一、基于GIS的农林复合经营的侵蚀控制模拟研究(论文文献综述)
李朝栋[1](2021)在《基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究》文中认为地处东非高原的卢旺达作为一个发展中农业国家,其农业不仅要为国家的粮食安全问题负责,更要服务于国家经济的发展。然而,在全球气候变化、人口快速增长和社会经济快速发展的压力下,卢旺达的土地垦殖率不断提高,土壤侵蚀日趋严重。而这将会造成“越穷越垦,越垦越穷”的不利循环,对于可持续发展形成了巨大的障碍。针对东非高原尼罗河上游地区土壤侵蚀变化规律和其对可持续发展影响研究不足的现状。本文选取卢旺达全境为研究对象,通过实地调查、模型模拟、趋势分析、灰色关联分析、土地利用预测和情景设置等系列方法,对土壤侵蚀强度、土地利用变化进行分析的基础上,通过情景设置模拟未来30年卢旺达在不同发展模式下的粮食自给情况和土壤侵蚀强度。研究结果为尼罗河上游地区在高人口压力下国家的可持续发展提供一定的科学参考。主要研究结论如下:(1)阐明了卢旺达1990-2015年的土壤侵蚀强度及其变化规律。卢旺达1990年、2000年、2010年和2015年的年平均土壤侵蚀模数分别为25.49、34.23、34.07和35.51t ha-l y-1,总体上呈增大趋势。但是,3个阶段侵蚀模数的增长速率逐渐降低,依次为0.87 t ha-1 y-1 y-1、-0.02 t ha-1 y-1 y-1 和 0.29 t ha-1 y-1 y-1。卢旺达的耕地所产生的土壤侵蚀占了总土壤侵蚀量的62.98-80.78%,为主要的土壤侵蚀来源。空间上北部省的土壤侵蚀强度最高,侵蚀模数为50.72 t ha-l y-1。北部省的Rulindo地区和位于东部省的Bugesera地区分别为卢旺达土壤侵蚀强度最大和最小的两个地区。卢旺达的土壤侵蚀主要以轻度(1-10 tha-l y-1)为主,其次为中度、强度、极强度、剧烈和微度,且随着时间推移,卢旺达的土壤侵蚀等级逐渐向高等级转移。1500-1900 m海拔带所产生的土壤侵蚀占总土壤侵蚀量的49.10%。15-25°坡度区域贡献了卢旺达土壤侵蚀量的42.07%。(2)揭示了卢旺达气候变化和人类活动对土壤侵蚀的耦合作用机制。1981-2015年间卢旺达的降水变化是明显的,大约80%区域的降水变化呈现出显着(p<0.05)的变化趋势。按照降水变化趋势率的正负将卢旺达分为降水增加区域和降水减少区域,两者面积的的占比分别为为47.45%和52.55%。降水减少区域主要分布在卢旺达西部和南部地区,降水增加区域多分布在卢旺达的东部、中部和北部地区。卢旺达的人类活动强度量化显示,卢旺达人类活动强度总体较高,平均人类活动强度为23.87(最大为35)。人类活动强度高于平均值的区域和低于平均值的区域的面积比例为58.09:41.91。空间上自然保护区(纽恩国家森林公园、阿卡盖拉国家公园等)内的人类活动强度较低,而基加利地区的人类活动强度出现最大值为28.83。总体上卢旺达的气候变化对于土壤侵蚀的影响是大于人类活动的。气候变化的灰色关联系数为0.88,而人类活动的为0.60。空间上自然保护区是受到气候变化影响最为敏感的地区,而受到人类活动影响较为敏感的地区则主要以Nyabarongo流域、北部省的褶皱地带和水系两侧的缓冲地带为主。(3)阐述了卢旺达1990-2015年间的土地利用动态变化特征及其驱动因素,预测了未来30年卢旺达的土地利用格局。卢旺达的土地利用以林地、草地和耕地为主,三者的总占比高达89%以上。林地、草地和耕地作为卢旺达的主要地类,三者之间转换频繁,卢旺达的土地利用变化经历了三个主要过程:1990-2000年间,大量林地和草地向耕地转移,新转入的耕地中72%来自林地的转出,28%来自草地的转出;2000-2010年间,三者之间的转换基本上维持内部平衡;2010年后,卢旺达的耕地面积再次大幅度增长和草地的小幅度增加,而耕地、草地面积的增长是以林地的减少为代价,其中转出的林地有83%成为耕地,17%成为草地。卢旺达土地利用的驱动因子在1990-2000年、1990-2000年和2000-2015年发生了明显变化。其中,卢旺达耕地、草地和林地的变化是受到多种因子共同驱动的结果,而相对前三者,其余地类的变化则更多受到单一因素的驱动。湿地和水域变化受地形的影响更多,城镇的变化则主要受到人口的影响,未利用地的变化则更多受到降水和土壤因素的驱动。未来30年,卢旺达的土地利用主要以林地面积的持续减小和耕地、草地面积的逐渐增大为主,其次是城镇范围的逐渐扩张。从空间上,未来卢旺达的耕地将出现西部增大、东部减少的现象,草地的变化则会出现西部草地减少、东部草地增多的现象,总体上呈耕地西移、草地东移的态势。(4)解析了卢旺达人口变化与作物产量和土地利用的关系,预测了未来30年卢旺达粮食作物产量和土壤侵蚀强度。卢旺达的人口总体呈增长趋势,且符合Logistic回归模型。2012年的人口普查显示,卢旺达当时人口数量为1051.60× 104人,农村人口和城市人口的比例为83:17,且男性人口的数量低于女性人口,两者的比例为91:100,人口的平均年龄为22.7岁。从空间分布上,卢旺达二级行政的人口密度在178-2124人/km2之间。卢旺达的作物产量随时间推移呈显着的增长趋势(p<0.05),且四种作物类型(粮食作物、蔬菜作物、经济作物和水果类作物)的产量均显着增长(p<0.05)。粮食作物作为卢旺达的主要作物类型,其产量占到卢旺达作物总产量的87%。粮食作物的结构随着时间的变化也发生了改变,2000年前以香蕉为主要粮食作物,而2000年以后随着块根块茎作物的种植,块根块茎作物逐渐取代香蕉的地位,成为主要作物。蔬菜作物和水果作物的结构,均随着新物种的适宜适地逐渐变得更多元化。经济作物结构变化主要以甘蔗取代咖啡,成为卢旺达最主要的经济作物,花生、茶叶等的变化不大。随着卢旺达人地矛盾加剧,通过设置潜力开发模式、基线发展模式和保护性发展模式,对本世纪中叶时的作物产量和土壤侵蚀状况进行模拟。结果表明,通过香蕉堆肥坑、沟渠-植物篱和间作的方式,在基线发展模式下,BS50XJ30情景下的措施配置可以使卢旺达在本世纪中叶保证粮食自给的情况下,将土壤侵蚀强度控制在33.50 tha-l y-1;保护性发展模式下,CS25XJ80情景(25°退耕)则可以使卢旺达在2050年时维持粮食自给的情况下,将土壤侵蚀强度控制在27.05 t ha-1y-1。
何方燕[2](2020)在《喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术》文中认为水既是引发石漠化的驱动力之一,也是喀斯特生境重建与植被恢复的关键限制因子。喀斯特地区土壤保水能力差,地表水资源匮乏,传统的混农林模式由于配置不合理,导致了一系列生态问题。根据地理学、水文学、生态学等交叉学科为理论支撑,在代表中国南方喀斯特环境总体结构的贵州高原山区,针对混农林配置机理不清、结构配置不合理、配置技术匮乏的问题,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江、施秉喀斯特为研究区,通过间作试验,围绕石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从混农林业在持续干旱条件下的土壤水赋存效应、土壤水赋存的混农林配置机理、土壤水的赋存机制、节水型混农林的配置技术研发与应用示范验证等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理工程提供科技参考。(1)混农林的配置机理主要体现在混农林对喀斯特异质土壤水分环境的适应性。持续干旱条件下,土壤水分从表层开始被消耗,与单作相比,各混农林模式的土壤水分损失率较低,表明混农林业通过延缓土壤水分的损失速度,来适应喀斯特持续干旱的土壤水分环境。在关岭-贞丰花江,表层及第二层土壤水分在持续干旱4天左右的损失率较大,而毕节撒拉溪与施秉喀斯特区表层及第二层土壤水分在持续干旱7天左右损失率较大,持续干旱10天后,各混农林模式土壤水分含量仍高于相应单作模式,表明经果林下间作可增强混农林系统的抗旱能力,产生良好的土壤水赋存效应。(2)混农林业可增强土壤水的赋存能力。从水源涵养功能指数来看,撒拉溪表现为:核桃+黑麦草(0.9)>核桃+高羊茅(0.48)>核桃+大豆(0.4)>核桃+土豆(0.28)>核桃单作(0.08),花江:花椒+辣椒(0.83)>花椒+花生(0.79)>火龙果+红薯(0.5)>花椒单作(0.36)>火龙果单作(0.17),施秉:梨+黑麦草(0.78)>梨+太子参(0.73)>梨+大豆(0.61)>梨单作(0.01),可见混农林模式具有比单作模式更强的土壤水赋存能力,其中,间作黑麦草表现的土壤水赋存能力最为突出。研究表明,混农林对土壤水赋存的影响机制表现为,混农林通过改善土壤物理结构,增加土壤水的赋存能力,降低土壤无效蒸发来促进土壤水的赋存。(3)混农林具有改善经济林地土壤入渗性能的作用,但改善程度因经济林下不同的间作植被而存在差异。通过主成分分析,得到了计算土壤入渗性能的综合参数,撒拉溪为:0.251β1+0.249β2+0.257β3+0.257β4,花江为:0.251β1+0.25β2+0.253β3+0.252β4,施秉为:0.25β1+0.25β2+0.252β3+0.251β4。模式综合得分在撒拉溪为:核桃+高羊茅(1.6035)>核桃+黑麦草(1.2283)>核桃+大豆(0.8123)>核桃+土豆(0.8084)>核桃单作(0.6522),花江为:花椒+辣椒(1.4199)>花椒+花生(1.3345)>火龙果+红薯(1.2881)>花椒单作(0.8439)>火龙果单作(0.5996),施秉为:梨+太子参(0.4046)>梨+黑麦草(0.3563)>梨+大豆(0.2088)>梨单作(0.1746)。(4)混农林对土壤蒸发具有抑制作用,但因不同的混农林模式而存在差异。混农林复合经营在土壤表面形成一道植物隔离层,阻碍了土壤与大气间的水热交换,具有明显降低地温、辐射的作用,并可提高空气的相对湿度。晴天,各模式的日蒸发量在14:00左右存在一个明显的峰值,而阴天,各模式的变化曲线较为平滑,未出现明显的峰值。混农林业对土壤蒸发具有抑制作用,但不同的混农林模式存在差异,在花江火龙果下间作红薯具有最强的土壤蒸发抑制能力,撒拉溪和施秉林草模式的蒸发抑制能力最强。(5)提出并优化了基于土壤水赋存的混农林配置技术,且技术验证效果良好。通过在喀斯特高原峡谷区、喀斯特高原山地区及白云岩喀斯特区进行应用验证,共建成山地混农林配置示范面积约23 hm2,在生态、产出及老百姓认可度方面产生了明显成效。示范点生态得到明显改善,混农林地土壤容重减小,孔隙度得以改善,土壤水的赋存能力得到整体提升;提高了单位面积土地的产出率,在一定程度上增加了老百姓的获得感;最后,老百姓积极地参加混农林复合经营。
