不同退耕模式下土壤抗蚀性差异及其评价模型

土壤抗蚀性是评定土壤抵抗土壤侵蚀能力的重要参数之一,该文通过野外调查与室内分析相结合方法,在土壤理化性质综合分析的基础上,融入生物学指标,对川西低山丘陵区退耕桉树林、退耕杉木林、退耕茶园、退耕枇杷园和退耕撂荒地5种退耕模式下土壤抗蚀性进行了研究。结果表明：19个用于表征研究区土壤抗蚀性的指标可优化为>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均质量直径、>0.25 mm团聚体破坏率、>0.5 mm团聚体破坏率、有机质含量及酸性磷酸酶6个指标;5种退耕模式下土壤抗蚀性综合指数大小依次为退耕杉木林＞退耕桉树林＞退耕枇杷园＞退耕茶园＞退耕撂荒地。在此基础上,应用6个优化指标构建了研究区不同退耕模式下土壤抗蚀性强、中等、弱3个等级的判别模型,模型总判别正确率为96.7%,具有较高的可信度。这为完善不同退耕模式下土壤抗蚀性评价指标体系和区域性土壤抗蚀性评价提供依据。     

西北干旱荒漠地区退耕还林还草工程综合效益评价

为对西北干旱荒漠地区新一轮退耕还林还草工程的实施提供科学指导,以吐鲁番市为研究区域,建立包含表征该区域特点的15个指标的综合效益评价指标体系,基于云模型与变异系数法组合确定指标权重,运用比重法无量纲化指标数据,采用加成综合法进行退耕工程综合效益评价分析,并通过灰色系统预测模型GM(1,1)对2021—2025年生态效益、经济效益、社会效益和政策响应指数进行了预测。结果表明：(1)在2004—2019年,综合效益指数逐年提高,新一轮退耕提升幅度是前一轮的两倍。(2)森林覆盖率提高、水土流失治理面积扩大、农民人均纯收入增加和人均林业产值增加,是生态效益和经济效益提高的主要因素。(3)退耕工程的实施促使产业结构和就业结构呈良性发展趋势。退耕所涉农户再退耕意愿的提升巩固了退耕成果,使其具有长效性。(4) 2021—2025年的生态效益、经济效益、社会效益和政策响应指数预测值均呈上升趋势,且经济效益指数>政策响应指数>生态效益指数>社会效益指数。依据预测结果,西北干旱荒漠地区在新一轮退耕工程的实施中应以生态建设为重点,加强生态补偿和乡村振兴战略的有效衔接,促进农业转移人口市民化...     

环渤海沿海区域耕地格局及影响因子分析

为分析环渤海省市沿海区域耕地格局与影响因子的关系,以耕地在5 km×5 km网格单元所占比例为因变量,选用地形、距离、气候及人口等10个影响因子为自变量,分别建立普通最小二乘法线性回归模型、空间滞后模型、空间误差模型、地理加权回归模型。结果表明:耕地格局及各影响因子均呈现较强的空间正相关,并随距离增大而减少;针对该研究,空间滞后模型、空间误差模型和地理加权回归模型模拟效果均优于普通最小二乘法线性回归模型,空间误差模型优于空间滞后模型;从全局上来讲,高程、坡度、到最近公路距离与耕地格局呈负相关影响,距最近海岸线、铁路、居民点距离、多年平均气温和多年平均降水与耕地格局呈正相关。从局部上来讲,除了多年平均降水对各网格单元内耕地面积均呈正向影响外,其余影响因子随网格单元变化正负向影响均存在。多年平均气温和多年平均降水是主要的、最敏感的正向影响因子,高程、坡度和距最近水系距离为主要的、最敏感的负向影响因子。     

