全球耕地利用格局时空变化分析

【目的】分析2000—2010年全球耕地时空分布及变化特征,为中国粮食安全国际化战略决策制定以及全球生态环境监测等研究提供信息支撑。【方法】基于全球首套30 m地表覆盖产品数据集GlobeLand30,利用耕地总面积、面积变化量、人均耕地面积占有量、面积变化幅度、面积变化量标准差、复种指数、复种指数变化量和复种指数变化幅度等8个指标,从大洲、国家、1°×1°经纬网3个统计单元,分析2010年全球耕地空间分布现状、2000—2010年全球耕地时空变化特征以及全球耕地利用强度变化特征。【结果】2010年全球耕地面积总量为193 890.00×104 hm2,占全球陆表面积14.31%。全球人均耕地占有量为0.28 hm2。其中,大洋洲以人均1.71 hm2位列第一,亚洲以人均0.17 hm2排名最后。[10oN—45oN,65oE—125oE]、[40oN—55oN,15oE—55oE]和[15oS—45oS,45oW—70oW]是全球耕地分布最密集的区域。耕地面积最大的前10名国家依次是:中国、美国、印度、俄罗斯、巴西、阿根廷、澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦和乌克兰,其中俄罗斯、加拿大、阿根廷和澳大利亚还是人均耕地占有量全球前10名的国家。2000—2010年,全球耕地面积总量略微变化,总体增加2.19%;美洲是耕地面积增长最大的大洲,增长达2 128.14×104 hm2;非洲是耕地面积和空间变化最剧烈的大洲,增长幅度为7.42%。全球耕地面积总量前10名国家中,中国是唯一出现耕地面积减少的国家,10年间减少0.95%,巴西和阿根廷是耕地面积增加和空间波动性最大的国家。美国是耕地面积变化总量和变化幅度均最小的经济大国。全球耕地高强度种植区域主要集中在东南亚、中美洲以及西非地区,复种指数均达200%以上。2000—2010年,全球耕地面积最大的10个国家中有5个国家复种指数呈上升趋势,其中巴西和哈萨克斯坦复种指数增加最显著,俄罗斯复种指数下降最明显。【结论】2000—2010年,全球耕地总量变化不大,但不同区域和国家的耕地变化差异较大。本研究利用30 m分辨率遥感数据产品揭示了全球耕地分布状况、10年变化特征和区域差异,研究结果可为全球水土资源利用、粮食产量和粮食安全分析研究提供重要数据和信息支持。  

细胞分裂素对冷害水稻幼苗膜保护酶热稳定蛋白和能量代谢的影响研究

低浓度６－苄基腺嘌呤（６－ＢＡ）处理水稻种子，能维持冷害水稻苗叶绿体较高的能量水平，利于稻苗的各种生理生化反应；可提高冷害水稻幼苗膜保护酶ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ的活性，降低膜脂过氧化产物ＭＤＡ的含量，还能提高热稳定蛋白和ＡＴＰ的含量。亚细胞组分测定表明，ＡＴＰ主要存在于叶绿体和线粒体中，细胞溶质中的含量很少。  

伏旱期土壤水分对再生稻的影响

高温伏旱期，再生稻头季稻齐穗后１５天排水，稻株冠层和２／３高处的日均温和相对湿度呈极显著相关，收后稻桩冠层的也然。在伏旱期，稻田土壤水分随排水期提早和土层深度降低而减少，土壤干旱，有机质，ｐＨ值和全Ｎ，Ｐ，Ｋ均较有水田低。齐穗后１５天排水的茎秆绿叶数少。粒重和结实率下降，产量较低，活芽短，但早熟，稻米的蛋白质含量增加，倒５节的活芽较其他处理和对照的长，再生稻的成苗率，成穗率，活芽利用率和穗茎比低。  

耕地复种指数研究的关键科学问题

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体研究框架和核心研究内容,全面梳理了国内外该领域的研究现状、进展及存在的问题。研究认为,第一,格局与过程探测是耕地复种指数研究的重要基础。不仅要关注耕地潜在或实际复种指数的数量、空间分布、区域差异及其时空变化过程,更要关注耕地复种指数的提升空间,科学描述可挖掘的复种潜力。第二,功能与效应分析是耕地复种指数研究的核心内容。现有研究多聚焦耕地复种指数提升对粮食产量增加的贡献作用,复种指数变化的生态环境效应研究以微观试验性研究为主;迫切需要建立综合效应分析框架,从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。第三,优化调控是耕地复种指数研究的关键任务。科学提出可持续挖掘和提升耕地复种潜力的策略,重点强化可持续性评估、障碍性因子分析和系统性优化调控等方面的研究,追求粮食安全、资源安全和生态安全的权衡协调,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。耕地复种本质上反映了复杂的"人-地"耦合关系,多数据、多尺度、多模型和多方法的综合研究将是未来耕地复种指数研究的重要发展方向,将会促进自然科学、工程科学和社会科学等多个学科门类的综合、交叉和集成研究。  

