叶尔羌河平原绿洲土地生态安全预警演变与时空格局分析

[目的]探索叶尔羌河平原绿洲土地生态安全预警问题及其时空格局变化,旨在为叶尔羌河平原绿洲土地生态安全及可持续利用提供科学的参考依据。[方法]文章运用PSR模型构建预警指标体系,采用熵值法测算各指标权重,对2000—2016年叶尔羌河平原绿洲土地生态安全警情格局进行综合分析,并利用GIS技术分析其2000年、2005年、2010年和2016年土地生态安全空间格局变化,最后运用障碍度模型探索其障碍因子。[结果](1)2000—2016年叶尔羌河平原绿洲土地生态安全综合预警指数总体呈上升态势,生态预警状态由"较不安全"转为"临界安全",警度亦由"重警"变为"中警"。(2)从空间格局来看,空间上各县域土地生态安全水平差异明显,研究初期西部地区土地生态安全状态优于东部地区, 2016年呈现出中部高、东北—西南部低的态势。(3)近17年叶尔羌河平原绿洲各县域土地生态环境状况有所改善,安全状态经历了"极不安全—临界安全—较安全"的发展历程。(4)影响土地生态安全的主要障碍因子包括单位面积耕地农药负荷、人口密度、单位面积耕地化肥负荷、土地垦殖率、人口自然增长率和单位面积耕地地膜负荷等。[结论]研究期间叶尔羌河平原绿洲土地生态安全得到明显的提升与改善,并在良好的方向发展。     

基于CA-Markov模型的哈尔滨市土地利用变化预测研究

[目的]研究土地利用变化特征并预测未来变化趋势,为土地资源合理利用提供科学的依据。[方法]以哈尔滨市为例,基于1992、2003和2014年3期遥感数据,建立以经济生态为主的转换规则,采用MCE模型、土地利用重心迁移模型和CA-Markov模型分析研究区22年土地利用动态变化特征,并对2025年土地利用变化进行预测。[结果](1)1992~2014年,耕地迅速减少,林地和水域波动变化,草地缓慢减少,建设用地由于耕地的转入不断扩张,未利用地大量转出成为耕地。耕地和建设用地重心具有明显的方向性移动,两者重心呈远离趋势。(2)试验得到的2014年土地利用结果和实际解译数据Kappa系数达0.878 0,表明转换规则的制定可行,模型可信度较高。(3)2014~2025年土地利用变化趋势较1992~2014年存在差异,耕地持续减少,且减少速度加快,林地基本处于动态平衡状态,草地空间位置变化活跃,水域面积增加,建设用地仍然保持增长。耕地重心加快向城市边缘区移动,建设用地重心向西南方向移动速度降低。[结论]运用CA-Markov模型对哈尔滨市土地利用变化进行科学合理的分析和预测,对哈尔滨市的土地资源的合理高效利用具有重要意义。     

叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量耦合关系研究

［目的］为了解叶尔羌河平原绿洲耕地利用变化与粮食产量的耦合关系，以此优化粮食生产系统的指导方式，提高叶尔羌河平原绿洲粮食产量，协调叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量的耦合关系，并为叶尔羌河平原绿洲的粮食安全保护提供一定的政策启示。［方法］文章运用熵值法，以粮食生产相关的“投入”指标为评价依据，耕地利用强度由地均化肥使用强度、有效灌溉比例、复种指数及地均农业机械化水平等4个指标构成，以及利用1990—2016年叶尔羌河平原绿洲粮食产量，分析其耕地利用转型和粮食产量耦合关系时空变化。［结果］(1)1990—2016年叶尔羌河平原绿洲各县耕地利用强度不断增大，并且区域时空格局差异明显，研究初期东北部地区的耕地利用程度强于西部地区，而2016年呈现出西南—中东部强，东北部弱的态势； 从粮食产量方面来看，叶尔羌河平原绿洲粮食产量整体有所增长，空间分异特征较不明显；(2)耕地利用强度—粮食产量耦合类型时空演化特征明显，高耦合值区增加，低耦合区值逐年减少； 从空间上看，叶尔羌河平原绿洲西部地区耕地利用转型与粮食产量耦合度越来越高。(3)耕地利用转型推动粮食生产格局不断演化，叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量耦合度在1990—2016年呈现耦合度逐渐增加的趋势，耕地利用转型对保障区域粮食安全具有重要作用。［结论］叶尔羌河平原绿洲粮食产量随着耕地利用转型的不断深入而不断提高，耕地利用转型对粮食安全具有有利影响。     

