城市化和生态文明建设对喀斯特山地城市景观生态风险的影响评价——以贵阳市花溪区为例

[目的]探究喀斯特山地城市贵阳市花溪区近年来景观格局及景观生态风险动态变化,为喀斯特山地城市生态环境保护与改善和生态安全格局构建等提供基础和依据。[方法]以研究区2008年、2013年和2018年三期景观类型空间数据为主要数据源,根据景观生态风险评价的基本架构,基于ArcGIS ModelBuilder平台构建一体化景观生态风险综合评价模型,分析研究区近年来景观生态风险时空变化特征。[结果](1)2008—2018年,花溪区景观格局变化剧烈,耕地面积缩减216.00 km^(2),林地和建设用地面积分别扩大127.09 km^(2),82.80 km^(2)。城市化和生态建设呈明显的空间异质性,总体表现出随距城市中心距离变化而呈现出“中心城市化、四方生态化”变化趋势。(2)2008—2018年,花溪区景观生态低风险区面积显著增大,约164.81 km^(2),与较低风险区缩减量大致相当,中等风险至高风险区波动变化,变化量较小。生态保护工程对研究区景观生态风险缓解做出贡献,城市化进程因其在喀斯特山地城市不同区域的发展形式不同,表现为城市中心缓解而城市边郊加剧。(3)基于ModelBuilder建立的景观生态风险计算工具可提升评价的效率,且具有通用性,可为不同地区景观生态风险评价提供技术支撑。[结论]花溪区呈典型的喀斯特“城—山”镶嵌格局,景观格局变化及其生态风险效应受快速城市化和生态工程建设影响较大,并存在明显的时空异质性。今后应着重于城镇布局合理规划和人类活动调控,并继续开展植被保护和生态重建,促进经济发展与生态改善“双赢”的可持续发展。

河湟谷地近20年耕地利用变化的土壤保持效应

为了探究黄土高原-青藏高原过渡带河湟谷地在生态修复和城市建设共同发展下土壤保持对土地利用的响应,以退耕及西部大开发蓬勃发展的近20 a为研究时段,采用USLE模型,分析该区域近20 a来耕地利用变化的土壤保持效益,识别维持土壤保持功能的关键区域,为当地国土空间规划及水土保持方案设计提供科学依据。结果表明:1)2000-2018年,河湟谷地土地利用变化以耕地减少2145 km^(2)(6.08%)、林地和建设用地分别增多2846和511 km^(2)(8.06%和1.45%)为主,并伴随以耕地向草地、林地和建设用地转移为代表的多种地类转变方式;2)近20 a来土壤保持量持续增大,林地和草地共占研究区土壤保持总量的84%以上,耕地转移至草地和林地均引起土壤保持的正效益,2种转移模式以耕地转移至林地土壤保持价值更高,且脑山区耕地转移的土壤保持效益优于川水区和浅山区。未来应围绕耕地优化土地利用布局,以提高区域土壤保持功能。

典型喀斯特山地城市生态空间格局演变研究——以贵阳市花溪区为例

黔中喀斯特山地城市具有城山镶嵌的独特景观特征,在快速城市化和生态文明示范城市建设的双重影响下,优化喀斯特山地城市土地利用格局,对于科学制定国土生态空间规划,推进生态文明示范城市建设具有重要意义.以贵阳市花溪区为研究对象,以2008年、2013年和2018年Landsat遥感影像为主要数据源,运用空间信息技术和方法,系统分析花溪区近10年生态用地的时空演变和梯度特征.结果表明:2008-2018年,花溪区生态用地数量快速增加,已由2008年耕地为主的农业用地主导型格局,演变为2018年以林地占优的生态用地主导型格局;10年间,花溪区土地利用从经济建设转型为生态建设,2008-2013年为土地利用发展期,注重城市建设和经济发展;2013-2018年为土地利用快速调整期,以生态建设为主.花溪区基本形成“生态用地环抱城市”型生态用地空间格局,不同方位上呈现“北部城市化、南部生态化”的趋势和“跳跃式与外延型耦合”的喀斯特山地城市化扩张模式.

河湟谷地1980-2020年土地利用变化及其冷热点分布

[目的]通过研究青海省河湟谷地1980—2020年来的土地利用变化规律及成因,为当地土地资源管理提供科学依据。[方法]基于1980,1990,2000,2010,2020年5期土地利用资料,应用土地利用转移矩阵、变化量分析、综合动态度及冷热点分析等方法,对河湟谷地近40年来的土地利用数量与空间变化规律及成因进行分析。[结果](1)1980—1990年河湟谷地以草地增加为主,1990—2000年以耕地和未利用地增加为主,2000—2010年以草地增加为主,2010—2020年各地类数量变化不明显。(2)1980—1990年未利用地向草地转化主要发生在西南部及北部,2000—2010年耕地向草地转化主要发生在中部。(3)河湟谷地土地利用变化热点区主要分布在贵德县、尖扎县、同仁市、循化县、民和县、化隆县、门源县和平安区。冷点区主要分布在大通县、门源县、乐都区和同仁市。[结论]国家政策、地方政策等因素导致了土地利用变化的时空差异,对于不同地区应因地制宜、有侧重地选择研究方法,才能优化土地利用结构,实现城乡振兴。