耕地集约化评价指标体系与评价方法研究进展

耕地集约化是社会经济发展、土地面积约束、人口增长与技术进步等压力作用下人类土地利用的必然选择。作者在论文中从耕地集约化、农业可持续利用、生态保护及粮食安全的互动框架切入,对现有耕地集约化评价指标体系进行了系统梳理,构建了基于互动框架的耕地集约化评价指标体系,并对现有技术、方法及相关成果分别评述,提出了下一步的研究要点及发展方向。研究认为耕地集约化、农业可持续、生态环境及粮食安全之间主要存在正负双重及互相促进作用。目前评价指标体系主要从频度、投入、产出、潜力、增产、综合指标体系、集约度及能值等多个方面考虑。基于互动框架的耕地集约化评价指标体系包括地均劳动力投入、地均化肥、农药投入及灌溉指数等基本指标,粮食安全系数、非农指数和人均耕地面积等表征农业可持续的指标,地下水矿化度、生物多样性和碳排放等影响生态保护的指标,以及复种指数、稳产指数、粮食单产和地均产值等与粮食安全密切的指标;具体评价时还需依据不同研究区、研究尺度进行针对性选择和修订。研究方法中,频度指标是遥感技术在耕地集约化领域的重点关注热点之一;潜力指标以模型模拟为主;增产指标中,产量差研究成果丰富,收获面积差所受关注较少;集约度综合测度模型也是较为常用的方法。此外,还可引入其他相关成果开展评价。今后耕地集约化指标类型呈多样化态势,需推动新方法与新技术手段的综合集成。  

亚洲耕地利用格局十年变化特征研究

【目的】亚洲作为全球人口最多、耕地面积最大、发展中国家众多的大洲,其耕地利用格局变化特征关系到各国乃至全球的粮食产量波动,影响世界粮食安全。本研究旨在通过分析亚洲耕地利用格局变化,加深对亚洲耕地利用现状的认识,科学把握其变化特征及规律,为亚洲的农业土地系统研究提供依据。【方法】采用中国最新研制的2000年和2010年两期全球30 m地表覆盖遥感数据产品(GlobeLand30)及FAOSTAT统计数据,建立耕地面积数量和耕地利用格局指标群,选取耕地面积及其变化幅度、复种指数及其变化幅度、耕地破碎度及其变化幅度等指标,在国家、地理分区和县级等三个尺度上,综合分析2000—2010年亚洲耕地的数量、复种指数及耕地破碎度变化特征。【结果】2010年亚洲耕地面积69 827.94×104 hm2,10年间面积增加62.62×104 hm2,增幅达到0.09%。除东亚耕地数量减少外,其他区域耕地增加;东南亚耕地涨幅最大,西亚是耕地增减最为活跃的地区。亚洲有60%的国家耕地增加,80%的国家耕地面积变化幅度为-5.00%—5.00%。2000—2010年,亚洲复种指数提升7.77%,增幅达9.00%,五大地理分区的复种指数均呈现增加状态。超过2/3的国家耕地复种指数增加,沙特阿拉伯、卡塔尔、塞浦路斯等国家耕地复种指数减少明显。亚洲耕地地块细碎的区域主要集中在中国南方、日本、菲律宾、阿富汗,而印度、中国华北平原及东北农垦区则耕地连片、地块大。亚洲耕地破碎度总体上增加1.12%,中亚和南亚耕地破碎度大幅下降,东南亚耕地破碎程度加剧。超过半数的国家耕地破碎度降低。2000—2010年,中国耕地面积减少0.95%,复种指数增幅较大,达到6.01%,耕地破碎度小幅增加,增幅达2.17%。中国南方地区耕地破碎度高,华北平原、东北农垦区、成都平原等粮食主产区耕地破碎程度低;东部及华北经济发达地区耕地破碎程度增加剧烈;湖南、江西等地耕地破碎度降低。【结论】总体来说,亚洲耕地面积变化平稳,略有增加。复种指数分布呈现"南高北低"的特点,复种指数变化"东南增西北减",耕地利用程度有较大提升。亚洲的耕地破碎度10年间略有增长,半数以上国家的耕地向规模化发展。中国作为亚洲农业重点区域,10年间其耕地数量减少并伴有破碎化加剧的趋势,但耕地利用率大幅提升。  

