基于土地利用转型视角的“亚喀斯特”区域生态环境效应研究——以黔中部分地区为例

在遥感与GIS的支持下,以1995、2000、2005和2010年的TM影像及2015年的Landsat8 OLI遥感影像为数据源,从土地利用转型的角度,运用区域生态环境质量指数和土地利用转型类型的生态贡献率对亚喀斯特地区的土地利用/覆盖变化过程及生态环境效应进行了定量分析。结果表明,1995~2015年间,亚喀斯特地区土地利用/覆盖变化较为显著,其中生活用地和生态用地面积增加,而生产用地面积减少,主要表现为农业生产用地向城镇、农村生活用地及林地生态用地的转化。计算得到亚喀斯特区域5期的生态环境质量指数分别为0.540 2、0.539 7、0.552 3、0.558 1和0.561 5,生态环境质量总体维持稳定,呈一定的上升趋势。致使亚喀斯特区域生态环境质量改善的主要原因是农业生产用地向林地、草地和水域生态用地的转化;致使生态环境恶化的主要是农业生产用地向城镇、农村生活用地等的转化,但生态环境改善的趋势要大于恶化的趋势。

重庆金佛山喀斯特区域地理环境调查

金佛山区域喀斯特地貌分布广泛。本实践活动借助重庆市创新人才培养“雏鹰计划”平台,调查金佛山的地理环境及其受人类活动的影响状况,为该区域可持续发展建言献策。1.调查区概况金佛山位于重庆市南川区境内,山顶为波状起伏的古夷平面,四周陡峭,彷佛一张桌子,专家将其定性为“喀斯特桌山”。金佛山往来主城便利,游客络绎不绝,人类活动影响显著。2.调查过程(1)实践活动准备实践活动前期,利用知网等平台查阅喀斯特地貌相关资料(图1~图3),确定本次研究主题——调查重庆金佛山喀斯特区域地理环境现状及人类活动对其的影响,并提出发展建议。

贵州喀斯特区域土壤有机质的分布与演化特征

中国西南喀斯特区域是全球最大的喀斯特生态区域之一,该区生态环境脆弱,水土流失严重,石漠化趋势严峻。土壤有机质是极为重要的保持土壤结构与质量的物质,深刻认识喀斯特区域土壤有机质的特征与演化是防治和改善我国西南喀斯特区域石漠化现状的迫切需求。本文以贵州省为例,总结归纳前人的研究成果,阐述了该区土壤有机质的分布规律与演化特征,探讨了影响该区土壤有机质分布的因素,以期提出更好的石漠化防治策略。中国西南喀斯特区域土壤受该区多山地形的限制,具有水平地带性以及垂直地带性特征,同时受到喀斯特地质地貌的控制,发育各种非地带性土壤,本区土壤类型多、成因复杂;土壤有机质的分布、演化特征与土壤类型密切相关,具有明显的区域特点。贵州省分布广泛的主要土壤有黄壤、石灰土、红壤、紫色土、黄棕壤、棕壤以及水稻土等。其中,棕壤有机质含量最高,原因可能是棕壤存在区域海拔高,气温低,抑制微生物活动,土壤有机质分解过程比较缓慢;石灰土有机质含量高,原因可能是土壤中钙的含量较高,有机质的保存可能受益于腐殖酸钙及碳酸盐沉淀的包裹保护;而黄壤和红壤等酸性土壤有机质主要是与R_2O_3结合,有机质的活性高于石灰土;黄棕壤有机质含量介于棕壤和黄壤之间;紫色土由于土壤质地的原因,有机质含量最低。

