From Forests and Fields to Coffee and Back Again: Historic Transformations of a Traditional Coffee Agroecosystem in Oaxaca,Mexico

Studies of coffee agroecosystems have focused on their role in providing habitat for biodiversity across a range of management intensities. These studies have not taken into account the temporal and spatial transformations in coffee landscapes and their impacts on structural heterogeneity and biodiversity, nor systematically linked these transformations to farmer management responses to price and policy shocks. We utilize a coupled natural–human system framework to examine the historical transformations of the coffee landscape in a matrix of community-protected forests in a coffee-growing community in Oaxaca, Mexico, and study how those transformations impact tree biodiversity across a range of management options, including formerly certified organic and conventional coffee, abandonment, and conversion. The coffee landscape has historically transitioned from forests and fields (1950s–1960s) to one dominated by coffee (1970s–1980s) to a richly mosaic and biodiverse landscape (1990–2010) resulting from 43% recent abandonment and conversion of coffee back to forest and fields.     

云南金沙江流域水土保持型可持续土地利用规划研究

水土流失是当今我国乃至世界性的头号土地生态环境问题,它已成为广大山区可持续土地利用的最大障碍和主导性制约因素。未来土地利用的主要方向是可持续土地利用,水土流失山区可持续土地利用有着特殊的内涵。本文以水土流失极其严重的全国生态建设重点区域——云南金沙江流域为研究区域,对水土保持型可持续土地利用规划的基本内涵、原则和重点内容进行了初步探讨,并制定了该流域水土保持型可持续土地利用规划的战略指导思想、基本方针、主要目标、规划方案和实施措施。     

Land use/cover, landforms and fragmentation patterns in a tropical dry forest in the southern Pacific region of Mexico

In spite of widely documented studies of deforestation rates and land use/cover changes in tropical dry forests in Mexico, relatively little is known about fragmentation patterns in such forests. This study defines the spatial distribution of landforms and land use/cover types the lower Papagayo River basin and examines their influence on fragmentation patterns and biological diversity in a tropical dry forest in that southern Pacific region. The land use/cover map was constructed from aerial photographs, Landsat TM imagery (2000) and fieldwork. Landform units were defined based on altitude, slope, lithology and morphology. Landscape fragmentation parameters were obtained using FRAGSTATS (version 3.3) considering the numbers of patches, mean, minimum and maximum patch size, edge density, total edge and connectivity. Results show tropical dry forest to be remnant vegetation (~11 per cent), characterized by isolation and low connectivity. Land use/cover types have different effects on fragmentation patterns. Agriculture and cattle raising produce similar numbers of patches, but with a different mean size; and human settlements have a scattered distribution pattern. The abandonment of rural agricultural livelihoods has favoured the expansion of secondary tropical dry forest characterized by continuity and high connectivity, which suggests a high regeneration potential from land abandonment. It can be concluded that tropical dry forest fragmentation and recovery at regional scales depend on such landscape attributes as lithology, slope, geomorphology and management.     

干旱区绿洲不同土地利用方式和强度对土壤粒度分布的影响

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用SPSS数理统计软件,选择12种土地利用系统,采集上层（0～20cm）和下层土壤（20-40cm）样品,分析出不同土地利用系统对土壤粒度分布的影响。研究结果表明：（1）研究区土壤主要由砂和粉砂组成,土地利用系统对砂、粉砂和粘土粒度分布的影响显著,无论上层还是下层,不同土地利用系统土壤砂、粉砂和粘土含量差异明显。（2）绿洲土壤砂含量随着土地种植年限增加有降低的趋势,而粉砂和粘土含量有增加的趋势。在不同的土地利用强度下土壤粒度分布表现出了不同的特征。土地利用强度大的一年生作物和多年生作物土壤粉砂和粘土含量较高。土壤质量得到了逐步改善;而受人类活动干扰较小的土地利用系统土壤砂和粉砂含量高,土壤质地差。说明干旱区绿洲的人类农业活动基本趋于合理。绿洲生态环境正逐步得到改善并持续发展。     

