土地利用变化及生态农业模式比较研究——以黄土高原六盘山区与闽东南厦门市为例

摘要

六盘山位于黄土高原中西部，地处宁夏南部，是我国三大阶梯地形和植物地理的一条重要分界线。六盘山自然保护区建于1982年，是一处以保护黄土高原地区暖温带山地森林生态系统为主要目的的自然保护区，1988年被批准为国家级自然保护区，其面积67 300 ha，为温带森林草原地带，山上分布着大面积的落叶阔叶林，是黄土高原重要的水源涵养林区之一，山间有60多条河流与小溪，年径流量达2.53亿m3,年径流模数20.5万m3/km2,是泾河、清水河等黄河支流的发源地。六盘山同时还是我国湿润区到干旱区过度带的一座山地，并且也是多种植物区系成分的交汇地，生物多样性丰富。2005年宁夏自治区人民政府将六盘山及其周边地区规划为大六盘生态经济圈，以此建设西部生态屏障，促进宁夏南部山区经济社会发展。 为了探索大六盘生态经济圈发展趋势与模式，在三期遥感信息分析处理和野外调查的基础上，运用地学信息图谱与时空变化模型对该区土地利用/覆被变化(LUCC)进行了分析研究，建立了土地利用变化信息系统。合理利用土地，保护生态环境，是当前国际上普遍关注的重点和难点问题，为此，对三个不同地区及国家的，以合理利用水土资源为特征的生态农业模式进行了比较研究，即上黄生态农业模式(ASCF)—“黄土高原农牧果沼生态家园”模式、闽东南低山丘陵地区生态农业模式(UCCO)—“闽东南联户农果生态家园”模式和日本“美多利”(MIDORI) ─“水土生态家园”模式。通过研究分析其共同性与差异性，以及各个模式的发展阶段与经验，为大六盘生态经济圈可持续发展提出科学依据与途径，取得以下研究成果与进展： (1)运用地学信息图谱与模型对土地利用变化过程与特征进行研究，认为土地利用不合理、土地生产力低是本区生态环境恶化和贫困化的重要原因。 研究集成遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、地学信息图谱以及空间建模等方法，选择1990至2000年间三期Landsat TM影像解译的土地利用/土地覆被数据，对位于黄土高原六盘山区土地利用/土地覆被变化及其区域生态环境效应进行定量分析，剖析耕地的驱动因素，揭示生态贫困的原因，预测其发展变化趋势，阐述其对生态环境的影响。研究结果表明，1990年至2000年这十年间，六盘山区土地利用内部结构不合理以及农林牧用地的比重失调。耕地增长很快，达44185.53 ha，而草地减少突出，为54025.22 ha。随着该区不合理的土地利用变化，土壤侵蚀逐步加剧。图谱反映出土壤侵蚀面积呈扩大趋势，比例不断攀升。中、低覆盖度草地以及旱地侵蚀强度均较大，是水土流失的主要来源区。就驱动力而言，土地利用变化主要受到人口、经济、技术以及政策的影响。耕地变化则主要受总人口数量、经济(农民的富裕程度)以及技术状况(农业机械化状况、灌溉、施肥水平)所驱动。从土地利用变化趋势上看，在保持与1990到2000年土地政策没有大改变的情况下，耕地的面积和比重均将大幅度增加，而城市居民点工矿用地则将不断扩张。从环境效应上看，从1990至2000年的十年间，耕地、林地以及草地的最适宜面积与比例均减小，而不适宜的面积与比例则增加。草地转化为耕地过程中，被转化为不适宜与勉强适宜的耕地面积比例达86％。尽管这段时期归一化差异植被覆盖指数NDVI值部分趋于升高，优良植被覆盖状况部分有所恢复与改善，但从数量上植被覆盖状况较差的比例却占80％以上，林草覆盖度下降，而坡耕地面积与比例也逐渐增大。 (2)同时段对比分析六盘山区与厦门市土地利用变化及其驱动力，发现二者处于不同的土地利用发展阶段，而人口都是驱动土地利用变化的重要因子。 