不同尺度下区域农业系统协调度的评价

【目的】研究区域农业系统在不同尺度下的协调度变化情况,探索区域农业系统协调度评价理论。【方法】构建了区域农业系统协调理论,包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等;采用改进专家调查法构建评价指标体系,从生态、经济和社会子系统中共筛选出24个评价指标;采用自尺度、省域尺度和国家尺度对广东省新兴县区域农业系统进行协调度实证分析。【结果】不同尺度下,广东省新兴县区域农业系统协调由高到低的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度;生态子系统的排序是自尺度、省域尺度和国家尺度;经济子系统的排序是国家尺度、自尺度和省域尺度;社会子系统的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度。区域农业系统、生态与社会子系统在自尺度下的协调度高于国家尺度和省域尺度。【结论】广东省新兴县区域农业系统的协调水平、农业生态环境和社会发展状况,与广东省和全国相比还有一定差距;经济子系统协调度高于全国而低于广东省。自尺度适用于系统协调发展趋势评价,省域尺度与国家尺度适于系统之间的协调差距评价。     

四川省农业高质量发展与耕地利用效率时空耦合及机制

【目的】研究四川省农业高质量发展与耕地利用效率时空耦合特征及影响机制,以期为促进两大系统协调发展和提升全省农业高质量发展水平提供科学依据。【方法】以四川省21个市(州)为研究对象,运用综合评价法、超效率DEA模型、核密度估计、耦合协调度模型、地理探测器等方法对2011—2021年四川省农业高质量发展与耕地利用效率时空耦合特征及影响机制展开研究。【结果】(1)四川省农业高质量发展水平与耕地利用效率均有所提升,农业高质量发展水平空间上整体由单极向多极演变,形成“成都平原最优,外围分级镶嵌”的格局,耕地利用效率空间分布与农业高质量发展水平具有趋同性,形成“以成都、雅安、德阳、眉山为核心的高效率大面积隆起区,攀枝花为极核,外围分级塌陷”的格局。(2)四川省农业高质量发展水平与耕地利用效率耦合协调度由0.526增加至0.704,协调效应逐渐增强,整体经历了“勉强协调、初级协调、中级协调”3个层次变化,从时间变化来看,全省大致经历了“发展、滞后、提升”3个时期,从空间变化来看,成都率先步入优质协调阶段,其次为雅安和攀枝花,绵阳、德阳、眉山、乐山、内江步入良好协调阶段,而甘孜州、阿坝州、凉山州仍处于...     

基于NDVI数据的华北地区耕地物候空间格局

 【目的】探讨基于多时相遥感信息监测中国华北地区耕地种植制度和物候空间格局特征。【方法】选择NDVI时间序列数据,采用非对称性高斯函数拟合方法重建平滑曲线,依据年内NDVI变化曲线峰值数目监测华北地区耕地的多熟种植制度,并利用动态阈值法获取该种植制度下耕地物候空间格局。【结果】华北地区耕地种植制度以一年两熟为主,其分布具有明显的空间差异性,随着纬度递减呈现出从简单到复杂的总体趋势。在该种植制度下,华北地区耕地第一季作物的生长开始期和生长结束期存在十分明显的空间差异,一年两熟区域的第一季作物生长开始期和生长结束期要明显早于一熟区域。与第一季作物物候期明显的空间差异相比,华北地区耕地第二季作物物候期差异不显著。【结论】华北地区耕地种植制度与物候分布格局和自然地理环境紧密相关,不同区域的温度、降水和光照等气候资源的禀赋和匹配程度对该区域的种植结构和作物布局有很大影响。此外,这种耕地物候空间格局还与作物品质、耕作水平、灌溉、施肥和农药等有密切关系。如何区别生态环境因子和人类活动因子对耕地物候的影响是今后值得深入研究的问题。     

