基于TM影像的永济市土地利用变化分析

利用永济市1990年和2008年两期TM数据,在遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE的支持下,采用RS和GIS相结合的技术方法,通过土地利用动态度模型、土地利用程度时空演变模型的引入,定量分析了18年来永济市土地利用的时空演变。研究表明,该地区城乡居民建设用地增加非常快,耕地面积增加,未利用地大幅减少,林草地减少幅度不大,水域面积呈现萎缩的现象。18年间土地利用动态度变化较小,其综合土地利用动态度为1.73%,耕地和林草地年变化速度最慢,建设用地年变化速度最快,未利用地和水域年变化速度相对居中。土地利用综合指数分别是252.52和263.87,土地利用指数逐渐增大,从土地利用程度指数极限来看,该区域的开发程度已达到中等水平状态。1990~2008年土地利用程度变化量都大于零,反映该区域土地利用处于发展期。     

基于面向对象分割的耕地集中连片经营分布提取及其影响因素研究——以大同市云州区四乡镇为例

为探讨如何促进耕地集中连片与规模经营,本研究基于第三次土地调查耕地图斑、Google Earth高分辨率遥感影像和实地调研的问卷数据,以大同市云州区四乡镇为研究对象,采用面向对象的分割方法对耕地斑块进行分割,得到耕地经营斑块,运用景观格局软件Fragstats 4.2、统计软件SPSS及地理探测器模型,分析了云州区四乡镇的耕地集中连片经营空间分布现状以及主要影响因素。结果表明：云州区四乡镇位于大同盆地腹地,地势平坦,聚合度指数均大于80,整体耕地斑块分布较为集中,耕地集中连片聚类分析结果表明第Ⅲ、Ⅳ类的耕地面积占比较大,共占58.63%。影响因子对耕地集中连片经营的影响力度从大到小依次为耕地流转率、黄花菜面积占比、人均收入、高等学历人数占比、纯农型农户占比、合作社数量、收入来源,其分异决定力指标（q值）均在0.1以上,交互作用探测结果呈现非线性增强为主、双因子增强为辅,黄花菜种植面积占比与合作社数量的交互作用影响最为显著,凸显了黄花菜种植面积的驱动作用。研究表明,耕地的有效流转、黄花菜的种植和合作社的建立促进了耕地集中连片经营。     

丘陵山区农村宅基地闲置及低效利用影响因素研究 ——以山西省太谷县64个丘陵山区行政村为例

对山西省晋中市太谷县丘陵山区64个行政村所属155个自然村农村宅基地闲置及低效利用影响因素进行定量分析,通过实地调查结合土地利用现状图获取相关数据,采用多元逐步回归分析进行主导因素识别。结果表明,太谷县丘陵山区宅基地闲置及低效利用程度与常住人口所占比重、人均收入、距县中心距离呈显著负相关关系,与人均耕地面积、距主干道距离呈显著正相关关系。农业人口流失严重是造成宅基地闲置及低效的主要因素;人均占有耕地面积较多的农村,宅基地管理也较为粗放,闲置及低效问题更为突出;人均收入较高的地区,有能力对宅基地进行较好的维护,村内基础设施完备;距主干道距离影响了与外界沟通的有效性,较短的距离具有更便捷的往返条件,村内宅基地利用率也相应提高。研究结果为丘陵山区农村建设与宅基地利用提供了相关参考。     

乡村振兴战略下农户耕地调整意愿分析——以范村镇为例

乡村振兴战略的提出,把"三农"问题提上了新高度,如何解决好农业农村农民问题关系到国计民生。农地细碎化是农业现代化发展的主要问题之一,粗放的耕地利用方式已经不能满足生产力发展的需要,耕地调整是解决这一问题的有效途径。农户是耕地经营的主体,其内在意愿是耕地集中连片经营的前提条件,因此,对农户的耕地调整意愿进行分析是十分有必要的。本文以山西省太谷县范村镇为研究区,通过农户问卷调查的方式获取数据,运用Logit回归模型对耕地细碎化背景下农户耕地调整意愿进行实证研究。结果表明农户对土地政策的了解和耕地数量与农户调整意愿呈正相关,农户对土地政策越了解、耕地数量越多,其更愿意进行耕地调整;家庭劳动力数量和地块地形与调整意愿呈负相关,劳动力数量越多、地块越平,农户进行耕地调整的意愿越低;88.26%的农户愿意进行耕地调整,表明农户参与耕地调整的积极性较高。本研究通过对影响农户耕地调整意愿的因素进行实证分析,旨在为在尊重农户意愿的前提下,更好地推动农村耕地调整,实现耕地规模化经营提供理论依据,最终为乡村全面振兴,农业强、农村美、农民富的实现提供动力。     