"退耕还林"政策驱动下的农户土地转用决策及其土地利用变化影响研究——基于江西省丰城市农户问卷调查的一个分析

在分析“退耕还林”政策驱动下的农户土地转用决策机理的基础上,以江西丰城市的农户调查资料建立了“退耕还林”政策与农户土地利用变化的计量分析模型,结果表明:(1)退耕收益补偿对比值对土地利用变化有显著的影响;(2)“退耕还林”政策中对土地产权的安排对土地利用变化强度影响不大;(3)在不同区域,土地利用变化强度的影响因素不同,土地资源丰度、农户择业行为对土地利用变化强度影响较大。并进一步就推进生态友好的土地利用方式、合理引导土地利用变化提出了相关建议。     

集成"适宜性-集聚性-稳定性"的永久基本农田储备区划定

永久基本农田储备区是永久基本农田的直接补划来源，划定并建设永久基本农田储备区对于稳定永久基本农田保护区格局，保障国家粮食安全具有重要意义。该研究从适宜性、集聚性、稳定性三个维度构建永久基本农田储备区评价体系，在一般耕地区开展综合质量评价基础上划定永久基本农田储备区；进一步结合三维魔方空间分类方法，制定了永久基本农田储备区的整治分区方案，并以江苏省常州市金坛区开展了方法实证。结果表明：1）从约束准则和评价准则两方面构建永久基本农田储备区划定准则，有利于提高永久基本农田储备区筛选的科学性和合理性；2）研究区基于耕地适宜性、集聚性、稳定性指标综合评价，在研究区划定了永久基本农田储备区7 307.8 hm2；3）结合耕地综合质量和空间分类方法可将永久基本农田储备区划分为综合利用潜力区、生产改善潜力区、发展提升潜力区、生产改善-发展提升潜力区等4种类型，针对不同类型区实施相应的整治措施，可进一步提升永久基本农田储备区的质量，为后续永久基本农田补划提供了坚实的基础。     

延河流域退耕前后土壤侵蚀强度的变化

 根据修正通用土壤流失方程,在ArcGIS软件平台下,以黄土高原延河流域为例,在合理选用和计算修正通用土壤流失方程中各因子参数的基础上,计算并分析陕北黄土高原延河流域退耕前后土壤侵蚀量的变化及其动态分布。结果表明:1)延河流域退耕后,土壤侵蚀明显减少,与1986—1997年相比,退耕后至2000年土壤侵蚀量平均减少34%;2)坡耕地对土壤侵蚀影响明显,尤其是陡坡耕地退耕至关重要;3)在修正通用土壤流失方程各因子中,短期内影响土壤侵蚀动态变化的主控因子是植被覆盖管理因子,所以调整土地利用结构是减少土壤侵蚀的有效方法。     

干旱半干旱区不稳定耕地分析及退耕可行性评估

受不利的自然条件等因素影响,西北干旱半干旱地区耕地稳定生产和可持续生产能力较弱。基于全国不稳定耕地调查评价成果,系统分析了地区不稳定耕地现状、成因,并进一步以新疆尉犁县为典型案例,建立基于生态约束强度的多情景模拟方法,设置生态安全情景、综合协调情景和耕地保护情景三种不稳定耕地退耕情景,模拟地区不稳定耕地退耕前后土地用途调整及退耕规模,在此基础上评估不同情景下不稳定耕地退耕影响及退耕可行性。研究发现,①西北干旱半干旱地区存在510021.53 hm2不稳定耕地,集中分布于新疆北部、甘肃中东部和宁夏中南部,以旱地、水浇地为主的地类结构及较低的耕地质量导致不稳定耕地利用状况普遍不佳;②土地荒漠化、沙化是地区不稳定耕地形成的主要原因,草原、林区和内陆河道过度开垦也是造成地区耕地不稳定的因素;③三种退耕情景下,尉犁县棉花产量将分别下降28.64%、20.34%和10.43%,农民短期棉花种植收入虽受到严重影响,但考虑到退耕后土地用途调整带来的林果业等长期收入,农民总收入将分别增长10.41%、12.01%和15.25%,退耕也有利于改善地区生态环境,地区生态系统服务总价值分别增长26743.05万元、19559.81万元和15147.52万元,综合权衡下尉犁县不稳定耕地退耕具有可行性。西北地区需要制定严格的法律法规限制土地的无序开垦,尽快出台区域生态红线等管制制度,促进土地利用与生态保护达到协调一致。     

