县域尺度耕地生产能力的空间变异

研究河北省雄县耕地生产能力空间变异性特征及其主控因素,为黑龙港典型区耕地质量等级与生产能力提升及可持续利用提供指导。该文在分析县域和景观尺度耕地生产能力变异性特征的基础上,引用分类回归树模型探讨耕地自然属性因素和耕地管理因素对不同尺度耕地生产能力的影响。结果表明：县域尺度上耕地生产能力差异显著,呈现出西南部和东部高,东南部和中西部低的空间分布格局。5种景观尺度上耕地生产能力由高到低依次为：轻壤蒙金型小二坡地＞轻壤均质型小二坡地>黏壤均质型小低平地>砂壤蒙金型准缓岗>砂壤均质型准缓岗;耕地管理因素较耕地自然属性因素更能解释县域耕地生产能力空间变异性,主控因素依次是灌溉保证率、氮肥施用量、耕地速效氮和耕地有机质,贡献率总计51%。耕地自然属性因素是不同景观尺度间的主控因素,依次为阳离子交换量、有机质、速效钾和速效氮含量,贡献率总计55%;不同景观尺度上耕地生产能力主要受耕地管理因素所主控。因此,要想维持区域高水平耕地生产能力应注意调整耕地管理措施,包括节约集约用水,控制氮肥施用量（不宜超过240.34 kg/hm2）和加强耕地培肥管理。     

长江经济带耕地集约利用多尺度时空特征与影响因素分析

科学分析区域耕地集约利用时空分异及影响因素,对于促进耕地资源集约潜力挖掘和高效利用具有重要现实意义。以长江经济带作为研究案例地,从投入强度、利用强度、产出效率及持续状况等维度上构建耕地集约利用评价指标体系,运用投影寻踪模型定量测度1978—2016年长江经济带耕地集约利用水平;基于流域、省域、市域多尺度视角,通过变异系数、ESDA、GIS模型,探究长江经济带耕地集约利用多尺度时空分异格局;运用地理探测器模型揭示长江经济带耕地集约利用分异的影响机制。结果表明:1)1978年以来流域尺度上长江经济带耕地集约利用水平表现提升态势,但演化过程中呈现"东高西低"差异特征;省域、市域尺度上长江经济带耕地集约利用呈现空间集聚特征,并且尺度越小空间集聚越显著。2)研究期间省域、市域尺度空间关联类型均以正向相关为主,且市域尺度上长江经济带耕地集约利用存在空间集聚"俱乐部趋同"现象,表现为H-H(high-high)型主要集聚在上海及苏南地区,并逐渐向绍杭、皖江地区演化;而L-L(low-low)型主要集聚在川西高原区。3)自然因素、人口增长、经济社会发展及制度政策可有效解释长江经济带耕地集约利用时空分异,其中人口因素、经济社会因素对耕地集约利用分异影响显著,而政策因素呈现较强驱动效应。4)最后从开展土地综合整治、加大要素投入力度、优化调整耕地结构、推进农业科技创新等方面提出促进长江经济带耕地集约利用提升政策建议。     

褐土耕地肥力质量与作物产量的变化及影响因素分析

对26个20多年长期定位试验的褐土土壤肥力质量和产量变化进行了分析。结果表明,从1986年到2006年,褐土区土壤有机质含量由11.50 g/kg上升到15.75 g/kg; 全氮由0.73 g/kg上升到1.07 g/kg; 碱解氮含量由73.5 mg/kg 上升到94.6 mg/kg,20年增加了21.1 mg/kg; 有效磷含量1998～2006年增加幅度较大,由18.1 mg/kg上升到28.7 mg/kg,年增加1.3 mg/kg; 速效钾含量也随时间呈一定的增加趋势。总之,褐土肥力总体呈稳中有升的趋势。土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量的上升趋势较土壤速效钾明显,土壤酸碱度保持基本稳定,作物产量也呈现了一定上升趋势。     

陕西省耕地生产能力的时空分布

为了明确陕西省耕地生产能力的现状,该文利用2008-2010年陕西省各县平均粮食产量数据,结合GIS分析描述陕西省各县耕地实际利用强度、理论利用强度、耕地可实现增产潜力和理论增产潜力及其空间分布变化规律;利用1978-2008年陕西省粮食产量和消费数据计算耕地压力指数的时序变化规律。结果表明:耕地实际利用强度较小地区集中在陕北中部、关中西部,这些地区提高利用强度空间较大,是生产技术投入和劳动力投入的主要区域;耕地理论利用强度呈现出中西部地区高,北部和东南部地区低的分布规律;耕地压力指数时序表明陕西省自1978年以来,耕地压力年级间波动较大,近几年由于科技进步和政策导向致使耕地压力减小,耕地保护与耕地占用之间矛盾缓和;可实现增产潜力较大区域分布于陕北中部和关中西部,而陕南大部分地区可实现增产潜力较小,陕北北部和关中北部可实现生产潜力居中;耕地理论增产潜力呈东南部高,西北部低的空间分布规律,该文为陕西省耕地利用规划、土地整理和粮食安全提供科学依据。     

