溧阳市耕地质量空间分布特征与保护分区研究

为进一步分析县域耕地质量空间分布格局,研究耕地保护的空间相关性,选取江苏省溧阳市为研究区,运用空间自相关分析方法,以耕地质量指数为空间变量,从县级和乡镇级尺度探讨耕地质量的空间分异规律及产生这一规律的原因,构建了耕地保护分区。结果表明:(1)整体上,溧阳市耕地质量的各属性都具有较强的空间正相关性;全局Moran’s I值和局部空间自相关指标值均表明,耕地经济质量等空间自相关性最强,利用质量等次之,自然质量等最弱;局部空间上呈现较强的变异特征,正相关类型(HH和LL型)多以组团形式存在,负相关类型(HL和LH)以点状形态零星存在。(2)空间尺度的变化对耕地质量指数空间相关性影响较大。县级尺度空间自相关水平普遍高于镇级平均水平,而且大部分乡镇的Moran’s I值均低于县级整体水平。(3)综合考虑3类耕地质量指数的空间分布特征,将溧阳市耕地划分为4类保护区,提出相应的保护措施。     

基于耕地质量指数和空间自相关的苏南地区耕地保护分区

掌握耕地质量指数的空间集聚性和异质性特征,对耕地质量利用分区管理与制定差异化保护政策提供科学依据。运用江苏省2016年度耕地质量等别更新数据库,以耕地质量指数为空间变量,采用面积加权平均法和空间自相关的分析方法,计算县区的耕地质量等别指数,探究耕地质量等别指数的集聚性规律和异质性特征。结果表明:(1)苏南地区耕地质量等别在空间分布上呈现较强的集聚性规律,呈现由东南向西北逐级递减的趋势;(2)苏南地区耕地质量整体上呈现显著的空间正相关特征,从全局Moran′s I值分析,表现为国家利用等指数自然等指数经济等指数;(3)从县级耕地质量局部空间自相关分析得出耕地质量HH型呈现组团集中分布特征,LH型和HL型则零星分散在个别县区,LL型按条带状集中分布。研究基于县区耕地利用特点与局部空间自相关分析类型,将苏南地区划分为重点保护区、质量提升区、结构调整区和优先建设区4个耕地保护分区。     

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。     

基于可改良限制因子的耕地质量等别提升潜力研究

分析不同尺度耕地质量等别提升理论潜力和实际潜力空间分布特征,为加强耕地保护和提升耕地质量提供依据。该文以辽宁省大石桥市为研究区,基于大石桥市农用地分等结果,筛选土地整治工程可改良限制因子,构建指数提升潜力模型测算研究区耕地质量自然等、利用等和经济等指数的理论潜力与实际潜力。运用面积加权法和局部空间自相关法,揭示研究区乡镇、村级和地块不同尺度的耕地质量等别提升潜力的空间分布特征。结果表明:1)各乡镇耕地质量等别提升潜力空间差异明显,呈现东高西低,依次递减;2)各行政村耕地质量等别提升潜力东部属于正相关类型(高-高型)且集中连片,中部正相关类型(低-低型)面积较小且零星分布,西部为随机分布;3)东中部地块耕地质量等别提升潜力较大,东部坡耕地宜实施土地平整工程,中部耕地宜实施灌溉与排水工程。研究结果可为区域规划土地整治重点工程和划定耕地保护分区提供理论与技术支持。     