石羊河下游农户的土地利用行为及效率

农户的土地利用行为不仅决定着土地资源能否可持续利用,更影响着农村生态环境质量。本文以石羊河下游484户农户的问卷调查为基础,采用多独立样本和数据包络分析(DEA)法分析不同区域和不同类型农户土地利用行为的差异性和土地利用效率及影响因素。结果表明:(1)越向石羊河尾闾,粮食作物的种植比例越小,而经济作物种植比例越大;(2)坝区种植多样化指数最高,湖区农户土地的投入和产出最高,坝区与湖区土地利用的综合技术效率和规模效率均高于泉山区;(3)随着非农化水平的提高,农兼户的种植多样化指数最高,纯农户、农兼户和兼农户的土地投入与产出、综合技术效率、规模效率依次降低;(4)家庭规模、户主年龄、非农业收入与土地利用效率呈显著负相关性,劳动力受教育水平、农业总投入、农业收入与土地利用效率呈显著正相关性。最后,提出改善石羊河下游农户的土地利用行为、提高土地利用效率的对策建议。     

渭北高原土地利用变化对土壤剖面发育的影响——以洛川—长武塬区耕地转为苹果园为例

在对渭北高原地区土地利用调研的基础上,选择6个耕作土壤剖面和8个苹果园土壤剖面为研究对象,通过对这些剖面的构型、质地、元素组成、理化性质和微形态的研究,分析了土地利用变化对土壤演化的影响和机理。结果表明,耕地转为苹果园后,土壤构型从Ap-Bc-A-Ck-C逐渐变为AB-(Bc)-A-Ck-C;土壤表层(0~35cm)的磁化率、有机质、常量元素(Si、Al、Fe、K、Mg、Ca、Na)和微量元素(Cu、Co、Ni、Zn、V、Cr、Pb、As)含量趋于增加,CaCO3含量和pH趋于降低;35~90cm,CaCO3含量趋于增加,而磁化率、有机质、常量元素和微量元素含量趋于降低;90cm深度以下土壤性质变化不大;土壤孔隙的数量减少而平均孔径和孔隙率增加,粘土矿物总含量增加,而残积粘土/淀积粘土比值降低,次生碳酸盐的空间位置从主要出现在0~35cm深度变为在0~90cm范围内普遍出现。这些表明土地利用方式从耕地改为苹果园,土壤剖面构型发生了明显分异,土壤性质的变化主要发生在90cm以上,土壤表层(0~35cm)的变化大于土壤下层(35~90cm)。     

土地利用/覆盖变化对黑土生态环境的影响

应用时空转换的方法,研究了黑土区自然草地开垦为农田后,在随后2-100年的耕作中1m土层土壤持水能力、C、N储量的变化。结果表明:由自然土壤-植被系统转化为人工农田系统后,黑土储水量减少17.6%-30.8%;对土壤碳库影响是缓慢的,1m土层的碳库储量100年来减少了23.71%;在0-50cm土层中氮素变化与碳库变化相似,但在50-100cm土层氮库100年来变化不大。土地利用与覆盖变化对水土流失效果显著,人工农田系统较自然生态系统多流失水27t/hm²,土为38t/hm²。在这些变化中,时间的作用是缓慢的,不占主导地位,仅起辅助作用,而土地利用/土地覆盖方式起到决定性作用。     

基于GIS的山地城镇空间拓展土地适宜性评价——以大埔县为例

本文综合运用GIS和RS技术,针对大埔县山地城镇的特点,选取地形地貌因子、生态敏感性因子、限制性保护因子和交通、城镇区位因子参与土地适宜性评价,利用层次分析法（AHP）获取各评价指标的权重值,然后运用多因子权重叠加分析模型对其城镇拓展空间土地适宜性进行评价,并根据适宜性大小划分出优化建设区、适宜建设区、限制建设区和禁止建设区4个等级。其中优化建设区面积235.75 km2,占总面积的9.51%;适宜建设区352.17 km2,占比14.21%;限制建设区1 643.92 km2,占比66.33%,禁止建设区218.54 km2,占比8.81%,另外还有水域27.99 km2,占比1.12%。     

