浙江省城乡土地利用效率及耦合关系演变

[目的]对浙江省城乡土地利用效率及耦合关系演变进行研究,为实现区域可持续、内生性高质量发展提供决策支持。[方法]通过构建3阶段DEA模型对2006—2018年浙江省69个县(市、区)的城乡土地利用效率进行测度和评价,在此基础上利用耦合协调模型探讨城乡土地利用效率的协调水平及其时空演变特征。[结果](1)浙江省的城乡土地利用效率差距明显,规模水平是土地利用效率的主要影响因素;(2)各县(市、区)的城市用地效率水平差距小,而农用地效率的空间极化特征显著;(3)2006—2018年浙江省城乡土地利用的效率耦合度与协调度波动上升,城乡耦合度与协调度受取决于农业用地效率水平;(4)城乡土地利用效率协调度区域差异明显。[结论]浙江省城乡土地利用效率受外部环境影响大,加强乡村建设,提高农用地效率是实现城乡协调,达到高质量发展的关键。     

吉林省1990-2018年土地利用空间分布及其变化

[目的] 对吉林省土地利用空间分异变化特征及其驱动因素进行分析，为省域土地利用的可持续发展及其生态环境建设提供科学依据。[方法] 以吉林省1990年和2018年两期土地利用数据为基础，计算土地利用的区位指数、多样化指数、信息熵与均衡度，结合莫兰指数进行空间自相关的探索，综合分析吉林省土地利用空间分异特征。[结果] ①吉林省1990-2018年土地利用保持以林地和耕地双优势为主的特征；西部和中部耕地双优势相对增加，西部林草用地双优势增强、水域双优势消失，中部长春市区呈现耕地双优势的发展趋势。②土地利用多样化指数、信息熵与均衡度指数保持西高东低的特征，除长春主城区提高外，其他地区均呈现总体下降的态势。多样化指数及信息熵均呈正的全局自相关，二者的高-高聚集区在吉林省西部地区，聚集面积均有所收缩；低-低的聚集区在东部地区，两期数据相比略有波动，总体基本稳定。③自然环境因素（气温、降水）对土地利用空间分异的影响相对显著。[结论] 吉林省的土地利用变化有着明显的空间分异特征，自然环境因素社会经济因素是其主要驱动因素。     

1990-2018年东江流域土地利用变化及其驱动力

[目的] 分析东江流域1990-2018年土地利用时空变化特征及驱动机制，为该流域土地利用优化提供科学参考。[方法] 利用流域土地利用数据及统计年鉴数据，结合土地利用评价指标、主成分分析法及灰色关联分析法分析流域土地利用变化特征及其驱动机制。[结果] ①东江流域1990-2018年土地利用以耕地和林地为主，流域建设用地面积持续增加，其余地类面积均呈减少趋势，耕地和林地是建设用地面积的主要来源；②流域土地利用综合指数逐年增加，变化率为0.038，土地利用处于上升发展阶段；③流域土地利用变化驱动力主要为经济增长、人口增长、社会富裕程度和农业发展；各类驱动因子对各土地利用类型的驱动作用不同。[结论] 1990-2018年，东江流域土地利用结构不断优化，土地利用集聚程度增加，随着粤港澳大湾区的建设开发，未来流域内土地开发利用活动将更加频繁。     

2000-2015年中国城市土地利用效率的时空演化

[目的]研究中国2000-2015年282个地级以上城市的土地利用效率演化特征,为中国资源优化布局和土地利用效率持续提升提供参考。[方法]采用VRS-DEA模型和GIS空间分析方法,研究282个地级以上城市土地利用效率的演化特征与影响因素。[结果]①中国城市的土地利用效率处于中低水平。其中,东部城市效率最高,西部城市居次,中部城市最低;城市规模越大,效率越高,增速越快。②土地利用效率由纯技术效率和规模效率共同作用,但纯技术效率贡献力大于规模效率。东部城市和高等级城市更具有纯技术效率的优势。③土地利用效率的影响因素从建成区面积、第三产业从业人员数的投入过量,发展到固定资产投资额、第二产业从业人员数的投入过量。同时,第二产业增加值产出不足的影响显著大于第三产业。[结论]应针对不同区域、不同规模等级的城市采用差异化的路径来提升土地利用效率,如严格控制超大、特大城市的规模;有针对性的控制大城市规模;加大中等城市和小城市的纯技术要素投入。     

