渝西丘陵区基本农田建设景观融合及生态系统服务提升效应研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xjzsdy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基本农田建设能够提高西南地区受地形地貌及人类活动影响所制约的耕地质量。但在建设过程中,因土层扰动而出现部分新整治农田土壤肥力下降、片面追求土地整治的“高标准”而忽视了同整治区的景观融合,成为基本农田建设中急需关注的新问题。本研究选取渝西丘陵区高标准基本农田建设的典型代表区域为研究对象,通过解译获得土地整治前后(2017和2018年)的土地利用类型分布图,采用调查研究、描述性统计分析及地统计学方法,从土壤养分含量空间分布特征对研究区进行了土地整治分区,并提出了不同分区的土地整治措施,进而对基本农田建设后短期内的土壤肥力恢复效应进行了评价。采用土地利用结构优化模型、灰色线性规划模型、最小累积阻力模型,从斑块、廊道对研究区进行景观格局优化和生态功能分区,进而采用层次分析法对高标准基本农田建设前后的景观要素和景观格局进行了评价。最后,采用生态系统服务价值评估法,对景观格局优化和单项生态技术实施后研究区生态系统服务的提升效应进行了分析。以期为基本农田建设的景观融合提供科学依据。主要研究结果如下:1.基于土地整治前各土层土壤有机质空间分布特征划分了土地整治分区,并对土地整治后不同种植模式短期内的土壤培肥效应进行了评价。结果表明:(1)以表层有机质空间自相关分布特征为主,中下层为辅,可将研究区划分为5个土地整治分区:优先整治区、适度整治区、重点整治区、综合整治区和优化调整区,并针对不同分区提出了土地整治措施。(2)基本农田建设后,各土层土壤有机质(Soil organic matter,SOM)和全氮(Total nitrogen,TN)均值范围分别介于13.47-16.88和0.92-1.10 g/kg之间,低于整治前SOM和TN含量且在空间上表现为大范围面积内下降,只有中部和东部小面积区域有所提升,因此土地整治后应针对不同土地利用类型提出培肥措施。(3)水稻各土层的SOM和TN含量均显著高于撂荒地对照(CK)和其它种植模式,成为新整治土壤下短期内能够快速培肥的最优种植模式之一,其次为柠檬间种西瓜。2.采用土地利用结构优化模型对土地利用结构(斑块)进行优化,并通过生态源地、潜在廊道和生态节点识别进行了廊道优化,进而对研究区进行了生态功能区划分。结果表明:(1)采用土地利用结构优化模型对土地利用类型数量进行优化,分别设置只考虑经济效益(情景一)、兼顾经济效益与生态效益(情景二)和只考虑生态效益(情景三)这三个情景,经对比分析确定情景二为首选方案。(2)研究区生态源地数量较少,生态廊道对生态源地之间的连接性较差,且重要生态节点受人类活动的干扰严重,生态信息流传递受阻。因此,应增加源地数量,对现有源地加强保护,减少人类活动的干扰。在生态节点处,应构建路边绿化带,增强现有廊道连通性。同时应增加廊道数量,合理布局生态廊道,构建完整的生态网络体系。根据模拟的潜在生态廊道,提出研究区生态廊道建设规划总体布局为“两纵三横”的空间格局。(3)基于最小累积阻力值将研究区划分为四个生态功能区:生态核心区、生态控制区、生态过渡区和生态可占用区。进一步以生态功能区为主,土地整治分区为辅,结合斑块优化和廊道优化结果,对不同生态功能区采取不同整治措施(如表土剥离与回填、降坡和调整土地利用结构等)。3.分析整治前后土地利用转移矩阵,并通过构建景观要素评价指标体系和景观格局评价指标体系分别对研究区土地利用结构优化前后的景观要素和景观格局进行了评价,在此基础上进行了单项生态措施的空间配置。结果表明:(1)研究区新增果园这一土地利用类型,主要由旱地和水田转移而来,二者分别转移了48.30和23.12 hm~2。此外,为方便果园的生产管理,新增了设施农用地,交通和水利设施用地也略微增加。同时,现有生态源地(乔木林地、河流水面和水库水面)得到有效保护。耕地(旱地、水田)面积的大幅减少和果园面积的大幅增加使得土地利用类型变化程度较大,土地利用结构趋向于简单,优势土地利用类型(果园)对研究区的控制程度越来越高,研究区逐渐从传统农业向多元化农业转型。(2)受高标准基本农田建设中归并田块、降坡、建设道路与沟渠以及新增生态源地等措施的影响,景观要素质量的综合得分提高27.53分。