美洲耕地利用格局及其时空变化特征

【目的】耕地时空格局变化特征分析是地表覆盖研究的热点问题之一。美洲作为全球重要的粮食生产区,其耕地数量和分布具有全球性战略地位,科学分析美洲耕地时空格局变化特征、过程和规律为耕地可持续发展提供科学参考。【方法】基于GlobeLand30数据集,运用数理统计和GIS空间分析等方法,系统分析了2000-2010年美洲耕地面积数量变化、空间分布及类型转化特征,并重点分析了亚马逊地区耕地格局变化状况。【结果】2010年美洲耕地总面积为52 875.05×10⁴ hm²;2000-2010年的10年间,美洲耕地总面积总体增加,面积增加约2 128.14×10⁴ hm²,增幅约4.19%。耕地面积增加最大国家为巴西,幅度达到9.51%,位居美洲国家之首,其次为阿根廷;减少最大国家为厄瓜多尔,面积减少101.14×10⁴ hm²。10年间美洲耕地复种指数增加2.42%,变化最为显著国家为巴拉圭、波多黎各。从耕地变化类型看,美洲新增耕地主要来源于林地、草地,而耕地减少主要是由于人造地表的侵占。美国耕地总量最多,但10年间耕地增长率较低,仅为0.08%,绝大部分损失的耕地转为人造地表,由于收获面积的减少导致复种指数减少了0.89%;巴西耕地总量仅次于美国,耕地大幅度增加主要来源于林地和草地,同时复种指数有较大程度提高。亚马逊地区作为美洲重要的生态和农业区域,10年间耕地增长8.41%,耕地增长伴随着森林、草地被大量破坏,尤其在巴西西南和厄瓜多尔表现最为剧烈。【结论】2000-2010年美洲耕地整体上呈现增加态势,国家间耕地利用格局变化差异明显;耕地主要来源于林地、草地和灌木,增长集中在巴西和阿根廷,耕地主要转出为人造地表,集中在美国。作为美洲重要的粮食生产区,亚马逊地区耕地面积和耕地复种指数都提高,两者同步增加一定程度上提高区域或全球粮食产量,但其带来的生态环境效益需要深入关注。     

新疆棉花生产时空格局演变特征分析

【目的】研究新疆棉花生产时空格局变化,分析棉花生产时空变化特征及其影响因素。【方法】选定新疆棉区为研究对象,基于1991～2020年新疆棉花生产的面板数据,以新疆区域及主要产棉市(县)为研究基本单元,采用时间序列与空间相结合,综合运用统计方法分析棉花种植面积、总产量、单产变化,研究新疆棉花生产的时空和区域特征以及各因素对新疆棉花生产的影响。【结果】(1)1990年以来新疆棉花种植面积和总产量年际变化相似,呈现2个阶段：波动中递增时期(1993～2010年),跳跃式增长时期(2010～2020年),期间北疆和南疆棉区持续增加而东疆棉区有所下降趋势,空间上呈现“东减南增北平稳”趋势。(2)近30年新疆棉花单产显著增加,由0.81×10³ kg/hm²增加到2020年1.85×10³ kg/hm²,较同期增加近1.28倍,平均每年增产34.66 kg/hm²,增长速度较快。(3)全疆棉花总产量变化总体上以面积贡献为主,其次单位面积,互作主导为最低,新疆棉花的生产优势产域为南疆。【结论...     

