黄土丘陵沟壑区村庄生态系统服务对人类福祉的影响机理——以陕西省米脂县为例

[目的]在生态脆弱区,探究村庄生态系统服务对人类福祉的影响机理,为推动区域可持续发展提供参考。[方法]以黄土丘陵沟壑区陕西省米脂县为例,基于生物物理指标、人类需求理论分别评估村庄服务与福祉,分析了两者的空间分布。基于结构方程模型揭示了村庄禀赋视角下村庄服务对福祉的影响机理。[结果](1)作物和肉类空间分布相近,水果供给呈集中分布;高土壤保持村庄分布于南部丘陵,水源涵养和生境质量均西部高于东部;景观美学东部高于西部,高休闲娱乐村庄集中于城镇区。(2)村庄各需求、福祉空间分布差异较大。高福祉村庄包括川道村、多数乡镇中心村、乡村振兴示范村;低福祉村庄主要位于东西部丘陵,需政府重点关注。(3)村庄服务对福祉产生正向影响,作物、肉类、水源涵养是影响村庄福祉的关键服务。村庄禀赋对服务、福祉产生正向影响,且村庄禀赋通过提高村庄ES间接改善村庄福祉水平。高程是关键的自然禀赋,非文盲率和老龄化率是关键的社会禀赋;距县城距离是关键的区位禀赋。[结论]村庄服务与福祉空间差异明显,禀赋—服务—福祉的影响路径显著。依据空间差异与路径差异施策,是提升生态系统服务福祉贡献的要求。

黄土高原典型丘陵沟壑区的滑坡灾损土地生态修复研究进展

我国是地质灾害频发的国家,滑坡是地质灾害的主要类型之一。陇中黄土丘陵区地处黄土高原西段的黄河流域上游,一直以来是滑坡事件的高发区,因其突发性造成的次生灾害给当地人民生命财产安全带来了较大隐患。近年来随着社会防治力度与投入加大,该区域有关滑坡的理论研究和技术修复手段有了较为全面的提升,特别在生态修复研究与实践领域取得了一定的进展。但是,该区域现有的针对性研究方法与灾损土地的修复手段仍然存在一定的局限性与不足。因此,本文就陇中黄土丘陵区滑坡的影响因素和现有修复模式进行综述,首先采用地理信息系统手段图示研究区域的环境概况,进而运用文献计量学的方法系统概括该领域的研究热点内容,并就目前滑坡灾损土地修复的不足之处提出相关解决办法,以期能够全面阐述滑坡灾损治理的必要性,为未来滑坡治理梳理潜在的研究方向,促进滑坡治理更好地发展。

人地关系视角下黄土丘陵沟壑区乡村公服设施布局优化探析——以陕西子洲县为例

城镇化水平的不断提高,使得乡村社会的发展认知由“底线思维”向“发展思维”转变,村民需求由“生存型”向“品质型”转变。加之近年来国家关于公共服务均等化政策的落实与深化,乡村公服设施建设的“量与质”都有了较大提升,但由于忽视了村庄的地域特征、人口发展、村民需求等因素,使得现有乡村公服设施配置出现使用效率低下、空间品质不佳、功能关联性较差等问题。基于此,本文通过陕西省榆林市子洲县乡村公服设施空间布局分析,采用田野调查、POI数据分析等方法进行深入研究,总结子洲县公服设施问题主要体现在需求供给错配、空间布局错位,功能行使错用三方面。最后基于人地关系视角,探寻人口流动与地理空间对公服设施配置的影响,并提出黄土高原丘陵沟壑区乡村公服设施优化布局策略,以期为提高我国乡村地区的发展能力,推进城乡一体化建设,早日实现乡村振兴提供参考。

陇中黄土丘陵地区农村生活能源消费的环境经济成本分析

陇中黄土丘陵地区经济贫困、环境脆弱、生活能源短缺,生物质过量消费成为生态环境退化的重要驱动因素。论文通过问卷调查获取相关数据,并建立计量模型,基于替代性分析估算了不同用能结构情景下的环境经济成本。结果表明,现状户均生活能源消费2112.44kgce/a,人均428.59kgce/a,用能水平较低。目前农户消费能源选择的主要依据是能源的现金支出和可获得性。与农户现状用能结构相比较,4种替代结构的能源消费总成本、环境成本、经济成本及现金支出差异较大。利用沼气和太阳能的结构各项成本低,应是今后农村能源建设的方向。