黑河流域水土资源可持续利用研究

黑河流域属于典型的环境脆弱区,水资源供需矛盾和土地退化问题是区域社会经济可持续发展中面临的迫切需要解决的问题。文章对黑河流域水土资源状况进行了概要性论述,分析了水土资源对区域社会经济发展的影响以及水土资源的承载力。基于黑河流域水土资源利用现状,提出了水土资源可持续利用模式。     

大凌河流域土地利用/覆被变化及其对气候变化的响应研究

基于Landsat遥感影像提取大凌河流域1986~2014年7期土地利用/覆被变化信息,并结合1986~2014年流域气候变化情况,发现大凌河流域土地利用变化对流域气候变化具有负面影响。研究表明：① 近30 a大凌河流域土地利用/覆被变化情况表现为：建设用地和农林用地的大幅度扩张,面积分别增加了322.30 km²和1 504.94 km²,并伴随着水域和旱地及其他未利用地面积的显著减少,面积分别减少了102.42 km²和1 724.61 km²;② 大凌河流域近30 a来土地利用变化导致流域平均年降水量、平均相对湿度及平均风速小幅度下降,分别减少了14.94 mm、0.2%和0.04 m/s,平均气温缓慢上升,增长了0.1℃;③ 退耕还林还草及成立凌河保护区等工作能提高流域植被覆盖面积、使流域水域面积得以回升,从而可以缓解城市热岛效应带来的温度升高,提高流域生态环境质量。     

青海省巴音河流域LUCC遥感调查及驱动分析

利用1988年、2006年的LandSat-TM遥感数据及气候因子数据,用灰色关联度法分析了青海省巴音河流域土地利用/土地覆盖现状、18 a来的变化趋势及其气候驱动,并定性分析了社会驱动。结果表明,1980-2007年间年降水量以12.9 mm/10a的幅度波动增加;日照时数以83.3 h/10a的幅度减少;年平均气温、地温分别以0.6 ℃/10a和0.8 ℃/10a的幅度波动升高。在这样的气候背景下,未利用土地分布最广,占面积的71.43%。1988年至2006年间,土地利用/土地覆盖变化为城镇用地、农业用地和天然草地面积增加;未利用土地面积也增加,其中裸岩、荒地、盐碱地、沙地面积明显增加,分别增加6.28 km2·a-1、5.82 km2·a-1 、2.76 km2·a-1 和0.21 km2·a-1;而不同类型的湿地生态面积呈退缩趋势,其中冰川、湖泊、苇地、沼泽、河流的面积退缩明显,分别减少12.13 km2·a-1、0.43 km2·a-1、0.41 km2·a-1、0.27 km2·a-1和0.21 km2·a-1。可以看出,生态环境呈退化趋势。日照时数和降水与各类型生态面积的关联度变化大,分别在0.667～0.997和0.668～0.986之间,气温次之,关联度在0.669～0.835之间,地温最小,在0.667～0.856之间。大部分类型的生态面积变化其驱动因素主要为降水,其次为日照时数,气温和地温影响较小。不合理的社会用水促进了土地的荒漠化。     

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。     

干旱区绿洲城市土地利用效益研究——以乌鲁木齐为例

对绿洲城市土地利用效益进行评价和研究有助于衡量绿洲城市土地利用水平,实现绿洲城市土地的高效协调利用.选取典型干旱区绿洲城市乌鲁木齐,利用多时相TM影像数据,对乌鲁木齐1990-2005年土地利用的基本特征进行分析,在此基础上采用综合指标评价法、灰色关联度和相关数学方法从土地利用的经济、社会和生态效益三方面对1990-2...     

