黄土高原水土流失区生态退耕对粮食安全的影响

退耕还林是黄土高原水土流失区改善生态环境的一种有效途径,但在一定程度上必然会影响到区域的粮食安全,其中最直接最主要的影响便是退耕带来耕地面积减少,引发粮食总产量的降低。根据黄土高原水土流失区的生态退耕规划,对退耕还林还草可能对当地造成的粮食生产影响进行分析。利用具有显著科学性和可操作性的最小人均耕地面积和耕地压力指数模型,对该区各亚区进行了粮食安全评价,并以此为基础提出了黄土高原水土流失区各亚区退耕还林还草与粮食安全的协调途径。     

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。     

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。     

三峡库区退耕坡地环境移民压力研究

坡耕地退耕还林还草作为生态环境建设的重要措施正在三峡库区逐步实施。然而，坡耕地退耕将减少退耕地区的耕地数量，特别是坡耕地集中分布的区域，从而引发环境移民问题。利用GIS技术建立了基于GRID的坡耕地退耕压力指数模型及环境移民模型，并对三峡库区坡耕地退耕引发的潜在环境移民的数量进行模拟。模拟结果表明三峡库区坡耕地退耕引发的潜在环境移民数量较大。在退耕压力指数为40％时潜在环境移民数量高达89万人，相当于三峡水库淹没需要安置的水库移民数量。环境移民压力是该地区生态环境建设面临的一大难题。     

西北地区的退耕规模、粮食响应及政策建议

退耕还林(草)是西北地区生态环境建设的重大举措,但退耕必然会对的粮食生产带来直接影响。基于全国土地利用详查的分县数据,研究认为:(1)按照法律规定,大于25度的陡坡耕地必须无条件地退耕。仅此一项,西北地区就必须退耕153.6×10⁴hm²,占现有耕地的9.2%,粮食减产为71.2×10⁴t,占1996年粮食产量的2.2%,对全区人均粮食占有量的影响很小;(2)在保证人均耕地0.1hm²前提下对大于15度的坡耕地退耕,则退耕面积可达347.8×10⁴hm²,超过现有耕地的1/5;对应的粮食减产为234.5×10⁴t,是1996年粮食产量的7.3%,甘肃、陕西和青海的粮食减产比例都在1/10左右,退耕带来的直接粮食减产效应是显而易见的。最后针对西北地区的退耕规模及其粮食响应,提出了两条政策建议     

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。     

内蒙古达拉特旗风沙区退耕还林还草生态效益评价

以生态经济学为基础,采用层次分析法(AHP),建立了达拉特旗风沙区退耕还林还草综合生态效益评价指标体系和数学模型,指标体系包括3个层次12项指标;采用德尔菲法和AHP确定了各项指标权重。对试验区3种典型退耕模式进行综合生态效益评价,并与未退耕荒地对比研究。评价结果表明:3种典型退耕还林模式与未退耕荒地的综合生态效益指数大小趋势为:沙柳+沙蒿退耕模式﹥柠条+沙蒿退耕模式﹥杨树+沙蒿退耕模式﹥未退耕荒地;3种退耕模式综合效益值均达到未退耕地的4倍以上;退耕还林还草工程生物效益、土壤效益、小气候效益、防风固沙效益显著;沙棘+沙蒿退耕模式生态效益数值最高,可以作为达拉特旗风沙区或其他风沙区生态建设中最优植被配置模式。     

国土开发整治与区域规划

国土开发整治S1812006043817塔里木河中下游退耕还林还草地的评价方法研究=Studyontheevaluationmethodsoffarmlandswithdrawnfromfarm-ingtoafforestingandgrasslandplantinginthemiddleandlow-erreachesoftheTarimRiver/王雷涛,尹林克…∥干旱区研究.—2005,22(4).—537~540目前针对塔里木河流域实施退耕的标准还未制定出来,因此,建立一套切合塔里木河中下游地区实际的退耕地的评价体系,确定该地区退耕的规模和空间分布,为国家和当地政府在塔里木河流域实施退耕还林还草提供理论依据、技术支撑和决策支持.针对塔里木河中下游耕地的退耕…     