1980-2018年中越边境带广西段土地利用变化及驱动力

[目的]探究中越边境带广西段土地利用变化特征及其驱动力,为优化该地区土地利用结构提供依据。[方法]采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵和莫兰指数分析中越边境带广西段1980-2018年土地利用变化时空特征,并构建多元线性回归模型探究其驱动力。[结果]①1980-2000年和2000-2018年两个时段中越边境带广西段的综合土地利用动态度分别为0.43%,4.50%。2000年以前土地利用变化速度较为平缓,之后土地利用变化速度加快。②各土地利用类型之间均发生相互转移行为。1980-2000年、2000-2018年参与土地转移面积分别为4775.92,46730.06 hm²;建设用地和水域面积增加,耕地、林地、草地和未利用地面积减少,其中建设用地新增面积9134.47 hm²,90%来源于耕地、林地、草地和未利用地减少的面积。③中越边境带广西段各土地利用类型存在显著正向空间自相关关系,表现出较强的空间集聚效应,但局部空间集聚效应发生变化和迁移。④边境贸易是加速该地区土地利用变化的主要因素之一,与人口、经济和政策等因素共同影响中越边境带广西段土地利用变化。[结论]中越边境带广西段土地利用变化存在明显的空间分异特征,随着边境开放开发速度加快,土地利用格局演变加速。     

快速城镇化地区土地利用演变及驱动机制——以巢湖流域为例

[目的]探究巢湖流域土地利用演变特征规律及驱动机制,为实现区域土地资源的优化配置和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]收集巢湖流域及区县1996—2014年土地利用变更调查及社会经济统计年鉴,运用土地利用数量、程度及空间差异计量模型,以及主成分分析法,采用数据统计软件,模拟巢湖流域土地利用变化演化规律及其驱动因素。[结果]近20a来巢湖流域各土地利用类型均发生变化,但不同土地利用类型变化的总量、变化幅度和变化速度却存在明显差异,耕地、园地、草地减少较为突出,林地略有增加,其他农用地减少将近1/2;建设用地总量增长幅度更大,特别是城镇工矿用地及交通基础设施用地增长迅猛,农村居民点用地略有减少;巢湖全域土地利用程度自2004年之后呈现逐年上升趋势,合肥市辖区及周边县域土地利用开发程度较高,其他区域相对较低;耕地减少率金安区、瑶海区、肥西县、含山县居前,城镇用地增加率肥西县、长丰县、巢湖市位于前列;投资拉动、经济发展、工业推进、人口增加及城镇化是巢湖流域特别是近10a多土地利用变化的主要驱动因素。[结论]巢湖流域加快建设长三角世界级城市群副中心城市及生态文明先行示范区,需进一步优化土地利用空间格局,盘活建设用地存量,提高建设用地效率,走资源节约型与环境友好型的土地利用模式。     

甘肃省庆阳市土地集约利用与土地利用结构的耦合协调关系

[目的]探究甘肃省庆阳市土地集约利用与土地利用结构之间的协调关系,为该市土地利用结构优化和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]以庆阳市为例,采用多因素综合评价法计算2007—2016年土地集约利用、土地利用结构的综合指数,应用耦合协调模型,分析二者变化特征及耦合协调关系。[结果]①庆阳市土地集约利用综合指数呈上升趋势,达到了高度集约利用水平。②庆阳市土地利用结构信息熵总体呈下降趋势,均衡度逐渐降低,优势度逐渐增强。③土地集约利用与土地利用结构耦合度呈先上升后下降的趋势,耦合协调度都呈上升趋势,二者耦合性越来越强,相对呈现出协调、稳定的发展趋势。[结论] 2007—2016年庆阳市土地集约水平总体变化呈逐年上升状态,但信息熵呈下降趋势,是由于大力开发未利用地,植树造林使得土地利用结构调整。土地集约利用和土地利用结构两系统协调度都呈上升趋势,二者耦合性越来越强。说明庆阳市在大力推动经济发展的同时,也注重提高土地利用的效率,调整土地利用结构,优化布局。     

