基于遥感技术的宁东煤炭基地土地利用变化及驱动力分析

研究大型矿业基地土地利用动态变化过程可间接评估矿产开发对区域生态环境的影响。采用2005年、2010年和2015年3期SPOT-5和GF-2卫星影像数据,通过人工目视解译与计算机自动提取相结合的手段,提取宁东煤炭基地土地利用信息,并收集2000年土地利用遥感解译信息,构建土地利用程度综合指数、动态度等,定量研究宁东煤炭开发引起的土地利用变化,结合经济社会发展指标,构建驱动土地利用变化的定量评价体系,分析了宁东煤炭基地土地利用格局变化的驱动因素。结果表明,2000—2015年宁东煤炭基地一直处于土地持续开发利用阶段,主要表现为草地、林地及耕地向工矿用地为主的建设用地转变,但土地利用程度综合指数的增幅有所下降,表明基地建设逐渐进入稳定期,土地利用压力趋于下降;主成分分析表明,人类活动驱动着宁东土地利用格局的变化,主要有封山禁牧政策、产业化和规模化、人口增长、城镇化等因素。该研究结果可为宁东煤炭基地未来生态环境保护提供科学依据。     

珠江口盆地珠一坳陷古近系“源-汇”系统分类及石油地质意义

珠一坳陷深层古近系两套优质生烃层系内发育的储层具有近源成藏的优势,但其非均质性强、低孔渗的特点制约了油气勘探,研究与此直接相关的“源-汇”系统,对于寻找富烃优储耦合的有利区意义重大.以构造运动和盆山地貌为基础,结合断陷湖盆以半地堑为基本单元的结构特点,划分了盆地级、半地堑级和区带级的三级“源-汇”系统.盆地级分为外源、内源型两类,可用来宏观分析优质烃源岩分布;半地堑级分为陡坡、缓坡和长轴型3类,对于定性评价储层优劣具有较大意义;区带级分为迁移型、转换型、稳定型3类,为有利区目标评价和井点选择提供参考.研究认为迁移型和转换型“源-汇”系统可形成良好的生储盖配置,是最为有利的油气富集区,应作为古近系重点勘探对象.     

基于“源-汇”理论构建农林交错的县域景观生态修复格局——以鄂伦春旗为例

基于“源-汇”理论,运用最小累计阻力模型,通过ArcGIS软件分析计算,构建内蒙古鄂伦春旗地区景观生态修复格局。通过对区域“源”、“汇”景观识别,分析区域各类型源景观阻力面,划分出5级生态功能分区,提出修复区的空间修复次序。结果表明,鄂伦春旗地区林地源景观面积28054.2 km2,草地源景观面积2912.9 km2,水域源景观面积141.4 km2,源景观占鄂伦春旗总面积的85.58 %,生态功能及生态质量整体较好,但是旗南部均以耕地为主,南北部景观生态安全质量差异较大。针对各类修复区生态问题的严重程度及分布区域范围,修复次序为林草水修复重要区＞林草修复重要区＞草水修复重要区＞林水修复重要区＞草地修复重要区＞水域修复重要区＞林地修复重要区。创新提出了研究区生态保护核心区及重点生态修复区分布范围,构建了“点、线、面”三位一体的立体空间廊道和“四横二纵”的生态修复格局,为以林地和耕地为主要景观的欠发达县域地区生态环境保护体系做出示例。可广泛应用于存在较多类型生态保护区且农林混杂交错的县域地区,为区域生态保护、空间规划管制、构建生态修复格局提供参考。     

整合、存储多源数据 共享电子地图信息——关于“一张图”的技术研究与应用

传统的空间地理信息系统中,各类地理信息数据来源、格式不同,在各个系统中独立存在,无法叠加分析。“一张图”的信息资源整合主要包括将各种信息进行规整,建立统一坐标系统,以可视化图层的形式展示。通过不同要素图层叠加,实现各种信息的可视化融合,同时共享电子地图信息。本文从多源多尺度的数据整合与存储技术研究入手,为“一张图”的信息资源共享提供数据基础。     

