基于质量评价的省域尺度坡耕地质量调控体系构建

在质量评价基础上构建坡耕地质量调控体系对区域坡耕地质量保护具有重要指导意义。该研究基于云南坡耕地质量评价结果，建立坡耕地质量因子分析模型，在障碍因子诊断、因子可调控性分析、因子适宜区间确定及调控潜力测算基础上，提出区域坡耕地质量调控集成模式，据此构建省域尺度坡耕地质量调控体系。结果表明：1）云南坡耕地质量障碍类型以侵蚀退化型、干旱缺水型、养分贫乏型为主，不同分区障碍因子组合及表现存在差异。2）坡耕地质量可调控因子由耕层厚度、土壤容重、pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾、灌溉保证率、田面坡度9个指标组成，其中，田面坡度、土壤有机质、灌溉保证率、有效磷、速效钾、pH值为优先调控因子。3）坡耕地质量调控目标是使可调控因子处于适宜范围，包括理想状态和实际状态两种情景模式；理想状态下云南坡耕地质量调控潜力为0.347，其质量等级可从现状的"中等"提升到"高"等级；实际状态下坡耕地质量调控的潜力为0.198，其质量等级可从现状"中等"提升到"较高"等级，实际状态调控潜力可作为坡耕地质量调控的标准。4）依据云南坡耕地质量障碍类型及因子可调控性分析结果，提出"控侵蚀、调水分、培肥力"的区域坡耕地质量调控总体思路，并建立坡耕地质量调控的集成模式。研究可为省域尺度坡耕地质量培育及管理提供科学依据。     

云南红壤坡耕地烤烟生长季土壤养分迁移特征

为实现坡耕地土壤保育和可持续利用，探究了云南红壤坡耕地烤烟生长季土壤主要养分迁移特征。结果表明：红壤坡耕地剖面土壤pH、阳离子交换量（CEC）及主要养分含量随土层深度的增加线性降低，土壤容重则线性增加，碱解氮、有效磷和速效钾含量在30 cm土层以下变幅较小；随着烤烟生育期进程，剖面土壤化学性质均有不同程度的提高。红壤坡耕地烟田垄土和冲积土主要养分含量随坡位自上而下呈降低趋势，垄土降幅小于冲积土，且相同坡位土壤团聚体结构的有机质含量以垄土较高。红壤坡耕地不同坡位烟株生长特性表现为下坡位>中坡位>上坡位。总体上，云南红壤坡耕地土壤主要养分在耕作层（30 cm）以下下移潜力较弱，坡位因素会加速上坡位土壤贫瘠化。     

紫色土坡耕地耕层质量影响因素及其敏感性分析

坡耕地耕层质量变化特征由降雨侵蚀、耕作活动交互作用影响。该文以紫色土坡耕地为研究对象,结合主成分分析与评价模型对耕层质量特征进行分析,并解析了海拔、坡度、有效土层厚度和坡位4个地形因子对坡耕地耕层质量的影响及敏感性。结果表明:1)小流域坡耕地耕层厚度、土壤有机质、土壤容重均处于适宜性区间内,各土壤养分指标总体处于中低水平;土壤容重(变异系数CV为7.97%)和总孔隙度(CV为8.36%)变异系数相对较低,处于弱分异(CV<10%)水平,其余土壤指标均属中等分异水平。2)紫色土坡耕地耕层质量评价最小数据集由容重、贯入阻力、有机质、土壤黏粒含量、耕层厚度、抗剪强度、饱和导水率和有效磷8个指标组成。基于MDS评价表明,紫色土坡耕地不同坡位耕层质量指数为下坡(0.458)>中坡(0.443)>上坡(0.417),下坡较中坡和上坡分别提升3.39%和9.83%。3)紫色土坡耕地耕层质量影响因素可分为4类,Ⅰ类坡度限制型、Ⅱ类坡位限制型、Ⅲ类有效土层厚度限制型、Ⅳ类海拔限制型,4种耕层类型的样本数分占坡耕地耕层样本总数的38.89%、22.22%、14.81%和24.08%,主要影响因素是坡度。4)坡耕地耕层质量与有效土层厚度、坡位为正相关,与海拔、坡度表现为负相关,地形因子对耕层质量敏感程度为海拔(-0.399)>坡位(0.192)>坡度(-0.112)>有效土层厚度(0.110),海拔敏感程度为有效土层厚度的3.56倍。研究结果可为紫色土坡耕地耕层质量评价及有效调控提供理论依据,有利于紫色土坡耕地资源可持续利用。     

