基于物质流分析的农业土地利用系统氮素效应分析——以湖南省桃江县为例

为系统分析和评价农业土地利用环境效应,了解农业系统中物质循环规律,提高物质利用效率,本文采用物质流分析方法,通过构建区域尺度农业土地利用系统的物质流分析框架和评价指标体系,以湖南省桃江县为案例区,综合评价了该区域农业土地利用系统中氮素利用效率及环境健康状况。结果表明:(1)1980—2013年,桃江县农业土地利用系统生产输入氮素量和环境输入氮素量显著增加,2013年比1980年分别增加了1.2倍和0.4倍;其中,生产输入方式是桃江县氮素输入总量的主要来源,占2013年总输入量的77%。(2)1980—2013年,桃江县氮素输出总量逐年波动增长,而产品输出氮素量却增加不多,但环境输出氮素量比1980年增长了1.4倍。(3)与此同时,桃江县农业土地利用系统氮肥投入强度逐年增长,至2013年其值达到328.4 kg·hm~(-2),超过了警戒值(250.0 kg·hm~(-2));此外,桃江县氮素物质利用效率逐年降低,物质生产效率还处于较低水平,还需进一步采取措施,调整农业结构,提高农产品附加值。(4)1980—2010年桃江县农业土地利用系统生态稳定性和环境健康质量逐年恶化,然而,在2010—2013年桃江县的环境健康质量有所好转,其氮素养分负荷由2010年的208.8 kg·hm~(-2)回落至2013年的154.1 kg·hm~(-2)。     

MicroLEIS: A microcomputer-based Mediterranean land evaluation information system

Abstract. A computer-based land evaluation information system (MicroLEIS) was developed for optimal use of agricultural and forestry land systems under Mediterranean conditions. Through an interactive procedure several land capability, suitability and yield prediction methods may be applied. The system addresses land evaluation at reconnaissance, semi-detailed and detailed scales in an interrelated manner. Biophysical land evaluation methods are incorporated using empirical, scale-appropriate models, which range from purely qualitative (reconnaissance) through semi-quantitative (semi-detailed) to quantitative (detailed). This software is helpful for teaching, research and development, predicting appropriate agroforestry land uses. Its use is illustrated by an example.
MicroLEIS runs on IBM PC, XT, AT, or a compatible microcomputer with at least 128 kilobytes of RAM and a PC-DOS or MS-DOS version 2.0 or later operating system. The software package on double or high density diskettes can be obtained from the first author.     

网格尺度下河南省农业土地利用系统多功能的空间化及权衡/协同分析

农业土地利用系统对于保障食物安全和农业可持续发展意义重大。功能的量化和分析是研究土地利用系统的有效途径。以粮食主产区河南省为研究区，1 km网格为研究尺度，融合多源数据，采用统计分析和空间分析的方法，对2020年农业土地利用系统进行功能的分类、评价、空间可视化以及相关性分析。结果表明：河南省农业土地利用系统包括了生产、生态、经济、社会和文化功能。生产功能呈现东高西低的空间格局，生态功能的整体格局与生产功能相反，经济功能总体较高且表现为东南高、中北部低的特征，社会功能均值较高且中部和西部高值明显，文化功能的均值偏低且在空间上西高东低。多功能组合中有6组为协同关系，4组主要表现为权衡关系，且生产功能和生态功能以及文化功能的权衡作用比较明显。研究结果对于了解河南省农业土地利用系统的情况以及可持续利用管理有一定的借鉴意义。     

农用地资源安全的监测-评价-预警系统

随着人口的迅速增长和经济的快速发展，食物安全和农用地资源安全越来越受到学者和政府的关注。该文首先分析了农用地资源安全的含义及其产生原因，论述了农用地分等标准样地体系及其基本功能；结合全国农用地分等成果和现有的土地管理信息数据库，建立了农用地资源安全状况的监测网络、评价指标体系和方法；提出了确保农用地资源安全的监测-评价-预警-应急预案系统的结构框架，并分析了它对完善土地资源管理、切实保护农用地的重要作用。     