黄土高原生态脆弱区循环经济发展模式研究——以甘肃省陇西县为例

甘肃省陇西县是黄土高原生态脆弱贫困区的典型代表,她的发展面临两对基本矛盾和两难选择。一是农业社会发展阶段与全面建设小康社会目标的矛盾,二是社会经济贫困与生态环境脆弱的矛盾,与之相对应必然存在两难选择(既要发展经济,同时又要保护环境)。以生态经济为核心的循环经济是解决这两大矛盾,实现区域经济与生态环境良性循环和可持续发展的必由之路。本文从分析陇西县经济发展面临的突出问题入手,研究了切合黄土高原生态脆弱典型区———陇西县实际的循环经济发展模式,提出了发展循环经济的对策建议。

甘肃黄土丘陵区侧柏人工幼林的碳密度及分配特征

【目的】以甘肃黄土丘陵区宁县人工林地为研究区，探讨侧柏人工林碳密度及其分配特征，为黄土丘陵区人工林生态效益评估提供理论依据。【方法】以不同林龄侧柏人工林（7，10，12和14年生）为研究对象，每个林龄分别设置3块样地，分乔木层、灌木层、草本层和枯落物层进行调查取样，然后在每块样地采集0～100 cm土层的土样，用元素分析仪 LiquiTOCⅡ测定植物和土壤碳含量，研究甘肃黄土丘陵区侧柏人工幼林的碳含量、碳密度及其分配特征。【结果】侧柏不同器官碳含量为447.51～513.93 g·kg －1，表现为果实＞树叶＞树干＞粗枝＞细枝＞细根＞根桩＞树皮＞粗根＞大根＞中根＞小根；灌木层和草本层均以根的碳含量最低，枯落物层未分解层碳含量高于半分解层，且各组分碳含量差异显著；土壤层（0～100 cm ）碳含量为23.31～96.08 g·kg －1，且随林龄增加而增大，随土壤深度增加而下降；侧柏人工林生态系统中，乔木层碳密度占植被层碳密度比例最大，高于灌木层、草本层和枯落物层；0～100 cm土层土壤碳密度占整个生态系统碳密度比例最大，且随着林龄增加而增大，且差异显著；7，10，12和14年生侧柏人工幼林生态系统碳密度分别为37.56，44.67，50.87和56.34 t·hm －2，乔木层、林下植被层、枯落物层和土壤层的碳密度均随林龄增加而增大。【结论】黄土丘陵区7，10，12和14年生侧柏人工幼林的乔木层不同器官碳含量差异显著（P＜0.05），相同器官碳含量差异不显著（P＞0.05）；侧柏人工林生态系统碳库表现为土壤层＞乔木层＞草本层＞枯落物层＞灌木层；侧柏人工林各层的碳密度都随林龄增加而增大；乔木层、灌木层、草本层和枯落物层碳密度分配比例随林龄增加而增大，而土壤层碳密度比例随林龄增加而减少。

半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10%,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。

甘肃黄土高原各级降水和极端降水时空分布特征

利用甘肃黄土高原地区1960—2011年12个及周边4个站点的逐日降水观测资料,用阈值检测方法计算出甘肃黄土高原地区极端降水的阈值并运用气候线性趋势、多项式拟合、反距离加权法、Mann-Kendall检验、Morlet小波、R/S方法分析了近52 a甘肃黄土高原各级雨量和R95极端降水的时空变化特征及对未来进行预测。结果表明:①近52 a来甘肃黄土高原春季以小雨为主,夏、秋季以暴雨为主,冬季以大雪为主,R95极端降水主要集中在夏季;②春、秋季主要以大雨降水强度最强,夏季暴雨降水强度最强,冬季则为大雪;R95极端降水强度夏季降水强度最强。③小雪呈显著增加,微雨、中雨、大雨、微雪、R95极端降水量均呈显著减少;④微雨量、小雨量、中雨量、大雨量、R95极端降水量与年降水总量有很好的相关性,对年降水总量有很好的响应;⑤在空间分布上,各量级降水和R95极端降水大部分存在减小趋势,减小区主要集中在西南部和东北部;⑥各量级降水和R95极端降水突变年份不尽相同;⑦各量级降水和R95极端降水在不同的时间序列存在长短不同的周期震荡;⑧R/S分析表明不同量级降水和R95极端降水的未来变化趋势和过去一致。

