发布时间：2024-01-10 10:32:28
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的土壤侵蚀概念样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
1 材料与方法
1．1 研究区概况及数据来源
三峡库区是指长江三峡水利枢纽工程175m水位淹没所涉及的湖北省、重庆市20个县（市、区），幅员面积5．8×104 km2，其中重庆段总面积4．62×104 km2，湖段总面积1．18km2。地貌区划为板内隆升蚀余中低山，总体地势西高东低。库区内河谷平坝约占总面积的4．3％，丘陵占21．7％，山地占74％。库区处于中纬度，具有亚热带季风湿润地区的气候特征，整个库区四季分明，冬季微冷，夏季热而多雨。区内热量充足，年平均气温为15～18℃，年降水量为1 000～1 250mm。土壤以紫色砂页岩发育的紫色土和花岗岩发育的黄壤、黄棕壤为主。库区属亚热带常绿、落叶和针阔混交植物区，并混杂其他大陆成分。
1．2 研究方法
研究所用1995—2010年降雨资料来自中国气象科学数据共享服务网；库区90 m分辨率DEM、1∶400万土壤类型及分布数据和植被覆盖类型数据均来自“地球系统科学数据共享平台”；1∶25万土地利用数据来自武汉长江水利委员会长江科学院。目前，关于土壤侵蚀量的计算方法主要有外实地观测法、遥感解译法、模拟模型法［3］。模型模拟方法最具代表的就是Wischneier于20世纪60年代提出的USLE方程，经过2次修正后得到修正的通用土壤流失方程RUSLE［4］，RUSLE与USLE的结构相同，但引入了土壤侵蚀过程的概念，改进了各因子的含义和算法，因而使用范围更加广泛。RUSLE方程较为全面地考虑了土壤侵蚀的影响因素，其基本结构为：
借鉴以往研究经验，考虑数据的获取，采用仅需年降雨量和月降雨量数据的经典雨量型简易算法Wischmeier经验公式［5］计算R值，此时得到的是空间上离散的年降雨侵蚀力，需利用ARC／INFO软件的空间插值功能，采用克里金插值法，将年降雨侵蚀力从点值转换成面值，制作空间上连续的年降雨侵蚀力因子图层。以RUSLE手册中的坡长坡度因子算法为主，兼顾考虑陡坡地坡度因子计算。借鉴王宁对松花湖流域的研究结果及其他成果［6－7］，采用坡长指数的方法计算坡长因子L。土壤侵蚀量对坡度较敏感，RUSLE方程在缓坡地的模拟较准确，通用土壤流失方程允许计算的最大坡度为18％，而研究区域坡度超过18％的土地面积达到40．36％，因此，坡度因子S的计算借鉴刘宝元［9］对9％～55％的陡坡地土壤侵蚀的研究成果。利用ArcGIS软件从90m分辨率的DEM数据中提取三峡库区的坡长、坡度栅格图层，然后根据坡长坡度因子的计算式，利用ArcGIS的空间分析功能，对栅格图层进行计算，得到坡长坡度因子图层。以Sharply等［9－10］的K因子算法为主，参考国内学者对南方紫色土、黄壤、黄棕壤等土壤可蚀性研究成果，最终确定三峡库区不同土壤类型的可侵蚀性因子K值（见表1），并利用ArcGIS的空间分析功能确定三峡库区土壤可蚀性分布图。在不同的侵蚀影响因素下土壤侵蚀情况不同，为了进行比较分析，需要一个综合指标，其大小可以反映各影响因素下土壤受侵蚀的严重程度，可用土壤侵蚀的综合指数（INDEX）［13］来表示，计算公式如下：式中：Wij为第i类第j级的土壤侵蚀强度的分级值；Aij为第i类 第j级 的 土 壤 侵 蚀 强 度 的 面 积比例。
土壤侵蚀强度等级的分级值划分如下：侵蚀中的微度、轻度、中度、强度、极强和剧烈的分级值分别为0、2、4、6、8、10。其分级值越大说明对土壤侵蚀综合指数的贡献也就越大。
2 结果与分析
通过上述方法获得土壤侵蚀模型所需因子的栅格分布图层之后，利用ArcGIS软件的栅格计算功能，按照RUSLE方程，对各因子进行空间图层运算，得到三峡库区1995—2010年年均土壤侵蚀模数分布图，见图1。对三峡库区年均土壤侵蚀状况进行统计分析，结果见表3。
2．1 土壤侵蚀空间及其统计分析
由图1可以看出，三峡库区重庆段的开县、巫溪县、云阳、奉节、巫山以及武隆县，湖北段的兴山县和秭归县土壤侵蚀最严重，局部地区的平均侵蚀模数达到22 139．94t／（km2•a）以上；其次为重庆段的丰都、石柱、万州也较为严重。强度侵蚀面积为4 606．63km2，占总面积的6．52％；有3 440．32km2和2 147．31km2分别属极强侵蚀和剧烈侵蚀，分别占总面积的4．87％和3．04％。分析主要原因是因为这些地区降雨侵蚀力强；地形高差较大；土壤类型以黄壤、黄棕壤、其可蚀性也比较敏感；植被类型以林地、草地为主，水土保持能力低。此外，开县、云阳、奉节、万州等是库区移民搬迁建设工程最为集中的地区，大量人为活动及其农业陡坡旱作，从而导致这些地区土壤侵蚀比较严重。
另外可以看出，微度和轻度的流失面积比例最大，共达到68．57％，面积为48 438．66km2，但其土壤侵蚀量仅为19．45％，水土流失量小。从图1可以看出，三峡库区东部和西部地区土壤侵蚀较轻，这些地区地形起伏小，由降雨造成的侵蚀力弱，虽然这些地区以旱地为主，植被覆盖与水土保持措施因子敏感，但其不是造成土壤侵蚀的主要动力，因此影响较小。中度土壤侵蚀面积达12 003．04km2，占总面积的17％，土壤侵蚀量为库区侵蚀总量的21．88％，这些地区主要受人类不合理活动干扰的影响。
2．2 不同坡度条件下土壤侵蚀分布特征分析
将土壤侵蚀模数图与坡度图进行叠加和统计分析，得到三峡库区不同坡度条件下不同侵蚀强度的数据，进而计算出各个坡度条件下的土壤侵蚀综合指数（表4）。 从表4可以看出，三峡库区土壤侵蚀最严重的区域为坡度大于35°的地区，其侵蚀综合指数为544．14，远大于其他坡度等级，强度以上等级侵蚀面积占该区面积的59．63％，同时该区极强度侵蚀所占的比例较大，达到了11．70％。其次为25°～35°地区，强度以上等级侵蚀面积占到了该区域面积的19．61％，该区中度侵蚀所占的比例最大，达到62．28％。而在坡度小于8°的地区，土壤侵蚀为微度侵蚀和轻度侵蚀，土壤侵蚀综合指数最小，为31．40。通过分析可以看出，侵蚀综合指数随着坡度的增加而增大，随着坡度的增加强度以上侵蚀所占的比例也逐渐增大。