县市级尺度土地利用与土地覆盖变化初步研究——以江苏昆山市为例

在分析县市级尺度土地利用与土地覆盖变化(LUCC)研究的重要性的基础上，以江苏省昆山市为例，根据其1994—2000年土地利用详查及变更资料，从土地利用现状入手，分析其土地利用的现状特征。并采用土地利用程度、土地利用变化和景观学的空间格局的相关指数等具体指标，对昆山市的土地利用现状及其变化进行了定量分析。最后根据分析结果给出了相关的结论。     

经济快速发展地区耕地生产能力空间格局

为准确把握区域经济快速发展地区耕地生产能力空间格局,基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,建立耕地生产能力核算模型,在此基础上分析3个层次产能（理论产能、可实现产能和实际产能）的空间分布得到：较高的理论单产和可实现单产主要分布在以唐山市为中心向四周延伸的各个乡镇;而较高的实际单产主要分布在唐山市南部地区和东北部地区的乡镇;处在北部山地丘陵区的迁西县和迁安市等地区的一些乡镇的3个层次的产能单产都比较低;以唐山市为中心的西部和东部及东南部地区的一些乡镇的3个层次产能的总产都比较高,北部的山地丘陵区的产能总产比     

县市级尺度土地利用与土地覆盖变化初步研究——以江苏昆山市为例

在分析县市级尺度土地利用与土地覆盖变化(LUCC)研究的重要性的基础上,以江苏省昆山市为例,根据其1994~2000年土地利用详查及变更资料,从土地利用现状入手,分析其土地利用的现状特征。并采用土地利用程度、土地利用变化和景观学的空间格局的相关指数等具体指标,对昆山市的土地利用现状及其变化进行了定量分析。最后根据分析结果给出了相关的结论。     

黑土区田块尺度耕地质量遥感监测与评价

为了实现对田块尺度耕地质量的高空间分辨率监测与评价,本文以黑龙江省海伦东兴合作社为研究区,以多源遥感影像为基础获取以像元为单元的田块尺度的耕地质量信息,综合考虑当地耕地特点构建耕地质量评价指标体系,用主成分分析法确定各评价指标的权重,进行质量评价并将评价结果与干重(作物生物量)进行比较,探究利用遥感手段监测和评价田块尺度耕地质量的可行性。研究表明:利用遥感影像提取相应指数可以表征对应指标信息;在两期影像的基础上考虑地形因子进行土壤有机质(SOM)反演的精度较高;依据遥感影像进行评价得到的耕地质量结果与作物生物量相关系数为0.685,达极显著相关;借助多源遥感数据,将耕地质量差异精确到像元级,有利于实现田块尺度的耕地质量的定量评价。本研究成果可为耕地资源高效利用与管理、提高农田水肥利用效率提供参考。     

县级尺度土地利用结构特征定量分析

基于土地利用数量和空间结构内涵理解,选取相关定量指标组合并结合GIS技术,以安徽省含山县为例,利用其2002年土地变更数据和2000年1︰50000土地利用现状图,探讨县级尺度土地利用结构特征定量分析方法。研究表明：定量分析结果与县域实际相一致,所选取的定量指标能够充分发挥各自作用,尤其是在表征数量结构总体特征上,多样化指数、集中化指数、洛伦兹曲线和组合系数4个指标之间优势互补,相互验证,最为显著,这说明定量分析具有可行性,其关键在于合理地选取具有明确意义的定量指标组合,包括指标选取以及各指标之间的优化组合。全县土地利用结构总体特征可概括为：以耕地－林地－未利用地－水域为组合类型,以耕地和林地为景观基质,土地利用程度不高,以农用地为主,县域地形地貌格局是土地利用结构形成的自然基础,单位面积土地GDP、人口密度与土地利用程度、建设用地区位优势在一定程度上呈正相关。该研究可为县级,尤其是类似地区土地利用结构特征定量分析提供借鉴和参考。     