基于限制因子改良与耕地质量潜力耦合的耕地整治分区

科学划定耕地整治重点区对于实现区域土地资源可持续利用具有重要意义。该研究以内蒙古河套-土默川平原为研究区，从农用地可改良限制因子角度出发，采取自然等提升潜力指数模型和局部空间自相关模型划分耕地质量提升潜力区，在耦合限制因子改良程度分级的基础上，确定耕地整治分区。研究结果：1）研究区耕地质量提升主要受限于土壤有机质含量和盐渍化程度，耕地整治难度整体呈现两边高中间低的趋势。2）研究区自然等提升潜力指数呈现西高东低的分布趋势，且耕地质量提升潜力空间差异明显，潜力提升呈现"低-低"聚集特征的耕地多分布在东部，呈现"高-高"聚集特征以及无聚集特征的耕地多分布在西部。3）研究区耕地共划分为4种整治类型，其中重点整治型耕地为0.84万hm2，是实施耕地整治的重点区域；选择整治型耕地为22.22万hm2，应选择其质量提升潜力相对较高且集中连片的地块进行整治；保护整治型耕地为54.98万hm2，应当被划入到基本农田保护区内；不宜整治型耕地为26.46万hm2，应当进行有选择地退出还林还草。该研究提出的研究方法可为细化限制因子在耕地整治分区中的应用提供参考，同时研究成果对半干旱区耕地整治具有现实指导意义。     

基于Moran’s I的安徽省太湖县耕地质量时空格局分析

[目的] 探究耕地质量时空格局演变规律,为各级土地管理部门进行耕地分区利用与保护提供决策依据,为提升耕地质量和优化土地空间布局提供参考。[方法] 基于安徽省太湖县2008年及2018年耕地质量等级评价成果,以ArcGIS和GeoDa为平台,利用时间序列法和空间自相关分析等研究方法,分别从全局自相关和局部自相关两方面分析太湖县10 a跨度的耕地质量时空格局变异情况,划分制定4类分区管理方案：限制建设区、综合改良区、适度改良区和重点整治区,并有针对地提出符合实际情况的耕地管护措施。[结果] ①2008—2018年,太湖县总耕地面积增加6 474.45 hm²;②2008年及2018年全局自相关Moran’s I分别为：0.419 478,0.288 328,Z得分分别为：8.677 693,5.527 830;③在空间分布上太湖县耕地质量空间正相关类型多以“组团”聚类形式出现,负相关类型无明显集中区域。[结论] 太湖县10 a时间跨度上耕地面积增加了6 474.45 hm²,耕地资源的10 a平均变化率P=1.65%,耕地质量平均等级提升1.68等;在空间分布上呈显著空间自相关特征和空间聚集特征。     

基于局部空间自相关的思茅区耕地利用保护综合分区

对耕地质量在空间上分布的规律研究,是进行耕地质量保护与制定合适土地政策的基础。使用Moran指数的局部空间自相关为研究方法,以思茅区为例,对思茅区内所有耕地图斑进行聚类分析,并依据分析结果对耕地进行利用保护分区。结果表明:(1)思茅区内耕地质量在空间上呈现较强的聚类,耕地质量高分聚集的优质耕地主要分布在城区与六顺镇的周围,低分聚集的劣质耕地主要分布在思茅区的西北部高山峡谷地区。只有少量区域的耕地质量存在负相关或不显著相关,分散分布于思茅区内;(2)根据耕地自然等指数与利用等指数的局部空间自相关的聚类差异,将耕地分为优先保护集约利用区、重点保护高效利用区、提质改良潜力利用区与综合改良低效利用区4个区域,并对分区提出相应的耕地利用保护策略。该研究结果客观反映了思茅区耕地的自然与利用状况,为研究区内优化产业布局与基本农田保护区的划定提供参考。     

基于空间自相关的耕地质量空间差异特征及耕地保护分区——以江西省上高县为例

为了掌握与分析耕地质量空间分布格局,切实提高耕地质量水平与加强耕地保护建设,选取耕地质量等别监测试点县上高县为研究区,运用加权平均法和空间自相关分析法,以国家级耕地质量指数为空间变量,从县级、乡镇级和村级等尺度上探讨了耕地质量的空间分异规律,最终基于耕地质量局部空间自相关分析结果提出了耕地保护分区方案。结果表明:(1)上高县耕地质量呈现出西南低东北高的空间分布规律,耕地质量等指数Moran′s I值表现为利用等指数自然等指数经济等指数,三者均呈显著的空间正自相关集聚态势。(2)随着空间尺度的不同,耕地质量指数具有不同的空间关联度,利用等指数受空间尺度影响较大,经济等指数其次,自然等指数最小。(3)正相关HH型和LL型耕地以组团形式聚集分布,负相关HL型和LH型耕地无明显的集中区域,多以零星状分布。(4)综合考虑上高县耕地质量3个层次的空间自相关类型及顺序组合,将耕地划分为6个耕地保护分区,并提出了相应的保护措施。研究结果可为区域高标准基本农田建设、耕地质量监测和耕地保护与管理分区提供借鉴参考。     