基于空间效应模型的滴灌均匀系数对春玉米产量的影响分析

【目的】定量评价滴灌均匀系数和土壤空间变异对春玉米产量的影响。【方法】在华北平原砂质壤土上进行4年田间尺度的春玉米滴灌试验,2009及2010年试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.66、0.81和0.99 3个水平,灌水量设置灌溉需水量的50%、75%和100% 3个水平;2011及2012年试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.59、0.80和0.97 3个水平,施氮量设置0、120和210 kg•hm-2 3个水平。分别用经典方差分析模型（ANOVA）和空间效应模型（SP）对春玉米产量数据进行拟合。【结果】ANOVA模型表明,均匀系数、灌水量及施氮量对春玉米产量的影响均不显著;而考虑了土壤空间变异影响的SP模型指出,当均匀系数过低（如Cu<0.6）时,灌水和施肥不均匀性对作物产量可能造成显著的负面影响。【结论】在确定滴灌均匀系数设计标准时需要考虑土壤空间变异程度的强弱,对研究区域来说,宜避免采用过低的滴灌均匀系数。     

基于气象资料的中国冬小麦收获指数模型

【目的】建立基于气象资料的中国冬小麦收获指数统计模型,为构建作物产量模型提供支持。【方法】获取河南、河北、山东合计30个农业气象观测站近20年冬小麦农业气象观测数据,利用时间序列分析方法提取趋势收获指数,收获指数观测值与趋势收获指数差值即为由气象要素决定的气象收获指数。采用逐步回归分析方法建立基于气象要素的冬小麦收获指数统计模型,模型模拟并反映气象要素变化对冬小麦气象收获指数的影响。【结果】冬小麦关键生育期气象要素与气象收获指数相关关系显著,但单站尺度和区域尺度的显著性水平存在差异。利用209组独立数据,分别在单站和区域尺度对建立的冬小麦收获指数模型进行了验证,单站尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.65和0.4(2n=209,P0.001),均方根误差12.2%,平均偏差-2.4%,拟合指数75.8%,模拟效率42.3%;区域尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.56和0.33(n=209,P0.001),均方根误差13.3%,平均偏差-1.3%,拟合指数为69.0%,模拟效率为31.7%。【结论】基于气象资料构建的冬小麦收获指数模型可以较好地模拟不同气象条件下冬小麦收获指数的动态,该模型可与作物NPP模拟模型相耦合,用于区域尺度上冬小麦产量的模拟研究。     

基于耕地综合质量及聚类关系的耕地保护分区

【目的】掌握耕地质量的空间分布特征是优化耕地空间布局、加强耕地质量建设和制定耕地保护分区的基础。【方法】本文以井冈山市为研究案例区,通过构建耕地综合质量评价体系,采用全局空间自相关和局部空间自相关分析相结合的方法,以耕地综合质量为空间变量,从乡镇尺度上综合分析了井冈山市耕地质量空间分布特征和聚集性规律,据此进行耕地保护分区划分。【结果】井冈山市耕地质量水平属于中上等,耕地综合质量分值处于42～80之间,井冈山市耕地质量呈现出西北高东南低的空间分布规律。井冈山市耕地综合质量全局Moran’s I指数为0.79,在空间分布上呈现出较强的集聚规律:正相关H-H型和L-L型耕地聚集分布,与高分值耕地区域空间分布一致;负相关HL型和LH型耕地则多零星分布,无显著集中区域。综合考虑耕地的自然质量、立地环境、生态环境以及耕地质量的空间聚类关系。【结论】以此提出井冈山市耕地保护分区方案,并依据不同类型的耕地保护分区结果制定相应的保护措施。     

西南三省石漠化治理生态成效与农业发展耦合关系及空间差异

【目的】石漠化是中国西南地区的主要生态问题，一定程度上制约着农业发展。探究石漠化治理生态成效与农业发展的相互关系，对科学调整农业结构，促进石漠化地区可持续发展有重要意义。【方法】选取2005年、2010年和2018年西南三省(云南、贵州、四川)46个州(市)为研究对象，采用综合评价法和耦合协调度模型，分析该区域2005—2018年农业发展水平和石漠化治理生态成效及其耦合协调关系的时空变化趋势，运用空间自相关模型探究二者耦合协调度的空间关联格局。【结果】2005—2018年，云贵川46个州(市)的石漠化治理成效存在持续升高、持续下降、先增后减、先减后增4种变化趋势，在空间上高值集中于蜀中和滇中，低值集中于贵州省，呈西部向东部递减的趋势；农业发展水平呈持续升高、持续减少、先增后减3种发展趋势，空间上高值集中在蜀中，低值主要分布在云南省和贵州省，呈现中部高、四周低的局面。石漠化治理生态成效和农业发展的耦合协调度集中在0.585～0.790,均处于协调阶段。时间上看，曲靖和遵义等11个州(市)的协调程度逐渐好转，昆明等4个州(市)出现微弱的退化，其余的州(市)均未发生变化。在空间上，成都、雅安...     

