丰文庆
西安地质矿产勘查开发院有限公司 陕西 西安 710100
摘要:流域作为一个完整的自然地理单位,在水土保持、人类生活和可持续经济发展方面发挥着重要作用。由于重力作用和不同类型土地和地貌之间的密切联系,水流汇聚,地形、土壤、植被和其他因素等基本因素可能对流域物理、化学和生物过程的演变产生重大影响。近年来,大量研究表明,流域的土地利用和景观发生了巨大变化。了解流域土地利用和景观的变化对于综合规划和管理流域景观至关重要。近年来,许多研究人员对流域土地利用和景观的变化进行了大量的实际研究,但仍缺乏理论综合研究和全面系统化研究。在查阅了大量相关研究成果的基础上,本文将流域作为研究单元,系统地总结和概述了目前流域土地利用和景观格局之间的关系,通过研究为今后的理论和实践可提供一些参考。
关键词:土地整治背景;流域土地利用变化;形式现状;发展研究;
前言
目前,土地整治规划的重点是通过技术和制度的创新,规划高标准基本农田建设、城乡发展、现代农业、美丽乡村、生态文明等对土地进行综合整治,统筹“山水林田湖草”协调发展。
1土地利用与土地利用变化
1.1土地利用
土地利用是一个古老而年轻的研究领域,是为一定经济或社会目的而开展的一系列与土地有关的生物和技术活动,包括短期、长期或定期的土地管理。从严格意义上讲,土地利用是指人类强加于土地的所有相关活动。土地利用是为经济和社会目的开展的一系列生物和技术活动,可实现长期或循环土地管理。这也是一个复杂的自然和经济土地繁殖过程,是人类干预的一部分,既受到自然条件的影响,也受到社会经济和技术条件的影响。因此,土地利用是一种生产活动或一种人参与土地利用的管理过程。它还强调了土地利用的诸多方面:包括土地的自然、社会、经济和环境特征。换句话说,土地利用是一个自然、社会、经济和生态恢复进程,以土地资源属性为目标,是一个深入开发和综合利用这些属性的进程。目前,土地利用在全球变化研究中具有新的意义。
1.2土地利用系统
地球是人类自然生产和社会经济繁衍的载体。土地利用制度是一个非常复杂的制度。虽然目前的土地利用系统理论还不完善,但土地利用系统的特点和功能在许多方面与生态系统相似。人类社会经济活动的干预有助于土地高效利用,以提高自然生产力,同时创新社会生产力,以建立一个全面的土地生产力系统,即一个典型的自然、经济和社会综合系统。
1.3流域土地利用变化模拟预测
近年来,利用地理信息系统、遥感信息技术的综合数学建模和情景分析应用,预测和模拟了流域的土地利用变化。例如:渤海地区2000年至2010年期间的土地利用变化研究是使用Java语言,使用蚁群算法和agent模型,利用RepastJ计算机平台进行模拟的;2008年对滇池土地利用变化研究是结合cytokin-Markov模型解释、1990-1999年期间的遥感图像,使用地理信息系统多标准评估方法模拟和预测的;而青海省湘水流域和甘肃省天水市罗玉沟流域土地利用的空间分布情况是利用clues模型模拟,通过预测尺度和粒度研究,并采用最佳空间尺度应用于模型研究的。
2流域土地利用和景观格局变化的环境影响
2.1对流域径流量的影响
土地利用和景观的变化将对流域的净流量产生重大影响。土地利用的变化可能会改变流域的基本条件,从而改变流域的水文条件,而景观的变化可能会影响流域的水文过程。此外,由于流域的区域特点,对流域水文过程的影响因地区而异。许多研究人员通过直接观察和模拟进行了研究,相关分析表明,流域种植面积的扩大对年流量的减少产生了重大影响,其贡献在77%至80%之间。如:采用长期水文影响模型(L-THIA)模拟了太湖流域土地利用变化对2001年至2010年径流的影响。
