基于CRU格点数据集的近百年渭河流域降水变化

基于英国东安格利亚大学Climatic Research Unit(简称CRU)气象格点数据集CRU_TS3.24,分析得出1916~2015年渭河流域100年间年季降水的趋势、突变、周期等变化特征,也从侧面检验了CRU格点数据的应用效果。结果表明近百年来:(1)渭河流域夏季和全年降水呈现不显著减少趋势(-1.73mm/10a和-0.82mm/10a),时间上降水的减少主要发生在夏季,空间上降水的减少主要发生在流域西部;(2)春季降水2个突变点分别为1991年、2009年,夏季降水2个突变点分别为1933年、1961年,全年降水的两个突变点分别为1933年、1968年,秋冬两季各存在5个突变点;(3)夏季与全年降水序列突变点识别结果表明采用CRU格点数据对渭河流域降水变化进行分析更为全面;(4)秋季与冬季降水序列的周期性比其他时段更加明显,四季与全年降水序列的第1主周期分别为19年、3年、13年、5年和18年,第2主周期分别为6年、7年、42年、12年和24年。     

基于空间可达性的宁蒙沿黄地带医疗资源缺乏单元识别

基于空间可达性识别区域县级医疗资源不足的居民点,对优化区域医疗资源配置具有指导意义。首先从交通网络和土地类型获得网格最小通行时间计算网格到县医院最小时间成本,再用2SFCA计算网格到县医院可达性,最后依相对贫困的定义识别缺医县和镇。以宁蒙沿黄地带为例,研究发现:1)区县平均可达性差异大,且高低区县空间邻近;2)对县医院服务区内网格可达性均值和高低分布而言,乌审旗和乌拉特中旗可达性均值低且分布不均,鄂托克前旗和灵武均值低且分布较不均,磴口等17县市均值低但分布均匀,杭锦旗、鄂托克旗和达罕旗均值高但分布不均;3)初步识别乌审旗乌兰陶勒盖镇等70个典型低可达性人口集聚的缺医镇。结论:将人口、交通和土地网格数据结合2SFCA计算的空间可达性,可用于识别大尺度区域缺医县和镇。     

基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析—以北京市东南郊污灌区为例

【目的】 本研究旨在通过分析污染物空间结构特征解析典型污灌区土壤重金属污染成因。 【方法】 本文以北京市东南郊污灌区为例，在整个区域均匀布点，按1 km × 1 km密度采样，共采集土壤样品376个。每个样点为10 m × 10 m正方形，在四个顶点和中心点取0—20 cm表层土壤，均匀混合后用四分法从中选取1 kg土壤，作为代表该点的混合样品。Cu和Pb重金属含量采用原子吸收火焰法进行测定，利用Variowin2.0和ArcGIS10.2软件分析重金属空间结构及分布特征，解析其污染成因。 【结果】 研究区域土壤Cu和Pb空间结构均为套合结构，其块金值与基台值的比值在25%～75%之间。Cu和Pb的空间分布与河流走向密切相关，在西北–东南方向空间相关性较强，其高值区主要分布在研究区域中北部的凉水河流域、西部的永定河流域以及通州的东北部。 【结论】 污水灌溉和成土母质是研究区域土壤重金属的主要来源。由污水灌溉等小尺度因素主导的土壤Cu和Pb元素空间自相关距离分别为11.35 km和9.49 km；由成土母质等大尺度因素主导的空间自相关距离分别为26.65 km和31.70 km。通过分析不同尺度因素对区域土壤重金属含量空间分布的影响，可揭示土壤重金属污染成因，这种思路可为其他区域开展土壤重金属污染成因研究提供借鉴。      