中国农用土地等级评价研究进展

回顾中国近期农用地评价研究的发展状况,分析并比较了新编国家农用地分等定级规程和耕地地力等级规程中提出的方法体系、思想基础和实践意义。农用地分等定级评价已经从查田定产、土壤性质、基础地力等单纯对土地自然状态的研究,发展到人地一体的资源价值管理评价。中国现行农地评价方法有农业部的耕地地力等级划分体系和国土资源部的农用土地分等定级评价体系。两大体系在评价指标的解析性、成果应用的目标层次和操作实施的前后衔接上存在着区别。目前,农用土地分等定级评价已在全国开展,其方法体系的不断完善具有更重要的实际应用意义     

Prototype agricultural land evaluation systems for Canada: II. Selected applications and prospects

Abstract. This paper describes the application of prototype Canadian land evaluation systems to selected issues. Two categories of applications are recognized. Routine evaluations employ standardized data sets and provide a backdrop for framing broader land-related concerns (e.g. assessments of land supply and suitability). Iterative analyses investigate implications of modified conditions (e.g. soil erosion, global climatic warming, altered food demands) on land use and production options, and require additional data and expertise. The paper demonstrates the capacity of land evaluation systems to address a wide range of issues, and illustrates the range of skills required to maintain and apply these systems.     

基于RS和GIS技术的县域土地流转应用研究

以安徽省肥西县为例,耕地是土地的精华,是农业生产不可替代的重要生产资料,是保持社会和国民经济可持续发展的重要资源。只有确定了比较合理的价格,出让土地才能获得合法收益,农户转让土地才能得到合法补偿,各种形式的土地流转才能顺利进行。建立土地流转制度,核心问题就是要建立科学的土地价格评估系统,因此使用RS和GIS技术进行的地力评价工作为土地流转提供一个科学的依据。     

基于遥感的现代与传统农业区域土地利用格局差异分析

该文以黑龙江省富锦市为研究区,以第二次土地调查数据库成果为数据源,基于GIS平台和景观指数法分析国营农场辖区即现代农业区和地方政府辖区即传统农业区的土地利用景观格局的差异,旨在为土地整治项目布局提供依据。结果表明:研究区内林带、道路、渠沟构成了区域土地利用空间格局的框架,直接影响着各种地类的规模和形状。国营农场辖区即现代农业区内林带、道路、渠沟等农业基础设施纵横交错、体系健全、井然有序,林网密度为传统业农区的1.72倍,路网密度为传统农业区的1/2,渠网密度为传统农业区2.3倍。园地、林地、牧草地、其他土地、城镇村及工矿用地散布于研究区内。耕地作为区域景观的基质,遍布整个研究区,但现代农业区与传统农业区内耕地类型存在明显差别,前者水田比例明显高于后者。土地经营管理制度不同,是导致国营农场辖区与地方政府辖区土地利用格局差异的重要原因。该项研究为科学安排土地整治项目提供参考。     

MAGPIE: A modelling framework for evaluating nitrate losses at national and catchment scales

Abstract. A national agri-environmental database and nitrate modelling system has been developed to support the UK government's nitrate policy development. The framework, 'MAGPIE', consists of a database and models linked within a Geographical Information System and provides a user interface which allows detailed spatial and statistical investigation of the current state (data and model output) and the impact of changes in conditions or agricultural practice. Data on crops and livestock numbers taken from the annual agricultural census were modified in relation to land cover data derived from remote sensing, and other sources. These data and data on climate, soils and altitude were interpolated to a 1 km grid. The models of nitrate loss were adapted to work with this data set while retaining as far as possible the salient features of the more detailed models and data from which they were derived. The resulting Policy Decision Support System was found to give estimates of mean annual flow and nitrate load for agricultural catchments which matched measured data closely. The system has contributed to work on a number of policy issues both within the UK and in the UK's contribution to international policy development on pollution derived from agriculture.     

