南方丘陵山区耕地资源多功能时空演变及协同与权衡研究——以安福县为例

[目的]构建耕地多功能评价指标体系,并在此基础上探究耕地多功能时空演变规律以及各项功能之间的权衡与协同空间分布格局及变化.[方法]运用综合评价法对耕地多功能进行评价,并采用斯皮尔曼相关性分析和空间自相关分析.[结果]2008—2018年安福县耕地生产功能、社会保障、景观休憩功能整体呈下降趋势,生态调节功能持续上升;耕地的生产-景观休憩功能、社会保障-景观休憩功能之间存在显著的协同关系,社会保障-生态调节功能、生态调节-景观休憩功能之间存在显著的权衡关系;安福县耕地各项功能在空间分布上差异明显,其呈现HH协同的区域主要分布在地势较为平缓的安福县东南部平都镇周围,功能分值较低呈现LL协同关系的区域主要分布在安福县西北部地势较高区域.[结论]通过研究耕地多功能时空演变及其协同性,可以有效地促进耕地合理的空间布局以及制定区域耕地利用方针,实现耕地高效可持续利用.     

江西鄱阳湖平原区农田土壤微量元素空间分异特征及其影响因素

【目的】开展土壤微量元素空间分异及其影响因素的分析,能更客观地阐明土壤微量元素变化的内在机理,对田间土壤肥力的有效管控和保障人类健康、保护土壤生态环境具有重要意义。【方法】在江西省丰城市鄱阳湖平原农田区,采用网格布点法布设283个采样点,每个采样点取0-20 cm表层土壤,对样点数据用三倍标准差法剔除异常值20个,实际利用样点数为263个,分析了土壤样品pH、质地、氮、磷、钾和硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo)、硒(Se)、碘(I)、氟(F) 6种微量元素的含量。采用地统计学理论、方差分析、相关分析以及回归分析方法,对鄱阳湖平原区农田土壤6种微量元素的含量、空间分布特征及其影响因素进行分析。【结果】B、Mo含量均值处于丰富与上限值之间;Mn含量均值为330.24 mg/kg,处于缺乏水平;Se、I含量均值处于适量水平;F含量均值为474.59 mg/kg,处于边缘水平;6种微量元素含量均为中等程度变异,但各元素含量变异程度有所差异。B、Mn、Mo元素的最优插值模型为指数模型,Se、I、F均为球状模型。I元素的块金效应<25%,其他5种微量元素处于27.09%~41.77%。6种微量元素含量的空间分布格局差异较为明显,除Se元素不缺乏外,其余5种微量元素均处在缺乏水平。B、Mn、F含量均受到土壤类型、耕层质地的显著影响,Mn、Mo含量与坡度、pH间均达到极显著相关水平,Mn、Se、I含量与全磷含量显著相关,坡向与到河流的距离与6种微量元素含量未达到显著相关关系,其他影响因素仅对某些种元素表现出显著或极显著相关关系。在B、I含量的主要影响因素中,以耕层质地的影响最大;在Mn、Mo元素含量的主要影响因素中,以pH的贡献率最高;Se元素含量与土壤类型、全磷、坡度、高程之间达到显著或极显著相关水平,以全磷的影响程度最高;F元素含量与土壤类型、耕层质地、全氮含量相关显著,且全氮为主要影响因素。【结论】1)研究区域土壤B、Mo的含量总体较高,I、Se含量适量偏上,Mn总体上较为缺乏,F处于边缘水平;6种元素含量均为中等程度变异。2)土壤微量元素B、Mn、Mo的最优插值模型为指数模型,Se、I、F则为球状模型;除I具有强烈的空间自相关外,其余5种元素表现为中等程度的空间自相关。3)微量元素含量影响因素中,坡向、到河流的距离与各元素含量间未达到显著相关关系;B、I含量均受耕层质地的影响最大,Mn、Mo含量主要受pH的影响,Se含量主要受全磷的影响,F元素含量则主要受全氮的影响。     

鄱阳湖平原区农田土壤重金属Cd、Hg空间特征及潜在风险影响因素探析

为了解鄱阳湖平原区农田土壤重金属的空间特征,探析其潜在生态风险及影响风险状况的因子,采用地统计学、潜在生态风险指数法、Person相关分析及地理探测器方法,分析研究区农田土壤重金属镉(Cd)、汞(Hg)的空间分异特征、潜在生态风险评价及风险状况影响因素。结果表明,研究区土壤重金属Cd、Hg均为中等程度的变异,空间分布差异较为明显。丰城大部分地区Cd含量均在江西省土壤元素背景值与我国农田土壤污染风险筛选值之间。Hg含量由南向北逐渐升高并超过江西省土壤元素背景值,但未达到全国风险管控值水平。Cd的潜在生态风险水平以轻微级别为主,Hg则以中等级别为主。在综合潜在生态风险方面,大部分地区被划分为低风险区,而中度风险区分布较为分散。重金属Cd、Hg综合潜在生态风险指数(RI)与土壤pH值、全磷、海拔、坡度以及距河流或道路的距离具有显著相关性(P<0.05)。影响综合潜在生态风险指数的第一个显著因子为全磷≤0.4 g·kg^-1,其次为pH值5.5~6.0。本研究对鄱阳湖平原区农田土壤重金属污染的监测与治理、维护生态环境安全及人类健康具有重要的现实意义。     