华北平原滴灌施肥灌溉对冬小麦生长和耗水的影响

针对华北平原地区冬小麦水肥利用效率低且造成一定的面源污染问题,研究了滴灌施肥灌溉对冬小麦生长、产量及其构成要素、耗水量、水分利用效率、灌溉水利用效率和土壤养分分布的影响。结果表明:滴灌施肥灌溉条件下,2013—2014、2014—2015和2015—2016年冬小麦平均产量为7 120.5 kg/hm2,相比当地产量(6 000 kg/hm2)提高了18.7%,冬小麦穗粒数和千粒质量表现较好,千粒质量平均提高了4.3 g。2013—2014、2014—2015和2015—2016年冬小麦全生育期耗水量平均为387.9 mm。播种期-拔节期降水量占阶段耗水量的比例最大(52%),拔节期-抽穗期灌水量所占比例最大(78%),而抽穗期-收获期土壤储水量的消耗量所占比例最大(54%)。3年度冬小麦全生育期耗水量各组成所占比例表现为:灌水量所占比例最大,为49%,其次是土体储水量的消耗量,占总耗水量的25%,降水量占总耗水量的24%,地下水补给量占总耗水量的比例最小,仅2%。冬小麦水分利用效率和灌溉水利用效率分别为1.8、3.9 kg/m3,相比地面灌溉分别提高了38%、95%。养分主要分布在根区0~40 cm土层内,养分利用率高,养分淋失少。因此,华北平原地区控失肥作为底肥,采用滴灌施肥灌溉进行随水追肥,当施肥量为当地施肥量的70%时,可提高冬小麦产量18.7%,穗粒数和千粒质量表现较好。此外,滴灌施肥灌溉可节水36%,节肥30%,提高灌溉水利用效率95%,提高水分利用效率38%。     

中国粮食安全百年变化历程

以人粮关系为主线、以中国社会经济发展为辅线,重点回顾了近百余年中国粮食安全变化历程及其社会经济背景。提出粮食安全问题分析的4个纬度,即农民生计、土地制度、农业科技、政策管理。认为重粮重农不轻工商、控制人口过快增长、完善土地使用制度、发展农业科技、维护国家长治久安是保障粮食安全的5个要素。最后指出应树立包括数量安全、结构安全、生态安全、质量安全在内的广义粮食安全观,系统地构建粮食安全保障体系。     

坡面径流冲刷侵蚀的植被覆盖阈值现象研究

提高植被覆盖度是防治坡面土壤侵蚀的主要途径之一。一般而言,随着植被覆盖度的增加,侵蚀产沙量会呈负指数下降。植被覆盖度与侵蚀的发展之间存在多种多样的阈值现象。采取GIS模拟技术和野外控制试验相结合的方法,揭示植被覆盖度与坡面径流冲刷侵蚀之间的阈值现象。研究结果表明,在植被覆盖度较低、植被分布分散的情况下,植被汇聚径流的作用会导致侵蚀风险的升高;当植被覆盖度达到一定的阈值后,随着植被覆盖度的继续增加,侵蚀产沙量逐渐减小,并最后趋于稳定。该研究结果有助于增强对植被覆盖度和土壤侵蚀之间阈值现象的认识,也表明简单地认为植被覆盖度和土壤侵蚀之间是负指数关系存在不严谨的地方,即在植被覆盖度较低时是不准确的。     

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对乡村人地系统的影响

深入开展土地整治对区域乡村人地系统的影响研究对于优化土地整治模式、促进乡村振兴具有积极意义。该文以延安市某典型小流域为例,结合高分影像数据、景观格局分析和人文实地调查,从土地利用、景观格局、生态安全、社会响应和综合研判等角度探讨了黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对当地乡村人地系统的影响。研究表明:1)在土地整治工程措施的作用下,沟道底部及其两侧的台地、坡耕地、灌木林地和草地大多转变为高产稳产的坝地,部分灌木林地由于生物措施转变为生态功能更强的乡土适生林地;坝地和林地分别增加159.06 hm2和69.75 hm2,灌木林地、草地和坡耕地分别减少112.37、63.26和59.06 hm2。2)坝地平均斑块面积和凝聚度增加,生产功能提升;乔木林地和灌木林地的景观指数、斑块凝聚度指数均保持在较高水平,生态功能稳定;流域整体的景观破碎化程度降低,景观趋于多样化和均衡化发展,景观抗干扰能力和生态系统稳定性得到提升。3)从生态安全效应来看,流域植被和生态环境明显改善,土壤侵蚀显著减少,防洪能力明显提升,但局部存在生态安全隐患。4)人类活动对流域地理环境变化有所响应,土地规模化、农业机械化、就业兼业化和非农化程度提高;但仍存在农业结构单一、效益不高等问题。应着力创新"共同商议、协同推进"的乡村治理机制,进而发挥土地整治综合效能,促进流域乡村转型与振兴。     