西藏农牧区农户土地决策与土地覆被变化研究

调查农户土地决策，均质化处理农户决策因子，形成土地决策空间图；制作土地覆被图和农户土地决策空间图，通过图像叠加处理，来分析土地覆被变化与农户土地决策度政策因子间的空间联系。西藏农牧区案例研究结果表明：农户土地决策决定了土地覆被变化方向，政策因子起修正作用；农户土地决策与土地覆被在空间上和属性上能互相体现；农牧区政策的制定应立足于农户土地决策，在满足农户追求最大经济效益的基础上引导农户顾及生态环境建设；农户土地决策、社会经济发展政策与土地覆被在空闻上能互相体现，可通过观察土地覆被变化来监测农户土地决策及政策因子效果。     

近40年来金沙江南岸干热河谷区的土地利用变化及其土壤侵蚀治理研究 ——以云南宾川县为例

云南金沙江流域生态环境极为脆弱,在人为作用下土地利用/土地覆被变化较为显著,水土流失严重,生态环境日益恶化,目前已被我国政府列为全国生态环境建设的重点区域。本文选择金沙江中游中山高原与干热河谷区较为典型的宾川县作为研究实例,采用航片判读、实地调查与GIS等方法编制1960、1980和2000年土地利用与土壤侵蚀图,据此分析了该县1960 ~ 2000年的土地利用/土地覆被变化及其引发的土壤侵蚀变化特征,重点揭示区域土地利用/土地覆被变化的基本规律及其引发的土壤侵蚀变化过程,并提出土壤侵蚀治理的工程与技术措施。     

典型岩溶农业区土地利用变化对土壤性质的影响——以云南小江流域为例

以云南省泸西县小江典型岩溶农业流域为研究单元,分析了流域1982~2003年土地利用的变化及定点对比分析不同土地利用变化下土壤性质的变化,结果表明：小江流域1982~2003年610.12 km²的土地利用发生了变化,变化类型主要是由未利用地向耕地、林地以及林地向耕地的转变,人口的增加、社会、经济的发展和理智的生态决策是流域土地利用变化的主要原因;林地、未利用地转变为耕地后,土壤有机质、全氮、全磷含量大幅度降低,土壤pH明显升高,全钾、速效钾含量增加;短时间的退耕还林,土壤性质变化不明显;耕地转变为园地后,土壤性质得到明显的改善;而耕地转变为石漠化土地后,土壤性质发生显著变化,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量大幅度降低,土壤pH明显升高;同时,研究表明土地利用变化对碳酸盐岩地层中发育的土壤性质的影响强度明显大于砂页岩地层中发育的土壤,表明碳酸盐岩地层中发育的土壤十分脆弱。     

Land use sustainability on the South-Eastern Amazon agricultural frontier: Recent progress and the challenges ahead

The recent decoupling of deforestation and soybean production has raised optimistic expectations towards enhanced land use sustainability in the South-Eastern Amazon agricultural frontier. Nonetheless, assessing land use sustainability implies not only the consideration of how agricultural activities affect natural ecosystems but also how they impact on society and how society can cope with them. We review some of the forthcoming challenges that the agricultural sector should address to confirm its significant progress towards land use sustainability. Firstly, we assess the recent efforts to adopt environmentally friendly practices with regard to the ongoing intensification process mainly based on double cropping systems. Secondly, while rapid agricultural development has brought major social advances, we evidence a recent trend towards a decoupling of soy production and the Human Development Index at municipality level. We then put this result into perspective considering that the trend towards agricultural intensification based on the use of large amounts of agrochemicals could lead to major health concerns which are still too rarely considered. Finally, we discuss how the recent efficient policies to contain deforestation in the Amazon can cause indirect land use changes in the Brazilian Cerrados and in African Savannas, thus potentially leading to an “illusion of preservation” at global scale. We conclude that new indicators involving social sciences are necessary to better address the complexity of land use sustainability on the still very dynamic agricultural frontier in the South-Eastern Amazon.     