2．3 不同土地利用类型的土壤侵蚀分布特征分析
三峡库区以林地面积最大，占库区总面积的46．71％；其次为旱地，占27．42％；再次为草地和水田，各占12．77％和10．92％。由于水域、居民点及建设用地、裸岩石砾地所占的面积很小，这里不做统计。将三峡库区土地利用现状图与土壤侵蚀空间图进行空间叠加和统计，得到不同土地利用类型下土壤侵蚀情况，然后再计算出土壤侵蚀综合指数，结果见表5。 库区土壤侵蚀严重程度是旱地＞草地＞林地。库区旱地不仅面积所占比例大，其侵蚀综合指数也是最大，达到了450．50，且强度以上等级侵蚀所占的比例也较大，其中强度和极强度侵蚀占旱地总面积的31．06％，剧烈侵蚀占11．12％，是库区需要重点加强水土保持的区域。林地以微度侵蚀与轻度侵蚀为主，占林地总面积的75．38％，中度侵蚀面积占19．99％、强度与极强度侵蚀占4．63％；草地面积占库区总面积的12．77％，强度以上侵蚀占草地总面积的5．57％，其土壤侵蚀也是以轻度和微度侵蚀为主，分别占草地总面积的46．73％和26．47％，中度侵蚀占21．23％，其侵蚀综合指数为212．84。水田以微度侵蚀为主，可以忽略。总的说来，旱地地区土壤侵蚀严重，需重点治理。
2．4 不同土壤类型的土壤侵蚀分布特征分析
由表6知，土壤侵蚀指数最高的是暗黄棕壤和石灰（岩）土，分别是300．58和291．32，强度以上等级侵蚀所占比例也较大，分别为17．39％和15．20％，说明这2类土壤上的土壤侵蚀最为严重。接下来黄壤侵蚀也较为严重，其侵蚀综合指数为262．10，强度以上等级侵蚀所占比例为16．20％；紫色土侵蚀综合指数虽然不算过高，但紫色土面积大，占库区总面积的39．61％，强度以上级别侵蚀所占比例为14．05％，也是库区需要重点治理的范围。其他土壤侵蚀综合指数依次为紫色土、棕壤、水稻土、黄棕壤。
【关键词】土壤资源 生态 改良
具有农、林、牧业生产性能的土壤类型总称，我们谓之土壤资源，其为人类生产、生活中最基本、最广泛和最重要的自然资源，属地球上陆地生态系统的重要组成部分。同时，其被认为是土地资源的核心内容，亦是地理环境的物质基础。
据其概念可知，土壤资源具有一定的生产力，生产力的高低除了与其自然属性有关外，很大程度上取决于人类对生产实践技术水平的认知和掌握。土壤种类及其性质的异同，对农、林、牧业均具有不同的适宜性，生态改良技术是人类合理利用和调控土壤适宜性的有效手段，即挖掘和提高土壤生产潜力的问题。可更新和可培育的两大原则是人类改造土壤资源的基础前提，对其发展变化规律的有效掌握有助于人类应用先进技术促使其肥力不断提高，以生产更多的农产品，满足人类生活的需要。若采取不恰当的培育措施，土壤肥力和生产力均会随之下降，甚至衰竭。
一、土壤资源存在的问题
据悉，地球上无冰覆盖的陆地总面积约为1.3亿km2，其中可耕地面积占23.08%，而已耕地仅有1400万km2，比例约占陆地总面积的10.77%，可见耕地面积是极为有限且分布不均的。从数据中可推算，仍有12.31%的可耕地有待开发，然而其中绝大多数在现有条件下难以利用，例如沙漠、裸岩和陡坡山地等，真正肥沃且可耕种的土地大部分已被垦殖。
我国土壤资源比较丰富，类型也多种多样，拥有12个土纲60个土类，还具有世界上特有的青藏高原土壤，因此对发展农、林、牧业生产均具有广泛的应用价值。我国耕地的绝对数量约100万km2，仅占世界同类耕地的7%，居世界第4位。人均耕地面积933.3m2，远低于世界人均2866.7m2的占有水平。利用和保护土壤资源，确保其永续利用，是我国针对土地资源面积逐年缩减、贫瘠进程日益加剧所提出的刚性任务。
（一）耕地逐年减少，人地矛盾突出
耕地面积锐减是世界性的话题，而我国人地矛盾更为突出，40多年来，开荒造田多达2500万hm2，但耕地减少量多达4000万hm2，每年新增1600万的人口更是雪上加霜，使得有效生存空间越来越小。城市化进程的加速对土壤资源的质与量均可产生双重影响。
（二）土壤侵蚀严重，危害巨大
由于植被破坏、利用不当，土壤侵蚀现象愈发严重。据估计，世界约有1/4的耕地受到不同程度的水蚀和风蚀，目前全世界土壤流失量已增至254亿t/a，许多区域出现土壤肥力下降的现象。我国水土流失面积已由19世纪50年代初的116万km2扩增至190万km2，增长近63.8%。受水土流失危害的耕地约占耕地总面积1/3以上，水土流失涉及全国近1000个县。南方丘陵红壤侵蚀面积约为40万km2，估算全国土壤流失量每年50亿t，相当于氮、磷、钾肥4000万t的损失量，这些土壤流失的养分量，折合成化肥，相当于全国化肥的年产量。水土流失不仅对农、林业生产造成严重威胁，同时对水利、交通及工矿等事业亦带来巨大危害。
（三）土壤资源退化，肥力下降
土壤侵蚀和垦殖利用的不合理，加速了其退化进程。李彦芳等认为耕地质量衰退造成的耕地隐性流失已严重影响了耕地总量动态平衡战略的实施以及耕地的可持续发展。物理、化学和生物等土壤特性劣化的综合表征，即为土壤退化，具体表现为有机质下降、养分元素匮乏、土壤结构破坏、土壤侵蚀、土层变薄、土壤板结、土壤碱化和沙化等诸多方面。其中，有机质下降是当前土壤退化的主要标志。我国耕地土壤有机质下降也是极为普遍的，若不加以制止，土壤腐殖质（既为地球表面太阳能的主要累积器，也是确保生物圈生态稳定的土壤生产力的保护者）的损失可进一步加速生态危机的进程。
（四）土壤盐碱化、沙化加剧
世界各大洲干旱、半干旱地区均有不同程度的盐碱土分布，约占干旱区面积的39%，我国盐碱土总面积约为20万km2。另外，土壤沙化也是该气候条件下土壤资源的另一种退化现象。
二、土壤资源生态改良手段
