景观格局与水土流失研究进展

景观格局与水土流失研究进展


发布日期: 2016-10-31 更新日期: 2016-10-31 编辑:jiping 浏览次数: 3814

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摘要: 景观生态学作为一门应用性极强的学科,其理论与研究方法逐渐被应用于其它领域。近年来,土壤侵蚀时空变异的研究已经成为国内外的研究热点之一。就水土流失来说,在以前的研究中侧重于从坡面尺度上找出水土流失的发生机制,但水土流失是一个多尺度空间上多因子共同作用的结果,要研...

景观生态学作为一门应用性极强的学科,其理论与研究方法逐渐被应用于其它领域。近年来,土壤侵蚀时空变异的研究已经成为国内外的研究热点之一。就水土流失来说,在以前的研究中侧重于从坡面尺度上找出水土流失的发生机制,但水土流失是一个多尺度空间上多因子共同作用的结果,要研究水土流失,不仅仅要研究水土流失对土壤理化性质及养分流失的影响,而且要研究影响水土流失的众多因素。仅是从土壤这一个方面是无法解决的,必须从景观的角度入手,研究多因子如植被结构、覆盖度、土地利用、母岩类型、坡度、工程措施等方面来综合考虑,同时也应从样方、样地到景观利用GIS来研究这些措施。

孟庆华、傅伯杰等人认为,土壤侵蚀是山区和丘陵地区影响景观格局和土壤养分流动的重要过程之一,他们采用SCS (Strategic Cyclical Scaling)范式,评价了黄土高原地区景观格局与土壤养分流动的关系,发现不合理的土地利用导致的土壤性质变异可以通过“级联效应”对景观格局产生影响,通过影响景观格局变化进而影响水土流失。因此,人类不合理的土地利用所导致的不合理的景观格局是水土流失发生的主要原因。水土流失是一个复杂的过程,应从系统水平进行研究,小区实验的结果不能应用在大尺度的土地管理中,通过调整土地利用格局,可以起到减少径流和保持土壤的目的。 傅伯杰、陈利顶、邱扬等人还将景观生态学运用于土壤学,认为上壤学的研究离不开景观生态学观点的指导。讨论了土地利用、土壤侵蚀、土壤面源污染等研究的景观生态学本质,从理论与实践上指出了景观生态学原理对土壤学研究的意义。并且还发现,土壤侵蚀时空变异是多重尺度上的土地利用、气象、地形、土壤、人为活动等多因子综合作用的结果。

土壤侵蚀是一个复杂的时空过程,如果气象条件相同,那么土地利用的类型组成,空间配置等土地利用格局特征就成为土壤侵蚀的主控因子之一。虽然优化土地利用格局能够有效地降低立地尺度上的土壤侵蚀强度,可以提高上壤侵蚀的空间变异性,降低土壤侵蚀危险的空间聚集度,还可以有效地消弱甚至逆转地形对土壤侵蚀强度的影响,但尺度不同,土地利用与水土流失的机制也不尽相同。

土地利用结构与生态过程的研究还需要注重大尺度和多尺度上的综合研究 王晗生等人从景观生态的角度全面认识和探讨了流域的产沙机制,认为流域土壤侵蚀状况是由农、林、草地等生态系统之间产流与拦蓄两种作用相互影响的结果,其中作为地表径流滞纳区的林草植被斑块起重要作用。根据其对黄土高原小流域进行的研究,发现农田、林地、草地等景观要素的配置与坡地的土壤侵蚀以及河流流况有密切的关系。对于黄土高原而言,景观基质为农地,植被的防蚀作用还取决于基质中或者包括农地在内的广义上的各种植被斑块的形状、大小、数目、类型、空间分布格局,还有未列入林草覆盖率计算的一些植被斑块(如牧荒坡或疏林地等)也有一定的水土保持作用。一般地,集中连片或均匀分布的植被防蚀效果要比小斑块分散分布的好,防蚀景观结构性质可以由景观多样性、优势度、斑块密度、形状指数等景观格局指数来表征。 倪晋仁、李英奎基于土地利用结构动态变化对水土流失的变化趋势进行研究,采用相关区域的土地利用结构特征指标定量反映土地利用结构对区域水土流失的的综合影响,结果表明上地利用结构可以有效地用来评估区域土壤侵蚀。国外的有关研究也认为景观结构或者说是不同的土地利用单元组成对侵蚀和沉积有重要影响,水分和养分在生物中的循环与景观结构的特征具有密切关系。

合理的景观结构将有利于水分和养分的循环,从而提高生物的生产力和改善区域生态环境问题,而不适宜的景观结构可以导致水分和养分循环失调,带来水上流失等生态环境问题。但目前的侵蚀模型更多地强调水土流失随时间的程度变化,而并非空间上景观异质性对水土流失的影响。因此,综合国内外的各项研究结果,景观空间格局与水土流失有着密切的联系,景观格局是水土流失的一个主控因子。目前,这方面的研究处于起步阶段,有待于进一步深入。此项工作的开展既要借助于水土流失的基础研究,又要依赖于景观生态学的理论与方法,还涉及到气象学、土壤学、地质学、地貌学、水文学等学科,因此具有多学科交叉性和综合性。

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