基于PSR模型的水土流失区生态经济系统耦合研究——以朱溪河流域为例

本研究利用2000年和2009年两期社会经济和自然地理数据,建立了朱溪河流域生态经济系统PSR模型,并采用熵权法为指标体系确权;利用压力、状态、响应、综合发展水平和耦合协调度等指标,分析了流域生态经济系统演化态势和主要驱动因素。结果表明:(1)压力指标呈不均衡变化,得分从80.0微降为79.0;系统状态改善明显,人类响应积极,得分分别从70.9和67.5上升到94.0和87.5;综合发展水平快速上升(得分从66.1上升为93.6)且空间差异缩小(变异系数从0.07缩小为0.05),耦合协调程度下降(得分从92.7下降为83.8)且空间差异有所扩大(变异系数从0.09扩大为0.19),表明流域生态经济系统演化迅速但还没有实现系统耦合协调。(2)种植业比重、非农收入、耕地面积、人口流出、土地流转、纯收入和水土保持投入等关键因子控制着流域生态经济系统演化;压力、响应因子是系统耦合协调的主要影响因子,状态因子则是系统综合发展水平的主要影响因子;这些影响因子是人为调控关键着力点。(3)流域生态经济系统正从高水平不稳定状态向高水平稳定状态过渡,处于"系统重建"向"系统耦合"演进的阶段。

朱溪河流域侵蚀景观格局变化随坡度分异研究

基于高精度DEM和两期土壤侵蚀强度分布图,在ARCGIS9.0和景观格局分析软件FRAGSTATS3.3的支持下,计算出1994年和2003年两个年份朱溪河流域不同坡度等级下的景观格局指数并作对比分析.结果表明:不同坡度等级内的各景观类型结构变化存在较大差异;在景观水平上,侵蚀景观格局变化呈较明显的坡度分异特征.随着坡度增加,香农多样性指数和均匀度指数均先增后减,最大变化率均在坡度大于35°等级上;而最大斑块指数先减小,后增大,然后又减小,变化幅度最大值在坡度小于5°等级上.在各坡度等级上的各景观类型最大斑块指数变化值无明显的坡度分异特征.人类活动的干预,是驱动该流域侵蚀景观格局变化的主要驱动因素.

典型红壤侵蚀区土壤养分空间差异——以长汀县朱溪河小流域为例

自然环境的变化和人为作用的干扰都不同程度地影响着土壤养分的空间变异。以南方典型的红壤侵蚀区朱溪河流域为代表,利用ArcGIS与地统计学方法,研究了该流域土壤表层7种养分的空间变异及分布特征。结果表明:流域内土壤表层有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的空间相关性程度不同,其中全钾、速效钾和有机质的空间相关性较弱,全氮和速效氮的空间相关性中等,速效磷的空间相关性较强;土壤养分的含量表现为不同的分布格局。

红壤丘陵区典型小流域侵蚀景观时空变化分析——以福建长汀县朱溪河小流域为例

基于1999年和2007年2期数字化侵蚀景观类型图,在ArcGIS 9.0的支持下,提取朱溪河小流域侵蚀景观类型转移矩阵,并结合重心模型,从时间和空间上对侵蚀景观动态变化进行定量分析,结果表明:1)1999年、2007年朱溪河小流域侵蚀景观基质均为微度侵蚀,轻度、中度、强度、极强度和剧烈侵蚀作为斑块单元镶嵌其中;2)1999—2007年,微度和轻度侵蚀的面积均有显著增加,其中微度侵蚀面积增加量最大,主要由轻度转化而来,且主要分布于小流域东部;中度、强度、极强度和剧烈侵蚀面积均有减少,其中剧烈侵蚀面积减少率最大,主要向轻度转化,且高度聚集于小流域上游的游屋圳和高陂次一级小流域;3)1999—2007年期间,剧烈侵蚀重心迁移距离最大,轻度、中度和极强度的重心向西南偏移,微度重心向东北偏移,强度重心向东南偏移。人类活动是该流域侵蚀景观时空变化的主要驱动因素。