六盘山区与厦门市LUCC比较，前者处于经济发展的初始阶段，土地利用程度较低，后者则处于工业化阶段的后期，经济增长方式出现重大变化，土地利用程度较高。从人口对六盘山区与厦门市LUCC驱动比较中发现，耕地分布都主要集中在人口密度中等至较高的区域(>20人/km2)，但是变化方向却不一致，六盘山区人口增加，对耕地需求也增大，开垦耕地随之增加。而厦门市耕地主要分布在人口密集的村镇周围，同时，随着人口增加，占用了大量耕地，使耕地面积减小。六盘山区林地净增长最大的主要发生在人口密度中等的地区(20-50人/km2)，在这一范围里，林地分布比例也最高。而厦门市林地则主要分布在人口密度低的(<5人/km2)和高的地区(>100人/km2)两个区间内，减少也发生在这一区域。 (3)对六盘山区、闽东南以及日本生态农业模式进行比较，分析其共同性与差异性，总结不少地方农业经济发展中以破坏生态环境为代价的教训，借鉴日本“美多利”(MIDORI)生态农业模式，走人地和谐，可持续发展道路。 这三种生态农业模式的共同性主要体现为：土地合理利用，质能循环高效转换；生态环境保护优先，水土资源精细利用；农业集约化经营，生产力不断提高；农村经济发展以农户为单元，进行适度规模经营。差异性表现为：发展阶段性不同；发展任务不同；国情和区情不同。这些生态农业模式为合理利用土地和保护生态环境，协调人地关系，走可持续发展的道路，提供了科学依据和发展方向。当前国家实施的“退耕还林还草”补贴政策，为调整农业结构，实现农业劳动力合理有序转移和农村城镇化发展，提供了有利的缓冲时机，尽管前进的道路上还会出现一些困难，但这一趋势是不可逆转的。 (4)针对六盘山区目前存在的生态环境问题，提出了土地可持续利用对策。 六盘山区生态脆弱，水土流失严重，掠夺式的开垦与耕作使地力衰退，土地退化严重，导致“生态贫困”，制约着经济发展。针对以上的生态环境问题，提出控制人口与加快城市化建设、发展宁南特色农业与旅游业、实施生态农业工程体系建设、推广上黄村的“黄土高原农牧果沼生态家园”模式和进行可持续性水资源开发等对策。六盘山区在土地利用与农业发展上需要学习厦门的经验是：通过自身的区域经济比较优势加快经济发展与城市化建设，同时，注重自然资源高效利用，借鉴和吸收具有闽东南特色农业的发展及其实施模式─“联户农果生态家园”模式。而吸取的教训则是在经济发展的同时，防止生态环境破坏，如土壤退化与土地污染等。还须借鉴日本“美多利”(MIDORI)模式生态农业发展模式，尤其是先进的发展理念与农业的多功能性，不断丰富与补充“黄土高原农牧果沼生态家园”模式内涵。 (5)采用集成二次开发方式，利用MapObjects控件及可视化软件(VC ++)开发了六盘山区土地利用变化信息系统，它集成了该区土地利用变化与比较相关数据。该系统具有集中管理与快速查询等特点，为六盘山区生态环境保护、土地资源开发利用等提供决策支持服务。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

第1 章绪论

第2 章六盘山区土地利用条件分析

第3 章基于时空模型的六盘山区土地利用变化分析

第4 章六盘山区土地利用变化图谱分析

第5 章六盘山区耕地变化驱动机制分析

第6 章六盘山区土地利用变化趋势预测

第7 章六盘山区土地利用变化的生态效应评价

第8 章土地利用变化下的土壤侵蚀时空格局演变

第9 章厦门市土地利用变化及驱动因素分析

第10 章六盘山区与厦门市土地利用变化及其驱动力比较

第11 章六盘山区、闽东南及日本生态农业模式比较

第12 章六盘山区土地可持续利用对策

第13 章六盘山区土地利用变化信息系统研制

第14 章结论与展望

参考文献

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