基于GIS的合肥市耕地地力评价

[目的]为查清合肥市耕地质量状况。[方法]利用GIS技术和县域耕地资源管理信息系统(CLRMIS)等软件,从耕地的立地条件、剖面组成、土壤理化性状、土壤管理4个方面选取14个评价因子,采用特尔斐法确定评价因子的权重和隶属函数对耕地地力进行综合性评价。[结果]合肥市耕地地力分五个等级,一,二,三,四,五等地面积分别占总耕地面积的14.85%,31.47%,35.00%,10.24%和8.43%。[结论]一,二等地主要分布在巢湖市、庐江县和肥西县,主要是水田,地貌类型以平原、平畈冲田和台地为主,少数地区存在黏磐层障碍层,灌溉排涝能力较强;三,四,五等地主要分布在肥东县和长丰县,地形部位主要是中坡地、平畈冲田、陡坡地和塝田,耕层质地主要是重壤和中壤,障碍层类型为黏磐层和砂砾层,灌溉排涝能力较低,土壤养分含量与一,二等地相比有所下降;合肥市耕地土壤有机质、有效磷和速效钾的平均含量均处于中等水平,其中巢湖市的有机质平均含量最高,肥西县有效磷和速效钾平均含量最高。     

东北黑土区设施栽培对土壤养分的影响——以哈尔滨地区为例

设施蔬菜土壤养分是制约蔬菜生长及品质的关键因子,迄今有关东北黑土区设施栽培对土壤养分的影响的研究鲜见报道。本研究以哈尔滨市为研究区,通过调查取样,分析了黑土区设施蔬菜栽培土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和pH的丰缺程度,比较了设施蔬菜土壤与露天蔬菜土壤的养分含量。结果表明:(1)设施蔬菜土壤的碱解氮含量处于亏缺状态,其他土壤养分含量均处于高水平状态。(2)哈尔滨市设施蔬菜土壤养分含量均较露地蔬菜土壤高。碱解氮、速效磷和速效钾含量起初随着设施使用年限的增加而增加,到第8年达到最大值,随后开始降低。土壤有机质的含量到第8年达到最大值,随后开始降低。土壤pH随设施使用年限的增加起初变化不大,到第8年明显降低,达到最低值,之后又有所上升。(3)哈尔滨市区内的设施蔬菜土壤速效磷含量高,外县的设施蔬菜土壤碱解氮、速效钾和有机质含量高,郊区的设施蔬菜土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质的含量均最低。本项研究表明,设施栽培使哈尔滨地区土壤速效养分及有机质含量发生明显变化,且随着地区不同而差异明显,土壤养分含量随设施使用年限而变化,使用8年的设施菜地土壤中pH值最低,碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量最高。     

内蒙古河套平原盐碱化土壤改良分区特点与对策

[目的]综合区划是进行盐碱地分类改良与利用的基础,对改善生态环境、合理利用土壤资源和支撑农业经济发展具有重要作用。[方法]基于河套平原地貌类型(山地、冲洪积平原、沙漠等),考虑盐碱土形成特点、灌区水利现状及改良方向等,并参考区域内7.2万hm~2耕地(共采集5 399个土壤样品)土壤背景值,根据科学性、适用性、可推广性、可操作性等相关原则进行了河套平原盐碱化土壤综合改良分区和相应改良对策制定。[结果]将河套平原盐碱化土壤改良划分为6个一级区和13个亚区。一级区包括河套倾斜平原灌淤土土壤盐碱化改良区、黄河—引黄总干(二黄河)两河间平地盐碱化土壤改良区、乌加河排水总干沟北侧黄灌盐碱化土壤改良区、河套平原北部狼山南侧洪积冲积平原盐碱化土壤改良区、乌拉山—黄河之间三湖河盐碱化土壤改良区、乌兰布和沙漠东边缘绿洲盐碱化土壤改良区。[结论]将河套平原盐碱地改良治理与利用有机结合,科学划定了分区,并在综合考虑区域水盐平衡基础上,明确了各亚区黄河水和井水配合利用、地下水位调控、改良措施组合的综合改良对策和利用方向,为河套平原盐碱化土壤分区改良提供了依据。     

