参照区对比法在美国矿区土地复垦评价体系中的应用及对中国的启示

与西方发达国家相比,我国矿区土地复垦管理与评价体系建立较晚,在植被重建质量评价方面缺少对参照区(reference area)的应用。本文系统梳理了参照区在美国土地复垦评价体系中的应用,并剖析了该方法在理论与实践方面的优缺点,介绍了美国复垦评价体系在过去几十年中对这些缺点的改进,旨在为进一步完善我国土地复垦质量评价体系提供参考。参照区是能代表拟损毁区立地条件和植被情况的、不受采矿扰动的土地单元,用以测度自然条件下或农业生产方式下的植被覆盖度、生产力和植物物种多样性,被当作判断植被重建是否成功的基准。在美国联邦和各州矿区复垦管理与评价体系中,参照区的建立、维护与使用贯穿采前区域基础信息调查、采矿证申请,采中土地管理,以及复垦后的植被重建质量评价。历史上,学界对参照区对比法的质疑主要有:在理论层面,复垦区与参照区在演替阶段和方向上存在差异,二者可比性存疑;在应用层面,参照区面积有限,难以体现植物群落的空间异质性;参照区对比法不够灵活;参照区可能退化等。然而,以上问题都得到了不同程度的解决。由于能够自动校正植被年际变化对评价带来的影响,省去了制定技术标准所需的大量历史数据,参照区对比法成为了美国应用最广泛的植被重建质量评价方法。该评价方法较我国现行复垦区植被重建评价方法有明显优势,对于进一步完善我国土地复垦管理与评价体系具有重要的借鉴意义。     

应用螺线方法的一种快速的模型基运动估计算法

快速准确地估计全局运动参数,是模型基图像编码中需要解决的关键问题之一。在优化最小二乘算法中最常用的是Ｌ－Ｍ方法,但其为得到一个合适的阻尼因子需要多次矩阵求逆,计算量颇大,很难满足实时性要求,为克服此缺陷,本文在估计算法中引入了螺线方法,提出了螺线方法的两种改进形式－中点螺线方法和角度螺线方法。根据实际系统的实时性要求,还给出了一种灵活调整搜索时间的方法。并对传统的Ｌ－Ｍ方法和改进的两种螺线方法进行了实验对比。结果表明:在保证估计性能相当的情况下,这两种算法显著地提高了估计速度。     

安太堡露天矿区土地景观格局变化及土地复垦的原则

利用地理信息系统软件将矿区各期的土地利用图上的各景观类型进行面积统计，根据各景观类型的面积数据分析露天矿区景观格局的变化，根据景观格局的变化规律为矿区土地复垦提供指导性的原则。采用实证分析法、文献资料法和数学方法，计算出土地景观类型变化的总变化率和年变化及景观类型的转移量。通过对土地景观类型的总变化率和年变化率及景观类型的转移量的研究．反映了露天矿区土地景观类型变化的特点，同时在矿区土地复垦的过程中，应该着眼于技术、规划、资金、管理、生态等方面的综合因素，以利于创建持续性的矿区生态环境。     

资源型城市城镇化进程及其土地利用生态风险研究

资源型城市城镇化及其土地利用生态风险是影响资源型城市转型发展的重要因素。本文以全国126个地级市资源型城市为研究对象,采用人口比重法、综合评价法和耦合模型研究资源型城市城镇化发展水平、城镇化过程中的土地利用生态风险及之间的关系。结果表明:资源型城市城镇化发展迅速,1978年以来东北地区城镇化水平始终保持领先水平,东部地区资源型城市城镇化增长幅度最大,地区间城镇化水平发展不平衡。1980～2015年间,87.3%的地级市资源型城市土地利用生态风险指数呈下降趋势,12.7%呈上升趋势。资源型城市城镇化与土地利用生态风险的相互作用关系在时序上表现为二者相互作用增强;空间上,东北地区二者相互作用关系无明显变化,东部地区、中部地区、西部地区二者相互作用关系明显增强,资源型城市发展可持续性减弱。     

安太堡露天矿区土地利用变化及驱动力分析

土地利用覆盖变化的驱动力分析是土地利用覆盖变化研究的一个重要组成部分,目前对土地利用覆盖变化的驱动力的研究都是在大尺度区域上的。本文以安太堡露天煤矿为研究对象,根据矿区土地破坏与复垦的程度,将矿区的土地利用类型划分为已破坏已复垦地、已破坏待复垦地、待破坏待复垦地这3种土地利用类型,利用1995年、1999年、2004年3期的土地利用面积,采用数学计算的方法计算出土地利用类型的总变化率、年变化率揭示土地利用变化的过程。然后以已破坏已复垦地类为研究对象,重点讨论了露天矿区已复垦地类上林草用地向耕地转变的驱动力,从宏观、中观、微观3个层面进行了分析,分析表明3个层面的驱动力是综合作用的,尤其以宏观政策的影响为主导。弄清矿区土地利用变化的规律将有利于制定科学的矿区土地利用规划,为矿区的生产及环境保护创造条件。     

