西安城区土地利用与生态安全动态变化

土地利用结构与土地利用方式对生态安全有着深远的影响,分析城市土地利用变化与城市生态安全动态.为进一步研究城市生态安全格局下的土地利用优化配置及不同土地利用类型产生的生态服务功能价值提供了理论指导.本文利用2000年、2007年两期遥感影像,解泽得到2000年与2007年西安城区土地利用图;在ARCGIS支持下将土地利用图进行空间叠置分析,揭示了近7年西安城区土地利用动态变化情况;运用PsR模型构建生态安全评价指标体系并应用信息熵与AHP法确定指标权重:利用功效函数对各指标进行无量纲化处理.采用综合指数法计算生态安全综合指数;将土地利用图与生态安全评价图做叠置分析,得到了生态安全格局与土地利片j格局间的内在联系.     

云南省金沙江流域水土流失基本特征分析

在应用新近建立的云南金沙江流域土壤流失方程测算该流域各县(市、区)年均土壤流失总量和各地类年均 土壤流失量基础上,分析了该流域水土流失的总体特征、各地类水土流失特征和不同坡度级坡耕地的水土流失特 征,为因地制宜地防治水土流失提供了依据。     

鄂尔多斯土地利用生态安全格局优化及方案评价

根据不同情景选择符合区域生态环境与社会经济特点的模型方法,已经成为区域土地利用生态安全格局构建的关键。本文以位于中国北方农牧交错带的鄂尔多斯市为研究区,基于自然地理数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据,将最小累积阻力模型（MCR）引入土地利用生态安全格局的构建过程,并通过景观格局指数分析了基于MCR模型构建的安全格局与基于土地生态适宜性和多目标优化的安全格局的适用条件。结果显示：前者适宜于维持生态安全的情景,有利于降低土地系统中人类活动的生态风险;后者则适宜于维持生态适宜性的情景,有利于降低土地系统中自然因素的生态风险。研究结果对鄂尔多斯市土地资源的可持续利用具有重要的指导意义。     

皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价

基于"3S"技术揭示了皇甫川流域近十多年来的土地利用变化状况,并进一步在像元水平上对流域生态安全进行了综合评价,最后重点分析了流域土地利用变化与生态安全的关系。结果表明：① 近十几年来,皇甫川流域土地利用变化剧烈,土地利用格局持续承受着来自当地快速城市化进程及社会经济发展和生态环境保护及建设两方面相互矛盾的巨大压力;② 1987年到2000年,流域生态安全状况有所好转,但整体好转的状况难掩局部地区生态环境在大规模治理和恢复的背景下发生的恶化;③ 流域内林地、耕地、灌丛、水体、城镇用地和草地从面积上看,基本上均处于生态安全的预警状态,而裸砒砂岩和沙地的绝对大部分属于中警状态或重警 (巨警) 状态;④ 6种不同土地利用类型的安全指数大小顺序基本保持为灌丛 > 林地 > 草地 > 耕地 > 沙地 > 裸砒砂岩,表明林、灌措施是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地尤其是分布面积较广的裸砒砂岩则是流域生态环境综合治理的难题和关键。最后,提出了通过优化流域土地利用格局来确保生态安全的初步设想。     

北京市不同土地利用类型的土壤镉含量特征

通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共595个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式对土壤镉含量的影响。结果表明,绿化地、麦地以及自然土壤与背景值没有显著差别;菜地、稻田、果园的镉含量显著高于背景值。6种土地利用类型中,菜地土壤的镉含量最高,其次为稻田和果园,绿化地以及麦地土壤镉的含量最低。与土壤基线值相比,果园样品有9.5%的样品超出,绿化地与菜地分别有7.7%和4.6%超出。在全部土壤样品中,共有19个样品超标,超标率为3.2%。石景山、门头沟、丰台、海淀等地区的样品超标较多,应该合理规划这些地区的农业土地利用。     