基于农用地分等成果的耕地占补平衡按等折算

中国近十年来,随着社会经济的全面发展,城市化进程加快,耕地保护的形势不容乐观,在耕地占补工作中存在“占多补少、占优补劣”的现象。为确保补充耕地面积,提高补充耕地质量,解决国家粮食安全问题,进行农用地分等成果在补充耕地数量质量按等级折算中的应用研究。本文选择湖北省为研究区域,以湖北省农用地自然质量等成果作为研究数据源,采用分层抽样的方法从数据源中选取适量的具有代表性的样本,以这些样本的农用地自然质量等指数和面积数据等相关信息建立基础数据库。在此基础上,开展补充耕地数量质量按等级折算技术方法研究：首先,采用面积加权平均模型计算得到各自然质量等别的平均自然质量等指数;然后,构建按等折算系数计算模型;最终建立各等别间折算关系表。通过本研究得到省级耕地占补平衡等级折算系数表,为严格土地管理和耕地占补平衡的贯彻落实提供理论依据。     

农地流转对洞庭湖区水稻产量与氮素污染的影响

该文通过构建ABM（agent-based model）与SFA（substance flow analysis）的耦合模型,模拟农地流转对水稻种植与氮素环境效应的影响,为决策者权衡粮食生产与环境风险两者之间的关系,制定合理的调控政策提供参考依据,并以洞庭湖双季水稻种植区大栗港镇为案例,对该耦合模型进行了实证研究。结果表明：1）随着农地的流转,耕地逐渐向规模种植农户转移,提高了双季稻种植比例和区域水稻总产量;2）因农地流转所致的作物种植制度的变化,导致氮素通过挥发、反硝化、径流以及淋失方式损失的环境输出量呈现先减少后增加的变化趋势,分别从2000年的286.5、77.3、46.4和100.0 t减少到2003年的252.2、67.0、40.4和86.5 t,再增加到2014年的324.03、82.6、49.4和107.2 t,此外,氨挥发是此区域氮素损失最主要的途径,而氮淋失是南方水稻田氮素进入水体中最主要的方式;3）随农地流转,农村土地规模化经营面积的扩大,在耕地地力等级较好的区域,其氮淋失量与氮盈余增长放缓,反而在耕地地力等级较差的区域,其氮淋失量与氮盈余量增加明显。     

考虑粮食安全和耕地质量的县域基本农田空间布局优化

基于粮食安全优化区域耕地空间布局,以期为粮食安全和耕地保护提供参考。该研究以河南省柘城县为例,从人口发展的角度出发,建立灰色-BP网络组合模型,预测1999-2025年柘城县人口数量以及耕地需求量;其次,从六种粮食消费途径采用折算法计算粮食需求量与粮食安全系数;随后,根据基本农田空间布局优化的要求,从生产条件、区位条件、景观条件以及政策条件4个方面构建耕地质量评价体系,并使用加权指数和法计算耕地综合质量分;最后,根据粮食安全对耕地数量的要求以及质量评价结果,优化柘城县基本农田空间布局。结果表明:1)柘城县在1990-2005年属于粮食紧张阶段,2005-2019年属于粮食盈余阶段,虽整体上实现粮食安全,但从粮食消费结构上看依然存在"隐性饥饿"风险;2)柘城县耕地综合质量分在29.57～92.87之间,均值为59.53,综合质量较优;3)粮食安全保护区耕地质量较好,是保障粮食安全的核心,建议纳入基本农田范畴;粮食安全缓冲区虽然耕地质量优势相对减弱,但限制因素较为单一,也应纳入基本农田范畴;城镇发展规划区围绕城镇中心环状布局,建议作为城镇建设空间;土地综合整治区分布零散、集聚度不高,不适宜作为基本农田,建议作为基本农田的备选区。     

