁镇以及环河区沿风沙线一带。其评价结果对民勤绿洲耕地资源的科学管理和可持续利用以及绿洲农业的发展具有重要意义。     

民勤绿洲50余年水利建设的生态经济影响

民勤绿洲近50余年地表来水持续减少,为满足用水需求,兴修了一系列水利工程。以民勤县50余年的经济发展和生态环境数据为基础,从农业发展、产业结构调整以及生态环境要素的角度,运用图表对比分析研究区50余年内发生的生态和经济变化,进而研究了水利工程建设在这两方面所产生的影响。结论表明:在2012年来水量比水利工程建设前即1956年减少32.3%的背景下,水利工程建设支撑了民勤绿洲农业的发展;保证了3次产业结构向节水循环型方向调整,第一、二、三产业产值之比从1956年的14.9:3.2:1变成了2012年的1.2:1.1:1。但水利工程建设也对民勤的生态环境产生了负面影响,加剧了该区的地下水位下降及水质恶化、植被退化、土地沙漠化及盐碱化等生态问题。     

基于P-S-R模型的土地生态安全物元评价——以河南省为例

采用P-S-R模型建立指标体系,对区域土地资源生态安全进行客观评价。采用物元和可拓理论构建了区域土地资源生态安全综合评价模型,以河南省为例进行了研究,用层次分析法进行结果计算。结果表明:研究区域内耕地粮食单产逐年增加,土地流失比例逐年降低,土地质量不断提高,森林覆盖率提高,生态环境得到有效改善,但人口压力过大,人均耕地面积不足仍然是影响土地生态安全的重要因素;GDP总量较大,但人均占有量较少,第三产业占国民收入的比重虽有所提升,但横向比较与全国平均水平仍有差距;产业结构、城乡结构不合理已经成为经济社会发展最突出矛盾,加快转变经济发展方式尤为紧迫。整体水平不容乐观,目前仍处于临界安全水平,评价结果符合当地实际情况。基于P-S-R模型的物元评价方法适用于土地生态安全评价,有一定的推广价值。     

民勤绿洲不同土地利用类型下土壤水盐的空间分布特征分析

以石羊河流域下游——民勤绿洲为研究区域，通过野外采样、实地调查和实验分析，对不同土地利用类型下（耕地、林地、草地、湿地、盐碱地、撂荒地和荒漠）土壤的水盐特征进行研究，结果表明研究区土壤含水率整体偏低，范围为5.35%~20.58%，土壤含盐量的平均值为47.02 g·kg^-1，盐渍化程度严重。土壤含水率和含盐量表现为中等变异性，说明其易受到气候、地形、水文地质以及人为活动的影响。不同土地利用类型下土壤水盐的垂直分布差异显著，土壤含水率在垂直方向上的变化特征较为复杂，但含盐量在垂直方向上主要表现为“表聚型”和“振荡型”。民勤绿洲各土层土壤水盐的水平分布均呈条带状分布,土壤含水率整体表现出西高东低，南高北低，而土壤含盐量则表现出相反的趋势。     

土地资源生态安全研究进展与展望

土地资源的生态安全问题日益突出, 土地资源生态安全研究成为当前土地资源可持续利 用研究的前沿课题。文章诠释了土地资源生态安全的概念, 并且对当前土地资源生态安全研究的 主要研究内容及研究进展进行了综述, 提出了将土地资源生态安全机理研究、土地资源生态安全 评价和土地资源生态安全设计研究整合起来进行综合研究的体系框架, 即在系统分析土地资源 生态安全影响机理的基础上, 构建土地资源生态安全评价指标体系, 进行土地资源生态安全评 价, 识别生态危机和生态安全的土地利用模式, 设计生态安全条件下的土地利用结构优化方案和 土地利用安全格局, 这种整合研究将成为区域土地资源可持续利用研究的趋势。其中土地资源生 态安全评价指标体系的构建、生态安全标准的判定以及土地资源生态安全格局构建仍是非常具 有探索性的工作, 也是未来土地资源生态安全研究的主要研究方向。     

Assessing spatial and temporal variability in water consumption and the maintainability oasis maximum area in an oasis region of Northwestern China

Water consumption is a key role in improving the efficiency and sustainability of water management in arid environments.In this study, we explored an approach based on meta-analysis, MODIS NDVI products, land-use spatial distribution, and soil water physical parameters to gain insight into long-term and large scale distribution of land use and water consumption, maintain maximum Zhangye Oasis area according to Heihe River runoff, and suitable water resource management in Zhangye Oasis. This approach was initiated in order to improve the efficiency of irrigation and water resource management in arid regions. Results showed that Heihe River runoff can maintain a maximum Zhangye Oasis area of 22.49×10~4 hm~2.During the 2000-2016 growing seasons, actual oasis water consumption ranged from 11.35×10~8 m~3 to 13.73×10~8 m~3, with a mean of(12.89 ± 0.60)×10~8 m~3; if maintaining agricultural production and oasis stability was chosen, oasis water consumption ranged from 10.24×10~8 m~3 to 12.37×10~8 m~3, with a mean of(11.62 ± 0.53)×10~8 m~3. From the perspective of water resources management and ecosystem stability, it is necessary to reduce the area of Zhangye Oasis or choose the minimum water consumption method to manage the oasis, to ease the pressure of water shortage and maintain stable and sustainable development of the Zhangye Oasis. These results can provide future practical guidance for water resource management of coordinated development of the economy and the environment in an arid area.     

基于水资源承载力的民勤绿洲土地利用结构优化研究

 采用灰色线性规划方法,基于水资源承载力对民勤绿洲土地利用结构优化进行了研究。研究结果表明: ①在水资源刚性约束的条件下,土地利用结构优化的方向是减少高耗水的水浇地,增加大棚用地、牧草地、灌木林地和工业用地。②提出了土地利用结构优化最优方案,使万元GDP耗水下降了0.1618 m3,单位耗水产出增加了8.66元;③最优方案可以实现水资源消耗最小化,水资源消耗量比规划期可供水资源总量少0.48亿m3,可以缓减用水压力,有利于地下水位的逐步恢复;④土地利用结构调整优化必须与节水型社会建设同步推进,才能在确保综合效益的前提下达到水资源利用最小化,实现区域可持续发展。     

沙漠增温效应下绿洲热量资源估算模型——以准噶尔盆地为例

绿洲是干旱区荒漠生态系统中最为精华的区域,特殊的气候资源条件及其组合效应是形成绿洲特色高效农业的基础。在暖季,由于沙漠的增温效应,使绿洲的热量资源比同纬度地区更优越。以准噶尔盆地南缘古尔班通古特沙漠及石河子绿洲为对象开展研究,从时间、空间角度分析了沙漠增温影响下绿洲不同部位的热量条件、分布特点及变化规律等。并提出沙漠增温系数Z,Z可反映沙漠对与其相邻的特定地理位置的绿洲热量影响敏感程度,解释沙漠和绿洲间的热量联系及沙漠本身的热效应。借助沙漠增温系数,建立了石河子绿洲主要热量要素的估算模型,可以相对动态地估算绿洲区域不同时空尺度的热量状况。