不同种植密度对花生主要性状及产量的影响

【目的】研究不同密度处理下对花生农艺性状及产量的影响,分析密度与产量的最佳配置。【方法】选取3种花育系列花生品种(花育25号、花育33号和花育36号),设置4个种植密度水平(1.2×10⁵、1.5×10⁵、1.8×10⁵和2.1×10⁵穴/hm²)处理进行列区设计试验,测定不同种植密度下各花生品种的主茎高、侧枝长等主要农艺性状以及产量,筛选最佳种植密度。【结果】密度为1.2×10⁵~1.5×10⁵穴/hm²主茎高要显著大于密度为1.8×10⁵~2.1×10⁵穴/hm²;密度处理为1.5×10⁵穴/hm²的侧枝长比其他处理显著高出1~6.8 cm;单株果数和饱果数均在低密度下最大,随密度的增大而减小;种植密度对总分枝和结果枝影响差异不显著;花育33号在种植密度为1.5×10⁵穴/hm²时产量为最大,为4 555.58 kg/hm²,其次是花育36号、密度为1.8×10⁵穴/hm²处理,第三是花育25号、密度为1.5×10⁵穴/hm²处理。【结论】花育系列花生品种种植密度为1.5×10⁵~1.8×10⁵穴/hm²。     

不同管理方式荔枝遥感监测与空间变化研究

【目的】荔枝作为常绿果树,存在缺乏管理而沦为绿化树现象。准确了解和掌握荔枝种植区域的空间分布及空间变迁趋势,对荔枝产业空间布局优化、标准化管理等具有重要意义。【方法】以广州市增城区荔枝种植区域为例,利用遥感技术,对2015、2019年两期遥感影像进行目视解译,判断有人管理与无人管理荔枝种植区域的空间变化特征,借助重心迁移模型和破碎度指数定量分析荔枝时空变化程度。【结果】遥感解译总体精度较高,达到86.54%。增城区荔枝种植面积减少67.69 hm²,其中,有人管理荔枝种植面积减少127.28 hm²,无人管理荔枝种植面积增加59.59 hm²。荔枝种植区域重心逐渐远离城镇,整体向东迁移45.14 m、向北迁移107.01 m,其中有人管理荔枝种植区域向西北迁移,无人管理荔枝种植区域向西南迁移。荔枝种植区域的破碎度指数从2015年的0.0407增加至2019年的0.0413,空间分布呈现逐渐分散格局;但有人管理荔枝种植区域的破碎度指数从0.0244降低至0.0238,空间上呈现聚集状态。【结论】利用遥感技术可以精准快速识别...     

密度对不同株型春大豆品种花荚形成和产量的影响

【目的】研究分枝型春大豆品种花荚形成及产量对密度响应及其与主茎型品种的差异。【方法】2020年在田间分析4个种植密度42.0×10⁴株/hm²(D₁)、32.0×10⁴株/hm²(D₂)、27.0×10⁴株/hm²(D₃)、22.0×10⁴株/hm²(D₄)对绥农52(分枝型)、新大豆27号(独秆型)花荚形成及产量的影响。【结果】绥农52、新大豆27号单株开花数D₁较D₄分别减少42.04%(其中,主茎、分枝花数分别减少9.78%、80.59%)、18.81%,绥农52主要是主茎中、上部节花数和基部第一、二分枝花数减少的结果,新大豆27号主要减少植株中、下部节开花数,开花期提前结束;单位面积总花数D₁较D₄分别增加6.60%(其中,主茎花数...     

荒漠绿洲区“三生空间”用地与生态系统服务价值的动态变化

[目的]研究乌鲁木齐市“三生空间”用地与生态系统服务价值(ESV)的动态变化。[方法]基于乌鲁木齐市1990、2005和2018年3期遥感解译数据，建立“三生空间”分类体系，从面积与功能值方面进行分析，再利用基尼系数、空间异质系数、社会经济调整系数、资源稀缺系数构建适用于研究区的ESV模型，分析乌鲁木齐市1990—2018年“三生空间”及ESV的时空动态变化。[结果]1990—2018年生产空间面积表现为先增长后减少的态势，累计减少16.62 hm²;生活空间面积呈不断增长趋势，主要源于生产空间优质耕地的转移；生态空间面积呈不断减少的趋势，29年间共减少了396.65 hm²。生产空间功能总值处于增长的状态，变化幅度小，增幅17.38%;生活空间功能总值呈不断增长的趋势，2018年的功能总值是1990年的2.8倍；而生态空间功能总值为减少状态，减幅4.04%。乌鲁木齐市生产空间1990—2005年分布差距大，2018年才得以改善；生活空间分布差距悬殊；生态空间分布绝对均衡。29年间乌鲁木齐市ESV呈显著时空变化，草地、冰川雪地等高生态价值区域...     

