东北样带土地利用变化对生态服务价值的影响

根据中国东北样带上不同的土地利用组合类型,分别选取抚松县、磐石市、公主岭市、通辽市及林西县作为典型区,运用GIS和遥感技术分析近30年来不同类型区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。本文选取基于货币量的价值量评价法,参考Costanza等人的研究成果,结合研究区的实际情况,运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值来分析研究区的生态系统服务价值变化情况。研究结果表明,1976-2000年间东北样带土地利用类型变化很大,土地利用程度均呈加大趋势,耕地、林地和草地的ESV均有较大变动,不同类型区单位面积的ESV差别也很大,其基本分布规律为林区>农林交错区>牧区>农牧交错区>农区。敏感性分析结果表明,研究区内ESV对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的。

公主岭市土地利用变化的生态效应研究

不同的景观结构组成和空间配置具有不同的生态效应，因此土地利用，土地覆被变化会影响生物多样性和生态系统功能的发挥。本文选取1975年Landsat／MSS影像数据和1986年、1996年和2000年Landsat／TM标准假彩色合成影像作为基本信息源，借助GIS空间分析和地统计分析功能，从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现，近30年来公主岭市土地利用，土地覆被变化显著。1975年～1986年间各类土地利用类型的变化尤为明显，到1996年-2000年间土地利用变化的速度明显减慢。从土地资源分布重心可以看出，土地利用分布空间变化主要是由耕地的变化引起的。景观生态指数计算结果表明，公主岭市1975年～1986年间由于土地利用，土地覆被变化造成的生态风险不断增加，随后逐渐减小，这种变化与该地区土地利用类型的变化，特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关，说明该地区土地利用／土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。

吉林西部沼泽湿地景观变化及其驱动机制分析

以吉林西部农牧交错生态脆弱区作为研究案例，利用地形图和Landsat MSS、TM及ETM遥感数据，借助地理信息系统（GIS）的空间分析和地统计分析功能，研究沼泽湿地的景观格局变化及其驱动因素.结果表明，1954-2000年沼泽湿地面积呈先下降后上升的趋势，1954-1976年沼泽湿地面积急剧减少，到1996年以后，随着退耕还林还草政策的不断推进，沼泽湿地面积出现净增加；从景观梯度空间分布可见，该区的沼泽湿地主要分布于河漫滩、牛轭湖、古河道及阶地上的低洼地上，并且1954-2000年沼泽湿地景观梯度分布变化很大.从沼泽湿地景观格局的驱动因素看，气候暖、干化趋势成为沼泽湿地减少的重要原因之一，但是随着社会经济发展和人类活动强度的不断加大，人为因素对自然因素的放大作用是不可忽视的.

内蒙古东部地区草地退化的时空分布特征——以巴林右旗为例

本文以内蒙古东部牧区作为研究区，利用Landsat TM和MSS遥感数据，借助GIS的空间分析和地统计分析功能，研究典型牧区草地退化的时空分布特征，旨在初步确定草地退化的驱动因素，为科学制定草地退化治理措施与方案提供理论依据。研究结果表明：1976年，2000年间研究区草地总面积变动不大，但是退化草地面积较大，由于草地沙化引起的草地退化占退化总面积的43．79％。从空间分布来看，草地退化主要发生于坡度≤50的区域，海拔高度与退化率呈反比关系，阳坡和半阴半阳坡草地退化率明显低于阴坡；草地退化率随离居民点距离的增加而降低，在〉8km的区域已基本不存在草地退化现象；道路等交通设施的修建对草地退化的影响主要是迁移过程中由于牲畜采食和践踏造成的，与居民点相比影响较小。以上这些分析结果表明，人类活动对草地的强烈干扰破坏了草地生态系统的平衡，成为该区草地退化的重要驱动因素。

东北典型农区土地利用变化的生态效应研究——以公主岭市为例

在人为活动占优势的景观内,不同土地利用方式和强度产生的生态效应是不同的,并且可以直观地反映在生态系统的结构和组成上。因此,本文利用Landsat TM和MSS遥感数据,以具有相对完整的自然生态过程的小流域作为评价单元,借助GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度提出了景观生态指数来反映LUCC变化所带来的生态效应。研究发现,公主岭市1975—1986年间由于土地利用/土地覆被变化造成的生态风险不断增加,随后逐渐减小,到2000年局部地区又有所回升,这种变化与该地区土地利用类型的变化,特别是耕地、林地和草地的变化趋势呈高度相关,说明该地区土地利用/土地覆被变化对生物多样性及生态安全具有重要影响。