天山北坡绿洲不同土地利用对土壤特性的影响

以天山北坡三工河流域冲积平原型绿洲作为研究区,选择12种土地利用系统作为土地利用方式的具体体现,通过采集不同土地利用系统上层土壤 (0~20 cm) 和下层土壤 (20~40 cm) 样方,分析不同土地利用系统对主要土壤特性的影响。研究结果表明：(1) 土地利用系统对砂、粉砂和粘土粒度分布的影响显著。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;(2) 绿洲土地利用系统对土壤pH值和养分变异的影响显著。人类强干扰的土地利用系统的土壤养分普遍高于人类影响较弱的土地利用系统,上层土壤养分普遍高于下层土壤,而且随着人类干扰时间的延长土壤养分呈整体增加趋势;(3) 人类活动强干扰的土地利用系统土壤盐分含量低于人类活动影响较弱的土地利用系统;人类活动作用时间长的土地利用系统土壤盐分含量总体低于人类活动作用时间短的土地利用系统;(4) 绿洲土壤总体表现为"碳汇"的趋势,土壤质量逐步得到提高,其最主要的原因在于合理的土地利用与科学的管理方式结合;绿洲土壤的"碳汇"积极响应了减轻温室气体排放的东京协定 。     

土地利用与生态文明:实证研究

生态文明建设的目标是实现人与自然的和谐共生。国土是生态文明建设的空间载体。土地利用的方式或行为反映土地资源集约节约利用水平,导致不同的生态环境效应,从而影响区域生态文明建设水平。本专辑"土地利用与生态文明"通过优选14篇代表性论文,从土地利用效率、土地生态演化、土地多功能权衡、土地生态系统服务和土地生态风险等方面,探讨了生态文明视域下的土地利用管理理论和方法,为形成生态文明的土地利用方式、行为和制度体系提供了实践参考。本专辑研究层次多样,文献覆盖村庄、县域、省域等多级研究尺度,山地、平原和丘陵等多种地貌类型,以及华东、华中、西北、长江经济带和日本等国内外土地利用典型地区;研究方法前沿实用,包括文献研究法、分形理论、定性比较分析、VAR模型、计量经济学方法等多学科研究方法;研究主题鲜明,聚焦当前土地利用过程中的热点话题与突出问题,对土地生态效率、空间行为特征、土地利用结构优化、生态风险评价等土地利用热点问题进行了深入探讨,其中既有对耕地撂荒、土地利用风险等当前迫切的土地利用问题的文献梳理与述评,也尝试对农村景观和生态系统的多功能进行权衡与协同分析,为破解生态文明视域下的土地利用问题提供了理论与实证依据。本专辑从现实与理念等全方面、多层次地反映了以生态文明理念指导土地利用的现实迫切性,并从方法和研究框架等方面提供了理论指导与技术支撑。最后,提出了未来生态文明视域下土地利用研究领域需重点关注的五大热点方向:土地利用结构的生态化管理、土地利用过程的生态演化机理、土地生态利用模式、土地生态安全格局预警与调控、土地利用行为的生态化管控。     

以防沙治沙为目标的土地利用方式调整——以内蒙古自治区多伦县为例

风沙现象的发生与作用力(风力)大小和下垫面特征密切相关,土地利用方式反下垫面的特性,从而影响风沙现象的发生和发展。本文以地处半干旱地区的内蒙古多伦县为例,在充分查明原有每个土地利用地块抗风蚀特性,和生态安全性的基础上,根据下列原则:(1)依照大的地貌类型或地貌区域的差异,进行宏观尺度上土地利用格局配置;(2)不再沙化条件下维持生态安全;和(3)充分考虑目前现实状况,进行以防沙治沙为目标的土地利用方式调整。调整结果反映在两县市的1∶250000土地利用图上。另外,对多伦县的土地利用格局也作了初步探讨。     

北京市不同土地利用类型的土壤砷含量特征

通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共500 个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式对土壤砷积累的影响。与北京市土壤背景值相比,砷在土壤中均有不同程度的增加,累积现象比较普遍。在6种土地利用类型中,自然土壤的砷含量最低,最接近背景值;菜地和稻田的土壤砷含量的增加最为显著。以基线值为标准,北京市涉及土地利用的土壤砷含量总体超标率为1.8%;6种土地利用类型中,菜地、果园、麦地三种土壤砷含量的超标率分别为2.6%、2.7%、0.7%。土壤砷含量的平均值由高到低分别为:稻田>绿化地>菜地>果园>麦地>自然土壤。     

