不同形态氮肥对玉米干物质、氮素积累及土壤氮素的影响

为提高玉米生产过程中的氮素利用,减少氮素损失,采用田间原位试验法,在农民习惯施用酰胺态尿素的基础上研究相同施氮量下不同形态氮素对玉米干物质积累量、氮素吸收利用、产量及土壤氮素的影响。设置不施氮肥(CK)、酰胺态氮肥(T1)、铵态氮肥(T2)、硝态氮肥(T3)和硝/铵态氮肥(T4)5个处理。结果表明:(1)成熟期各处理干物质和氮素积累量均为T4>T3>T1>T2>CK,T4的干物质累积量较其他施氮处理显著提高6.3%～15.0%,氮素累积量较其他施氮处理增加6.4%～30.1%;该处理延长了玉米干物质和氮素积累旺盛期,推迟了玉米干物质和氮素积累速率最大时间。(2)与T1、T2比较,T4的土壤氮素依存率、氮素表观损失分别显著减少10.9%～23.1%、12.8%～49.1%。整个生育期,各施氮处理的土壤硝态氮含量明显高于铵态氮,且各处理的土壤硝态氮含量降幅大于铵态氮。(3)T4的氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率及玉米产量均较优,其氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率分别较其他施氮处理提高6.8%～25.9%、7.3%～14.4%、21.3%～48.3%,产量显著增加7.3%～14.4%。因此,硝/铵态氮肥配施在河北黑龙港地区比农民习惯施用尿素更能促进玉米增产和氮素利用,有效减少氮素表观损失。     

基于综合生产能力核算的河北省耕地重点保护区划定

耕地保护的实质是要保护耕地的综合生产能力,按耕地生产能力重新划定耕地的保护等级是保护耕地资源安全,最终实现耕地综合生产能力稳定的根本举措。基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,依据自然等指数与理论生产能力抽样样点构建耕地远景潜在生产能力的核算模型,应用利用等指数与现实生产能力抽样样点的实际调查数据构建耕地现实生产能力的核算模型。在此基础上,采用综合生产力优势指数和生产规模优势指数对耕地生产能力进行分析,从远景潜在生产能力、现实生产能力、耕地投入水平和产出水平4个方面构建耕地重点保护区划分指标体系并将河北省耕地划分为4个保护等级,其中第一级别为国家级耕地保护区,面积为2.02×106 hm2,占耕地总面积的32.1%;第二级别为省级耕地保护区,耕地总面积为2.98×106 hm2;第三级别为市级耕地保护区,占河北省耕地总面积的30.1%;第四级别占河北省耕地总面积的9.7%。通过耕地保护区域的划分,明确不同主体的保护职责,并认真研究与完善耕地保护政策,这对于稳定农业生产、确保粮食安全具有重要的现实意义。     

基于RS与GIS唐山市城镇扩展对耕地产能影响的定量评估

分析研究当前区域性耕地资源数量与质量的变化格局和态势,定量评估城镇扩展对耕地产能的影响,具有重要的理论和现实意义。以唐山市1993年和2003年两期Landsat TM/ETM遥感影像为主要数据,运用Erdas软件进行人机交互解译,并借助GIS软件分析城镇扩展对耕地面积和空间分布的影响。基于农用地分等成果为基础,通过典型调查,建立耕地利用等指数和耕地实际产量的回归模型,定量估算10 a间城镇建设用地扩展对耕地产能造成的损失。研究表明10 a来唐山市建设用地总量迅速扩展,主要增加源为耕地,城镇建设用地扩展占用耕地的面积达14.27×103 hm2,主要分布于丰润区和丰南区,即1993－2003年间唐山市城镇发展方向主要为南北双向扩展,该两区产能损失分别占全市总损失产能的41.88%与37.97%,且城镇扩展占用的多是7等以上城镇周边农业基础设施好、生产力水平较高的农田,损失产能达1.35×105 t,对区域农业生产和粮食安全产生了不容忽视的影响。     

基于改进灰色关联度法的河北省粮食波动影响因素研究

 【目的】定量分析河北粮食产量波动成因,为全省乃至国家粮食安全生产提供科学的理论和方法支撑。【方法】综合运用EMD和剩余法剥离河北省粮食产量及其各影响因素波动量,并采用一种灰色关联与两两比较判断矩阵有机融合的改进灰色关联方法定量分析河北省粮食产量波动影响因素的影响度。【结果】影响河北省粮食产量波动的各要素时序特征为：自然资源各指标波动振幅在-113.43—34.38;政策经济支持能力各指标振幅在-34.59—31.79,波动强度较大;固定资产投资累计各指标振幅在-17.17—10.52,波动强度较小;可变要素投入各指标波动振幅均在-11.39—9.16。粮食产量波动主控因素为：成灾面积、有效灌溉面积、粮食作物播种面积、支援农业生产及农业事业费用、降水量、化肥施用量等六指标,影响度分别为：19.08%、17.80%、12.84%、11.03%、10.28%、7.79%、7.28%,总影响度达78.82%。【结论】提出的改进灰色关联度方法弥补了传统灰色关联度方法只能定性排序的不足,能够客观真实地反映河北省粮食产量波动的主控因素,为定量化研究变量影响因素影响度提供了新方法。     