其中,土地平整得分提高最大,为23.55分,其他三个方面分数提高较小,分别为1.10、1.34和1.54分。研究区的农业生产能力得到了进一步的提高,同时在一定程度上改善了区域生态景观水平。(3)高标准基本农田建设后,研究区总斑块数量减少,景观破碎化程度降低,连通度和聚集程度增加,斑块间景观类型较集中,且形状趋于简单,有利于机械化作业。同时景观斑块分布均匀度变大,景观类型趋于多样化。(4)为进一步提高生态系统抗干扰能力及土地整治的生态化水平,促进生态网络规划的均衡布局,基于生态功能区的空间位置,结合各分区的特征及优化需求,构建生态导向型的基本农田景观生态设计及工程技术模式以改善区域生态环境(如生态坡地、生态道路与沟渠和生态水塘)。4.采用生态系统服务价值评价方法,从景观格局变化、单项生态建设实施和综合效应角度对研究区生态系统服务提升效应进行了评价。结果表明:(1)土地利用结构调整后,由于果园的贡献,研究区生态系统服务总价值增加了1147.01万元,变化率为29.4%。单项生态系统服务中除食物生产价值下降了35.0%外,其余生态系统服务类型均表现为增加,其中水资源供给、气候调节和生物多样性增加较多,分别增加了202.9%、171.6%和115.5%。各生态功能区的生态系统服务价值也均提升,生态核心区、生态控制区、生态过渡区和生态可占用区分别提升了7.4%、22.6%、75.1%和60.0%。从空间分布上看,单位面积生态系统服务价值处于高水平及以上的面积占研究区的69.0%,比整治前提高了50.36个百分点,且生态增值区占总面积的54.8%,保育区占总面积的39.1%。(2)单项生态技术(生态坡地、生态道路与沟渠和生态水塘)对生态系统服务价值均有大幅提升,分别提升了456.6%、149.0%和3126.3%。各项措施在保证食物生产和适宜性的前提下,能够获得其他生态系用服务类型价值的增加,取得良好的经济效益和生态效益。(3)高标准基本农田建设后,受景观格局优化措施和单项生态技术措施的影响,研究区生态系统服务总价值共增加1182.35万元,变化率为30.3%。耕地面积的减少与生态源地面积的增加使得食物生产价值下降,但其他价值均增加。各生态功能区的生态系统服务价值也随优化措施的实施而提升,生态核心区、生态控制区、生态过渡区和生态可占用区分别提升了8.1%、23.8%、75.4%和60.6%。可见,研究区的生态化土地整治措施有效提升了研究区整体生态系统服务价值。
其他文献
随着我国经济飞速发展与基础设施建设进一步完善,城市地铁隧道建设工程作为缓解交通拥堵与发展城市经济的主要手段,其修建数量不断增加。然而地铁运行时产生的振动荷载不仅会
施工现场是一项工程从开始施工到竣工结束的主场所,施工现场的管理对于整个工程是否能够顺利进行起到了至关重要的作用,每个施工企业在这一环节都要加大力度。不断提高施工现
利用高温高压养护釜、压力试验机等设备对油井水泥石的应力-应变曲线进行了检测。分析了温度、外加剂对水泥石强度和弹性模量的影响规律,研究了强度与弹性模量关系模型的建立
体育作为学校教育必不可缺的科目发挥着自身的作用。尤其是在教育改革提出了素质教育的口号的情况下.体育教师面临着教学观念、教学方法等的革新和完善的压力。在初中体育教学
金融危机后国内企业杠杆逐步增加,在国有企业中尤其明显。近两年来部分制造领域国有企业负债率保持在70%以上,需求降低的大环境下,企业盈利能力下降,过去债务扩张的副作用显
根据工艺矿物学研究,对含WO30.12%的某大型铋锌铁矿浮选尾矿,采用"中磁磁选-浮选"和"中磁磁选-强磁-浮选"选矿工艺流程进行选别,小型试验结果为两种流程均可获得WO3〉65%的白钨精
随着能源危机和环境问题的加剧,开发生物质资源受到了人们的广泛关注,研究和开发高性能生物基高分子材料成为了研究的主要趋势。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为一种可生物降解的
车用润滑油液的黏度指标是油液监测中的一项关键参数,为判断油品的使用性能提供重要参考信息。国内外现有的黏度测定方法较多,文章主要考察了常用的运动黏度测定方法,从方法
目的探讨头孢曲松钠对糖尿病(DM)急性脑缺血再灌注大鼠细胞凋亡及缺氧诱导因子表达的影响。方法选择100只健康的雄性SD大鼠,腹腔内注射链尿佐菌素、动脉线栓与再灌注从而建立