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。     

陕北吴起县退耕还林（草）成效的遥感监测分析

利用GIS综合解译分析NOAA/AVHRR、TM和DEM数据,揭示吴起县退耕还林（草）生态建设工程所取得的实效。1998—2003年NOAA/AVHRR遥感监测表明,吴起县域版图在遥感影像上凸现,这就是该县通过实施退耕还林（草）工程留在大地上的绿色印记,表明吴起县植被状况正在逐年改善,而且植被恢复情况明显好于周围区域。退耕前后的LANDSAT TM影像解译结果对比分析说明,吴起县近年来退耕还林（草）的成绩是显著的,生态环境有了明显的改善。与1997年相比,到2004年该县有81.31%耕地不再耕种,退出的耕地主要变为草地、林地和果园;林草覆盖度增加显著,由1997年的37.06%提高到2004年的83.63%;高坡度耕地绝大部分实现退耕,大于25°的坡耕地89.36%实现了退耕;低植被覆盖度的土地面积在大幅度减少,植被覆盖度小于10%的面积减少了90.91%。土壤侵蚀强度总体上降低,但土壤侵蚀状况仍然严重,需要继续加强治理。     

河北坝上农田、退耕地和天然草地土壤的可风蚀性

对河北坝上农田、退耕地和天然草地土壤干团聚体稳定性（DASt）、土壤可蚀度（EF）和理化性质进行分析,讨论了这3种土地利用类型土壤风蚀可蚀性的差异及其与土壤理化性质的关系。结果表明：农田和天然草地EF与DASt值差异性显著（P<0.05）,天然草地和退耕地、退耕地和农田差异性不显著,对于EF和DASt,天然草地 > 退耕地> 农田;对于平均粒径,农田≈退耕地>天然草地;对于土壤机械组成黏粒与粉粒含量,天然草地 > 退耕地 > 农田;对于砾石含量,农田 > 退耕地 > 天然草地;对于土壤有机质和全氮含量,天然草地 > 退耕地 > 农田。农田、退耕地、天然草地的DASt、EF系数与砾石含量、平均粒径有着显著相关性,有机质、全氮含量和DASt在天然草地上极显著负相关;EF与有机质、全氮含量在3种地类显著负相关。坝上地区草地和退耕地土壤肥力较高,但表层土壤具有很高的风蚀潜力,因此要限制开垦草地,在必要的地区继续退耕还林还草,提高地表植被的覆盖度,防风固沙,提高土壤肥力,减少土壤风蚀。     

南澳岛退化草坡的植被恢复研究

在南澳岛建立次生草坡对照及草坡种植试验样地,观测群落植物多样性、土壤肥力及生物量变化,以探讨海岛退化草坡的植被恢复过程。结果显示,海岛迎风面上修建公路、风能发电场或开垦后的弃耕祼地在自然状况下很难恢复其植被,植物种类和数量甚至有所减少,植被覆盖度下降,需要进行人工植被恢复;在迎风面恶劣的环境下,次生草坡可能是一种偏途顶极,短时间内植物多样性变化不大。退化草坡的土壤肥力较低,开垦后若不及时恢复适当植被,情况会恶化。该岛草坡的生物量均较低,远低于该岛一般人工林或次生林的水平。海岛本身存在水分、土壤、生物条件等方面的脆弱性,在工程建设过程中应尽量避免对地形地貌和植被造成破坏,一旦破坏要尽快进行适生的人工植被恢复。     