基于时空扫描统计的耕地质量等级变化监测——以福建省闽侯县为例

[目的]分析福建省闽侯县多年耕地质量等级的时空变化及布局,为东南丘陵区复杂地貌地带耕地质量的时空格局演变研究提供新思路与新助力。[方法]将时空统计扫描法引入多时序耕地质量监测中,结合传统空间分析方法,对县域耕地质量的连续变化趋势及空间分布进行研究。进一步地,将引入时空扫描模型产生的试验结果与运用传统空间自相关分析法中的局部自相关模型的试验结果进行比对。[结果](1)在挖掘高值的聚类特征上,时空扫描模型优于局部自相关模型;(2)2018—2019年闽侯县耕地质量等级在变化幅度和空间分布广度上均大于2019—2020年的耕地质量等级变化与分布状况;(3)2018—2020年闽侯县整体的耕地质量逐年稳定并呈现上升趋势。(4)根据闽侯县耕地质量的时空格局变异情况将耕地划分为高级优质提升区、低级优质提升区、首要重点整治区、次要重点整治区、适度改良区5个区。[结论]补足养分因子、兴建水利和平衡土壤pH值是防止并逆转耕地质量劣化和保持农田高质量、高产出的重要实施方案。此外建立耕地保护区,防范耕地非农化也有助于耕地质量的稳固和提升。     

基于质量指数和空间自相关分析的耕地保护分区研究

以河南省漯河市为例,从耕地质量综合评价视角出发,分别计算各图斑的土壤条件、立地条件、管理水平质量指数,借助空间转换方法将耕地图斑转换为村级行政区作为质量指数空间评价单元,用空间自相关方法分析耕地质量的空间相关性和集聚特征,并据此划分耕地保护区。研究结果表明:（1）就全局而言,漯河市耕地质量指数具有一定的聚类特征,表现为较强的空间正相关性,且相关程度为管理水平指数 > 立地条件指数 > 土壤条件指数;（2）就局部而言,研究区内临近村庄间耕地质量空间属性以正相关为主,多为块状、条状集中分布;负相关仅占极小比重,呈零星分散分布;（3）基于耕地质量指数集聚性特征和耕地质量限制因子,将漯河市耕地划分为优质农田保护区、单一限制因子改良区、复合限制因子提升区和综合整治提升区,针对各保护区特点提出具体管护措施。     

模拟干湿交替环境作用下狗牙根根系分泌物对消落带Pb的影响

为探究狗牙根根系分泌物对消落带Pb迁移能力和生物有效性的作用,通过模拟试验,选取三峡库区消落带优势植物狗牙根根系分泌的低分子量有机酸,研究在干湿交替环境作用下,根系分泌物对污染土壤及上覆水中Pb总量、土壤中Pb赋存形态的影响。结果表明:在干湿交替环境作用下,表层土壤中Pb含量不断减少,底层土壤中Pb含量不断增加;2次落干—淹水结束后,各处理表层土壤中Pb含量为混酸>柠檬酸≈乙酸>丙二酸>对照,底层土壤Pb含量为混酸>柠檬酸≈乙酸>丙二酸>对照。表层土壤中碳酸盐结合态、铁锰氧化态Pb是导致土壤总Pb含量减少的主要原因,最大减少幅度分别为24.89%和19.04%;但添加了低分子量有机酸的处理,表层土壤中铁锰氧化态、有机结合态Pb含量比对照高,可交换态Pb含量比对照低;且有机酸促进了底层土壤中碳酸盐结合态及铁锰氧化态Pb含量的增加。在2次淹水过程中,上覆水Pb含量均呈先增加后降低的趋势,低分子量有机酸抑制了土壤向上覆水释放Pb。总的来说,在干湿交替环境作用下,狗牙根根系分泌物降低了表层土壤中Pb环境风险。     

