基于灰水足迹的粮食主产区农业环境效率与水环境可持续性测度与评估

[目的]为实现粮食主产区农业水环境的可持续发展。[方法]文章应用灰水足迹理论,选取我国粮食主产区洞庭湖区34个县(市)为案例研究区,采用非期望产出的SBM窗式分析模型,系统解析农业环境效率的时空演变特征。通过构建农业资源节约与灰水足迹减排潜力、缩减规模和水环境压力降低潜势模型,进行农业环境效率与水环境可持续性测度与评估研究。[结果](1) 1994—2014年水环境污染约束条件下洞庭湖区农业环境效率相对较低,总体呈波动增长的态势;21年来灰水足迹具有较高的减排潜力。(2)洞庭湖区农业环境效率分布呈较大的空间差异特征,高效率区主要集中于环洞庭湖区与远离湖区的南部地区;农业环境效率相对有效的地区呈逐渐增加的态势,且分布趋于均衡。(3)湘阴县与华容县农业生产的灰水足迹减排潜力较高;湘阴县灰水足迹具有较高的潜在缩减规模和水环境压力降低潜势,应成为农业面源污染的重点防控区域。[结论]通过农业结构优化、测土配方施肥等多途径与措施,减少灰水足迹排放,以缓解当地水环境压力。研究成果可为粮食主产区水环境调控与农业可持续发展提供理论与方法依据。     

乡村生态振兴成效评价指标体系构建研究基于江苏省、浙江省、安徽省的对比

[目的]乡村生态振兴是乡村振兴的重要方面,构建乡村生态振兴成效评价体系有利于衡量乡村生态振兴程度,甄别制约因素,并为乡村生态尽快振兴指明方向。[方法]文章以江苏、浙江、安徽3省为研究对象,基于PSR (压力—状态—响应)模型,构建了包含三大子系统、24项指标的乡村生态振兴成效评价体系。采用熵权法确定具体指标权重以及各子系统权重,并采用熵权TOPSIS法对3省的乡村生态振兴成效分层面和整体进行评价比较和等级判定。[结果](1)乡村生态环境状态系统对评价乡村生态振兴成效的重要程度最高,压力系统次之,响应系统最末。畜禽养殖、地下水资源量、当年造林面积分别对三大系统评价有较大影响。(2)在考察期内,从各子系统看,浙江乡村生态环境状态达到良好水平,在压力和响应层面的表现达到中等水平;江苏在压力、状态、响应系统方面的成效都为中等水平;安徽在压力、响应系统方面表现达到中等水平,但在状态系统方面表现较差。(3)总体上,浙江乡村生态振兴成效达到优秀水平,江苏为中等水平,安徽为较差水平。[结论] 3省在各层面各有优劣,主要差距集中在状态系统层面,但总体上江苏与安徽在乡村生态振兴方面仍有较大的进步空间。构建的乡村生态振兴评价指标体系具有一定的科学性和可行性。各省应从自身薄弱环节出发,加强资源保护、污染治理、基础设施建设,以推进乡村生态振兴。     

一村一策，确定乡村“三生”功能建设、提升人居环境质量工作重点

[目的]研究乡村“三生”功能和人居环境质量对其实现区域的乡村振兴和可持续发展具有重要的现实意义。[方法]文章以北京市门头沟区为例,基于乡村的微观尺度,集成实地调研、土地利用和遥感数据,运用因子分析法、TOPSIS模型和椭圆标准差等方法对“三生”功能和人居环境质量进行量化评价及其关联研究。[结果]（1）门头沟区生产、生活和生态功能水平不等,各功能空间分异明显;“三生”功能整体水平较低,呈东高西低的分布格局,高值区聚集,低值区在清水镇和斋堂镇的乡村集中,“三生”功能与生活功能空间重合度高;（2）门头沟区人居环境质量总体偏低,呈现出由东部向西部逐渐递减的态势,具有显著的“点轴模式”特征,空间分布格局相对集聚;（3）门头沟区“三生”功能和人居环境质量的空间分布格局相一致,二者空间关联度高,部分地区因生产发展水平和自然条件的差异有所偏差。[结论]未来需基于“一村一策”的发展思路,确定不同乡村“三生”功能和人居环境工作重点,以改善乡村人居环境质量,促进乡村可持续发展。     