种植密度对76 cm等行距机采棉冠层结构、冠层温湿度及产量的影响

【目的】筛选出适宜76 cm等行距种植的机采棉最适宜种植密度。【方法】2020年4～10月采用76 cm等行距地膜种植,设置9×10⁴株/hm²(A)、12×10⁴株/hm²(B)、15×10⁴株/hm²(C)、18×10⁴株/hm²(D)、21×10⁴株/hm²(E)5个种植密度进行田间试验,测定叶面积指数(LAI)、叶倾角(MLA)、冠层开度(DIFN)、光截获率(PAR)、冠层温度、湿度、产量等指标,研究不同种植密度对棉花冠层结构、冠层温湿度及产量的影响。【结果】各处理棉花叶面积指数和叶倾角均随种植密度的增加而增加,呈现现为E>D>C>B>A,冠层开度则基本呈现出A>B>C>D>E;各处理的光截获率在空间上基本上呈现出“V”型变化趋势,且密度越大,冠层内平均温度越低、平均湿度越高。当处理水平为15×10^4<...     

广西南宁市县域化肥施用碳足迹及其减排潜力

【目的】分析广西南宁市县域的化肥碳足迹和碳减排潜力,为广西乃至全国制定差别化农业低碳政策和可行路径提供参考依据。【方法】基于生命周期理论,借鉴化肥碳足迹计算模型测算2005—2019年广西南宁市县域(武鸣区、隆安县、马山县、上林县、宾阳县和横州市)的化肥碳足迹和碳负荷,利用碳减排潜力模型分析科学施肥条件下广西南宁市县域的化肥碳减排潜力。【结果】广西南宁市县域的化肥碳足迹在2005—2019年间呈单峰变化,在2017年达峰值(74.54×10⁴ t CO₂eq),但2019年降至61.70×10⁴ t CO₂eq,下降17.23%,氮肥使用是化肥碳足迹增加的最主要原因;在6个县(区、市)中,武鸣区的化肥碳足迹最高,但土壤碳固存最大的区域也是武鸣区。2019年广西南宁市县域的化肥碳足迹普遍较低,平均为10.28×10⁴ t CO₂eq,但武鸣区、隆安县和宾阳县的化肥碳足迹较高,分别为31.48×10⁴、9.26×10⁴     

密度和灌溉定额对76 cm等行距棉田土壤硝态氮分布和氮素利用的影响

【目的】研究76 cm等行距机采棉种植模式下,土壤硝态氮分布和氮素利用对密度和灌溉定额调控的响应机制,为优化76 cm等行距机采棉栽培模式提供理论依据。【方法】在大田试验基础上,设置3个种植密度(低密度M₁,13.5×10⁴株/hm²;中密度M₂,18×10⁴株/hm²;高密度M₃,22.5×10⁴株/hm²)和灌溉定额[重度亏缺W₁(50%ET_C),3 150 m³/hm²;轻度亏缺W₂(75%ET_C),4 050 m³/hm²;充分灌溉W₃(100%ET_C),4 980 m³/hm²]。研究其对76 cm等行距机采棉田土壤无机氮...     