拉萨河流域洪积扇不同植被类型土壤化学计量特征

洪积扇是拉萨河流域珍贵的土地资源,而明悉其土壤养分状况是对其进行科学合理开发利用的基础。为此,在拉萨河流域选取了10个洪积扇,于2020年7—8月调查了其上的植物群落组成并采集对应土壤,测定了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量并计算其化学计量比。结果表明:10个洪积扇的60个样方中共发现植物种87种,分属于29科79属,其中禾本科和菊科的物种居多;洪积扇SOC、TN、TP、AN和AK的平均含量分别为34.38 g/kg、2.77 g/kg、0.39 g/kg、130.78 mg/kg和189.79 mg/kg,均表现为草地>灌丛>农田,其中SOC、TN、AN和AP含量在草地和农田下差异显著(P<0.05);土壤TK的平均含量为19.68 g/kg,表现为农田>草地>灌丛;土壤AP的平均含量为3.36 mg/kg,表现为农田>灌丛>草地;土壤C∶N的均值为12.75,表现为农田>灌丛>草地;土壤C∶P、N∶P和N∶K的均值分别为102.50、8.10和0.16,均表现为草地>灌丛>农田,总体来说洪积扇土壤P元素较为稀缺;土壤N∶K与SOC、TN、TP、TK、AN、AP、AK均极显著相关(P<0.01),SOC和TN与植物群落盖度极显著正相关(P<0.01);典范对应分析(CCA)进一步表明土壤养分及其计量比对洪积扇植物群落组成影响显著(P=0.002),且TP、K∶P和AP是影响洪积扇植物群落组成的主要土壤生态化学计量因子。综上所述,拉萨河流域洪积扇植物种相对丰富,但分布不均匀,组成不稳定。SOC、TN、TK含量相对较高但C∶N值低,表现为有机质矿化速率高而土壤肥力低下;土壤TP和AP的含量均较低,洪积扇植物群落在生长发育过程中受到土壤P元素的限制。此外,研究还发现土壤N∶K同C∶N∶P一样可作为评价土壤养分状况的生态化学计量指标。

拉萨河流域中下游洪积扇土壤养分评价

【目的】洪积扇是拉萨河流域珍贵的土地资源,目前西藏对洪积扇土地资源的管理还相当粗放,过度放牧、不合理开垦等人为活动已导致部分土地资源土壤肥力低下。本研究根据实地调查所得的土壤养分数据,对拉萨河流域中下游洪积扇的土壤养分状况进行综合评价,为其进行合理开发利用奠定基础。【方法】选取该区域20个典型洪积扇,分别于2019年和2020年7—8月采集土壤样本,测定土壤有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)7个指标。基于主成分分析确定各养分指标的权重,以全国第二次土壤养分普查养分分级标准为依据,应用物元模型进行土壤养分综合评价。【结果】洪积扇土壤OM、TN、TP、TK、AN、AP和AK的含量分别为2.65~314.57 g/kg、0.14~17.55 g/kg、0.04~2.06 g/kg、7.71~25.57 g/kg、7.70~358.56 mg/kg、0.12~342.50 mg/kg和17~1350 mg/kg。在321个样点中,土壤TN和TP含量在Ⅳ级以下的样点分别仅占9.97%和15.89%,而土壤AN和AP含量在Ⅳ级以下的样点分别占46.42%和48.60%,土壤AN和AP含量缺乏;61.99%的样点土壤养分综合评价等级在Ⅳ级以上,土壤养分含量充足。洪积扇草地、灌丛和农田中Ⅳ级以上的样点分别占63.84%、55.77%和60%。土壤TN、OM和AN是影响土壤养分综合水平最主要的指标。土壤养分综合评价结果显示,20个洪积扇中有1个洪积扇为Ⅰ级,土壤养分含量极丰富;分别有9个洪积扇为Ⅲ和Ⅳ级,土壤养分含量较丰富或适中;仅有1个洪积扇为Ⅵ级,土壤养分含量极贫乏。Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ级洪积扇海拔和年平均降雨量逐级显著降低(P<0.05),年平均气温逐级显著升高(P<0.05)。【结论】拉萨河流域中下游洪积扇总体呈现出海拔越低,土壤养分水平越低的分布特征。20个洪积扇中,相对于土壤全氮和全磷,土壤有效氮和有效磷含量贫乏或极贫乏的样点数增加了36.45%和32.71%,并且在不同植被类型下均存在这种现象。