旅顺口区土地退化分区分级研究

[目的]随着社会经济的高速发展,资源开发规模和强度不断扩大,土地退化的问题也逐渐显现出其弊端。[方法]文章以2003年、2006年、2009年的旅顺口区土地利用数据为基础,运用GIS软件的叠置分析,空间分析对研究区土地退化分区分级研究。通过掌握土地利用变化的数量、时空模式及变化趋势来揭示研究区在不同时期、不同资源开发强度下土地退化的时空特征。[结果]研究表明,研究区的土地退化类型在2003~2009年主要为土地污染、次生盐碱化、草地退化;荒草地和耕地面积在6年间共减少2068.12hm2,耕地土地利用动态度为-2.85%,荒草地土地利用动态度为-2.37%,建设用地土地利用动态度为2.25%,其他未利用地土地利用动态度为6.84%;在不同的研究时期和区域,土地退化的强度不同;根据分区区域面积加权计算,旅顺口区的耕地退化指数小于3,预计土地退化程度属于轻度退化,研究结果可信。[结论]旅顺口区土地退化分区分级研究为今后旅顺口区的社会经济发展战略的决策和生态环境的管理提供了科学依据。     

广西耕地“非粮化”时空演变及影响因素研究

[目的]防止耕地“非粮化”、稳定粮食生产是我国重要战略部署。探究广西耕地“非粮化”时空演变特征及其影响因素,为西南经济欠发达地区差异化管控和引导耕地利用提供参考。[方法]文章以广西为例,采用综合评价法对2003—2019年广西耕地“非粮化”水平进行综合测度,利用空间自相关模型进行耕地“非粮化”空间集聚效应分析,并运用地理加权回归模型进一步探究耕地“非粮化”区域差异的影响因素。[结果]（1）2003—2019年广西耕地“非粮化”程度总体呈波动上升趋势,共经历3个阶段。（2）广西耕地“非粮化”空间上整体呈现出“西南高—西北低”格局,并表现出显著空间正相关,“非粮化”现象以广西西南部崇左市最为突出。（3）耕地地势起伏度、年降水量、第一产业比重、土地生产率和城镇化率等8个因素是形成广西耕地“非粮化”空间格局差异的主要影响因素。[结论]耕地“非粮化”程度及其影响因素具有空间差异性,基于此制定差异化管控对策,对缓解耕地“非粮化”,促进耕地有效管护具有重要意义。     

近40年安徽省耕地非农化时空分布特征及扩散路径

[目的]为探明区域耕地非农化时空变化特征及演变路径,实现对安徽省耕地资源的保护及精准管理。[方法]文章基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年安徽省LUCC数据,利用GIS空间分析手段,并借鉴重心迁移模型,探究安徽省县域耕地非农化过程及空间分布关系。[结果]（1）近40年安徽省耕地非农化面积差异明显,4个不同阶段耕地非农化面积呈不断增长态势,耕地非农化强度趋向于皖中最大,皖北次之,皖南最小的格局。（2）县域耕地非农化速度等级空间分布地域差异性显著,皖南速度最快,皖北最慢。耕地非农化速度等级自小到大的重心点密度逐渐降低,整体波动方向为北西—南东方向,且波动幅度逐步提升。耕地非农化速度重心点的轨迹变化表明近40年安徽省耕地非农化历经了由中心向外围扩散又逐渐收敛的过程。（3）耕地非农化重心向东北方向迁移且距离不断变小,空间形态上呈现Y型,非农化路径表现为先远离后靠近的扩散态势。非农化重心一直偏安徽省几何中心以北。[结论]揭示了安徽省耕地非农化演进过程及扩散路径,为政府部门掌握耕地变化以及保护耕地资源提供对策。     