“三江”地区与青藏高原内部早第三纪高镁钾质岩地球化学对比:地幔源区的差异及其意义

"三江"地区和青藏高原内部广泛分布有新生代早第三纪高镁钾质岩(MgO6%,K2O/Na2O1),通常认为它们应起源于地幔源区,虽然它们均有着富钾、富集LILE和亏损HFSE的共同特征,并在形成时代上有着一致性,但青藏高原这些在不同区域的早第三纪火山岩在地球化学特征有显著的差异。"三江"地区同高原内部高镁钾质岩相比具有明显高的εNd(t)值,指示前者起源于一个相对亏损的富集地幔源区。青藏高原早第三纪高镁钾质岩可能源于与古俯冲环境相联系的富集地幔源区,但不同地区的富集物质和地幔源区矿物组成以及形成深度却是各不同。青藏高原内部高镁钾质岩的形成可能与高原腹部始新世下地壳的拆沉有关;而"三江"地区早第三纪高镁钾质岩可能与发生在50～40Ma北向俯冲的特提斯大洋板片断离有关。同时早第三纪特提斯大洋板片的北向俯冲和断离对"三江"地区在该时期的成矿物质的富集和成矿过程有着重要的贡献。     

黔桂岩溶山区土地利用变化的社会经济因素分析

基于黔桂岩溶山区1990、2015年的土地利用数据和社会经济统计资料,利用典范对应分析方法对1990-2015年25年间的土地利用变化及社会经济驱动因素进行了实证分析。结论如下:（1）黔桂岩溶山区土地利用变化存在明显的时空分异现象;（2）贵州高原区以草地大幅减少和林地增加为主要特征;黔桂峰丛洼地区以水域面积增加和草地减少为主要特征;广西丘陵区的主要特征是耕地减少和建设用地增加。（3）贵州高原区土地利用类型变化以经济和人口因素为主要驱动力;广西丘陵区土地利用类型变化以经济因素和农业结构水平为主要驱动力;农业因素对黔桂峰丛洼地区的土地利用变化驱动作用明显。未来应提高贵州高原和黔桂峰丛洼地区岩溶山区草地生态功能重要性的认识,在加强森林植被恢复的同时加强草地资源保护;城镇化发展背景下黔桂岩溶山区应减少优质耕地占用,开发低丘缓坡土地,建设山地特色城市。      

岩溶动力系统与全球变化研究进展

碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础,它记录着地球历史时期的环境变化,是地球最大的碳库,对地球大气和生命演变起到重要作用;现代全球岩溶分布面积2200万km~2,占陆地面积的15%,岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分,全球25%的人口依赖岩溶地下水资源的供给,岩溶生态系统的脆弱性制约着区域经济社会发展;本文主要针对近30年以来,岩溶学科发展进行综述,包括岩溶动力学概念、内涵与发展,驱动岩溶发育的地质-生态机制,岩溶动力系统与碳循环新进展,岩溶动力系统与水循环新进展,岩溶动力系统与钙循环新进展;岩溶动力系统与全球环境变化研究发展展望(岩溶关键带下的资源环境效应及国际大科学计划的启动)。     

