基于联立方程组的东北区粮食生产力和耕地变化影响要素分析

东北区是中国粮食主产区,研究其粮食生产力和耕地变化的影响要素对提高粮食生产、保证国家粮食安全具有重要的现实意义。该研究利用土地利用数据、自然环境数据、气象数据、区位和交通数据与社会经济数据,采用联立方程组模型实现了东北区粮食生产力、耕地向建设用地转移及耕地向林/草地转移这3个区域生态过程的内生变量和外生变量之间相互作用关系的定量表达。从人口规模、社会、经济、政策、区位和自然条件等方面进行了定量分析。研究结果表明社会经济因素在较短的时间内对东北区粮食生产力起着显著作用,农业人口增长、生产投入要素的作用也相对显著。在耕地向建设用地转移过程中,人口规模、经济发展、区位条件、坡度及政策是其关键影响因素。耕地向林/草地转移过程主要受农业人口比例、地形坡度、区位和交通条件、政策、气候等关键控制变量的影响。该研究结论将为研究区的土地利用规划和耕地保护政策提供重要的参考信息。     

中国降雨侵蚀力的时空分布及重现期研究

降雨侵蚀力是土壤侵蚀模型USLE的一个重要因子。基于中国中东部水蚀区18个气象站1961(1971)-2000年逐分钟降水数据和全国范围内774个气象站1961-2016年逐日降水数据,采用克里金插值方法,得到全国多年平均年、多年平均24个半月、不同重现期年和次侵蚀力空间分布特征,可满足USLE模型对侵蚀力因子相关参数输入的要求。交叉验证结果表明:以上所有指标的空间插值模型精度较好,模型有效系数NSE不低于0.74,偏差百分比PBIAS低于1%,均方根误差与观测值标准差的比值RSR小于等于0.51。侵蚀力年内变化曲线具有较好的区域相似性,使用K均值聚类分析方法将中国侵蚀力年内变化特征划分为4个区域,每个区域概化出一条侵蚀力年内变化曲线。     

气候情景下典型开垦与退耕区耕地动态变化的定量模拟

全球气候变化是当前关注的热点问题,研究气候情景下中国典型开垦与退耕区耕地动态变化对保障中国粮食安全具有重要意义。该研究以东北地区作为典型区,基于设计的土地利用规划情景和RCPs（representative concentration pathways）气候情景,采用土地利用变化动态（DLS,dynamics of land system）模型模拟了在规划情景和RCPs气候情景下开垦与退耕区2010－2030年耕地的空间分布格局,分析不同耕地类型未来的变化趋势。研究结果表明：规划情景下水田呈持续减少的态势,而旱田在2000－2010年有小幅增长的态势,而后出现大面积减少;AIM（Asia-Pacific integrated model）气候模式情景下旱田增长趋势也较明显,水田则保持小幅减少的态势;MESSAGE（model for energy supply strategy alternatives and their general environmental impact）气候模式情景下,耕地面积呈减少的态势。从不同用地类型之间的转移分析得出,该区域开垦与退耕相逆的现象在未来情景下仍会延续,但是发生的频率却随时间的推移逐渐降低。该研究为开垦与退耕区应对气候变化,合理进行农业规划和耕地保护提供参考。