耕地质量多维评价与利用分区——以黄骅市为例

耕地利用分区对于未来区域空间的有序开发利用具有指导意义,对耕地质量进行多维度解析评价是拓展传统耕地质量评价理论的重要途径,是保证分区工作“落地”的关键。以“三位一体”统一质量观为理论依据,以河北省黄骅市为研究区,在构建集成“空间—功能—环境”的耕地质量三维解析评价框架的基础上,运用Spearman秩相关系数和G^*热点分析工具表征三维质量的空间相关性,最后基于以上成果进行耕地利用分区,提出差别化管理建议。结果表明:(1)黄骅市各维度耕地质量分值存在空间分异。高值区主要分布于黄骅市西部和北部,低值区则主要分布于黄骅市西南部。(2)黄骅市各维度耕地质量之间存在强烈的空间关联效应。自然环境与社会环境呈现强权衡关系,空间特征与规模、物质生产功能呈现强协同关系; 不同维度质量的冷热点分布格局可能相似,同一维度质量的却可能存在空间冲突。(3)将黄骅市划分为生产优势保护区、休闲农业发展区、规模效益提升区、休耕整治区和潜在功能挖掘区5个区域,各耕地利用区特点各异,应因地制宜进行耕地差别化利用与管护。研究结果对于增强耕地利用分区的可操作性具有实践意义,为优化耕地利用保护路径提供参考。     

区域土地利用和覆盖景观格局变化研究--以邯郸地区为例

利用GIS和景观生态学的方法研究了邯郸地区20世纪80年代以来区域土地利用景观结构的特点和变化,结果表明：从1980年到1995年,低覆盖度草地、灌木林、其他林地、有林地、河渠、山地旱地面积增加;高覆盖度草地、平原旱地、丘陵旱地、水库坑塘、滩地面积减少。各种土地利用类型的平均分维数略有减少,分维数最高的是其他林地(1．3491),最低是平原地(1．1127),其次是高覆盖度草地(1．1452),反映受人类活动影响强烈的平原旱地,斑块形状趋于简单。全区单位面积上的斑块数目增多,是由于人类活动的影响,景观破碎程度随时间的变化增大;邯郸地区区域土地利用斑块空间分布趋于均匀,斑块聚集状况随时间的推移逐步分散化。     

基于SOTER的河北省土壤有机碳、氮密度的空间分布

本文在河北省土壤与地形体数据库基础上,计算了该省不同土壤组合的土壤有机碳和氮的密度,应用GIS技术分析了河北省土壤有机碳和氮密度的空间分布特征。结果表明:河北省土壤的平均有机碳密度为10.83kgm-3,平均氮密度为1070.96gm-3,C/N比为9.99;该省的土壤有机碳和氮密度的空间分布均呈现:不同类型土壤组合的有机碳和氮密度均随着纬度的增加而逐渐增加,而且其分布受气候、土壤特性、土地利用方式、植被特性以及人类干扰程度等的影响。     

基于不同种类生态安全的土地利用情景模拟

为解决中国城市化进程中日益严峻的生态和环境问题,合理确定未来土地利用结构和布局是关键,开展不同约束条件下的土地利用情景模拟研究对于科学规划和辅助决策具有重要意义。该文首先采用景观安全格局理论构建了曹妃甸新区综合生态安全格局,然后基于GIS和CA-Markov模型,提出了一种基于生态安全格局的土地利用情景模拟方法,并借助于2005年和2013年2期土地利用遥感解译图对曹妃甸新区生态安全格局保护与无生态保护2种土地利用情景下2021年的土地利用结构和布局进行了预测和模拟,结果显示,曹妃甸新区生态安全格局总面积为1 058.80km2,占区域总面积的53.53%,其中底线生态安全格局面积为312.67km2,占区域总面积的15.81%。生态安全格局保护情景下,底线生态安全格局范围内新增建设用地为0,且总生态安全格局范围内新增建设用地比无生态保护情景减少17.47km2。生态安全格局保护情景下,景观更趋于破碎化,景观的形状更趋复杂,建设用地与生态用地的分布更趋合理。该研究方法和结果可为区域城市规划和生态保护提供技术支撑和决策参考。