裸露的土壤、海滩和水体面积的增加是径流变化的主要因素之一,由于土地利用的变化,年平均流量增加9.4%。径流的变化还与气候等自然因素有关,这些因素对径流产生不同的影响。根据一个水平衡模型和一个单独的评估方法对气候因素和土地利用变化对径流的影响进行的研究表明,气候因素占径流变化的33.1%,土地利用变化占径流变化的66.9%。
2.2对流域水质的影响
由于流域内有大量的水资源,而不同类型的土地利用方式与水资源存在密切联,而由景观决定的源景观和空间分布可以调节流域内水资源和污染物的分布。在现有研究的基础上,可以得出结论认为,可耕地面积的增加将对流域水量水质的恶化产生重大影响。此外,根据研究结果与选定的空间和时间维度不同,景观指数与水质指数之间的相互关系程度因流域的水时期而异,流域土地利用变化引起的水质变化将对环境产生其他影响。如钱塘江中游流域,研究指出,人类活动造成的土地利用变化导致当地水道环境因素发生变化,生活环境和水质恶化,水生昆虫群落功能多样性也发生较大变化。
2.3对流域土壤的影响
流域土地利用的变化可能对土壤侵蚀、肥力、盐度以及碳捕获和储存过程产生重大影响。例如,在鄱阳湖流域,不同类型的土地转换对鄱阳湖流域土壤侵蚀的影响是通过重叠土地利用数据和土地利用侵蚀数据确定的,从有机碳的角度研究了纳罗托盆地的利用趋势。目前,景观变化对土壤影响的研究主要侧重于土壤侵蚀量,这表明景观变化可能影响土壤侵蚀过程,从而影响土壤侵蚀程度。
2.4对流域水土流失的影响
目前,在关于土地利用和植被变化对水文过程的影响研究中,水文过程数据主要是来自长期观测的连续数据,而土地利用数据则是定期观测数据。在统计分析中使用各种趋势分析和回归调整方法是研究土地利用对水文过程影响的常用方法。例如,1958年至1980年的流动过程与降雨过程密切相关,自1980年以来,流动过程越来越不同于降雨过程,为此,根据1958年至1980年流域下游径流沉积物迁移观测数据和同期平均降雨量观测数据,对调整的重要性和误差进行了分析,并建立了一个模拟沉积物迁移过程的模型。这些模型用于在1980年以后不改变土地利用和降雨的情况,分别评估降雨变化和表面性质变化对流动和侵蚀过程的影响。利用SPSS8.0统计分析软件,分析了土壤侵蚀对耕地变化的相关性和反应。
2.5对流域环境的影响
1977年以后的黄土高原流域,随着流域农村土地改革的进行和流域社会经济的发展,流域各类土地利用/植被格局都发生了巨大变化。1990年,耕地面积达到了流域总面积的32.61%,13年间因土地开发等原因增加了76.37%;而主要分布于流域中上游山区的各类林地(有林地、灌丛地和疏林地),分别减少到流域总面积的 13.17%、6.53%和7.54%;高、中、低密度草地分别占到流域总面积的10.40%、14.40%和8.29%。20世纪90年代以后,由于流域社会经济的发展和退耕还林等政策的变化,2000年耕地面积缩减到流域总面积的23.70%;有林地面积有所增加,疏林地面积持续减少,而高、中、低密度草地均有少幅增长;另外,由于流域经济社会和工矿业(煤矿业)的发展,居住工矿用地增加到流域总面积的6.38%。
结束语
综上,本文总结了关于流域土地利用变化及其决定因素,并以流域为研究单位;然后从理论上总结和分析了土地利用和景观变化对环境的影响。研究认为,应加强理论研究成果在实际整治过程中的应用,以便优化流域土地综合整治的合理实施,优化流域土地利用方式,协调“山水林田湖草”发展,促进生态、经济和协共存。
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