土壤侵蚀因素对紫色丘陵区坡耕地耕层质量影响

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层土壤质量退化和土壤生产力不稳定的关键因素。该文以紫色丘陵区坡耕地为例,对坡耕地不同地力等级耕层土壤质量、渗透性能及耕层类型进行聚类分析,讨论了土壤侵蚀对坡耕地耕层厚度影响及合理耕层土体构型。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤质量具有中等程度变异性,有效土层厚度(15~80 cm)和耕层厚度(15~25 cm)变异系数分别为12.18%和37.26%,土壤有效磷变异系数可达94.51%,说明土壤物理指标变异性小于化学指标变化;三级以下地力耕层构型为近似全虚或全实剖面结构,五等地力坡耕地产量下降50%左右。(2)紫色土坡耕地不同坡位、不同垂直深度的耕层土壤物理性质、持水性能及耕作性能差异显著(P0.05),土壤容重为上坡下坡中坡,土壤抗剪强度为上坡中坡下坡,土壤稳定入渗为下坡中坡上坡,土壤贯入阻力表现为中坡上坡下坡;除土壤入渗外,土壤容重、抗剪强度、贯入阻力均表现为底土层心土层耕层;坡耕地0~40 cm土层中蓄存降水可被农作物利用70%左右。(3)中度侵蚀程度坡耕地,年均耕层厚度薄化值为1.04~3.04 mm,坡耕地合理耕层建立可选择有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性为坡耕地合理耕层评价最小数据集,耕层构型总体保持上虚下实型、耕层厚度20~25 cm、有效土层厚度50~60 cm。(4)紫色土坡耕地可分为四种耕层类型,其障碍耕层主要表现为有效土层厚度限制型(第II类)、耕层厚度限制型(第III类)和土壤养分限制型(第IV类),分别占耕层总量30%、10%、3%;紫色土坡耕地合理耕层建立应重点关注有效土层厚度和耕层厚度调控。研究结果可为客观认识土壤侵蚀与紫色土坡耕地耕层退化关系、合理耕层构建提供理论依据和技术参数支持。     

红壤坡耕地耕层土壤质量特征及障碍因素研究

为探究红壤坡耕地耕层质量特征及其障碍因素,通过野外调查、资料查阅及室内土壤理化性质分析等综合性研究手段,对江西红壤坡耕地耕层土壤质量统计特征、演变特征及主要障碍因素进行分析。结果表明:(1)红壤坡耕地田面坡度主要分布在2~16°之间,耕层平均厚度13.40 cm,有效土层厚度平均88.30 cm,土壤容重平均为1.17 g/cm~3;耕层土壤有机质平均含量19.37 g/kg,土壤pH值平均5.36。(2)红壤坡耕地耕层质量近20年有明显提高,田面坡度从6°降至4°,耕层厚度从13.68 cm增至16.42 cm;耕层土壤有机质含量24.63 g/kg,提高33.93%,全氮、有效磷和速效钾含量分别增加10.53%、230.98%、44.18%。(3)红壤坡耕地低产耕层土壤质量的主要障碍因素是土壤养分贫瘠化、粘重化和酸化;花生和木薯低产耕层的土壤容重和粘粒含量均大于高产耕层,而土壤孔隙度、田间持水量、有机质含量及pH值均小于高产耕层,表明高产坡耕地耕层土壤质量优于低产坡耕地。研究结果可为江西红壤坡耕地耕层质量改善和合理耕层构建提供科学参考。     