北方土石山区坡耕地水土保持措施的 空间有效配置

坡耕地是北方土石山区水土流失的重要策源地,为了有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地持续利用,分析了不同水土保持措施在坡耕地上的适用范围,研究结果显示,耕作措施的水土保持效益随着坡度的增加而降低,在0°~6°的坡度范围内水土保持效果最佳;坡改梯工程的适用范围广泛,水土保持效益稳定,但在陡坡上实施坡改梯工程的难度和成本将显著增加,维护费用高,且土地的损失量大,不宜在土地资源紧张的贫困山区大面积推广;植物篱措施的水土保持效益受坡度的限制性小,在25°以下的坡地上都能收到良好的水土保持效果,且投资少,适合在在广大贫困山区使用。因此,根据北方土石山区的坡耕地的特点及不同水土保持措施最佳适用范围,坡耕地被划分为4个坡度范围分别进行水土保持措施的优化配置,即0°~5°平地及浅丘地采取以耕作措施为主进行治理,5°~15°缓中坡耕地采用以梯田措施为主、植物篱措施为辅进行治理,15°~25°的坡耕地采用植物篱措施为主进行治理,25°以上坡耕地必须退耕还林还草。     

Simulation of future land-use scenarios in the Three Gorges Reservoir Region under the effects of multiple factors

Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change (LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region (TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows: (1) The areas under ROC curves of land-use types (LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution. (2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction. (3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment.     

基于Dyna-CLUE模型的滇池流域土地利用情景设计与模拟

以滇池流域为研究对象,基于1999年、2002年两期TM遥感解译数据和区域自然与社会经济数据,应用Dyna-CLUE模型模拟2008年滇池土地利用空间分布。结合滇池流域土地利用变化趋势与退耕还林政策,设定了三种土地需求情景,模拟2022年区域土地利用空间分布情况。研究结果表明：① 两期模拟结果Kappa系数分别为0.6814与0.7124,具有高度的一致性,表明Dyna-CLUE模型在滇池流域有较强的适用性。② 三种情景的模拟结果显示,至2022年流域内未利用地、耕地显著减少,建设用地、林地显著增加,水域与草地相对变化较小,因加大退耕还林政策实施力度,三种情景中,位于官渡区、呈贡区、嵩明县及晋宁县的耕地与林地呈现不同的变化情况。③ 滇池流域建设用地扩张,增加了滇池非点源污染负荷。不合理的土地利用布局,将会恶化滇池水质,加剧水环境压力。研究结果可为未来滇池流域土地利用合理规划与非点源污染控制提供参考依据和决策支持。     

多因素耦合下三峡库区土地利用未来情景模拟（英文）

Model simulation and scenario change analysis are the core contents of the future land-use change(LUC) study. In this paper, land use status data of the Three Gorges Reservoir Region(TGRR) in 1990 was used as base data. The relationship between driving factors and land-use change was analyzed by using binary logistic stepwise regression analysis, based on which land use in 2010 was simulated by CLUE-S model. After the inspection and determination of main parameters impacting on driving factors of land use in the TGRR, land use of this region in 2030 was simulated based on four scenarios, including natural growth, food security, migration-related construction and ecological conservation. The results were shown as follows:(1) The areas under ROC curves of land-use types(LUTs) were both greater than 0.8 under the analysis and inspection of binary logistic model. These LUTs include paddy field, dryland, woodland, grassland, construction land and water area. Therefore, it has a strong interpretation ability of driving factors on land use, which can be used in the estimation of land use probability distribution.(2) The Kappa coefficients, verified from the result of land-use simulation in 2010, were shown of paddy field 0.9, dryland 0.95, woodland 0.97, grassland 0.84, construction land 0.85 and water area 0.77. So the results of simulation could meet the needs of future simulation and prediction.(3) The results of multi-scenario simulation showed a spatial competitive relationship between different LUTs, and an influence on food security, migration-related construction and ecological conservation in the TGRR, including some land use actions such as the large-scale conversion from paddy field to dryland, the occupation on cultivated land, woodland and grassland for rapid expansion of construction land, the reclamation of woodland and grassland into cultivated land, returning steep sloping farmland back into woodland and grassland. Therefore, it is necessary to balance the needs of various aspects in land use optimization, to achieve the coordination between socio-economy and ecological environment.     