斯洛伐克农田土壤环境学指标的研究

The soil environmental index(SEI),which is a four digit code system,represents relatively homogenous spatial unit with specific soil capacity to provide ecological or non-production functions.This work aimed to present information on rating and economic evaluation of SEI,which is a spatial identifier used for expressing heterogeneity of Slovak agricultural soil to support analysis of soil ecological functions.In this study,SEI index expressed the capacity of soil to accumulate water,immobilise the risk elements and substances and transform risk substances(organic pollutants).Partial evaluations of soil capacity to provide above mentioned functions were used to derive final SEI values.Within the agricultural soils of Slovakia there were 493 combinations of soil environmental index.Each index was expressed through rating(point)value and economic value.Average value of Slovak agricultural land to provide selected ecological soil functions was 55.3 points,which corresponded to 35.946 billionper agricultural land or approximately 1.42per square meter.Spatial identification of SEI codes and relevant database were developed in vector form via geographical information systems of Soil Science and Conservation Research Institute,Bratislava.In addition to using the national soil database system,a strategy was presented for evaluating and pricing of soil ecological function,and the development of an soil environmental index.Assessment and evaluation of vitally important soil functions expressed by SEI can significantly contribute to planning and protection of the soil,and can regulate indiscriminate anthropic interventions in land use decisions.     

基于农户调查的村域农业活动空间研究——以河南省巩义市吴沟村为例

农业区位论对指导农业生产与布局具有重要意义,基于西方各项制度背景所提出的杜能理论需要根据中国实际予以修正。以河南省巩义市吴沟村为例,基于农户实地调查,着眼于村域视角,利用MapInfo 7.0和ArcGIS 9.3软件,采用定性和定量分析相结合的方法,对调查村域的农业活动空间格局与过程进行分析。研究表明:吴沟村农业生产布局在水平方向上,沿村庄延伸方向向两侧呈圈层状拓展分布;在垂直方向上,呈现随海拔高度变化的分层格局,乡村聚落所在高度以上主要为退耕林地,以下为菜地、农作物等。最后,对农业活动空间格局变动的成因及其影响因素的分析表明,地形、农田通达性、灌溉条件、土地制度显著影响村域农业活动空间。在上述研究结果的基础上,提出了从改变种植结构、修建水利设施、改善交通条件、加速土地流转和发展旅游业等方面促进农业结构调整与农民增收。     

基于遥感评价城市扩张对耕地质量等级结构及产能的影响

快速的城市化过程占用大量的优质耕地资源,引发耕地质量下降和产能损失已成为中国耕地保护面临的重要问题。该文利用遥感影像和耕地质量等级数据评价了近30 a来江苏城市扩展对耕地质量和产能的综合影响。研究发现江苏的城市扩张迅速,因城市建设引起的耕地损失约占耕地总量的7%。其中被占用耕地中以优质耕地为主,一、二、三等级耕地约占60%。从质量等级结构上来看,耕地质量结构有恶化的趋势,表现在一、二、三等优质耕地比例下降1.5%,而四、五、六、七等劣质耕地同比例上升。耕地数量和质量的同步降低引起生产能力下降14%。城市占用农地对耕地质量和生产能力的综合影响应该给予足够的重视。     

基于WebGIS的食用农产品产地环境质量评价系统

为准确管理环境污染数据,评价环境质量水平,进而保障食用农产品安全,该研究基于对大气、农田土壤和灌溉用水的多年监测数据,利用数据库技术、WebGIS技术构建农业基础信息、农业气象、土壤养分、大气污染物、灌溉水污染物、土壤污染物6个网络空间数据库;并在国家食用农产品产地环境质量标准和国内外已有研究基础上,建立食用农产品产地...     

