基于能值理论的中国耕地利用集约度时空变化分析

为揭示1990-2011年中国耕地利用集约度的时空变化特征,采用能值理论的研究方法,将耕地利用集约度分解为生产要素集约度和复种指数2个指标的乘积,剖析了中国农业机械、化肥、农药、农膜、劳动力等五大生产要素集约度和复种指数的时空变化规律。结果表明:1990-2011年,包括农业机械、化肥、农药和农膜4种生产要素的工业辅助能集约度呈线性增长趋势,而劳动集约度则呈现显著的线性下降趋势,1996年工业辅助能集约度在生产要素集约度中所占比例首次超过50%,表明20世纪90年代中期中国开始进入现代农业发展阶段;期间复种指数增长率为0.1794,其对于耕地利用集约度的提高起到了关键性作用;1996年劳动集约度高的主要是处于传统农业生产阶段中的西部农业省份,而工业辅助能集约度高的大都是初步或基本进入现代农业发展阶段的经济发展水平高或工业基础好的省份;1996-2008年,沿海经济发达区、西部地区和部分粮食主产区劳动集约度下降幅度较大而工业辅助能集约度上升幅度大;1996-2008年,复种指数下降是导致南方水稻主产区耕地利用集约度下降的主要原因,而绝大多数北方地区耕地利用集约度增长也主要是由于复种指数的增长。     

水蚀风蚀交错区土壤呼吸影响因素及其对土地利用方式变化的响应

为准确评估黄土高原水蚀风蚀交错区土壤呼吸速率季节变化影响因素及其对不同土地利用方式的响应,于2009~2012年植物生长季节,选取6 种当地典型的土地利用类型,应用红外气体分析法对土壤呼吸速率进行测定,并结合土壤水、热与养分因子进行分析。结果表明, 水蚀风蚀交错区退耕会显著改变土壤呼吸强度,该区典型农地的土壤呼吸速率为1.06～1.39 mol/（m2s）,农地转变为裸地的过程中,土壤呼吸速率下降为原来的42%～63%,尤其在植物生长旺季的7、 8、 9 三个月下降明显。 农地弃耕后建设人工草（灌木）地使土壤呼吸速率提高了109%～200%,农田撂荒样地土壤呼吸速率约为农地的79%～179%,农地略高于长芒草地和荒草地。该区土壤呼吸速率变化的主导因子为土壤温度,尤其与10 cm土层的土壤温度相关性最好,土壤呼吸速率与土壤含水量之间拟合优度较差, 但土壤温度与含水量双因子指数模型Rs=aebTc 对该地区土壤呼吸速率的拟合均优于相应的单因子模型。10 cm土层的土壤呼吸温度敏感性系数（Q10值）排序为:无植被生长样地（裸地,2.09）农地（农地、坡地农地,2.07～1.69） 撂荒地（坡地撂荒地、撂荒地、梯田撂荒地,1.71～1.53）草（灌木）地（柠条地、苜蓿地、长芒草地、荒草地,1.51～1.42）,可见随着未来气温的升高,在生态系统土壤呼吸整体有可能增加的背景下,退耕还林（草）会降低土壤呼吸对温度的敏感性,且Q10值随土壤含水量降低而降低。土壤呼吸速率与土壤有机质、全氮之间有极显著的正相关关系。因此,水蚀风蚀交错区土壤呼吸受到土壤温度、水分、养分及土地利用方式的显著影响。     

武汉城市圈耕地集约利用时空分异特征

为加强对武汉城市圈耕地集约利用时空变化规律的认识,该文从投入强度、利用程度和产出效益3个方面构建了包含10项指标的耕地集约利用评价指标体系;以县级单元作为基本分析尺度,运用全局主成分分析方法,对划分的35个评价单元2002－2009年间的耕地集约利用水平进行综合评价,分析武汉城市圈耕地集约利用的时空分异特征。结果表明：2002－2009年,随着资本投入和科技投入的波动性增长,武汉城市圈耕地集约水平呈现出"稳定上升-平稳发展-阶段下降-迅速上升"的变化过程,平均分值由58.40提高至61.62,整体保持了增长态势;受区域地貌特征、耕作条件的影响,武汉城市圈各地区耕地集约利用水平差异显著,集约度较高的区域主要分布于东西沿江平原一线,南北丘陵山区耕地集约度较低,总体呈现"中间高、两翼低"的空间分异格局;但随着城市圈整体集约度的提高,各地区间耕地利用集约度的差异正在逐步缩小并趋于稳定;研究期内,各地区耕地集约度变化呈现明显的空间分异特征,多数地区耕地集约度变化呈现波动上升趋势,但城市圈中心武汉市区及其周边部分地区,由于耕地产值的大幅下降,耕地集约度有所下降。该文为武汉城市圈耕地集约利用水平的提高提供了科学依据。     