生态改良手段主要是通过防止土壤侵蚀、防治土壤沙化、培肥土壤、改善生态系统，使土壤资源显现应有的生态和社会经济效益。防止土壤侵蚀可采用工程和生物措施相结合的方法，做好总体规划，因地制宜确定农林牧用地的适当比例。此外，采用等高耕作、深耕松土、适量施肥免耕法以及采用固沙剂等方法，均可起到防止土壤侵蚀的目的。
盐碱良必须是抗旱、治涝及治盐碱相结合，其主要措施有冲洗、排水和井机灌排等。在沙漠化治理上，应与区域性环境保护结合起来，采取综合措施，进行有针对性的治理。此外，对洪、涝、旱、风、酸、粘、沙和贫瘠等多种因素影响农业生产的低产田，可采取综合改良措施使其成为高产、稳产的优质农田。
另外，提高土壤质量还需大力发展农田基本建设，通过制定环境保护法、农田水质标准等来控制土壤污染源。发挥土壤资源优势必须制定周密合理规划，限制乱占农业用地，合理安排农业生产布局，使农、林、牧业均衡发展，进而创造良好的生态和生活环境。
参考文献：
关键词：西部地区 水土保持 生态环境建设 植物工程
中国是世界上水土流失最严重的国家之一，而西部又是中国水土流失最严重的地区。在西南，新构造强烈，断裂褶皱形成的破碎岩层多，地形起伏，山地丘陵区占地面积广，片蚀、沟蚀、崩塌、滑坡、泥石流大量存在。水土流失面积53.5万km2，占西南地区总面积的39.1%。河流泥沙输出量每年达8.3亿吨，土壤侵蚀按输移比0.25计可达33.2亿吨。土壤侵蚀模数按侵蚀面积计达6205t/km2.a，个别地区所占的比重更大。由此已造成了土层减薄，能力降低，耕地被毁，土地石漠化，河流含沙量增大，航程缩短，水利工程淤积严重，效益降低等不良后果。特别是植被破坏，水土流失增强，引起地面涵养水分能力降低，气候恶化，植物群落发生逆行演替，干旱面积扩大，水源枯竭，旱洪灾害频繁[1]。
在西北，广覆着疏松深厚的黄土，气候干燥，植被稀少，甚至为零。这里冲沟纵横交错，坡蚀、沟蚀量巨大，水土流失更加严重。据黄河流域的资料统计，黄土高原存在43万km2的土壤流失区，其中窟野河、皇甫川、孤山川、秃尾河、佳芦河5条支流面积仅1.73万km2，但流失沙量2.46亿吨。皇甫川至秃尾河等各支流的中下游地区，粗沙输沙模数达10000t/km2.a，另一区域为无定河中下游，输沙模数在6000～8000t/km2.a。因此，导致了黄河下游段的严重淤积抬升[2]。三门峡至高村段粗沙(粒径>0.05mm)淤积强度为1740×104t/d。占全沙淤积强度的62%。
因此，治理西部地区的水地流失，加快其环境生态恢复，是开发西部的首要任务。也是利在当代，荫及子孙的伟大事业。
1 植物活性工程在西部环境生态建设中的地位
西部地区的气候及地质、地貌条件，近代变化并不明显，要想大幅度地改善当地的气候及地质条件，以适应植物的生长，在现有的科学水平及人力、财力条件下，是无能为力的；而西部地区的现有地形地貌如要彻底改观，目前的国力也是无法支撑的。只有利用有限的资金在局部地区，通过平整土地，修筑梯田，筑坝拦沙淤地等工程手段，达到有限的改造效果。
植物群体具有很好的水土保持功效，且具有活性。在现有的气候、地质、地貌条件下，能充分发挥其整体和立体效能，起到工程的作用。单株的或小范围地盲目种植植物，其水土保持功效甚微。应该将植物看成一项工程实体的一个个单元，只有合理地设计、规划和布设，才能收到事半功倍的成效。这是因为植物工程投资少，见效快，易于大面积推广和实施；另一方面，它具有活性，不怕埋压，能自动跟踪地表高程的变化，具有很强的跟随性和扩展能力；这是硬性工程无法比拟的。广泛繁殖及郁闭的大批植物群体，能有效的涵养水分，截留和散发部分雨水，减少雨蚀及地表径流，滞流削峰，增大土壤的抗冲性，大大减少当地的水土流失。因此，植物作为一项工程来实施，具有突出的发展优势，在所有水土保持工程措施中应处于优先发展的地位。
在西南地区，空气潮湿，雨水丰沛，植物极易生长。由于沟道及支流坡陡流急，侵蚀泥沙主要来自坡面，因此，植物治理的关键是坡面。在>20°的坡地应合理构筑植物“立体”工程，乔、灌、草本套种，水土保持林和经济林种有机结合。这样，高大的乔木可形成上层拦截网，截留部分雨水，减少雨滴的动量；中高的灌木进一步拦截雨水和缓解下降雨滴的冲击，地表的草本则起到“后卫”的作用。在缓坡地带或适宜耕作的坡地，利用植物工程构筑条带状的篱或坝，利用密集植物枝茎缝隙过流，拦截输移的泥沙于坝前或篱前，自然加高局部地形，形成天然梯田或阶地。
在西北地区，干旱少雨，沟道侵蚀约占60%，但沟道土壤含水量相对较大，植物易于在沟底先成活。在干旱沙漠地区，沙棘柠条等耐旱植物的大面积成活及繁殖，已为该地区大面积恢复绿色青春带来了可盼的希望。凡是种植沙棘的地方，碧绿葱葱，与周围的光山秃岭形成了鲜明对比。不难看出，沙棘在如此恶劣的西北个别地区茂盛生长，那么，黄土高原的任何角落推广种植，已不会有太大的困难。以沙棘为骨架，并配合其它适生适地的植物群体，先在沟道以类似于土石坝拦水拦沙的概念，布置一道一道活性沙棘坝群，拦截沟道输移粗沙，已在黄河中游砒砂岩地区取得成功，并且起到了明显的工程效果。内蒙西召沟的植物坝，当年坝前拦沙厚度0.2～0.4 m，现已形成条带植物群落[3]。因此，在西北干旱地区，以抗旱植物在沟道或间歇性支流中布置活性坝，以此为突破口，淤沙造田，保水保土，发展沟道农业，进而扩充到两侧坡地，是快速治理该地区水土流失，加快生态环境恢复的有效途径。
2 植物活性工程滞流拦沙作用
坡面植物工程的布设，其冠部能有效地减少雨蚀量，拦截部分雨水，加大地表水的下渗，明显影响土壤含水量消退系数K值，降低径流峰值，延长汇流时间，降低水流挟沙能力，减少输沙率。运动的泥沙颗粒会部分在行近植物群体时沉积，从而大大减少了坡面土壤侵蚀量。
汇入沟道的水流，因沟底高大的植物或低矮的灌木及草本的作用，粗糙度增大。据笔者的研究，较小的植物水力密度Fv，可以导致糙率n值增大几倍，甚至十几倍，水流对床面的切应力以及河道输沙率均明显减少。它们均为Fv的指数衰减函数[4]。
