基于地理探测器的内蒙古耕地水资源短缺时空变化特征及驱动力分析

[目的]明晰干旱半干旱区耕地水资源短缺的时空变化特征及驱动因素，是实现区域水资源可持续利用的首要前提，对保障区域乃至全国粮食安全和生态健康有着重要意义。[方法]文章以内蒙古为典型研究区，以水足迹理论为依据，通过构建耕地水资源短缺指数（Arable Land Water Scarcity Index,AWSI），分析2000—2018年内蒙古耕地水资源短缺指数时空格局及变化特征，并进一步借助地理探测器模型定量揭示研究区内气候、植被、地形、人口密度等11个自然和社会经济因素对耕地水资源短缺时空变化的影响差异。[结果]（1）内蒙古耕地水资源短缺指数总体呈西高东低的分布特征，西部耕地缺水压力较大。2000—2018年内蒙古耕地水资源短缺指数呈增加趋势，增加区域占总面积82%以上，主要分布在东部和中部地区。（2）自然因素主要决定内蒙古耕地水资源短缺的空间格局，其影响明显大于社会经济因素，但是2000—2018年社会经济因素的影响力在呈增大趋势。（3）自然因素中以蒸发量、年均温、降水量为主的气候因子在生态探测中共有19组显著差异，占据了影响因子中的主导地位。而在社会经济因素与自然因素的交互作用下，...     

广东省惠来县土壤硒的分布特征及影响因素研究

[目的]开展对广东省惠来县土壤硒的调查研究,系统采集了表层土壤组合样321个,深层母质土壤组合样79个,测定土壤全硒含量,并据此研究土壤硒分布特征及主要影响因素。[方法]利用Pearson相关分析法与一元线性回归方法计算出土壤全硒含量与土壤理化性质和组分之间的相关性,GIS空间分析技术等方法对土壤硒的含量分布、富集特征及影响因素进行了系统的分析。[结果]惠来县土壤总体属于富硒水平。硒含量变化于0.02～1.41mg/kg,平均值为0.50mg/kg,明显高于全国土壤硒平均值0.29mg/kg。表层土壤富硒面积为60.75%,足硒面积为28.35%;深层土壤中,富硒和足硒面积分别达到了72.15%和20.25%。回归分析表明,土壤全硒含量与铁铝含量、有机碳含量具有极显著正相关,与pH呈极显著负相关。[结论]影响惠来县土壤硒含量的主要因素是成土母质,土壤pH、有机碳和铁铝含量及土地利用方式对土壤全硒含量分布与富集也有一定的影响。整体来看土壤硒含量水平较高,应针对富硒、足硒土地制定合理保护、开发和永续利用的方法与政策。     

耕地利用转型突变点检测及其时空特征 ——以昆明市东川区为例

研究目的：识别东川区1989—2020年耕地利用转型时间节点及其时空特征。研究方法：滑动T检验、Mann-Kendall检验、Yamamoto检验、局部空间自相关。研究结果：（1）耕地利用显性转型发生于2002年,主要受劳动力转移的影响,隐性转型发生于2006年和2012年,主要受产业结构调整的影响。（2）耕地利用形态综合指数在转型前后均呈东高西低态势,与东川区地形格局基本一致。（3）显性转型后耕地数量的空间集聚特征较为稳定,种植结构空间变化明显;隐性转型后经济与生态功能指数空间集聚程度不断降低,二者朝着区域均衡化方向发展,社会功能集聚程度有所提升,其区域异质性增强。研究结论：突变检测法较好刻画了东川区耕地利用转型时间节点;村域尺度的研究进一步揭示了地形和经济发展水平对耕地利用转型产生的较大影响。     

喀斯特地区耕地土壤有机碳分布特征研究——以贵州省兴义市为例

根据喀斯特地区耕地资源的实际情况,以贵州省兴义市为研究对象,在保证采样点具有典型性和代表性的基础上,采集混合样和土壤剖面样品(0~100cm),并对样品中有机碳分布特征进行研究。不同耕地类型的耕作层土壤有机碳含量的具有明显差异,其中灌溉水田的含量显著高于其他3种耕地类型,有机碳含量为23.08g/kg,菜地的有机碳含量最低,仅为15.36g/kg。不同质地类别的耕作层土壤有机碳含量的排序为:黏土>黏壤土>壤土>砂土。随着耕地土壤剖面深度的增加,土壤有机碳含量随之降低。研究结果可为兴义市增加土壤有机碳固定量,减少温室气体排放量和实现农业可持续发展提供科学依据。     