喀斯特与非喀斯特区域植被覆盖变化景观分析——以广西壮族自治区河池市为例

根据1990年、2000年和2010年的3期Landsat TM数据,利用基于NDVI的像元二分模型,计算得出河池市的植被覆盖度空间分布数据,并将3期植被覆盖图与岩溶地质图进行叠加分析地质构造对植被覆盖度的影响;最后,从斑块类型和景观级别上选取10个景观指数进行空间格局变化的剖析。研究结果表明:1)30年来研究区植被覆盖度在增加,高植被覆盖区和较高植被覆盖区一直处于优势地位。2)30年来研究区景观异质性减弱,破碎度降低,景观优势度增加。3)30年来研究区的斑块形状主要取决于自然地貌及自然环境条件。4)30年来研究区景观整体的聚集程度在增加;研究区景观越来越由少数植被覆盖等级类型所控制。30年来,研究区植被景观的生态恢复是比较明显的,这与30年来研究区的经济社会发展的实际情况是相吻合的。研究可以得出非喀斯特区域的植被景观的生态恢复较喀斯特区域变化更明显;喀斯特区域的景观较非喀斯特区域更分散、更复杂;喀斯特区域的生态状况较非喀斯特区域更容易被破坏,并且恢复起来更困难。这说明了喀斯特生态系统的特殊性。

喀斯特土地利用变化及其区域生态环境效应——以广西都安瑶族自治县为例

从土地利用转移类型、空间格局变化定量分析、动态变化预测模型等方面分析近20年都安土地利用变化,进而对其生态环境质量变化进行定量分析,得出结论:都安各乡(镇)生态环境质量改善与恶化在很大程度取决于裸岩地扩展与收缩,土地利用时空变化与区域生态环境质量的区域差异有很大相关性。

基于GIS的喀斯特区域不同岩性基底植被NDVI变化分析

为了探索喀斯特区域植被变化的一般性规律,揭示纯喀斯特与亚喀斯特区域植被效应的差异性。以1∶20万地质图为岩性基底,利用2000-2013年SPOT VGT_NDVI数据,通过变化倾斜率、变异系数以及相关分析法,对比分析了不同岩性区植被,NDVI的变化规律及主导因素。研究发现:(1)不同岩性基底上的NDVI值、NDVI变化率及变异系数存在一定差异性,NDVI值表现为非喀斯特区域>纯喀斯特区域≈亚喀斯特区域;年际波动亚喀斯特区域>纯喀斯特区域>非喀斯特区域;呈增加趋势变化像元比重纯喀斯特区域>亚喀斯特区域>非喀斯特区域,减少趋势比重相反;各岩性区NDVI分布的差异性由土地覆被差异导致,其中森林和农用地比重贡献最大。(2)10a时间尺度上植被NDVI变化主要受人为因素影响,与气候变化关系不显著。(3)受岩性控制,亚喀斯特区域生态环境比较敏感,与纯喀斯特相比较更易受人为作用影响。因此在喀斯特区域可持续发展过程中,"亚喀斯特"地质背景上的生态安全更应引起关注。

区域喀斯特石漠化信息系统的设计研究

本系统采用ArcGIS软件作为基本平台,以广西都安县为例,借助其中的空间叠加分析与地理统计分析方法,构建了基于ArcObjects的专业型GIS——区域喀斯特石漠化信息系统(RKRDIS)。该系统是以喀斯特石漠化专业分析模型为核心,以空间数据为信息材料,以计算机网络为传输载体,解决喀斯特石漠化研究数据分析、查询、显示和管理等信息处理技术,实现从“数据”提取“信息,”提供喀斯特石漠化的空间数据分析、动态监测、驱动诊断、预警分析、灾害评估和辅助决策等多方面支持。

西南喀斯特区域农业生态系统评价研究——以广西河池地区为例

本研究以农业生态环境、农业经济和社会3个子系统作为准则层,选取森林覆盖率、水土流失率等12个指标因子建立评价指标体系,对1995年和2003年广西河池地区的农业生态系统进行对比评价。结果表明:由于农业生态规划和管理的加强,河池地区农业生态系统由1995年的中等状态转变为2003年的良性状态,基本符合当地农业发展状况;但农业生产潜力尚未充分发掘,导致经济和社会子系统评价指数仍较低,从而影响到区域农业整体水平的提高;应在加强生态环境保护的基础上,发展并扩大农村种养产业链等促进河池地区农业经济的快速增长。

桂西北喀斯特区域的耕地安全性——以环江毛南族自治县为例

桂西北喀斯特区域是我国西部主要生态脆弱区之一。该区人地矛盾突出,耕地后备资源分布不均,局部水土流失和土壤贫瘠化加剧,农田被挤占和环境污染日趋严重,对区域的耕地安全造成了很大威胁。为实现桂西北喀斯特区域耕地安全,其主要对策是:控制人口增长,实施适度异地移民安置;严格控制非农建设用地;加强中低产田改造力度;开发丘陵区缓坡荒草地和建立耕地动态监测与预警系统。

