北方农牧交错带退耕还林还草经济政策优化调控

退耕还林还草作为北方农牧交错带生态重建的切入点,在实际操作中也不可避免地存在一定的问题。文章对当前退耕还林还草的社会经济特征、政策安排、协调机制及制约因素进行了分析。提出:区域粮食适度自给定位、部门协调机制创新、产权制度改革、区域产业专业化分工、适度生态移民及建立生态补偿机制为进行政策优化调控的主要途径。     

关于宁、蒙、陕农牧交错带重点地区退耕还林(草)工程实施情况与建议

阐述了农牧交错带生态环境退化和恶化的原因,除了气候条件等自然因素外,主要是由于人类过度开垦、放牧、采挖等一系列不合理经济活动破坏生态环境引起的。目前正在实施的退耕还林(草)工程正是针对这一地区生态退化和恶化而采取的加强生态保护和建设的重大举措。工程实施两年多以来,进展顺利,已取得了重要成就,局部地区生态有了明显改善。并且,根据该区自然特点,灾害状况,以及恢复这一地区生态屏障的作用,提出有关该区的经营方向,扩大退耕还林(草),退牧还草的一些建议。     

退耕还林(草)、封山禁牧对传统农牧业的冲击与对策--以北方农牧交错带的皇甫川流域为例

在皇甫川流域生态及自然地理综合调查的基础上,同步进行了退耕还林(草)、封山禁牧等政策运行情况和农户生产、生活情况的调查。在农户调查数据的基础上,通过皇甫川流域农业现状的相关矩阵分析,研究了当地农牧业在生态和经济上的不合理性,以及面对冲击发展草产业、推行圈养舍饲的必要性与对策。     

中国北方农牧交错带土地利用变化驱动力的尺度效应分析

“可塑性面积单元问题”是对面积数据进行空间统计分析时不可回避的问题。该文以我国北方农牧交错带土地利用变化驱动力研究为契机,探讨了由于“可塑性面积单元问题”的存在而导致的土地利用变化驱动力研究中的尺度效应问题。通过构建土地利用变化驱动力模型,探究了20世纪80年代以来我国北方农牧交错带土地利用变化的驱动机制。研究表明,反映驱动因子与土地利用变化(耕地扩张与草地收缩)关系的Exponent Beta系数随研究尺度的变化而发生显著变化,反映了在研究土地利用驱动力时进行多尺度分析的必要性。     

中国北方农牧交错带风水蚀复合区的粮食与退耕还林(草)问题

中国北方农牧交错带风水蚀复合区是一个非常特殊的生态脆弱区,通过对该类型区60个典型县域的实地考察和统计资料分析表明：①该类型区的人均粮食产量自给有余,但粮食单产较低,较高的人均粮食产量是以扩大耕地面积,牺牲生态为代价的,今后粮食增产的主要潜力重点应放在提高水浇地单产上。②从区域和国家生态安全角度考虑,该类型区不适宜大规模开垦耕地,而应在粮食自给的基础上逐渐转变为以牧为主的发展方向,退耕还林(草)正是实现这一重要转变的最有效途径和措施。③农户调查结果表明,退耕对农户粮食产量和家庭经济收入的影响不大,大部分农户能够自觉接受退耕还林(草)政策,但目前正处于相持阶段,仍需要国家给予适当经济补偿。因此,该类型区的退耕还林(草)工程不但不能压缩,而且应该进一步扩大规模,加大投资力度。     

退耕还林还草工程对中国北方农牧交错区土地利用/覆被变化的影响——以科尔沁左翼后旗为例

以北方农牧交错区-科尔沁左翼后旗为例,利用卫星遥感技术获取1980~2010年土地利用/覆被信息,通过统计模型重建土地利用/覆被及景观格局变化过程,综合评价二者动态及退耕还林还草等生态恢复工程的影响。研究区土地整体处于准平衡态势,各地类双向转换较频繁;耕地与草地的变化对区域土地利用/覆被及景观格局变化起支配作用;退耕还林还草等生态恢复工程逆转了天然植被(包括草地与林地)整体减少及耕地与未利用地增加的局面,使各景观破碎化程度有所缓解,这可能有利于生态环境的改善。     

气候变化与土地利用/覆被变化对中国北方农牧交错带水资源影响研究进展

中国北方农牧交错带对全球变化响应敏感,研究气候变化及土地利用/覆被变化（LUCC）背景下北方农牧交错带水资源问题,对变化环境下生态脆弱区的水资源利用与管理具有重要意义。通过对北方农牧交错带气候与LUCC演变特征及其对水资源影响等方面的综合研究,总结得出：（1） 近几十年,该地区气候呈暖干化趋势,气温升高速率与降水减少速率均高于全球平均水平。（2） LUCC以农牧相互转化为主,土地利用结构未发生明显变化。（3） 该地区流域径流、地下水位与气温负相关,与降水量正相关,且降水作用更明显;近几十年来,LUCC成为影响该地区生态水文过程的主导因素,对水资源影响的贡献率越来越大。同时,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需重点加强的研究方向。     