棉花1膜3行模式下密度和缩节胺用量优化组合

【目的】研究棉花1膜3行种植模式下,密度与缩节胺用量对棉花生长发育及产量的影响及互作效应,分析此模式下棉花植密度和缩节胺优化组合,为该技术在生产上推广应用提供依据。【方法】棉花1模3行模式下,采用裂区设计,密度为主处理,设置3个水平,分别为9.4×10⁴ 、14.1×10⁴和18.8×10⁴株/hm²;缩节胺用量为副处理,也设置3个水平,90、180和270 g/hm²,研究两因素作用下,棉花生长发育及产量的变化。【结果】株高与密度呈正相关,而与缩节胺的用量呈负相关;棉株茎粗与密度呈负相关,与缩节胺的用量呈正相关;籽棉产量随密度与缩节胺用量的增加呈先增后减趋势。【结论】棉花种植密度在14.1×10⁴株/hm²,缩节胺180 g/hm²时,最有利于棉花的生长发育及产量的形成。     

典型岩溶区土壤颜色空间自相关和空间分布研究

基于自定义的土壤颜色量化方法,运用地统计学与GIS技术,将室内布点和实地监测相结合,对果化示范区土壤颜色的空间自相关和空间分布进行了研究。结果表明,果化示范区土壤颜色的空间分布存在正向的全局空间自相关,空间自相关尺度为2 200 m。土壤颜色的空间样点呈现出平行线型的空间分布格局,土壤颜色的空间结构在1~2 200 m区间内为空间集聚,在2 200~2 800 m区间内为空间孤立。示范区棕色土壤广泛分布,黄棕色和黄褐色土壤仅呈小块状的零星分布。     

基于探索性空间数据分析的贵州省耕地质量空间差异

为贵州耕地质量空间分布的合理判断及耕地质量保护提供科学依据,依托GIS空间分析技术,基于贵州省1989—2010年耕地数据,应用探索性空间数据分析(ESDA)方法对全省耕地质量进行空间全局和局域Global Moran’s I分析,以探明全省耕地质量空间差异分布规律及特征。结果表明:通过全局空间自相关分析,贵州省总体上在1989—2010年优等地表现出较为显著的空间差异,高等地、中等地和低等地的空间差异较小;通过局域空间自相关分析,贵州省大部分区县耕地质量都表现为正的空间相关性,HH类型在毕节地区和遵义地区表现最为活跃,HL类型表现不显著,毕节的优等地及贵阳、贵定、凯里的高等地有此类型;LH类型分布较广且比较分散,主要分布于六盘水等地区,贵州的东部、中部、东北方向、东南方向及西南方向有此类型,全省耕地质量在局域空间自相关上存在一定的空间差异性。     

基于空间数据仓库的农业大数据研究

农业大数据能从海量的农业数据中寻找和挖掘有价值的数据以及隐藏的信息,准确把握数据之间的内在联系和规律,是发展现代农业的重要推动力。空间性是农业数据的重要特征之一,将空间数据仓库的理论和技术运用到农业大数据中是发展农业大数据的关键。空间数据仓库是数据仓库技术在空间领域的延伸,它能有效地存储、组织和管理农业空间数据,实现农业异质数据转换、集成与调度,并为农业数据分析提供支撑环境。讨论分析了农业大数据的体系结构,并利用空间数据仓库在空间数据处理上的优势,结合空间数据挖掘的理论知识,从数据采集、数据集成处理、数据分析和数据应用4方面对农业大数据进行了全面的研究和分析,最后针对我国农业大数据的研究现状提出了一些建议和思考。     

基于空间数据挖掘的重庆土地集约利用空间分异分析

运用主成分分析法和空间聚类方法对重庆市的城市土地集约利用情况进行了测度和评价,将重庆土地集约利用水平分为4级.总结出重庆市土地利用集约度空间分异特点为中心向外围递减的圈层式空间分异结构.最后分析了重庆城市空间发展存在的问题,并提出了相关优化策略,以便更好地提高城市土地利用集约度,探寻更优的城市空间架构.     