基于增强回归树的鄱阳湖平原区耕地土壤钾素空间变异影响因素研究

  【目的】  研究区域土壤钾素空间变异特征及其影响因素，为土壤钾素涵养及合理利用提供依据。  【方法】  本研究以鄱阳湖平原区2016年测土配方施肥项目采集的6316个耕层 (0—20 cm) 土壤样本数据为基础，运用普通克里格法、相关性分析和增强回归树(BRT)等方法，分析了区域土壤全钾与速效钾的空间分布特征以及区位、环境、土壤和人为4个方面的因素对二者空间变异影响的边际效应。  【结果】  鄱阳湖平原区耕地土壤全钾含量在1.70～23.40 g/kg，平均值为11.82 g/kg，变异系数为40.02%；速效钾含量在21.00～237.00 mg/kg，平均值为91.76 mg/kg，变异系数为45.27%，二者均呈中等程度变异。全钾与速效钾空间分布的块金效应分别为27.19%和50.00%，变程分别为74.10 和41.10 km，二者均主要受随机因素的影响，但速效钾受随机因素的影响更为明显。普通克里格插值结果显示，全钾与速效钾在空间分布上存在明显差异。增强回归树结果表明包含土壤地理环境信息的区位因素可作为解释土壤全钾与速效钾空间变异的有力因素，年降雨量是土壤全钾空间变异最为明显的影响因素，土壤有机质和交换性阳离子含量的综合作用是土壤速效钾空间变异的主要影响因素，钾肥施用会明显干扰耕地表层土壤钾素的平衡状况。  【结论】  鄱阳湖平原区土壤钾素呈中等程度变异，但全钾空间分布的聚集性强于速效钾，速效钾受外界因素特别是人类活动的干扰更加明显。     

基于CiteSpace的耕地质量内涵演变及影响因素研究进展

耕地是最重要的农业生产要素,耕地质量是保障粮食安全的基础。我国耕地质量总体水平偏低,耕地后备资源不足,耕地质量保护与提升尤为重要。为了更好地进行耕地质量建设工作,基于CNKI数据库,运用CiteSpace可视化技术与文献分析法,建立耕地质量内涵关键词共现图谱与耕地质量影响因素时区图,分析了近28年(1990—2017年)耕地质量内涵的演变及发展方向,探讨研究了耕地质量的影响因素。结果表明:(1)耕地质量内涵包括了本底质量、社会经济质量、生态质量、管理质量4个方面,还在不断丰富中;(2)耕地质量影响因素包括了自然因素与人文因素,自然因素包括土壤质量、地形地貌、气候条件、水源状况,人文因素包括政策因素与社会经济因素。若要提高耕地质量,重点在人文因素,核心在政策因素,土地整理是最有效的手段。最后根据近几年社会发展趋势与研究方向,提出耕地景观功能、生态功能等多功能性的开发,并提出耕地生态质量、景观质量与健康质量,以期为耕地质量的提升与耕地多功能性的发展提供一定的理论基础。     

基于CARS-BPNN的江西省土壤有机碳含量高光谱预测

【目的】探讨光谱变量选择及依据土壤类型进行分层校准两种方法对高光谱预测土壤有机碳（SOC）精度的影响。【方法】以江西省为研究区,490个土壤样本为研究对象,对研究区内的所有样本以及不同土壤类型样本分别通过竞争性自适应重加权采样（CARS）算法筛选特征波段,并采用偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、反向传播神经网络（BPNN）4种模型,对比不同土壤类型下SOC在全波段以及CARS算法筛选后特征波段的预测精度。进而,还对比了全局校准和分层校准下SOC在全波段以及CARS算法筛选后特征波段的预测精度。【结果】（1）红壤筛选的特征波段为484、683—714和2 219—2 227 nm,水稻土筛选的特征波段为484、689—702和2 146—2 156 nm。红壤采用CARS-BPNN模型预测效果最佳（R ²=0.82）,较全波段建模验证集R ²提升0.07。水稻土采用CARS-RF模型预测效果最佳（R ²=0.83）,较全波段建模验证集R ²提升0.13。（2）在总体样本上,分层校准相比全局校准精度有所提升。采用CARS-BPNN进行分层校准预测效果最佳（R ²=0.82）,较全局校准验证集R ²提升0.06。【结论】采用CARS-BPNN进行分层校准能够较好地预测江西省土壤有机碳含量,本研究可为其他类似地区预测土壤属性提供科学依据。     