广西弄岗喀斯特区域不同群落的稳定性评价分析

选取群落本地种盖度和多样性等5个方面共9项具有表征群落稳定特性的主要指标构成指标体系,运用主成分分析法和灰色关联度分析法,综合评价分析了广西弄岗喀斯特区域群落稳定性;并根据稳定性分级公式将群落划分为强、中、差三个等级。结果表明:肥牛树(Cephalomappa sinensis)+秋枫(Bischofiapolycarpa)-网脉核实(Drypetes perreticulata)-高脚沿阶草(Ophiopogon dra-caenoides)等群落的稳定度指数较大。飞机草(Eupatorium odoratum)+三叶葛藤(Pueraria phaseoloides)等群落的稳定度指数较小。肥牛树+秋枫-网脉核实-高脚沿阶草等8个群落为强稳定性级别群落,苦楝(Melia azedarach)+任豆(Zenia insignis)-野桐(Mallotus japonicus)-蔓生莠竹(Microstegium fasoicu-latum)+飞机草等4个群落为中等稳定性级别群落,飞机草+三叶葛藤群落、红花三宝木(Trigonostemon lutescens)+潺槁树(Iitsea glutinosa)-飞机草等14个群落为差稳定性级别群落。植被的稳定性大小顺序(原生性天然林>次生天然林>灌丛/人工林>草丛),反映了演替稳定性规律,即群落稳定性随着演替的进行而增高。

滇东南喀斯特区域石漠化时空格局演变研究——以广南县为例

石漠化给区域发展带来了一系列生态环境和社会经济问题,国家自实施生态治理工程以来,区域石漠化得到一定改善。为探讨生态治理工程实施后石漠化格局变化,研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,以2000年、2010年和2018年3期遥感影像为数据源,通过人机交互式解译获得石漠化空间分布数据,运用时间变化度、转移矩阵和叠加分析等方法,分析广南县石漠化时空格局演变特征。结果表明:(1)时间变化上,广南县石漠化类型仍以重度石漠化为主,但是石漠化面积总体在不断减少。灌木林地和未利用地石漠化面积最大,其中灌木林地以潜在石漠化为主,未利用地以重度石漠化为主,是石漠化重点治理的用地类型。2000-2010年石漠化转移方向是向无石漠化和相邻等级石漠化转移,2010-2018年主要向低等级石漠化转移;(2)空间分布上,广南县喀斯特区域石漠化南多北少,呈现南重北轻的分布格局,沿篆角乡—黑支果乡—南屏镇南部—八宝镇西南部一线、珠琳镇和五珠乡相邻区域、珠街镇和曙光乡的相邻区域是石漠化集中分布区;(3)19年间,广南县喀斯特南部区域的石漠化大面积改善,而中部及北部区域的石漠化不断恶化。整体而言,退耕还林等生态治理工程的实施,能有效改善喀斯特区域的石漠化状况,使广南县石漠化总面积减少了288.98km2。