中国粮食主产区耕地生产能力空间分布特征

核算区域耕地资源生产能力,揭示耕地生产能力层次差异,分析耕地资源生产潜力的空间分布特征,对于科学确定区域耕地利用与保护对策,特别是支撑区域土地整治以及高标准农田建设,保障国家耕地资源安全战略具有重要意义。该文以中国粮食主产区(黑龙江省、吉林省、辽宁省、河北省、山东省、江苏省6省)乡镇尺度的耕地资源生产能力核算数据为基础,核算了粮食主产区理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力差值以及生产能力特征,并分析了耕地生产能力在省级及二级区尺度上的分布特征,揭示了耕地区县级利用强度与利用潜力。研究结果表明:中国粮食主产区(6省)的耕地理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力分别为5.12、4.03和3.28亿t。江苏省的江淮平原区理论单产、可实现单产和实际单产均最高,黑龙江省的大小兴安岭山地区理论单产最低,河北省的后山坝上高原区可实现单产、实际单产最低。河北平原区及山东省理论利用潜力明显高于其他地区。耕地资源理论生产能力较高表明通过实施高标准农田建设,粮食主产区增产潜力巨大;而6省区可实现利用潜力普遍较低,表明通过政策提升耕地生产能力的空间有限。该文为粮食主产区耕地资源数量、生产能力并重管理提供了决策依据。     

县域耕地的样地法评价

该文首先进行了县域耕地样地法评价的方案设计,该方法的核心是在耕地质量分计算中,将评价单元的特征与设置与评价区域内的标准样地进行对比后完成的。然后应用样地法将河南省南阳市卧龙区的耕地评价为Ⅰ～Ⅷ等。Ⅰ～Ⅲ等的耕地中,有87.6%的面积分布在冲积、湖积平原区;Ⅳ～Ⅵ等耕地中,有61.4%的面积分布在垄岗区;而Ⅶ、Ⅷ等耕地集中分布在丘陵区。样地法所划分耕地等别的分布在总体上合理地体现了不同地貌类型及土壤条件下耕地质量的差异。利用210个样点单元的标准粮产量与其对应样地法耕地质量分进行线性拟合,判定系数等于0.876的含义是指标准粮产量的变异中有87.6%是由耕地质量分引起。样地法耕地质量分的高低较好地反映了耕地的生物生产力水平。所以,所设计的样地法可为中国县域样地法耕地评价提供方法与模式参照。     

基于耕地质量指数局部空间自相关的耕地保护分区

科学合理地制定耕地保护分区,是实现耕地差异化保护、精细化管理的重要保障。该文采用Moran散点图和局部空间自相关分析相结合的方法,以耕地质量指数为空间变量,探讨广宁县耕地质量的空间结构性特征和聚集性规律,并据此提出耕地保护分区方案。研究结果表明:广宁县耕地质量在空间分布上呈现出一定的聚集性规律,正相关类型(高-高和低-低型)多以"组团"形式出现,聚集性较强;负相关类型(高-低和低-高型)无明显集中区域,零星分布。基于局部空间自相关分析的耕地保护分区,既综合考虑了耕地自然条件、利用条件和经济条件,同时将耕地质量的空间属性作为第4维,纳入到耕地保护分区研究中,为耕地差异化保护、精细化管理提供了思路。最后,提出了基于局部空间自相关的耕地保护分区方案及相应的保护措施,可为研究区域耕地保护分区提供参考。     

山东低山丘陵土地整治区耕地生态价值评价

耕地具有重要的生态价值,但难以定量评价。低山丘陵是中国土地整治的重要区域,整治前后耕地生态价值发生变化。该文以山东省莱芜市里辛土地整治项目为例,基于生态服务价值评价理论,采用替代法、市场定价法等方法,探讨了低山丘陵土地整治区耕地生态价值评价方法及整理前后耕地生态价值变化。结果表明,研究区耕地气体调节、营养循环、水源涵养和土壤保持4种生态服务功能的整理前后总价值分别为428.61和774.90万元,耕地具有较高的生态价值,其中气体调节价值最大。整理后耕地生态价值比整理前增加346.29万元,增值率80.79%,土地整理生态效益显著,其中气体调节价值增加最多。该研究方法对耕地生态价值定量评价有借鉴意义,评价结果可为莱芜市里辛土地整理绩效评价提供科学依据。     

京冀平原区地块尺度农户耕地集约利用差异对比

为进行地块尺度耕地集约度的定量分析,该文选取北京市大兴区和河北省曲周县为对比研究区域,以全区域范围内的地块对应农户调研数据为基础,采取价值和实物2种形态的耕地利用集约度进行比较。研究结果表明：对于耕地利用集约度的价值形态,大兴区显著高于曲周县。大兴区地块的资本集约度平均值为9 797.30元hm2,曲周县为5 025.18元/ hm2;就价值集约度的构成来看,如果将农户家庭用工计入生产成本,劳动集约度所占比例较高,大兴区平均为67.03%,曲周县大于70%。对于实物形态的耕地利用集约度,大兴区也高于曲周县     

县级土地类型划分替代耕地分等的可行性探讨

当前所进行的耕地分等工作过程较为繁复,并且至今在理论与实践上均无一个好的的指导操作规程。针对此情况,根据现有的结论性的资料,在系统科学思想的指导下,在县级水平上建立起了一个在理论上更符合土地实际情况和更能反映农业生产实际的三级土地类型分类系统,也为县级耕地分等提供一种新的思路,为能切实将其分类结果应用于耕地分等,从理论和实践上对其进行了论证。     