黄土丘陵区典型小流域土地利用变化研究——以陕西延安地区大南沟流域为例

利用航片解译和景生态学方法研究了陕北黄土丘陵区大南沟流域在20世纪70年代和90年代的土地利用结构的特点和变化，结果表：从1975年到1999年，梯田，坡耕地，稀疏林地，灌丛面积减少，所占百分比呈下降趋势，而有林地，果园，荒地所占百分比呈上升趋势，梯田，有林地，灌丛和茺地平均斑块面积在增大，而坡耕地，稀疏林地，果园的平均斑块面积在减小，果园和坡耕地分维数在变大，斑块形状趋于复杂化，而有林地，稀疏林地，灌丛，梯田和荒地的斑块分维数在变小，斑块形状趋势规则小，有林地，灌丛，果园，荒地的分离度在下降，稀疏林地，梯田和坡耕地的分离度在上升，说明有林地，罐丛，果园和荒地的地位在上升，而稀疏林地，梯田和坡耕地的地位在下降，全区单位面积的斑块数目的磁大，在一定程度上表明农田中地块之间的边界增多，其结果是导致一些土地资源和浪费和不利于土地管理，景观多样性指数和土地利用相对合理指数在增大，但变化较小，1997年与1975年相比，整体上土利用结构稍有好转，但这种土地利用结构远未达理想状态。     

塔里木河干流区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

在GIS和遥感技术支持下,利用1973年MSS遥感影像、1983年航空遥感土地利用图、1990年TM、2000年TM和2005年CBERS遥感影像对新疆塔里木河干流区土地利用/覆被变化过程和生态环境效应进行了分析。结果表明,1973~2005年塔里木河干流区土地利用/覆被发生了显著变化,耕地、未利用地和城乡居民及建设用地面积分别增加了25.72×104hm2、17.33×104hm2和0.51×104hm2,林地、草地和湿地面积分别减少了29.10×104hm2、8.63×104hm2和5.84×104hm2。在1973~1983年、1983~1990年、1990~2000年、2000~2005年4个时段中土地利用变化呈"显著变化—缓慢变化—显著变化—急剧变化"的过程。土地利用类型转移的主要方向是林地和草地转化为耕地、耕地转化为城乡居民及建设用地、草地转化为未利用地。土地利用/覆被的变化引起了干流区水环境恶化、土壤质量改变、天然植被严重退化、土地荒漠化和盐渍化加剧、湿地面积减少和生物多样性丧失等一系列生态环境问题。     

坡耕地侵蚀过程与土壤理化特性演变

坡耕地水土流失问题问题是制约生态农业建设与可持续发展的重要因素，探讨坡耕地土壤侵蚀过程和土壤退化机制是解决问题的关键。基于这些问题，本文应用人工模拟降雨试验方法，研究了坡耕地壤侵蚀发生发展过程，以及侵蚀过程中土壤物理化学特性的演变规律；明确了不同中下坡面单位时间产沙三个过程特征；揭示了泥沙中不同粒级颗粒组成、团聚体和营养元素迁移规律及导致土壤退化加剧的原因；提出了防止坡耕地土壤侵蚀的方法。     

集约化农区土地利用变化对土壤养分的影响——以河北省曲周县为例

以河北省曲周县为集约化农区的分析样区,通过对1980年、1999年土地利用类型变化和2期不同用地类型的土壤养分变化进行分析。结果表明：曲周县1980~1999年之间的土地利用类型以水浇地、旱地、菜地、园地、林地等农业用地类型为主,1980年农业用地类型占土地总面积的77.47%,1999年的农业利用类型占土地总面积的77.43%;但是土地利用类型也存在着转化,转化的顺序为荒草地向旱地、水浇地、菜地方向转化,旱地向水浇地、菜地方向转化;1980年土壤养分含量在不同用地类型间的变化顺序为水浇地>旱地>荒草地,差异幅度在2%～18%之间,1999年土壤养分含量在不同用地类型间的变化顺序为菜地>水浇地>旱地,差异幅度在18%～690%之间;2期对比分析表明,土壤养分含量除速效钾外不仅在相同用地类型之间增加幅度大,而且在转化后地用地类型之间也存在明显差异;土壤有机质、全氮、速效磷含量在不同土地利用类型中的变化顺序为菜地>水浇地>旱地>荒草地,速效钾含量变化的顺序为旱地>荒草地>菜地>水浇地。