基于超效率SBM模型的东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素

[目的]探究东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素，为东北三省和其他欠发达地区的城市高质量发展和优化国土空间格局提供借鉴参考。[方法]运用超效率SBM模型、非参数核密度估计以及Tobit回归模型对2010—2020年东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素进行分析。[结果](1)从时间演变特征来看，东北三省城市土地利用效率均值呈显著上升趋势，但整体水平不高；从空间演变特征来看，区域差异显著，低值区城市数量大幅度减少，高值区城市增多，高值区城市分布范围从黑龙江覆盖至东北三省全域。(2)从时序动态演进特征来看，研究期间不同时段内三大省份城市土地利用效率的极化程度、效率差异和发展水平都呈现出不同的动态演进特征。(3)从影响因素分析来看，各变量对辽宁、吉林、黑龙江三省城市土地利用效率的影响程度和作用方向有所差异，人力资本、科教支出、经济发展水平、对外开放程度、产业结构、交通基础设施和城镇化率具有促进作用，环境规制具有抑制作用。[结论]实现城市高质量发展和土地集约高效利用，各城市应因地制宜、因城施策，从刺激经济增长、产业结构优化升级、优化营商环境、做好人才和资金引进工作等方面系统推进。     

基于Logistic-Markov方法的土地利用结构变化多因素驱动预测模型研究与应用

[目的]探索土地利用结构变化的驱动规律及其预测方法,为在社会经济快速发展背景下抑制建设用地扩张、优化城乡土地利用等提供决策参考。[方法]利用主成分分析,Logistic,Markov等方法研究土地利用结构变化的驱动力,分析土地利用结构状态转移矩阵与驱动因素的数量关系,构建基于多因素驱动的土地利用结构变化预测模型。[结果]以地处"长三角"经济区的江苏省泰兴市为例,测算了城镇发展、经济发展和管理政策等土地利用结构变化驱动力,其中城镇工矿用地扩张的驱动力增加了25.85%,耕地减少的驱动力则降低了22.21%,并预测分析了2010—2020年的土地利用结构变化特征,预测精度相对提高了0.52%。[结论]多因素驱动的土地利用结构变化预测方法,能够科学地诠释土地利用结构变化及其驱动力的作用机理,可以提高预测精度,为分析区域土地利用变化规律提供一种新方法。     

基于GEE数据平台的北洛河流域1970-2019年土地利用结构变化特征

[目的] 探究北洛河流域土地利用时空变化及其驱动力,为该区土地资源优化、环境质量改善和水沙生态要素变化分析等提供科学依据。[方法] 基于GEE平台整理和处理北洛河流域1970—2019年间6期遥感影像数据,从时间变化、动态度、转移方向和空间分布等角度分析流域土地利用变化特征,并对其驱动因素进行探讨。[结果] 研究时段内,北洛河流域土地利用类型以耕地、林地和草地为主,数量结构从2000年前的1：1.1：0.6变化到2000年后的1：2.7：0.7。1970—2019年研究区耕地、草地和水域的减少率分别为16.6%,6.7%和0.1%,林地和建设用地的面积增加率为19.9%和1.3%。流域耕地和草地斑块趋于分散且简单化,林地斑块趋于聚集和复杂化。土地利用转移主要以耕地转林地、耕地转建设用地和草地转林地为主。流域土地利用综合动态度先增后减,2000—2010年间达最大。流域中,上游丘陵沟壑区土地利用结构变化最为显著,其次为中游的甘泉、宜君、华池、合水等县。[结论] 国家政策的演变、社会经济发展和人口增长决定了土地利用变化的方向和程度,自然因素为长期辅助影响因素。     

基于DEA的广东省城市土地利用效率及其时空分异特征

为了揭示广东省城市土地利用效率状况和时空分异特征,构建了城市土地利用效率评价指标体系,采用CCR模型、超效率DEA模型和Malmquist指数等方法对2006—2015年广东省城市土地利用效率进行了分析。结果表明:2006—2015年广东省城市土地利用效率的平均值为0.943,效率处于较高水平,Malmquist生产率变化指数平均值为0.982,效率略微下降;广东省城市土地利用效率空间差异较大,佛山、东莞、深圳、汕尾、梅州、云浮、阳江、茂名和揭阳的城市土地利用效率最高,肇庆、广州、珠海、湛江、河源和潮州次之,而江门、中山、清远、惠州、韶关和汕头效率相对较低;总体上,2006—2015年广东省各市的城市土地利用效率变化不显著;2015年广东省7个非DEA有效城市投影结果发现,投入方面,总体上各市的市辖区固定资产投资冗余较大,而产出不足的情况各异。努力实现城市土地要素的合理配置,减少要素投入冗余,增加城市土地利用产出是城市土地利用效率的提升路径。     

