耕地利用视角下全国粮食生产时空特征演变

为综合考虑耕地数量及各项因素对粮食生产的影响,基于对数平均迪式分解方法(LMDI)将影响粮食产量的因素分解为耕地面积、复种指数、种植结构和粮食单产四大因素,研究1996—2016年其对全国粮食产量变化的作用机制。结果表明:1)我国耕地数量持续减少,空间上呈现南部地区减少、北部地区增加的趋势,导致全国粮食产能重心北移。2)粮食单产、复种指数这些技术因素均是促进因素,其中单产提高对总产量提升贡献最大;期间耕地面积下降与种植结构调整则是粮食产量的抑制因素。研究认为,城市化过程中耕地面积减少不可避免,保证粮食安全不但需要严格保护耕地,而且必须强化"藏粮于技"战略实施,不断提高粮食单产与复种指数,以稳定与优化粮食生产。     

基于NDVI遥感反演的半干旱沙区耕地地表温度异质性研究

土地荒漠化是半干旱沙区突出的生态环境问题,土地利用是导致该区域土地荒漠化的主要原因,在荒漠化呈整体逆转、局部扩张的背景下,基于地块尺度研究半干旱沙区耕地利用特征,对进一步防治荒漠化、实现生态恢复具有重要意义。本文利用遥感反演的地表温度,分析耕地地块的地表温度特征,并分析形成该特征的原因。结果表明,耕地地表温度总体分布范围较大;在耕地地块温差方面,地块温差较大,遥感影像的行编号条带号为030/120部分的耕地地块温差在0～10 K之间,行编号条带号为030/119部分的耕地地块温差在0～11 K之间,且地块温差大的耕地面积所占比例大;耕地地块边缘的地表平均温度高于地块平均温度。科左后旗自然降水量的空间分异使得耕地地表温度范围较大。坨甸微地形导致自然降水重新分配和耕地地块存在一定高差造成耕地地块温差较大。微地形条件、土壤质量及农业管理措施共同导致了耕地地块边缘的地表温度较高。基于以上研究结果,认为在半干旱沙区进行耕地质量评价时,评价单元的确定宜采用网格法;建议对耕地地块边缘的耕地进行退耕,以进一步防治土地荒漠化和恢复生态。     

精准扶贫背景下云南少数民族山区农村居民点空间格局演变

为合理确定山区农村居民点的优化布局方向,科学指导山区农村居民点土地整治和新农村建设,该文以2018年脱贫的原国家级贫困县云南省寻甸回族彝族自治县为研究区,综合运用遥感解译、GIS分析、景观形状指数模型等方法,从空间、规模与形态等方面研究2001-2017年农村居民点的演变特征及其影响因素。研究表明:1)在规模形态方面,农村居民点的演变主要表现为:整体规模扩展显著,景观形状趋于规则,平均斑块规模增大;2)在空间分布方面,农村居民点向地形条件优越地区集聚的特征愈发明显。核密度和聚类检验的分析结果表明,农村居民点斑块规模空间分异明显,分布形态由小规模分散式逐渐向大规模集聚式发展;3)自然地理因素是影响山区农村居民点分布格局的基本因素,而社会经济因素、区位因素以及政策因素是促使其空间分布变化的重要因素。该研究可对地质灾害频发的西南边疆贫困山区的农村的脱贫攻坚工作提供一定的实践指导作用,并为其农村居民点空间布局优化提供科学的理论依据。     

基于养分平衡的北京市人口-土地-环境问题探讨

人口集聚于城市,大量食物输入的同时,代谢物也不断产生,消纳不充分或不及时就会累积并产生环境污染的隐患。该文以北京市平原区为例,利用遥感技术分析2004—2014年间研究区土地利用结构变化;基于养分平衡原理,估算、比较人口与耕地变化对城市养分排放和吸纳能力的影响;使用景观形状指数度量城市建设用地与外界环境的接触面变化情况。结果表明:1)研究期内因人口增加、食物输入导致人类排泄物及其氮(N)、磷(P)、钾(K)养分增加约0.34×10~5 t,经污水处理后所得污泥中氮磷钾养分增加约282.17 t;2)耕地数量的减少使城市对养分吸纳能力下降约1.17×10~5 t;3)建设用地形状指数由1.48下降至1.37,接触界面的减小使城市代谢物疏散效率下降。研究认为:人口增长-食物消费提高-人类粪尿增加与耕地减少-建设用地界面减小-养分消纳能力降低的"此消彼长"态势无形中造成城市养分富集,增加了对区域水环境污染的风险,而城市结构无法重构,应积极谋求养分的内部消纳。基于北京市农田化肥依赖性强、林地增加的现状,该文建议北京市积极推广粪便处理残渣还田、再生水城市绿化灌溉利用,通过耕地与林地植被消纳新增的养分。     

清蒸大黄的炮制及其五种游离蒽醌的含量测定分析

采用HPLC法测定清蒸大黄中的5种游离蒽醌的含量。色谱柱为Thermo BDS HYPERSII C18柱(4.6 mm×250 mm,5μm),以甲醇-0.1%磷酸(76∶24)水溶液为流动相,检测波长为254 nm,流速1.0 mL/min,柱温30℃,进样量10μL。结果表明,芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚分别在0.0207～0.4140μg (R~2=0.9999)、0.1721～3.4420μg (R~2=0.9996)、0.0203～0.4060μg (R~2=0.999 9)、0.1480～2.9600μg(R~2=0.999 8)、0.1640～3.2800μg(R~2=0.999 3)的线性范围内呈良好线性关系,说明该方法可作为大黄及其不同炮制品的质量控制方法。     

