阴山北麓耕地地表空气动力学粗糙度的试验研究

空气动力学粗糙度是表征地表空气动力学特性的重要参数。本文首先从空气动力学Navier—Stokes方程的理论模型出发，从理论上证明了空气动力学粗糙度与风速的关系，并得出了计算空气动力学粗糙度的表达式。又根据流体力学和极限理论，推导出同一床面空气动力学粗糙度随风速的增加而减小，并且减小的速度随风速的增加而减小。最后根据2004年11月和2005年4月16日在内蒙古四子王旗裸露耕地采集的风速数据，计算该地区冬季和春季地表空气动力学粗糙度的值并利用标准差进行分析，得出以下结论：地表的空气动力学粗糙度并不是一个定值，即使在同一个风速范围内，空气动力学粗糙度也是在一定范围内分布的，但是从总体上空气动力学粗糙度随着风速的增加是呈下降趋势的，各风速范围的平均空气动力学粗糙度与风速呈较好的指数负相关；150 cm、200 cm高度组合的风速比标准差最小，最稳定，因此得出测定裸露耕地冬季地表粗糙度的最佳高度是150 cm与200 cm；阴山北麓春季耕地地表空气动力学粗糙度的平均值小于春季；当u=0时，仅取决于下垫面的性质而与风速无关的粗糙度为S0，冬春两季S0分别为33.269 cm、23.969 cm，可见裸露耕地表面在春季抗风蚀能力较弱。     

耕地健康产能评价及其空间分异——以济南市为例

为厘清耕地健康产能的内涵,丰富市级尺度耕地健康产能评价的研究,以山东济南市为研究区,构建包括气候条件、耕地弹性、生产环境等6个要素在内的耕地健康产能评价指标体系。采用加权求和法、逐级修正法等对研究区耕地产能状况进行测度,采用1+X累加法、乘积法对研究区耕地健康状况进行诊断,而后将二者叠加得到研究区耕地健康产能评价结果,并通过空间自相关对评价结果的空间分异特征进行探究。研究结果表明,研究区耕地产能较差的耕地面积占全区耕地总面积的7.90%,主要分布于济南南部山区;耕地健康状况较差的耕地面积仅占全区耕地总面积的1.51%,主要分布于济南历城区。耕地产能与耕地健康的全局莫兰指数分别为0.602、0.632,即二者结果均存在显著的空间正相关性,且耕地健康的空间集聚效应更强。进一步的局部空间自相关测量结果显示,耕地产能热点区可能为耕地健康冷点区,即二者集聚结果不同质。济南市耕地健康产能评价结果分为健康、轻度亚健康、中度亚健康、重度亚健康和不健康5类,耕地健康产能状况总体较优,不健康耕地仅占全区耕地的4.63%,且地域分异显著,整体上呈现北优南劣的特征;研究区耕地健康产能的总体评价结果受耕地健康状...     

多尺度行政区平衡视角下耕地空间布局优化

优化耕地空间布局对提升耕地生产能力、促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以广东封开县为例,基于“现状耕地调出-可恢复地类调入”的微观调整逻辑,综合运用空间叠加、综合评价及蚁群优化算法,构建了耕地空间布局调整模型,以调入调出数量平衡为约束条件实现了不同行政区尺度下的耕地布局优化。结果表明：1）研究区共调出耕地1 689.89 hm²,占耕地总面积的7.62%,整体上呈现出“全局零散、局部聚集”的分布特征。2）研究区可恢复地类农业生产适宜性均值为67.04,具有开展作物种植的良好禀赋条件。3）不同行政区尺度平衡情景下,调入结果在研究区北部空间差异显著,与镇内平衡情景相比,县内平衡情景下,调入耕地的农业生产适宜性均值提高了2.08,综合生态系统服务均值下降了0.67。4）两种情景下,耕地的连片性、质量及稳定性均得到提升,因不受调入规模和行政单元空间范围限制,县内平衡情景下的提升效果更加明显,适当扩大可恢复地类筛选范围有利于提升整体耕地质量并降低重要生态用地筛选概率。该研究构建的耕地空间布局调整模型具有良好的适用性,可为制定农用地布局优化与整治提升方案提供参考依据。     