基于LMDI模型的世界甘蔗增产要素研究

[目的]甘蔗增产是在食糖消费持续增长趋势下,世界糖业市场稳定的重要原因。揭示甘蔗增产要素,不仅能为甘蔗生产市场监测提供必要的理论支撑,而且还可以发现资源环境约束下甘蔗可持续发展的路径选择。[方法]基于LMDI模型,文章从世界和国别两个视角,剖析世界甘蔗增产的主要贡献因素。[结果]1961—2014年世界甘蔗生产逐渐向优势区域集中,产量提升2倍,其中70%增产源于播种面积扩张,30%来自单产提升;面积扩张对多数国家甘蔗增产的贡献大于单产提高,中国甘蔗增产同样得力于面积扩张,但单产提升显著,贡献率高达34%,位居世界前列;甘蔗生产中的资源环境问题逐渐凸显,现有的甘蔗增产模式已给脆弱的生态环境造成了深远的负面影响。[结论]资源环境约束背景下,转变甘蔗增产模式迫在眉睫,必须加快由依赖面积扩张的粗放型增长模式向单产提升的集约型生产模式转变的步伐,方可实现中国乃至世界甘蔗糖业的可持续发展。     

呼伦贝尔草原生态功能区土地利用变化及驱动力分析

[目的]土地利用作为地球表面与人类活动连接的纽带,明确其变化特征及驱动力对于土地利用格局的优化、区域生态环境的改善和土地利用率的提高等具有重要的指导意义。[方法]文章以呼伦贝尔草原生态功能区为例,从土地利用动态度和土地利用转移矩阵来探究研究区在1990—2015年土地利用变化特征。在此基础上,运用主成分分析对研究区土地利用的年际变化进行驱动力分析。[结果]2015年草地面积为329.52万hm~2,占总面积的81.17%,是呼伦贝尔草原生态功能区的主体土地利用类型, 1990—2015年草地总量略有减少,减幅为0.04%;湿地作为研究区第二大土地利用类型,呈现先减后增、整体减少的趋势,整体减幅为0.36%;其他土地面积减少1.39万hm~2,减幅为19.05%;面积增加的土地利用类型中,耕地面积整体上呈现增加趋势,增加8 480hm~2,增幅高达102.60%;人工表面面积增加6 075hm~2,增幅为29.47%;林地面积增加了2 908hm~2,增幅10.48%。草地、湿地和其他土地利用类型表现为净转入特征,耕地、林地和人工表面用地表现为净转出特征。区域经济和农畜因素是研究区土地利用变化的主要驱动力。[结论]草地与其他土地利用类型间的相互转换是呼伦贝尔草原生态功能区土地利用变化的主要特征,区域经济和农畜因素共同影响研究区不同土地利用类型的分布。     

基于POI提取的山地丘陵区乡村旅游空间分布研究*——以重庆市农家乐为例

［目的］通过大数据研究山地丘陵区乡村旅游的空间分布现状及规律,为乡村旅游规划提供参考借鉴。［方法］基于POI抓取技术,以2018年9月抓取到的重庆市1 644家农家乐为研究对象,结合各种地理基础数据资料,借助GIS分析手段,采用最近邻指数、K函数、核密度估计、Getis Ord Gi*热点分析和Moran′s I指数对重庆市农家乐空间分布特征进行研究。［结果］（1）重庆市农家乐分布整体呈现显著聚集趋势,空间自相关性显著; 主城区为聚集—随机分布,空间自相关性不显著; （2）市域范围农家乐聚集程度随空间尺度的增大而增强,主城区特征空间尺度为2139km; （3）农家乐在中部主城区集中连片分布,在主城外零散分布; （4）全市农家乐分布热点区域集中在中南部; （5）7044%的农家乐分布在距城市中心120km的范围内; （6）767%的农家乐分布在A级景区周边10km范围内,且倾向于分布在自然类景区和高等级景区周边; （7）中海拔地区为农家乐分布的主要区域。［结论］提出针对性的改善建议,以优化农家乐产业布局,促进乡村旅游发展与生态文明建设充分结合,更好助力乡村振兴。     