土壤水分对再生稻头季后期稻株光合和呼吸生理的影响研究

再生稻头季稻生育后期适当降低土壤含水量，可延缓稻株的衰老，减缓光合强度，呼吸强度和叶绿素含下降速度，促进再生芽的生长发育，为再生稻高产奠定物质基础。  

广东南雄烟区主要气候因素与烤烟品质特点分析

分析广东省南雄烟区适宜种植烤烟的基本条件、主要气候因素及所产烟叶的品质特点。结果表明,该烟区具有无霜期长、≥10℃积温高、日均温≥20℃持续天数多及0~60 cm土壤含氯量较低等特点,具备生产优质烟叶的基本条件;南雄烟区大田前期气温较低、光照时数短,旺长和成熟期气温较高、光照时数较长,可能是南雄浓香型烟叶风格特色形成的气候因素;南雄烟区烟叶外观品质佳,化学成分含量较适宜,含钾量高,组成比例协调,浓香型风格突出,配伍性强,感官评吸质量较好。  

美洲耕地利用格局及其时空变化特征

【目的】耕地时空格局变化特征分析是地表覆盖研究的热点问题之一。美洲作为全球重要的粮食生产区,其耕地数量和分布具有全球性战略地位,科学分析美洲耕地时空格局变化特征、过程和规律为耕地可持续发展提供科学参考。【方法】基于GlobeLand30数据集,运用数理统计和GIS空间分析等方法,系统分析了2000—2010年美洲耕地面积数量变化、空间分布及类型转化特征,并重点分析了亚马逊地区耕地格局变化状况。【结果】2010年美洲耕地总面积为52 875.05×104 hm2;2000—2010年的10年间,美洲耕地总面积总体增加,面积增加约2 128.14×104 hm2,增幅约4.19%。耕地面积增加最大国家为巴西,幅度达到9.51%,位居美洲国家之首,其次为阿根廷;减少最大国家为厄瓜多尔,面积减少101.14×104 hm2。10年间美洲耕地复种指数增加2.42%,变化最为显著国家为巴拉圭、波多黎各。从耕地变化类型看,美洲新增耕地主要来源于林地、草地,而耕地减少主要是由于人造地表的侵占。美国耕地总量最多,但10年间耕地增长率较低,仅为0.08%,绝大部分损失的耕地转为人造地表,由于收获面积的减少导致复种指数减少了0.89%;巴西耕地总量仅次于美国,耕地大幅度增加主要来源于林地和草地,同时复种指数有较大程度提高。亚马逊地区作为美洲重要的生态和农业区域,10年间耕地增长8.41%,耕地增长伴随着森林、草地被大量破坏,尤其在巴西西南和厄瓜多尔表现最为剧烈。【结论】2000—2010年美洲耕地整体上呈现增加态势,国家间耕地利用格局变化差异明显;耕地主要来源于林地、草地和灌木,增长集中在巴西和阿根廷,耕地主要转出为人造地表,集中在美国。作为美洲重要的粮食生产区,亚马逊地区耕地面积和耕地复种指数都提高,两者同步增加一定程度上提高区域或全球粮食产量,但其带来的生态环境效益需要深入关注。  

基于区块链的农产品可信追溯系统框架构建

【目的】追溯系统是当前保障农产品安全的重要手段,研究基于区块链的农产品可信追溯系统为解决追溯系统应用中面临的追溯断链及可信度不高等问题提供了思路和方法。【方法】文章在分析追溯技术发展及我国追溯系统应用面临问题的基础上,结合区块链技术特点,提出了基于区块链的可信追溯系统框架,并探讨了系统实现的关键技术。【结果】可信追溯系统采用供应链层、数据层、网络层、共识层、合约层和应用层的体系架构,基于联盟链准入机制,通过供应链追溯区块数据结构、追溯主体身份认证机制、农产品安全共识机制等关键技术的实现,解决了农产品供应链各环节的数据存储、安全审核、节点认证等问题,为政府、组织、企业和消费者提供信息追溯服务。【结论】基于区块链的农产品可信追溯系统框架从技术层面保证了追溯信息的可靠性和安全性,是增强追溯信息可信度、降低追溯断链风险的有效解决方案。