陈丽莎[3](2020)在《喀斯特石漠化治理生态系统服务功能与优化调控》文中进行了进一步梳理生态系统服务功能是权衡石漠化治理成效的重要手段之一。根据自然地理环境演化、生态学理论和人地关系理论,基于Invest模型,结合“3S”技术选取代表中国南方喀斯特环境总体架构的高原山地-潜在-轻度石漠化环境(毕节撒拉溪)、高原峡谷中-强度石漠化环境(关岭-贞丰花江)以及山地峡谷无-潜在石漠化(施秉喀斯特)环境,研发石漠化转移扩散系统,对2010、2015、2018年石漠化数据进行提取、数理统计分析与野外验证,阐明石漠化与生态系统服务功能的时空分异特征,揭示不同石漠化程度与生态系统服务功能的响应机制,根据对比实施石漠化治理生态工程/产业布局前后,生态系统服务功能变化差异,提出石漠化治理生态系统服务功能优化调控对策,为指导石漠化科学治理与区域实现经济、生态、社会效益最大化提供科技参考。(1)研究区石漠化程度总体呈现减缓趋势,花江石漠化面积减少量为340.38 hm2。撒拉溪减少量为225.41 hm2。施秉减少量为321.63hm2。基于以上石漠化时空演变特征,和研究区石漠化转移研究,开发了石漠化扩散模拟系统,解决了当前石漠化治理决策信息的一大技术难点。从综合生态系统服务功能均值来看,施秉最大(2.07),其次是撒拉溪(1.63),最小的是花江(1.47)。对比分析8年间综合生态系统服务功能总值变化,最大的为施秉(14199.06),其次是撒拉溪(18832.27),花江最低为(11063.09)。(2)土壤保持总量呈现增加趋势,花江(3.66)万t。撒拉溪(3.92万t)。施秉(6.64)万t。不同石漠化程度/环境与土壤保持功能响应特征得出:强度>中度,强度区域经过长期侵蚀,形成了无土可流的局面,而中度可流失土壤大于强度。对于石漠化程度、坡长与坡度较低的地区,土壤保持功能呈现潜在>轻度,潜在与轻度差值不大。而对于坡长与坡度较大的区域,轻度>潜在,潜在大多为荒地、坡耕地等,土壤流失大,揭示了针对不同地区,石漠化治理侧重点不同,对于生态地质背景差的区域,实施植被覆盖和水保措施是有效治理石漠化的关键。(3)生境质量呈现增加趋势,花江生境质量总值由333898.40上升至372548.20,撒拉溪由538895.80上升至632265.16,施秉由2544730.98上升至2559603.46。不同等级石漠化生境质量大体随着石漠化程度的增加,生境质量逐渐递减,呈现无石漠化>潜在>轻度>中度>强度。对比增量情况,施秉增量最慢,撒拉溪生境质量增量速率大于花江。撒拉溪植被恢复速率大于花江,说明对于石漠化严重区生境质量恢复较慢,需经历较长的植被演替规律,对于植被演替为高等级的区域,生境质量变化随之变缓。(4)碳储量呈现增加趋势,花江碳储量由2566.17t,上升至3251.25t。撒拉溪由4664.86t,上升至4949.42t,施秉由28284.74t,上升至28508.78t。施秉喀斯特生态环境最好,植被种类与覆盖度最高,从而碳储量是三个研究区中最大,说明碳储量与区域生态环境呈正相关。碳储量与石漠化程度响应关系呈现,随着石漠化程度的增加,碳储量逐渐递减,具体排序大致为:无>潜在>轻度>中度>强度。石漠化治理区碳储量可通过植被碳转换实现优化调控。(5)土壤保持功能中,人工防护林前五年效益高,后期成效减退,需要进行人工调控。封山育林属于长期治理,成效由前期向后期递增,所形成的生态系统稳定。经济林次之,生态与经济效益成效较佳,可推广运用。人工草地,收益一般,可实行农草林草空间优化配置模式进行改善。在生境质量方面,关岭-贞丰花江人工防护林最佳,毕节撒拉溪为经济林,说明不同治理措施对区域生境质量改善不同。在植被恢复重建中,应结合区域的优势种,选择具有石性、喜钙等特性的植被。在碳储量方面,经济林、人工防护林都有较好的碳储量能力。山地旅游生态产业的开展,并未造成生态系统服务功能的衰减。(6)石漠化治理工程/生态产业均表现为能改善区域植被恢复速率,可根据工程布局方法进行推广利用。同时一种石漠化治理措施不表现为增长持续变化,或是一直为效益最佳,植被的恢复和生态系统服务功能的增减受工程实施年限的控制。这一结论可为石漠化治理工作提供理论支持,通过分析对比不同年限石漠化治理措施的治理关键时间点以及衰退时间点,做提前的人为干预控制,从而达到优化调控。在对比分析治理工程/生态产业与生态系统服务功能的响应特征基础上,以经济林、封山育林、人工防护林、山地旅游等为调控对象,提出相关的优化调控措施。
倪志扬[4](2020)在《喀斯特石漠化山地混农林业工程节水产业技术研究》文中研究指明中国南方喀特地区雨量丰沛,但地上地下二元分布的地质条件,地下漏失严重,导致了水量丰富却缺水情况。在工程性缺水的条件下有效发展混农林业及工程节水增值高效产业技术变得尤为重要。根据地理学、生态学、林业科学、水土保持学等多学科的理论耦合作为理论支撑,在中国南方喀斯特地区具有典型性与代表性的毕节撒拉溪研究区、关岭-贞丰花江研究区和施秉喀斯特研究区,2017-2020年选取了具有代表性的8种不同混农林业模式,进行工程节水增值实验,6次在三个研究区10个样地野外连续定位观测和数据采集,对超过1000个土壤样品和植物样品,共16个指标4000余个数据进行实验分析,围绕石漠化治理混农林业的工程节水增值高效产业基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从混农林模式的土壤理化性质、工程节水增值措施与混农林业耦合、工程节水增值高效产业技术研发与应用示范等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理水资源开发利用工程提供科技参考。1.喀斯特石漠化混农林业模式与作物单作模式的土壤理化性质差异较大,混农林业模式的土壤绝对含水量、毛管持水量、田间持水量、土壤总孔隙度和毛管孔隙度显着增加(P<0.05);与单作模式相比,毕节撒拉溪研究区的黑麦草单作模式的土壤pH显着高于混农林模式,关岭-贞丰花江研究区的花椒单作模式的土壤p H与混农林模式无显着差异,施秉研究区太子参单作模式的PH显着低于混农林模式;撒拉溪研究区的刺梨+黑麦草模式、花江研究区的花椒+石榴模式相对于同研究区其他模式的土壤养分含量最优。不同石漠化区域的混农林业都对土壤结构起到了一定的优化作用。2.工程节水增值高效产业技术显着提高了混农林业土壤养分含量,对土壤物理性质的影响则与研究区气候、土质与混农林模式相关,3个研究区内布设了工程节水增值措施的各模式实验组容重均减小。3个研究区内实验组的土壤总孔隙度、田间持水量、毛管持水量、饱和含水量和毛管孔隙度都有上升,但均不存在显着性差异(P>0.05)。与实验前相比,3个研究区的实验组pH值显着降低,氮素、磷素含量均显着高于对照组(P<0.05)。全磷、有效磷三个研究区不同混农林业模式都减少,这是因为工程节水增值技术中水分复合根灌技术的肥料是氮钾复合肥,磷素得不到有效补充。在石漠化山地环境下,工程节水增值技术有效的优化了混农林业的生长条件。3.工程节水增值高效产业技术相较于传统灌溉方式,可以有效抑制土壤水分的无效蒸发,从而减少灌溉水量,提升水分利用效率。布设工程节水措施后混农林业的无效土壤蒸发量显着降低(P<0.05),不同研究区蒸发速率下降幅度的大小表现为施秉潜在-轻度石漠化区>毕节潜在-轻度石漠化区>花江中-强度石漠化区。不同模式土壤蒸发量下降比例为施秉研究区:桂花+太子参(48.21%)、核桃+太子参(33.44%);花江研究区:花椒+火龙果(12.3%)、花椒+构树(22.49%)、花椒+石榴(25.82%)、花椒+核桃(23.4%);毕节研究区:核桃+黑麦草(4.32%)、刺梨+黑麦草(11.57%)。4.工程节水增值高效产业技术相较于传统灌溉方式,显着提高了植物的蒸腾量与生长速度;实验期间,叶重增加量的总体趋势是随着总蒸腾量的增加而增加,叶重最大上升率为236.81%(刺梨,实验组),最小为2.64%(火龙果,对照组)。所有植物在布设了工程节水增值措施后平均日蒸腾量、总蒸腾量和水分利用效率均显着大于无措施对照组。5.基于喀斯特石漠化工程节水增值的现有技术与独特的混农林业模式,并基于中国南方石漠化区的气候条件和不同等级石漠化的自然环境及社会经济条件,提出研发水肥复合根灌、新型集水覆膜灌溉、覆膜保水保肥等关键技术,集成适用于喀斯特石漠化混农林业的高效工程节水增值产业技术体系。试验与应用示范结果认为,水肥复合根灌和新型集水覆膜节水增值技术可有效提高混农林业的土壤水分利用效率,具有较好的保墒保肥效果,在喀斯特地区具有良好的推广前景。
吴清林[5](2020)在《石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式》文中认为中国南方喀斯特地区降雨丰富,特殊的喀斯特地质地貌导致干旱发生率较高。同时,水土流失具有特殊性,兼具地表流失和地下漏失的双重性,在成土速率很低的背景下,水土流失显得异常严重,地表无植被或无土覆盖而呈现出石漠化景观。石漠化治理关键问题在于治理水土流失,而水力作用是水土流失最重要的影响因子。喀斯特地区混农林业是节水增值产业,符合发展生态衍生产业治理石漠化的需求,其中“五水”赋存转化机理及其高效利用研究,可以揭示混农林因地因时合理配置的规律,为水资源高效利用模式提供理论依据。我们根据混农林配置节水、节水耕作及水资源高效利用等多学科交叉理论,2016-2020年在代表南方喀斯特不同地貌结构与石漠化环境的毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特研究区,通过15个径流小区35场侵蚀性降雨监测,对26个农艺节水样地和18个工程节水样地共采集了1810个土样并进行实验室物理属性分析,以及1080次土壤蒸发监测、21种植物的浸水试验、21种作物共592次的蒸腾速率监测,结合气象站数据,利用统计分析和数学模型构建,对混农林地的降雨、地表水、土壤水、地下水和生物水的赋存转化机理和机制进行研究,构建模式、技术研发和应用示范及验证推广,为国家石漠化治理水资源高效利用和生态产业发展提供科技支撑。(1)探讨了不同等级石漠化“五水”赋存转化规律,阐明了混农林对水资源高效利用特征,揭示了不同石漠化环境混农林对水资源赋存效益的差异及气温、生物量、土壤水力特征参数等对“五水”赋存转化的影响。不同石漠化程度下可利用降水量与降雨量、陆面蒸发量与土壤蒸发量在研究区的分布呈耦合关系,可利用降水量在中-强度石漠化环境分布最低,土壤蒸发和陆面蒸发则是中强度石漠化最高。混农林在不同程度上都具有减少地表产流、降低蒸腾速率和抑制土壤蒸发的生态效益,混农林对地表产流的阻控、抑制土壤水分蒸发和增加地下水赋存、降低蒸腾速率等方面均表现为潜在-轻度石漠化环境的生态效益最好。水资源赋存效益最终是潜在-轻度石漠化>无-潜在石漠化>中强度石漠化。在“五水”转化中,地表水、地下水、生物水和土壤水相对于降水的贡献率分别为0.14-12.71%、9.43-30.20%、9.79-49.97%和40.72-82.58%。对比研究发现,潜在-轻度石漠化环境混农林系统水资源赋存效益最高,提高了水分利用效率。干旱胁迫有助于提高水分利用效率,中-强度石漠化环境受干旱胁迫的影响使得水分利用效率最高。干旱胁迫、气温、土壤水力特征、生物量等自然因子综合影响着“五水”资源的赋存转化,呈现出一定的规律性和差异性。对规律性和差异性的掌握有利于进一步揭示混农林节水保水机制,为发展节水增值生态衍生产业提供理论支撑。(2)探讨了农艺节水和工程节水策略下混农林业水资源赋存转化与水资源高效利用规律,揭示了不同措施下土壤水赋存转化特征、植物水抑蒸特征,得出了不同节水措施的抑蒸减蒸机制。秸秆覆盖增加了土壤表层肥力,以肥调水的机制增加了表层土壤含水量,中间层土壤含水量较低,说明作物根系主要分布在10-20cm土层。混农林地秸秆覆盖+保水剂、秸秆覆盖、保水剂、地膜覆盖措施与对照组相比,降低了土壤水分蒸发,增加了土壤水分含量,提高了水分利用效率和水资源赋存效益。单一措施与复合措施相比,复合措施更能提高水资源赋存效益和水分利用效率。在干旱胁迫条件下,节水措施布设下的中-强度石漠化地区水分利用效率仍然最高。农艺措施和工程措施的布设,在不同程度上抑制了土壤蒸发、增加了土壤含水量,降低了土壤水向大气水的转化速率,降低了混农林的蒸腾速率,提高了水分利用效率和水资源赋存效益。混农林系统通过节水保水措施后,减少了水资源的耗散,揭示了基于“五水”赋存转化的混农林抑蒸减蒸及水资源高效利用机制,证实了喀斯特地区混农林系统采用节水保水措施进行水资源高效利用的可行性。(3)根据“五水”赋存转化机理,结合混农林节水保水机制,构建了不同石漠化环境混农林水资源高效利用的毕节模式、花江模式和施秉模式,研发了共性关键技术,集成无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境水资源高效利用技术体系。根据混农林节水与水资源高效利用策略,在毕节撒拉溪构建了喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化环境水资源高效赋存与混农林节水增值模式,关岭-贞丰花江构建了喀斯特高原峡谷中-强度石漠化环境地表地下水有效转化与混农林节水保值模式,施秉构建了喀斯特山地峡谷无-潜在石漠化环境土壤-生物水高效赋存与混农林节水增值模式,分别简称“毕节模式”、“花江模式”和“施秉模式”。在模式中对现有技术进行总结,研发了混农林配置、地膜覆盖、屋顶集雨、地表-地下水联合调度、坡面集雨、生态水池、节水灌溉、矮化密植、林下养殖、生草覆盖等共性关键技术及技术体系,针对无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境,提出了水肥耦合、生草清耕覆盖保墒、瓶式根灌、硬化路面集雨、屋面集雨、地表地下水联合调度等技术集成。(4)混农林节水与水资源高效利用模式具较好的科学性和可操作性,应用示范成效较好,可起到示范引领作用,其中毕节模式、关岭-贞丰模式和施秉模式最适宜推广面积分别占南方8省区总面积的37.12%、20.52%和38.38%。2016年以来在对毕节撒拉溪、花江和施秉混农林与水资源利用现状的走访调查和实际调研基础上,结合前期项目的示范和研究成果,选取了三个研究区共6139hm2进行混农林节水与水资源高效利用示范,带动当地居民发展生态产业,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。发展节水增值混农林业有利于修复已退化的石漠化环境、遏制水土流失、促进植被恢复并带动经济发展。结合GIS空间分析并对指标进行赋值,建立了降雨、气温、海拔、地貌类型、岩性、坡度、土层厚度、水土流失强度、土壤类型、人口密度、人均GDP等评价指标体系,对模式进行推广适宜性评价。结果显示毕节模式、花江模式和施秉模式在中国南方喀斯特8省(市、区)最适宜、较适宜、基本适宜、勉强适宜和不适宜的推广面积分别为74.33×104km2、225.03×104km2、37.68×104km2、52.05×104km2、4.60×104km2,39.74×104km2、14.52×104km2、21.90×104km2、20.83×104km2、96.70×104km2,74.33×104km2、25.03×104km2、37.68×104km2、52.05×104km2、4.60×104km2。