基于限制因子改良与耕地质量潜力耦合的耕地整治分区

科学划定耕地整治重点区对于实现区域土地资源可持续利用具有重要意义。该研究以内蒙古河套-土默川平原为研究区，从农用地可改良限制因子角度出发，采取自然等提升潜力指数模型和局部空间自相关模型划分耕地质量提升潜力区，在耦合限制因子改良程度分级的基础上，确定耕地整治分区。研究结果：1）研究区耕地质量提升主要受限于土壤有机质含量和盐渍化程度，耕地整治难度整体呈现两边高中间低的趋势。2）研究区自然等提升潜力指数呈现西高东低的分布趋势，且耕地质量提升潜力空间差异明显，潜力提升呈现"低-低"聚集特征的耕地多分布在东部，呈现"高-高"聚集特征以及无聚集特征的耕地多分布在西部。3）研究区耕地共划分为4种整治类型，其中重点整治型耕地为0.84万hm2，是实施耕地整治的重点区域；选择整治型耕地为22.22万hm2，应选择其质量提升潜力相对较高且集中连片的地块进行整治；保护整治型耕地为54.98万hm2，应当被划入到基本农田保护区内；不宜整治型耕地为26.46万hm2，应当进行有选择地退出还林还草。该研究提出的研究方法可为细化限制因子在耕地整治分区中的应用提供参考，同时研究成果对半干旱区耕地整治具有现实指导意义。     

基于BP神经网络的农田大气氨浓度预测

农业源氨排放是大气氨最主要的来源,其中氮肥施用是最主要的农业氨排放源之一。预测大气氨浓度的变化,确定影响大气氨排放的因素,可为科学管理农田,减轻环境污染提供参考。本文利用BP神经网络分析农田大气氨浓度及与各气象因素的关系,以便清晰地了解农田大气氨浓度的变化规律,为研究农田大气氨提供一种新的思路与方法。首先选取2015年5—10月的农田大气氨浓度数据及气象监测数据,建立以气象因素（气压、气温、相对湿度、降水量、风速和日照时数）为输入变量,农田大气氨浓度作为输出变量的预测模型。其次采用主成分分析法筛选出对农田大气氨浓度影响较大的气象因素,分别为气温、相对湿度、降水量和风速,然后把筛选出的4个主要因素和原来的6个因素分别作为BP神经网络预测模型的输入变量,利用神经网络模型对农田大气氨浓度进行预测。结果显示,农田大气氨浓度的实际值为0.148 5 mg·m^-3,4个因素的预测值为0.159 4 mg·m^-3,6个因素的预测值为0.173 2 mg·m^-3,预测误差分别为7.35%、16.65%,并且4个因素的预测相对误差为1.4%~27.0%,而6个因素的预测相对误差为1.1%~45.0%。预测的农田大气氨浓度在前5 d内变化较大,但随着时间的推移,农田大气氨浓度逐渐变小趋于平缓,且预测值与实际值的变化趋势基本相符。利用4个因素作为输入变量建立预测模型,预测得到的农田大气氨浓度值比6个因素作为输入变量得到的农田大气氨浓度值与实际值更吻合,相对误差值较小。可见,通过主成分分析法去除冗余因素后建立的神经网络模型更加有效,预测结果比筛选之前的预测效果更好,所建立的模型对甄选关键因素具有较好的适用性,并且神经网络预测模型对农田大气氨浓度的预测精度较高。本文构建的农田大气氨浓度预测模型可为农田大气氨浓度分析及相关研究提供方法和思路上的指导。     