水库边坡或宽阔水域的堤岸，植物活性体能有效地削减波浪高度，减少风浪或其它原因形成的波浪侵蚀，防止土体崩塌或滑坡。据周跃等人的研究，有侧根作用的土体，抗张拉力明显提高，对于云南松等乔木，在有侧根作用的土体中，其抗张拉力提高38.7%，其它学者，对不同的水土保持林的观测结果，基本与周跃的试验结果一致[5]。因此，植物根部起到了“加筋”作用。
植物覆盖度与土壤侵蚀率具有明显的非线性关系。覆盖度增加，土壤侵蚀量减少。据甘肃省的观测资料[6]，当植物的覆盖度从90%减少到小于30%时，土壤侵蚀率从小于500t/km2.a，增加到8000～13000t/km2.a。反之，覆盖度增加，则侵蚀率减少。据蔡强国的研究，不高的植物覆盖度，已具有很好的水土保持功效，陡坡临界覆盖度约为75%[7]。由此可以看出，植物的群体的作用是非常明显的。
总之，在西部环境生态建设中，应以植物工程为主体，辅之少量的硬性控制工程，可收到事半功倍的良好效果，同时也是当前治理西部水土流失的基本对策。
3 结语
西部的生态建设，离不开植物覆盖率的提高及大量水土流失的减少。植物工程即具有滞流拦沙、水土保持作用，又能加快环境生态建设及良好生态恢复，是一项投资少、见效快，且具有多重作用的绿色活性工程。它的推广及广泛应用，必将带来西部环境生态建设的一场绿色革命。因此，应把植物工程措施放在西部开发建设中的重要位置。
参 考 文 献
[1] 罗德富，吴积善。西南自然灾害及其防治对策。科学出版社，1991。
[2] 毕慈芬，孟庆枚。黄河上中游的泥沙问题。第二届海峡两岸水利科技交流研讨会，1996.8.5—6，中国台北。
[3] 毕慈芬，李桂芬等。砒砂岩地区植物柔性坝试验研究报告。黄河上中游管理局，2000.6.
[4] 拾兵，曹叔尤等。植物因子与明渠推移质输沙率的关系。山地研究，Vol.17，No.2，1998.
[5] 周跃，徐强等。乔木侧根对土体的斜向牵引效应。山地学报，Vol.17，No.1，1999.
关键词：地理信息系统；生态影响评价；生态系统；成图精度；定量化
中图分类号：P618.4 文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2013）01-0057-03
1 引言
自2011年9月《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011实施以来，对生态影响型建设项目的生态影响评价制图与成图精度提出了更高的要求，对于成图范围在2～100km2的项目，要求成图比例在1∶1万～1∶10万，而对于成图范围小于2km2的项目，要求成图比例在1∶5000～1∶1万，评价等级越高，成图比例尺越大，由于评价要求采用大比例尺图件，而目前绝大多数地区现有生态图件缺乏或只有大范围、小比例尺图件，难以满足评价要求。同时结合生态影响评价多年来一直局限于大范围、定性评价，如郑新奇等[1]把RS与GIS结合，建立了区域生态环境质量综合评价模型，对山东省生态环境质量进行了评价，而对于建设项目评价区小范围无法获得相关大比例尺图件及数据无法定量化，本文以厂坝铅锌矿为例，利用GIS进行探讨研究，绘制出满足各级生态影响评价制图与成图精度要求的图件，以期为今后生态影响评价提供技术借鉴。
2 自然环境概况
厂坝铅锌矿始建于1985年，地处甘肃省陇南市成县黄渚镇境内，位于长江流域嘉陵江水系一级支流东河的中上游山区，海拔1000～2000m，雨量充沛、气候温和湿润，植被覆盖率85%，多为次生灌木林，主要为青岗、栎等灌木及杂草。种植农作物主要为小麦、玉米、豆类等。
3 基于GIS的生态影响评价
厂坝铅锌矿原为国家大型露天矿山，现已转变为井下开采。由于在开发建设过程中，修建公路、厂房、生活区等剥离岩土，不可避免地破坏原有地貌、植被，改变了原有土地利用格局及景观，造成水土流失，从而直接和间接地影响和破坏当地生态，建矿30多年来，对当经济、社会、生态产生了较为明显的影响。本文通过GIS来分析评价矿区生态影响现状。
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统[2]。它是介于信息科学、计算机科学、地理学、测量学、地图学、空间科学等多门学科之间的一门的技术，目前它已发展成为一门新兴学科――地理信息科学[3，4]。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识[5]。
3.1 生态影响评价等级及范围
矿区建设总占地面积1.95km2，影响区域生态敏感性为一般地区，根据《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011中生态影响评价工作等级判据，确定评价工作等级为三级，评价范围以矿区及其生活区、矿山道路等外延约500m的范围，总面积23.6km2。
3.2 基础信息获取
（1）本次生态影响评价收集的主要相关资料包括：成县行政区划图；项目所在区域地形图；厂坝矿区卫片。
（2）遥感数据源与解译。调查所使用SPOT5卫星遥感影像的分辨率为10m，彩色影象是以4个波段组成的，其中波段1、2、和3具有10m的分辨率；短波红外波段具有20m的分辨率，通过重采样生成10m，影像色彩接近实际地物。选取2010年7月20日遥感数据，主要是考虑到这一时期的地表类型差异最显著，该时间段具有植被发育好、地表信息丰富的特点，有利于对各生态因子的研判。
植被调查采用《中国植被类型图谱》（2000年）中的分类系统进行。依据《中国植被区划》，并结合各行政区划单元或地理单元的考察资料等，在遥感影像上确定各种植被类型的图斑界线。判读工作邀请遥感影像解译专家进行外业考察及室内绘图，成图精度1∶5万，满足《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011对于三级评价成图精度大于1∶10万的要求。如果评价等级为一、二级则需要提供更高精度的卫片资料，例如成图比例要求在1∶5000～1∶1万的生态图件，可通过分辨率为5m的卫片来实现。