三峡库区地质灾害空间评价预警研究

通过全面野外调查(比例尺1∶100,000),填表登录了三峡库区(19县(区),54175km2)地质灾害点5706处,其中,滑坡3830处、不稳定斜坡1107处、崩塌549处、泥石流90处、地面塌陷85处、地裂缝45处.采用1∶250,000数字化地形底图,通过编制三峡库区工程地质图层,建立了基于MapGIS的三峡库区地质灾害空间数据库和分层图形库.在研究了三峡库区地质灾害分布与地形(高程、坡度)、水系、植被、工程地质岩组、地质构造形迹、斜坡类型、降雨量分布和地震活动等的统计关系基础上,筛选提取了地质灾害空间评价预警研究的发育因子(响应因子)、基础因子、诱发因子和易损因子体系.划分了三峡库区干、支流库岸的斜坡结构类型,预测建立了未来三峡水库在145～175m水位变动期水库库岸斜坡可能出现冲刷-坍塌、整体滑移、溶蚀垮塌和侵蚀-剥蚀等4种类型变形失稳模式.采用2.5km×2.5km(图面1cm×1cm)的网格剖分整个区域,共形成9309个网格.基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),分别计算了三峡库区地质灾害\"发育度\"、\"潜势度\"、\"危险度\"和\"危害度\"(简称\"四度\").采用图斑合并方法分别编制了相应的\"四度\"区划图.根据\"四度\"区划结果,分别提出了三峡库区地质灾害监测预警与防治区划和地质环境开发利用的对策.     

不同土地利用方式下土壤CO2时空分布特征及其影响因素——以湘西大龙洞地下河流域为例

为了解不同土地利用方式/覆被条件土壤剖面CO2时空分布特征及其影响因素,对湖南湘西大龙洞地下河流域的4种土地利用方式（林地、草地、玉米地、烟叶地）土壤不同深度的CO2浓度进行为期一年的观测。结果显示,不同土地利用方式的土壤CO2表现为草地(7 527 mg/m3)>林地(7 197 mg/m3)>烟叶地（4 562 mg/m3）>玉米地(4 414 mg/m3);随剖面深度加大,草地和玉米地土壤CO2呈先增大后稳定的趋势,林地和烟叶地则表现为先增大后降低的趋势;时间变化上,不同土地利用方式下的土壤CO2月均浓度曲线与气温的变化曲线有很好的对应性,表现为2-8月浓度升高,8-12月降低,12月至次年2月为小幅下降,土壤CO2浓度的最低值和最高值分别出现在2月和8月。相关性分析显示,气温对土壤CO2浓度的影响最显著,此外,不同土地利用方式下有机碳的差异,与气温相耦合的降雨因素等都对土壤CO2浓度变化有重要影响。      

晋陕蒙接壤地区土地利用/覆盖变化及其驱动力研究——以神华集团大柳塔矿区为例

选择地处生态环境脆弱地区的晋陕蒙接壤地区能源化工基地的大柳塔矿区为研究区,利用1986年8月2日和2007年9月7日的TM卫星图像数据为信息源,应用遥感技术对其土地利用/覆盖变化进行研究。通过图像处理,划分出7种土地利用和地表覆盖景观类型,根据获取的景观类型变化参数对其结构与变化特征进行分析,得出研究区的生态变化趋势与驱动力。结果表明,煤矿大规模开采以来,研究区景观结构稳定性减弱,破碎度增强,人类活动在研究区生态环境变化过程中起主导作用。在矿区生态环境恢复中,应提高自然植被景观类型的有效规模,有利于增强生态系统的稳定性。     

岩溶地区不同利用方式土壤土力学特性垂直变化特征

以黔中岩溶地区不同利用方式的土壤为研究对象,采用野外调查和室内试验相结合的方法,研究了土壤黏聚力c、内摩擦角φ及紧实度随不同土壤利用方式、不同土层深度的变化特征。结果表明:土壤黏聚力c总体随土层深度不断增大,在0-35 cm内受不同土壤利用方式的影响比较明显;土壤内摩擦角φ在0-50 cm土层内,呈“S”形变化,受母质影响显著,三种不同土壤利用方式总体变化趋势基本一致;林地、灌草地、坡耕地土壤在垂直剖面上都存在着上松下紧的状况,在0-20 cm内,坡耕地土壤紧实度均小于林地和灌草地,20 cm以下坡耕地和灌草地土壤紧实度基本一致,但均大于林地,三者均保持着不断增大的趋势。研究表明:植被生长对于改善土壤力学性能具有一定的影响。因而通过加强植被保护与管理和调整坡耕地利用方式是改善土壤力学性能,防治土壤侵蚀和控制石漠化的主要手段。      