基于农用地分等修正的土地整治项目耕地质量评价

提高耕地质量是土地整治的核心任务之一。在现有国土资源调查评价成果的基础上,快速有效地在项目尺度上对整治后的耕地质量进行评价,是当前土地整治研究与实践的迫切要求。该文从分析土地整治项目对耕地质量的影响入手,甄别敏感因素及稳定因素,在农用地分等基础上,补充自然质量和生产条件修正因素,建立相应的评价体系,并以海南省陵水县典型土地整治项目进行实证分析。研究结果表明:修正后的项目区综合自然等别由4.7提升至4.2,综合利用等别由4-3提升至3.2,修正后利用等指数与基准作物实际产量的相关系数为O.86,高于修正前的O.82,说明所构建的评价体系能有效反映土地整治项目对耕地质量的影响,分析结果满足实践中耕地质量的变化评价的需要。该研究可为项目尺度土地整治耕地质量评价提供参考和借鉴。     

Development of a simulation based land evaluation system using crop modelling, expert systems and risk analysis

Abstract. Current methods of agricultural land evaluation in Queensland and other parts of Australia have been criticized for their inflexibility and lack of attention to costs (both private and social) associated with particular land uses. These deficiencies can limit the usefulness of land evaluation procedures in defining land capability and suitability for farm and regional land use planning. This paper outlines a new method based on soil potential ratings, that incorporates biophysical crop simulation modelling, expert systems and risk analysis. The technique is able to integrate biophysical and economic data in a measure which can be readily computed, updated and communicated to land managers.     

不同年限有机种植与常规种植农业资源综合利用效率对比* ——以湖北省水稻种植为例

为了深入分析有机农业在资源利用方面相比于常规农业的优势及特点,本研究在综合分析已有评价指标体系的基础上,结合水稻种植的农业生产过程分析和有机农业特点,建立了适用于有机、常规水稻种植的农业资源利用效率评价指标体系,并以湖北省水稻种植为例,开展了不同年限有机种植与常规种植农业资源利用的评价调查。指标体系以气候资源、水资源、土地资源、生物资源、人工投入和资源可持续性作为评价要素,共包含18个评价指标。评价结果显示,有机种植由于较低的生物产量导致其在气候资源和土地资源上的得分普遍低于常规种植。但在水资源、生物资源、人工投入和资源可持续性评价要素上,有机种植得分明显高于常规种植。总体来看,小于3 a的有机水稻种植样本资源利用评价得分为0.867,与常规种植得分相当(0.857);但随着有机种植年限的增加,其评价得分逐渐提高(3~6 a有机种植样本评价得分为0.927),当有机种植6 a时评价得分为0.976,比常规种植得分提高14%。研究表明,有机农业在资源利用效率方面优于常规农业,但这种差异在有机种植前期并不明显,随着种植年限的不断延长有机模式在资源利用方面的优势逐步显现。     

重庆市永川区耕地地力评价结果及其利用对策

将重庆市永川区耕地地力划分为5个等级,归入全国耕地地力等级体系相应为四、五、五、六、七等,表明全区耕地土壤地力水平在全国耕地地力等级体系中属于中等偏下水平,明晰了全区耕地生产潜能,为完善种植业区域划分,优化资源配置,加速农业结构调整奠定基础。通过土样检测汇总分析,查明自1982年第二次土壤普查以来,永川区耕地土壤呈现酸化现象较重,有机质和碱解氮含量虽有所提高、但仍处于三级中等偏下的较低水平,有效磷和速效钾含量下降、且处于三至四级中等偏下水平,尤其是速效钾含量处于极度缺乏状态。     

生态文明时代农业空间规划内涵及发展趋势

农业空间是国土空间的重要组成部分,开展农业空间规划研究,对于保障中国粮食安全和重要农产品供给、提高农业质量效益和竞争力、扎实推进生态文明建设具有重要意义。在界定农业空间规划内涵的基础上,通过回顾既有相关规划实践,分析农业空间发展趋势,提出生态文明时代农业空间规划策略。结果表明:1)农业空间规划是对一定时期内农业空间保护、利用、整治修复做出的统筹安排。2)既有农业空间相关规划很好地解决了当时农业农村发展迫切需要解决的空间问题,但大多是聚焦于农业空间的某一项活动或某一项要素,缺乏对农业空间各类活动、各项要素的协调统筹,易导致空间保护低效、空间利用无序、生态环境本身的系统性被破坏等问题。3)进入生态文明时代,农业空间呈现出发展功能复合化、发展需求优质化、发展模式绿色化、发展手段数字化、发展路径融合化等趋势,相应地提出生态文明时代农业空间规划策略,包括坚持生命共同体理念优化农业空间系统结构、坚持人与自然和谐共生原则分析规划底线、坚持民生福祉导向分析规划目标任务、坚持主体功能原则优化区域布局、坚持绿色经济模式优化产业布局、坚持融合发展理念合理布局平台载体、坚持数字赋能提升规划和管理效率等。该研究结果可为国土空间规划编制提供一定思路借鉴。     