3.3 评价区地表植被类型及特征
根据项目区地表植被特点，评价区共分为5个生态系统，其中以森林生态系统为主。
3.3.1 森林生态系统
针阔混交林：生长于海拔2000m的阴坡、半阴坡、半阳坡，立地条件为山地棕壤，主要树种为油松、华山松、白皮松、柏树、栎类等。下有蔷薇、卫茅、虎榛子等植物组成的灌木林，覆盖度30%～70%，面积17.9km2。
3.3.2 落叶灌丛生态系统
低山灌木林：多生长在海拔2000m以下的阳坡、半阳坡，立地条件为山地褐土及山地棕壤。主要植物种为次生灌木林，植被种类主要由青岗、栎及桅等灌木及杂草覆盖的疏林，植被覆盖率为85%，面积1.45km2。
3.3.3 农田生态系统
评价范围内的农田生态系统由山区旱地组成，主要分布在低山山腰和河谷滩地内，滩地内的耕地受水肥条件影响、相对肥沃。农作物以冬小麦、玉米、土豆、豆类为主，兼有少量的油料蔬菜等经济作物，面积0.44km2。
3.3.4 人居生态系统
经过30多年的矿山开采，评价区形成了以村庄、工矿企业构成的人居生态系统，它是人、建筑和其它动植物的有机整体。主要分布在东河及人工河河滩内，交通便利，农业扰动频繁，深山区相对稀少。评价范围内共有人居、无植被土地3.98km2。
3.3.5 水域生态系统
水域生态系统主要以河柳、水草等喜湿植物为主，面积0.11km2。采用GIS软件分析，得到评价范围内的主要植被分布类型见图1，植被类型面积见表1。
由表1可见，评价区植被类型以阔叶林、针叶林为主，分别占评价区总面积的43.22%、32.25%，由于当地工矿企业及城镇建设等形成的无植被地段面积3.98km2，占评价区总面积的16.86%。以当地原生植被覆盖率85%计算，则由于当地工矿企业及城建设等破坏植被面积3.383km2。
3.4 土地利用现状
采用GIS软件分析，评价范围总土地面积23.6km2，其中耕地面积0.44km2，林地面积19.46km2，建设用地面积3.62km2，未利用地面积0.08km2，详见图2及表2。
3.5 植被覆盖度
经过GIS软件分析，评价范围内植被覆盖度情况见图3。由图可见，评价范围内中、高植被覆盖度土地19.46km2，占82.46%，低覆盖度土地面积4.14km2，占17.54%。
根据遥感图像解译成果，评价范围内有东河及其人工河共两条河流，水域面积0.11km2。东河多年平均流量为11.7m3/s，年径流总量为3.12×108m3，最小流量0.24m3/s，最大流量1300m3/s。
3.6 土壤侵蚀
评价区东河为一典型的雨水补给型河流，多年平均输沙量146.7×104t/年。河床组成多为巨砾卵石，最大侵蚀模数达2020t/km2・年，多年平均侵蚀模数为713t/km2・年。
评价范围内兼有水力和工程侵蚀类型。按照中华人民共和国行业标准SL190-2007《土壤侵蚀分类分级标准》和水利部《全国土壤侵蚀遥感调查技术规程》，土壤侵蚀类型采用两级划分法。一级类型分为水力侵蚀（代码：1）和工程侵蚀（代码：5）（本区无冻融侵蚀，重力及风力侵蚀很少，忽略不计）；水力侵蚀二级类型划分为：微度（11）、轻度（12）、中度（13）、强度（14）、极强度（15）、剧烈（16）。工程侵蚀是指人们利用自然资源和经济开发中造成的新增土壤侵蚀现象，主要指开矿、采石、修路、建房及其它工程建设等产生的大量弃土、尾矿、矿碴等产生的土壤侵蚀，不作强度分级。调查时，根据遥感影像、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度之间的关系，结合实地考察，确定出不同侵蚀类型和强度的影响特征。采用GIS软件分析，评价范围内的土壤侵蚀强度及面积见图4。
由图可见，评价区工程侵蚀面积2.15km2，主要是由于厂坝铅锌矿工程占地区，占评价区土壤侵蚀面积的9.11%；水力侵蚀面积21.45km2，其中微度侵蚀面积13.03km2，轻度侵蚀面积8.42km2。
4 结语
（1）通过利用GIS对厂矿铅锌矿进行生态影响评价，结果表明可以利用GIS绘制出满足《环境影响评价技术导则 生态影响》HJ 19～2011各级评价制图与成图精度要求的图件。
（2）采用GIS进行生态影响评价，可以提供评价区小范围内定量的生态指标，解决了长期以来生态影响评价局限于大范围、定性评价，而对于评价区小范围内相关大比例尺图件收集不到及数据无法定量化的问题。
（3）由于采用GIS进行生态影响评价，需要卫片资料，成本较高，同时要进行大量的野外勘查与样方调查，评价周期较长，另外卫片的解译与判读需要由相关的专业人员进行，因此在实际的应用过程中会有一定的局限性，但对于生态影响较大、评价周期较长的大、中型生态影响类项目具有明显的优势。
参考文献：
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[3] 周成虎，鲁学军.对地球信息科学的思考[J].地理学报，1998，53（4）：372～380.
关键词：遥感技术；农田水利；资源利用
中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2012）005-0047-02
0 引言
随着农田水利技术的发展，遥感技术在水利资源中的应用显得越来越广泛，尤其在农田水利建设中，遥感技术起着重要的监测和评估作用，能对农田洪涝干旱灾害进行科学有效的监测和评价，能对农田水土流失和水土腐蚀情况进行监控和分析，能对农田中灌溉情况进行分析和判断，将有利于我国现代化农业的发展。
1 遥感技术概述
1.1 遥感技术概念