乌鲁木齐土地利用碳排放强度时空演变研究

[目的]土地利用二氧化碳排放强度是土地低碳利用的重要指标,对其时空调控是协同促进城市二氧化碳排放总量达峰的重要路径。[方法]文章研究基于乌鲁木齐市2005年和2012年1km高空间分辨率排放网格数据(CHRED)和土地利用矢量数据,采用GIS空间分析法,探讨乌鲁木齐市7个城区土地利用二氧化碳排放强度的时空演变特征。[结果](1)从时间上看,乌鲁木齐市7个城区的土地利用变化整体表现为"5增2减"的现象;二氧化碳排放总量从3 431.49万t上升到5 147.96万t,其中以城镇村及工矿用地二氧化碳排放增长最大,由2005年的2 885.15万t增加到2012年的4 139.15万t。(2)从空间上来看,城市向北部和东南部扩展明显,未利用地和耕地迅速减少,城市扩展区的二氧化碳排放量有明显增加;中心城区和城市扩展区二氧化碳排放强度上升最快。(3)从土地利用转移上看,土地利用结构的变化明显,整体呈现草地、耕地和未利用地向城镇村及工矿用地、交通用地、园林地和水域等类型转移。草地、耕地和未利用地向城镇村及工矿用地转移导致的碳排放强度增长最显著,均超过700万t/万hm~2。[结论]绿洲城市不同的土地利用类型二氧化碳排放强度时空差异较为显著,其中城镇村及工矿用地扩张是导致二氧化碳排放增长的主要原因之一。因此,合理控制绿洲城市扩张规模,优化城市用地布局,建立土地利用二氧化碳排放强度核算体系与综合调控政策,将是促进低碳城市建设的重要路径。     

西北干旱地区高效生态农业建设的模式选择

剖析西北当前农业生产与发展中存在的8个问题，提出建立高效生态农业模式的十大基本原则，并针对西北干旱地区现有的一些地理特征，结合目前西北干旱地区的实际情况，按高山、山地及山前坡地和平原、盆地(绿洲)的划分，提出了9种适合西北干旱地区的生态农业模式，探讨西北干旱地区高效生态农业建设和解决“三农”问题的具体措施。     

广西边境地区耕地非农化的空间特征与迁移路径

目的 耕地非农化影响1.2亿hm²（18亿亩）耕地保护红线现象引起了政府和学界的高度重视，有效掌握耕地非农化演变空间特征是保护耕地的重要前提。方法 文章以广西边境3个地级市的23个县域地区为研究区，通过构建重心模型、标准差椭圆模型分析刻画1980—2018年耕地非农化速度与方向，并利用空间自相关分析其空间特征。结果 （1）1980—2018年4个时期内耕地非农化面积呈“N”型波动增长的趋势，其中2010—2018年耕地非农化面积最大，为49 367 hm²；1990—2000年耕地非农化面积最小，为5 270 hm²，耕地非农化面积高值区主要集中在城镇化水平较高的区域城市中心。（2）耕地非农化速度具有空间非均衡性，标准差椭圆面积往东南方向持续扩张，耕地非农化空间上总体由西北部往东南方向迁移，区域之间的差距逐渐扩大。（3）广西边境地区耕地非农化面积存在显著的空间正相关关系，但集聚优势逐渐下降，“高—高”聚类的空间变化主导了耕地非农化面积的空间自相关关系的格局演变。结论 研究揭示了广西边境地区耕地非农化空间格局演变过程，可为边境地区制定耕地非农化管控机制和优化国土空间结构提供参考。     

东北典型黑土区耕地地力评价与障碍因素诊断

研究目的:从影响耕地地力的土壤管理、理化性质、土壤养分、剖面性状、立地条件和气候条件等6个方面选取13个评价指标对东北典型黑土区耕地地力进行综合评价,并在评价基础上进行障碍因素诊断,为今后定量化分析耕地地力障碍因素提供方法。研究方法:该研究运用层次分析法和模糊数学法等方法进行耕地地力评价,并引入障碍度模型对影响该区域耕地地力的障碍因素进行定量化分析。研究结果:(1)东北典型黑土区耕地地力整体呈现南高北低的趋势,其中以中等地(四、五、六、七等地)为主,占研究区总耕地面积的64.47%;其次为高等地(一、二、三等地),占研究区总耕地面积的28.31%;低等地(八、九、十等地)最少,只占研究区总耕地面积的7.22%;(2)对研究区评价指标体系中耕层厚度、有机质、有效磷、p H、灌溉能力、排涝能力6个指标进行障碍度分析,发现除有效磷和p H对耕地地力障碍作用不明显外,其他因素均有明显障碍作用,且障碍程度呈现一定的规律性。研究结论:(1)通过对研究区进行耕地地力评价,对东北典型黑土区的耕地数量和质量在空间分布特征上有了全面掌握,为今后耕地的合理利用提供了依据;(2)障碍度模型的引入为分析影响耕地地力的障碍因素提供了定量化的研究方法,为耕地地力保护和提升研究提供了方法支撑。     