凌强[6](2020)在《黄土丘陵区红枣林农林复合系统生态水文过程与模拟研究》文中提出间作复合系统具有改变土壤微环境、保蓄土壤水分、降低土壤蒸发和改变系统小气候的作用,但同时也存在过度水分消耗和水分竞争的问题,然而在旱地果园实行间作复合经营的可行性研究较为薄弱。在黄土丘陵区,降水是农业和植被生长的唯一来源,雨养枣园的长期清耕管理导致了严重的土地退化和水土流失等问题,影响了枣园经济效益和生态功能。因此本研究将经济农作物饲料油菜和黄花菜引入到黄土丘陵区雨养枣园,构建两种农林复合系统,通过连续4年土壤水分、果园蒸散、果树生长的定位监测、以及土壤理化特性和细根分布等测定,系统研究红枣林行间作物间作对果园土壤理化特征、根系分布、剖面土壤水分和果园蒸腾动态过程影响,评价两种间作复合系统枣园水分利用状况和生态效益。(1)厘清了作物间作对红枣林复合系统土壤质量的影响。与对照相比,在枣树冠层下,饲料油菜处理和黄花菜处理土壤田间持水量分别增加3.4%和2.3%;土壤速效磷含量分别降低31.7%和33.4%;土壤阳离子交换分别提高28.6%和17.0%。在行间,饲料油菜处理和黄花菜处理土壤容重分别降低5.5%和2.9%;土壤田间持水量分别增加11.9%和9.4%;土壤饱和导水率分别增加29.1%和27.2%;土壤速效氮分别增加167.0%和78.7%;土壤有机碳含量分别增加53.4%和36.1%;土壤阳离子交换量分别提高了12.3%和降低了3.9%。(2)探明了红枣林间作复合系统土壤水分调控效应与种间水分竞争协同关系。在枣树冠层下,两种间作复合系统0-60 cm土层土壤水分含量均要显着高(p<0.05)于对照处理。在枣树行间,两种间作系统与0-60 cm土层土壤水分含量在研究期间均显着高(p<0.05)于对照处理;但黄花菜间作复合系统60-180 cm土层土壤含水量均显着低(p<0.05)于对照处理,饲料油菜间作复合系统则在2015-2017年显着低于(p<0.05)对照。构建了土壤水分相对差分指标(SWDR),判断土壤水分竞争发生与否及其强弱,研究期内枣树与饲料油菜之间不存在显着土壤水分竞争,而枣树与黄花菜之间存在严重的水分竞争:其中,0-60 cm土层平均SWDR在-5.0%以内变化,竞争较弱,60-120 cm土层平均SWDR超过-5.0%,竞争强烈。四年内,土壤储水量变化量(?W)在树冠层下为-23.9%低于行间的-8.8%;干旱年后的两年中,各处理土壤储水量有所恢复,两种间作系统土壤储水量恢复速率(5.8%)快于对照处理(4.8%)。(3)阐明了作物间作对红枣林根系分布和土层干燥层影响。与对照相比,枣树冠层下,两种间作系统枣树细根根长密度在0-60 cm土层均显着增加;在行间,饲料油菜处理中枣树细根根长密度在0-60 cm土层显着增加,而黄花菜处理中,0-60 cm土层枣树根细根长密度显着减少,但是120-300 cm土层枣树细根根长密度显着增加。饲料油菜处理枣树冠层下和行间土壤干燥层相比对照分别降低50 cm和62.5 cm深度;黄花菜处理仅降低了行间土壤干燥层,其深度为65 cm,但相应土层土壤水分与对照处理差异较小。(4)明晰了作物间作对枣树耗水的影响。四年内饲料油菜处理和黄花菜处理枣树蒸腾量分别比对照处理提高了22.0%和20.9%。在干旱年,各处理中枣树蒸腾速率在6-7月份受到明显抑制,但间作系统平均蒸腾速率(1.2 mm d-1)高于对照处理(0.9 mm d-1)。饱和水气压亏缺(VPD)、蒸腾变量(VT)和总辐射(RS)是枣树蒸腾速率重要的气象驱动因子,相比对照,饲料油菜和黄花菜处理下枣树蒸腾速率对气象因子反应的临界值更高。0-60 cm土层土壤储水量显着影响了枣树蒸腾量,间作系统为平水年和干旱年枣树蒸腾提供了更多的可用水分资源。(5)从模型角度,揭示间作复合系统对枣树蒸腾耗水影响机制。模型结果表明,整体上,三年内拟合结果均能满足模型精度要求,随验证年份增加,均方根误差RMSE和一致性系数d分别呈线性增加和降低趋势。平水年,两种间作系统枣树均表现为轻度水分胁迫,对照处理中枣树仍有中度水分胁迫状况;干旱年和干旱年之后的平水年,对照处理中枣树出现重度和中度水分胁迫状况,间作系统显着改善了枣树水分胁迫环境,增加了枣树蒸腾速率和蒸腾量,这与实测结果一致。验证了在间作系统中,枣树水分环境的改善,减轻了枣树受到的水分胁迫程度,最终增加枣树蒸腾量。以上研究表明,间复合系统作为一种经济可行的果园管理措施,对半干旱雨养果园改善枣树土壤水分状况,增加枣树蒸腾量和改良土壤理化性质有重要作用。相比黄花菜,饲料油菜对土壤微环境改善程度更高,与枣树土壤水分竞争更弱,同时更明显的降低了果园土壤干燥层,因此,在黄土丘陵区雨养果园,枣树/饲料油菜间作复合系统能够实现水分资源利用最大化(养水)和竞争最小化(争水),有利于实现枣园可持续发展目标。
陈正发[7](2019)在《云南坡耕地质量评价及土壤侵蚀/干旱的影响机制研究》文中研究说明西南区是我国坡耕地分布最为集中的区域,坡耕地是当地耕地资源的重要组成部分。当前我国耕地利用存在质量下降、空间破碎化、生态问题频发等问题,为此国家提出了实施耕地数量、质量、生态“三位一体”保护战略,并将耕地质量保护与提升作为“藏粮于地、藏粮于技”的重要战略支点。云南坡耕地具有分布面积广、坡度大、土壤侵蚀严重、季节性干旱频发、土壤质量偏低等特点。科学评价云南坡耕地质量状况,分析土壤侵蚀/干旱对坡耕地质量空间格局的影响机制是实现坡耕地数量、质量、生态“三位一体”保护的前提和基础。本研究通过数据采集、GIS空间建模与分析、模型计算等研究方法,在坡耕地资源时空分布及演变驱动力分析基础上,建立省级尺度坡耕地质量评价体系,对云南坡耕地质量进行定量评价,分析坡耕地质量的空间格局,从区域空间尺度探讨土壤侵蚀、农业干旱对坡耕地质量的影响机制及空间耦合特征;并对区域坡耕地质量障碍因素进行诊断,建立坡耕地质量调控措施体系及集成模式,研究可为云南坡耕地质量建设和水土生态环境整治提供理论和技术支持。主要研究结论如下:(1)坡耕地资源时空分布及演变驱动力云南坡耕地面积为472.55万hm2,占耕地比例69.79%。近35年来坡耕地与林地、草地、水田等土地利用类型发生了显着的动态转移过程,但转出与转入总体均衡,坡耕地分布重心轨迹呈现出由东北向西南方向移动趋势。坡耕地平均坡度为15.62°,78.96%的坡耕地坡度大于8°,>15°坡耕地比例达48.54%。在坡度级演变过程中,不同坡度分级的坡耕地动态度存在“减小→增大→减小”或“减小→增大→减小→增大”变化过程,<15°坡耕地面积呈增加趋势,而坡度>15°坡耕地面积呈减小趋势,>25°坡耕地动态度波动幅度最大。云南坡耕地分布集聚区呈现为4个显着的分布带,近35年坡耕地核密度分布变化较小,大部分区域坡耕地分布处于低密度区(核密度<12),高密度区(核密度>24)面积占比最小。坡耕地时空演变的主导性驱动力是人口和经济增长需求、玉米和小麦为主体的粮食增产需求、农业产值和农民人均纯收入增长需求,以及农业干旱导致的作物损失,其中人为因素在坡耕地时空演变中处于主导地位。(2)坡耕地质量评价及影响因素辨识基于“要素-需求-调控”理论框架,云南坡耕地评价指标体系由有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤质地、土壤pH值、有机质、有效磷、速效钾、≥10℃积温、田块规整度、连片度、降雨量、灌溉保证率、田面坡度14个指标构成,以30m×30m栅格(像元)为评价单元,采用综合权重作为指标权重,以加权和法计算坡耕地质量指数(SIFI),对坡耕地质量变化特征进行评价。验证结果表明,坡耕地质量评价结果具有合理性。云南坡耕地质量指数SIFI分布在0.360.81之间,均值为0.59,大部分评价单元SIFI<0.6,不同评价单元SIFI差异显着。坡耕地5种主要土壤类型SIFI大小关系为:赤红壤>红壤>紫色土>黄壤>黄棕壤;SIFI变化与高程有关,在01000m高程内SIFI随高程增加呈增长趋势,在>1000m高程内SIFI随高程增加而减小。分别采用等距5等级划分法和10等级划分法对坡耕地质量等级进行划分。基于5等级划分法,云南坡耕地质量以“中等”、“较高”等级为主;基于10等级划分法,坡耕地质量等级以6等地、5等地、7等地、4等地为主,不同分区坡耕地质量等级的洛伦兹曲线均呈“S”型分布格局。两种质量等级划分结果均表明,云南坡耕地质量等级偏低。高斯模型可较好拟合坡耕地质量指数空间分布的变异函数,坡耕地质量指数空间分布处于中等自相关,气候条件、土壤属性、水分条件、空间形态等结构性因素对坡耕地空间异质性起主要作用。坡耕地质量等级全局空间自相关Moran’s I为0.8489,其空间分布存在显着的聚合特性,LISA集群类型以HH聚集和LL聚集为主。坡耕地质量等级冷热点分布差异显着,热点区主要分布在滇中区、南部边缘区,冷点区主要分布在滇西北区、滇东北区和滇西南区的部分区域。水分条件、光热条件、土壤侵蚀、土壤属性特征是影响云南坡耕地质量的重要影响因素,其中,土壤侵蚀、干旱缺水是制约云南坡耕地质量提升的关键影响因素。(3)土壤侵蚀特征对坡耕地质量的影响云南坡耕地土壤侵蚀量为376.57×106 t.a-1,平均侵蚀模数为7986.31 t/(km2.a),侵蚀面积比例为89.37%,多年平均流失土层厚度为7.31 mm/a;坡耕地土壤侵蚀主要来源于1525°、>25°、815°坡度级坡耕地上。随着坡度增加,对应坡度级坡耕地侵蚀面积比例、侵蚀强度、侵蚀量均呈现增加趋势,坡耕地土壤侵蚀、养分流失是区域侵蚀产沙和养分流失的主要来源。坡耕地质量指数与土壤侵蚀模数、流失土层厚度、养分流失模数呈显着负相关,二者可用指数函数较好拟合,流失土层厚度、有机质流失模数、土壤侵蚀模数对坡耕地质量指数的影响作用较大。流失土层厚度、土壤侵蚀模数主要通过影响坡耕地有效土层厚度、土壤容重等参数变化而影响坡耕地质量,土壤养分流失则通过影响坡耕地有机质、全氮、有效磷等养分含量变化而影响坡耕地质量,土壤侵蚀对坡耕地质量的影响主要通过9条路径完成,其影响总效应为-0.525。土壤侵蚀与坡耕地质量空间耦合度均值为0.821±0.219,总体处于高水平耦合状态,坡耕地质量空间分布对土壤侵蚀空间分布呈出显着的空间耦合响应特征;水土保持与坡耕地质量的耦合协调度均值为0.771±0.141,总体上处于良好的耦合协调状态,坡耕地土壤侵蚀治理与坡耕地质量提升之间存在较强的协调发展关系。(4)农业干旱特征对坡耕地质量的影响云南多年平均年有效降雨量为941.04mm,主要集中在夏季,有效降雨量分布呈现自西南向东北方向递减趋势。