遥感技术主要是指从外层空间或者远距离高空的平台（即波探测仪器或者遥感器）上通过电子光学或者光学接收地球表面的反射或者电磁波信号，并利用数据磁带或者图象胶片的形式进行记录再传输至地面，通过信息处理、野外验证、判读分析，从而为环境动态监测、资源勘测等部门规划决策提供服务。遥感技术是摄影、扫描、信息传输、响应的过程，主要研究的是地面某物状的位置、大小、形状及其跟环境的相关性的科学技术。遥感技术现广泛应用于地球资源勘探、环境监测、气象、水文、海洋、地理、地质、林业、农业等各个领域。
1.2 遥感技术原理
世界上不管是什么物体，都存在着光谱性，也就是说每个物体都有着一定程度的吸收、辐射、反射光谱的性质。由于各物体在同一光谱区内所出现的光谱特性有所不同，相同物体在不同发光谱区域内所出现的光谱特性也有区别。也即由于时间和地点的不同，太阳对地面的光照射角度存在着差异，各物体或者同一物体吸收和反射光谱也各不相同。遥感技术就是依据此光学原理，对不同光谱特性下的物体进行判断和分析。其常使用的有红外光、红光、绿光三种光谱波段，其红外光波段主要将探测矿产、土地以及资源；红光主要用来探测水污染、植物的生长和变化情况；绿光主要用来探测土壤、岩石、地下水情况。同时，还存在微波段，主要是对海底鱼群的游弋及气象云层进行探测。
遥感技术主要涉及到的系统有：遥感平台（用来搭载遥感仪器的）、传感器（主要是用来收集、传输和记录遥感数据的装置，传感器是遥感技术中的核心部件）、遥感信息数据接受处理系统（其由数据接受、记录系统和数据处理系统所组成）、分析解译系统（对数据进行判断、研究和分析，提取有用的数据和信息，并翻译成易懂的图件或者文字资料）等。2 遥感技术在农田水利资源中的应用
2.1 遥感技术在防洪抗旱中的应用
遥感在农田防洪抗旱中的应用主要表现在紧急救援、快速反应、洪涝灾害情况反映、以及灾后重建等方面。目前我国已经建立了农田洪涝灾情遥感速报系统，此系统的运行一般存在两种模式。
（1）对灾区进行宏观的监测和评估。其主要是通过NOAA气象卫星所反映的数据，对我国易发洪涝灾害地区的情况进行每天两次的速报，即对其灾情分布、持续时间、影响程度等进行监测和评价，给出损失数据、灾情简报和图像。（2）对灾区的重点进行监测和评估。其主要是通过雷达卫星和机载合成SPOT数据、TM数据（来自主题测绘仪）、SAR图像数据（来自孔径雷达）以及其它高分辨率数据，结合地理信息系统技术对灾情比较严重的地区，进行多层次地监测和评估，给出详细报告和灾情图像，报告灾情损失数据，并且为灾后重建提出一定的决策建议。实践已经证明，遥感技术在减轻洪涝灾害损失方面有着极其重要的作用，尤其是在紧急救灾、灾情监测、灾情评估、降水遥感监测、旱情监测、旱情评估以及灾后重建等方面，遥感技术提供了快速、客观、全面的数据，为决策部门提供了强有力的决策依据。
2.2 遥感技术在水土流失监测治理中的应用
近年来，为了保证水土不流失，全国展开了土壤侵蚀定量调查。在调查中，涉及的最为主要的技术就是遥感技术，遥感技术以其经济、动态、快速、宏观的优点成为我国土壤侵蚀定量调查的最主要信息源。通过遥感技术，为我国水土环境保护、水利和农林、江河治理、国土整治、西部大开发、水土保持生态建设等提供了科学的可靠的数据信息资料，从而为有关部门的决策提供科学依据。由于土壤侵蚀过程非常复杂，其一般受到人为因素和自然因素的综合影响。人为因素主要是指土地的人为利用，如放牧、耕地、修路、开矿等，自然因素主要是土壤、地质、地形、植被、气候等。不同的土壤侵蚀类型，其影响因素也是不一样的，对于水蚀来说，参考通用土壤侵蚀方程各因子指标，并考虑遥感技术与常规方法相结合方法能否获取以及是否方便在GIS中存取、表达和计算。一般选择降水、地形或坡度、沟谷密度、植被盖度、成土母质及侵蚀防治措施等作为土壤侵蚀量估算的因子指标。
2.3 遥感技术在河道动态变化监测评价中的应用
通过卫星遥感技术，对河道变化进行检测，预测河道的未来发展趋势，以方便农田水利规划以及防灾减灾等工作的开展，从而为我国社会经济效益的增加做了重要贡献。农田水利建设中，河道特征一般有：河型、河道水流流态、河床地貌地形、河道平面形态以及水体物质如污染物和挟沙等。通过遥感技术对河道特征进行监测，获取以上特征数据信息，提供给相关部门进行分析，从而有利于其作出科学的农田水利建设决策。
3 遥感技术在水利资源应用中的发展趋势
随着信息化技术的发展，遥感技术在我国农田水利现代化建设中也实现了推广，遥感技术将在农田水利建设中“无孔不入”，并且为管理层提供有效的科学的可靠的决策数据。在水利建设中，遥感技术将会呈现以下几个趋势：第一，逐渐实现集成化。农田水利建设中，遥感技术将不断推进其信息化进程，信息化过程中不但要求遥感所获取的数据进行紧密的严谨的集合，从而形成一个更大的数据系统。同时，遥感技术往往还会与如OA系统、MIS系统等外部系统进行密切结合，实现用户的多方面要求。所以，遥感技术将逐渐和外部系统进行无缝集成对接。第二，逐渐实现数学模型化。对水利工作人员来说，只是对图形数据进行查询、浏览根本没有多大意义。应该扩充遥感在农田水利建设中的作用。因此，就必须通过遥感软件进行专业的分析。水利行业要求遥感系统平台提供专业的分析算法和专业模型，以便对各种水利数据进行深层次的分析，使系统具有辅助决策支持功能，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。第三，逐渐实现标准化。在遥感技术应用中，没有形成一定的标准，其标准化使用是农田水利规范建设的需要。标准化主要就是指要做到遥感技术的可收缩性、互操作性、可移植性、环境通用性。主要的内容有：数据收集、数据分析、数据交换、数据测算、解释等等。
综上所述，遥感技术在农田水利中有着广泛的应用，遥感技术的应用将有利于农田防洪抗旱工作，有利于对农田利用情况进行科学分析，有利于对农业灌溉系统进行精算，有利于对农田水土流失进行监测、评价和治理，有利于对河道动态变化进行监测和评价。因此，应该大力推动遥感技术在农田水利建设中的应用力度，加大实现遥感技术应用的网络化、集成化、模型化、标准化。
参考文献：
\[1\] 张小晴.遥感-应用领域十分广泛的高新技术\[J\].安徽地质，2009(1).
