2000—2020年东北黑土区耕地单产时空格局演化特征

为揭示东北黑土区耕地单产时空演变规律,本研究以县域为评价单元,基于时空演变与区域差异的研究视角,采用NPP换算耕地单产的方法,探究2000—2020年东北黑土区全域及其县域单产时空格局演化特征。研究表明：1)2000—2020年东北黑土区全域耕地单产在时序上呈波动上升趋势,共增加了0.79 t/hm²;低单产县、中单产县、高单产县数量减少,较高单产县数量增加,耕地单产内部差异基本不变。2)东北黑土区不同县域耕地单产在空间上非均衡状态明显。其中低单产县分布于黑土区西南部,中单产县集聚于黑土区西部,较高单产县分布于黑土区西北、东北与南部,高单产县分布于黑土区东南部。全域单产变化幅度沿“肇东—虎林”连线递减分布。3)结合区域单产与地形起伏度分异可知,东北黑土区单产受地形起伏度影响较大,且起伏度高值区与县域单产高值区具有一致性。研究框架及结果对县域单产提升等具有积极意义。     

黑龙江省垦区大豆和玉米重迎茬遥感监测研究 ——以友谊农场为例

本文以友谊农场为研究区,基于RS与GIS技术开展2009-2011年大豆、玉米的重迎茬监测研究,旨在完善作物重迎茬监测方法,掌握研究区大豆与玉米的重迎茬状况,为黑龙江省垦区作物种植结构调整提供客观依据。结果显示:友谊农场近三年玉米种植面积快速增加,大豆种植面积逐年减少,大豆与玉米总种植面积占旱作作物种植面积的比例稳定在88%左右;大豆重茬率由2010年的49.28%攀升至2011年的51.75%,玉米重茬率由2010年的43.29%增长到2011年的46.58%;2011年,大豆迎茬率为41.88%,玉米迎茬率达27.81%;友谊农场大豆、玉米重迎茬具有显著的区域差异,其东北部大豆与玉米的种植面积少、重迎茬率低,西南部大豆与玉米的种植面积广、重迎茬率高,中部大豆与玉米的种植面积逐渐减少,重迎茬率变化较快;友谊县地貌态势、国家农业发展政策及外部农业市场环境是造成大豆与玉米种植重迎茬时空格局的重要原因。     

基于多元主体协同的县域耕地质量调控模式与整治时序分区

基于耕地利用与保护过程中多元主体协同的综合视角构建耕地质量调控模式,探索耕地质量整治时序分区及其具体应用模式,对合理有序地开展耕地资源整治与建设具有重要意义。该研究以华北集约化农区曲周县为研究区,在耕地质量评价的基础上,运用生态位障碍因子诊断模型识别耕地质量障碍因子,并结合耕地质量建设主体动力特征,从主体和客体协同视角构建耕地质量调控模式,进而基于耕地质量空间分布特征划分耕地质量整治分区,探索不同分区耕地质量调控模式的具体应用及其整治时序。结果表明：1）曲周县耕地质量以高等和中等为主,共占耕地总面积的77.42%,平均等级为2.54,总体处于高等质量和中等质量之间,但耕地质量局部呈现显著的正向集聚性;2）曲周县耕地质量各个指标不同障碍度等级的面积特征具有显著的差异性,耕地质量的主要障碍因子为有机质含量、地下水埋深、灌溉保证率、土壤阳离子交换量、全氮、有效磷和土体构型;3）基于政府、农户、村集体、企业、高校等不同主体建设动力,以耕地质量主要障碍因子整治为基本导向,从主导、核心、参与、指导、纽带等角度分析政府、农户、企业、高校、村集体等主体在生长条件、肥力水平、生产条件、水盐状况等不同维度的作用,从调控维度、调控指标、调控措施和调控主体等层面综合构建曲周县耕地质量总体调控模式;4）曲周县耕地质量可划分为优先建设区、重点建设区、潜在建设区和一般建设区四个整治分区,提出了耕地质量调控模式在不同整治分区的具体应用,制定了优先区近期建设、重点区中期建设、潜在区远期建设和一般区长期建设的耕地质量整治时序。该研究基于多元主体协同视角构建县域尺度耕地质量调控模式和识别耕地质量整治时序,可为市级和省级等不同尺度构建耕地质量调控模式与制定耕地质量整治时序提供基础依据。     