夏季作物生育期除4、5月外,大部分区域水分盈亏量大于0,而冬季作物生育期大部分区域水分盈亏量小于0。年尺度农业干旱主要处于“中旱”、“轻旱”和“正常”三个干旱等级,以“轻旱”区所占面积最大,中旱区所占面积最小;季节性干旱以春旱、冬旱为主,其干旱等级主要为“重旱”,夏季以水分盈余为主,秋季则以“中旱”、“轻旱”为主。坡耕地质量指数与年尺度、季节性干旱指数(水分盈亏指数)均呈显着正相关,二者可用线性函数较好拟合,干旱等级越高坡耕地质量越低;不同季节干旱对坡耕地质量的影响程度大小为夏季>秋季>春季>冬季。农业干旱过程主要通过影响坡耕地的水分供给能力和土壤容重、pH值等土壤物理性状变化而影响坡耕地质量高低。干旱对坡耕地质量的影响主要通过3条路径完成,其总效应值为-0.608。农业干旱与坡耕地质量空间耦合度均值为0.955±0.091,大部分评价单元处于高水平耦合状态,坡耕地质量空间分布对农业干旱空间分布呈现出显着的空间耦合响应特征;不同区域农业干旱与坡耕地质量空间耦合度存在较大差异性,南部边缘区、滇西南区、滇东北区耦合度较高,而滇中区、滇西区耦合度相对较低。(5)坡耕地质量障碍因素诊断及调控模式云南坡耕地质量障碍类型以侵蚀退化型、干旱缺水型、有机质缺乏型、养分贫乏型为主,不同分区障碍因素组合及其表现存在差异性。依据特征响应时间(CRT)和因子障碍度(OD)对因子的可调控性和调控优先度进行划分。坡耕地质量可调控因子由耕层厚度、土壤容重、pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾、灌溉保证率、田面坡度构成,其中,田面坡度、土壤有机质、灌溉保证率、有效磷、速效钾、pH值为优先调控因子。坡耕地质量调控的目标是使可调控因子处于适宜范围,包括理想状态和实际状态两种情景模式。理想状态下云南坡耕地质量调控潜力为0.347,其质量等级可从现状的“中等”提升到“高”等级;实际状态下坡耕地质量调控的潜力为0.198,其质量等级可从现状“中等”提升到“较高”等级,实际状态调控潜力可作为坡耕地质量调控的参考依据。坡耕地质量调控措施由耕作措施、土壤培肥措施、工程措施、种植模式措施、林草措施构成,不同调控措施的保水、保土、保肥、改善耕层结构、增产效应存在差异,保水效应值在0.1570.521之间,保土效应值在0.1990.984之间,保肥效应值在0.1480.659之间,增产效应值在0.0310.655之间。根据不同分区坡耕地利用特征及障碍类型差异,集成了四种调控模式:“水土保持耕作+坡面水系+土壤培肥”型模式(适用于滇中区、滇东南区)、“坡改梯+水土保持耕作+生态退耕”型模式(适用于滇西南区、滇西区)、“坡改梯+水土保持耕作+坡面水系”型模式(适用于南部边缘区),以及“生态退耕+坡改梯+土壤培肥”型模式(适用于滇东北区、滇西北区)。
曹松龄[8](2019)在《典型农林复合生态系统土壤碳库变化及景观格局研究》文中研究说明研究中小尺度农林复合景观格局下土壤碳库变化过程在植被覆盖、农业措施、地理环境等为因素和自然因素共同影响下的变化规律、内在联系和调控措施,对于揭示农林复合生态系统的源汇特征、减缓温室气体排放、改善土壤质量、提高粮食安全现状、促进农业可持续发展以及构建全球碳循环模型等方面具有重要的科学意义和现实意义。本文利用3S技术,对研究区域内土壤进行采样和理化分析,并结合此前获得的土地利用数据(NALUD from LCRC,2016)、土地覆盖数据(LCDB2 from MFE,2004&LCDB4.1 from MFE,2015),综合研究了新西兰低地平原区农业景观格局的变化及现状、环境条件对土壤碳库变化的影响及内在联系。主要研究结果如下:(1)造成农林复合生态系统中土壤碳储存和土壤碳排放指标空间差异性的主要因素有土壤类型、土地覆盖类型和土地利用类型。(2)不同尺度下,影响农林复合生态系统土壤碳库变化的因素不同,小尺度下,主要影响因素为防护林品种、防护林林龄、土壤pH和土壤含水量;中尺度下,主要影响因素为土地利用类型和土壤类型。(3)农田防护林可以消减人为因素对农业生态系统中土壤生物、微生物群落结构和功能特征的影响。(4)在农林复合生态系统土壤碳库变化的研究方法中,95%功效水平下,土壤pH、土壤容重、土壤碳含量和土壤全氮含量需3个样本量;土壤含水量、土壤有机碳含量、土壤活性炭含量、土壤无脊椎动物活度和土壤有机质分解速率需15个样本量;土壤脱氢酶活性需9个样本量;此时,样本数据既能反映出样本总体的特征,同时也具有较高的可操作性。(5)农田防护林对于提高农业生态系统碳储量具有非常大的潜力,防护林覆盖下的土壤总碳含量是相邻农场或牧场土壤总碳含量的近3倍。(6)从影响土壤碳库变化的人为因素着手进行农林复合生态系统土壤碳库的调控,具有较高的可行性。(7)2002至2014十二年间研究区域内土地利用和土地覆盖变化很小,以牧业、农业、林业和城镇四种土地利用类型为主;以牧草、作物、林木和人工建筑四种土地覆盖类型为主;草地和耕地两种景观类型占绝对优势,其连接度高且基底作用明显,其余各景观要素斑块镶嵌其中。(8)人为活动对研究区域内景观格局特征的干扰强烈,景观破碎化程度低;各景观类型斑块间物质、能量以及信息的流动性强;道路、水系、林带以及林网是分割景观的主要廊道类型,其影响着整个研究区域内的生态流和土地利用类型分布。(9)以土壤类型法估算出研究区域土壤碳储量为7.14Mt12.66Mt(Mean±SD9.92±1.05),土壤有机碳储量为3.66Mt8.54Mt(Mean±SD 6.25±1.02);以土地利用类型法估算出研究区域土壤碳储量为8.35Mt12.08Mt(Mean±SD 10.52±1.03),土壤有机碳储量为4.13Mt9.29Mt(Mean±SD 6.89±1.19);两种方法的估算结果相近,可信度较高。(10)研究区域内土壤碳含量总体呈斑块状分布,西北和东南较高,高值集中在拉卡阿河下游南侧区域,东北和西南较低,低值分布在拉卡阿河中游的大部分区域。(11)土壤有机碳含量的空间分布特征与土壤碳含量的空间分布特征相反,自西北到东南随着海拔的降低,土壤有机碳含量呈降低的趋势,拉卡河中游两侧的牧业区域为土壤有机碳含量高值的核心区域,拉卡阿河下游区域土壤有机碳含量最低。
黄春波[9](2019)在《基于生态系统服务的三峡库区森林景观调控研究》文中研究表明生态系统服务是保障人类生存及生活的基础,已成为风景园林学大地景观规划与生态修复研究的热点和新方向。当人们偏好于某种特定的生态系统服务时,可能会对降低其他服务类型的供给水平,如何调控景观的数量和空间结构并协调多项生态系统服务之间的关系以满足人类福祉需求是当前景观规划与管理的主要难题。三峡库区是我国典型的生态脆弱区、长江中下游重要的生态屏障区和生态经济区,其生态环境对长江中下游的人居环境和经济建设意义显着。然而,过去几十年的频繁的人类活动及库区崎岖的地理环境特征显着增加了生态系统结构和功能的不确定性。本文在国家生态文明建设的背景下,以人地矛盾突出的三峡库区为研究对象,基于“结构-过程-功能”理论并以“功能需求-格局调控-服务预测”思路,整合野外实测数据、多源遥感数据和历史气候资料等,综合运用统计分析、空间分析和模型模拟等手段,系统地解析了库区20002015年间的景观演变过程,以汇水过程、水土过程、大气过程、生物过程和人文需求为主线选择了水质净化、土壤保持、气体调节、生境质量和休闲娱乐五种关键服务并定量评估了它们的时空演变特征,识别了生态系统服务权衡的空间热点,模拟和预测了2030年库区景观格局与生态系统服务,探讨了生态系统服务在景观调控中的应用并提出了森林景观结构优化建议,为库区生态恢复和森林景观管理提供理论和技术方面支持。本研究的主要结论如下:(1)三峡库区地形和土壤空间异质性明显,气候因素空间分布差异大但时间变化不剧烈。库区地形表现出“东高西低、北高南低”、“东陡西缓、北陡南缓”分布特征,而土壤有机碳含量随着海拔、坡度的增加而增加。气候因素中,年均气温呈“东低西高、中部有热点”分布特征,年降雨呈“中部高、南北低”分布特征,年辐射呈“北高南低”分布特征。20002015年间库区年均温和年辐射缓慢增长、年降雨缓慢减少,但三种气候因素的变化率均未通过95%置信水平的t检验。(2)20002015年间景观格局时空演变剧烈,库区由农业景观向森林景观过渡。植被景观具有明显的阶段性转移特征,大部分森林的面积在20002005年显着增加,而混交林覆盖率的增长主要发生在20052010年。林地集中分布库区东北部高海拔、陡坡区域,农耕地主要分布中低海拔、地势平坦的平行岭谷区,这些分布特征可能有助于控制山地泥沙产流并提升作物产量。造林、退耕、蓄水和城市扩张是三峡库区过去15年的典型景观演变过程。诸如退耕还林等生态恢复活动主要发生在5001000 m和15°25°区域,蓄水和城市建设主要发生在<500 m高程带和5°10°坡度带上,这种异质空间上的景观演变过程有效缓解了生态修复和经济发展之间的用地冲突。(3)生态环境因素对景观格局的影响显着。相关分析结果表明7种生态环境因素间存在显着共线性问题,借助主成分分析提取2个主成分并通过最大方差旋转使高程、起伏度、坡度和土壤有机碳集中载荷在旋转主成分RC1上,而多年平均年均温、多年平均年降雨和多年平均年辐射集中载荷在旋转主成分RC2上,并分别定义为地形因子和气候因子。以它们为自变量、景观面积比例为因变量的线性回归结果表明,植被景观的模型R2较高,而非植被景观的模型R2较低。因此,植被的分布特征能被地形因子和气候因子有效的解释,而建设用地和裸地景观受人类活动干扰较强以致回归方程的解释率较低。(4)五种关键生态系统服务在过去15年间缓慢增长,且水平和垂直空间分布上均呈现显着的异质性。基于InVEST模型的水质净化服务评估得知,非点源污染呈“东低西高、北低南高”的分布特征,且随着高程、坡度的增加而降低。基于RUSLE模型的土壤保持服务评估结果显示库区年均土壤流失量约35.72 t·ha-1·yr-1。基于CASA模型的气体调节服务评估结果显示,多年平均NPP约560.52 gC·m-2·yr-1。受气候因素的综合影响,库区西南部沿长江两侧、中海拔和中坡度区域的气体调节服务能力较高,但高海拔、陡坡区域的气体调节服务增长速度最快。基于InVEST模型的生境质量和休闲娱乐服务评估结果显示,生境质量和休闲娱乐均分别呈线性和指数增长。此外,人文条件对休闲娱乐服务的影响大于自然资源。(5)过去15年,库区生态系统服务对景观演变的响应剧烈。植被景观在调节服务和支持服务方面的供给水平较高,但文化服务供给能力有限。森林是生态系统服务最重要的供给者,不同森林类型间服务供给有差异。冗余分析结果显示,两条RDA轴累计方差高达95.94%,RDA1对水质净化、土壤保持、生境质量的解释能力较强,且与库区森林覆盖率呈正相关,而与农耕地面积呈负相关;RDA2能有效解释休闲娱乐,且与建设用地面积呈正相关。对应分析结果表明,退耕还林等生态恢复措施是水质净化、土壤保持、生境质量和气体调节四类服务得以提升的主要原因,而生态恢复和城市建设共同提升了库区休闲娱乐服务。(6)生态系统服务相互关系复杂,但它们的累积效应和变化速率表现较强的一致性。水质净化、土壤保持、气体调节和生境质量间呈显着正相关,它们与休闲娱乐间呈显着负相关。冗余分析结果显示,水质净化、土壤保持和生境质量在时间变化上具有较强同步性。三种生态系统服务流中,同属本地流的生境质量和休闲娱乐表现出极强的负相关,前者受自然环境条件的影响更严重,而后者受社会经济条件的影响更严重,这种情况导致零和博弈的产生。同属定向流的水质净化和土壤保持均基于汇水过程,因此呈现出较强的时间同步性和空间一致性。此外,定向流和全球流之间也有较强的协同关系,且植被恢复措施显着提升了它们的供给水平。(7)多项生态系统服务之间密切相关,这些关系可归结为时空尺度耦合下的权衡和协同作用,且对时间演变和空间尺度异常敏感。多项生态系统服务之间的相关系数的时间变化特征表明,随着时间推移生态系统服务间的协同/权衡关系从无关逐渐过渡到显着。基于网格、小流域和区县的多尺度效应服务关系研究结果表明,网格和小流域尺度下多项服务间的相关系数较小但关系显着,区县尺度下多项服务间的相关系数更大但关系并不显着。此外,本地流的最适宜分析尺度为网格,而定向流动基本分析单元为汇水区。(8)借助CA-Markov模型预测2030年三峡库区景观格局得知,森林的数量结构和空间布局能综合影响生态系统服务的发挥。根据生态型EG、经济型EM和生态经济型EE三种数量需求和生境质量Hab、休闲娱乐Rec和定向流DF三种生态系统服务权衡空间热点设置组合得到9种情景。结果表明,数量需求对未来景观格局的影响更大,生态型有效调控各类森林比例,经济型有效调控建设用地比例,而生态经济型兼有以上两种的数量变化特征。预测并比较9种情景下的其未来生态系统服务供给水平得知,EGDF情景的水质净化潜力最高,EGHab和EGDF情景的生境质量显着高于其他情景,EMRec情景对休闲娱乐服务的提升显着高于其他情景。综上可见,虽然生态系统服务空间热点对景观格局的调控能力有限,但配合该空间需求的设置能在弥补和提升关键地区的生态系统服务供给水平低和存在严重权衡等不足。