典型峰丛洼地坡面土壤水分动态变化的时序分析

采用时间序列分析方法，分析了2004年5～9月广西环江典型峰丛洼地坡面上6种土地覆被类型10，20cm土壤水势与降水动态变化的相关关系。结果表明：（1）灌丛与板栗覆草土壤中的水分较充裕，其含量受天气的波动变化较小，对降水的影响具有缓效性、长期性的特点；（2）坡耕地中水分含量较低，随降雨的波动变化剧烈，但南瓜的地上植株部分对土壤水分的调节保持有积极作用；（3）撂荒草地与木豆土壤水分含量的层间差异都较显著，对降水响应的即时性也强，但撂荒地20cm土层对降水的响应期长些，能保证短时间内向10cm土层的水分补给；（4）处于幼龄期的板栗，土壤水分变化反映的是仅受天气影响下的自然裸露坡地的状况，变化介于灌丛、板栗覆草和撂荒草地、木豆之间。     

基于县级面板数据的河南省耕地利用集约度区域差异及其影响因素

基于县级面板数据,揭示了1994—2008年河南省耕地利用集约度和各投入要素集约度的变化特征及其区域差异,并通过构建计量经济模型来分析河南省耕地利用集约度的影响因素。结果表明:(1)1994—2008年,河南省耕地利用集约度逐年上升,化肥、地膜、农药、农用机械动力、农用柴油的集约度不断提高,劳动力集约度在2000年达到顶点后逐年下降;(2)河南省耕地利用集约度的区域差异呈现波浪式的变化特征。其中劳动力投入的区域差异表现出明显的阶段性;(3)经济发展水平和农业产业政策对河南省耕地利用集约度变化产生显著的正向影响,人均耕地面积、农业生产资料价格指数负向影响明显。因此,河南省未来应更多关注化肥、农药投入增加可能带来了农业生态环境问题以及通过加大经济落后地区的农业扶持力度来全面实现河南省耕地的集约、高效利用。     

大都市区农户耕地利用及对粮食生产能力的影响

该文选取北京市为例,以1980～2005年农产品成本收益数据和相关农业统计数据为基础资料,基于新古典经济学和农户经济学对大都市区农户耕地利用进行解释,并探讨其对耕地粮食生产能力的影响.研究表明,大都市区农户耕地利用行为特征为更多选择种植蔬菜、西瓜等集约边际较高的作物,部分农户也会选择粗放利用方式.其耕地利用变化表现为北京市1980年以来粮食作物播种面积先增加后大幅减少,且集约度相对较低.而农户的土地利用目标呈现阶段性变化,从追求粮食产量最大化到粮食产量和利润最优化的双重目标再到更多地关注耕地效益,追求利润最大化,农户粮食作物的选择意愿先增高后降低,这对耕地实际粮食生产能力影响很大.引入粮食单产变动指数对1978～2005年北京市各区县耕地粮食生产能力变化分析,呈现同样阶段性变化.     

不同经济发展水平下的耕地利用集约度及其变化规律比较研究

选择北京市大兴区、河北省曲周县和内蒙古自治区武川县3个处于不同经济区位和发展水平下的典型区县,比较分析了3个地区2000～2004年的耕地利用集约度及其变化规律和种植结构.结果显示,3个地区耕地利用集约度水平次序同经济发展水平次序是一致的,依次为:大兴＞曲周＞武川.同时,相关性分析也表明地区经济发展水平同耕地利用集约度呈显著正相关,说明耕地利用集约度会随着经济的发展而增加.同时,集约度的内部构成会随着经济发展而变化,资金集约度的比重会逐渐上升,而劳动集约度比重会逐渐下降,体现了资金投入逐步替代劳动投入的趋势.另外,农业种植结构同耕地利用集约度关系也十分密切,以蔬菜瓜果为主的种植结构集约度会大于以大田作物为主的种植结构集约度.     

