湖南省农业面源污染时空特征及其与粮食生产的脱钩效应

揭示粮食生产大省农业面源污染时空变化规律及其与粮食生产内在脱钩关系,为农业生产管理提供理论依据。该文以湖南省为研究区,基于农村统计年鉴等数据并选取化肥、牲畜排泄物和农药污染源为研究对象,采用清单分析法评估2007一2019年农业面源污染时空变化特征,并基于脱钩理论揭示粮食生产与农业面源污染的脱钩效应。结果表明:1)研究期内,湖南省农业面源污染物的排放强度持续降低,其中牲畜污染排放强度下降幅度达到35.16%,由2007年的60.21kg/hm^(2)降至2019年的38.04kg/hm^(2),化肥污染排放强度和农药污染排放强度分别下降了6.05%和10.13%,农业面源污染政策管控措施效果明显;2)农药、牲畜污染排放强度呈显著聚集性效应,高排放区主要分布在湘中、湘南及湘东地区,而化肥污染高值区逐渐向湘东地区聚集;3)湖南省农业面源污染治理效果显著,粮食生产与3类污染物排放强度均呈阶段性耦合脱钩特点。最后,本文提出了优化畜禽养殖结构,在保障粮食生产前提下控制化肥施用数量,推广农药减量和虫害防治技术等政策建议。     

基于灰色系统理论的挠力河流域净耕地面积预测

[目的] 研究如何精准提取净耕地利用信息,为农田管理与耕地科学利用提供理论支持。[方法] 基于灰色系统理论提出净耕地预测思路,以典型粮食产区挠力河流域为研究区,在土地利用变更调查数据支持下,运用净耕地系数、突变检测模型、灰色动态模型（GM）等数理模型,提取并验证净耕地（包括旱地和水田）利用信息。[结果] 挠力河流域土地利用斑块面积变化表现出显著的“灰色”特征,对20 hm²等额面积区间的非旱地和非水田斑块面积累加处理,可增强数据列的规律性特征;GM （1,1）灰色系统模型和多项式预测方法均可较为准确地提取非旱地和非水田面积信息。2018年,挠力河流域旱地和水田的净面积分别是1.06×10⁶ hm²和3.87×10⁵ hm²,对应的净系数为97.65%和98.07%。[结论] 耕地斑块面积变化具有灰色特征,可采用灰色系统理论进行净耕地面积预测。     

基于量子遗传投影寻踪的长株潭地区耕地系统安全评价

耕地系统安全评价是改善区域耕地系统安全状态和保障粮食生产安全的重要举措。以长株潭地区为研究区，从耕地数量、质量和生态三者系统性保护的视角，构建耕地系统安全评价指标体系，采用量子遗传算法改进的投影寻踪模型，定量分析耕地系统安全的时空演变特征，识别关键因子。结果表明:研究区各子系统投影值呈“交错递减”状态，耕地系统安全综合投影值波动式降低，由2009年的1.2521减少到2019年的1.2517；2019年，长株潭地区耕地系统安全表现为由中心城区向四周城郊区辐射式提升的空间分异特征；针对不同耕地系统安全等级区，因地制宜提出了调控措施，有利于提升区域耕地系统安全状态；耕地总面积、人均耕地面积、耕地垦殖率、单位耕地面积地膜负荷和污水集中处理率是影响该地区耕地系统安全的关键因子，需积极从保护耕地数量和提高耕地利用管理水平方面维持和改善当地耕地系统安全状态。本研究可为长株潭地区耕地保护及社会经济高质量发展提供理论支撑。