基于DNDC的茶园土壤碳素空间分异及其影响因素——以福建省安溪县为例

[目的]通过探究福建省安溪县茶园土壤碳素储量,揭示各碳素指标的空间分异特征及其关键影响因子,有助于为减少茶园温室气体排放和建设生态茶园提供决策支撑。[方法]文章运用反硝化分解（denitrification decomposition, DNDC）模型和空间统计分析方法对茶园土壤碳素进行模拟和研究。[结果]（1）经过参数率定的DNDC模型对茶园土壤碳素动态循环的模拟具有较好的适用性;（2）安溪茶园土壤有机碳含量丰富,土壤肥力较好。凋落物输入碳是茶园土壤碳素输入的主要来源,平均输入量为505.52 kg/hm2,而通过呼吸作用转化为CO2排放是茶园土壤碳素输出的重要途径,平均CO2排放量为883.78 kg/hm2;(3)茶园SOC10～20cm量、凋落物输入碳量、CH4排放量、CO2排放量均呈现空间聚集分布特征,主要分布在安溪县西部的低山与中低山地区;（4）初始土壤属性中黏粒含量和土壤有机碳含量是影响安溪县茶园土壤碳素空间分异的关键因子,其中土壤黏粒含量对茶园土壤CO2排放量和CH4排放量的影响最强且负向作用效果明显。[结论]安溪县西部等低山和中低山区域土壤肥力较好,但亦应谨慎对待该区...     

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。     

生态农业的成功实践

大足县为了探索生态农业的方法、途径、步骤和措施,于1983年底由县委、县府决定,选县城南北山作为试验区,进行生态农业试点.该区在县境中部,以县城龙岗镇为中心,范围包3个乡,13个村,104个农业合作社,总幅员面积33.29平方公里,农村人口20,279人,人口密度609人/平方公里.试验区呈中丘地貌,海拔相对高差在200米以内,最高海拔552米,最低海拔373米.成土母质以遂宁组发育而成的土壤为主,占农村耕地的78.23%.垦植指数高达66.2%.这一区域无论从自然条件、生产力发展水平,还是从生态环境恶化的状况和程度等各方面来看,不仅在大足县有一定的代表性,而且对四川丘陵地     

滁州市陆地生态系统土壤碳储量对土地利用变化响应

从土地利用变化造成的非建设用地土壤有机碳储量变化,及土壤有机碳储量对土地利用变化脆弱性评估两个角度,研究2005-2013年滁州市陆地生态系统土壤碳储量对土地利用变化响应。研究发现:(1)土地利用强度逐年增加,土地利用变化主要表现为耕地、林地、水域、建设用地的增加和其他用地的大幅减少。建设占用导致大量农用地发生非农转用,耕地保护形势日趋严峻。(2)2005、2009、2013年,滁州市非建设用地的中层土壤有机碳储量为13090.11t、12538.86t和12500.05t,呈现先快后慢的减少态势,这主要受草地碳储量减少速率影响;耕地、林地和水域的储碳量最高。(3)2005-2013年,土地利用变化对非建设用地土壤有机碳储量的潜在影响指数为-2.05,前后4年潜在影响逐渐降低,脆弱程度有所改善,但仍不理想,土地利用有待向更加低碳的模式转变。     

粮食生产对生态碳汇的影响研究

[目的]协同推进粮食安全与碳中和目标是当下中国的核心议题,但粮食生产对生态碳汇的影响尚不明确,文章尝试梳理粮食生产影响生态碳汇的作用机理,并实证甄别粮食生产影响生态碳汇的净效应。[方法]构建粮食生产影响生态碳汇的分析框架,利用2000—2017年中国县域面板数据,采用双向固定效应模型进行实证检验。[结果]基准分析表明,粮食生产对生态碳汇总量具有显著正向影响。异质性分析表明,复种指数的适度提升有助于发挥粮食生产的碳汇效应;相较于西部和东北地区,东部和中部地区粮食生产的碳汇效应更大。[结论]应重视粮食生产的碳汇属性,通过耕作制度调整等手段加强土壤保护,挖掘粮食生产的碳汇潜力;优化陆地绿色植被空间布局,降低农地、林地和草地等不同绿色植被碳汇的潜在冲突;基于区域差异,制定具有区域针对性的粮食安全与碳中和协同行动方案。     

技术认知、获得程度与农户耕地质量保护提升行为

[目的]研究农户技术认知与获得程度对推动耕地质量保护提升工作开展有重要意义。[方法]文章以新疆为例,基于农户调查数据,利用二元Logistic模型分析技术认知、获得程度与农户耕地质量保护提升行为关系。[结果]（1）影响农户采用行为的关键因素主要来自农户对耕地质量保护提升补贴额的满意程度、现行技术满足程度、重要性认知水平、效果感受评价情况方面。（2）耕地质量保护提升的补贴形式对农户采用相关技术的行为有不同程度的影响,但结果的显著性不明显。（3）异质性结果表明：耕地质量保护提升补贴额的满意程度对南疆、东疆农户采用农膜残留回收技术、无害施肥施药技术和盐渍化治理技术的行为影响较大;耕地质量保护提升的重要性认知对北疆农户采用测土配方施肥技术、无害施肥施药技术和高效节水滴灌技术的行为影响较强;耕地质量保护提升的效果评价对南疆、东疆农户采用盐渍化治理技术的行为影响很强。[结论]当前新疆农户有强烈的耕地质量保护提升技术需求和采用愿望,要加强政策宣传与普及力度,引导农户积极开展技术交流,提高耕地质量保护提升技术采用水平。     