京杭大运河江苏段沿线土地生态空间差异及响应

土地作为人类赖以生存的物质基础,其生态状况与人类发展密切相关。京杭大运河作为世界上最长的人工运河,极大地促进其沿线地区的经济发展与文化交流,因此,在目前社会经济快速发展的背景下,对京杭大运河沿线的土地生态空间差异研究就显得尤为迫切。以京杭大运河江苏段沿线流经县(市、区)为研究区,从自然基础、污染退化、生态结构、生态建设四方面构建了土地生态状况的评价体系;在得出评价结果的基础上使用冷热点分析模型,从聚集性分析其空间差异;最后,从"全局土地生态—社会经济—大运河条件"三方面出发,定量化分析土地生态状况对各影响因子的响应程度。结果表明:研究区各要素生态状况与综合生态状况都呈现了自北向南的下降趋势;研究区土地生态呈现较显著的空间差异性,存在南北梯度与城乡梯度;研究区土地生态状况对各类影响因子响应程度不同,整体主要受到GDP与财政收入的影响,其次受到河道蜿蜒度、年均降水量、植被覆盖度的影响。     

河北沽源县未利用地宜耕、宜建及生态风险综合评价

土地资源的紧缺,势必对粮食安全产生不良效应,影响整个社会生活的稳定。所以,对未利用地的整治开发,是补充和保护土地资源的重要举措。通过科学引导土地开发利用,分析未利用地宜耕、宜建及生态风险,综合评价其开发利用方向和功能分区,是目前土地工作的重点,可为解决土地供求冲突的途径指明方向。通过对河北沽源县未利用地进行宜耕、宜建及生态风险分析,并运用遗传算法和权衡模型对多重适宜性评价结果进行有效综合,初步划定其用地功能分区,可以解决多种开发方向间的牵制问题提供借鉴,为全国的相似区域未利用地资源整治提供前期有效示范。结果表明:(1)沽源县未利用地宜耕开发可划分为4个等级,多为二级宜耕未利用地,主要分布在县域北部和西南部;(2)宜建开发可分4个等级,多为一级宜建未利用地,主要集中在县域的中北部;(3)就未利用地的生态风险评价而言,可划分为五级,多为中低生态风险区,生态风险整体上表现为南高北低;(4)沽源县的未利用地可初步划分为耕作用地、建设用地、生态用地3种用地功能区,耕作用地功能区大多分布在县域西北部,建设用地功能区主要位于县域中部,生态用地功能区大多分散在县域南部。     

改革开放以来我国耕地利用变化及其展望

社会经济的发展影响着耕地资源的配置,进而表现出耕地利用方式的变化。改革开放以来我国耕地利用变化表现为五个特征,即耕地利用主体呈多元化趋势,但小农依然占主体;耕地经营规模呈扩大趋势,但细碎化现象未得到彻底改变;耕地经营经济效益增长缓慢,且占家庭经济收益比重明显下降;耕地的保障功能在弱化,但依然是农民"最后的生存保障";耕地经营的多元化现象增加,但粮食产量平稳上升。展望未来我国耕地利用变化呈现三个趋势,一是耕地利用主体多元化在一定时期内存在,小农经营的地位不容忽视;二是耕地利用多功能表现日趋明显,一三产业融合将成为主基调;三是面对耕地资源可持续利用的压力,推行生态耕种已成必然。为了适应社会经济发展需求,在发挥各类现代经营主体对小农户帮扶作用的同时,促进以"户"为单位转移替代"劳动力"的转移;加强基于产业融合的土地使用制度创新;加大国家对生态耕种的政策激励。     