北方农牧交错带生态系统服务价值测算及变化

基于1986年和2000年北方农牧交错带生态系统类型、NPP和植被覆盖度的分布,利用遥感和GIS技术,结合生态经济学方法,测算了北方农牧交错带生态系统服务功能的经济价值及动态变化.结果表明:(1)在生态系统服务价值的构成中,草地、农田和森林的贡献率最大;(2)从单位面积价值看,森林和灌丛服务功能的单位面积价值最高;(3)在水平分布上,生态系统服务价值的区域差异明显,其分布受气候和人类活动影响较大;在垂直分布上,地形因子对生态系统服务价值的影响较大,人类活动影响微弱;(4)1986-2000年间,各个生态系统服务功能的价值及其总价值都在下降,单位面积价值的最大值由东北向西南方向移动到交错带的中部.     

北方农牧交错带土地利用变化 及其生态环境效应 ——以陕北榆林市为例

基于1985~2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市土地利用变化及其区域生态环境效应进行定量分析。结果表明：1985~2000年,榆林市土地利用变化区域差异明显,土地利用变化多分布在北部风沙滩地区,表明这些地区的土地利用变化过程相对活跃。生态环境质量总体上得到改善,但局部地区恶化也相当严重,且在县级尺度上表现出明显的区域分异特征。在大的区域尺度上北部风沙滩地区的生态环境质量的改善程度强于南部丘陵沟壑区。导致生态环境变化(改善和退化)的主导因素是林地、草地与其它土地利用/土地覆盖类型之间的转变,其中治沙种草与防护林体系建设对该市生态环境质量改善的贡献率最高,达到74.8%。     

中国北方农牧交错带土地利用空间优化布局的动态模拟

合理、最优的土地利用方案涉及到影响土地利用变化的诸多因素,引起了目前学术界的广泛关注与重视。 本文利用CLUE- S 模型的理论框架,构建了中国北方农牧交错带土地利用空间优化布局模拟模型,通过对中国北 方农牧交错带土地利用变化的情景设置,实现了六种土地利用变化分配模式下的空间优化布局。研究表明,中国北 方农牧交错带在不同的分配模式下,各用地类型间的竞争导致区域土地利用类型之间的转移差异较大。经过空间 优化的土地利用空间分布和土地利用现状相比较,耕地和草地更加集中,从不同分配模式的空间分布比较中可以 看出,进行土地利用空间分配时,土地利用变化的敏感地带位于东北部地区和西部地区,东北部地区主要表现为林 地转化为耕地,在西北地区,主要是草地和耕地之间的相互转化,而在广大的中部地区,则主要是耕地转化为草地。     

Ecosystem carbon storage under different scenarios of land use change in Qihe catchment,China

Regional land use change is the main cause of the ecosystem carbon storage changes by affecting emission and sink process.However,there has been little research on the influence of land use changes for ecosystem carbon storage at both temporal and spatial scales.For this study,the Qihe catchment in the southern part of the Taihang Mountains was taken as an example;its land use change from 2005 to 2015 was analyzed,the Markov-CLUE-S composite model was used to predict land use patterns in 2025 under natural growth,cultivated land protection and ecological conservation scenario,and the land use data were used to evaluate ecosystem carbon storage under different scenarios for the recent 10-year interval and the future based on the carbon storage module of the In VEST model.The results show the following:(1) the ecosystem carbon storage and average carbon density of Qihe catchment were 3.16×107 t and 141.9 t/ha,respectively,and decreased by 0.07×107 t and 2.89 t/ha in the decade evaluated.(2) During 2005–2015,carbon density mainly decreased in low altitude areas.For high altitude area,regions with increased carbon density comprised a similar percentage to regions with decreased carbon density.The significant increase of the construction areas in the middle and lower reaches of Qihe and the degradation of upper reach woodland were core reasons for carbon density decrease.(3) For 2015–2025,under natural growth scenario,carbon storage and carbon density also significantly decrease,mainly due to the decrease of carbon sequestration capacity in low altitude areas;under cultivated land protection scenario,the decrease of carbon storage and carbon density will slow down,mainly due to the increase of carbon sequestration capacity in low altitude areas;under ecological conservation scenario,carbon storage and carbon density significantly increase and reach 3.19×107 t and 143.26 t/ha,respectively,mainly in regions above 1100 m in altitude.Ecological conservation scenario can enhance carbon sequestration capacity but cannot effectively control the reduction of cultivated land areas.Thus,land use planning of research areas should consider both ecological conservation and cultivated land protection scenarios to increase carbon sink and ensure the cultivated land quality and food safety.     