朱溪河小流域土地利用景观格局定量分析

朱溪河小流域属全国水土流失重点治理小流域,研究流域内的土地利用景观格局,对流域生态修复具有重要意义。基于"3S"技术,应用FRAGSTATS3.3软件,分别从斑块类型水平及景观水平,对朱溪河小流域土地利用景观进行定量分析。结果表明:整个流域多样性指数和均匀度指数偏低,居民点及工矿用地、耕地、园地等受人类干扰程度较大的景观类型的破碎化程度较高,但无明显破碎化现象,流域景观比较完整。

基于GIS和USLE的朱溪河小流域土壤侵蚀量估算

本文在地理信息系统的支持下,结合通用水土流失方程,选取合理的因子算法,对福建省朱溪河小流域的土壤侵蚀量进行了估算,结果表明朱溪河小流域的年均土壤侵蚀模数为1 023.26 t/km2,属于轻度侵蚀,中度以上侵蚀区域是预防和加强侵蚀治理的重点区域,并分析了朱溪河小流域土壤侵蚀强度空间分布格局和不同土地利用类型的土壤侵蚀,以为当地实施水土保持规划、采取合理的水土保护措施提供依据。

红壤典型小流域土壤侵蚀与地形高度关系研究——以朱溪河小流域为例

以退化红壤地的朱溪河小流域为研究对象,利用GIS对不同高程带的土壤侵蚀特征进行分析.结果表明:无论从土壤侵蚀面积来看,还是从土壤侵蚀率和土壤侵蚀指数方面来看,土壤侵蚀都主要集中于海拔300～400m处,而在海拔450m以上较小.其原因主要是:在海拔300～400m处,较强烈的人为活动,容易使植被遭受破坏,加之坡度较大,加剧了土壤侵蚀的发生、发育和发展.随着海拔高度的增加,人类活动逐渐减少,土壤侵蚀也随之减少.

模糊聚类方法在南方红壤小流域土壤属性制图中的应用--以长汀朱溪河小流域为例

详细的土壤属性空间分布数据是流域过程模拟和情景分析所需的重要基础数据,尤其是在土壤母质分布复杂、空间变异性大的南方红壤区,土壤采样的成本及数字土壤制图的有效性往往限制了详细土壤属性数据的获取。近年出现的基于模糊聚类进行目的性土壤采样及数字土壤制图的方法,可有效地降低所需土壤样点数并推测土壤属性的详细空间分布。为探索该方法在南方红壤区的可用性,本文选取福建长汀朱溪河小流域,利用模糊聚类方法设计少量的目的性土壤采样,在5 m空间分辨率上进行土壤表层（0-20 cm）砂粒质量分数、有机质质量分数的预测性制图。对比利用已有1∶5万土壤类型图以分层随机布点结合普通克里格方法,以及土壤类型图属性数据连接法的土壤属性制图结果,基于30个独立验证点及制图结果空间分布进行评价。结果表明：与普通克里格方法和土壤类型图属性数据连接法相比,模糊聚类方法仅需要很少的土壤样点,制图结果精度较好（表层砂粒质量分数和有机质质量分数的均方根误差分别为13.81%、12.56 g/kg）,且能很好地体现该流域内土壤的空间分布特点。因此,模糊聚类方法可适用于南方红壤小流域,能在显著降低数字土壤制图采样成本的同时,获得较好的制图精度。

朱溪河小流域水土流失治理与生态环境效应

朱溪河小流域是全国水土保持生态建设“十百千”示范小流域之一。该小流域采取封禁治理、种生态林草和推广种植板栗等经济林果及实施旧果园改造的开发性治理模式 ,进行水土流失综合治理 ,实现了治理与开发的有机统一。

基于GIS和EF模型的小流域生态安全动态研究

生态足迹是衡量一个国家或地区可持续发展程度的一种方法,定量反映人类活动对生态环境的影响和破坏程度。基于GIS和生态足迹模型,采用多源数据,以红壤退化严重的福建省朱溪河流域为例,分别计算了流域生态足迹、生态承载力、生态赤字以及万元GDP生态足迹,并分析其生态安全。结果表明,生态足迹不断增加,且渐高于当地的生态承载力呈现赤字,生态压力处于不安全状况,生态经济协调性差,万元GDP生态足迹则呈下降趋势,社会经济与生态环境承载力不相协调。针对此,提出了有利于红壤退化地综合治理及其生态、经济、环境协调发展的具体生态恢复对策与措施。