耕地多功能与农业绿色全要素生产率的耦合协调发展研究

为分析中国30个省份(不含香港、澳门、台湾、西藏)1995—2018年耕地多功能与农业绿色全要素生产率耦合协调度的时空格局演变,揭示耕地多功能与农业绿色全要素生产率的互动机制,本文采用全排列多边形综合图示法、超效率SBM模型、耦合协调度模型、空间自相关分析方法,得出以下结果：(1)1995—2018年,中国耕地多功能程度总体上呈现增长,其中中部地区增长、东部地区下降、西部地区相对稳定,中部地区的耕地多功能程度高于东部地区,西部地区最低;中国农业绿色全要素生产率年均增长3.46%,东部地区的年均增速大于西部地区,中部地区最慢。(2)1995—2018年,中国耕地多功能与农业绿色全要素生产率的耦合协调度呈现东高西低、南高北低、西北部上升、东南部下降的时空分异规律,东部沿海发达省份耦合协调程度下降尤其明显,失调省份均呈现耕地多功能程度滞后于农业绿色全要素生产率增长。(3)1995—2018年,耕地多功能与农业绿色全要素生产率的耦合协调度呈空间正相关分布,但省域间耦合协调度空间差异逐渐增大,集聚特征逐渐减弱,空间分异越加明显。研究结论表明,实现耕地多功能与农业绿色全要素生产率协调发展,需要实施...     

俄罗斯远东地区后备耕地资源潜力分析

粮食安全是联合国可持续发展目标(SDGs)的重要内容之一.除提升单位面积产量外,深入探讨后备耕地资源的潜力对于保障全球粮食安全具有重要的现实意义.东北亚地区是中高纬度上发展相对薄弱的地方,具有较高的后备耕地资源潜力.本文选取了地形、气候、土壤3方面7个适宜性评价指标,构建了俄罗斯远东地区后备耕地适宜性评价体系,运用综合...     

中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应

研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。     

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。     

基于GIS的喀斯特地区耕地质量评价——以贵州省绥阳县为例

喀斯特地区耕地质量评价是喀斯特地区耕地质量保护和管理的重要手段。利用MapGIS采用多图层叠加确定评价单元并获取单元属性数据,选取土壤条件、环境条件和气候条件3组评价因子,建立耕地质量评价体系,运用层次分析法对绥阳县耕地质量进行综合评价。结果表明：绥阳县耕地质量中等,Ⅵ级至ⅩⅢ级地分别占8.43%,10.03%,9.88%,0.66%,15.85%,16.73%,16.07%和6.05%。该县中南部以中高等地为主;北部、西部、东部以低中等地为主。经实地检验评价结果基本与实际情况相符。     

粮食主产区耕地集约利用及障碍因素诊断

耕地是土地的精华,其集约利用关系着国家粮食安全及经济社会的可持续发展。以河南省为研究对象,从投入强度、利用程度、产出效果和持续状态等方面构建耕地集约利用评价指标体系。采用突变级数模型和熵权系数法定量分析1996—2008年河南省耕地集约利用状况,并诊断耕地集约利用的障碍因素。研究表明:(1)1996—2008年河南省耕地集约利用度总体呈上升趋势,但受自然灾害影响,2002—2004年出现小幅波动;(2)1996—2008年河南省耕地的投入强度、利用强度、产出效果、持续状态等均总体呈增加态势;(3)河南省耕地集约利用的主要障碍因素是地均农电投入、地均农机动力、地均利润、城镇化水平等,因而政府应继续加大农业基础设施投入力度,提高农民积极性,增强农业抗灾能力。     

西部地区耕地保护压力分析及启示

西部地区生态与环境脆弱,不适宜大规模开发耕地而作为全国的粮食基地,但根据土地的适宜性,优质和中等质量的耕地需要得到应有的保护,以满足当地人们的需求和生产特色产品的需要。在实施生态退耕和建设用地迅速扩展的背景下,西部地区耕地保护主要压力涉及:避免建设用地占用优质耕地,促进低质量或边际耕地的生态退耕,以及防止农业面源污染风险的加剧。