邓健[10](2017)在《陕北黄土丘陵区典型退耕流域农林景观配置模式综合评价及优化》文中研究指明黄土高原是我国生态环境建设的重点区域,区域小流域属典型的生态经济单元。退耕还林工程结合小流域综合治理措施有效改善了黄土高原生态环境状况和社会经济发展水平,但在治理过程出现了人工林草退化、土壤深层水分过度消耗、经济效益低下等诸多问题。为提高生态恢复工程效果和小流域治理的可持续性,研究采用系统分析、试验研究、社会调查和文献分析等方法,利用Arcgis软件和SWAT模型对陕北黄土丘陵区小流域特征和5个典型小流域景观配置模式现状进行分析和研究;开展试验和社会调查研究流域退耕还林工程的生态、社会和经济效应及农业系统可持续性;依据研究结果和文献资料构建评价模型并评价典型流域配置模式,找出存在的问题;依据评价结果提出针对性优化措施并对典型流域配置模式进行优化调整,比较分析优化前后的评价结果和景观特征;依据评价过程和分析设计和开发小流域退耕还林评价软件。主要的研究结果如下:(1)陕北黄土丘陵区典型小流域平均面积为357.45 hm2-375.80 hm2,多为狭长型;研究流域内>15°的陡坡面积比例较大,土地利用以生态服务型景观为主(71.71%-97.23%),景观斑块破碎化严重;根据不同景观比例将小流域配置模式分为“林草模式”、“林草+耕地模式”、“林草+果园模式”、“林草+耕果兼作模式”和“林草+其他模式”5类;小流域农林景观配置模式变化由多种因子共同驱动。(2)人工植被恢复显着增加了地表植被覆盖、枯落物归还和物种多样性恢复;且显着促进了土壤有机碳、全氮和全磷等养分积累,土壤酶活性增加,微生物量增加和土壤物理状况改善;此外,与耕地相比植被恢复地显着减少了地表径流量(21.79%-69.65%)和土壤侵蚀量(31.28%-70.93%);植被恢复的生态效益总体均表现为乔木>灌木>草地。(3)退耕还林工程的实施显着减少了区域农户耕地面积(39.59%);也导致粮食生产能力下降(主要粮食作物产量下降19.09%-41.36%),蔬果产量增加,农业生产结构发生变化;劳动力向非农化转移,外出务工的劳动力户均增加0.80人;同时退耕还林使得区域居住环境变好、生活条件改善,94.24%的农户支持退耕还林政策,但46.63%的农户仍选择补贴停止后采取复耕行为;农户态度、社会规范和行为感知能力等多种因素会通过农户复耕意愿而影响农户复耕行为。退耕还林工程实施显着增加了农户经济收入和支出,增加比例分别为190%和359%,收入和支出均向非农化转变;农村恩格尔系数和基尼系数均下降,农户劳动力生产效率有较大幅度的提高。(4)利用能值分析方法对研究区域内3种典型配置模式农业系统能值投入产出和可持续性进行分析,结果表明3种模式的农业生产均强烈依赖外部资源投入,对本地资源的利用程度有限,尤其是果树生产为主的模式本地资源贡献最低,仅12.18%;能值产出均以水果和蔬菜为主,占总产出能值的59.70%-98.62%,粮食产出比例次之;大量的外部能值投入对本地环境造成巨大压力,以果树种植为主的系统可持续发展能力最低;粮食生产为主的模式虽然资源投入较少,但是产出效率也最低;相对来说粮果兼作型农业发展模式可持续性优于其他两种模式,更适宜于陕北黄土丘陵区小流域发展。(5)利用频度分析、专家咨询等方法结合试验和调查数据分析,构建了包含植被恢复、水土保持、固碳释氧、经济收入、生产效率、粮食安全、产业结构和社会影响8个指标因素共19个指标的陕北黄土丘陵区退耕流域农林景观配置模式综合效益评价指标体系;利用专家打分法和层次分析法从生态恢复为主和社会发展为主两个方向确定了指标权重,最终建立了综合指数评价模型和等级划分表。对研究的5个典型小流域配置模式进行了评价和分析;发现研究流域配置现状存在的问题主要是流域发展生态效益和社会经济效益不协调,片面发展严重、高水平农田比例小、部分流域资源压力大、低效传统农业影响流域整体发展、树种管护不到位导致生态效益较低、劳动力转移对流域社会经济发展的带动不足。(6)结合资料分析、实地调研、试验研究和专家咨询等方法,在典型小流域综合评价和分析的基础上,提出了构建多层水土流失防控工程体系、合理规划和调整农业产业结构等5个方面的陕北黄土丘陵区小流域景观配置模式整体优化途径;并针对4种主要的景观布局要素提出低效林地改造、陡坡低产经济林地退耕、荒山荒地改造、高产农田建设等10个方面的具体措施;依据提出的优化途径和措施对5个典型流域的农林景观配置模式进行了优化和评价,优化后从生态和社会经济角度均显着提升了流域农林景观配置模式的评价指数,改善了流域整体系统服务功能。(7)设计开发了包括系统管理、数据管理、流域评价、资料查询、决策建议等5个模块的“小流域退耕还林综合效益评价软件V1.0”,能够用于快速输入流域基础指标得到各类要素和综合效益评价结果,并可以根据评价结果查询流域优化的技术措施。总之,本研究从配置模式现状的分析到优化模式的提出,综合多个学科理论和多种方法,为陕北黄土丘陵区小流域农林景观配置模式的评价和优化提供了系统的思路和途径。研究结果能够为黄土丘陵区小流域综合治理提供理论指导,为黄土高原小流域景观配置模式的评价和优化提供科学依据。
二、基于GIS的农林复合经营的侵蚀控制模拟研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于GIS的农林复合经营的侵蚀控制模拟研究(论文提纲范文)
(1)基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 卢旺达水土流失及防治 |
1.2.2 气候变化与人类活动对土壤侵蚀的影响 |
1.2.3 土地利用变化与预测 |
1.2.4 农业现状与发展模式 |
1.3 存在的主要问题 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 气候 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 土壤 |
2.1.4 社会经济 |
2.2 研究目标与内容 |
2.2.1 卢旺达 1990-2015 年土壤侵蚀时空分布特征 |
2.2.2 气候变化和人类活动对于土壤侵蚀的影响分析 |
2.2.3 历史土地利用变化分析及未来土地利用预测 |
2.2.4 水土保持型雨养农业模式配置 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 土壤侵蚀模拟 |
2.3.2 气候变化趋势量化 |
2.3.3 灰色关联分析 |
2.3.4 土地利用转移矩阵与马尔科夫模型 |
2.3.5 PLUS模型简介 |
2.4 数据来源 |
2.5 技术路线 |
第三章 基于RUSLE的卢旺达土壤侵蚀估算 |
3.1 卢旺达土壤侵蚀影响因子 |
3.1.1 降雨侵蚀力因子R |
3.1.2 土壤可蚀性因子K |
3.1.3 地形因子LS |
3.1.4 覆盖与管理因子C |
3.1.5 水土保持措施因子P |
3.2 卢旺达土壤侵蚀的时空分布特征 |
3.2.1 卢旺达土壤侵蚀的时间特征 |
3.2.2 卢旺达土壤侵蚀的空间特征 |
3.3 卢旺达土壤侵蚀分级及其变化 |
3.3.1 土壤侵蚀模数分级特征 |
3.3.2 不同等级侵蚀的转移 |
3.4 卢旺达土壤侵蚀的地形分布特征 |
3.4.1 不同海拔带的土壤侵蚀分布特征 |
3.4.2 不同坡度范围的土壤侵蚀分布特征 |
3.5 本章小结 |
第四章 气候变化和人类活动对于土壤侵蚀的影响 |
4.1 气候变化的趋势分析 |
4.1.1 降水变化倾向率计算 |
4.1.2 降水变化分析 |
4.2 卢旺达人类活动强度分析 |
4.2.1 人类活动影响因子的筛选与量化 |
4.2.2 卢旺达人类活动强度分析 |
4.3 人类活动和气候变化对土壤侵蚀的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 土地利用变化趋势及预测 |
5.1 1990-2015 年土地利用变化动态 |
5.1.1 土地利用的统计特征 |
5.1.2 土地利用的空间变化 |
5.2 土地利用的驱动因素及变化 |
5.2.1 驱动因子的筛选与量化 |
5.2.2 土地利用驱动因子的变化分析 |
5.3 未来土地利用预测 |
5.3.1 模型的搭建与验证 |
5.3.2 未来土地利用变化分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 水土保持型农业作物结构配置 |
6.1 卢旺达作物产量与结构 |
6.1.1 卢旺达作物结构 |
6.1.2 作物产量分析 |
6.2 卢旺达人口分析与预测 |
6.2.1 人口数量和结构 |
6.2.2 卢旺达未来人口的预测 |
6.3 卢旺达水土保持型耕作措施 |
6.4 卢旺达作物结构数量调整 |
6.4.1 情景设置 |
6.4.2 不同情景的粮食作物产量分析 |
6.4.3 不同情景的土壤侵蚀强度 |
6.5 本章小结 |
第七章 主要结论与研究展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
发表的学术论文 |
(2)喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一研究现状 |
(一)土壤水赋存与混农林业 |
(二)石漠化地区土壤水赋存与混农林配置 |
(三)研究进展与展望 |
二研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)资料数据获取与可信度分析 |
三石漠化环境土壤水赋存效应与混农林配置机理 |
(一)不同环境土壤水赋存效应 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(二)基于土壤水赋存的混农林配置机理 |
1.混农林配置机理 |
2.混农林配置机理对比分析 |
四混农林业对土壤水赋存的影响机制 |
(一)混农林业对土壤水赋存能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(二)混农林业对土壤水入渗能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(三)混农林业对土壤蒸发能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(四)混农林业对土壤水赋存的影响机制 |
五基于土壤水赋存的混农林配置技术研发与应用示范验证 |
(一)基于土壤水赋存的混农林配置技术研发 |
1基于土壤水赋存的混农林物种配置技术 |
2基于保水固土的混农林复合耕作技术 |
3基于水分高效利用的混农林修枝整形技术 |
(二)山地混农林配置技术应用示范及验证 |
1示范点选择与代表性论证 |
2示范点建设目标与建设内容 |
3混农林经营现状评价与模式布设 |
4混农林配置与技术应用过程 |
5技术应用示范成效与验证分析 |
六结论与讨论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间科研及奖励情况 |
(3)喀斯特石漠化治理生态系统服务功能与优化调控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
一 研究现状 |
(一)石漠化综合治理 |
(二)石漠化治理生态系统服务评估 |