河北省张宣葡萄产区土壤地球化学特征

[目的]为科学合理规划特色农产品种植区,因地制宜地扩大张宣葡萄种植规模。[方法]文章通过对张宣葡萄产区开展1:5万农业生态地质现状调查,利用土壤地球化学测试数据,与河北省平原区背景值、张家口盆地背景值进行对比分析,归纳总结研究区土壤地球化学特征;并依据土地质量和土壤环境质量相关规范,对张宣葡萄产地进行系统地土壤肥力和土壤环境质量评价。[结果]葡萄种植区土壤中铜、锶、二氧化硅、氧化钾含量较高,尤以铜最为显著,含量均值是张家口盆地背景值的2倍,是河北省平原区背景值的1. 94倍;铬、镍、铁、锰、氮、有机碳、硒、镁含量相对较少,均低于张家口盆地背景值和河北省平原区背景值。整体而言,土壤综合肥力相对缺乏,主要表现为氮、磷缺乏;土壤环境综合质量较为清洁,无Ⅲ类区,全部重金属元素均未超风险管制值,99. 26%的面积低于全部重金属元素风险筛选值,表现为4个样点铜含量和1个样点镉含量高于风险筛选值,分别位于宣化区和涿鹿县境内。[结论]应通过增施化学肥料提高土壤中氮、磷含量,注意防治保护性杀菌剂的使用带来的铜局部累积现象。     

叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全评价及预警分析

[目的]为了明确叶尔羌河平原绿洲耕地生态环境现状,分析耕地生态安全当前面临的主要影响因素,探索耕地生态安全预警问题及协调人地关系。[方法]文章运用DPSIR概念模型构建预警指标体系,在此基础上,运用DPSIR概念模型与障碍度模型对1991—2016年叶尔羌河平原绿洲的耕地生态安全警情格局进行评估和主要障碍因子分析,最后采用灰色GM(1, 1)预测模型对其2018—2025年的警情演变趋势进行预测。[结果](1)总体上, 1991—2016年叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全预警值从0.149 1增加到0.691 8,呈波动上升趋势,安全警情经历了"巨警—重警—中警—轻警"的发展历程。(2)就各子系统的变化趋势而言, 1991—2016年压力系统的预警值整体上呈现下降态势,驱动力、状态、影响和响应系统的预警值总体上呈现递增趋势。(3)长期来看,系统压力是影响耕地生态安全的主要因素,是今后调控的重点。1991—2016年系统压力的障碍度以年均7.57%的速度增加,而系统驱动力、状态、影响和响应的障碍度分别以年均0.34%,1.01%,100%和4.65%的速度下降。(4)影响耕地生态安全的主要障碍因子包括农作物受灾面积、农药使用强度、灾害指数、地膜使用强度、化肥使用强度和人口密度等。(5)按现状发展态势,灰色预测分析得出2018—2025年耕地生态安全预警值分别为0.697 0,0.730 1,0.765 3,0.802 8,0.842 5,0.884 6,0.929 2,0.976 3。[结论]叶尔羌河平原绿洲耕地生态安全在向较好的态势发展。     