云南省金沙江流域土壤流失方程研究

云南金沙江流域是长江中上游水土流失最严重的区域。本项研究以“通用土壤流失方程”(USLE)为蓝本,运用小区实验等手段,综合分析了各个侵蚀因子,建立了云南金沙江流域土壤流失方程A=R·K·LS·c·P,并确定了方程中诸因子的求算方法和数值,以及该流域土壤允许流失量,为方程的应用提供了基本的技术数据。同时,还进行了方程的检验,方程计算值与小区实测值的相对误差在6.3％以下,表明该方程在实际应用中是可靠的。该方程的建立,可为云南金沙江流域预测预报土壤侵蚀,制定土地合理利用规划方案、水土保持措施和土地生态安全格局提供了一套可靠的科学方法和依据。     

Modeling spatial and temporal change of soil erosion based on multi-temporal remotely sensed data

In order to monitor the pattern, distribution, and trend of land use/cover change (LUCC) and its impacts on soil erosion, it is highly appropriate to adopt Remote Sensing (RS) data and Geographic Information System (GIS) to analyze, assess, simulate, and predict the spatial and temporal evolution dynamics. In this paper, multi-temporal Landsat TM/ETM+ remotely sensed data are used to generate land cover maps by image classification, and the Cellular Automata Markov (CA_Markov) model is employed to simulate the evolution and trend of landscape pattern change. Furthermore, the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is used to evaluate the situation of soil erosion in the case study mining area. The trend of soil erosion is analyzed according to total/average amount of soil erosion, and the rainfall (R), cover management (C), and support practice (P) factors in RUSLE relevant to soil erosion are determined. The change trends of soil erosion and the relationship between land cover types and soil erosion amount are analyzed. The results demonstrate that the CA_Markov model is suitable to simulate and predict LUCC trends with good efficiency and accuracy, and RUSLE can calculate the total soil erosion effectively. In the study area, there was minimal erosion grade and this is expected to continue to decline in the next few years, according to our prediction results.     

基于RS和GIS的济宁市土地利用变化及生态安全研究

在RS/GIS技术的支持下,选择南四湖流域典型市域——济宁市为研究区,基于多源数据,揭示了研究区1987～2008年的土地利用时空变化特点,进一步构建"隐患-状态-免疫"的生态安全评价指标体系,采用组合赋权法确定指标权重,应用改进TOPSIS模型实现了100 m×100 m栅格水平上的生态安全综合评价。结果表明:研究区土地利用变化较为剧烈且具有独特的区域特色,其总体特征为耕地、林地、草地和未利用地的面积持续下降,建设用地急剧扩张,水域面积则先降后升;20 a来,研究区生态安全状况经历了先恶化后改善的变化趋势,南水北调工程的实施、环境治理和生态建设加大是2000年后研究区生态安全好转的主要驱动力;研究区生态安全状态空间差异明显,东部山地丘陵区和南四湖区最好,中部和西北部地区最差,其余区域基本处在预警状态。研究结果可为研究区生态建设和土地生态安全格局的制定提供依据。     

流溪河流域土地利用景观生态安全动态分析

在GIS技术支持下,基于景观干扰指数和景观脆弱度指数构建景观生态安全评价指标体系,分析流溪河流域2000年、2005年和2009年3相土地利用景观生态安全变化。景观生态安全指数定量化地表征了流域景观生态安全状况,结果表明：（1）流域景观生态安全格局受城市化及人类活动干扰显著增强,林草地和耕地面积减少,园地面积增加,10年间各景观类型的破碎度、分离度总体呈现增加趋势,且流域内优势景观类型发生改变,2000年和2005年以林草地和耕地为优势景观,而2009年优势景观转变为林草地和园地;（2）2000-2005年,流域过半景观生态安全格局发生了变化;2005-2009年期间流域景观生态安全转移率约为60%,约有90%的流域景观生态安全格局在空间分布上发生了变化;（3）2000年整个流域景观生态安全指数都大于0.6,其中大于0.8的面积占99.99%;2005年,生态安全度大于0.6的面积比例为98.48%,景观生态安全指数大于0.8的面积较2000年降低55.93%;景观生态安全度大于0.6的区域2009年比2005年减少了72.93%,主要分布于流域上游;整个流域范围内没有生态安全指数大于0.8的区域分布,流域景观生态安全度呈现整体降低趋势。     