川西平原全域土地综合整治前后耕地变化及其效益评价

为研究川西平原全域土地综合整治实施后耕地变化及效益评价体系,以川西平原冉义镇全域土地综合整治为例,在实地调研和充分收集研究区基本资料的基础上,构建川西平原土地综合整治效果评价逻辑框架,运用ArcGIS空间分析软件测算冉义镇土地综合整治前后耕地的面积、形态、分布特征的变化,并从土地流转及生产效率、农户经营收入、农村剩余劳动力转移就业和促进城市化发展等角度探究冉义镇全域土地综合整治模式的效果。结果表明:1)通过土地综合整治,冉义镇耕地总面积增加14.60%,耕地斑块数却骤降64.21%,平均斑块面积和集中连片性均增加,正方像元指数从0.08减少到0.03,形状趋于规则;2)增加耕地的主要来源是农村宅基地与其周围林地组成的"林盘",随着"林盘"的大量减少,林地在城乡建设用地中面积比例由51.82%下降至17.72%;3)农业机械化耕种率和土地规模经营率显著提高,能够有效避免零散耕地被边际化的现象发生;4)冉义镇土地综合整治项目提高了耕地利用效率以及农民收入水平,同时促进了农村劳动力转移以及当地城镇化水平的提高,具有良好的社会经济效益;5)土地综合整治项目的实施要因地制宜,应当重点考虑区域自然资源禀赋条件以及社会经济发展状况。     

北京平原区粮菜林三地类时空转变特征

该文利用遥感与地理信息系统技术研究北京平原区农用地内部粮田、菜地和林地三大类农地利用类型的变化。结果表明:2004年至2014年这10 a间,粮田转变为林地与菜地是北京平原区农地利用变化主流。粮田转变为林地面积是969.97 km~2,其土地利用变化重要性指数高达72.11%,在各类农地利用变化类型中居首。而粮田转为菜地则主要是粮田转变为设施菜地,10 a间粮田转变为设施菜地面积是163.53 km~2,其土地利用变化重要性指数为12.16%,在各类农地利用变化类型中居次;同时,10 a间北京平原区农地利用变化存在空间分异特征。主城近郊区与远郊平原区农地利用变化主要是粮田转为林地,两大分区中该变化类型土地利用变化重要性指数分别为84.18%、76.21%,明显高于其他农地利用变化类型土地利用变化重要性指数。在城市新区,粮田则分别转为林地与设施菜地;10 a间北京平原区农地利用空间分布均具有圈层特征,由近郊向远郊,农地内部结构都呈现林地为主类型,到粮田、菜地与林地混合利用类型,再到粮田与林地组合利用类型的空间格局。而10 a间随着主城区的外扩,上述农地利用圈层特征出现了由近郊向远郊外移、且林地与蔬菜面积占比增加的现象。研究认为:农地内部粮、菜、林3地类的转变和农地利用圈层外移是农户追求经济效益最大化与政府为改善生态环境所致;而改善生态不应以牺牲粮田为代价,应充分利用粮田的生态系统服务功能以实现生态绿化目的。     

山区土地利用变化强度与稳定性诊断研究——以福建省德化县为例

为剖析山区土地利用变化特征,合理利用和保护土地资源,本研究以高城镇化率山区福建省德化县为例,利用遥感解译与多层面土地利用变化强度分析,多尺度识别1986年、2001年、2020年3个时期土地利用变化强度与稳定性,探索变化规律及驱动机理。结果表明：1）城镇化中前期（1986—2001年）的土地利用总变化强度大于中后期（2001—2020年）,且从谷地到低山再到中山变化强度逐渐减小。2）建设用地、水域、裸地、草地的变化较为活跃,耕地的转出具有活跃性而转入具有惰性,林地的变化呈现相对稳定状态,且各地类转入转出强度会受地形影响。3）“草地-林地”转换过程表现为稳定且系统的倾向性转换;建设用地占用耕地、裸地、水域表现为系统的倾向性;转移面积大的土地变化模式并非一定表现为稳定性或系统性的变化“;林地-建设用地”、“草地-林地”等土地转换模式会受到地形影响。4）城镇化进程与地区发展策略是影响土地利用变化倾向与速度的关键因素。因此,未来山区耕地布局需要顺应社会发展和人口分布,耕地进出平衡应秉持有破有立的辩证思维,而城乡建设用地增减挂钩则应树立“人地挂钩”的用地理念。     

基于遥感和GIS的平原和山区贫困县农村耕地利用演变对比

厘清耕地在不同地形环境下的利用情况与变化规律是实现农业现代化管理与脱贫攻坚的前提。结合遥感和GIS技术,该文对比了平原区贫困县(科尔沁左翼后旗)和山区贫困县(酉阳县)农村耕地数量、质量、分布与种植结构的演变差异。结果表明:1)平原县人均耕地数量远高于山区县,山区县耕地减少,但平原县耕地不降反增。2)平原县耕地质量较低,劣质耕地数量变化剧烈,山区县耕地质量略高,减少的耕地以中低质量为主。3)空间分布上耕地均呈集聚式发展,平原县耕作半径大于山区县,且向外扩张,山区县则向内收缩;平原县耕地斑块数和最大斑块指数持续增大,而山区县斑块数骤减且最大斑块略有增加;平原县平均斑块面积远大于山区县,研究期内均有不同程度地提高;平原县耕地面积加权平均斑块分维数提高,山区县则降低;平原县耕地优势分布在低地形位区,且变化不显著,山区县则优势分布在中低梯度区,且优势度增加。4)平原县普遍种植粮食作物,山区县以粮食作物为主,但经济作物占比较大且逐年增加。研究认为,地形与耕地资源禀赋的差异造成生产要素比较优势不同,进而耕地利用与农业生产模式不同,在社会经济和政策制度的驱使下,两县耕地利用朝着不同方向发展。