近50年东北黑土区土地制度对沟蚀时空变化的影响研究

Following the Land Use and Land Cover Change Plan, the Global Land Project (GLP) promoted the land change sciences into a new phase of coupled human-environment system. The quantitative evaluation of the impact of human decision on land system change and its ecological effects, the prerequisite to understand and develop sustainable land management strategy, become the new hot topic of the land system research. This project is based on the soil erosion - food security problems in Black Soil Region of Northeast China as study area. Applying remote sensing to obtain gully distribution spatial data of high resolution under different land institutions, through comparative analysis of gully density and the spatial coupling relationship between the terrain elements, in accordance with state-owned farms, individual farmers and big contractors with GIS technology, we can reveal spatio-temporal change characteristics and differentiation of gully erosion. Furthermore, we concretized the land institutions into agricultural machinery and tools, and the number of agriculture population proportion, age, time, total investment amount, and so on, through household questionnaire and statistical data. Then the project will establish the regression model and introduce the household system model to quantitatively evaluate the impact of these quantitative parameters of land institutions on the development of gully erosion, and distinguish the control ones. The research could provide a scientific basis for soil erosion control, sustainable agricultural development, especially to reasonable land arrangement and land management decisions.

继LUCC计划之后的全球土地计划（GLP）将土地变化科学研究推进到人类-环境耦合系统新阶段，土地制度和人类决策对土地系统变化的定量评价作为理解和发展可持续土地管理战略的先决条件而成为当前关注的热点。本项目以沟蚀-粮食安全问题突出的东北黑土区作为研究区，应用高分辨率遥感获取近50年不同土地制度阶段侵蚀沟及土地利用等空间分布数据，按照农场、农户等不同土地制度空间范围，通过GIS技术对比分析沟壑密度和数量及其与地形要素空间耦合关系，揭示土地制度及其变化下沟蚀产生发展的时空变化及分异规律；通过农户和农场调查问卷和统计资料，获得不同土地制度下农机具类型和数量、兼业农业人口比、年龄、投入时间、投入金额总量等定量参数数据，建立回归模型和引入农户系统模型，定量评价并厘析控制因素。本研究可为今后东北黑土区沟蚀的防治、合理的土地制度调整和土地管理决策提供参考。

土地制度和人类决策对土地系统变化及其生态环境效应的定量评价是理解和发展可持续土地管理战略的先决条件。本研究以土壤侵蚀-粮食安全问题突出的东北黑土区作为研究区，应用遥感手段获取近50年侵蚀沟空间分布数据，不同土地制度阶段及土地经营空间范围，通过GIS技术对比分析沟壑密度和数量及其与地形要素空间耦合关系，揭示土地制度及其变化下沟蚀产生发展的时空变化及分异规律。为今后土壤侵蚀的防治、农业可持续发展，特别是合理的土地制度安排和土地管理决策提供科学依据。.主要研究内容和结果包括：（1）通过遥感影像所能表现出的侵蚀沟特征和类型进行定性分析，及侵蚀沟数量、长度、宽度信息与野外验证的定量分析，确定较为合适的的遥感影像。（2）通过实地和网上信息搜集，结合实地调研考察，确定研究区不同历史阶段不同土地制度的空间分布，发现近50年来农垦农场的土地制度经历了部队农场到国营农场的变化，农场之外的耕地经历了集体公社-个体农户家庭联产承包责任制-专业合作社/家庭农场+个体农户的过程，特别是2008年以来研究区内的大豆种植专业合作社、玉米种植专业合作社、水稻种植专业合作社、马铃薯种植专业合作社、农机合作社和家庭农场多达1700多个。（3）通过多源高分辨率影像的侵蚀沟信息提取和对比分析，发现在2005年之前，东北黑土典型区不同土地制度下的侵蚀沟数量和沟壑密度均呈现出显著增加趋势；在2005年以来的近10年间，赵光农场的沟蚀仍在加剧，而克山农场和其他区域的沟蚀普遍减轻。（4）对于农场，相比国营/集体土地制度，部队管理的机械化水平、管理水平、投入力度会更好更大，对侵蚀沟发展的防治措施更加好，更有效地抑制和预防侵蚀沟快速发展。对于农场外区域，相比人民公社土地制度，家庭联产承包责任制更加调动个体农户生产积极性，对耕地管理更加好。