农业开发对区域生态系统服务功能的影响研究——以三江平原北部地区为例

生态系统服务是土地系统的重要功能,是构建区域生态文明的自然基础。衡量农业开发对生态服务功能的影响,是准确度量土地利用效益,制定区际生态补偿标准的基本依据。在对Costanza等提出的生态系统服务价值评估方法进行改进后,以货币形式评价三江平原北部地区1954—2009年农业开发对生态系统服务价值影响。研究表明:（1）55 a间耕地增加250.86万hm²,垦殖率由8.31%增至67.26%,土地利用结构由湿地、林地主导逐渐过渡到农地为主导类型;（2）该区域生态服务价值由1954年的1 120.81亿元锐减至2009年的390.77亿元,损失率为65.13%。其中,湿地的生态服务价值损失率为90.26%,农地生态服务价值增长为原来的8.26倍;（3）农业开发使得土地生态服务功能内部结构发生变化;（4）由于各县市耕地垦殖状况及气候特征的不同,导致生态服务功能结构、单位面积的生态服务价值及其变化特征存在显著差异。     

黑龙江省农业水土资源匹配格局与区域调控

[目的]揭示黑龙江省市域尺度农业水土资源匹配协调水平及区域差异性,为区域农业水土资源优化配置及农业生产格局提升提供科学指导.[方法]基于2009-2019年黑龙江省13个地市农业水土资源数据,采用基尼系数及农业水土资源匹配系数法,分析农业水土资源空间分布特征及其匹配时空演变格局.依据农业水土资源匹配系数多年平均值划分水...     

21世纪以来三江平原农作物种植结构演化研究

客观分析农作物种植结构演化是优化调整农作物种植结构、推进农业供给侧改革和实现农业现代化的重要基础。基于2000—2015年遥感影像反演数据,利用数理统计分析和GIS空间分析方法,刻画三江平原农作物种植结构时空演变特征及规律。结果表明:1)2000—2015年三江平原大豆与其他作物的种植面积明显减少,而玉米和水稻种植面积显著增加。2)从时序看,15 a间三江平原县域农作物种植结构类型向水稻与玉米等单一化类型演变,且以大豆与其他作物组合型为主导的县域农作物种植结构类型向水稻和玉米组合型转变。3)从空间看,玉米与水稻的单一化类型与组合型主要扩张于东北部河流沿岸及中部地势低平的平原县域,而大豆与其他作物组合型则萎缩至西北和南部地势较高的山地丘陵县域。4)自然环境、社会经济状况、科学技术等因素共同作用推动了三江平原农作物种植面积和种植结构类型时空变化。在国家/区域农业供给侧结构性改革中,三江平原需要调减玉米种植规模,适当调增大豆种植规模,稳定水稻种植规模,形成合理种植结构与布局。     

CO2浓度倍增和土壤盐胁迫对藜麦生理特征及产量的影响

利用可精准调控CO_2浓度的人工气候室,设置2个CO_2浓度(常规组:400μmol/mol和倍增组:800μmol/mol),同时设置2个NaCl胁迫浓度(对照组NaCl浓度为0;盐胁迫组400 mmol/L NaCl),探讨CO_2浓度倍增和土壤盐胁迫对藜麦生长、生理、叶片离子含量、叶片光合特性和内禀水分利用效率的影响。结果表明,在盐胁迫下,CO_2浓度倍增显著提升藜麦光合速率、降低藜麦气孔导度,提高藜麦内禀水分利用效率,从而增加藜麦产量。但是,在CO_2浓度倍增处理下,随着藜麦生长,光合速率提升幅度逐渐缩小,藜麦产生光合适应现象。此外,在盐胁迫下,与CO_2浓度常规组相比,CO_2浓度倍增最终(63d)降低藜麦叶片Na+浓度达42%,增加藜麦叶片K+浓度达26%,有效调控藜麦叶片中离子平衡,表现出明显的吸K+排Na+的现象。同时,CO_2浓度倍增促进藜麦渗透调节,有效调控藜麦叶片水分运动,增加细胞含水率,降低叶片溶质势和水势,提高压力势,维持细胞正常的生理功能。此外,藜麦内禀水分利用效率与藜麦叶水势、溶质势,光合速率和K+浓度呈显著正相关。研究结果有助于深入理解CO_2浓度倍增调控作物耐盐性的生理机制,为应对大气CO_2浓度升高背景下土壤盐碱化问题,维护生态系统稳定性,保障粮食安全提供参考。