黄河中游砒砂岩地区长川流域土地利用/覆盖安全格局初探

生态安全是一个区域的可持续发展不致因生存空间和生态环境遭受破坏而受到威胁的状态。在诸多影响区域生态安全的因素与过程中,土地利用/覆盖及其格局的变化是影响区域生态安全最重要的方面。在黄河中游砒砂岩地区,生态环境较为敏感,以往由于土地的不合理利用,造成许多流域的植被覆盖下降、土壤侵蚀加剧、水分亏缺增大、生物多样性丧失等,严重影响到整个区域的生态安全。选择黄河中游砒砂岩地区的一个典型流域——长川流域作为研究对象,对研究区存在的实际生态问题,在综合评价流域生态安全的基础上,借助景观生态学理论,运用多目标规划方法和GIS手段,得出优化后的长川流域土地利用结构:乔木林地、灌木林地、草地和耕地所占比例分别应为3.7%、38.6%、49.4%和6.3%。在调整后的土地利用安全格局下,流域平均生态安全指数下降至0.85,整体已处于生态较安全等级。

黄河中游砒砂岩地区长川流域植被盖度及其动态分析

应用遥感监测并结合地面实测数据,分析黄河中游砒砂岩地区典型流域--内蒙古长川流域植被盖度及其变化特征.经野外实测数据进行检验植被盖度遥感监测的精度发现,以遥感手段通过植被盖度与归一化植被指数(NDVI)之间关系来估算长川流域植被盖度的精度达到81.3%.长川流域上游地区(北部)植被盖度相对较高,达到40%～70%;沟道两侧也有相对较高的植被盖度,也达到了30%～60%;一般梁峁地植被盖度较低,只有5%～15%.从1983年开始实施的小流域第一期水土流失重点治理和1993年至1997年期间实施的小流域第二期第一阶段水土流失重点治理的效果明显,使得长川流域植被盖度在该期间内大幅度增高.

黄河中游砒砂岩地区长川流域生态用水分析

在野外实地观测的基础上,利用GIS和情景分析方法,对地处典型黄河中游砒砂岩地区的内蒙古长川流域不同水土流失综合治理和退耕还林(草)情景下的生态用水特征进行分析。结果表明:长川流域平均蒸散量和平均生态用水量分别为274.3mm和370.7mm,植被蒸散的水分消耗较大,但流域降雨量基本能满足植被的蒸散耗水需求,流域的整体生态用水量处于较适宜水平。研究区水土保持生物措施情景(B2方案)的生态用水量小于适宜生态用水阈值(411.3mm),但其植被蒸散量大于有效降雨量(279.0mm),从长远角度看,B2方案还是受水分(降雨)条件的限制;而4种退耕还林(草)情景的生态用水量和植被蒸散量均小于适宜生态用水阈值和有效降雨量,不受降雨条件的限制。