基于数据稳健性的农用地土壤重金属空间分异研究

研究目的:科学分析区域农用地表层土壤重金属空间分异特征,为准确追溯污染源,合理安全利用土地资源提供合理的数据支撑。研究方法:基于传统统计、数据稳健性、空间变异和空间插值构建土壤重金属空间分异研究方法体系。研究结果:以江苏省某市为例,探讨6种农用地表层土壤重金属As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的统计特征、数据稳健性、空间变异特征和空间分布情况。结果表明:这6种重金属原始数据均不符合正态分布,呈右偏强变异,均受到自然和人为因素的共同作用。Normal Score Transformation(NST)稳健处理后的数据能保持与原始数据几乎相同的内部变异结构,据此利用反距离加权法(IDW)所做空间插值预测效果最佳。研究结论:该方法体系通过引入数据稳健性的概念补充了常规土壤重金属空间分异研究中对局部异常值的处理思路,还为后续该类研究提供了更系统的研究思路。     

基于空间自相关的区域农村居民点分布与环境的关系研究

为分析丘陵沟壑区农村居民点分布与自然、社会经济环境的关系,丰富相关研究的方法,为农村居民点整理实践提供科学参考。以甘肃省临夏县北塬地区为研究对象,以行政村为研究单元,将空间自相关分析方法和空间叠加分析方法相结合,并选择较优的分析指标农村居民点分离度对居民点分布与环境的关系进行分析。分析结果显示:临夏县北塬地区的农村居民点分离度指标的全局Moran指数为0.1637,并且置信度高于95%,农村居民点分布存在显著的空间自相关特征;地形、河流、水库、公路和建制镇等自然、社会经济环境要素因子对北塬地区农村居民点的局部显著性空间聚集和异常特征的形成影响明显,同时发现北塬地区自然环境要素的影响占据主导地位。2种方法的结合可以有效地揭示环境因素对居民点分布的影响,居民点整理可根据主导影响因子的不同而采取差别化的整理模式和措施。     

基于耕地综合质量的基本农田布局优化——以河南省温县为例

研究目的:有效整合农用地分等与土地质量地球化学评估两项成果,补充完善区域基本农田布局优化方法。研究方法:运用GIS空间分析法整合农用地分等与土地质量地球化学评估两项成果,对研究区基本农田进行耕地综合质量评价。运用名特优农产品喜嗜典型元素分析法,确定基本农田布局优化方案。研究结果:温县基本农田布局优化后不仅面积增加了37 hm2,调入的基本农田利用等、肥力、环境健康、地化综合质量都大幅提高,有益元素N、P富集区面积大幅增加59.30 hm2和185.61 hm2,有害重金属元素Pb的2—3级富集区面积大幅减少195.45 hm2。研究结论:基本农田布局优化是贯彻落实"十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地"基本国策的重要工作;整合成果丰富了耕地综合质量的内涵,为区域土地资源的合理、高效、可持续利用提供科学依据。     

基于空间自相关的征地补偿标准分区可塑性面积单元问题效应研究

[目的]为探究征地补偿标准制定过程中分区存在的可塑性面积单元效应以及分区所依赖的评价单元级别的选择问题。[方法]该研究以甘肃省陇南市两当县为研究区域,以人均耕地面积为研究对象,借助Geo Da和Arcgis软件,运用空间自相关理论并引入可塑性面积单元问题效应,揭示人均耕地面积因评价单元粒度和区划方式不同而变化,进而影响征地补偿标准的制定。[结果]行政村和乡镇2种评价单元级别下,人均耕地面积的空间分布存在空间自相关性;2种评价单元级别分区的人均耕地面积存在较大差异,选择行政村级评价单元分区能够使征地补偿倍数更合理,特别是对于人均耕地面积异常高或低的行政村;在对人均耕地面积自然分级的基础上,结合LISA聚集图中高值聚集区和低值聚集区的范围调整自然分级区间进行分区,为土地利用分区研究提供新思路。[结论]研究结果可为征地补偿标准的制定提供参考。     

土地整治的生物多样性保护

生物多样性的保护是社会可持续发展的基础,是生态安全和粮食安全的保障。[目的]为进一步开展土地整治中保护生物多样性研究提供借鉴。[方法]采用文献资料法、归纳总结法从土地整治的规划、设计、施工和后期管护层面,总结梳理土地整治中对生物多样性保护的研究与工程实践,并对其趋势进行展望。[结果]未来还需从以下几方面进行研究(1)加强生物多样性保护在不同规划中的具体体现以及不同规划的衔接和融合;(2)强化景观生态中生物多样性保护的设计方法在土地整治中的应用以及设计技术的研发创新(3)注重土地整治中生态措施在施工方面的落实以及施工技术的提高;(4)更加注重土地整治中对生物多样性保护后期管护的有效性,主要从技术和制度层面。[结论]土地整治的生物多样性保护是贯彻落实"推进生态文明"和"建设美丽中国"发展战略的重要工作,研究成果丰富土地整治内涵,为生物多样性保护提供理论参考。     