我国肉羊生产重心演变路径研究

[目的]基于1990—2018年我国肉羊产业29个省(区、市)的相关统计数据,定量研究肉羊生产重心的演变路径,为优化我国肉羊生产区域布局提供依据。[方法]采用重心模型计算1990—2018年全国羊肉产量、羊出栏量、羊肉单产等指标重心,对比分析1990—2018年全国羊肉产量、羊出栏量、羊肉单产重心的演变路径、偏移轨迹及移动距离等。[结果]总体上, 1990—2003年肉羊生产重心主要向东南、东北方向偏移;2004—2008年主要向东北、西北方向偏移;2009—2018年主要向西南、西北方向偏移。研究发现,在重心演变路径的变化上,羊肉产量与羊出栏量变化趋势基本一致,而由于各区域肉羊生产在技术、生产组织方式等方面存在明显的追赶学习效应,所以羊肉单产重心变化情况与前两者不同。羊出栏量重心年均移动距离最大,羊肉单产年均重心移动距离最小。重心波动剧烈程度由强至弱排序为羊肉单产、羊出栏量、羊肉产量。[结论]在政策上,国家产业政策对肉羊生产区域布局具有一定的影响,应不断优化肉羊生产区域布局政策,促进肉羊产业发展;在肉羊生产上,目前我国羊肉单产仍不够高,应加大肉羊优良品种选育力度,提高肉羊生产技术水平,以改善羊肉单产不高的情况;在肉羊生产重心由北向南移动的情况下,应适当扶持生产优势较强的南方地区,以减小北方地区的资源承载压力,缓解北方环境恶化问题,优化肉羊生产区域布局。     

中国粮食耕作面积与农用化学品投入的时空协同分析

[目的]耕地保护是中国的基本国策,也是粮食安全的重要保障。耕地总量动态平衡是落实耕地保护政策的具体形式,这也造成耕地向欠发达地区转移。在此背景下,农用化学品投入也有向经济欠发达地区、特别是西部地区转移的风险,加剧西部生态脆弱区环境保护压力。然而,目前研究还鲜有这方面的报道,特别缺乏对粮食耕作面积与相应农用化学品投入间时空协同关系的分析。[方法]文章基于2000—2019年省级粮食耕作面积和用于粮食生产的农用化学品投入（化肥、农药、地膜和农用柴油）数据,利用重心模型、标准差椭圆和耦合协调度模型,对全国以及东、中、西部地区粮食耕作面积和农用化学品投入的时空协同特征进行分析。[结果] 2000—2019年中国粮食耕作面积和用于粮食生产的农用化学品投入重心整体向西北或西部移动,其中地膜投入重心移动速度最快,重心迁移速度大小依次为：地膜（11.16 km/年）>农用化肥（5.95 km/年）>粮食耕作面积（5.18 km/年）>农药（4.01 km/年）>农用柴油（3.67 km/年）;全国粮食耕作面积与地膜、化肥、农药、柴油的耦合协调度整体呈上升态势。[结论]随着粮食耕...     

中国陆地边境地区耕地利用综合效率时空格局与影响因素

目的 通过分析耕地利用综合效率的时空格局及影响因素，为促进边境地区农业可持续发展及保障粮食安全提供理论基础。方法 文章通过构建耕地利用效率“投入—产出”指标体系，运用DEA模型、Malmquist指数模型及Tobit模型从动静两方面研究了中国陆地边境地区的耕地利用综合效率的时空格局变化及分区域影响因素。结果 （1）2008—2018年中国陆地边境地区耕地利用综合效率经历“小幅下降—快速上升—稳步上升”3个阶段，耕地利用综合效率高值区总体上呈“多点式”向“带片状”转变的态势，连片集聚度不断上升。（2）边境地区耕地利用全要素生产率指数（TFP）波动幅度较大，由2008—2014年的“倒V”型反转向2014—2018年的“V”型增长过渡。从全要素生产率指数结果来看，西南边境地区>西北边境地区>东北边境地区，这与各片区发展的资源禀赋、区域定位等差异有关。（3）东北边境地区耕地利用综合效率的显著性影响因素有农业机械总动力与农业劳动力，西北边境地区耕地利用综合效率的显著性影响因素有化肥施用量、种植结构调整、农业机械总动力，西南边境地区耕地利用综合效率影响因素为农村居民人均纯收入、乡村户数、农林水利事务支出、种植结构调整、农业劳动力。结论 边境地区耕地利用综合效率的主导影响因素存在明显的空间差异性，应因地制宜实施差异化的耕地利用管控政策，有效促进边境地区耕地利用综合效率的持续增长，维护边境地区的社会稳定与国家粮食安全。