The nature, causes and implications of water erosion on arable land in Scotland

Abstract. Erosion was surveyed in Strath Earn, Scotland, following severe weather conditions during the first 18 days of January, 1993. A rapid field mapping system was devised to record the nature of erosion. A total of 208 fields was surveyed and 76 exhibited erosion. Most fields with erosional features were either ploughed or in autumn cereals. The most common form of erosion was ephemeral gullies along topographic hollows. This erosion was primarily associated with ploughed land whereas sheetwash and rill erosion occurred more on autumn sown land. Land use change and climatic variability, especially increasing rainfall over the last 20 years, account for the incidence of erosion. Individual erosion events rarely cause major problems for farmers, but the increasing frequency of erosion events raises important questions for sustainable land use in the arable areas of Scotland.     

中国西部区耕地等别空间分布特征

在总体上把握西部区耕地质量分布特征,对于制定适合西部区耕地质量保护和提升对策意义重大。该文以西部区12省的农用地分等国家级汇总结果为基础,分析了西部区耕地等别在空间上的分布特征。研究结果表明,西部区耕地等别范围为4～15等,平均等别为11.2等,与全国总体水平相比,耕地等别总体偏低;西部各省耕地等别差异明显,广西、四川、重庆等南部省份等别较高,等别集中在6～10等,甘肃、内蒙、青海等北部省份等别较低,集中在10等以后;从土地利用分区来看,西南区的耕地等别高于西北区和青藏区;从标准耕制度分区来看,各一级指标区间耕地质量分布差异明显,华南区、江南区、四川盆地区等地区耕地等别较高,青藏高原、内蒙古高原及长城沿线区、东北区的耕地等别较低;同一指标区内,耕地复种次数越多,等别越高,灌溉水田或水浇地的等别总体高于旱地,海拔低的耕地等别高于海拔高的耕地等别;西部区的耕地等别分布特征表明,优先保护复种指数高的耕地,相同复种指数的优先保护水浇地和水田。该研究为制定西部区耕地空间布局优化、质量提升对策提供依据。     

基于因素组合的耕地质量等级监测样点布控方法

科学确定耕地质量等级监测样点布控方法,形成中国耕地质量动态监测布控体系,是掌握耕地质量动态、支撑国家粮食安全的重要技术依据。该文基于标准样地设置,以滇黔高原山地区为例,提出以耕地质量等别为控制,熟制—土壤类型—海拔—土地利用系数—土地经济系数因素组合确定监测样点的方法,即因素组合法;其步骤为：根据因素组合类型初步确定监测点数量;依据面积比例修正各等别监测点数量;基于GIS确定和选取监测点空间位置和来源,形成监测样点;构建模型对监测点代表性进行检验。结果表明,滇黔高原山地区确定144个监测样点,其中7个来源于国家级标准样地,44个来源于省级标准样地,93个来源于耕地分等单元图斑;采用因素组合法形成滇黔高原山地区监测样点,能够实现国家尺度上二级区内对耕地质量变化的动态监测,监测样点满足统计学要求和面积代表性。基于因素组合的耕地质量监测样点布控方法,可以为建立覆盖全国的耕地质量监测体系提供借鉴,为中国耕地数量、质量并重的宏观管理提供技术支撑。     

地理空间视角下耕地资源新认知体系构建

耕地是在自然资源要素和人为活动的共同作用下，以食物生产为核心，兼具生活、生态、文化等多重功能的复杂综合体，其成为资源的本质是“空间的可利用性”。地理学特有的“要素、空间与时间相互融合的视角”为理解耕地资源空间格局、时空变化及影响、驱动因素等问题提供了重要支撑。发展地理空间视角下耕地资源综合认知理论与方法，是探索耕地保护与利用协同路径的关键环节。该文根据已有耕地资源质量、价值研究探讨耕地资源内涵，包括：解析耕地资源自然层、生计层、制度层、意识层的“要素-功能-价值”级联关系；梳理耕地资源多尺度、整体性、区域性与动态性特征。在此基础上，该文提出耕地资源认知理论框架，提出从耕地资源利用-本底-效益三方面综合认知耕地资源格局；发展耦合利用-本底-效益的耕地资源过程模型；解析文化传统、社会经济发展对农作物产量未来需求的影响机制。探讨了土地适宜性、资源环境承载力、耕地质量与价值、耕地集约利用、地理权衡、地理耦合、复杂地理系统等领域理论研究对认知耕地资源的支持。最后，从星空地-体化耕地资源感知、高性能时空数据处理、时空格局与过程分析、多情景空间模拟与优化四方面探讨耕地资源认知关键技术体系及面临难题。