基于Sentinel多源数据的晋南农田地表土壤水分反演

通过遥感数据反演农田地表土壤水分,对农作物干旱、长势监测及估产有重要指导作用。以山西省闻喜县冬小麦种植区为研究区,利用水云模型去除植被影响,建立土壤直接后向散射系数与土壤含水量的关系,反演闻喜县2018年3月19日冬小麦种植区土壤水分。结果表明：协同Sentinel-1微波和Sentinel-2光学影像数据能够去除植被影响提高土壤水分反演精度,VV极化决定系数R²提高0.0914,均方根误差RMSE减少0.0895%。闻喜县中部河谷平原以及东南和西北部的台地土壤处于轻度干旱状态,西南部丘陵和东部山地土壤处于中度干旱状态。反演的土壤水分空间分布结果与地形起伏、灌溉条件和地力等级有较好的空间一致性,地形起伏低、灌溉条件良好的农田土壤水分含量高。     

贫困山区农民专业合作社空间分布特征及影响因素探究——以左权县清漳河流域四乡镇为例

为分析贫困山区小流域农民专业合作社空间分布规律并探究其主导影响因素,对研究区4个乡镇204个农民专业合作社进行业态分类,在分类的基础上利用Arc GIS 10.0软件的空间分析工具分析各类合作社空间分布规律,并运用地理探测器模型对其分布主导因素进行探究。清漳河流域农民专业合作社主要分为林业、种植业、养殖业、种养业和服务业5种类型。合作社规模方面,以林业类核桃种植的农民专业合作社最多,分布广泛。影响因素方面,林业类主导因素为农村林地面积,决定力q值0.316;种植业类主导因素为农村耕地面积,q值0.222;养殖业、服务业类主导因素为农村居民区域面积,q值分别为0.268、0.273;种养业类主导因素为乡村路网,q值为0.258。研究认为,贫困山区小流域农民专业合作社规模呈现小型化、初级化;在空间分布中呈现一定的规律性,存在地域分异现象,影响农民专业合作社地域分异的主导因素存在差异。     

基于地形分类的黄土丘陵区土壤有机质插值方法

黄土丘陵山区地形复杂,耕地细碎,采样点密度不足,因此研究适宜该区域的空间插值方法具有重要意义.以山西省偏关县为研究区,基于数字高程模型(digital elevation model,简称DEM)数据生成地形因子,依据地形因子将研究区划分为不同地形单元,利用Kriging插值法对各地形单元进行分层插值,通过叠加不同地形单元的插值结果,得到全区域的土壤有机质含量空间分布,并利用均方根误差和决定系数评价空间插值方法的预测精度.结果表明,采用划分地形单元分层克里金(Kriging)插值法得到的预测值与实测值的决定系数为0.3753,明显高于全局插值法;均方根误差精度高于全局插值法,预测值无偏性好.因此,基于地形单元的空间插值方法可以更精确有效地获取土壤有机质空间分布特征,为复杂山区低密度采样下的耕地质量调查与评价提供技术参考.     

间歇降雨对铁尾砂重构坡面侵蚀水动力学特性的影响

黄土高原夏季降雨集中且多暴雨,铁尾矿砂自身结构松散,堆存坡度大,雨季通常遭受多次暴雨侵蚀,严重限制植被恢复。为有效减少铁尾矿的水土流失,促进生态恢复,在干排铁尾矿砂中添加不同比例土壤和菌糠,形成6种重构坡面:松散铁尾矿砂(LT),结壳铁尾矿砂(CT),铁尾矿砂与菌糠混合物(TM),铁尾矿砂、菌糠和土壤混合物(TSM),铁尾矿砂和土壤混合物(TS),纯土(S)。采用室内人工模拟降雨技术,研究重构坡面在间歇性降雨下的侵蚀特征和水动力因素。结果表明:1)随降雨场次增加,6种坡面的产流率均持续增大,而产沙率表现出明显的分异:LT、CT和TS产沙率持续增大,表现为高产沙型,TS、TSM和S产沙率整体上是先增加后减少,表现为低产沙型;2)随降雨场次增加,6种坡面侵蚀形态也出现分异,可分为2类:LT和CT和TS坡面侵蚀形态严重,细沟发展快,演化为宽深比较小的细沟;TM和TSM和S坡面侵蚀形态轻微,细沟发展缓慢,S坡面演化为宽深比较大的细沟,TM和TSM坡面细沟很少,多为均匀分布的菌糠小坑穴。据此表征坡面侵蚀微地形变化的沟壑面积和地形起伏度,随降雨场次增加持续增大;沟壑密度则随降雨场次先急剧增加,随后由于沟壑形态差异,部分坡面减少;3)6种坡面的坡面流流型均为层流,流态大多为急流;随降雨场次增加,流速、水流功率整体表现为增大的趋势,径流剪切力无明显趋势,阻力系数、曼宁粗糙系数表现出减小的趋势;除径流剪切力,不同降雨场次间水动力学特征差异显著(P0.05)。6种坡面侵蚀产流产沙可用对数、线性或幂函数较好地模拟。纯尾矿砂坡面侵蚀最为严重,坡面覆土具有明显的减流效果,但添加菌糠的减沙效果最好,因此对于土源缺乏的铁尾矿砂复垦区,同时添加菌糠和土壤可以有效减少侵蚀,易于植被修复。     