拉林河流域土地利用变化及其生态环境效应分析

拉林河为松花江的一级支流,发源于张广才岭山脉的老爷岭,流域内土地肥沃、人口密集,是国家重要的商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对拉林河流域1976-2015年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究,结果表明:随着流域人口的增加和经济的发展,流域内耕地面积和建设用地面积不断增加,林地、草地、水域、未利用地面积趋于减少;耕地是拉林河流域最主要的土地利用类型,林地、草地转为耕地是其最主要的土地利用转变类型;1976-2015年整个流域景观斑块数量呈现减少趋势,景观破碎度逐渐降低,集中分布的趋向性愈加明显。拉林河流域的土地利用变化导致了诸多环境问题,如土壤侵蚀加剧、水资源短缺、水质恶化、湿地面积萎缩、生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。     

丹江土石山区景观格局模拟与社会经济响应关系

以丹江流域陕西省段为研究对象,采用GIS,IDRISI和Fragstats平台与系列经济数据,分析了丹江流域土地的数量变化及转移情况,建立了景观格局和经济指标的模型,模拟出2020年、2030年的景观格局,并通过模型计算相应年份经济数据。结果表明:(1)该流域的优势景观为草地,1980—2010年草地面积减少最大为46.65km2,林地增加最多为50.42km2;与2010年相比,2030年的林地和城镇工矿用地会进一步增加,草地大幅度减少(90.84km2);(2)研究区整体多样性增加,稳定性降低。草地、林地和城镇用地都趋于规则,更加聚集,高连通;(3)景观指数DIVISION,IJI,LPI,SHDI与经济有显著关系,其中DIVISION,SHDI与经济呈负相关,而IJI,LPI与经济呈正相关;(4)2010—2020年是经济增速明显,除人口外增幅80%～188%;2020—2030年增幅降低,保持在30%以上,但人口相比2020年开始降低。     

蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分影响的室内模拟研究

通过室内模拟试验研究蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分的影响,以蚯蚓粪覆盖厚度和雨强为试验变量,试验处理设置如下:降雨强度设置为大雨、中雨、小雨;蚯蚓粪覆盖厚度分别为1 cm、2.5 cm、4 cm,覆盖面积为土柱表面积的90%,以裸土作为对照。分别测定降雨完成后10 h内的湿润锋迁移过程和48 h内0～5 cm(上层),5～10 cm(中层)和10～15 cm(下层)的土壤含水率变化情况。结果表明:蚯蚓粪覆盖对降雨后黄土区土壤水分分布具有一定影响,降雨入渗结束后,覆盖蚯蚓粪处理的土壤含水率在较短时间内低于裸土,但5～15 cm土层含水率不断增加,并逐渐高于裸土,表明蚯蚓粪覆盖能够延缓降雨入渗,并影响黄土区土壤水分再分配过程,对降雨后表层以下的水分增加具有促进作用,有利于提高黄土区降水的利用率。     

土地利用多功能性评价及空间差异研究

采用熵权TOPSIS和聚类分析对江苏省土地利用多功能性评价及空间差异研究可以对改善江苏省13市土地利用环境,提高土地利用效率提供有效对策,为促进区域土地利用的可持续发展提供依据。研究结果表明:苏州和无锡土地利用多功能性综合水平处于良好阶段,两个城市的土地利用多功能性具有较强的相似性;徐州、宿迁、淮安、盐城、南通、泰州、扬州、南京、常州和镇江的土地利用多功能性综合水平处于一般阶段,而连云港土地利用多功能性综合水平还处于较差阶段,其中南京、常州、镇江、南通和扬州土地利用多功能性相似性较高,徐州、宿迁、淮安、盐城、连云港和泰州土地利用多功能性具有较高相似性。通过江苏省土地利用多功能性分析,苏南地区苏州和无锡土地利用综合功能发挥较好,苏南其他地区和苏中地区土地利用社会功能和生态功能水平还需进一步提高,苏北地区土地利用的经济功能、社会功能和生态功能普遍较弱,还有很大提升空间。江苏省13市土地利用多功能性的发展水平在苏南、苏中和苏北各有不同,需要根据各地的具体土地利用情况制定具体措施提升土地利用率。     