镉超标耕地的安全利用评价与优化配置方案

[目的]提出分不同pH、不同地类对重金属超标耕地安全利用评价思路,并以A镇为例探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[方法]文章选用单因子污染指数评价法,分不同pH值、水田、旱地、菜地对重金属镉超标耕地进行安全利用评价,采用反距离加权插值法得到整个研究区镉含量空间分布图。基于安全利用评价结果及其空间分布特征,分不同pH值探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[结果]通过进一步分析评价结果空间分布特征发现A镇土壤大部分无污染,其中镉严重污染的水田土壤面积大于旱地土壤面积,空间分布主要受当地人为活动影响。[结论]优化配置方案有效降低了镉超标耕地的相对污染程度和重金属对农产品安全的影响程度。     

基于正态云模型与熵权法的景泰县耕地后备资源开发潜力评价

耕地后备资源开发是关乎粮食安全的重要议题,耕地后备资源开发潜力评价是耕地后备资源开发的基础性工作。针对传统土地评价综合指数法、模糊综合法无法同时兼顾评价指标模糊性与随机性以及特尔菲法、层次分析法确定权重主观性过强的问题,研究以景泰县为例,将正态云模型与熵权法引入区域耕地后备资源开发潜力评价,建立综合考虑生态、自然、社会经济3方面的评价指标体系,对区域耕地后备资源开发潜力进行定量测度,并提出了针对性的政策建议。研究结果表明:景泰县各乡镇耕地后备资源开发潜力从2.200 3到3.988 0不等,潜力等别包括较低、中等和较高,对潜力等别为较高的上沙沃镇、寺滩乡、芦阳镇可作为耕地后备资源开发优先区域,对潜力等别为较低的五佛乡建议暂不考虑进行耕地后备资源开发。正态云模型与熵权法有效降低了偶然误差,提高了耕地后备资源开发潜力评价的准确性,该研究可为区域耕地后备资源开发潜力评价提供一定借鉴与参考。     

河南省温县吨粮田高标准基本农田选址研究

研究旨在提出符合集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好等要求的吨粮田高标准基本农田选址思路,完善高标准基本农田建设理论体系,对高标准基本农田建设具有重要意义。文章以河南温县为例,运用GIS空间分析法,基于农用地分等和土地质量地球化学评估两项不同角度的评价成果进行吨粮田耕地质量优势分析。从自然禀赋、基础条件、区域条件3个角度进行吨粮田高标准基本农田选址影响因素分析,并以此建立选址指标体系和进行综合质量评价后按照由优到劣,可实现增产潜力空间由大到小的原则,提出吨粮田高标准基本农田选址思路。结果表明:温县选定5 713.3hm2连片的优质耕地建成旱涝保收、生态良好的高标准基本农田建设示范区,保守估计可增加7.16万t可实现产能,为区域粮食安全提供了重要保障。     

黄河流域城市群土地利用的碳排放效应

从流域地理分异的视角探讨黄河流域土地利用碳排放效应，是合理利用国土空间、制定差异化碳减排政策的重要基础。基于构建的长时序DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据，核算2009—2018年黄河流域城市群土地利用碳排放，通过时空地理加权回归（GTWR），解析各城市群碳排放的空间分异特征及影响因素。结果表明：(1)2009—2018年黄河流域各城市群碳排放整体表现出收敛态势，峰值大多出现在2012和2017年，2013年为低值聚集年；流域上表现为下游>中游>上游的分异特征。(2)莫兰指数表明各城市群土地利用碳排放呈正向显著空间自相关，形成上中游以鄂尔多斯、榆林和下游以潍坊、临沂为辐射面的高—高聚集地，以及上游环兰州、西宁的低—低聚集地。(3)不同时期，黄河流域城市群碳排放的驱动因素不尽相同，经济发展和产业结构对城市群土地利用碳排放的影响逐渐减弱，而城镇化率和土地利用结构对碳排放具有持续性的高影响；主导因素在空间上的异质性决定了不同城市群的提升策略各有差异。未来黄河流域城市群可持续发展与生态保护应在考虑区域协同联动发展的基础上分区分时施策。