基于GIS的宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价

土地利用生态安全评价是区域可持续发展关注的重要内容之一。以宁夏中部干旱带为例,针对研究区实际生态问题,基于RS和GIS技术,构建"隐患—状态—免疫"生态安全评价指标体系,采用熵权法与综合指数模型,实现了30m×30m栅格水平可视化的土地利用生态安全综合评价。结果表明:2004—2014年,研究区土地利用变化和区域政策的实施结果一致。草地、林地面积急剧扩大,旱地和未利用地面积持续下降,建设用地和水域面积变化不大,水浇地面积呈缓慢增加趋势。结合已有研究成果与研究区实际,采用聚类法,将研究区土地利用安全分为5个等级:生态安全区(Ⅰ)、生态较安全区(Ⅱ)、生态临界安全区(Ⅲ)、生态不安全区(Ⅳ)和生态极不安全区(Ⅴ)。研究区土地利用生态安全指数从2004年的-0.12上升为2014年的0.03,整体状态呈变好趋势,但ESI指数仍小于0.1,处于临界安全状态。具体表现为:Ⅰ级乡镇从4个增加为5个、Ⅱ级区从10个增至11个、Ⅲ级乡镇从13个减少为12个、Ⅳ级乡镇从5个减少为4个、Ⅴ级乡镇从8个减少为7个,针对评价结果分析其动态演变机制。通过对宁夏中部干旱带土地利用生态安全动态评价,以期为宁夏境内生态移民区选址和生态环境保护提供数据支撑。

宁夏不同种植年限下硒砂瓜土壤干燥化效应研究

通过对压砂地不同种植年限下土壤干燥化效应进行研究,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。在观测压砂3,8,12,16,25a的土壤含水量的基础上,分析比较不同种植年限下土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化指标。结果表明:不同年限下0—600cm的土壤含水量、贮水量和有效贮水量的均值分别为11.24%,936.00mm和506.27mm;随种植年限的增加,0—600cm土层平均土壤含水量、贮水量呈递减趋势,水分过耗量逐渐增大;不同种植年限下土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先减小后增大最后逐渐平稳的趋势;压砂地土壤干燥化系数为68.29%～162.36%,平均干层厚度为283.33cm,以中度和轻度干燥化强度为主;典型相关性分析发现,经纬度、种植年限、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数和土壤干层厚度的重要因素。

宁夏压砂地不同植被类型土壤干燥化特征

该研究在观测压砂地沙枣、柠条、西瓜、枸杞及草地土壤含水量的基础上,分析比较不同植被类型的土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化特征,以揭示压砂地不同植被类型的土壤干燥化效应,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。结果表明:(1)不同植被类型下0～600cm土壤含水量、贮水量和有效贮水量均值分别为7.163%、591.978mm和187.088mm,土壤水分过耗量均值为274.942mm。(2)不同植被类型的土壤剖面含水量随深度增加呈先减小后增大的趋势;除西瓜地外,其余植被类型的土壤剖面含水量明显低于当地土壤稳定湿度。(3)不同植被类型的土壤平均干燥化系数介于2.152%～85.026%,干燥化系数均值为37.674%,属严重干燥化强度,其中柠条地和沙枣地均达到强烈干燥化强度;土壤平均干层厚度达到或超过500cm,干燥化程度由强到弱依次为柠条地>沙枣地>枸杞地>草地>西瓜地。(4)典型相关分析发现,经纬度、高程、植被类型、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数、干层内平均含水量等干燥化指标的重要因素。