小肽螯合铁缓解樱桃萝卜苗期高温胁迫的生理机制

【目的】樱桃萝卜(Raphanus sativus L.var.radculus Pers.)易受高温胁迫引起的活性氧爆发导致损伤,进而影响生长。小肽螯合铁是一种外源生物刺激素,可显著提高作物抗逆性。本文探讨了不同小肽螯合铁处理浓度对樱桃萝卜中与高温胁迫相关的生理活性成分的影响,为利用小肽螯合铁减少高温胁迫对作物生长的危害提供理论依据。【方法】以樱桃萝卜为试材进行浸种和灌根试验。试验设常温25℃不加生物刺激素的清水处理(CK0);胁迫温度为30℃下不加生物刺激素的清水处理(CK),浓度为66.7 mg/L的芸苔素内酯处理(BHG)以及21.0、32.0、48.0 mg/L浓度的小肽螯合铁处理(T-Fe-1、T-Fe-2、T-Fe-3),共6个处理。在樱桃萝卜生长28天后,采集植株样,称重,并测定内源激素含量和抗氧化及光合系统酶活性。【结果】高温胁迫下,与清水处理比较,小肽螯合铁浓度为21.0 mg/L时显著提高了樱桃萝卜的生长素(IAA)水平144.2%,显著提高整株生物量26.0%、根系长度35.8%;显著提高脯氨酸(Pro)含量229.9%;显著提高抗氧化系统中抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性21.7%、谷胱甘肽还原酶(GR)活性11.7%,然而对超氧阴离子(■)活性、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Pn)影响不显著。高温胁迫条件下,与促生效果较好的66.7 mg/L芸苔素内酯处理比较,21.0 mg/L小肽螯合铁可显著提高IAA含量141%,提高Pro含量11.4%,并分别显著提高过氧化氢酶(CAT)、APX和GR活性262.5%、44.7%和19.4%,从而显著降低■活性18.6%。高温胁迫条件下,32.0 mg/L小肽螯合铁较清水处理可显著提高Pro含量184%,分别提高超氧化物歧化酶(SOD)和GR活性366%和19.8%,并分别降低过氧化氢(H2O2)、■活性和MDA含量41.5%、24.2%和76.5%,但其整株生物量显著降低36.5%;而48.0 mg/L小肽螯合铁处理较清水处理可显著提高IAA、Pro含量26.1%和132.6%,SOD和GR活性分别显著提高633.4%和19.4%,显著降低H2O2、■活性29.9%和26.2%,整株生物量无显著差异,促生效果不明显。【结论】本试验条件下,施用21.0 mg/L小肽螯合铁可显著提高樱桃萝卜内源激素和脯氨酸水平、抗氧化系统活性,从而显著缓解高温胁迫损伤,提高生物产量。超过该剂量施用小肽螯合铁有抑制作物生长的风险。     

硅在Cd胁迫下对黄瓜产量和品质的影响

研究石灰性土壤Si对Cd胁迫下黄瓜产量和品质的影响,对实际土壤Cd毒害植物防治具有重要意义。采用盆栽完全随机设计方案,以黄瓜(密刺60)为试验材料,研究Si在Cd胁迫下对黄瓜产量和品质的影响。研究证明,随着Cd浓度的增加,黄瓜株高和鲜重显著降低,还原糖和维生素C含量降低,硝酸盐和果实中Cd含量明显增加。施入Si后,能显著改善黄瓜的产量和品质。当Cd含量为3 mg kg^-1,Si施加量为300 mg kg^-1时,黄瓜株高增加了31.9%。当Cd含量为5 mg kg^-1,Si施加量≥200 mg kg^-1情况下,黄瓜中硝酸盐含量下降21%～37%。Cd含量≤3 mg kg^-1,施Si量200 mg kg^-1时黄瓜中的维生素C含量达到最大值。当Cd含量≤3 mg kg^-1时,100mg kg^-1的Si施加量能使黄瓜果实中的Cd含量降至国家食品安全标准。试验结果可知,在石灰性土壤上,Cd会明显抑制黄瓜的生长,施加硅后可以显著改善Cd毒害,进而提高黄瓜的产量和品质。