基于CA-Markov模型的黄土塬区黑河流域土地利用变化

研究黄土高原的土地利用变化,可为其生态建设提供重要的决策依据。基于CA-Markov模型,分析了黄土高塬沟壑区黑河流域1985－2000年土地利用变化的趋势、速度、类型及其与地形的关系,并模拟了2015年土地利用情景。结果表明,黑河流域以耕地和中覆盖草地为主;1985－2000年林地和农地减少,草地和建设用地增加,其他类型变化很小;林地和草地相互转化与耕地转出是两大变化类型;土地利用变化主要发生在沟壑区。CA-Markov模型模拟的2000－2015年土地利用将保持1985－2000年的变化趋势,因此,需加强耕地保护措施,推进退耕还林草工程,促进区域可持续发展。     

基于因子分析与IPA法的农用地整治绩效诊断

[目的]从农户视角剖析农用地整治项目绩效及其影响因素,为提升农用地整治项目绩效水平提供决策依据。[方法]运用因子分析、IPA法、障碍度模型和问卷调查法诊断了农用地整治项目绩效及其影响因素。[结果]农户视角下农用地整治项目绩效由后期管护满意度因子,前期阶段满意度因子,社会效益满意度因子,生态效益满意度因子,经济效益满意度因子,施工建设满意度因子共同解释;农用地整治项目绩效测度值为3.742 1,项目绩效总体上处于"良好"水平,项目结果绩效大于项目过程绩效;影响农用地整治项目绩效水平高低的重要因子主要包括后期管护资金供给程度,后期管护措施完善程度,后期管护制度健全程度,后期管护主体明确程度,规划设计征询农户意见情况,立项决策农户意见采纳程度,规划设计农户意见采纳程度,立项决策征询农户意见情况,生物多样性保护,农业规模生产,生产成本降低等。[结论]为了有效提升农用地整治项目绩效水平,应进一步加强农用地整治项目后期管护,提高农用地整治项目农户有效参与程度,推进农用地整治生态建设,结合农用地整治开展农业适度规模经营。     

基于生态安全格局的干旱内陆河流域土地利用优化配置分区

为提高干旱内陆地区土地利用效率,促进土地资源可持续利用,该文以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术和土地利用优化空间配置模型应用到该流域土地利用优化配置研究中,提出了一种基于生态安全格局的土地利用优化配置新方法,并借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置研究。研究结果表明：在生态安全情景下2030年耕地面积减少314.41 km2（5.32%）,但林地和草地面积分别增加1424.17 km2（33.85%）和1485.13 km2（12.05%）,同时未利用地也有较大幅度减少;而耕地保护情景则以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,使得耕地到2030年增加5.85%（386.53 km2）,林地和草地分别增加7.61%（229.38 km2）和0.77%（84.58 km2）,而未利用地则减少3.91%（789.92 km2）;自然发展情景下其耕地、林地和草地到2030年均有减少,建设用地则有较大幅度增长。通过对3种综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,既能保持耕地面积不减少,又能兼顾考虑生态恢复和城镇发展等方面的需求,而其它2种可为耕地保护情景进行补充和局部修正。     

基于磷指数模型的海河流域农田磷流失环境风险评价

农田面源磷流失是导致水体富营养化的主要原因,识别农田磷流失的关键源区、影响因子是农田面源污染防治的重要环节。该研究以海河流域为研究区,采用磷指数模型,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量作为源因子,以土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数作为迁移因子,结合GIS技术评估海河流域农田磷流失风险,并利用结构方程模型研究农田磷流失风险指数与各影响因子间关系。结果表明:1)海河流域农田土壤有效磷、磷肥施用量、土壤侵蚀模数、年径流深及归一化距离指数处于中-低、中-高、极低、中-高和高级别风险等级的区域面积占比最高,分别占农田总面积的66.5%、61.1%、99.0%、54.2%和64.8%;2)影响农田磷流失的关键因子为迁移因子,其中关键的迁移因子为年径流深及归一化距离指数;3)源因子与迁移因子间呈极显著负相关(P0.01),土壤性质(包括土壤质地及有机碳含量等)与源因子呈极显著负相关(P0.01),与迁移因子呈极显著正相关(P0.01);4)海河流域农田磷流失关键源区位于黄河北岸的山东省和河北省东南部的平原农耕区、海河流域西北部的山区地带。该研究结果对流域尺度上农田磷流失研究的方法创新有所裨益,可为海河流域农田面源污染防治提供科学参考。     