30年来中国东北样带生态可持续性的时空分异

目前,可持续性已成为生态学者密切关注的焦点,成为国际社会的热点话题。在中国东北样带内沿降水的梯度变化方向,在不同生态类型区选取典型市(县)作为研究区,利用压力-状态-恢复力模型,选取适用于各类型区的通用指标和反映不同类型区生态环境差异的区域特征指标,构建了生态可持续性评价指标体系;运用遥感和G IS技术,获取并分析了各典型区不同时期的生态环境信息,从系统发展的演替过程评价了各典型区生态可持续性的变化趋势。研究结果表明:1986-2005年间,中国东北样带各类型区的生态可持续程度总体呈下降趋势,各类型区生态可持续指数的总体分布规律是林区>农林交错区>牧区>农牧交错区>农区;从生态可持续性的空间分布来看,1986-2005年间,各典型区变动均较大,特别是巴林右旗,而磐石市和抚松县的空间分布规律比较明显。

中国东北样带生态环境区划研究

从国内外生态区划、生态土地分类和生态-生产范式的研究和发展入手,从生态利用的角度出发,以生态要素区划为基础,依据自然生态因子(如:气候、地形地貌、植被、土壤)和人类活动(如:土地利用)的特点,运用经验判别法和RS与GIS技术进行生态环境综合区划,将中国东北样带分为5个生态环境区,命名方式采用地理位置+地貌类型+干湿状况+土地利用组合状况。即:长白山中低山湿润针阔混交林生态环境区、牡丹江-辽源低山丘陵湿润农林交错生态环境区、大青山-大黑山山前台地湿润半湿润农业生态环境区、松嫩平原半湿润半干旱农牧交错生态环境区、内蒙古高原东部草原干旱半干旱牧业生态环境区。

定量遥感支持下的磐石市土壤侵蚀动态监测

以1979年的MSS和2002年的ETM遥感影像为依据,运用遥感和GIS技术,开展了吉林省磐石市土壤侵蚀动态监测研究。利用亚像元分解法提取植被覆盖信息,结合土地利用和坡度信息进行了区域土壤侵蚀强度的动态监测研究。监测结果表明,磐石市1979—2002年土壤侵蚀状况呈现加重趋势,土壤侵蚀集中分布区不断扩展,侵蚀面积增大。该监测方法省时省力,极大地提高了土壤侵蚀动态监测的速度和效率,为大范围的土壤侵蚀动态监测研究提供了有效途径。

地理信息系统课程新型教学方法初探

在分析GIS课程性质及特点的基础上,针对当前GIS教学中存在的教学手段单一、理论与实践失衡及课程考核方式单一等问题,提出了充分利用现代信息技术和网络资源、构建不同层级的实践教学体系、增加课程考核次数等相应措施,以期得到较好的教学效果,实现既定的教学目标。

基于模糊理论的中国东北样带生态可持续性综合评价模型研究

参照压力-状态响应(PSR)模型、驱动力-状态-响应(DSR)模型等可持续发展评价理论与方法,提出了压力-状态-恢复力概念模型,运用"自上而下"和"自下而上"相结合的方法进行评价指标的筛选,构建中国东北样带不同类型区生态可持续性定量评价指标体系。然后,引入"隶属函数"的概念来描述指标差异的中间过渡,利用层次分析(AHP)与信息熵相结合的方法确定各级指标的权重,建立NECT不同类型区生态可持续性模糊综合评价模型。

降雨侵蚀力空间插值不确定性及其对侵蚀模拟结果的影响

降雨侵蚀力空间插值的不确定性直接关系到土壤侵蚀的模拟结果和预测精度。利用浙江省金华市51个自动气象站近5年的逐日降雨资料,探讨了降雨侵蚀力空间插值过程中由插值方法、格网大小以及站网密度等因素所造成的降雨侵蚀力(R因子)不确定性,在此基础上,分析了R因子不确定性对土壤侵蚀量模拟结果的影响。研究表明:1)对于站网密度较高的自动站而言,插值方法和格网大小对R因子不确定性的影响不大,对R插值精度起决定作用的是站网密度;2)标准小区条件下,R因子不确定性可导致土壤侵蚀模拟结果的绝对误差在200t/(hm2·a)以上,因而很难在红黄壤区根据通用土壤流失方程的模拟结果准确区分无明显侵蚀区和轻度侵蚀区;3)土壤侵蚀模拟中需要考虑各因子误差的叠加和累积效应,在其他因子相对误差为10%条件下,使用研究区36个站点进行插值,侵蚀量模拟结果的最大相对误差可超过40%。