不同水肥组合滴灌对黄花菜产量及土壤水分的影响

[目的]研究不同水肥处理对宁夏中部干旱带土壤水分及黄花菜产量的影响,探索适合该地区的黄花菜灌溉制度。[方法]试验选用甘肃大乌嘴为材料,采用正交试验设计方法设置了低水(W 1)2250 m^(3)/hm^(2)、中水(W_(2))3000 m^(3)/hm^(2)、高水(W 3)3750 m^(3)/hm^(2),低肥(F 1)450 kg/hm^(2)、中肥(F_(2))675 kg/hm^(2)、高肥(F 3)900 kg/hm^(2),以当地农户滴灌种植方式为对照(CK),共10个组合处理。[结果]农户滴灌种植方式与不同滴灌水肥一体化灌溉处理间土壤含水率均在各次灌水后发生显著变化,随着灌水量的增大,各层土壤含水率相应增大,20~40 cm土层土壤含水率最大,为5.54%~28.29%;处理组黄花菜产量总体上高于对照组,黄花菜产量随着灌水量与施肥量的增加呈现先增大后减小的变化趋势。[结论]黄花菜在丰水年下滴灌水肥一体化灌溉最优的是W_(2)F_(2)处理,该处理下黄花菜产量为15417 kg/hm^(2)。

基于“省公顷”生态足迹的宁夏中部干旱带承载力研究

人口承载力是区域可持续发展的重要因素。选取宁夏中部干旱带盐池县、红寺堡区、同心县、海原县为研究区,运用"省公顷"生态足迹模型测算研究区各县(区)的人口承载力,即在生态承载标准下研究区所能容纳的人口数量。研究表明:盐池县处于生态盈余状态,有4.1万生态人口承载空间。红寺堡区、同心县、海原县均处于不同程度的生态超载状态。其中海原县生态超载最严重,超载人口达5.1万人,同心县次之,超载人口3.84万人,红寺堡区的生态超载最小,超载人口仅2.12万。从生态人口承载力来看,在该区域人口数量保持不变的情况下,影响研究区域生态人口承载力的因素主要为人均的消费水平和耕地的生产能力,在当前的科学技术水平下,耕地的生产能力主要受水资源的限制。因此,在水资源有限的条件下,要缓解该区域的生态压力,只能从改进生产技术,减少区域人口数量方面进行。

宁夏中部干旱带不同自然地貌风蚀沙粒粒径特征研究

以宁夏中部干旱带不同自然地貌作为试验样地,应用诱捕法收集风蚀沙粒,通过激光粒度分析仪分析沙粒粒径后,判断各试验点的土壤组成,分析评价沙粒粒径与地表风蚀相关性。结果表明,半固定沙地、流动沙地以及沙柳林地风蚀沙粒以细沙粒为主,占比95%左右,粗砂粒占比5%左右,无粉粒,风蚀沙源主要以就地起沙为主;花棒林、沙蒿林和农田防护林带内风蚀沙粒有8%~12%粉粒,天然草地粉粒占比29.04%,放牧草地粉粒占比69.38%,细沙粒含量较少,植被固沙效果明显,风蚀强度呈下降趋势,沙源以就地起沙为主,但有部分沙源属于外来沉降,土壤状况逐步改善;柠条退耕地、废弃村庄以及封育草地的固沙效果较好,风蚀沙粒主要以粉粒为主,占比90%,风蚀沙源多外来沉积,风蚀强度降低;耕作农田中黄绵土粉粒比例一般高于风沙土,抗风蚀能力较强。

限制开发生态区土地利用景观格局变化环境效应研究

选取宁夏限制开发生态区中部干旱带为研究区,利用1989、1999、2006和2016年4期Landsat TM影像数据,以土地利用变化数据为基础数据源,采用土地利用/覆被变化幅度、土地利用转移矩阵、景观格局变化、生态环境质量指数,定量分析研究区土地利用变化方向与速度、土地利用转型特征、景观格局时空特征、生态环境综合指数大小及空间分布格局与生态环境效应.结果表明:①水浇地、建设用地面积呈现稳步增长趋势;旱地面积呈现先增长后下降的倒“V”型趋势;林、草地面积呈现先下降后增长的“U”型趋势;水域面积变化呈先增长后下降再增长的“N”型趋势;未利用地面积持续减少.三个阶段中,促使土地利用类型发生变化的驱动力分别是:对粮食的基本需求,对经济发展的需求和对生态环境限制开发的需求.②景观格局空间异质性在减小,景观形状不断复杂化,破碎度加深.③生态环境质量指数在各期有波动,但整体呈增长趋势,表明退耕还林(草)与生态移民政策得到了很好的响应.