农作物长势遥感监测需求、系统框架及业务应用

【目的】农作物长势是农业生产管理的重要依据,也是农情遥感监测业务的重要组成部分。【方法】在当前农作物长势遥感监测研究及业务状况扼要回顾基础上,文章从农作物长势遥感监测需求、系统框架等方面进行了系统总结,并以全球冬小麦长势遥感监测应用为例进行了说明。【结果】农作物长势遥感监测需求可以归纳为服务对象、作物类型、空间范围、地面尺度、监测周期等5个方面,系统框架至少包括数据层、方法层、结果层和服务层4个层次。【结论】针对农作物长势遥感监测技术研究及业务应用的现状,研究提出了以下3个观点:(1)农作物长势遥感监测业务方案是成熟的,但是关键技术研究有待加强;(2)农作物长势概念的深入解析,将有利提高长势遥感监测的业务化能力与精度;(3)针对全球、国家、省级以及县级尺度农作物长势遥感监测,采用不同空间分辨率遥感数据开展监测业务,是今后较长一个时期内农作物长势遥感监测的客观现状。上述研究结果给农作物长势遥感监测业务的建设提供了依据,也明确地指明了系统的服务目标。     

夏玉米产量时空变化及气候年型分析

定量分析夏玉米同一品种产量及产量构成要素时空变化,探讨造成产量时空差异的气候年型组合变化特征。基于2004～2013年夏玉米种植区郑单958多点田间试验数据分析表明,夏玉米区域平均产量为9 055 kg/hm~2,年际差为1 635 kg/hm~2,变幅为18.1%;地点差4 258 kg/hm~2,变幅为47.1%。夏玉米区域平均千粒重为313 g,年际变幅为13.1%;地点变幅为27.8%。夏玉米区域平均穗粒数为479,年际变幅为18.0%,地点变幅为38.7%。千粒重的增加导致夏玉米产量显著增加。穗粒数显著降低和时空差异大是造成产量波动和时空差异变幅大的主要原因。夏玉米产量和产量构成要素,低产点受各气候要素变化的影响显著;平产点受温度和日最高温度大于33℃的天数影响显著;高产点受降水影响显著。     

重要农业文化遗产价值体系构建及评估(I):价值体系构建与评价方法研究

重要农业文化遗产是一类典型的资源可持续利用保护地，其水土管理方式、知识体系、文化内涵等对于协调社区生计与生态保护具有积极作用。这类传统生计区域往往与自然保护地毗邻或在其范围内，对其蕴含的价值进行识别与保护，不仅是提升农业文化遗产管理的诉求，也能够支持自然保护地体系优化与功能区划管理。本研究对重要农业文化遗产价值进行系统识别，基于农业文化遗产的广义概念与全球重要农业文化遗产的狭义概念，借鉴多类型自然保护地与世界遗产、生态系统服务功能、自然资源资产等价值体系，从农业文化遗产的复合性、活态性与战略性特点出发，把握其核心价值，构建重要农业文化遗产的价值体系。在充分吸收生态系统服务价值评估、自然资源资产价值核算、自然文化遗产价值评估、品牌价值评估等定量或定性评价方法的基础上，提出一套完整的重要农业文化遗产货币价值评价方法。以系统科学和可持续发展理论为基础，重要农业文化遗产价值主要包括存在价值和潜在价值，其中存在价值以载体价值和服务价值为核心，服务价值则可细分为产品价值、生态价值、社会价值等9类，25个具体指标。研究进一步提出存在价值的评价方法与潜在指标可能测算路径。构建的重要农业文化遗产价值体系以及所提出的评价方法，可为以价值保护为基础进行农业文化遗产管理提供理论依据，为管理决策者在区域保护与发展协调决策中提供科学基础。