退耕宜林地甘肃桃栽培与水土资源可持续利用效益分析

退耕宜林地水土资源持续利用是区域生态环境建设的一项重要内容。在对甘肃桃(P.Kansuen-sis)适宜性、推广价值及退耕区水土资源优势分析的基础上,提出了以水土保持经济型树种———甘肃桃为主体的退耕宜林地利用途径,并通过措施的对位配置,对退耕宜林地甘肃桃经营效益进行了分析。     

基于生态位模型的高标准基本农田建设适宜性评价

该研究以生态位理论为基础,以河南省新郑市为研究区域,结合高标准基本农田的建设目标,提出了高标准基本农田生态位的概念,构建了高标准基本农田生态位适宜度评价模型,并在基本农田现实生态位空间与最适宜生态位空间匹配度评判的基础上,将新郑市高标准基本农田划分为4个建设适宜性等级,明确了不同区域高标准基本农田建设的适宜度。同时以区域高标准基本农田生态位最适值作为评判标准,构建了障碍因子诊断模型,分析了各障碍因子的限制程度。研究结果表明:1)新郑市基本具备高标准基本农田建设条件的面积为14 017.72 hm2,占全市耕地面积的25.88%。需稍加整治即可达到基本农田建设条件的区域面积为21 121.15 hm2,占全市耕地面积的38.99%;需全面整治才可达到基本农田建设条件的区域面积为4 559.37 hm2,占全市耕地面积的8.42%;暂不适宜建设的区域面积为14 469.70 hm2,占全市耕地面积的26.71%。2)新郑市耕地整体自然禀赋较好,制约新郑市高标准基本农田建设的主要障碍因子是灌溉保障率和土壤污染指数。3)利用生态位模型进行高标准基本农田建设适宜性评价,丰富了生态位理论在不同领域中的应用,同时也为高标准基本农田建设项目选址及规划方案设计提供了依据。     

保护性耕作是防止沙尘暴发生的有效途径

由于黄土高原退耕还林工程涉及区域广阔，推进迅速，实施经验欠缺，因此目前存在科学规划、充分论证、有序推进不力，造林成活率低．科技支撑不足等不容忽视的问题。根据黄土高原退耕还林工程的现状及相关调查研究结果，谨提出建议如下：(1)明确退耕还林工程在生态建设中的正确定位；(2)增强退耕区生态环境建设与实施综合治理的政策可操作性；(3)加大配套措施实施力度，确保退耕成果不反弹；(4)国家应明确政策，支持封禁，促进植被自然恢复；(5)重视粮食的风险问题与对策。     

耕地整治质量潜力测算方法

现有耕地整治质量潜力测算大都直接利用农用地分等成果进行,忽略了耕地整治工程措施可改造的耕地质量限制因素与农用地分等因素的非衔接关系,掩盖了土地整治对耕地限制因素可改造程度差异。该文基于耕地整治可改造因素修正,以沈阳市为例,建立了服务于土地整治的耕地质量评价指标体系及质量潜力计算模型（修正法）。结果表明：该方法评价整治前沈阳市耕地质量利用等为5.6等,整治后耕地质量可提高1.2个利用等;得到的耕地利用等指数与基准作物实际产量相关系数R2为0.8517,精度高于农用地分等结果。修正法测算的耕地整治质量潜力增强了耕地整治工程措施与耕地质量限制因素的结合程度,避免了某些限制因子难以改造或难以达到最优值而导致的整治潜力结果偏差,提高了潜力测算结果的科学性和应用性,可为市级土地整治规划提供方法参考。