基于聚类及PCA分析的红壤坡耕地耕层土壤质量评价指标

为准确评价红壤坡耕地耕层土壤质量特征,该文采用聚类分析法(CA)和主成分分析法(PCA)分别建立了南方红壤丘陵区坡耕地耕层质量诊断最小数据集(minimum data set,MDS),并利用最小数据集土壤质量指数(soil quality index-CA,SQI-CA和soil quality index-PCA,SQI-PCA)和全量数据集土壤质量指数(soil quality index-total,SQI-T)对坡耕地耕层特征进行分析。结果表明:1)红壤坡耕地耕层土壤质量变化特征差异明显,其中耕层平均厚度(19.93±4.9)cm,接近作物生长适宜水平;土壤有机质、全氮平均含量分别为(17.43±8.71)和(0.97±0.42)g/kg,处于中度贫瘠化水平;土壤有效磷和速效钾含量丰富,平均含量分别为(26.1±22.22)和(155.46±88.35)mg/kg;p H均值为(5.34±0.77),土壤呈弱酸性。2)红壤坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由耕层厚度、土壤容重、土壤贯入阻力、土壤有机质、p H值和有效磷组成。基于不同数据集的耕层土壤质量评价结果差异明显,土壤质量指数变化范围、均值表现为SQI-TSQI-CASQI-PCA,变异系数表现为SQI-TSQI-CASQI-PCA,SQI-CA与SQI-T的Nash有效系数和相关度高于SQI-PCA,而相对偏差系数和平均相对误差则低于SQI-PCA,这表明基于聚类分析最小数据集(MDS-CA)较基于主成分分析最小数据集(MDS-PCA)更适合替代全量数据集(total data set,TDS)对耕层土壤质量进行评价。3)从保水、保土、保肥及增产潜力角度看,红壤坡耕地合理耕层诊断指标适宜性阈值为耕层厚度≥20.39 cm,土壤容重0.92~1.21 g/cm3,土壤贯入阻力≤1.21 kg/cm3,土壤有机质含量≥18.82 g/kg,p H值5.04~5.38,有效磷≥28.83 mg/kg。合理深松是构建合理耕层的有效措施之一。该研究结果可为南方红壤丘陵区坡耕地耕层质量恢复、农作物生产适宜性调控和坡耕地水土流失阻控提供参考,有利于红壤丘陵区坡耕地资源持续利用。     

基于土壤管理评估框架的云南坡耕地耕层土壤质量评价

坡耕地作为云南地区耕地资源的重要组成部分,坡耕地耕层土壤质量评价和参数适宜范围确定是合理耕层构建的基础。基于土壤管理评估框架(soil management assessment framework,SMAF),构建坡耕地耕层土壤质量指数评价模型(cultivated-layer soil quality index,CLSQI),采用最小数据集(minimum data set,MDS)法筛选评价指标,对云南地区坡耕地耕层土壤质量进行评价,提出坡耕地合理耕层土壤参数适宜范围。结果表明:云南坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由pH值、全氮、总孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标组成,基于MDS的坡耕地耕层土壤质量评价精度较高。在初选指标体系中,土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标的权重较大,而在MDS指标体系中,田面坡度、全氮含量的权重较大。坡耕地耕层土壤质量指数(CLSQI)分布在0.39～0.84之间,均值为0.59±0.11,变异系数为0.19,坡耕地耕层土壤质量总体处于“中等”偏上水平。不同采样区坡耕地CLSQI差异显著(P0.05),其大小关系为:楚雄双柏宣威宁洱马龙石林。0～20 cm采样深度坡耕地CLSQI(均值0.59)大于20 cm(均值0.56),紫色土坡耕地CLSQI(均值0.61)大于红壤(均值0.54)(P0.05),垄作和等高耕作模式坡耕地CLSQI大于顺坡耕作,旋耕方式下的坡耕地CLSQI大于翻耕,不同农业分区坡耕地CLSQI的大小顺序为:滇东北山原区滇中高原湖盆区滇西南中山宽谷区。坡耕地合理耕层MDS土壤指标适宜范围为:pH值5.58～7.82,全氮≥1.37 g/kg,总孔隙度≥52.28%,抗剪强度≥5.19kPa,田面坡度≤11.79°。研究可为坡耕地耕层土壤质量评价及合理耕层构建提供理论依据和参数支持。     

