基于非期望产出的河北省耕地生态效率时空演变及收敛性分析

为探究河北省耕地生态效率内在提升机制以及实现耕地经济、社会、生态综合效益最大化,以河北省137个县域为单元,利用非期望SBM模型测度2000—2017年河北省县域耕地生态效率,并从省、市、县层次分析耕地生态效率的时空特征,运用空间自相关探寻空间作用关系,采用收敛模型进行了收敛分析。结果表明:(1)从省、市角度来看,河北省耕地生态效率在研究期内大致呈现先下降后上升的趋势,即由0.773下降到0.563,再上升到0.796,效率水平还有待提高。(2)从县域来看,整体上各县耕地生态效率水平有所提升,但处于无效状态的县域单元较多,占总单元的89.1%,并且在空间上存在一定的聚集效应。(3)从收敛性情况来看,河北省全省和北部、中部的耕地生态效率整体上均存在不稳定的σ收敛,而南部不存在σ收敛。同时河北省耕地生态效率存在绝对β收敛,主要体现在北部、中部、南部之间,其内部不存在绝对β收敛。河北省耕地生态效率尚存较大提升空间,北部、中部、南部区域内部各县耕地生态效率差异正逐步扩大,区域内各县未来应加强合作,促进区域各县农业协调发展。     

东北典型黑土区耕地质量时空变化研究

为揭示东北典型黑土区耕地质量时空变化特征,本研究遵循《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)国家标准,在利用特尔菲法选取16个评价指标、层次分析法确定评价指标权重的基础上,建立了东北典型黑土区耕地质量评价指标体系,借助ArcGIS软件对研究区2008年和2018年耕地质量进行同一指标体系和同一分级标准的耕地质量评价,旨在掌握研究区10年间的耕地质量时空变化特征,探究耕地质量变化原因。结果表明:东北典型黑土区耕地质量2008年以中低等地为主,平均耕地质量等级为5.14, 2018年以中高等地为主,平均耕地质量等级为3.92, 10年间东北典型黑土区耕地质量等级提升了1.22个等级;其中, 1～4等地面积均有增加,5～10等地面积均减少,10年间研究区评价单元耕地质量等级提升最多为8个等级,下降最多为7个等级,耕地质量等级提升的评价单元总面积是等级下降评价单元总面积的3.5倍。10年间东北典型黑土区的中西部和西北部耕地质量上升较为明显,而其南部和东北部质量下降的耕地分布较多。本研究规范了研究区耕地质量时空对比分析的依据,合理揭示了其时空变化特征,为该区域今后耕地质量提升工作指明了方向,对今后进一步可持续利用和管理黑土地具有积极意义。     

东北黑土区土壤侵蚀现状与演变趋势

通过分析东北黑土区水土流失面积和强度、侵蚀沟的数量和密度、黑土层厚度和有机质含量以及河流输沙量和含沙量的变化,对黑土区土壤侵蚀的现状和发展演变进行了全面系统的研究。结果显示,东北黑土区水土流失仍在发展之中,侵蚀面积不断扩大,但增加速度减缓,侵蚀强度在增加,黑土层不断变薄,以面蚀为主;侵蚀沟的数量在增加,沟道继续扩展,向大沟方向发展;土壤养分下降;河流泥沙缓慢增加。协调粮食生产与水土保持的关系是今后防治黑土区土壤侵蚀的关键。     

“双碳”目标下黄河下游耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素

[目的] 分析黄河下游耕地绿色利用效率及其收敛性与影响因素,为黄河下游地区耕地生态保护与高质量发展提供参考。 [方法] 将耕地资源利用过程中产生的耕地面源污染和碳排放等非期望产出和总碳汇同时纳入评价指标体系,利用EBM模型、收敛模型、面板Tobit模型系统分析了2007—2020年黄河下游34个地市耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素。[结果] ①黄河下游耕地绿色利用效率整体呈上升趋势,但2020年末仍未达到最优状态。黄河下游地区耕地绿色利用效率存在空间非均衡性,豫南及鲁北耕地绿色利用效率值较高,而郑州、威海等地市的效率值一直偏低。 ②从效率分解看,黄河下游地区耕地绿色利用效率提升的主要动力源于规模效率,阻力来自纯技术效率。 ③从收敛检验看,黄河下游耕地绿色利用效率均存在σ收敛和β收敛,河南省耕地绿色利用效率的地市间差距明显低于山东省,但山东省的收敛速度较之更快。 ④从影响因素看,农作物种植结构与政府财政支农对黄河下游地区耕地绿色利用效率起促进作用,而城乡收入差距、经济发展水平和耕地机械投入强度起抑制作用。[结论] 未来黄河下游不但要提高耕地绿色利用的综合管理水平,加强地市间交流合作,更要在推进耕地绿色利用发展的同时,重点关注各地区耕地绿色利用效率的收敛速度与发展差距之间的协调。     