基于尺度差异的山西省采煤土地损毁影响因素分析

本文以山西省采煤土地损毁为研究对象,基于不同类型的土地损毁系数计算得出山西省2000~2010年间煤炭开采平均土地损毁系数为0.2509hm2/万t煤。采用散点拟合法和多元回归分析法,立足不同尺度探讨了损毁土地面积与影响因素之间关系。研究表明:在山西省尺度,煤炭基础储量、耕地面积是影响土地损毁面积的负相关性因素,而地区生产总值、煤炭工业投资是影响土地损毁面积的正相关性因素。在煤炭基地尺度,体现出地区生产总值对土地损毁面积的正相关性,耕地面积对土地损毁面积的负相关性。在煤炭产地尺度,基本上能体现出地区生产总值对土地损毁面积的正相关性,但耕地面积对土地损毁面积的负相关性体现不明显。此外,山西省尺度和煤炭基地尺度是利用地区生产总值和耕地面积控制采煤土地损毁面积的最佳尺度。     

矿区土地质量概念探讨

矿区土地质量是土地特性的综合反映。本文以土地与土壤质量概念为基础,围绕矿区土地利用的阶段性特征,探讨了矿区土地质量的概念,其中包括矿区土地的肥力质量、环境质量、健康质量和安全质量四个方面。矿区土地肥力质量指矿区土地利用过程中与土壤理化性质相关的内容;矿区土地环境质量包括矿区土地自然环境质量以及与土地利用相关的社会环境质量;矿区土地健康质量是以矿区土地的生产性和可持续性两方面进行概括;矿区土地安全是从矿区土地资源的承载力和地质灾害的角度来谈论的。通过对矿区土地质量概念的描述,探讨了矿区土地利用和土地质量特性的相互关系,旨在为后期矿区土地质量评价及相关研究奠定理论基础,推动土地科学的进展。     

生态脆弱区复垦排土场干扰类型划分及影响因素分析

露天煤矿排土场复垦效果对重建生态系统稳定性具有关键作用,多通过复垦后植被变化的长期监测分析复垦效果。生态脆弱区露天煤矿排土场易受到外界干扰,恢复稳定性呈现较大空间差异,亟需探究排土场干扰类型划分方法及其影响机理。以长时间序列中最优状态下植被的结构和功能特征为比照标准,在前期构建复垦排土场干扰指数(DRDI)的基础上,进一步根据干扰动态特征划分干扰类型,并分析影响干扰类型的自然和人为因素。选择山西省平朔安太堡露天煤矿的4个排土场作为研究区,其复垦类型、复垦开始时间、持续时间各异。基于Landsat遥感影像,计算研究区1986—2017年的DRDI;干扰类型划分为持续干扰型、复垦稳定型、干扰恢复型和复垦退化型;从地形、土壤条件、复垦类型等方面选取可能对干扰类型存在影响的因素进行地理探测器分析。研究结果表明：复垦排土场内部干扰发生后呈现不同动态特征,干扰类型存在空间异质性,小尺度下同一排土场内同一类型在空间分布上存在着空间聚集,以复垦稳定性、干扰恢复型最为明显;单因子对于排土场复垦的影响程度强弱依次为复垦类型、土壤理化性质及地形,同时因子间均存在着相互影响进而影响了复垦;复垦时间分别与全氮、...     

生态足迹模型在耕地可持续研究中的应用:以兰州市为例

在剖析传统生态足迹分析方法的基础上,通过对传统模型中产量因子和均衡因子的修订,得到改进模型。分别用传统模型和改进模型计算2000-2008年兰州市耕地生态足迹,并分析其动态变化过程。传统模型的计算结果显示,兰州市耕地生态足迹增加,生态承载力减少,耕地利用处于生态盈余的弱可持续状态;改进模型的计算结果显示,兰州市耕地生态足迹减少,生态承载力增加,耕地利用处于生态赤字的弱不可持续状态。分析表明,后者更符合实际,说明改进模型更有利于兰州市耕地可持续利用的研究。最后,基于改进模型预测2015年和2020年兰州市耕地生态足迹、生态承载力和耕地可持续指数,并指出提高耕地平均生态生产力的方式。     

增强JavaCard中Schnorr签名的预处理方案

为增强JavaCard的安全与执行效率,研究用于JavaCard中签名与认证的Schnorr算法,基于密钥恢复攻击技术,提出一种针对Schnorr签名的线性攻击方法,通过实例测试了该攻击的可行性. 在此基础上,设计一种安全预处理方案, 该方案使用一个线性检测器对随机数进行线性检测,将经过线性检测的随机数组和相应变量存入卡中特殊区域,避免了签名时在卡内产生随机数,且签名过程不用在卡内进行大运算量的幂模运算.实验结果分析表明：该方案可以大幅度提高处理速度,改善签名效率,同时避免了一类安全攻击．