红壤坡耕地耕层土壤质量退化特征及障碍因子诊断

坡耕地耕层质量退化是在土壤侵蚀等自然因素和农业耕作等人为因素综合作用下,在坡面尺度上耕层土壤剖面损毁、土壤养分贫瘠化、农作物-环境调控能力衰退或完全丧失的农业生态过程。该文以红壤小流域坡耕地耕层为研究对象,采用耕层质量退化指数法（cultivated-layer degradation index, CLDI）分析了坡耕地耕层质量退化特征,基于主成分分析法明确了耕层退化的主导因素及关键驱动因子,采用障碍因子诊断模型界定了坡耕地耕层质量主要障碍因素及障碍程度。结果表明：红壤小流域坡耕地耕层质量以中、轻度退化程度为主（样点占比70.4%）,重度退化耕层样点占比11.1%,无退化耕层样点占比18.5%;导致坡耕地耕层质量退化的人为驱动因素有单位坡耕地面积农业投入、耕作方式、单位坡耕地面积机械总动力和单位坡耕地面积化肥施用量。随耕层退化程度加剧,耕层土壤pH值呈先大幅减小后趋于平稳的变化趋势,轻度退化耕层土壤pH值降低幅度可达9.8%;与无退化程度相比,不同退化程度下红壤坡耕地耕层厚度呈逐步薄化趋势,重度退化耕层薄化率可达8.9%,这与降雨侵蚀和农户耕作方式不合理因素有关。红壤坡耕地耕层质量主要障碍因素表现为土壤黏粒含量多、pH值小、耕层薄化和土壤抗剪强度小,平均障碍度分别为0.15、0.14、0.13和0.10;土壤黏粒含量、pH值和耕层厚度障碍度随退化程度加剧呈增大趋势,土壤抗剪强度障碍度呈逐渐减小趋势,其他耕层土壤属性参数障碍度无明显变化;适度深松（30～48 cm）与合理施肥是改善耕层质量的有效措施。研究结果可为科学认识红壤坡耕地耕层质量退化特征,明确耕层质量改善途径及合理耕层构建提供参考。     

坡耕地红壤生物有效性磷组分的剖面变化特征

【目的】分析不同利用方式红壤中生物有效性磷组分的剖面垂直变化特征与差异,以探明土壤磷素的根际过程。【方法】以江西鹰潭孙家典型红壤小流域观测站为依托,以位于小流域坡上、坡中及坡下花生旱地与稻田红壤为研究对象,基于土壤磷素的生物有效性分级方法,分析了坡耕地红壤发生层中可溶性磷(CaCl₂-P)、易被有机酸活化释放的磷(Citrate-P)、易被磷酸酶矿化的有机磷(Enzyme-P)、矿物结合态磷(HCl-P)及全磷、有效磷的含量变化;探讨了土壤全氮、有机质、铁铝氧化物等指标与各组分磷的相关关系。【结果】坡耕地红壤耕作层土壤全磷、有效磷均显著高于底层土壤,稻田红壤耕作层全磷和有效磷均随坡位降低而显著降低,而花生旱地的有效磷则呈相反变化、且坡中土壤全磷显著高于坡上与坡下。各生物有效磷组分含量大小依次为：HCl-P> Citrate-P> CaCl₂-P> Enzyme-P,且均随剖面深度增加而降低,但受坡位影响无明显规律性。稻田红壤剖面土壤全磷平均含量高于花生旱地,但有效磷则相反;稻田红壤耕作层中仅Enzyme-P含量显著高于花生旱...     

东北典型黑土区耕地质量时空变化研究

为揭示东北典型黑土区耕地质量时空变化特征,本研究遵循《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)国家标准,在利用特尔菲法选取16个评价指标、层次分析法确定评价指标权重的基础上,建立了东北典型黑土区耕地质量评价指标体系,借助ArcGIS软件对研究区2008年和2018年耕地质量进行同一指标体系和同一分级标准的耕地质量评价,旨在掌握研究区10年间的耕地质量时空变化特征,探究耕地质量变化原因。结果表明:东北典型黑土区耕地质量2008年以中低等地为主,平均耕地质量等级为5.14, 2018年以中高等地为主,平均耕地质量等级为3.92, 10年间东北典型黑土区耕地质量等级提升了1.22个等级;其中, 1～4等地面积均有增加,5～10等地面积均减少,10年间研究区评价单元耕地质量等级提升最多为8个等级,下降最多为7个等级,耕地质量等级提升的评价单元总面积是等级下降评价单元总面积的3.5倍。10年间东北典型黑土区的中西部和西北部耕地质量上升较为明显,而其南部和东北部质量下降的耕地分布较多。本研究规范了研究区耕地质量时空对比分析的依据,合理揭示了其时空变化特征,为该区域今后耕地质量提升工作指明了方向,对今后进一步可持续利用和管理黑土地具有积极意义。     