贵州喀斯特区植被恢复过程中群落优势种适应性评价及其资源策略研究

【目的】研究喀斯特区植被恢复过程中植物光、温、水环境资源策略及其变化规律,以期为该区域植被抚育管理提供理论依据。【方法】以贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特植被为研究对象,采用空间替代时间的方法,以植物功能性状为切入点,分析由草灌群落—灌木群落—乔灌群落阶段恢复过程中的群落优势种适应性状变化过程,结合主成分分析与隶属函数法对植被恢复过程中的18个群落优势种进行光、温、水适应性评价;通过优势种适应性评价值(D)变化,阐明其资源策略,并采用K-means法划分适应功能群,揭示植被恢复过程中功能群结构变化规律及对策。【结果】群落优势种对光适应性状中,叶绿素a含量(1.213~1.851 mg/g)和叶绿素a/b(2.321~2.994)随植被恢复先降低后升高,比叶面积(125.491~215.580 cm^(2)/g)随植被恢复逐渐降低;对水适应性状中,叶干物质含量(0.272~0.386)和叶组织密度(0.060~0.151 g/cm^(3))随植被恢复逐渐增加,叶片相对含水量(0.671%~0.840%)随植被恢复先降低后升高;对温适应性状中,丙二醛含量(39.116~63.162 nmol/g)随植被恢复先降低后升高,过氧化氢酶活性[117.555~1618.869nmol/(g·min)]随植被恢复逐渐增加。主成分分析表明,D_(光)反映优势种光波长吸收的范围与光资源转换速率,D_(温)反映优势种对极端温度胁迫的耐受程度,D_(水)反映优势种在干旱环境下维持正常生长的能力;随植被恢复进行,群落优势种D_(光)呈先降后升的变化趋势,D_(水)由0.428逐渐升至0.612,D_(温)在各恢复阶段间无明显差异,群落优势种由开放型光资源获取策略转变为保守型水资源竞争策略。依据D划分出3个功能群,即FG1(低光—低温—低水适应功能群)、FG2(高光—高温—高水适应功能群)和FG3(低光—低温—高水适应功能群);随植被恢复进行,FG1的重要值占比逐渐降低,在草灌群落阶段达最高值(49.275%),在灌木群落阶段为36.931%,而乔灌群落阶段不存在该资源类型物种;FG2物种仅在草灌和乔灌群落阶段存在且重要值占比较小;FG3的重要值占比逐渐升高。【结论】低光合速率、低光资源捕捉面积、不耐水热胁迫的物种在恢复早期占据优势地位;自灌木群落阶段起,逐渐被低光合速率、低光资源捕捉面积、不耐极端温度、耐旱的物种替代。喀斯特区域植被抚育应在恢复早期保留光资源获取策略物种,且多种资源策略物种共存,恢复中后期主要保留水资源竞争策略物种。

喀斯特区域的水化学不稳定性——以黔中地区为例

黔中地区是岩溶作用发育的喀斯特区域。１９９３年秋和１９９４年春末采自该地区不同类型水样的水化学分析表明：碳酸盐岩裂隙泉水呈中偏碱性，为［Ｃ］Ｃａ－Ｉ型；秋季离子总量、ＨＣＯ－３及Ｃａ２＋浓度大于春季。裂隙泉水流经地表一定距离后，ＨＣＯ－３降低，ｐＨ及ＳＯ２－４、Ｃｌ－、Ｋ＋、Ｎａ＋明显增高。黄果树的天星桥、水帘洞及落水潭三个部位河水的ＳＯ２－４、Ｎａ＋以及Ｆｅ３＋、ＮＯ－３等浓度的季节性变化也更加明显。春季因瀑布暴气，ＣＯ２的逸出，钙华生成更强烈一些。红枫湖作为喀斯特区域地表水的汇集地，ＨＣＯ－３与ＳＯ２－４的当量比值仅２．１～２．４；Ｃａ２＋与Ｍｇ２＋比值上升为２．４～４．２，Ｃｌ－浓度较碳酸盐岩裂隙泉水增高１倍；Ｎａ＋浓度增高一个数量级。说明流域内地表土层溶蚀及人为污染影响的增强。土层孔隙水属强矿化水，而湖水呈现过渡特征。碳酸盐沉淀作用、硫酸盐矿化作用及固氮氨化作用，导致水质组成的显著差异。