晋西黄土丘陵区3个树种人工林枯落物的持水特性

【目的】研究晋西黄土丘陵区油松、杨树和刺槐3种典型人工林枯落物的持水特性。【方法】采集研究区油松、杨树和刺槐人工林不同层次枯落物,测定其蓄积量、最大持水量、吸水速率、最大吸湿比、有效拦蓄量等持水特性参数。【结果】3个树种人工林地中枯落物的蓄积量依次为油松林(13.72t/hm2)>杨树林(13.42t/hm2)>刺槐林(6.88t/hm2),枯落物的最大持水量依次为杨树林(18.83t/hm2)>油松林(14.24t/hm2)>刺槐林(11.44t/hm2),枯落物的最大吸湿比依次为刺槐林(2.85)>杨树林(2.75)>油松林(2.17),枯落物的有效拦蓄量依次为杨树林(27.23t/hm2)>油松林(22.02t/hm2)>刺槐林(15.80t/hm2)。3种人工林枯落物的吸水过程均表现为在浸水0～3h持水量不断增大、吸水速率由最大不断下降,到4～12h变化趋于平缓,到24h变化基本达到动态平衡。建立了3种林枯落物持水量与浸水时间及吸水速率与浸水时间之间的关系式。【结论】杨树林枯落物的持水能力比油松林和刺槐林强,对土壤的水源涵养作用更明显。

2000-2015年豫西黄土丘陵区土地利用变化及景观生态风险评价

以豫西黄土丘陵区为研究对象,基于2000年、2010年和2015年的土地利用数据,通过土地利用面积空间变化、转移矩阵和土地利用动态度指标分析了2000—2015年豫西黄土丘陵区的土地利用动态变化特征。按照5 km×5 km格网将研究区划分为1069个生态风险评价单元,根据土地利用类型占比、景观脆弱指数及扰动指数构建生态风险指数,利用半变异函数和空间自相关等空间分析方法,开展豫西黄土丘陵区2000—2015年土地利用变化及景观生态风险空间分异特征评价。结果表明:豫西黄土丘陵区以林地、耕地为主,占研究总面积的83%以上,2000—2015年土地利用类型的转化强度也在不断增加,耕地、林地向建设用地转换最为明显;2000—2015年,景观生态风险整体呈现上升趋势,高生态风险区的基质景观类型以耕地为主;生态风险值的空间集聚形态主要以低—低集聚和高—高集聚为主,呈现低—低集聚区域增加、高—高集聚区域先增加后减少的趋势。

陕北丘陵沟壑区主要小杂粮降水生产潜力研究

以陕北榆林市榆阳区田区试验结果为基础,对陕北黄土丘陵沟壑区主要小杂粮作物的降水生产潜力进行了研究分析。结果表明,不同小杂粮作物降水生产潜力依次为：谷糜〉黑豆〉绿豆〉荞麦。目前陕北黄土丘陵沟壑区主要小杂粮作物的生产潜力开发度仅为9.78%-19.07%,平均为13.83%,尚有86.17%的生产潜力没有发挥出来。田区试验结果与公式概算具有很好的吻合度,表明所取得的降水生产潜力结果具有可靠性。对照较低的现实生产水平,该结果预示着小杂粮生产的巨大发展前景。

陕北丘陵沟壑区生态修复与农村聚落耦合发展初探

生态修复与聚落建设两者相互渗透,相互联系,必须在生态环境保护与修复的基础上发展农村聚落,逐步减轻区域生态环境压力,这对于扭转农村聚落"生态恶化—贫困"的恶性循环,恢复区域生态环境具有重要意义。通过实地调研、文献研究与理论分析,在研究陕北黄土丘陵沟壑区生态环境及其修复途径与制约因素的基础上,提出了有利于生态修复的农村聚落发展模式。研究结果表明,农村聚落应调整土地利用结构并采取有利于水土保持的生产耕作方式,调整散乱的聚落生活空间结构,以便转移人口,解决环境人口超载问题,并进一步做好农村聚落的迁村并点工作。