集成"质量-格局-功能"的中国耕地整治潜力综合分区

面向新时期耕地资源多功能综合保护的新要求,科学评价耕地整治潜力,合理确定整治分区是聚焦"新三农"、服务国土综合整治的有力抓手。该研究围绕耕地自然资源禀赋、空间格局、要素功能等3方面,构建了集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价指标体系,在对全国耕地进行整治潜力综合评价的基础上,采用k-means聚类方法划定耕地整治潜力综合分区,得到以下主要研究结果:1)通过构建集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价框架,采用"一级区-二级区-三级区"3个层级的潜力分区体系,并结合"聚类区域+农业格局+整治类型"的分区方法开展耕地整治潜力综合分区,对因地制宜布局农业生产格局、差别化开展新时期国土综合整治具有积极作用;2)中国耕地资源整治潜力在质量、格局及功能之间存在显著的空间分异,质量改善潜力区主要分布于长江流域、海河流域和淮河流域等地区;格局优化潜力区主要集中于黄河流域、东南诸河流域、内陆河流域及长江中下游等地区;功能提升潜力区主要分布于长江流域、珠江流域及内陆河流域等地区;3)采用k-means空间聚类分析方法,从整治潜力视角将中国耕地资源划分为7个一级分区、38个二级分区和409个三级类型区。研究结果有利于因地制宜推进以全要素整合为核心的耕地综合整治,提高耕地资源供给服务能力及区域农业资源配置效率。     

基于“质量-产出-效率”的辽宁省耕地利用分区

耕地利用分区是引导区域耕地未来发展方向的重要依据,保证区片空间的连通是增强耕地利用分区管理可实施性的关键。以辽宁省为研究区,采用两维图论聚类和GIS空间分析相结合的方法,基于耕地利用"质量-产出-效率"的分区指标进行耕地利用综合分区,并探究各分区耕地利用方向。结果表明:1)研究区各县(市)耕地自然质量、产出水平和利用效率之间存在一定空间差异,高值区主要分布于辽宁中部和北部地区,低值区主要分布在辽宁东部和南部,西部地区耕地利用状况参差不齐;2)将辽宁省划分为辽西粮食生产及生态保护区、辽中耕地综合开发先导区、辽东水田及特色农业种植区、辽南耕地效率及产能挖掘区和辽中南耕地利用转型升级区5个耕地利用区;3)两维图论聚类和GIS空间分析相结合的分区方法有效保证了耕地利用分区相邻单元空间上的连通性和行政区界的完整性,对于耕地利用分区具有较好的适用性。研究结果有利于耕地利用分区的统一管理和实施,对综合引导区域耕地利用方向具有一定参考作用。     

山区县耕地"非粮化"空间分异规律及关联因素

准确测算耕地“非粮化”率，掌握耕地“非粮化”的空间分异规律及其影响因素，对于科学管控耕地“非粮化”、保障粮食安全具有积极意义。研究以江西省信丰县为例，从种植结构和产业结构2个方面测算耕地“非粮化”率，综合运用空间关联分析研究山区县耕地“非粮化”的空间分异特征，并采用空间计量模型揭示影响耕地“非粮化”生产的关联因素。研究表明：1)信丰县耕地总体“非粮化”率为30.28%，其中种植结构“非粮化”和农业产业结构“非粮化”面积分别为6 601.94 hm²和7 679.98 hm²,“非粮化”率分别为13.84%和16.44%。但不同地形区“非粮化”空间分布异质性明显，高山丘陵区主要为农业产业结构“非粮化”，而低丘岗地区域主要表现耕地种植结构型“非粮化”。2)信丰县耕地“非粮化”呈集聚型空间格局，种植结构“非粮化”在中部低丘岗地区域呈高值集聚，农业产业结构“非粮化”在高山丘陵区域呈高值集聚。3)严格的耕地管护政策对于“非粮化”生产具有抑制作用。4)“非粮化”生产存在空间扩散效应。自然资源禀赋差异和社会经济发展的不均衡性，对山区县不同类型的耕地“非粮化...     