1994－2018年新疆塔河干流农作物播种面积时空变化及影响因素分析

基于农作物物候信息和多季相遥感观测等相结合的方法,分析沙雅县1994-2018年的农作物播种面积变化的时空特征,并从水资源要素、耕地与胡杨林转化等分析播种面积变化的原因。研究结果表明：1）沙雅县农作物播种面积在1994-2018年呈现增长趋势,尤其在2006年以后加速增长;2）渭干河灌区的播种面积空间上呈现由内向外、由碎片化向集中连片化的趋势发展,而塔河干流区播种面积增加的区域沿着塔河两岸不停游移;3）渭干河灌区农作物播种面积的增加与渭干河上游的来水量变化呈现较强的相关性,而塔河干流区二者相关性较低;4）塔河干流的胡杨林区每年被耕地侵占的面积呈现增长趋势,尽管2006年以后胡杨林保护措施不断加强,然而林区的农作物播种面积在2008年以后呈现增速加快的趋势,出现了被侵占的胡杨林未能恢复、新的胡杨林又遭破坏的现象。     

宁南山区不同年限撂荒梯田土壤碳氮磷化学计量特征

为了探究不同年限撂荒梯田对土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响,为宁南山区撂荒梯田的管理利用和植被恢复提供科学依据。选择宁南山区彭阳中庄示范区不同年限撂荒梯田(2,5,15,17,20 a)为研究对象,通过野外采样与室内测定相结合的方法,对研究区5个不同年限撂荒梯田0—60 cm土壤样品中的C,N,P元素含量及其化学计量比特征进行了分析。结果表明:在0—60 cm土层,不同年限撂荒梯田的土壤C,N分布规律一致,均随土层深度的增加而减小,表层0—10 cm出现了富集现象,且随着撂荒年限增加呈先降低后升高的趋势,其他4层呈波动式下降趋势,土壤全磷含量分布比较均匀。土壤C∶N随着不同撂荒年限的增加呈波动式升高趋势,撂荒20年0—40 cm土层土壤C∶N最高,并与其他各年呈显著性变化(p0.05)。土壤C∶P和N∶P均表现为在表层0—10 cm随着撂荒年限的增加,总体呈现出先降低后升高的趋势,其他各层总体呈现下降的趋势。土壤C∶P和N∶P随土层增加呈减小趋势。土壤C∶N与全N和土壤C含量相关性不显著。土壤C∶P与土壤C含量呈极显著的正相关,与全磷含量呈显著的正相关。土壤N∶P与土壤全N含量呈极显著的正相关,与全磷含量呈显著的正相关。通过上述分析,总体反映出撂荒梯田土壤碳氮磷及其化学计量比受到不同年限和土层深度的双重影响,农地弃耕撂荒演替对土壤肥力有一定程度的改善。     

临沂市农田生态系统碳源/汇时空变化及其影响因素分析

依据2003-2013年临沂市农作物产量、耕地面积、农作物播种面积及农业投入等数据,对临沂市农田生态系统碳源、碳汇进行估算,分析其变化规律并探讨临沂市农田生态系统碳源、碳汇的影响因素。结果表明,2003-2013年临沂市农田生态系统的碳排放量呈现先增后减的情况;5种主要碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例最大;各县区碳排放量,远郊大于近郊;碳吸收、碳汇呈现增加的趋势,并具备很强的碳汇功能;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量远高于其他的农作物;各县区由于自然条件和发展方向的不同,碳吸收量与单位播种面积碳汇量差异较为明显。碳源、碳汇影响因素分析表明,碳吸收与小麦、玉米、水稻、花生等高产量作物、农作物总产量及农作物总播种面积显著正相关;碳排放量与农膜等农用化学品投入、农业机械等燃料动力使用和农业灌溉等显著正相关;碳汇量与碳吸收量显著正相关。     

大渡河上游河谷与半山区耕地利用集约度及影响因素的对比分析

集约度变化是土地利用变化研究的核心问题,而目前对西部地区耕地利用集约度特征及原因解释的研究较少。该文采取参与式农村评估法（participatory rural appraisal,PRA）,以大渡河上游典型河谷与半山区为例,共调查农户357户,通过Tobit和OLS估计方法,定量对比分析了河谷与半山区耕地利用集约度及其影响因素。研究表明：河谷区和半山区在耕地利用集约度上存在显著差异。无论是资本集约度还是劳动集约度,河谷区均高于半山区。影响河谷与半山区耕地利用集约度差异的因素有承包耕地面积、人均实际耕地面积、家庭固定资产、离集镇的距离、二三产业收入、农业劳动力、年需换工数量、人情往来支出等。耕地资源禀赋和农业劳动力数量是导致集约度差异的关键因素,农业生产条件或环境和家庭收入水平对其有重要影响。     