宁夏中部干旱带农村居民点空间分布研究

文章借助GIS空间分析技术和数据统计方法,分析了宁夏中部干旱带农村居民点空间分布特征及其与环境的关系。研究表明,研究区农村居民点的空间分布形态主要表现为团状、串珠状、环状、树枝状、星点状等形式。研究区农村居民点具有"整体分散,相对集中"的空间结构特征。移民点是研究区农村居民点的重要组成部分,其空间分布差异明显:平原灌区及山区库井灌区移民点规模最大,而山区、丘陵及台地移民点规模较小。研究区农村居民点空间分布与区域环境关系密切,地形地貌、交通条件、水资源、经济发展水平等是影响农村居民点空间分布格局的主要因素。研究结果对宁夏中部干旱带农村土地利用规划及生态移民工程的顺利进展提供一定的依据和参考。

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960~2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。

宁夏中部干旱带红花栽培技术研究

红花是集药用、食用、染料、油料和饲料等用途于一身的新型油料植物,宁夏红花种植历史悠久。近年来,由于红花种植经济效益明显高于传统作物,所以种植面积也在逐年扩大。宁夏红花种植适宜时间在3月底4月初,播种密度为9000穴/667 m^2时红花花丝产量最高,每株花朵数也最高;以采收红花种子为目的的种植,播种密度以10000穴/667 m^2为宜,高产栽培模式为覆膜垄沟种植。

宁夏中部农作物生育期有效降水量时空变化特征研究

以宁夏中部干旱带为研究区,利用区域内的国家标准气象站1954-2016年4-10月的日降水资料,运用Morlet小波分析、Mann-Kendall法及气候趋势系数等方法分析了宁夏中部农作物生育期内有效降水量(P_a)的时空变化特征及其未来趋势。结果表明:Pa自北向南依次增大,区域多年平均216 mm,占总降水量的75.25%,其中8月份最大为55.9 mm,7-9月占总有效降水量的70.8%。20世纪60年代为丰水期,正累积距平为238.7 mm,70年代进入枯水期,负累积距平226.1 mm,2010年以来有所增加;P_a存在3、6 a及10 a主周期;各地未来有效降水量均呈减少趋势,变幅为2.2~5.2 mm/(10 a),全区P_a降幅3.5 mm/(10a)。4-10月份区域内的总降水也呈显著减少趋势(P=0.05)降幅为5.3 mm/(10 a),其中盐池降水减幅最小0.8 mm/(10 a),海原减幅最大8.8 mm/(10 a)。

宁夏中部干旱带土地生态利用研究

宁夏中部干旱带是我国西部土地荒漠化问题最突出、生态系统最脆弱的地区之一。加快该区域生态环境治理,不仅是改善区域内生产生活条件,发展经济脱贫致富的需要,而且对促进宁夏经济发展具有重要意义。从宁夏中部干旱带土地生态的现状出发,从生态的角度提出土地利用目标,并提出了该地区土地生态的改善措施。

宁夏中部干旱带雨养区低成本抗旱造林技术

针对宁夏中部干旱带雨养区的特殊环境条件,从集水整地、乡土树种选择、苗龄及规格选择、造林时间、抗旱造林措施、抚育等环节,总结出适合旱地造林的集成技术。

宁夏中部干旱带文冠果丰产栽培技术初探

针对宁夏中部干旱带文冠果栽植成活率低、品种混杂、产量低、效益差等问题,经过多年文冠果栽培实践,总结提出了宁夏中部干旱带文冠果丰产栽培技术,为我国干旱区发挥文冠果的生态效益和经济效益提供技术支撑。

景观格局动态变化对生态服务价值的影响——以宁夏中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学等方法,以宁夏中部干旱带红寺堡区、盐池县、海原县和同心县为研究区,利用1989、1999、2006年和2011年的TM影像为数据源,对该区20世纪90年代以来,草地和耕地景观格局变化及生态服务价值进行分析。结果表明:1该区域草地面积和耕地中的水浇地面积增幅较大,对环境优化起到了非常重要的调节作用;2由于受人类活动的干扰,土地利用格局发生了较大变化,破碎化程度、空间异质性增加,产生了生态退化效应;3 21世纪初以来,在退耕还林(还草)、封山禁牧、水利措施及生态移民等工程的实施,使得土地利用结构得以调整,环境生态开始好转。总体来说,环境生态越好,所表现的生态服务价值也就越高,生态系统服务价值在很大程度上反映了环境质量的好坏。研究结果对于该区域的土地利用政策及环境优化具有一定的参考价值。