基于"风险-效应"的土地利用空间冲突识别与测度

土地利用空间冲突是产生于土地利用变化过程中的一种客观现象，其会导致土地利用空间格局的失调，并带来一系列涉及社会、经济和生态的负面效应，关系到土地可持续利用。分析土地利用空间冲突的内涵和产生逻辑，对其进行准确的识别和测度，有助于国土空间结构的优化、促进区域可持续发展。该研究基于生态环境的视角，分析土地利用空间冲突的基本内涵，构建基于"风险-效应"的冲突识别测度方法；以内蒙古兴安盟为研究区，基于2000、2010、2020年的土地利用数据，结合空间分析、转移矩阵、标准差椭圆和密度分析，对兴安盟土地利用空间冲突进行了识别测度与时空演变分析。结果表明：1）生态环境视角下的土地利用空间冲突可以利用"冲突风险指数"和"生态环境质量指数"进行识别和测度；2）相比于2000-2010年，2010-2020年土地利用空间冲突面积有了显著增加，重度冲突区增幅较大；3）冲突区主体向兴安盟东南方向移动，在东部平原更加密集和集中。重度冲突区呈现出"从点到面""从分散到集中"的变化，并形成三大集聚区；4） "草地-耕地"是兴安盟重度冲突区内最主要的土地利用变化类型。确保生态用地竞争力，在脆弱的生态环境约束下合理调整草地和耕地的结构、科学安排农牧业生产是兴安盟缓解冲突的关键。本研究从理论、方法和应用3个层面对土地利用空间冲突进行了系统的研究和分析，为精准识别土地利用空间冲突、优化国土空间格局提供了相应的理论和实践参考。     

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。     

陕北"一户一田"和"一组一田"耕地细碎化整治模式与绩效评价

耕地细碎化是当前制约中国农业现代化发展的重要因素,如何解决耕地细碎化问题已经成为推动小农户和现代农业有机衔接的必然路径。该研究基于实地农户调研数据和半结构访谈内容,对陕北榆林市榆阳区首创的"一户一田"和"一组一田"2种耕地细碎化整治模式进行系统剖析,并采用双重差分(Difference-in-difference, DID)模型定量分析2种模式的绩效差异。研究发现:1)"一户一田"模式是农民自发的产权重组和分散流转,并与政府支持的土地整治项目叠加与综合;"一组一田"模式是一种"以家庭承包经营为基础、统分收放自如的双层经营体制"创新模式,也是产权改革、统分流转、土地整治与统分经营管理的有机结合。2)"一户一田"和"一组一田"两种模式均能有效解决耕地细碎化问题,显著增加耕地面积,实施后耕地面积增加率分别为6.02%和57.58%;同时也使得农业机械化水平有所提高,显著提升农业生产效率与作物产量,作物产量增加率分别为12.54%和19.87%,"一组一田"提升更为明显。3)2种模式均有利于提高农户收入,"一户一田"主要是通过增加农业种植收入来提高总收入;"一组一田"对农户收入提升更加显著,除增加农业收入外,也通过产业转型增加了务工收入。与"一户一田"模式相比,"一组一田"模式更能够促进集中连片、规模扩大、设施完善、经营现代化的高标准农田建设。为解决耕地细碎化问题,应加强政策引导和支持,挖掘村内能人价值,明晰合作社、分社和农民的责、权、利关系等,促进小农户和现代农业发展有机衔接。     

新疆焉耆盆地地表温度空间分布特征及其"源-汇"效应

全球变暖和人类活动加剧会不断改变干旱区气候要素，进而影响绿洲的演化方向和宜居性。针对焉耆盆地当前观测条件不足、观测资料种类缺乏等问题，为探究干旱区局地气候变化规律及其影响因素，该研究利用单窗算法反演新疆焉耆盆地地表温度（Land Surface Temperature，LST），在分析地表温度空间分布特征和影响因素的基础上，结合"源-汇"理论定量探讨了焉耆盆地不同土地利用/覆被类型对地表温度的贡献。结果表明：1）土地利用/覆被类型决定地表温度的空间分布格局及其"源-汇"效应变化。未利用地热源效应最强，水体热汇效应最强。草地和建设用地对地表热环境影响不大，耕地的热汇效应大小取决于农业灌溉面积和作物生长状况；2）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）与地表温度呈负相关关系，NDVI每增加0.1，地表温度下降约1.98～2.66 ℃，湿地中的植被对地表温度的影响较小；3）坡度对盆地内海拔较低且坡度<13°的缓坡区影响最为显著（P<0.01），随着坡度的增加，地表温度增加；4）冷岛效应形成绿洲近地表大气独特的热力结构。随着海拔升高，地表温度先快速升高，在距地面100～300 m高度形成一个高温中心，而后逐渐降低。6月末、7月初产生的大气逆温层厚度超过1 000 m。受逆温层影响，焉耆盆地绿洲距地表100～300 m高度范围内的坡向对太阳辐射的再分配作用消失。研究结果可为干旱区绿洲气候变化和可持续发展提供参考。     