(三)研究进展及展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)材料数据获取与可信度分析 |
三 石漠化时空分布特征 |
(一)高原山地潜在-轻度石漠化环境 |
(二)高原峡谷中-强度石漠化环境 |
(三)山地峡谷无-潜在石漠化环境 |
(四)石漠化时空分布特征对比分析 |
(五)基于“3S”技术的石漠化扩散模拟系统研发 |
四 不同石漠化环境生态系统服务功能评估 |
(一)土壤保持评价 |
(二)生境质量评价 |
(三)碳储量评价 |
(四)综合生态系统服务功能对比分析 |
五 生态系统服务功能对不同石漠化环境/程度的响应机制 |
(一)土壤保持对石漠化的响应特征 |
(二)生境质量对石漠化的响应特征 |
(三)碳储量对石漠化的响应特征 |
六 石漠化综合治理生态产业下生态系统服务功能优化调控 |
(一)生态产业对土壤保持响应特征 |
(二)生态产业对生境质量响应特征 |
(三)生态产业生态对碳储量响应特征 |
(四)生态系统服务功能优化调控 |
七 结论与讨论 |
参考文献 |
附件 |
攻读学位期间科研成果 |
致谢 |
(4)喀斯特石漠化山地混农林业工程节水产业技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一 研究现状 |
(一) 工程节水技术 |
(二) 喀斯特石漠化环境工程节水技术 |
(三) 研究进展与展望 |
二 研究设计 |
(一) 研究目标与内容 |
(二) 技术路线与方法 |
(三) 研究区选择与代表性 |
(四) 实验方案与资料数据可信度分析 |
三 石漠化山地混农林模式对土壤理化性质的响应及机理 |
(一) 喀斯特高原山地毕节撒拉溪研究区 |
1 毕节撒拉溪研究区混农林业土壤物理性质的响应及机理 |
2 毕节撒拉溪研究区混农林业土壤化学性质的响应及机理 |
(二) 喀斯特高原峡谷关岭-贞丰花江研究区 |
1 关岭-贞丰花江研究区混农林业土壤物理性质的响应及机理 |
2 关岭-贞丰花江研究区混农林业土壤化学性质的响应及机理 |
(三) 喀斯特山地峡谷无-轻度石漠化环境 |
1 施秉喀斯特研究区混农林业土壤物理性质的响应及机理 |
2 施秉喀斯特研究区混农林业土壤化学性质的响应及机理 |
(四) 不同喀斯特环境混农林业对土壤理化性质的影响 |
1 不同喀斯特环境研究区混农林业土壤物理性质的响应及机理 |
2 不同喀斯特环境研究区混农林业土壤化学性质的响应及机理 |
四 石漠化山地工程节水增值措施与混农林业耦合机制 |
(一) 工程节水增值措施对混农林业土壤理化性质的影响 |
1 工程节水增值措施对混农林业土壤物理性质的影响 |
2 工程节水增值措施对混农林业土壤化学性质的影响 |
(二) 工程节水增值措施对混农林土壤蒸发及植物蒸腾的影响 |
1 工程节水增值措施对混农林土壤蒸发的影响 |
2 工程节水增值措施对植物蒸腾的影响 |
五 石漠化山地工程节水增值高效产业技术研发及推广 |
(一) 石漠化地区现有技术及成熟技术 |
1 混农林业技术 |
2 雨水集流水窖技术 |
3 石漠化山地坡改梯技术 |
4 山地自压喷灌技术 |
(二) 石漠化地区区共性关键技术创新 |
1 新型复合根灌技术 |
2 集水覆膜改良技术 |
(三)石漠化地区工程节水增值技术应用示范及验证 |
1 示范点选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 混农林业现状评价与措施布局 |
4 工程节水增值技术规划设计与应用示范过程 |
5 工程节水增值技术应用示范成效与验证分析 |
六 结论与讨论 |
参考文献 |
攻读学位期间科研成果 |
致谢 |
(5)石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 研究现状 |
第一节 “五水”赋存转化与混农林业 |
第二节 喀斯特石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业 |
第三节 “五水”赋存转化与混农林业研究现状与展望 |
第四节 国内外拟解决的关键科技问题与展望 |
第二章 研究设计 |
第一节 研究目标与内容 |
第二节 技术路线与研究方法 |
第三节 研究区选择与代表性 |
第四节 实验方案与资料数据可信度分析 |
第三章 “五水”赋存转化与混农林业高效利用 |
第一节 大气水赋存转化特征 |
一 研究区降水时空分布特征 |
二 可利用降水分布特征 |
三 相关性分析 |
第二节 地表水赋存转化与混农林高效利用 |
一 侵蚀性降雨量与产流关系 |
二 雨强与产流的关系 |
三 混农林系统地表产流阻控效益 |
第三节 土壤水赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林土壤水赋存特征 |
二 混农林地土壤水蒸发 |
第四节 生物水赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林蒸腾特征 |
二 混农林地冠层截留量 |
第五节 “五水”赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林地“五水”赋存转化特征 |
二 混农林“五水”赋存转化数学模型构建与验证 |
三 基于“五水”赋存转化机理的混农林地水资源高效利用 |
第四章 混农林地水资源高效利用策略 |
第一节 混农林地农艺措施高效利用水资源 |
一 混农林地农艺措施下的土壤水分赋存特征 |
二 混农林地农艺措施的土壤水资源转化特征 |
三 基于“五水”赋存转化的混农林农艺节水策略 |
第二节 工程节水措施与混农林高效利用水资源策略 |
一 工程节水措施及混农林土壤水分赋存特征 |
二 工程节水策略对混农林地水资源转化的影响 |
三 基于“五水”赋存转化的工程节水策略 |
第五章 基于“五水”赋存转化的混农林业高效利用模式构建及技术 |
第一节 模式构建 |
一 模式构建的理论依据 |
二 模式构建的边界条件 |
三 模式构成的技术体系 |
四 模式的结构与功能特性 |
五 结构与功能的对比分析 |
第二节 技术研发与集成 |
一 现有成熟技术应用 |
二 共性关键技术研发 |
三 不同等级石漠化地区技术优化与集成 |
第六章 “五水”赋存转化与混农林业高效利用模式应用及推广 |
第一节 模式应用示范与验证 |
一 示范点选择与代表性论证 |
二 示范点建设目标与建设内容 |
三 混农林水资源高效利用现状评价与措施布局 |
四 混农林水资源高效利用规划设计与应用示范过程 |
五 混农林水资源高效利用模式应用示范成效与验证分析 |
第二节 模式优化调整方案与推广 |
一 模式存在的问题与优化调整 |
二 模式推广适宜性分析 |
三 模式推广应用范围分析 |
第七章 结论与讨论 |
第一节 主要结论 |
第二节 创新点 |
第三节 讨论与展望 |
参考文献 |
附录一 土壤物理属性数据(g) |
附录二 作物蒸腾速率监测(g/g/h) |
附录三 地表产流数据 |
附录四 土壤蒸发速率监测(mm/d) |
附录五 气象数据统计 |
附录六 植被截留数据(mm) |
攻读学位期间科研成果 |
一、参与的科研项目 |
二、发表的论文 |
三、获得奖励 |
致谢 |
(6)黄土丘陵区红枣林农林复合系统生态水文过程与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 农林复合系统发展与现状 |
1.2.2 农林复合系统土壤理化性质研究进展 |
1.2.3 农林复合系统土壤水分研究进展 |
1.2.4 农林复合系统根系分布研究进展 |
1.2.5 农林复合系统蒸腾规律研究进展 |
1.2.6 农林复合系统中水分模型研究进展 |
1.3 目前研究中存在的问题 |
第二章 研究内容与试验方案 |
2.1 研究目标 |
2.2 研究内容 |
2.3 试验方案 |
2.4 试验指标观测和方法 |
2.5 技术路线 |
第三章 间作系统条件下土壤质量的时空特征 |
3.1 枣树冠层下土壤理化性质的变化特征 |
3.1.1 枣树冠下土壤容重、田间持水量和饱和导水率变化 |
3.1.2 枣树冠下土壤孔隙率变化 |
3.1.3 枣树冠下土壤全量和速率氮磷钾变化 |
3.1.4 枣树冠下土壤有机碳、土壤酸碱度和阳离子交换量变化 |
3.2 行间作物下土壤物理性质的变化特征 |
3.2.1 行间作物下土壤容重、田间持水量和饱和导水率变化 |
3.2.2 行间作物下土壤孔隙率变化 |
3.2.3 行间作物下土壤全量和速率氮磷钾变化 |
3.2.4 行间作物下土壤有机碳、土壤酸碱度和阳离子交换量变化 |
3.3 间作系统中土壤径流和土壤溅蚀特征 |
3.3.1 间作系统径流和泥沙量变化 |
3.3.2 间作系统土壤溅蚀能量变化 |
3.4 本章小结 |
第四章 间作系统条件下土壤水分格局和水分竞争关系 |
4.1 试验区降雨量气温变化 |
4.2 不同处理枣树休眠期和生育期土壤水分变化特征 |
4.2.1 枣树休眠期和生育期枣树冠层下土壤水分变化规律 |
4.2.2 枣树休眠期和生育期作物行间土壤水分变化规律 |
4.3 间作系统中不同位置土壤水分年际变化特征 |
4.3.1 枣树冠层下不同土层土壤水分规律 |
4.3.2 作物行间不同土层土壤水分变化规律 |
4.3.3 间作系统枣树与作物的水分竞争探讨 |
4.4 不同土层土壤储水量变化量特征 |
4.4.1 枣树冠层下土壤储水量变化量的规律 |
4.4.2 作物行间土壤储水量变化量的规律 |
4.4.3 不同处理中可提取土壤储水量的变化规律 |
4.5 本章小结 |
第五章 间作系统条件下根系分布特征及影响因素分析 |
5.1 两种经济作物根系分布特征 |
5.2 果园0-180cm土层细根根系、土壤水分和土壤物理特征研究 |
5.2.1 枣树0-180cm土层根系分布特征 |
5.2.2 行间0-180cm土层根系分布特征 |
5.2.3 0-180cm细根根系、土壤水分与土壤物理性质相关性分析 |
5.3 果园枣树0-500cm土层细根根系和水分分布规律 |
5.3.1 枣树剖面细根根系分布特征 |
5.3.2 行间树木细根分布规律 |
5.3.3 果园剖面土壤水分、DSLT和 SWSL的变化 |
5.3.4 果园剖面枣树细根根长密度与土壤水分关系 |
5.4 本章小结 |
第六章 间作系统条件下枣树蒸腾规律及其影响因素 |
6.1 不同年份各处理中枣树蒸腾量变化特征 |
6.1.1 不同处理平水年(2014年)枣树蒸腾变化规律 |
6.1.2 不同处理干旱年(2015年)枣树蒸腾变化规律 |
6.1.3 不同处理平水年(2016年)枣树蒸腾变化特征 |
6.1.4 不同处理平水年(2017年)枣树蒸腾变化特征 |
6.2 不同处理枣树蒸腾速率与气象因子的关系 |
6.2.1 降雨集中期枣树蒸腾速率与气象因子的关系 |
6.2.2 非降雨集中期枣树蒸腾速率与气象因子的关系 |
6.3 不同处理下枣树蒸腾量与土壤储水量的关系 |
6.4 本章小结 |
第七章 红枣林间作系统水分动态模拟 |
7.1 红枣林间作系统水分动态模拟方案的构建 |
7.2 模型结果评估 |
7.2.1 不同年份累计降雨量特征 |
7.2.2 率定年和验证年不同土层土壤水分变化规律 |
7.2.3 率定年和验证年枣树蒸腾实测和模拟值变化规律 |
7.2.4 模拟情境下平水年和干旱年枣树土壤水分与蒸腾速率的关系 |
7.3 本章小结 |
第八章 主要结论及有待深入研究的问题 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 有待深入研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)云南坡耕地质量评价及土壤侵蚀/干旱的影响机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 坡耕地质量涵义及分析 |
1.1.1 坡耕地的概念 |
1.1.2 坡耕地质量的涵义 |
1.1.3 耕地质量研究热点分析 |
1.2 坡耕地质量评价 |
1.2.1 坡耕地质量评价指标体系 |
1.2.2 坡耕地质量评价方法 |
1.3 坡耕地质量影响因素 |