Development of quantitative methods for detecting climate contributions to boundary shifts in farming-pastoral ecotone of northern China

The quantitative effect of climate change on fragile regions has been a hot topic in the field of responses to climate change. Previous studies have qualitatively documented the impacts of climate change on boundary shifts in the farming-pastoral ecotone (FPE); however, the quantitative methods for detecting climate contributions remain relatively limited. Based on long-term data of meteorological stations and interpretations of land use since 1970, climate and land use boundaries of the 1970s, 1980s, 1990s and 2000s were delineated. To detect climate contributions to the FPE boundary shifts, we developed two quantitative methods to explore the spatial-temporal pattern of climate and land use boundary at the east-west (or south-north) (FishNet method) and transect directions (Digital Shoreline Analysis System, DSAS method). The results indicated that significant differences were exhibited in climate boundaries, land use boundaries, as well as climate contributions in different regions during different periods. The northwest FPE had smaller variations, while the northeast FPE had greater shifts. In the northwest part of the southeast fringe of the Greater Hinggan Mountains and the Inner Mongolian Plateau, the shifts of climate boundaries were significantly related to the land use boundaries. The climate contributions at an east-west direction ranged from 10.7% to 44.4%, and those at a south-north direction varied from 4.7% to 55.9%. The majority of the results from the DSAS were consistent with those from the FishNet. The DSAS method is more accurate and suitable for precise detection at a small scale, whereas the FishNet method is simple to conduct statistical analysis rapidly and directly at a large scale. Our research will be helpful to adapt to climate change, to develop the productive potential, as well as to protect the environment of the FPE in northern China.     

气候变化对北方农牧交错带界线变迁影响的定量探测方法研究

气候对北方农牧交错带界线变迁的定量影响是目前生态脆弱敏感区对气候变化响应领域的研究热点问题。前人已在气候变化对农牧交错带界线的定性影响方面有较为深刻的认识,但仍缺乏在时间和空间上对气候贡献率进行有针对性的定量辨识。本文利用1970年以来长时间序列的国家气象站点数据和土地利用遥感解译数据,分别提取了基于气候要素和土地利用的20世纪70年代、80年代、90年代和21世纪前10年4个时期的北方农牧交错带界线,通过垂直和水平方向变动探测方法（FishNet）和界线变迁方向变动探测方法（DSAS）对气候界线与土地利用界线的时空变化进行探测,定量分析了不同时期气候对农牧交错带界线变迁影响的贡献率。结果表明,气候与土地利用界线空间分布格局及气候贡献率在不同时期、不同区域差异较大,在西北地区变幅最小,东北地区变幅最大。在大兴安岭东南缘农田控制水源涵养生态功能区西北段以及内蒙古高原东南缘农、林、牧业生态—生产功能区西北段,气候与土地利用界线空间耦合关系最为密切,在该地区基于FishNet方法下水平方向上气候贡献率达10.7%~44.4%,垂直方向上达4.7%~55.9%;基于DSAS方法下气候贡献率为1.1%~16.8%。两种方法探测结果大部分趋于一致,但DSAS方法精度高,适用于小范围精确探测;FishNet方法更简单,适用于精度要求不高、快速直观的统计分析。本研究可为北方农牧交错带内农牧业生产适应气候变化、合理开发土地生产潜力、保护农牧交错带区内生态环境提供科学依据和指导。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

农牧交错区农村居民点土地利用形态演变——以内蒙古自治区阿鲁科尔沁旗为例

以农牧交错区的阿鲁科尔沁旗为例,选取7个典型村,运用参与式农村评估(PRA)、GIS与遥感技术相结合的方法,探讨农牧交错区农村居民点土地利用形态特征及其与农牧户生计的关系。结果表明：①半农半牧型农村居民点由纯牧型农村居民点演变而来。人口增加导致人地矛盾突出和草原开垦耕种,农牧户生计策略转为畜牧业和种植业结合,农村居民点向半农半牧型转变;②半农半牧型农村居民点内部用地类型逐渐多样化。从改革开放前居民点内部以农村宅基地占主导,到改革开放后居民点内部公共设施用地、商服用地、工矿仓储用地迅速扩大;③由于农牧户生计活动的多样化和非农化,农村宅基地内部不但包括居住用地(住房),还包括生产性用地和生产辅助性用地（如牲畜的棚圈、菜园和粮草仓库等）。研究认为,半农半牧型农村居民点人均居民点用地和户均宅基地都远大于国家规定的用地标准,是与半农半牧的生产方式和生计需求紧密相关的。     

Rural sustainability under threat in Zimbabwe – Simulation of future land use/cover changes in the Bindura district based on the Markov-cellular automata model