干旱区精河流域绿洲化过程中土壤养分时空变异研究

[目的]对干旱荒漠区不同土地利用方式下土壤养分时空特征进行研究,为绿洲土壤的科学施肥及更合理的土地资源开发利用提供理论依据,以促使土壤养分在精河流域平原绿洲系统中合理迁移和分布。[方法]以精河流域平原绿洲为靶区,基于GIS与地统计学方法,利用2003年和2018年不同土地利用方式下获取的土壤采样数据,对绿洲化过程中土壤养分(有机质、碱解氮、速效磷)的时空动态变化及重心迁移特征进行分析。[结果](1)2018年的土壤有机质、速效磷低于2003年,而碱解氮高于2003年。在空间上,各养分含量的高值区均出现在绿洲北部和西北部,低值区则主要位于绿洲边缘及南部区域;(2)对土壤养分综合分级评价结果显示,2003—2018年绿洲化过程中研究区土壤养分整体下降,中等及偏上水平的土壤养分重心沿精河向绿洲东北方向(艾比湖西南缘)及西北部的博乐绿洲方向迁移;(3)不同土地利用方式下,土壤养分含量均与土壤pH呈显著或极显著负相关关系,其中在草地、耕地和未利用地中呈极显著的差异(P<0.01),在林地中两者呈显著差异(P<0.05)。[结论]该研究对精河流域绿洲化过程中土壤养分变化和迁移特征进行的时空对比分析,有助于推进研究区平原绿洲耕地的利用和发展布局,为实现生态可持续发展提供重要参考。     

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。     

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。     

虚拟水视角下的农业区划研究  ———以黄淮海地区为例

农业区划,它为指导人们因地制宜的发展农业生产提供科学的依据。该文引入虚拟水概念,将虚拟水含量作为农业区划的重要指标之一,并以我国黄淮海地区为例,运用聚类分析对其进行农业分区,得到了最终的农业资源区划结果:划分为4个区域,分别是京、津山麓平原农牧区,河北平原农业区,鲁、豫平原丘陵农区,以及皖、苏平原农区。这种方法可以为其他地区开展区划工作提供重要的参考依据。     

江苏省河蟹养殖综合气候区划方法研究

目的 为有效地利用江苏生态气候资源,提高河蟹养殖的经济效益和社会效益。方法 文章利用1981—2015年江苏省及周边共85个气象站的数据,系统地分析河蟹养殖期气象条件,分别筛选出夏季高温、日照、降水及连阴雨作为关键气象因子,采用熵权法获取各气象因子的权重系数,构建基于气象要素、地形和土壤属性的综合评估指数,并利用该指数将江苏河蟹养殖综合气候地理条件划分为适宜、较适宜及不适宜3个等级。结果 结果表明：适宜养殖区主要位于江苏中部,包括里下河、沿江及淮北部分地区,占全省地域面积36.75%;较适宜养殖区位于适宜区的外围,包括苏南、淮北大部及沿海地区,范围较广,占全省地域面积50.21%;不适宜养殖区约占全省13%,主要为零星分散于宁镇丘陵、淮北局部的低山岗地以及沿海滩涂。结论 江苏80%以上的地区可以开展河蟹养殖生产,而且现有的品牌河蟹养殖产业几乎都处于气候适宜区,这说明该分区结果符合实际、科学合理,具有参考意义。     

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。     

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。     

超量灌溉对农田耕作区水土肥流失的影响

目前,对山区、丘陵区的水土流失情况及治理措施,已有相对成熟的研究,但对于平原农田耕作区的水、土、肥的流失与治理,则少见有研究资料与科研成果发布。而平原农田耕作区在暴雨或高强度灌水情况下,极易造成土壤水、土、肥的流失。文章针对上述情况,选取具有代表性的沧州枣粮间作地中壤质土作为试验材料,模拟不同降雨强度与施肥量下,土壤经水流冲刷后,观察水、土、肥的流失规律。通过模拟天然降雨过程,对土壤中水、土、肥流失的影响,探索出平原农田耕作区治理水土流失的一般规律,并提出保护地表免受雨滴打击、加大表层土壤贮水量等提高土壤入渗性能的治理措施。     

分布式属性相似空间插值算法及其对流域土壤属性插值的计算性能评估

目的 如何准确、高效地实现点源数据向面源数据的空间拓展,是现代数字土壤制图技术实现由中小尺度制图转向大尺度、乃至全球尺度制图所需解决的关键问题之一。方法 依托前期提出的局部属性相似性加权回归空间插值算法（LASWR）,文章构建了一种基于云计算技术Hadoop的分布式空间插值算法（DLASWR）,以应对大规模数字土壤制图的海量数据处理需要。DLASWR算法是基于Hadoop的MapReduce框架结构。算法的核心思想在于：（1）将待插值数据集分割成多个子数据集,由单个Map任务使用集中式LASWR算法对一个子数据集进行插值;（2）由Reduce任务归并所有Map任务的插值结果,并作为最终结果输出。结果 对实际土壤样点属性的空间插值实验结果表明DLASWR算法具有良好的加速性能,与集中式LASWR算法相比显著提高了空间插值的计算效率。结论 DLASWR算法可为数字土壤制图领域当前应用的空间插值方法由传统的集中式计算拓展成分布式计算提供技术参考。