可持续发展与产业结构调整——以济南市为例

分析了传统产业结构划分中存在的问题,根据可持续发展原则,选取自然资源消耗强度和污染排放强度作为依据,对济南市工业各部门进行重新分类,提出了产业结构战略性调整的一些对策。

可持续发展视角下山东省缺水类型定量评价及其空间特征研究

目前有关山东省的水资源短缺问题的认识存在重大分歧,主流意见认为山东省属于资源性缺水,并据此提出解决对策。实际上,这是一种推卸责任的说法,不利于山东省水资源可持续利用的实现。在此从水资源的特性、多年平均降水量、人均年可更新水资源量及地下水开采潜力等角度进行分析,否定了山东省是资源型缺水的说法,指出山东省水资源短缺是区域社会经济发展与水资源开发利用失衡造成的发展型缺水,并选取一定指标,如:缺水率、地下水超采率、水资源开发利用强度等,建立了缺水类型定量评价指标体系,运用主成分分析和聚类分析法确定了山东省各地区的缺水类型,分析了水资源短缺的空间特征,以期为制定正确的水资源战略提供依据。图6,表3,参11。

黑龙江克拜黑土区50多年来侵蚀沟时空变化

中国东北黑土资源以土壤肥沃、有机质含量高、土质疏松、最适宜耕作而闻名于世。长期以来,由于人类的过度垦殖和不合理耕作,造成大规模的水土流失,侵蚀沟不断切割地表,蚕食耕地,冲走沃土,降低了大型机械的耕作效率。侵蚀沟研究是土壤侵蚀研究的重要组成部分,在遥感和GIS技术支持下,选取黑龙江克拜地区作为典型研究案例,以侵蚀沟密度为主要指标,分析了研究区侵蚀沟密度的动态变化、侵蚀沟变化的高程分异特征、坡度分异特征、坡向分异特征以及侵蚀沟变化与地貌类型的关系,揭示了典型黑土区50多年来侵蚀沟的动态变化特点和空间分异规律。

近40a黑土典型区坡沟侵蚀动态变化

研究黑土区坡面侵蚀与沟谷侵蚀的动态变化对于正确认识黑土侵蚀的发生发展过程、制定合理的侵蚀防治对策具有重要理论与实际意义。该文以克拜东部黑土区为例,从1965年美国侦查卫星Corona影像和2005年法国Spot-5高分辨率遥感影像上提取侵蚀沟、植被、土地利用等信息,结合地形、降雨及土壤资料,以通用土壤流失方程为基本框架建立坡面侵蚀定量估算模型,在此基础上,对近40a坡面侵蚀和沟谷侵蚀的动态变化进行深入分析。结果表明:研究区坡面侵蚀以轻度侵蚀为主,中度和强度侵蚀面积比例很小;40a来坡面侵蚀总面积变化不大,但侵蚀强度的变化存在一定的地区差异;研究区1965年有侵蚀沟1682条,2005年增加到2561条,侵蚀沟平均每年侵吞耕地5.23hm2;40a来研究区坡沟侵蚀产沙比约为3.5︰1,总体上以坡面土壤流失为主。研究结果可为黑土区水土流失综合治理提供科学依据。

基于探地雷达的植物根系探测研究进展

植物根系在植物的生长发育、生态系统功能以及碳循环过程中具有重要作用,需要了解根系的直径大小、生物量、空间分布和三维构造等参数.传统的植物根系的探测方法具有破坏性,费时费力,而探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种较新的地球物理方法,以其特有优势广泛应用于植物根系的探测.首先介绍了利用探地雷达探测植物根系的基本原理,然后对植物根系的制图、植物根径大小的估算、根系生物量的估算等几个方面的应用进展进行了综述,并从探地雷达系统、根系性质和土壤性质等不同角度探讨了影响探地雷达在植物根系探测中的主要因素,同时指出目前研究中的不足之处,今后的研究工作应侧重于探地雷达探测植物根系的作用机理及提高其在野外真实条件下的探测能力,以期为探地雷达在植物根系探测中应用的深入和推广提供思路.