云南省典型高原湖泊流域耕地自然质量等空间分布特征研究

【目的】为了解高原湖泊流域耕地利用情况,为流域耕地保护、农业结构优化和生态环境改善提供科学依据。【方法】采用空间分析、统计分析等方法,对滇池、洱海和抚仙湖三大高原湖泊流域耕地自然质量等在不同尺度上的空间分布特征进行研究。【结果】(1)流域尺度:滇池流域耕地等别以7~9等、13~15等为主,等级以中等为主;洱海流域耕地等别以6~7等、14~15等为主,各等级分布相差不大;抚仙湖流域耕地等别以8~9等、15~16等为主,等级以中等为主。(2)县域尺度:滇池、洱海和抚仙湖三大湖泊流域耕地主要分布在昆明主城、大理市和澄江县,平均等最高的区县分别为昆明主城(12.6等)、宾川县(15.9等)和江川县(11.8等)。【结论】三湖流域耕地等别都呈"双峰值"特征,峰值范围主要在6~9等、13~16等之间,谷值范围主要在10~12等之间,洱海流域低、中、高等地分布较均匀,其余两大流域均以中等地为主;中、高等地大多分布在流域内的缓坡丘陵或河谷平坝地区。     

粮食安全视角下都市工业区农业空间特征与形势:以贵阳13个都市工业区为例

【目的】探明贵阳13个都市工业区农业空间形态特征,为落实工业区耕地保护、“三区三线”划定及一二三产业融合发展提供参考。【方法】以贵阳13个都市工业区为研究对象,基于多因素农业产业优势空间评价体系和GIS空间叠加分析,研究其农业用地规模和空间形态特征。【结果】贵阳都市工业区的农业生产空间批准范围以“三调”现状耕地和种植果园地为主,其中,白云、修文、清镇、开阳经济开发区和花溪、观山湖、贵安高端装备制造工业园批准空间范围拥有较大规模稳定耕地。清镇、修文、息烽、开阳经济开发区及花溪、观山湖、贵安高端装备制造工业园存在明显的区位性和方向性农业生产优势空间;位于贵阳都市中心城区的工业区农业空间优势不明显。【结论】贵阳都市工业区的农业生产空间以“三调”现状耕地和种植果园地为主,部分工业区空间范围拥有较大规模稳定耕地;部分工业园存在明显的区位性和方向性农业生产优势空间;都市中心城区的工业区农业空间优势不明显。【建议】优先保护农业空间,抓好粮食安全基本环节;因地制宜,统筹工业经济发展与农业空间保护;制定农业发展策略,确保农业优势空间;优先保护集中连片稳定耕地,优化调整工业项目布局。     

2种常用的全球土地利用/覆被历史数据集在中国区域的精度评价

【目的】分析全球土地利用/覆被历史数据集在中国区域的精度。【方法】分别搜集耕地、草地的统计资料和空间数据以及林地的统计资料,采用升尺度方法对耕地和草地的空间数据进行处理,分析全球土地利用/覆被历史数据集SAGE和HYDE 3.1与我国统计资料中耕地、林地和草地面积的差异。【结果】SAGE数据集中耕地、草地和林地面积与我国统计数据相差较大,HYDE 3.1数据集中耕地和草地面积与我国统计数据虽然相近,但其反映的耕地和草地面积变化趋势以及空间分布与我国实际情况存在较大差距。【结论】鉴于全球土地利用/覆被历史数据集SAGE和HYDE 3.1在我国的精度较低,因此有必要依据国内的历史统计资料,重建一套适用于中国的高精度土地利用数据集,以服务于我国气候变化研究。