荒漠化重建地区土壤有机碳时空动态特征--以陕西省榆林市为例

以陕西省榆林市这一典型区为例探讨干旱、半干旱荒漠化重建地区SOC时空动态特征及其驱动因素。数据基础为1982年土壤普查和2003年重复采样。结果表明:(1) 在耕层(0~20 cm)、1 m深(0~100 cm) 和全剖面(母质层以上整个土体) 等三个剖面层次上,土壤有机碳密度(SOCD)和储量(SOCS)时空动态分异明显,其中耕层最为显著。(2) 在区域水平上,耕层、1 m深和全剖面SOCS分别增加10.12 Gg、19.06 Gg和20.10 Gg,其中东南部丘陵沟壑区显著高于西北部风沙草滩区。(3) 在土类水平上,风沙土类中各土种SOCD及其变化悬殊,其中流动风沙土和半固定风沙土SOCD最低、增加量最小,固定风沙土初始SOCD最高、减少量最大;反之,黄绵土类中各土种SOCD较高,增加量显著。该研究证明植树造林种草、可持续农业耕垦等土地利用和管理方式的变更能显著提高荒漠化地区土壤固碳能力。     

Assessment of Terrestrial Ecosystem Sensitivity and Vulnerability in Tibet

The Tibetan Plateau serves an important shelter function for the ecological security of Asia, and especially China. Here, we proposed and improved indicators and methods for assessing the ecological sensitivity and vulnerability of the terrestrial alpine Plateau ecosystems and assessed the freeze-thaw erosion, land desertification, water-caused soil loss, and land salinization sensitivity, together with ecological vulnerability, from the overall ecological sensitivity, ecological pressure, and elasticity aspects in Tibet. The results indicate that the terrestrial ecosystem of Tibet is quite sensitive to freeze-thaw erosion, land desertification and water-caused soil loss. Extremely and highly sensitive regions account for 9.62% and 83.69%, respectively, of the total area of the Tibet Autonomous Region. Extremely and highly vulnerable areas account for 0.09% and 52.61%, respectively, primarily distributed in the Himalayan and Gangdise mountain regions in west Tibet; the Nyainqentanglha, Tanggula, Hoh Xil, and Kunlun mountain regions; and the northwest and northern regions of the Changtang Plateau. The results will aid the development of customized protection schedules according to different ecological issues in each region.     

多尺度土壤侵蚀评价指数的技术与方法

针对不同尺度开展土地利用与土壤侵蚀的综合研究是自然地理学研究的前沿领域和热点问题。多尺度土 壤侵蚀评价指数作为新近提出的土壤侵蚀模型, 在跨尺度土地利用与土壤侵蚀的研究中具有良好应用前景。本文 基于多尺度土壤侵蚀评价指数计算公式及其因子内涵, 应用尺度转换的思想, 阐述了降雨侵蚀力、土壤可蚀性、作 物覆盖与管理因子、地形因子等不同评价因子在坡面、小流域、流域不同尺度上的计算方法与GIS 实现技术, 以期 服务于多尺度土地利用与土壤侵蚀研究的深入和多尺度土壤侵蚀评价指数的发展。     

IMPACTS OF DIFFERENT TYPES OF LAND USE ON PROCESSES OF SOIL AND WATER LOSS OVER PURPLE SOIL SLOPELAND

ＳｌｏｐｅｌａｎｄａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙｓｙｓｔｅｍｒａｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＨｕａｎｇＢｉｎｇｗｅｉｗａｓｍａｉｎｌｙａｉｍｅｄａｔｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｌｏｐｅｌａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｂｙｕｓｉｎｇｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｐｒｏｖｉｄｉｎｇｎｅｗｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｕｔｕｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉ…     

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。