南方红壤侵蚀区典型流域土壤侵蚀危险性评价

土壤侵蚀危险性可对土壤侵蚀发生的可能性、程度和侵蚀发展进行估测评价[1],对保护土壤资源、农业开发及经济建设具有预防预警的重大意义[2]。对此不少学者已开展了相关研究,取得了一定成果[3]。目前,土壤侵蚀危险性的评价方法主要有两种：

花岗岩强度水土流失区的治理效益综合评价

应用生态经济学的理论和方法,对朱溪河流域治理情况进行调查,构建小流域评价指标体系,利用层次分析法与专家分析法相结合确定其权重,对治理前后进行了效益评价,得出治理前后评价值差异极显著,其中朱溪河流域综合治理效益值为0.6645,而生态效益评价值为0.3228,相对于综合效益的贡献率为48.58%。由此可知:治理后朱溪河流域的生态效益、经济效益和社会效益明显优于治理前。

不同土壤类型的土地利用景观多样性分析

以朱溪河流域为例,将地理信息系统、景观生态学和数量分析方法相结合,运用ArcGIS以及Fragstats软件,探讨红壤地区不同土壤类型下土地利用方式的多样性。结果表明:①受人类活动干扰较小的土地利用类型,如林地、园地、草地、水域及未利用地主要分布在酸性岩侵蚀红壤、酸性岩红壤、泥沙土以及黄泥沙田地区;而与人类活动密切相关的土地利用类型,如耕地、居民点及工矿用地、交通用地,在流域内的各种土壤类型中都普遍分布,表现出强烈的广泛性。②土地利用类型的多样性指数很大程度上受到人为因素的干扰,而土壤类型的多样性指数则与土地利用类型的分布息息相关。③土壤类型与土地利用类型的平均斑块面积与多样性指数具有很好的相关性,随着平均斑块面积的增加,流域的多样性指数呈上升的趋势。

退化红壤地土壤侵蚀与坡度坡向的关系——基于GIS的研究

土壤侵蚀是造成自然灾害的重要因素之一，利用遥感和地理信息系统技术，以退化红壤地的朱溪河小流域为研究对象，对退化红壤地不同坡度和坡向上的土壤侵蚀状况进行了分析。研究结果表明：无论从土壤侵蚀面积，还是土壤侵蚀率和土壤侵蚀指数方面来看，土壤侵蚀主要都集中于坡度5～25°的坡地上，而在此之外的区域分布较小；阳坡和半阳坡的土壤侵蚀严重，阴坡和半阴坡的土壤侵蚀相对较轻。坡度是引起退化红壤地土壤侵蚀的一个重要原因，人类活动对坡面上土壤、植被以及坡面生态系统的破坏，也是影响土壤侵蚀的重要因素；坡向主要是通过对辐射量和土壤水分的再分配而影响土壤侵蚀的，也是引起土壤侵蚀的一个不可忽视的因素。

随机森林算法在机载LiDAR数据林分平均树高估算中的应用研究

采用机载Li DAR数据估算森林结构参数是当前林业遥感中的研究热点。本文以福建省长汀县朱溪河流域为示范区,探讨了随机森林算法(RF)在机载Li DAR数据林分平均树高估测中的适用性。首先,通过渐进三角网(TIN)算法进行点云滤波并获取相应林分样地的植被点云子集和高程归一化的植被点云;然后,从归一化后的植被点云提取出高度分位数变量以及点云统计特征值等24个变量参数;最后,根据提取的变量参数和野外实测林分均高数据建立研究区林分平均高随机森林回归估测模型。研究结果表明,模型估测的样地平均树高与实测值具有明显线性相关关系,线性回归系数为0.938,相关系数达到0.968。对样地的估测精度都在86%以上,总体平均精度达到了93.17%。研究认为,基于植被点云变量参数的随机森林模型估测林分平均树高具有较高的可靠性。