丘陵红壤区稻田土壤全磷高光谱特性研究

高光谱遥感技术是定量遥感发展的重要方向,也是土壤养分含量预测的有效手段之一。以江西省中南部的兴国县为研究区,在对43个土壤样本的理化性质和实验室反射光谱数据分析和测量的基础上,寻找丘陵红壤区稻田土壤全磷含量的高光谱敏感波段,尝试建立土壤全磷的预测模型。通过研究发现,丘陵红壤区稻田土壤全磷含量与高光谱曲线相关系数在重采样一阶微分变换中达到最高,最高值在534 nm处达到了0.702。采用高光谱来预测南方典型丘陵稻田土壤全磷含量具有一定的可行性。     

基于三生空间协调的传统村落保护与发展研究 ——以江西省余江区霞山村为例

[目的]传统村落是中国持久农耕文明的产物,随着我国乡村振兴战略的不断推进,探究传统村落的保护和发展对土地资源的合理配置具有重要意义.[方法]以江西省省级传统村落——霞山村为例,按照国土空间开发适宜性评价的思路建立生态型重要性、生产型适宜性、生活型适宜性的单空间适宜性评价体系,借助GIS空间分析和二维矩阵空间划分的方法,在多空间评价的基础上遵循最适宜原则和生态-生产-生活优先递减原则,划定"三生空间"功能分区,通过优化土地资源配置,促进村落的保护与发展.[结果](1)单空间适宜性分布的规律表明,生产、生活适宜性分布的空间相似性较强;生态重要性与生产、生活适宜性的空间异质性显著.(2)多空间评价结果表明,霞山村三生空间总体融合程度好,毗邻效果佳,以林地为主的生态空间面积为959.07 hm2,占土地总面积的54.54％,呈片状分布在村域周边地区;以耕地为主的生产空间面积为661.51 hm2,占土地总面积的37.62％,集中分布在村域中心地带;以农村宅基地为主的生活空间面积为137.78 hm2,占土地总面积的7.84％,呈零星状零散分布.(3)传统村落的保护与发展过程中,生态空间应注重加强生态脆弱和敏感区域的保护力度,生产空间应注重提高耕地的利用效率,生活空间应注重文化的继承和发扬.[结论]以土地利用现状为基础,基于三生空间适宜性与协调性划定三生空间的方法,较好地缓解了生态保育、耕地保护、建设用地扩张对土地资源需求的矛盾冲突,可为其他村域型传统村落的保护和发展提供一定参考依据.     

江西省1988-2017年新型城镇化水平与不透水面的相关关系

[目的] 结合不透水面对新型城镇化水平进行分析，探究江西省各市新型城镇化发展的规律及趋势，为江西省新型城镇化的发展提供科学参考。[方法] 从人口、经济、社会、空间4个方面构建新型城镇化的指标体系，在分析江西省1988-2017年各市新型城镇化水平的同时，基于不透水面数据，研究城镇化水平与不透水面不同阶段的相关性变化，构建二者的线性关系模型。[结果] ①30 a间江西省城镇不透水面扩张明显，整体呈现高-较高-中-较低-低密度圈层分布的空间格局。②江西省城镇化发展水平呈现出"北高南低"的空间分布特征，区域间发展不均衡；③2006年为该区城镇化水平增长的突变点，前后城镇化水平与不透水面相关性存在差异；④各市不透水面与新型城镇化水平线性拟合决定系数R²均大于0.9，拟合效果较好。[结论] 不透水面与新型城镇化水平存在较强相关性，利用不透水面数据能较好地反映各市新型城镇化水平，这有助于分析城镇化发展趋势，促进区域城镇化研究。     

农用地分等中土地经济系数计算方法的探讨——以江西省玉山县为例

土地经济系数是农用地分等中重要的修正参数.本文以玉山县为例,应用地统计学的原理与方法,对土地经济系数的计算方法进行了探讨.通过对样点数据的半方差函数模型的分析,结果表明土地经济系数具有很强的空间相关性.在结构分析基础上,本文采用空间插值Kriging法,计算出每个分等单元的土地经济系数.经过样点验证,结果表明利用空间插值Kriging法计算出的土地经济系数与实测值的平均RMSE为0.88%,这表明Kriging空间插值法计算的土地经济系数比较精确,为农用地分等规律中经济系数的确定提供了新思路.