Spatially explicit land use/cover models are indispensable for sustainable rural land use planning, particularly in southern African countries that are experiencing rapid land use/cover changes. Using Zimbabwe as an example, we simulated future land use/cover changes up to 2030 based on a Markov-cellular automata model that integrates Markovian transition probabilities computed from satellite-derived land use/cover maps and a cellular automata spatial filter. A multicriteria evaluation (MCE) procedure was used to generate transition potential maps from biophysical and socioeconomic data. Dynamic adjustments of transition probabilities and transition potential map thresholds were implemented in the Markov-cellular automata model through a multi-objective land allocation (MOLA) procedure. Using the normalised transition probabilities, the Markov-cellular automata model simulated future land use/cover changes (up to 2030) under the 2000 calibration scenario, predicting a continuing downward trend in woodland areas and an upward trend in bareland areas. Future land use/cover simulations indicated that if the current land use/cover trends continue in the study area without holistic sustainable development measures, severe land degradation will ensue.     

2000—2020年中国荒漠化潜在发生范围区林草覆被时空变化特征

干旱地区林草植被生长动态变化是研究荒漠化形成发展和演变过程的重要依据。本文基于改进方向性像元二分模型构建的2000—2020年中国荒漠化潜在发生范围区（PEDC）年植被覆盖度数据集,采用Sen+Mann-Kendall时间序列趋势变化检测方法,分析了2000—2020年PEDC,特别是林草覆盖区的植被生长状况时空变化特征。研究结果表明：① 2000—2020年,PEDC平均植被覆盖度为0.284,改进的植被覆盖度估算结果能够较好地反映研究区植被覆盖状况,估算精度为86.98%。PEDC植被生长状况不断趋好,其中干旱区表现最为突出,显著增加区域达到了48%,而亚湿润干旱区平均增长量最大为0.1。② 林草生态恢复工程措施效果显著,但植被恢复是个长期缓慢的过程,特别是林草面积的恢复。2000—2010年林草面积增加较少（0.002%）;2010—2020年增加较多（0.371%）。③ 2000—2020年PEDC林地植被改善最明显,草地则较为稳定,植被覆盖度显著性增加区域分别为76.4%和71.8%。其中林地植被覆盖度在亚湿润干旱区增长量最大为0.15,而整个研究区草地增长了0.06。本文更深入地掌握PEDC林草覆盖区长时间序列植被生长状况,为进一步制定和实施各项生态工程提供重要信息参考。     

生态恢复背景下陕甘宁地区NPP变化及其固碳释氧价值

基于MODIS NPP(植被净初级生产力)数据,利用线性趋势法、ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis)及固碳释氧价值模型,探讨2000-2012年生态恢复背景下陕甘宁地区NPP变化及其原因,并评估NPP变化的固碳释氧价值。结果表明:(1)2000-2012年,陕甘宁地区NPP年增长率为4.3%,总体呈现阶段性增长趋势,其中有两次持续增长期;(2)陕甘宁地区NPP受水热格局影响显著,整体呈现东南高、西北低空间分布特征,空间集聚显著,但研究期内集聚水平呈下降态势,与退耕还林还草工程由前期的局部试点向后期的全区扩散相互印证;(3)陕甘宁地区NPP增长趋势是人类活动和气候因素共同作用的结果,其中人类活动为主要驱动因素,尤其是退耕还林还草工程的实施;④生态恢复背景下,陕甘宁地区植被固碳量累计增加1.06×10⁷ t,释氧量累计增加2.7×10⁷ t,固碳释氧价值累计增加9.34×10¹⁰元。生态恢复创造效益比较明显。     

干旱区典型流域近30年土地利用/土地覆被变化的分形特征分析——以玛纳斯河流域为例

利用1976、1989、2005年三期遥感影像,运用GIS和分形理论研究干旱区典型流域——玛纳斯河流域近30年的土地利用/土地覆被变化的复杂性和稳定性。结果表明:玛纳斯河流域各时段的土地利用/土地覆被类型分布具有分形结构,土地利用/土地覆被类型形状复杂性和斑块的稳定性波动变化,1976、1989、2005年三时期的各种土地利用/土地覆被类型总平均分维值分别为1.394 0、1.363 4和1.389 9。总平均稳定性指数分别为0.606 0、0.636 6、0.610 1。三期土地利用/覆被类型平均稳定性排序为:沙地>未利用土地>居民点工矿用地>水域>林地>草地>耕地>盐碱地。耕地、林地、草地、盐碱地稳定性相对较差。通过对流域土地利用/土地覆被类型变化复杂性和稳定性的研究,可以为政府协调水土开发和调整土地利用结构提供支持。     

Estimation and analysis of the ratio of transpiration to evapotranspiration in forest ecosystems along the North-South Transect of East China

Journal of Geographical Sciences - The ratio of transpiration to evapotranspiration (T/ET) is a key parameter for quantifying water use efficiency of ecosystems and understanding the interaction...