中国土地整理工程发展回顾与展望-基于《农业工程学报》"土地整理工程"专栏2002-2020年刊载文献的计量学分析

土地整理工程是保障国家粮食安全与生态安全的重要手段。为了促进土地整理工程学术交流与科技创新,《农业工程学报》自2002年开始开设"土地整理工程"专栏,随着土地整理工程研究领域和内涵的不断拓展,2020年5月第9期开始,"土地整理工程"专栏更名为"土地保障与生态安全"。该文基于文献计量方法对《农业工程学报》"土地整理工程"专栏2002—2020年期间刊发的论文进行统计分析,并对不同研究方向的研究进展进行总结,提出未来土地资源保障与国土生态安全领域的研究重点,以期为中国的粮食安全与生态安全战略提供支撑。研究发现:土地整理工程主要研究方向包括土地利用、土地评价、农地整理、耕地质量与安全、3S和土地信息技术、工矿废弃地复垦、农村居民点整理、土地生态、土地修复、基本农田建设与保护、节约用地、乡村空间格局与发展、耕地开发、市地整理等方向;土地评价、农地整理和耕地质量与安全是学者们比较关注的热点,发文量分别占比10.52%、10.16%和8.51%;围绕土地评价、农地整理、耕地质量与安全、3S和土地信息技术和工矿废弃地复垦等方向,"土地整理工程专栏"形成了10个在全国处于领先研究地位的作者合作网络组团,以及5个关键词聚类;"土地整理工程专栏"刊发论文覆盖了土地整理工程的各个方向,近年来学者们更加关注生态化土地整治,基于景观生态学等理论来构建土地利用安全格局、分析土地整治的生态效应,同时关注土地整治单项工程的生态化设计与修复技术、农村居民点的格局演变与布局优化等内容。未来土地资源保障与国土生态安全研究将更注重"系统化、生态化、信息化和智能化",研究区域生态系统保护修复的理论、方法和机理,实现"山-水-林-田-湖-草"的"整体保护、统一修复、综合治理";借助基础信息大数据,开展自然资源一张图智能化管理研究,构建国土生态安全格局。     

基于功能用地适宜性的农业科技园区规划方案评价

农业科技园区用地适宜性评价和规划方案评估是规划区用地功能配置的前提。该文以南京农业大学白马教学科研基地为例,应用GIS地形数据和RS遥感数据,在已有用地适宜性模型的基础上,将水生态安全因子融入农业科技园区建设用地适宜性评价指标体系,结合高程、坡度、噪声和土地利用等评价因子,构建功能用地适宜性空间定量模型,阐述了功能用地适宜性评价在规划方案评估中的应用与技术路线,分别对生活功能、公共服务、农业实践、展示功能和教学实践等功能用地适宜性进行定量评价,最后对6种不同规划方案综合用地适宜性进行总体评估,并充分结合空间布局中规划理性要求,确定方案6为最佳规划方案。分析和评价结果显示,结合水生态安全因子对功能用地适宜性进行评价,能够较好地对不同规划方案综合评估,从而选取最佳规划方案,最后为用地功能布局进行辅助决策,因此评价结果具有一定的科学性和实用性。该文将区位选择与农业科技园区规划中的功能布局进行关联,结果表明该文提出的方法是科学可行的,为农业科技园区规划方案评估探索了一种途径,也为城乡用地统筹规划管理提供了科学依据和决策支持手段。