福州市人口分布的空间自相关分析

空间自相关分析是一种空间统计的方法,可以揭示区域变量的空间结构形态。基于此方法,利用2004年福州市各乡镇、街道人口数据,对福州市人口全局和局部空间相关性进行了实证分析。结果表明,福州市人口全局Moran’sI指数为0.409 3,达到显著正相关,呈现明显的全局空间集聚现象;福州市人口分布的局部空间集聚现象亦十分显著,"高-高"关联的乡镇集中分布在福州市中心城区和福清市,"低-低"关联的乡镇则分布于离中心城市较远的区域;总体上,人口分布呈正关联的乡镇数量明显高于呈负关联的数量。     

基于局域空间自相关的吉林省耕地质量空间分布分析

将耕地质量评价的自然等、利用等和经济等作为耕地质量图斑的空间属性,应用局域空间自相关分析方法,对耕地质量空间分布格局进行分析,探讨吉林省耕地质量的空间分布特征,并对耕地质量评价结果的合理性进行探讨。结果表明,吉林省耕地质量整体上表现出显著的聚集性;HH型和LL型表现为正相关的聚集分布;HL型和LH型为负相关的零星分布。最终通过对各种类型的分布特征分析耕地质量评价结果的合理性,为耕地质量评价更新和后续管理提供支持。     

基于GIS的大比例尺度土壤空间变异特性与插值方法

为了提高土壤信息特征的空间分布精度,推动土壤的定量化研究及精准农业的实施,为提高大比例尺度土壤信息特征的空间分布精度提供技术支持.利用地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤养分的空间变异特性进行了分析和比较,根据旱地和水田中各土壤养分元素的不同空间变异特性选出最优插值方法.结果表明:试验区水田、旱地的有效磷块金值与基台值比值分别为0.802 7和0.749 9,空间变异相关性很弱,其他养分指标的块金值与基台值比值在0.444 1～0.684 8,具有中等的空间相关性;大比例尺度下水田与旱地的最优插值方法均为普通克里格法.     

云南水稻水分敏感指标空间变异规律研究

 利用云南水稻多年平均水分敏感指标数据,以地统计学作为理论工具，在地理信息系统软件平台上，对云南水稻水分敏感指标进行了空间变异规律分析，并优选出插值模型。研究表明：云南水稻多年平均水分敏感指标变异函数以普通克里金球状模型拟合最优、80.5度方向变程最大、插值模型以普通克里金球状模型插值精度较高。     

河南省城市化空间差异及其影响因子分析

运用因子分析法对2009年河南省18个地级市城市化发展水平进行测度,在此基础上采用全局和局域空间关联分析法对河南省城市化发展的空间分异规律进行分析,并探讨其主要影响因子.研究表明:①2009年河南省区域城市化发展水平差异显著,整体上呈西北向东南递减的趋势;②河南省城市化水平全局Moran’s I值为0.3695,整体上呈显著的正相关性,在空间上具有较强的集聚性和依赖性;③局域空间关联分析显示河南省城市化发展水平存在局部空间集聚现象,而大部分地区空间关联性并不显著;④河南省城市化空间差异的主要驱动因子有经济发展因子、社会发展因子、基础设施因子、城市扩张因子和非农化因子.     

江苏省耕地空间分布与变化研究

揭示耕地空间分布与变化规律,可为制定合理有效的耕地保护和区域发展政策提供依据.以往关于耕地空间分布与变化研究大多以单元间相互独立为假设条件,忽视单元之间相关性,这可能致使结果不能客观揭示耕地空间分布与变化特征.本文构建耕地指数与耕地变化指数,借助空间自相关与重心分析模型,对江苏省1980-2009年耕地空间分布与变化进行分析.研究结果表明:江苏省耕地空间分布与变化表现出严重不均衡,2009年耕地稀疏区与减少区主要分布在苏锡常,耕地集聚区、增加区和基本稳定区主要分布在苏中与苏北;耕地空间分布与变化具有空间自相关现象,2009年江苏耕地分布形成包括苏州、无锡市区在内的低—低相关区和沭阳、涟水在内的高—高相关区相对应的空间分布格局,2000-2009年耕地变化的低—低相关区包括苏州全部县(市),高—高相关区包括盐城中东部与宝应县、兴化市;相比1980年,2009年耕地分布重心向东北方偏移.