黄土高原煤矿区复垦农田土壤有机质含量的高光谱预测

【目的】针对黄土高原丘陵地多、地形复杂、有机质含量低、采样困难以及因采煤活动引起大面积土地损毁等问题,在土地复垦与综合整治过程中,为快速定量监测与评估复垦农田土壤质量提供一种新的方法。【方法】以山西省襄垣县复垦农田土壤为研究对象,选取由北向南土地损毁中间条带状区域采集样品152个,进行室内土壤农化分析、光谱测定,运用ParLes 3.1软件对光谱曲线进行多元散射校正（multipication scatter correction,MSC）、基线偏移（baseline offset correction,BOC）和Savitzky-Golay filter平滑去噪预处理。对土壤原始光谱反射率（raw spectral reflectance,R）作一阶微分（first order differential reflectance,D（R））和倒数的对数变换（inverse-lg reflectance ,lg（1/R））,分析3种不同变换形式的光谱数据与土壤有机质含量的相关性,相关系数通过P=0.01水平显著性检验来确定显著性波段的范围。基于全波段（400-2400 nm）和显著性波段利用偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）分析方法建立该区域土壤有机质含量高光谱预测模型,通过模型精度评价指标：决定系数（coefficient of determination,R²）、均方根误差（root mean square error,RMSE）和相对预测偏差（residual prediction deviation,PRD）确定最优模型。【结果】通过P=0.01水平显著性检验的波段范围为：R的400-1 800、1880-2 400 nm;D（R）的420-790、1 020-1 040、2 150-2 200 nm;lg（1/R）的400-1 830、1 860-2 400 nm。光谱与有机质含量的相关系数绝对值最大的波段是R的800 nm;D（R）的600 nm;lg（1/R）的760 nm。进行D（R）变换,光谱曲线的吸收特征更加明显,相关系数在可见光（400-800 nm）波段范围内有所增加,其最大值由0.72提高到了0.82;基于显著性波段的PLSR建模效果优于全波段,其中lg（1/R）变换的预测精度为最佳,具有很好的预测能力,其校正模型的R²和RMSE分别为0.95、7.64,预测模型的R²、RMSE和RPD分别为0.85、3.00、2.56;基于全波段的R-PLSR和lg（1/R）-PLSR模型具有较好的预测能力,其预测模型的R²、RMSE和RPD分别为0.79、3.64、2.10和0.79、3.53、2.17,而D（R）-PLSR模型只能进行粗略估测,其预测模型的R²、RMSE和RPD分别为0.61、5.43、1.41。综合分析全波段和显著性波段3种光谱数据的预测精度,发现基于显著性波段的R-PLSR、D（R）-PLSR、lg（1/R）-PLSR模型均取得了显著的预测效果。【结论】研究区土壤光谱反射率与土壤有机质含量具有高度的相关性,应用偏最小二乘回归分析方法可以很好地建立土壤有机质含量反演模型。     

新农村建设中农民生计问题的调查与思考

借鉴先进的国际理念,解决中国农民的生计问题,是当前中国政府和中国人民新农村建设中最为关注的大问题。笔者利用2006年夏季山西省西北四县的抽样调查数据,对农民生计的可持续性需求进行调查分析。分析结果表明：目前农民生计问题的严峻性和严重性。其形成的原因：自然条件导致粗放的谋生方式;农村人口增长和不合理的生产、生活方式导致农村土地和生态退化。在新农村建设过程中,解决农民生计问题的影响结果：阻止土地、生态退化;不断满足农民生产、生活的需求。“环境资产的产权赋予农民”、“确定政府与农民的交易量”和“政府给予农民的补偿必须解决信息不对称问题”是解决农民生计问题的三大出发点。