1.3.1 土壤侵蚀对坡耕地质量的影响 |
1.3.2 水分条件对坡耕地质量的影响 |
1.3.3 种植制度对坡耕地质量的影响 |
1.3.4 耕作利用对坡耕地质量的影响 |
1.4 坡耕地质量调控措施 |
1.4.1 水分调控措施 |
1.4.2 土壤管理措施 |
1.4.3 农业措施 |
1.5 结语 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景及选题意义 |
2.1.1 研究背景 |
2.1.2 选题意义 |
2.2 研究目标及内容 |
2.2.1 研究目标 |
2.2.2 研究内容 |
2.3 研究方案及技术路线 |
2.3.1 研究方案 |
2.3.2 技术路线 |
2.4 研究区概况 |
2.4.1 气候及地质地貌 |
2.4.2 土壤类型及植被 |
2.4.3 研究分区及坡耕地利用特征 |
第3章 坡耕地资源时空分布及演变驱动力 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 数据来源及处理 |
3.1.2 时空演变及驱动力分析 |
3.2 坡耕地空间分布及变化趋势 |
3.2.1 坡耕地空间分布特征 |
3.2.2 坡耕地空间转移特征 |
3.2.3 坡耕地分布重心轨迹变化 |
3.3 坡耕地坡度级演变特征 |
3.4 坡耕地核密度时空演变特征 |
3.5 坡耕地演变的驱动力分析 |
3.6 小结与讨论 |
3.6.1 小结 |
3.6.2 讨论 |
第4章 坡耕地质量评价及影响因素辨识 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 数据来源及评价单元 |
4.1.2 坡耕地质量评价体系 |
4.1.3 坡耕地质量空间结构分析 |
4.2 坡耕地质量评价及空间分布特征 |
4.2.1 坡耕地质量评价 |
4.2.2 坡耕地质量指数空间分布 |
4.2.3 坡耕地质量等级空间分布 |
4.3 坡耕地质量空间变异特征 |
4.3.1 半方差函数拟合 |
4.3.2 空间变异性特征分析 |
4.4 坡耕地质量空间聚集特征 |
4.4.1 全局空间自相关分析 |
4.4.2 局部空间自相关分析 |
4.4.3 空间冷热点分析 |
4.5 坡耕地质量影响因素辨识 |
4.6 小结与讨论 |
4.6.1 小结 |
4.6.2 讨论 |
第5章 土壤侵蚀特征对坡耕地质量的影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 数据来源 |
5.1.2 RUSLE模型及参数因子分析 |
5.1.3 数据处理与分析 |
5.2 降雨侵蚀力时空分布特征 |
5.2.1 降雨侵蚀力季节分布 |
5.2.2 降雨侵蚀力空间分布 |
5.3 坡耕地土壤侵蚀特征 |
5.3.1 土壤侵蚀空间分布特征 |
5.3.2 不同坡度坡耕地土壤侵蚀特征 |
5.3.3 流失土层厚度特征 |
5.3.4 养分流失特征 |
5.4 土壤侵蚀对坡耕地质量的影响机制 |
5.4.1 土壤侵蚀与坡耕地质量的相关性 |
5.4.2 土壤侵蚀与坡耕地质量的因子排序 |
5.4.3 土壤侵蚀对坡耕地质量的影响路径 |
5.5 土壤侵蚀与坡耕地质量的空间耦合协调特征 |
5.5.1 空间耦合度分析 |
5.5.2 空间协调度分析 |
5.6 小结与讨论 |
5.6.1 小结 |
5.6.2 讨论 |
第6章 农业干旱特征对坡耕地质量的影响 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 数据来源 |
6.1.2 数据处理与分析 |
6.2 降雨量-盈亏量时空分布特征 |
6.2.1 有效降雨量时空分布 |
6.2.2 水分盈亏量时空分布 |
6.3 农业干旱时空分布特征 |
6.3.1 年尺度干旱空间分布 |
6.3.2 季节性干旱时空分布 |
6.4 农业干旱对坡耕地质量的影响机制 |
6.4.1 干旱与坡耕地质量的相关性 |
6.4.2 干旱与坡耕地质量的因子排序 |
6.4.3 干旱对坡耕地质量的影响路径 |
6.5 农业干旱与坡耕地质量的空间耦合特征 |
6.6 小结与讨论 |
6.6.1 小结 |
6.6.2 讨论 |
第7章 坡耕地质量障碍因素诊断及调控模式 |
7.1 坡耕地质量障碍因素 |
7.2 坡耕地质量调控优先度及潜力 |
7.2.1 坡耕地质量调控优先度 |
7.2.2 坡耕地质量调控目标 |
7.2.3 坡耕地质量调控潜力 |
7.3 坡耕地质量调控措施及效应 |
7.3.1 调控措施体系及作用机理 |
7.3.2 调控措施效应分析 |
7.4 坡耕地质量调控集成模式 |
7.4.1 “水土保持耕作+坡面水系+土壤培肥”型模式 |
7.4.2 “坡改梯+水土保持耕作+生态退耕”型模式 |
7.4.3 “坡改梯+水土保持耕作+坡面水系”型模式 |
7.4.4 “生态退耕+坡改梯+土壤培肥”型模式 |
7.5 小结 |
第8章 结论及展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究特色与创新 |
8.2.1 研究特色 |
8.2.2 研究创新 |
8.3 本文研究不足之处 |
8.4 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表文章、获奖与参与课题情况 |
(8)典型农林复合生态系统土壤碳库变化及景观格局研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 文献综述 |
1.1 全球气候变化与土壤碳库变化 |
1.2 国际碳贸易 |
1.3 人工林与碳增汇 |
1.4 农林复合生态系统与农业景观格局研究进展 |
1.5 土壤碳库变化研究技术 |
1.6 存在的问题 |
第二章 选题背景及研究意义 |
2.1 选题背景 |
2.2 研究意义 |
2.3 研究目标 |
2.4 研究内容 |
2.5 技术路线 |
第三章 土壤碳库变化影响因素及采样方法 |
3.1 引言 |
3.1.1 研究背景 |
3.1.2 研究内容与研究目的 |
3.2 研究对象与研究方法 |
3.2.1 试验设计 |
3.2.2 土壤碳库变化指标及测定方法 |
3.2.3 数据分析方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 农林复合生态系统土壤碳库变化的影响因素 |
3.3.2 各影响因素与土壤碳库变化差异的相关性 |
3.3.3 农林复合下土壤碳库变化研究最佳采样方法 |
3.4 小结与讨论 |
3.4.1 农林复合生态系统土壤碳库变化的影响因素 |
3.4.2 影响因素与土壤碳库变化差异的相关性 |
3.4.3 农林复合下土壤碳库变化研究最佳采样方法 |
第四章 环境条件对农林复合生态系土壤碳库变化的影响 |
4.1 引言 |
4.1.1 研究背景 |
4.1.2 研究内容 |
4.2 研究对象与研究方法 |
4.2.1 试验设计 |
4.2.2 土壤碳库变化指标及生物量测定方法 |
4.2.3 数据分析方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 环境条件对土壤属性空间差异的影响 |
4.3.2 环境条件对土壤碳储存空间差异的影响 |
4.3.3 环境条件对土壤碳排放空间差异的影响 |
4.3.4 环境条件与土壤碳库变化空间差异的关系 |
4.4 小结与讨论 |
4.4.1 环境条件对土壤碳储存空间差异的影响 |
4.4.2 环境条件对土壤碳排放空间差异的影响 |
4.4.3 环境条件与土壤碳库变化空间差异的关系 |
第五章 农业景观格局与土壤碳储量的变化及现状 |
5.1 引言 |
5.1.1 研究背景 |
5.1.2 研究内容 |
5.2 研究对象与研究方法 |
5.2.1 试验设计 |
5.2.2 采样指标及测定方法 |
5.2.3 数据分析方法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 景观分类及精度评价 |
5.3.2 农业景观格局现状及变化 |
5.3.3 土壤碳库现状及空间分布 |
5.4 小结与讨论 |
5.4.1 农业景观格局现状及变化 |
5.4.2 土壤碳库现状及空间分布 |
5.4.3 土壤碳源碳汇变化趋势 |
第六章 结论与讨论 |
6.1 主要结论 |
6.1.1 土壤碳库变化影响因素及采样方法 |
6.1.2 环境条件对农林复合生态系统土壤碳库变化的影响 |
6.1.3 农业景观格局与土壤碳储量的变化及现状 |
6.2 研究创新 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(9)基于生态系统服务的三峡库区森林景观调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.3 研究目标、内容和技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.0 地理位置 |
2.1 生态区位 |
2.2.1 生态脆弱区 |
2.2.2 生态屏障区 |
2.2.3 生态经济区 |
2.2 自然环境状况 |
2.2.1 地形与土壤 |
2.2.2 气候概况 |
2.2.3 生物概况 |
2.3 社会经济状况 |
3 生态环境特征及景观演变过程解析 |
3.1 引言 |
3.2 研究数据与方法 |
3.2.1 生态环境数据及其处理 |
3.2.2 遥感数据源及景观分类 |
3.2.3 景观演变解析方法 |
3.2.4 统计分析方法 |
3.3 生态环境因素分布和变化特征 |
3.3.1 地形土壤空间分布特征 |
3.3.2 气候时空变化特征 |
3.4 景观数量结构变化特征 |
3.4.1 景观总量特征 |
3.4.2 变化速率和转移特征 |
3.5 景观空间结构变化特征 |
3.5.1 景观空间分布及时空异质性特征 |
3.5.2 景观演变和典型生态过程空间分布特征 |
3.6 景观格局指数变化 |
3.6.1 类别指数变化特征 |
3.6.2 景观指数变化特征 |
3.7 景观分布与生态环境因素间的关系 |
3.7.1 相关分析 |
3.7.2 主成分分析 |
3.7.3 回归分析 |
3.8 讨论与小结 |
3.8.1 气候时空演变特征 |
3.8.2 景观阶段性变化特征 |
3.8.3 景观演变的空间异质性 |
3.8.4 景观格局演变特征 |
3.8.5 景观分布对生态环境因素的响应 |
3.8.6 研究局限和不确定性 |
3.8.7 本章小结 |
4 水质净化评估及其变化特征 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法与数据源 |
4.2.1 模型及算法简介 |
4.2.2 模型参数及数据输入 |
4.2.3 统计分析方法 |
4.3 三峡库区非点源污染物浓度评估 |
4.3.1 氮和磷污染浓度及其时间变化特征 |
4.3.2 非点源污染多尺度时空变化特征 |
4.3.3 非点源污染垂直空间异质性 |
4.3.4 氮和磷污染相关关系研究 |
4.4 景观演变与水质净化服务间的关系 |
4.4.1 各植被景观的水质净化服务变化特征 |
4.4.2 景观演变对水质净化服务的影响 |
4.5 讨论与小结 |
4.5.1 污染物评估结果及阶段性变化特征 |
4.5.2 非点源污染空间分布特征 |
4.5.3 水质净化服务变化特征对尺度的响应 |
4.5.4 水质净化服务对景观演变的响应 |
4.5.5 研究局限与不确定性 |
4.5.6 本章小结 |
5 土壤保持评估及其变化特征 |
5.1 引言 |
5.2 数据源与研究方法 |
5.2.1 土壤保持评估 |
5.2.2 RUSLE模型参数简介及计算 |
5.2.3 统计分析方法 |
5.3 三峡库区土壤流失评估 |
5.3.1 土壤流失评估 |
5.3.2 多尺度空间变化特征 |
5.3.3 垂直空间异质性 |
5.3.4 土壤流失和保持的相关性 |
5.4 景观演变与土壤保持服务间的关系 |
5.4.1 各植被景观的土壤流失、土壤保持量变化特征 |