陕北黄土丘陵区植被建设分区研究

根据陕北丘陵沟壑区的自然生态环境和植被分布状况,将该区植被建设划分为北部毛乌素沙地沿线丘陵沟壑区,东北部黄土丘陵及黄河谷地区,西北部白于山及横山山区,东部黄土丘陵及黄河谷地区和南部黄龙山、崂山沿线次生林区等5个区域,并阐述了每个区域的植被类型、建设任务、经营方向、经营模式和不同立地条件适宜的植被种类。

晋陕宁黄土丘陵区生态修复与农林牧业持续发展仿真研究

晋陕宁黄土丘陵区土壤侵蚀严重，生态环境脆弱，不合理利用土地是其主要原因，生态修复与环境重建是该区生态与经济持续发展的重要战略措施。应用系统动力学（System Dynamic，简称SD）和“反馈控制（Feedback control）理论建立了该区生态修复和环境重建的SD模型，它分为人口、农业、林业、牧业、农村经济、土壤侵蚀和生态环境6个模块，仿真时间1990～2080年，步长1a。经检验该SD模型的有效性为93．5％，可用于未来仿真预测。根据该区的生态环境特点和农牧业发展现状，选择生态环境恢复重建的3种典型模式——同步发展模式（A模式）、逐步调整模式（B模式）和现状发展模式（C模式）进行仿真研究，预测3种模式2000～2080年的土壤侵蚀、土地利用的发展动态以及农林牧业和生态环境演化趋势。仿真结果表明：土地利用与农、林、牧业持续发展密切相关，坡耕地和草场退化是制约农林牧业发展的主要因素。合理调整土地利用结构和加速治理侵蚀，可促进生态环境逐步恢复和农林牧业持续发展。同步发展模式（A模式）是该区生态修复和环境重建的3个仿真模式中的最优策略，它可促进农林牧协调发展和生态一经济趋向良性循环，并提出该区生态修复与环境重建的对策措施。该SD模型结构合理，运行功能良好，能较真实的模拟具有多变量、非线性变量的复杂生态系统的动态行为，为生态修复研究提供一种有效工具。

甘肃中部黄土丘陵沟壑区农林复合生态系统综合效益评价

在对甘肃中部黄土丘陵沟壑区典型流域农林复合生态系统大面积调查和示范区定点观测的基础上 ,参考国内外农林复合生态系统综合效益评价的研究成果 ,采用层次分析法 (AHP) ,对区域内典型农林复合生态系统模式 :沙棘 -仁用杏 -紫花苜蓿复合经营模式 (T1)、侧柏 -甘蒙柽柳 -紫花苜蓿复合经营模式 (T2 )、甘蒙柽柳 -农作物复合经营模式 (3)、雨水集流庭院经济复合经营模式 (T4 )、围栏放养模式 (T5 ) ,以坡耕地农田生态系统 (T6 )作为对照 ,从生态效益、经济效益、社会效益及综合效益方面进行了分析和评价 ,该研究成果将为甘肃中部黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理、退耕还林工程、实现当地农业和林业可持续发展及提高农村社会经济发展水平提供理论依据。

陕北黄土丘陵沟壑区ALOS遥感影像融合方法研究

【目的】通过几种遥感影像融合方法的比较,筛选适合于陕北黄土丘陵沟壑区遥感影像处理的融合方法。【方法】利用ALOS全色波段与多光谱影像,通过主成分变换、乘法变换和Brovey变换等3种融合方法,对陕北黄土丘陵沟壑区遥感影像进行融合,并对融合后的影像进行效果评价。【结果】所有融合处理图像的标准差和信息熵多大于原始影像,融合后图像的信息量大大增加,其中Brovey变换法在提高目视效果和识别精度方面优于其他2种融合方法。【结论】3种变换融合方法中,Brovey变换更适合于陕北黄土丘陵沟壑区ALOS遥感影像的融合,同时也为提高该区遥感影像的解译精度奠定了基础。