关键词 农田；氮；磷；流失；水体富营养化；影响；防治对策
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0305-01
水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。总氮、总磷等营养盐是水体发生富营养化的先决条件。这种现象出现在河流湖泊中称为水华，出现在海洋中称为赤潮。在自然条件下，随河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程[1]。而当人们进行农业生产活动时，将多余的植物营养物质排入缓流水体后，水生生物特别是藻类大量繁殖，使生物种群、种类数量发生改变，将会破坏水体的生态平衡。
1 致害机理
在地表淡水系统中，磷酸盐是植物生长的限制因素，而在海水系统中氨氮和硝酸盐通常是限制植物生长的因素。而导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，即在淡水系统中磷含量通常是有限的[2-3]。因此，增加磷酸盐可导致植物过度生长。而在海水系统中不缺乏磷，氮含量却有限，因而含氮污染物的加入就会促使植物过度生长。化肥及农田排水中含有大量氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些养分后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又将大量的氮、磷等营养物质释放到水中，供新生代藻类利用[2-4]。因此，富营养化的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净而恢复到正常状态。
2 农田养分流失途径
2.1 氮流失
氮素流失的机制有2个方面：一是通过淋溶移出植物根区；二是通过地表径流和土壤侵蚀流失[5]。施入土壤中各种形态的氮素在化学和微生物作用下，首先转变为NH4+，然后转变为NO3-，在热带和亚热带耕作土壤中矿质化作用迅速，NO3-不能被植物完全吸收，就会产生淋溶，淋溶速率主要由水渗漏的速率决定，而渗漏速率主要取决于土壤特性和降水程度。当表施氮肥时，就会流失更多从地表径流产生的氮素。若氮肥施入到一定深度的土层，氮素流失主要通过土壤侵蚀来完成。据统计，在缺乏管理、休闲耕作的土壤上，氮素的流失会更严重。
含有尿素、氨氮为主要氮形态的污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循环短路，即二者的大量排入会破坏正常的氮、磷比例，并且导致这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类所取代，而蓝藻的大量出现是富营养化的征兆。
2.2 磷流失
农田土壤磷素的累积导致磷素大量流失，其中磷肥的施用（比例、方法和时间等）、土壤性质和磷的运输途径等与土壤磷素的流失关系密切[6]。长期大量、重复施用磷肥造成土壤磷素淋失，在砂质土壤、高磷含量的土壤上表现突出[7]。有机肥是改良土壤、增加土壤肥力的有效手段，而持续大量施用有机肥可使土壤固持磷的能力下降，从而导致磷对地下水的污染。据报道，高有机质、频繁耕作和表层土壤速效磷含量过高都是引起土壤磷素大量淋洗的主要原因[8]。
3 防治对策
一是通过开展测土配方施肥、科学分配氮肥施用数量和时期、合理施用氮肥品种、结合农业机械混施深施氮肥等途径，提高氮肥利用率，减少流失。二是将磷肥优先分配在瘦地、新垦地、新平整的地块及边远的低产田，在施足氮肥的基础上，合理施用磷肥以达到高产。由于磷移动性小，用于追肥一般很难将肥料施用到目标位置，若肥料数量充足，应在用作基肥的基础上再配合作种肥，则施用效果较好。而磷肥不适合撒施，否则与土壤接触面大，因此会增加被土壤固定的磷元素，故可采取条施或穴施，分层施用的效果最好。三是通过水土保持和耕作措施，不断改善土壤孔隙和容重，使有限的肥料发挥最大的增产效果，既能实现农业生产的高产、稳产、低成本，又能预防和有效降低水体富营养化的风险。
4 参考文献
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[6] 李学平，邹美玲.农田土壤磷素流失研究进展[J].中国农学通报，2010， 26（11）：173-177.
地理信息系统(Geographic Information System 简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术,围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科,是管理和研究空间数据的技术系统,在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。
目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一,风格各异。国外较着名的有ARC/INFO,GENAMAP,MGE等;国内较着名的有MAP/GIS,Geostar和CITYSTAR等。虽然GIS起步晚,但它发展快,目前已成功地应用到一百多个领域。
2、地理信息系统在国内外研究应用
尽管现存的地理信息系统软件很多,但对于它的研究应用,归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家,地理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来,随我国经济建设的迅速发展,加速了地理信息系统应用的进程,在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。下面先从GIS理论上提炼和归纳,然后给出应用的例子。
1.地理信息系统在地理空间数据管理中的应用,即以多种方式录入的地理数据,以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索,以多种方式输出决策所需的地理空间信息。目前流行的数据库管理系统,与GIS中数据库管理系统在对地理空间数据的管理上,存在两个明显的不足;一是缺乏空间实体定义能力;二是缺乏空间关系查寻能力,这使得GIS 在对空间数据管理上的应用日趋活跃。如ARC/INFO在公路管理中的应用;ARC/INFO在对市政设施管理中的应用。后者如北京某测绘部门以北京市大比例尺地形图为基础图形数据,在此基础上综合叠加地下及地面的类管线(包括上水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线)以及测量控制网,规划路等基础测绘信息,形成一个测绘数据的城市地下管线信息系统。从而实现了对地下管线信息的全面的现代化管理。为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。
2.GIS在综合分析评价与模拟预测中的应用。GIS不仅可以对地理空间数据进行编码、存储和提取,而且还是现实世界模型,可以将对现实世界各个侧面的思维评价结果作用其上,得到综合分析评价结果;也可以将自然过程、决策和倾向的发展结果以命令、函数和分析模拟程序作用上这些数据上,摸拟这些过程的发生发展,对未来的结果作出定量的和趋势预测,从而预知自然过程的结果,对比不同决策方案的效果以及特殊倾向可能产生的后果,以作出最优决策,避免和预防不良后果的发生。如GIS在焦作东部矿区煤矿底板突水预报中的应用 ;GIS在土地信息和土壤保护中的应用。后者如美国资源部和威斯康星州合作建立了以治理土壤侵蚀为主要目的的多用途专用的土地GIS。该系统通过收集耕地面积、湿地分布面积、季节性洪水覆盖面积、土壤类型、专题图件信息、卫星遥感数据等信息,建立了潜在威斯康星地区的土壤侵蚀模型A=R*K*L*S*C*P,其中A为潜在的土壤侵蚀(面积/年),R为降雨量,K为侵蚀土壤参数,L为坡长,S为坡度参数,C为耕地面积,P为管理参数。探讨了土壤恶化的机理,提出了合理的方案,达到土壤保护的目的,还可以利用它对土地进行长期的动态研究,避免土质的重心恶化。这里把土壤侵蚀模型A=R*K*L*S*C*P作用到与之有关数据,达到综合分析评价及模拟预测结果。