黑河中游不同土地覆被土壤水文环境及植被特征

 以黑河中游6种典型土地覆被类型（百年灌溉农田、新垦灌溉农田、人工杨树林、人工樟子松林、人工梭梭灌木林和天然荒漠草地）为研究对象,对其部分土壤生态水文和植被因子进行了测定。结果显示,6种土地覆被类型不仅在地表生态水文环境特征、土壤结构特征、土壤化学和微生物群落特征等方面存在显著差异,而且在植被的盖度、密度和生物量方面也存在显著差异。不同土地覆被类型的植物生物量与田间持水量、土壤黏粉粒含量、土壤全氮、土壤有机碳和土壤碳氮比等因子具有密切的关系。该研究为如何通过改变土地覆被方式而有效地保护和利用绿洲荒漠系统提供了一定的思路,也为进一步解析气候变化和人类活动影响下荒漠绿洲生态系统水、土、气、生的相互作用过程及其机制提供了一定的科学依据。     

Hydrological implications of land use and land cover change: Spatial analytical approach at regional scale in the closed basin of the Cuitzeo Lake,Michoacan, Mexico

A spatially distributed water balance model was used to assess the influence of regional land use and land cover change in a poorly gauged basin for the years 1975 and 2000. To carry out this study in the Cuitzeo Lake basin in Michoacan, Mexico, remote sensing and geographic information system tools were integrated in the water balance model. In addition, a transition matrix analysis was used to determine the dynamic change of categories of related hydrologic processes. The analysis of the water balance components, based on landforms and transition matrix, indicated a tendency of improvement in the regional hydrologic conditions in the basin. As a consequence of urban land use growth, however, plains and footslopes of the basin showed an increase of runoff values. In addition, in both years, the topographic lower sections of the basin exhibited a high demand for water from the increased urban land use, along with degradation of Cuitzeo Lake, particularly by pollution and reduction of water supply. The approach used here is suitable for understanding the change in quantity and spatial distribution of water available in poorly gauged basins.     

基于地形起伏度的山区人口密度修正——以岷江上游为例

山区人口承载能力评价是山区国土空间管理的基础之一,而准确的人口密度数据是正确评价人口承载能力的基础。传统的人口密度算法并未考虑地形起伏度对人口分布带来的影响,不能客观反映山区人口聚集程度。引入地形起伏度、海拔高度因子,选择岷江上游作为研究区,首先运用GIS技术提取地形起伏度,再运用SPSS软件对人口密度与地形起伏度相关性进行分析,确定县域不同地形起伏度与海拔人居适宜标准,剔除阈值以外不适宜人口聚居的面积,对人口密度进行修正。研究结果表明:1岷江上游人口分布受地形起伏度的影响显著,二者的对数曲线拟合度为0.89,汶川县、茂县、理县、黑水县与松潘县地形起伏度与人口分布的相关性分别为:0.841、0.773、0.643、0.696和0.730;2应用地形起伏度对岷江上游人口密度修正,为真实反映山区人口密度提供了新的考量依据,剔除了人口密度空间噪音,5县地形起伏度与海拔适宜标准分别为:汶川3.2°和3 693 m,茂县4°和4 033 m,理县4.3°和3 790 m,黑水4.4°和3 853 m、松潘4.2°和3 966 m;地形起伏度高值区面积越大,修正前后的人口密度偏差越大,地形起伏度较大的理县和黑水县修正后的人口密度分别提高了7.8倍和5.6倍;地形起伏度较低的汶川县与茂县修正后人口密度仅分别提高2.3倍与2.4倍;3岷江上游人口潜在压力大,不同区域应因地制宜,汶川和茂县采取重点集约发展战略,理县和黑水县采取适度开发战略,松潘县应采取恢复与保护生态策略。