湖北省农作物播种面积灰色预测

首先介绍了灰色系统理论及灰色预测建模原理,以湖北省连续9年的农作物播种面积数据为基础,建立GM(1,1)灰色预测模型,对湖北省未来8年的农作物播种面积进行了预测,并对预测结果进行检验,预测结果精度较高,可以用来对湖北省未来几年的农作物播种面积进行预测。结果表明,湖北省农作物播种面积呈现逐步下降趋势,土地利用规划部门应实行严格的耕地保护制度,切实保障农民的利益,提高农民耕种的积极性。     

撂荒耕地信息获取方法研究进展与展望

撂荒作为耕地利用边际化的最终表现形式，是中国近20 a以来耕地利用亟需解决的重要问题之一，而有效获取撂荒耕地信息是探究撂荒耕地时空变化与影响因素的基础前提，也是政府进行耕地政策调整，保障耕地资源可持续利用的重要依据。该文应用文献综述法与归纳总结法，基于国内外学者在撂荒耕地信息获取研究上的最新成果，对撂荒耕地信息获取方法进行归纳总结，并对未来研究方向进行了展望。结果表明：1）综合前人研究成果，撂荒耕地信息获取方法可以分为基于抽样调查、文献荟萃分析以及遥感获取的3种类型。2）基于抽样调查的撂荒耕地信息获取方法在案例研究上应用较广，且有着近乎一致的研究范式，但数据空间表征能力较弱。全国家庭调查数据在一定程度上增加了数据的空间属性，但对原始数据的二次筛选减少了样本容量，降低了数据的可信性。3）文献荟萃法基于"二手"的文献或数据，研究结果受已公开发表文章数量的限制，且需要研究人员对相关领域热点关键词有全面了解，目前该方法在撂荒耕地信息获取应用上相对较少。4）遥感卫星与计算机技术发展给撂荒耕地信息获取提供了便利，基于地物特征规则与土地利用信息变化，多种耕地撂荒检测方法被开发，但受限于高空间分辨率与大范围提取需求，仍存在较大的优化空间，未来研究可在数据选择与处理、特征和方法融合上进行更深一步的探索。     

2005～2035年全球农作物播种面积变化情景模拟研究

全球农作物播种面积变化对世界或区域的农业可持续发展、粮食安全与生态环境具有重要影响，研究分析全球作物播种面积动态变化具有重要意义。该研究借助离散选择理论，基于Logit模型建立了一个全球主要作物(水稻、玉米、小麦、大豆)播种面积变化模拟系统，对2005～2035年间全球4大作物播种面积的变化情景进行了模拟；从作物播种面积时序变化特征和空间变化特征方面对模拟结果进行了详细分析，并重点分析了亚洲区域不同作物播种面积的动态变化趋势。尽管模型还存在一些不确定性，但模拟结果在一定程度上仍然能为理解未来农业土地利用的复杂动态变化提供帮助，也可以为相关部门提供决策支持和信息服务。     

黄土丘陵区撂荒地土壤抗冲性及相关理化性质

为了评价农地撂荒对土壤抗侵蚀性的影响,该文以黄土丘陵区自然撂荒地为研究对象,应用时空互代法,通过原状土冲刷试验对不同撂荒阶段(0~43 a)的坡地土壤抗冲性进行了研究.结果表明:与对照(阶段Ⅰ)相比,随着撂荒年限的增加,表层(0~15 cm)和中层(>15~30 cm)土壤容重显著降低,而下层(>30~50 cm)土壤容重变化较小(约下降0.5%).土壤团聚体和抗剪强度(黏聚力C和内摩察角φ)在3个土层中均呈显著增加趋势,而土壤崩解速率在3个土层中均呈下降趋势,与表层相比,中层和下层土壤崩解速率减小幅度更大(约4.2和1.8倍).土壤抗冲性随着撂荒年限的增大在表层呈先增加后稳定的趋势,在中层呈稳定增加而下层无显著变化,与对照相比,中层和下层土壤抗冲系数分别平均增大76.9%和30.7%.土壤团聚体和根系密度在3个土层中均是影响土壤抗冲性的关键因子.研究结果从土壤抗侵蚀性的角度为退耕还林工程的生态功能评价提供理论依据.     