3.GIS的空间查询和空间分析功能的应用。为了便于管理和开发地理信息(空间信息和属性信息),在建库时是分层处理的。也就是说,根据数据的性质分类,性质相同或相近的归并一起,形成一个数据层。这样GIS对单副或多副图件及其属性数据进行分析和指标量算。这种应用以原始图为输入,而查询和分析结果则是以原始图经过空间操作后生成的新图件来表示,在空间定位上仍与原始图一致。因此,也可将其称为空间函数变换。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算)。这方面应用例子有很多,例如在城市规划过程中,对城市中救护车、救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划;如何安排多路警车交通路线,以保证在紧急时刻,在任意地方应至少能有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点;在环境保护方面,对水土流失导致土地资源的破坏进行评价;在区域环境质量现状评价过程中,对整个区域的环境质量进行客观地、全面地评价,以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态;在地学方面,MAPGIS在油气勘探中和在成矿预测中的应用,解决了肉眼所不能看见的深部构造问题和指明矿产的远景区。在大都市防震减灾系统中的应用,1994年的美国洛杉机大地震,就是利用RAC/INFO进行灾后应急响应决策支持,成为大都市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。日本横滨大地震后,日本政府决定利用GIS技术建立更好的能快速响应的防震减灾系统。日本建筑署建设研究所、NASDA等政府机构在联合国区域发展支持下,建立了防震减灾应急系统,选用ARC/INFO对横滨大地震的震后影响作出评估,建立各类数字地图库,如地质、断层、倒塌建筑等图库。把各类图层进行叠加分析得出对应急有价值的信息,该系统的建成使有关机构可以对象神户一样的大都市大地震作出快速响应,最大程度地减少伤亡和损失。在野生动植物保护中的应用,世界野生动物基金会(WWF)采用GIS软件ARC/INFO作为“老虎与人类”保护项目的主要技术工具。利用ARC/INFO空间分析功能,WWF已找到新的方法来帮助世界最大的猫科动物改变它目前濒于灭种的境地。
4.GIS的输出功能在地图制图中的应用。地理信息系统的发展是从地图制图开始的,因而GIS的主要功能之一用于地图制图,建立地图数据库。与传统的、周期长、更新慢的手工制图方式相比,利用GIS建立起地图数据库,可以达到一次投入、多次产出的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图,而且可以根据用户需要分层输出各种专题,如行政区划图、土地利用图、道路交通图等等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系,可以制作多种立体图形,而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型。在地图的输出中,MAPGIS达到世界先进水平。
关键词 LUCC；理论体系；驱动力；驱动机制；模型
中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）15-0175-01
LUCC（land use-cover change）即土地利用及覆被变化，LUCC涉及到大气、水、土壤等诸多因素，关于LUCC的研究得到了越来越多的重视，逐渐成为了近几年来的研究热点。国内外的LUCC研究者们试图通过对人类活动、土地利用及覆被变化、环境变化以及环境对人类的反作用的研究，了解人类活动对LUCC的影响因子、影响途径、影响方式、以及环境对人类的反作用，预测土地利用及覆被变化的趋势并进行人为干预，使其朝着对人类有利的方向发展，对目前存在的土地利用及覆被问题进行改善，促进人与环境的和谐发展，促进人类的可持续发展。本文将对近年来国内LUCC的研究进展、存在的问题以及未来的研究方向做出综述。
1 LUCC的研究进展
1.1 关于LUCC的基本定义
LUCC：土地利用及覆被变化。
土地利用：土地利用是指人类对土地的利用方式和利用状况，是一种人类活动。
土地覆被：“国际地圈——生物圈计划（IGBP）”和“全球环境变化人类因素计划（简称IHDP）”将土地覆被定义为“地球陆地表层和近地面层的自然状态，是自然过程和人类活动共同作用的结果”。
二者关系：土地利用是土地覆被变化最重要的影响因素，土地覆被的变化反过来又作用于土地利用。
1.2 LUCC的研究意义
LUCC的作用：纽带。
LUCC的影响：LUCC的环境效应日趋严重，主要体现在对土壤的影响、对大气的影响、对水环境的影响、对生态系统的影响。
LUCC的功能：对全球的土地变化的观测和监测提供了
依据。
意义：通过对人类活动、土地利用及覆被变化、环境变化以及环境对人类的反作用的研究，了解人类活动对LUCC的影响因子、影响途径、影响方式、以及环境对人类的反作用，预测土地利用及覆被变化的趋势并进行人为干预，使其朝着对人类有利的方向发展，对目前存在的土地利用及覆被问题进行改善，促进人与环境的和谐发展，促进人类的可持续发展。
1.3 研究方法
目前对土地利用/土地覆盖变化的研究主要是先确定研究区域，收集RS数据、当地气象局数据、环保部门数据等，其中以RS数据为主体。然后对遥感影像进行校正、配准后进行遥感影像分类，将原始遥感影像分割几个不同土地利用类型的部分。确定影响土地利用及覆被变化的驱动力，研究其驱动机制，建立模型，最后将变化区域动态表示。
1.4 信息的获取
LUCC研究需要一定精确数据源，数据的质量直接影响着LUCC研究结果的准确性。
土地利用及覆被变化研究中，使用的数据主要是遥感影像数据和各个相关部门统计数据其中，遥感影像数据占主体。
1.5 LUCC驱动力及驱动机制研究
对于LUCC驱动力及驱动机制的研究主要为了揭示LUCC的影响因子，相互作用过程及其机理，使人们充分了解土地利用及覆被变化的原因，进而对土地利用现状进行改善，对于未来的变化趋势进行预测并进行人为调控。LUCC的主要影响因子包括三大部分：土壤、水分、气候。这三大部分折射到社会中，可以映射为人口状况、经济发展情况、政府政策、价值观念等。
1.6 LUCC模型的建立
在LUCC研究领域，科学的分支及其相应的传统使得不同学者从不同的视角来建立模型。例如，社会学家主要运用一些定性或定量的微观经济学和社会心理学的方法来建模，但是自然科学工作者更倾向于运用RS、GIS和特定社会组织水平的宏观特征来建立模型。
1.7 LUCC环境效应的研究
土地利用/土地覆被变化影响着能量交换、水分循环、土壤侵蚀与堆积、生物地球化学循环和作物生产等陆地主要生态过程的结构和功能，主要分为四部分：大气环境效应，土壤环境效应，水环境效应，生态环境效应。
LUCC对大气的影响途径主要包括两个方面，第一是通过城镇建设、退耕还林等方式改变地表粗糙度、反射率、植被覆盖比例变化等，进而引起大气温度、湿度、风速等发生变化；另一个途径是通过化石燃料的燃烧、汽车尾气排放、工厂排放废气等影响大气中CO2及SO2等的含量。
LUCC对土壤的影响主要包括土壤侵蚀、土壤化学退化、土壤物理退化如土壤紧实等。
LUCC对水的影响主要表现在对水质、水量及水循环等
方面。
LUCC的生态环境效应主要表现在对生态系统结构及功能的影响。
2 我国LUCC研究中存在的问题
2.1 理论体系不够统一
关于LUCC的驱动力、驱动机制等的理论研究不够深入系统，更多的是关于某一个因素、某一个区域的研究，当研究因素以及区域等发生变化时，之前的研究结果并不能发挥较大作用，缺乏系统性的归纳和总结。
2.2 数据来源单一
目前，我国LUCC的研究的数据主要来源于RS数据，地形数据、当地环保部门、气候部门等数据类型利用的较少。
2.3 驱动力及驱动机制研究不足
驱动力是影响LUCC的最根本的因素，目前关于驱动力的研究远远不够，对于影响土地利用及覆被变化的因子的研究及其驱动机制的研究是未来的研究重点之一。
3 关于LUCC研究的展望
自1987年“可持续发展”这一概念被世界环境与发展委员会提出后，世界各国对于“可持续发展”的重视程度越来越高，在发展中注重“可持续”是各个国家的一个新的发展特点。LUCC由于涉及到土壤、水、大气等诸多方面，对于全球环境变化及可持续发展起到重要作用，对LUCC的研究也越来越
重视。
针对以上LUCC研究中存在的问题，在以后的LUCC研究中，我们应该加大对LUCC理论体系的研究力度，寻找更加丰富的LUCC研究数据来源，建立LUCC驱动力数据库并对其驱动机制进行深入探讨。
今后，综合研究LUCC的驱动机制，揭示土地退化、沙化等的原因及变化机制与规律，解决多重因子作用下土地利用及覆被变化的“临界值”，指导生产与实践，通过建立动态模型来预测今后的土地利用及覆被变化的趋势，及早对危险因子进行控制，将是我国未来LUCC的重要研究方向之一。
参考文献
[1]田宇鸣，李新.土地利用/覆被变化环境效应研究综述[J].环境科学管理，2006，31（5）：60.