基于“三生”空间的广西边境地区土地利用格局及多功能演变

分析边境地区土地利用变化对优化国土空间开发保护格局和实现兴边富民具有现实意义。该研究以广西边境地区为研究对象,在推演基于"三生"空间的"要素-结构-空间-功能"的土地利用多功能机制基础上,构建评价指标体系,运用动态度、转移矩阵模型分析该地区2000-2018年"三生"空间格局演变特征,采用TOPSIS和障碍度模型测度其多功能水平并诊断主要障碍因素。结果表明:1)2000-2018年广西边境地区"三生"空间格局演变速度由平缓转向加速波动,生产空间和生活空间扩张,生态空间收缩,城镇化水平较高和边境贸易活动频繁的中部-东南部沿线的县市区土地利用格局演变更为剧烈;2)2000-2018年广西边境地区土地利用"三生"功能稳速上升,生活功能评分最高,生产功能和生态功能波动式变化明显,土地利用多功能呈现"双核双副"的格局特征,各县市区土地利用多功能由低水平高差距阶段迈向较高水平的相对均衡状态,土地利用格局演化与多功能变化特征一致;3)广西边境地区土地利用多功能的障碍因素主要包括资源要素布局、经济发展水平、生态环境质量和边境贸易活动。需在新一轮国土空间规划指引下,优化旅游资源布局,推动区域经济一体化发展和加快推进生态文明建设,促进广西边境地区土地利用"三生"功能协调发展以提升多功能整体效应。     

基于"残差-挤压激励"深度混合卷积网络的土地利用分类

土地利用变化的监测需要高精度的土地利用分类图，遥感技术的发展为这一工作提供了便利。然而，传统分类方法往往无法针对性的利用影像中的信息，其分类结果中地物边缘信息模糊，分类精度不高且噪声较大，难以满足土地变化监测的需要。该研究针对传统方法分类结果不理想的问题，提出一种基于"残差-挤压激励"单元的混合卷积神经网络模型，采用膨胀卷积层对影像进行"光谱-空间"特征提取，并引入"残差-挤压激励"单元，实现特征重用的同时，选择性的强调信息性特征，对噪声性特征进行抑制，最后对得到的特征进行整合实现对遥感影像的分类。该研究提出的模型与k-最邻近算法（K-Nearest Neighbor, KNN）、支持向量机（Support Vector Machine, SVM）、二维卷积网络（2D- Convolutional Neural Network, 2D-CNN）以及混合卷积网络（HybridSN）相比，在试验数据集上总体精度分别提高了11.15个百分点、11.18个百分点、0.06个百分点和2.46个百分点。且有效减少了地物边缘信息的损失，验证了该方法的有效性。此外，基于该方法分类结果统计出的耕地面积与试验区真实耕地面积仅相差0.77%，误差绝对值远低于其他分类方法。     

“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价

生产、生活、生态空间是乡村人居环境系统的3个子系统，快速城镇化地区乡村“三生空间”的相互作用明显，为探索“三生空间”相互作用对乡村宜居性的影响，该研究以南京市溧水区为例，综合运用熵权法、线性加权法和ArcGIS空间分析方法，基于土地利用和兴趣点数据构建乡村“三生空间”分类指标体系识别溧水区“三生空间”，考虑“三生空间”功能及其相互作用建立乡村宜居性评价体系，分析2010和2018年溧水区乡村宜居性水平及其变化。结果表明：1）2010、2018年溧水区乡村“三生空间”中生产空间面积均占优势，生态空间次之，生活空间面积最小，8 a间乡村生活空间面积增加，生产和生态空间面积下降；2）2010和2018年溧水区乡村宜居性水平总体不高，且平均分值8 a间略有下降。2010年宜居性高值和低值区分别在和凤镇和白马镇，2018年则分别在永阳镇和东屏镇。8 a间永阳镇乡村宜居等级上升，东屏镇和石湫镇乡村宜居等级则下降；3）与未考虑“三生空间”相互作用的乡村宜居性评价结果相比，“三生空间”相互作用视域下的评价结果更符合当地实际，各镇应根据自身情况提升其宜居性水平。研究结果能够为溧水区提升乡村人居环境、推进乡村振兴提供参考。