农用地集约利用变化过程研究——以陕西省扶风县为例

科学量化评价农用地集约利用变化过程,对于农业可持续发展有着重要的意义。为此,采用资料综合分析与理论分析相结合的方法,对农用地集约利用变化过程进行了研究。以陕西省扶风县1997-2006年土地利用状况为依据,结合扶风县的自然、社会、经济条件,从投入强度、利用程度、产出效率和持续状况4个层次上构建了农用地集约利用评价的指标体系,采用层次分析法确定了各指标的权重,多因素综合指数法计算历年农用地的集约度分值。研究结果表明,扶风县农用地集约利用水平在1997-2006年呈现递增趋势,但农用地利用持续状况令人堪忧。评价结果基本符合当地实际,具有较强的现实指导意义。     

陕北典型农地表层土壤物理性质季节变化

土壤物理性质是影响土壤水文、侵蚀过程的重要因素。为此系统研究了陕北安塞4种典型农地（玉米、谷子、大豆和土豆）的土壤含水量、容重、水稳性团聚体和粘结力的季节变化特征。结果表明:4种农地表层土壤物理性质随季节变化的趋势大致相同,土壤含水量随降雨量的变化呈现出明显的峰谷。土壤容重和土壤粘结力在农作物生长阶段大体呈上升趋势,翻耕和收获后显著下降。水稳性团聚体则呈现单调递增趋势。在0.05显著性水平下的配对样本T检验显示:土壤含水量除玉米地和谷子地外（P=0.04）,其他农地土壤含水量之间无显著差异（0.29≤P≤0.99）;土壤容重除谷子地和大豆地外（P=0.03）,其他农地之间无显著差异（0.07≤P≤0.86）;土豆地与其他农地的水稳性团聚体之间有显著性差异（0.01≤P≤0.03）;各农地土壤粘结力之间无显著性差异（0.16≤P≤0.53）。土壤含水量的变化趋势与降雨的变化趋势基本一致,农事活动所引起的土壤扰动是土壤容重和粘结力变化的主要原因。研究结果对于分析农地水文、侵蚀过程的季节变化特征具有重要的意义。     

淮北南部区地温变化及其对气温变化的响应

利用五道沟实验站1964～2018年55年实测地温及气温资料,采用线性倾向估计、MK检验、SR检验和累积距平,系统分析该区域地温的时间演变规律及对气温变化的响应。结果表明:20世纪80年代至今,浅层地温的年代变化一致,呈逐年代升高趋势,深层地温的年代变化存在差异,呈波动式上升,且上升幅度小于浅层地温;不同季节地温的变化趋势性存在差异,0～160 cm地温春、冬季显著上升,夏季除5 cm深处外显著下降,秋季只有80 cm、160 cm深处地温呈显著下降趋势,320 cm深处地温春、冬季下降趋势非常显著,夏、秋季无明显趋势;不同深度、不同季节地温对气温变化的响应存在差异,0～80 cm地温对气温变化的响应较敏感,320 cm地温不受气温变化的影响,春、冬季地温对气温变化的响应较为敏感,而夏、秋季则不敏感。     

洮河流域气候变化及其对水资源的影响

利用洮河流域气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征及其二者的关系,建立水资源气候模式。分析表明：洮河流域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在-14．5～-4．6mm／10a之间,降水量递减以夏季降水量递减为主。气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率在0．12～0．59℃／10a之间,增温率以冬季最大,年际变化趋势从20世纪70年代之后持续上升。年干燥指数变化呈显著上升趋势,年干燥指数变化曲线线性拟合倾向率在0．05～0．12／10a之间。近50年来洮河流域气候趋于暖干化。洮河流域水资源呈显著下降趋势,年际变化存在2～3,8～9,15a的年际周期变化。水资源与降水量呈显著正相关,与干燥指数呈显著负相关,降水量减少,干燥指数上升,导致水资源减少。     

基于GIS的黄土高原生态系统服务价值对土地利用变化的响应及生态补偿

以黄土高原为研究对象,基于GIS技术,采用土地利用转移矩阵、土地利用动态度方法,研究1985-2005年黄土高原地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响以及相应的生态补偿标准。结果表明：1）1985-2005年,黄土高原地区土地利用类型主要为草地和农地,占土地利用方式的75％以上,但农地面积总体在减少,林地面积在不断增加;2）聚落为最活跃的土地利用类型,聚落和湿地＋水体呈扩张的发展趋势;3）土地利用变化引起区域生态环境效应,20年间黄土高原地区生态系统服务总价值上涨约0．01％,其中森林增加最多,约为0．09％,农地的生态服务价值下降最多,约为-0．02％,而生态服务功能中,除了与农地和荒漠相关的废物处理和食物生产服务功能下降外,其他生态服务功能均表现为增加;4）根据黄土高原生态系统服务价值,确定该地区的生态补偿标准约为4亿2732万元。