作物内禀水分利用效率变化

为探究不同作物类型内禀水分利用效率(IWUE)之间的区别及其环境影响因素,本研究以春玉米科河28和春小麦定西新24为试验材料,通过桶栽和小区试验,设置水分充足和干旱胁迫2个处理,观测玉米、小麦在不同水分和不同气象条件下的叶片光合生理过程并收集文献资料,分析比较C₃和C₄作物之间,以及不同环境条件下相同作物IWUE的变化特征及气孔导度模型斜率。结果表明,C₄作物玉米较C₃作物小麦具有更高的IWUE;有利的环境条件下,小麦IWUE较低,而不利的环境条件下,小麦倾向于提高IWUE;生长在湿润区的C₃作物IWUE较低,而半干旱区的C₃作物IWUE较高;小麦的气孔导度模型斜率高于玉米,同时不利的环境条件及干燥的气候条件下,作物倾向于降低气孔导度模型斜率。综上,作物气孔调节方式具有优化利用水分的功能,在不利的环境条件下,作物的水分利用方式倾向于保守,从而在较小的水分消耗下,获得最大的产出。本研究结果为区域作物品种选择及布局提供了参考依据。     

哈尔滨市耕地利用效益特征分析

提高耕地利用效益是缓解粮食供应压力的有效手段。以黑龙江省粮食主产区哈尔滨市为例,从经济效益、社会效益及生态效益3个方面构建耕地利用效益评价指标体系,以哈尔滨市1997-2006年的数据为基础,运用熵值法确定各指标权重,并通过建立协调度模型,定量评价出1997-2006年哈尔滨市耕地利用效益系统协调度。结果表明:1997-2006年哈尔滨市耕地利用系统协调度处于波动状态,耕地综合利用效益并不稳定,但总体呈上升趋势。耕地利用经济效益和社会效益协调度变化不大,综合效益与生态效益的协调度曲线走势趋同,表明哈尔滨市耕地利用综合效益主要受生态效益的影响。最后从根本上提出有效措施实现哈尔滨市耕地利用效益的提高。     

不同CO2浓度下大豆叶片的水分利用效率比较

为探究水分利用效率(WUE)对生态系统水循环和碳循环相互作用的影响,本研究利用光合作用对光响应的机理模型构建内禀水分利用效率模型和瞬时水分利用效率模型,并利用2个模型拟合大豆叶片的内禀水分利用效率(WUE_i)和瞬时水分利用效率(WUE_inst)。结果表明,瞬时水分利用效率随着CO₂浓度的增加而增大;内禀水分利用效率则不存在明显的变化规律。CO₂浓度为600 μmol·mol^-1时的最大瞬时水分利用效率和最大内禀水分利用效率分别是300 μmol·mol^-1CO₂下的2.82倍和1.94倍。将内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率换算成相同的单位(如μmol CO₂·mol ^-1 H₂O或μmol CO₂·mmol^-1 H₂O),后者是前者的39倍,甚至更多。综上所述,利用瞬时水分利用效率能更真实地反映出大豆叶片的水分利用效率。本研究为定量研究植物叶片水分利用效率的变化规律提供了数学工具。     

Multi-Compartmental Modeling of Nitrogen Translocation in Sorghums Differing in Nitrogen Use Efficiency

Some cultivars of sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] are more efficient than others in using nitrogen (N) from the soil to produce grain. A study was conducted to test the hypothesis, that the processes involved in the translocation of N differed between two sorghum lines, China 17, a N-efficient genotype, and Tx623, a less efficient genotype, during their ontogenetic development. Both cultivars were grown in the field and periodically sampled to determine the amount of N in above-ground parts of the plants, i.e. stalk, leaves, and grain. Compartmental modeling, which is based on sets of differential equations that describe the flow of material through compartments, was used as the basis for analysis of the rates and rate constants of N which had moved among parts of the plant. Compartmental models are relatively simple, systematic mathematical representations that can be used to aid in understanding how different plant parts influence plant-N dynamics. China 17's rate constants between upper parts of the stalk and between the upper stalk and grain were larger in the earlier part of the season and became smaller toward the end than Tx623 meaning that China 17 was more capable of moving N to the upper parts of the plant earlier in the season than was Tx623. However, no differences in rate constants were detected for stalk to leaves and within leaves rate constants, meaning that the N-movement processes in the leaves were essentially the same between the two genotypes. The model also detected pseudo-compartments associated with the upper leaves in both genotypes which indicated that there are several processes or other rate-controlling factors associated with N flow in the leaves. A multi-compartmental model, based on rather simple assumptions and which only required N for each plant part over time, was used to describe N translocation between plant parts for two different sorghum genotypes. The model was able to detect fundamental differences between the genotypes in terms of N translocation processes, however more work is needed to understand the physiological processes underlying the results.     