5.4.2 景观演变对土壤保持量的影响 |
5.5 讨论与小结 |
5.5.1 RUSLE模型及土壤流失评估 |
5.5.2 土壤流失与保持的数量、空间关系 |
5.5.3 土壤保持服务现状及时空变化特征 |
5.5.4 土壤保持服务对景观演变的响应 |
5.5.5 研究局限与不确定性 |
5.5.6 本章小结 |
6 气体调节评估及其变化特征 |
6.1 引言 |
6.2 数据源与研究方法 |
6.2.1 CASA模型简介 |
6.2.2 NPP评估验证 |
6.2.3 统计分析方法 |
6.3 NPP评估及其变化特征 |
6.3.1 NPP评估结果验证及时间变化特征 |
6.3.2 NPP多尺度空间变化特征 |
6.3.3 NPP垂直空间分布异质性 |
6.4 景观演变与气体调节服务间的关系研究 |
6.4.1 各植被景观的NPP变化特征 |
6.4.2 景观演变对气体调节服务的影响 |
6.5 讨论与结论 |
6.5.1 CASA评估结果及NPP阶段性变化特征 |
6.5.2 NPP空间异质性及其变化特征 |
6.5.3 气体调节服务对景观演变类型的响应 |
6.5.4 研究局限与不确定性 |
6.5.5 本章小结 |
7 生境质量评估及其变化特征 |
7.1 引言 |
7.2 数据源与研究方法 |
7.2.1 生境质量评估模型 |
7.2.2 数据源与参数设置 |
7.2.3 统计分析方法 |
7.3 三峡库区生境质量评估 |
7.3.1 生境质量评估及其时间变化特征 |
7.3.3 生境质量多尺度空间变化特征 |
7.3.3 生境质量垂直空间异质性 |
7.4 景观演变与生物多样性保育服务间的关系 |
7.4.1 各植被景观的生境质量变化特征 |
7.4.2 景观演变对生物多样性保育服务的影响 |
7.5 讨论与小结 |
7.5.1 生境质量时空变化特征 |
7.5.2 生境质量对景观演变的响应 |
7.5.3 研究局限与不确定性 |
7.5.4 生物多样性保育和恢复的启示 |
7.5.5 本章小结 |
8 休闲娱乐评估及其变化特征 |
8.1 引言 |
8.2 数据源与研究方法 |
8.2.1 模型简介 |
8.2.2 休闲娱乐服务评估 |
8.2.3 统计分析方法 |
8.3 三峡库区休闲娱乐服务评估 |
8.3.1 多元回归方程 |
8.3.2 休闲娱乐服务评估 |
8.3.3 多尺度休闲娱乐服务空间变化特征 |
8.3.4 休闲娱乐服务空间异质性 |
8.4 景观演变与休闲娱乐服务间的关系 |
8.4.1 各景观类型的休闲娱乐服务变化特征 |
8.4.2 景观演变对休闲娱乐服务的影响 |
8.5 讨论与小结 |
8.5.1 休闲娱乐服务评估及其时间变化特征 |
8.5.2 休闲娱乐服务空间异质性及其变化特征 |
8.5.3 休闲娱乐服务对景观演变的响应 |
8.5.4 研究局限与不确定性 |
8.5.5 本章小结 |
9 生态系统服务相互关系及权衡热点研究 |
9.1 引言 |
9.2 数据源与研究方法 |
9.2.1 研究数据源 |
9.2.2 统计分析 |
9.3 生态系统服务间的关系 |
9.3.1 生态系统服务评估指标间的相关性 |
9.3.2 生态系统服务相关关系的时间演变特征 |
9.3.3 生态系统服务流之间的关系 |
9.4 生态系统服务权衡热点 |
9.4.1 相关关系的空间分布特征 |
9.4.2 权衡热点空间分布特征 |
9.5 景观格局与生态系统服务之间的关系 |
9.5.1 生态系统服务对景观格局及其变化的响应 |
9.5.2 不同景观类型的生态系统服务簇 |
9.6 小结与讨论 |
9.6.1 生态系统服务间的相互关系 |
9.6.2 权衡特征及空间热点 |
9.6.3 生态系统服务簇 |
9.6.4 研究局限与不确定性 |
9.6.5 小结 |
10 情景模拟与生态系统服务预测 |
10.1 引言 |
10.2 研究方法 |
10.2.1 设置情景方案 |
10.2.2 CA-Markov模型与参数介绍 |
10.2.3 生态系统服务预测 |
10.2.4 统计分析方法 |
10.3 模型模拟与评估 |
10.4 未来景观格局预测 |
10.4.1 景观数量结构差异 |
10.4.2 景观空间分布特征 |
10.5 生态系统服务预测 |
10.5.1 各情景下的生态系统服务评估 |
10.5.2 权衡热点的生态系统服务差异 |
10.6 讨论与小结 |
10.6.1 未来景观格局情景方案特征 |
10.6.2 不同情景的生态系统服务特征 |
10.6.3 研究局限与不确定性 |
10.6.4 “功能需求-格局调控-服务预测”对景观调控的启示 |
10.6.5 小结 |
11 三峡库区森林景观调控建议 |
11.1 调控依据与原则 |
11.1.1 必要性和可行性 |
11.1.2 指导思想与目标 |
11.1.3 森林景观调控原则 |
11.2 调控方法和策略 |
11.2.1 调整性调控 |
11.2.2 恢复性调控 |
11.2.3 营建性调控 |
11.3 调控模式与建议 |
11.3.1 森林数量结构调整建议 |
11.3.2 森林空间布局优化建议 |
11.3.3 功能性植被选择及营造建议 |
12 结论与展望 |
12.1 主要结论 |
12.2 特色与创新 |
12.3 不足与展望 |
参考文献 |
主要科研经历与成果 |
致谢 |
(10)陕北黄土丘陵区典型退耕流域农林景观配置模式综合评价及优化(论文提纲范文)
项目资助 |
摘要 |
Abstract |
第一章 导言 |
1.1 研究背景 |
1.2 选题的目的和意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 国内外生态恢复工程概述 |
1.3.2 生态恢复工程综合效益及评价研究 |
1.3.3 小流域综合治理研究进展 |
1.3.4 存在的问题和不足 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究的技术路线 |
第二章 研究的理论基础和方法 |
2.1 研究方法 |
2.2 试验设计 |
2.3 数据处理和计算方法 |
第三章 研究区域资源和发展现状 |
3.1 研究区域 |
3.2 自然资源 |
3.2.1 气候和水文资源 |
3.2.2 地貌特征和水土流失 |
3.2.3 耕地资源 |
3.2.4 植被资源 |
3.3 社会经济条件 |
3.3.1 经济发展水平和产业结构 |
3.3.2 人口数量和构成 |
3.3.3 农业生产状况和资料投入 |
3.4 研究区退耕还林工程实施情况 |
3.5 研究区资源和发展存在的问题 |
第四章 黄土丘陵区典型流域类型及农林景观配置模式现状 |
4.1 黄土丘陵区小流域形态特征分析 |
4.2 典型小流域范围的界定和地貌分析 |
4.2.1 流域范围的界定和流域特征分析 |
4.2.2 流域坡度分析 |
4.2.3 流域坡向分析 |
4.3 典型流域农林景观的构成要素和配置模式类型 |
4.3.1 农林景观构成要素和分类 |
4.3.2 研究区主要农林景观配置模式类型 |
4.4 典型退耕流域农林景观配置模式现状和特征分析 |
4.4.1 流域农林景观配置模式现状分析 |
4.4.2 流域景观格局特征分析 |
4.4.3 流域景观功能类型特征分析 |
4.5 退耕流域农林景观配置模式变化的驱动因子 |
第五章 陕北黄土丘陵区流域退耕还林综合效应分析 |
5.1 流域退耕还林工程的生态效应分析 |
5.1.1 退耕还林的植被恢复效应分析 |
5.1.2 退耕还林的土壤恢复效应分析 |
5.1.3 退耕还林地水土保持效应 |
5.2 退耕还林工程的社会效应分析 |
5.2.1 农户调查基本资料 |
5.2.2 土地利用结构变化 |
5.2.3 农业生产和粮食安全 |
5.2.4 劳动力转移 |
5.2.5 农户成果维护意愿 |
5.3 退耕还林工程的经济效应分析 |
5.3.1 农民经济收入和支出 |
5.3.2 农村恩格尔系数和基尼系数 |
5.3.3 农林业产值 |
5.3.4 劳动力生产效率 |
第六章 典型流域景观配置模式农业系统可持续性分析 |
6.1 能值分析的步骤和数据处理 |
6.2 能值投入结构分析 |
6.2.1 环境资源能值投入结构 |
6.2.2 外部辅助能值投入结构 |
6.3 能值产出结构分析 |
6.4 典型流域农业系统可持续性分析 |
6.4.1 自然资源水平 |
6.4.2 农业经济资源水平 |
6.4.3 农业社会资源水平 |
6.4.4 系统发展可持续性 |
6.5 流域农业发展模式存在的问题和解决途径 |
6.5.1 农业发展模式存在的问题 |
6.5.2 农业发展模式的提升途径 |
第七章 典型退耕流域农林景观配置模式综合效益评价 |
7.1 综合评价指标体系 |
7.1.1 构建流域综合评价指标体系的必要性 |
7.1.2 评价指标筛选的原则、来源和方法 |
7.1.3 构建综合评价指标体系 |
7.2 评价模型 |
7.2.1 评价指标的权重 |
7.2.2 综合效益评价模型 |
7.2.3 综合评价的等级标准 |
7.3 陕北黄土丘陵区典型退耕流域农林景观配置模式评价 |
7.3.1 评价结果及分析 |
7.3.2 典型退耕流域农林景观配置模式存在的问题 |
第八章 陕北黄土丘陵区典型退耕流域农林景观配置模式优化 |
8.1 陕北黄土丘陵区退耕流域农林景观配置模式整体优化途径 |
8.2 农林复合系统构成要素综合服务功能提升途径 |
8.2.1 生态林地 |
8.2.2 经济林 |
8.2.3 草地 |
8.2.4 农田 |
8.2.5 其他要素 |
8.3 典型退耕流域农林景观配置模式优化方案 |
8.3.1 配置模式优化的原则 |
8.3.2 流域农林景观配置模式优化方案 |
8.3.3 优化前后土地利用类型比较和分析 |
8.3.4 优化后配置模式景观特征分析 |
8.3.5 优化前后农户经济收入分析 |
8.4 优化的配置模式评价 |
8.5 优化配置模式评价结果和分析 |
第九章 小流域退耕还林综合效益评价软件设计 |
9.1 开发综合评价软件的目的和需求分析 |
9.1.1 综合评价软件开发的目的 |
9.1.2 软件的需求分析 |
9.2 综合评价软件的开发原则 |
9.3 综合评价软件的总体框架设计 |
9.3.1 软件的逻辑结构和流程 |
9.3.2 软件的功能模块 |
9.3.3 软件的数据需求 |
9.3.4 软件开发和运行环境 |
9.3.5 软件使用范围 |
9.4 软件的运行界面 |
9.5 软件不足和展望 |
第十章 结论、讨论和创新点 |
10.1 结论 |
10.2 讨论 |
10.3 创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
四、基于GIS的农林复合经营的侵蚀控制模拟研究(论文参考文献)
- [1]基于土壤侵蚀演变的卢旺达水土保持型农业模式研究[D]. 李朝栋. 西北农林科技大学, 2021
- [2]喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术[D]. 何方燕. 贵州师范大学, 2020
- [3]喀斯特石漠化治理生态系统服务功能与优化调控[D]. 陈丽莎. 贵州师范大学, 2020
- [4]喀斯特石漠化山地混农林业工程节水产业技术研究[D]. 倪志扬. 贵州师范大学, 2020
- [5]石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式[D]. 吴清林. 贵州师范大学, 2020
- [6]黄土丘陵区红枣林农林复合系统生态水文过程与模拟研究[D]. 凌强. 西北农林科技大学, 2020
- [7]云南坡耕地质量评价及土壤侵蚀/干旱的影响机制研究[D]. 陈正发. 西南大学, 2019(05)
- [8]典型农林复合生态系统土壤碳库变化及景观格局研究[D]. 曹松龄. 四川农业大学, 2019(07)
- [9]基于生态系统服务的三峡库区森林景观调控研究[D]. 黄春波. 华中农业大学, 2019
- [10]陕北黄土丘陵区典型退耕流域农林景观配置模式综合评价及优化[D]. 邓健. 西北农林科技大学, 2017(10)