农作物面积抽样单元空间变异性及其对抽样外推效率的影响

［目的］联合遥感和传统抽样方法的空间抽样技术是进行大区域农作物面积监测的有效手段。但传统抽样要求抽样单元间相互独立,并未考虑到区域农作物空间变异性的存在对农作物面积空间抽样效率是否有影响及其影响程度如何,从而限制了农作物面积监测的效率和精度。［方法］文章以吉林省德惠市为研究区,利用变异函数分别对10种抽样单元尺度内玉米和水稻种植面积的空间变异性进行定量评价。选择3种空间抽样方案（简单随机抽样、系统抽样、分层抽样）,分别计算不同空间变异程度下的样本容量（n）、抽样相对误差（Re）和总体总值估计量的变异系数（CV（Y︿））作为空间抽样效率的评价指标,定量分析空间变异性对农作物面积空间抽样效率的影响,提出适宜空间变异农作物的空间抽样优化方案。［结果］(1)玉米和水稻面积的空间变异性（反映为基台值C0+C）均随着抽样单元尺度的增加逐渐而减小,其中500m×500m和2 500m×2 500m抽样单元尺度下农作物面积的空间自相关程度相对最小。(2)相同抽样比下,农作物面积在3种抽样方法下的相对误差和变异系数均随着空间变异性的减小（抽样单元尺度增加）逐渐增大,其中玉米和水稻在分层抽样条件下的相对误差和变异系数具有相对最小值,分别限制在10%和20%以内,其次为系统抽样（Re<40%,CV（Y︿）<88%）和简单随机抽样（Re<50%,CV（Y︿）<75%）。 在抽样方法被选定的情况下,两种农作物的分层抽样相对误差变化率随着抽样比的增加迅速降低,当抽样比增至5%时,其相对误差和变异系数的变化率基本趋于稳定,继续增加抽样比来提高抽样精度的效果甚微。 在3 500m×3 500m抽样单元尺度内,按5%抽样比确定的样本容量对玉米和水稻面积进行分层抽样时,可达到95%的抽样精度（Re<5%）。 综合农作物在不同抽样单元尺度下的空间变异特征和空间抽样效率,基于2 500m×2 500m的抽样单元尺度和5%抽样比进行分层抽样的空间变异性农作物空间抽样方案是一种高精度、低成本、代表性强的空间抽样方案。［结论］该研究为区域农作物面积抽样调查方法的改善和抽样效率的提高提供技术支持和参考依据。     

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。     

低山丘陵区高标准基本农田建设限制性因子识别与建设方向

[目的]识别低山丘陵区高标准基本农田建设的限制性因素。[方法]基于GIS平台,运用AHP-熵权法,以重庆市高标准基本农田建设的6个典型项目区为例,从田块禀赋、设施配套、投入产出水平、社会经济水平及生态环境等5方面选取15项指标,识别低山丘陵区高标准基本农田建设的限制性因素。[结果](1)低山丘陵区高标准基本农田建设限制性因素依次存在中低山缓坡区丘陵宽谷区河谷平坝区的趋势,且不同微地貌条件下的限制性因素存在一定差异。(2)从项目区评价分值来看,河谷平坝区耕地质量分值最高,为高标准基本农田重点建设区域;丘陵宽谷区建设条件与耕地质量较好,是高标准基本农田建设次重点区域;而中低山缓坡区限制性因子较多,高标准基本农田建设适宜性较差。(3)文章研究的AHP-熵权法可以适用于其他地貌类型单元下高标准基本农田建设限制性因素识别研究。[结论]因地制宜,科学合理安排低山丘陵区微地貌类型下的高标准基本农田建设内容与整治任务。     

河南省现代农业示范区空间布局及优化

[目的]现代农业示范区的合理空间布局对有效发挥示范区的辐射带动作用及生产布局的“落地生根”至关重要。对河南省现代农业示范园区空间布局进行分析,把握其存在的问题并提出优化建议,以期为发挥示范区辐射带动作用,推进河南省现代农业发展提供借鉴。[方法]以河南省166个现代农业示范区为研究对象,采用GIS10.1对现代农业示范区空间分布及行政区划分布进行可视化表达;采用最邻近点指数对河南省现代农业示范区的空间凝聚特征进行分析,采用地理集中指数及基尼系数对其空间分布集中度进行分析,利用核密度估计法对其空间形态特征进行可视化表达。[结果](1)河南省现代农业示范区在省域范围内呈集聚分布;在市域范围内分布不均衡,主要以集聚型分布为主。(2)河南省现代农业示范园区呈较集中分布,但集中分布程度很低。(3)示范区空间布局模式总体上呈“一核、五带”型,均集中在河南省北部。(4)示范区分布密度呈现“北高南低、东高西低”的空间分布格局,西部三门峡、洛阳市中心以南、平顶山市中心以西、南阳市中心以北区域是河南省现代农业示范区空间格局分布最薄弱区域。[结论]河南省现代农业示范区空间布局现状对发挥其对全省范围农业的示范带动作用并不明显,若不进行优化将会产生极化效应。“三核、多带,区域间平衡布局”是河南省现代农业园区空间优化布局。