西南喀斯特地区土壤退化过程与机理探讨

自1971年FAO提出“土壤退化”的概念并出版Land Degradation以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。随着土壤退化及土壤质量下降对全球食物安全、环境质量及人畜健康影响的日益凸显,土壤退化的研究已成为全球环境变化研究的重要组成部分,尤其是土壤退化的发生过程、机理和演变动态是目前土壤退化研究的前沿和热点问题。中国西南喀斯特山区位于世界三大连片喀斯特发育区之一的东亚片区中心,喀斯特地貌广泛发育,地形条件复杂,生态环境脆弱,土壤侵蚀退化严重。结合西南喀斯特地区的地质地理背景、生态环境特性从生物、化学、物理等角度对西南喀斯特地区土壤退化的过程与机理进行了分析和探讨。西南喀斯特地区的环境脆弱性只是土壤严重侵蚀退化的前提或内因,日益尖锐的人地矛盾导致的植被破坏和退化才是喀斯特土壤侵蚀退化的关键驱动力。西南喀斯特山区土壤退化的过程即是土壤结构劣化、土壤质地和孔隙性变差、土壤水分性能退化、土壤贫瘠化的过程,以上各退化要素形成相互影响相互催化的正反馈循环,加剧土壤的迅速退化。其中,土壤水分和土壤肥力尤其是土壤水分是喀斯特地区土壤退化关键退化因子。     

重度石漠化区不同土地利用方式下土壤养分特征

本文以云南省蒙自市西北勒乡碧色寨村石漠化土地为研究对象,基于主成分分析法（PCA）研究岩溶石漠化区不同土地利用方式下的土壤养分特征。结果表明:（1）研究区土壤各养分指标变异系数介于0.14~1.76,不同土地利用方式下,土壤养分状况有较大差异;（2）研究区土壤12项养分指标可归结为3个主成分,所提供的信息占全部信息的90.69%,其中PC1主要包含了全磷、有效磷、速效钾和有效锰,PC2主要综合了有机碳、全氮、全钙和有效锌,有效铁对PC3具有较大的贡献。（3）对不同用地类型土壤养分的主成分得分进行排序,由大到小依次为火龙果地>林地>封育草地>玉米地,表明植树造林及火龙果种植等方式能有效改善石漠化区的土壤养分状况。建议对样区的石漠化治理应以封山育土为前提,以生态恢复为目的,通过种植火龙果与修复林地改善样区土壤状况,逐步形成生态环境与社会经济协调发展的石漠化综合治理体系。      

贵州省城镇用地扩展强度时空分异及影响因素

以贵州省1995年、2000年、2007年TM遥感影像资料为数据源,利用Er-das软件对该三期影像进行矫正和监督分类,应用ArcView进行修改。然后,再以ArcGIS空间分析模块,提取贵州省1995年、2000年、2007年三个时期的城镇土地利用数据。在此基础上,运用城镇扩展强度指数公式计算城镇扩展强度指数,并从交通、经济和自然环境等方面对贵州省城镇土地利用扩展的影响因素进行分析研究。结果表明:(1)2001-2007年,高速扩展城镇16个,高于1995—2000年期间的5个;(2)从空间上看,南北(遵崇公路、贵遵公路、贵新公路及国道210)沿线、东西(凯麻公路、贵黄公路以及国道320)沿线大城市扩展较快,并以交通十字交点为中心形成中高速扩展区域,而且这种由节点城镇向轴线发展的趋势表现日益突出。(3)从扩展强度等级上看,存在扩展强度等级逐渐递增的规律,即由低速扩展→低中速扩展→中速扩展→中高速扩展→高速扩展。道路等级与城镇扩展强度成正比例关系,即道路等级越高,其沿线城镇土地利用扩展强度越大;经济是城镇扩展的重要影响因素,经济的快速增长能提高城镇扩展强度;平坦开阔的地形地貌将利于城镇扩展,而山高坡陡等崎岖的地形地貌将阻碍城镇的扩展。