我国粮食主产区农业水资源利用效率评价

[目的]研究我国粮食主产区13个省份2001—2011年农业水资源利用效率,旨在明确各省份农业水资源利用效率提升的潜力。[方法]采用DEA(数据包络分析)交叉评价模型。[结果](1)2001—2011年我国粮食主产区农业水资源利用效率普遍偏低,且各省份之间的差异较为显著;(2)吉林、内蒙古、湖北、湖南、山东、辽宁和黑龙江省(区)属于"低投入低产出"类型,四川、河南、安徽、江西、河北和江苏省属于"高投入高产出"类型;(3)我国粮食主产区农业水资源利用效率整体处于"低投入低产出"阶段,农业水资源利用效率具有很大的提升空间。[结论]DEA交叉效率评价模型实现了对所有决策单元效率的完全排序和效率评价;虚拟决策单元的引入明确了研究区域内各单元农业水资源利用的提升潜力和改进方向。     

我国农业信息化对农业技术效率的促进作用研究

农业信息化通过加快信息传播速度、扩大信息传播范围、运用数字农业生产管理技术以及提高农业从业人员素质等路径将促进农业技术效率提高。本文运用技术效率外生性模型实证研究了我国农业信息化对农业技术效率提高的促进作用。结果表明：我国农业信息化对各地区的农业技术效率提高均起到了明显的促进作用,这种促进作用在东部地区最强,中部地区次之,西部地区最弱。本文建议加快推进我国农业信息化进程,同时加快推进中西部农业生产的机械化、集约化和规模化。     

河南省耕地利用效益评价研究

耕地利用效益是衡量耕地生产能力和农业可持续发展的重要指标.以河南省为研究对象,从经济、社会和生态3个方面选取19项指标构建耕地利用效益评价指标体系.运用熵值法确定指标权重,采用多因素综合评价法,评价1990-2009年河南省耕地利用效益水平,最后利用协调度模型判断影响耕地利用效益的各个子系统之间的相互协调程度.结果表明:(1) 1990-2009年河南省耕地利用综合效益水平总体呈上升趋势;(2) 20 a间耕地利用系统协调度呈现出不稳定的波动状态,总体上由极不协调转变为基本协调状态.为实现河南省耕地资源的合理利用,应通过挖掘耕地利用潜力,加大土地整治和环境保护,推进农业结构调整,发展农业科技,加大惠农支农力度,控制人口数量等方面提高耕地利用效益.     

Efficiency of the geomorphologic instantaneous unit hydrograph method in flood hydrograph simulation

Several methods and models to simulate rainfall-runoff processes have been presented, and each of them has its own advantages and disadvantages. In the present study, different methods were applied to simulate the rainfall–runoff process over the Kasilian Watershed located in northern Iran, including Snyder, SCS, Trianglar, Rosso and Geomorphoclimatic unit hydrographs. The study was intended to compare the accuracy and reliability of a geomorphologic model with Snyder, SCS, Trianglar, Rosso and Geomorphoclimatic Unit hydrographs. In addition, this study attempted to determine the shape and dimensions of outlet runoff hydrographs in a 68.8 km² area in the Kasilian Basin, which is located in the Mazandaran Province of Iran. The first twenty-one equivalent rainfall–runoff events were selected, and a hydrograph of outlet runoff was calculated for each. The peak time and peak flow of outlet runoff in the models were then compared, and the model that most efficiently estimated hydrograph of outlet flow for similar regions was determined. The comparison of calculated and observed hydrographs showed that the geomorphologic model had the most direct agreement for the parameters of peak time and peak flow of direct runoff. Statistical analyses of the models demonstrated that the geomorphological model had the smallest main relative and square error. The study's results confirm the high efficiency of the Geomorphoclimatic Unit Hydrograph and its ability to increase simulation accuracy for runoff and hydrographs.