喀斯特区域科技扶贫开发市场经济机制探索——以广西环江环境移民科技开发示范区建设为例

本文是中国科学院“九五”科技扶贫项目《桂西北喀斯特区域异地扶贫开发与可持续发展研究》的部分内容。文中对我国南方岩溶地区扶贫开发 。

地质条件制约对喀斯特区域土壤Cd累积及空间分布的影响

喀斯特地区碳酸盐岩风化物发育土壤(石灰土)中Cd元素的富集过程及影响机制是国内外研究土壤重金属的热点之一,了解喀斯特区域土壤Cd的空间分布特征、土壤Cd累积机制及制约因素,对喀斯特地区土壤污染风险评价及生态产业布局具有重要的理论指导意义。本文查阅目前研究文献的结果表明,碳酸盐岩风化物发育的土壤Cd含量明显地高于碎屑岩风化物发育的土壤,喀斯特区域土壤Cd的富集与碳酸盐岩化学组成有密切的关联性,且受土壤pH、有机质含量、磷素含量等因素的影响。喀斯特区域土壤Cd含量水平的空间分异主要受到岩性组合的制约,其表现为连续性碳酸盐岩类区域>碳酸盐夹碎屑岩类区域>碳酸盐与碎屑岩互层区域;此外,不同地质年代地层中碳酸盐岩及其上覆土壤Cd含量有明显的空间异质性,其中泥盆系、石炭系、二叠系地层中碳酸盐岩上覆土壤Cd出现明显的富集现象。喀斯特区域碳酸盐岩风化成土过程中Cd的富集存在着双重过程,一次富集是碳酸盐岩成岩过程,使碳酸盐岩风化物发育的石灰土中Cd含量显著地高于其他土壤类型;二次富集是碳酸盐岩风化物类母质成土过程中Cd的不断富集,出现表层土壤Cd含量明显地高于底层土壤。

贵州香纸沟喀斯特区域苔藓植物多样性研究

对贵州香纸沟喀斯特区域苔藓植物多样性进行研究,发现该区苔藓植物种类丰富,区系地理成分复杂;不同生境的苔藓植物种类有明显差异;生态群落可分为水生群落、石生群落、土生群落、木生群落和叶附生群落等五大类;生活型可划分为矮丛集型、高丛集型、垫状型、平铺型、交织型、悬垂型、尾型、扇型和树状型等9种,其中,交织型、矮丛集型、高丛集型和平铺型占主导。并对香纸沟喀斯特区域苔藓植物多样性保护提出建议。

贵州喀斯特区域农村面源污染研究进展

研究旨在总结贵州喀斯特区域地理特征与农村面源污染情况及治理现状,为今后贵州面源污染的治理提供建议与参考。通过分析贵州喀斯特区域农村面源污染治理的现有技术,并逐一分析其在贵州面源污染治理中的可行性,提出影响面源污染治理的关键因素。总结发现,贵州省喀斯特区域农村面源污染治理正面临一个非常严峻的挑战,紧关贵州农业生产发展、生态发展建设、环境卫生等及长江和珠江下游居民的用水安全。该研究得出,贵州受地理环境限制,天然耕作条件和生活环境十分有限;现今工业化进程的稳步进行,城乡环保资源分布不均衡,以及人口的增加已成为影响贵州农村面源污染的关键因素。

喀斯特区域农村城镇化的发展分析——以贵州省荔波县城镇化为例

就荔波县农村城镇化进程中的主要问题进行分析,有针对性地提出了加速喀斯特区域城镇化发展进程的相关对策与建议。采用非线性回归等数学方法对城镇化的发展进行分析表明,荔波县城镇化发展水平与农民收入以及在非农部门就业率呈正相关关系。因此,需协调好农业发展、农业产业化经营、乡镇企业发展及农村工业化、农业生产要素流转、农村生态环境建设、小城镇建设等方面与农村城镇化发展密切相关的问题。加快城镇化发展,有利于农村产业化发展和解决农村剩余劳动力就业;有利于二三产业的发展;有利于人民生活水平的提高及生活质量的改善等。

茂兰喀斯特森林几种不同生境陆生贝类物种多样性研究(腹足纲:前鳃亚纲;肺螺亚纲)

对茂兰喀斯特森林几种不同生境陆生软体动物的物种多样性进行定量调查和采集,共获得4950号标本。经鉴定,得87个种(含15个待定种),隶属于2目14科36属。多样性分析结果表明:5种生境的物种丰富度指数dMA取值范围在1.421～7.345之间。多样性指数D的取值范围是0.662～0.850,均匀度Jsi为0.670～0.956。根据不同生境物种的相似性系数CC进行系统聚类,5种生境在相似性系数为0.226水平时已被归并为两组,即原生森林组和次生环境组。次生环境组内的物种数量与原生森林组相比平均减少88.4%。原生森林一旦被垦为农田或为建筑物所占据,其内原有的陆生贝类物种数量将显著减少,甚至完全消失。

喀斯特区域耕地资源可持续利用研究——以贵州省安顺市为例

以喀斯特区域安顺市为例,针对该区耕地资源的利用现状,分别从耕地的质量、数量和生产效益三方面作定量与定性分析,并进行耕地生产效益多元线性回归分析。探讨该区域耕地资源的可持续利用性,并提出喀斯特区域耕地可持续利用的保护对策。