克拜东部黑土区侵蚀沟遥感分类与空间格局分析

近百年来,东北黑土区侵蚀沟的大量发育带来了一系列严重的社会经济问题,弄清侵蚀沟的类型、数量及分布情况是进行水土流失治理和生态环境建设的前提条件。以黑龙江省克拜东部黑土区作为典型研究区,采用2005年SPOT-5高分辨率卫星影象,结合野外调查,根据侵蚀沟的活跃程度,将黑土区的侵蚀沟分为活跃性、半活跃性和稳定性三种类型,阐述了不同类型侵蚀沟的影象特征和遥感分类方法,为利用遥感手段在区域尺度上对侵蚀沟进行快速调查提供了一种新途径。在对侵蚀沟进行信息提取和空间插值后,形成研究区不同类型侵蚀沟密度图,探讨了克拜东部黑土区侵蚀沟分布的空间格局特征及其影响因素,认为地貌发育过程中的“分水岭迁移”现象是造成该地区侵蚀沟密度东西差异的重要原因。

东北地区旱地土壤全氮空间变异性对幅度拓展的响应

土壤氮素不仅是作物必需的营养元素,还是重要的生态元素。不同幅度上土壤全氮含量空间变异的研究是正确评价土壤质量和精确估算土壤氮库的基础。基于中国东北地区第二次土壤普查的1 041个旱地剖面数据,设定三种类型的幅度,即行政区幅度(县、市、省和大区)、土壤分类幅度(土属、亚类、土类和土纲)和土壤类型(地带性土壤和非地带性土壤)-行政区幅度,研究了该区旱地土壤表层(0～20 cm)和剖面(0～100 cm)全氮含量的变异性及其对幅度拓展的响应。结果表明,三种类型幅度上,表层和剖面的平均土壤全氮含量变异性均随着幅度的拓展而增大。在行政区幅度,旱地面积或行政区面积与平均土壤全氮含量变异系数具有较强的对数关系。在土壤分类幅度上,不同土纲的平均土壤全氮含量的变异随幅度变化的趋势、变幅等均存在差异。在土壤类型—行政区幅度,地带性土壤与非地带性土壤的全氮含量随幅度的变化趋势一致,但变化速率有差别,旱地面积与平均非地带性土壤全氮含量变异系数有较强的对数关系。该结果可为东北地区不同幅度下基于土壤类型聚类的旱地土壤氮库估算、土壤资源调查时采样数目的确定提供理论指导。

基于Corona和Spot影像的近40年黑土典型区侵蚀沟动态变化

沟状侵蚀是我国东北黑土区一种比较常见的土壤侵蚀类型。当前国内外学者对侵蚀沟动态变化的研究多采用GPS或摄影测量的方法监测某些侵蚀沟的短期变化,由于缺少早期高分辨率的卫星影像,对于较大时空尺度上侵蚀沟分布格局变化的研究很少报道。本文选择克拜东部地区作为典型区,以1965年的美国高分辨率侦察卫星Corona影像和2005年的Spot-5卫星影像为主要数据源,结合野外实地调查,建立了黑土区侵蚀沟的遥感解译标志,阐述了不同类型侵蚀沟的遥感影像特征,通过对遥感影像的人机交互解译,获取了克拜东部地区1965年和2005年两个时期的侵蚀沟分布图,在此基础上,探讨了1965年以来克拜东部黑土区侵蚀沟分布的格局变化和区域差异。研究结果表明:近40年来克拜东部侵蚀沟密度高值区范围不断扩大,且呈集中连片分布趋势;沿通垦河分水岭两侧受地貌发育自然过程的影响,侵蚀沟密度变化存在明显的东西差异;土地利用方式的转变是促成侵蚀沟形成的重要因素,特别是林地向耕地和草地的转化过程中,侵蚀沟密度迅速增加。

三江平原东北部土地利用变化的生态效应分析

土地利用/土地覆被变化对区域生物多样性和重要生态过程影响深刻。以1987～2000年间的Landsat/TM影像作为基本信息源,利用GIS空间分析和地统计分析功能,从景观生态学角度构建生态效应指数来反映三江平原东北部地区土地利用/土地覆被变化所带来的生态效应,并且定量评价了该区生态效应与土地利用、土壤以及土壤侵蚀之间的关系。结果表明,与1987年相比,2000年研究区水田和耕地面积都增加了2000km2以上,毁林、毁草和将沼泽湿地开垦为耕地等人类活动导致该区生态系统更加脆弱;研究区2000年的全区平均生态效应指数比1987年高0.02;2000年,研究区中同江市的生态风险最高;土壤类型与生态效应指数的对应关系显示,泥炭土区和黑土区存在较大的生态风险;土壤侵蚀等级越大,生态效应指数越高,2000年各等级土壤侵蚀强度的生态效应指数均高于1987年。