题名 | 黄土高原乡级尺度土地利用格局动态变化与生态功 能区研究—以宁夏固原河川乡为例 |
作者 | 方 炫
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答辩日期 | 2011-05
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文献子类 | 博士
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授予单位 | 中国科学院研究生院
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授予地点 | 北京
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关键词 | 土地利用
景观格局
生态功能区划
Gis
河川乡
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英文摘要 | 黄土高原在我国区域经济发展中具有重要战略地位,而水土流失严重、生态环境
恶劣、加之不合理的土地利用加剧了当地土地资源退化和人民生活贫困。宁南山区是
黄土高原的典型代表,如何有效恢复生态环境和摆脱落后面貌,是宁南山区乃至整个
黄土高原地区的重要课题。在宁南山区开展土地利用格局变化及其生态环境效应研
究,提出土地生态功能区规划,是合理利用土地、改善生态环境和人们生活水平的重
要途径。宁南山区土地利用相关研究多集中在小流域尺度,开展乡级尺度的土地利用
变化研究对于推广验证小流域的土地利用优化成果,弥补小流域在空间尺度上的局限
性,形成“村-乡-县”多尺度全面的土地利用动态变化规律,从根本上解决区域性土
地合理利用问题有重要理论与现实意义。
本文以宁夏自治区固原市河川乡为例,运用“3S”技术,利用早期1:1 万地形图
与SPOT5 遥感影像,在土地资源学与景观生态学理论的指导下,较为全面的研究了
乡级尺度的土地利用格局变化及其驱动机制、景观生态效应、土地资源适宜性,提出
了生态功能区划方案。论文的主要结果与结论如下:
(1)土地利用格局变化分析
对河川乡近三十年包括退耕前1982-2002 年和退耕后2002-2008 年两个时段的土
地利用变化进行研究。1982-2002 年,土地利用变化以耕地增加与草地减少最明显,
2002-2008 年林地增加和耕地减少最显著。整个研究时段内,果园持续增加,体现了
果园在河川乡农业发展中的重要地位;建设用地持续增加,但数量小速度慢,说明该
地区的社会经济落后与发展缓慢;未利用地持续减少;水域面积变化很小。土地利用
类型转化的最主要特征为,1982-2002 年以草地向耕地转移为主,2002-2008 年以耕
地向林/草地转移最为显著。河川乡土地利用程度在退耕前由于盲目开垦草地而增加,
在退耕后受到退耕还林草作用而有所下降。利用地学信息图谱方法建立了土地利用类型变化图谱、土地利用增减系列图谱,可以从中直观准确地得到不同土地利用的增减
状况和转变方式以及它们的空间分布情况。
(2)土地利用变化驱动力分析
土地利用类型随着地形分布有一定的规律性:耕地多分布在中等海拔、坡度0°
-15°的区域分布,灌林地在高海拔、15°-35°分布较多,果园和建设用地都选择在
0°-8°地势地平区域分布,草地选择坡度大于25°地段分布。土地利用变化的社会
经济驱动力呈现阶段性特征,1982-2002 年,耕地增加与草地退化主要驱动力是经济,
林地增加主要驱动力是科技与政策,果园增加驱动力是科技、政策与经济;2002-2008
年,耕地锐减与灌林地大幅度增加的最主要驱动力是政策,果园增加主要驱动力是经
济。
(3)土地利用景观格局变化与生态效应评价
1982-2008 年,河川乡景观格局经历了耕地和草地占共同主导-耕地绝对主导-林
地、草地、耕地协调共存的过程,总体上景观优势度下降、多样化提高;景观结构总
体上是向可持续方向发展,生态服务价值由1928.43 万元增加为3295.61 万元。河川
乡景观格局与生态服务功能存在地域性,如靠川地分布的骆驼河村、上黄村、明川村
和寨洼村景观破碎度、多样性水平、生态服务价值较高。
(4)不同土地利用方式下的土壤碳氮特征
土地利用方式是土壤碳氮含量分布及碳密度分布的重要因素。不同的土地利用方
式下土壤碳氮含量及有机碳密度均表现为:灌木林地与天然草地碳氮水平较高,耕地
较低,人工草地与耕地水平相似。不同土地利用方式的平均有机碳密度分别为:灌木
林地6.74 kg m-2,天然草地6.32 kg m-2,人工草地4.05 kg m-2,弃耕地5.69 kg m-2,
耕地4.11 kg m-2,果园4.65 kg m-2。整个河川乡平均有机碳密度为5.67 kg m-2,略高
于黄土高原平均水平,总碳储量为1148541.66 吨。土地利用格局的合理变化对有机
碳储量增加有重要意义,灌木林地和天然草地是增加碳汇与控制土壤侵蚀的最有效的
土地利用方式,退耕还林对土壤碳储量的增加发挥重要作用。
(5)土地资源适宜性评价
选取海拔、坡度、坡向、土壤有机质、土壤侵蚀和水源条件六个指标作为土地适
宜性评价因子。按照农、林、牧顺序优先选择,将研究区土地资源划分为五类,高度
宜农地占总面积的4.86%,中度宜农地占16.73%,宜林地占3.98%,宜林牧地分布最
广,占53.77%,宜牧地比例为20.67%。
(6)生态功能区划在宁夏“六盘山生态经济圈规划”框架下,结合土地利用格局分析、生态系统服
务功能评价和土地资源利用适宜性评价结果,将河川乡划分出北山水土保持生态保护
区、川地高效生态农业区和南山旱作农业区三个功能区:北山水土保持生态保护区面
积13820.53ha,占河川乡总面积的64.13%,地形破碎、土壤侵蚀严重,土地利用方
向是恢复植被、保持水土、涵养水源;川地高效生态农业区面积为4627.91ha,占总
面积的21.46%,土地较为平整,水肥条件较好,土地利用方向为高效生态农业;南
山旱作农业区面积3110.45ha,占总面积的14.4%,土地发展方向为建设旱作基本农
田,保障粮食生产。
关键词:土地利用;景观格局;生态功能区划;GIS;河川乡 |
语种 | 中文
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内容类型 | 学位论文
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源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/8898] ![](/themes/default/image/downing1.png) |
专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013)
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推荐引用方式 GB/T 7714 |
方 炫. 黄土高原乡级尺度土地利用格局动态变化与生态功 能区研究—以宁夏固原河川乡为例[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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