现代农业生产方式下的乡村基本聚居单元构建研究

农业是广大乡村地区的核心内生动力,文章从“生产方式决定生活方式”的视角出发进行乡村空间规划研究。首先,以陕北黄土沟壑区为主要研究对象,梳理了传统农业主导生产方式—“外地务工+务农”主导生产方式—近地“多业融合”主导生产方式—“现代农业+”主导生产方式4个阶段的农业生产方式与乡村生活空间关系演变,以及与之对应的基本匹配—失配日显—失配加剧—亟待重构的乡村“生产—生活”匹配关系演变历程;其次,解析乡村新型“职—住”空间关系、“职—住”空间要素组织和“人—地”对应关系的质变,提出了现代乡村空间系统重构的诉求;最后,从乡村聚居空间的基本“细胞”入手,提出匹配现代农业生产方式的乡村基本聚居单元构建框架。

陕北黄土高原丘陵沟壑区生态经济发展模式

从生态经济学的角度出发,以生态重建与环境恢复为目的,引用生态经济系统原理和生态经济发展的相关理论,提出陕北黄土高原丘陵沟壑区生态经济发展基本思路、生态经济类型划分的初步框架和区域生态经济发展模式,从而实现生态效益、经济效益和社会效益相统一的最终目的,使黄土高原丘陵沟壑区生态环境与当地社会经济可持续发展。

陇中黄土高原丘陵区建设水土保持型生态农业的经验及建议

介绍了陇中黄土高原丘陵区建设水土保持型生态农业的意义及经验,提出该区水土保持性生态农业可持续发展的建议是:必须坚持因地制宜的原则;必须以水资源的承载能力为出发点;充分发挥生态系统的自我修复功能;注重发展灌木林。

晋西北黄土丘陵区不同植被恢复下的土壤碳氮累积特征

探讨黄土丘陵区土壤碳氮特征及其蓄积速率对植被恢复的响应规律,不仅对于精确评估黄土高原生态恢复工程的土壤碳氮效应具有重要意义,同时也是国家积极推进碳中和战略和生态文明建设的科学基础。以晋西北黄土丘陵区—右玉县典型生态恢复区为研究对象,以相邻农田为对照,分析了不同植被类型在不同恢复年限下的土壤碳氮特征和固碳(氮)效应。结果表明:以20 a和50 a为界,植被恢复的土壤固碳(氮)效应可分为短期、中期和长期3个阶段。从短期(<20 a)来看,退耕还林(草)的土壤固碳(氮)效应不明显,甚至导致了土壤表层(0—20 cm)SOC和STN含量和储量的降低,而退耕还灌的土壤碳氮增汇效应较为显著;从中期(21—50 a)来看,随着恢复年限的增加,3种植被的土壤碳氮增汇效应显著,其中草地在恢复21—35 a后,土壤固碳(氮)达到最高值,之后其SOC、STN含量和储量开始降低,而林地和灌木地的土壤碳(氮)汇效应表现显著;从长期来看(>50 a),林地表层土壤碳(氮)增汇效应仍持续增强,而灌木地和草地SOC、STN含量和储量,均低于对照农田。总体来看,退耕还林在中期和长期的土壤碳氮蓄积效应相当可观,退耕还灌在短期和中期的土壤碳氮蓄积效应表现显著;对于草地,仅在退耕中期(21—35 a)表现出一定的土壤碳氮增汇效应。从表层土壤的碳氮平均蓄积速率来看,林地在退耕中期和长期,均表现出较高的平均碳氮蓄积速率,而灌木地在退耕早期(<20 a),其表层土壤平均碳氮蓄积速率最快,之后,随恢复年限的增加,逐步降低,最终转变为负值(>50 a);而草地仅在退耕21—35 a,土壤碳氮蓄积速率表现为正值,其余阶段均为负值。退耕还林(草)后的表层SOC含量与STN含量、C/N和土壤含水量呈明显的正相关,与土壤容重之间呈显著的负相关。土壤C/N受SOC的影响较大;土壤水分条件的改善可促进SOC和STN的积累,其对表层STN的影响程度甚至高于SOC。随着表层SOC含量的增加,会改变土壤颗粒的胶结状况,从而导致土壤容重的降低。