宁夏中部干旱带不同作物根际土壤真菌群落多样性及群落结构

【背景】宁夏中部干旱带常年缺水,植被稀疏,土地沙漠化严重,生态环境十分脆弱。土地沙漠化导致土地生产力下降,制约着该区农业的发展,因此,改善宁夏中部干旱带农田生态环境具有重要意义。【目的】为该区土地资源的合理利用开发及干旱区土壤真菌多样性的深入研究提供基础数据和理论依据。【方法】运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对宁夏中部干旱带农田作物土壤真菌种类进行预测,并对其进行真菌多样性和群落结构的分析。【结果】5个处理中真菌种类均较为丰富,丰富度指数无差异;真菌多样性指数分别以‘张杂谷5号’谷子最高,藜麦的多样性最低,且存在极显著差异。不同作物根际土壤中,子囊菌门(Ascomycota)为最优势菌门,相对丰度为73.00%-89.14%,且远远大于次优势菌门--担子菌门(Basidiomycota,3.9%-16.5%),表现出非常明显的优势;支顶孢属(Acremonium)和裂壳菌属(Schizothecium)为共有的优势菌属。土壤速效磷和土壤碱解氮会对土壤真菌群落结构和功能多样性产生影响,土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是土壤理化性质与微生物相互作用的结果。【结论】休闲和种植作物的农田土壤养分均可不同程度的提高,土壤pH降低,真菌群落结构和多样性发生变化。说明合理的土地利用有利于丰富农田土壤微生物群落结构和多样性,改良土壤特性,进而促进该区域土壤生态系统的稳定,提高农田土地资源的合理利用。

不同轮作模式下作物根际土壤养分及真菌群落组成特征

为研究宁夏中部干旱带不同轮作模式下土壤养分及真菌群落组成的特征,以谷子轮作大豆(MRG)、轮作籽粒苋(MRA)、轮作藜麦(MRQ)及谷子连作(CK)为对象,测定了土壤养分含量,并利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列.结果表明,不同轮作模式对土壤养分的影响存在差异.3种轮作模式下土壤pH和电导率均有所下降,土壤全氮、全钾、全磷和有机质含量均上升,OTUs数和α多样性指数均高于连作.真菌群落组成研究结果显示,子囊菌门(Ascomycota)为4种模式下的优势菌群.聚类分析显示MRA和MRG的真菌属组成最为相似,其次是MRQ,CK与3种轮作模式相差较大.相关性分析显示,土壤养分与几种优势真菌属呈显著相关性(P<0.05或P<0.01),土壤全氮、全钾、硝态氮和有机质含量是影响土壤真菌群落最主要的因子.主成分分析(PCA)表明,MRG轮作模式优于MRA和MRQ模式.综上所述,轮作提高了真菌群落多样性指数,改变了土壤真菌群落结构,改善了土壤肥力状况,其中以谷子与大豆轮作效果最佳,建议将谷豆轮作作为中部干旱带杂粮产业中主要的轮作模式之一进行推广.

乡村振兴视阈下宁夏中部干旱带特色旅游实践探析

宁夏中部干旱带位于中国西北部,拥有丰富的自然景观、革命旧址和历史文化资源。乡村振兴战略的实施给宁夏中部干旱带特色旅游发展带来了新的契机。作者在梳理旅游相关文献的基础上,厘清了宁夏中部干旱带特色旅游发展现状及面临的挑战,并用“绿水青山就是金山银山”、转型升级和融入乡村振兴等发展理念,来指导特色旅游业实践。文章通过加强生态建设、引导红色资源集聚发展、因势利导地打造各具特色的水利风景区、建设红色文化小镇、鼓励贫困户参与发展特色旅游产业、提升旅游基础服务品质等实践路径,从形成旅游资源集聚发展的新局面、为宁夏中部干旱带贫困地区实现脱贫攻坚、全面建成小康社会目标等方面进行新的探索。