陕西省城镇化与耕地利用生态效率耦合协调时空分析

[目的]探究陕西省耕地利用生态效率与城镇化进程的耦合协调关系,为陕西省城镇化开发和耕地保护相关政策制定提供理论依据。[方法]基于陕西省2005—2019年各县域面板数据,建立耕地利用生态效率评价指标体系和城镇化发展水平评价指标体系,测算县域单元耕地利用生态效率及城镇化水平,采用耦合协调度模型探索两者间的耦合协调关系,利用空间自相关方法分析各县域单元耕地利用生态效率和城镇化发展的空间格局演化特征。[结果]2005—2019年陕西省耕地利用生态效率水平由0.765下降至0.684,但整体耕地利用生态效率值相对较高,且县域间存在空间差异性,各区县耕地利用生态效率以团块状聚集,陕北、关中和陕南地区间差异随时间逐渐缩小;2005—2019年陕西省综合城镇化水平提高了198.24%,整体呈“中部高、南北低”的分布态势,关中地区是人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化的核心区域,变化速率整体表现为：经济城镇化>人口城镇化>土地城镇化;2005—2019年,陕西省县域单元耕地利用生态效率与城镇化耦合度等级主要处于低水平耦合向拮抗耦合过渡阶段,25%的区县耦合度有所提高;2005—2019年,陕...     

东北黑土区典型县域耕地质量对耕地水田化的空间响应

[目的]耕地水田化过程对耕地质量具有至关重要的影响，明确东北黑土区耕地质量对耕地水田化的空间响应，是提升黑土耕地质量实现耕地可持续利用的重要前提。[方法]构建LESA耕地质量评价体系，采用CRITIC模型、双变量局部空间自相关模型，揭示耕地质量和耕地利用变化之间的空间响应关系。[结果](1)研究区耕地水田化现象剧烈，呈现出东部最强、西部次之、中部最弱的时空分异格局；(2)研究区耕地质量变化显著，耕地质量下降比例低于质量提升比例，表现出中部下降最高、西部下降次高、东部下降最低的时空格局；(3)研究区耕地质量对水田化的响应具有双重效应，负向响应更为敏感，整体呈现出东部耕地质量响应程度高于其他区域的空间格局。[结论]研究区耕地水田化对耕地质量具有正、负两种效应，依据效应方向进行耕地利用结构调整，是保护黑土耕地的重要途径。对于具有正向效应的区域应适度推进旱改水项目，而针对具有负向效应的区域应停止旱改水工程，积极进行水田休耕，并可适当地将其恢复为旱地。     

东北黑土区长期不同种植模式下土壤碳氮特征评价

土壤碳氮是衡量土壤肥力的重要指标,阐明农田管理措施对土壤碳氮特征的综合影响,可为农田地力培育和土地可持续利用提供理论与技术支撑。该研究借助在吉林公主岭建立的长期定位试验,选择休闲处理与增施有机肥条件下的玉米连作、玉米-大豆轮作、大豆连作等处理,系统评价了种植模式对土壤不同形态碳氮的影响及其相互关系。经过21 a的增施有机肥,玉米连作、玉米-大豆轮作、大豆连作3个处理的耕层(0~20 cm)土壤有机碳、全氮和有效氮比休闲处理分别提高23.5%~46.8%、4.9%~64.3%和35.4%~121.9%,其中以玉米连作处理最高(P0.05);有机碳与全氮、有效氮呈极显著的相关关系(P0.01),表明较高的有机碳会促进氮素有效性。玉米连作处理的耕层土壤微生物量碳分别比玉米-大豆轮作和大豆连作处理高23.1%和41.4%,而土壤微生物量氮则分别高37.8%和135.3%,差异显著(P0.05)。玉米连作处理下耕层2 000μm、≥250~2 000μm、≥53~250μm以及53μm的土壤团聚体结合有机碳均为最高(P0.05)。此外,玉米连作处理的高活性有机碳组分显著(P0.05)高于其他处理,其化学活性指数也显著(P0.05)高于玉米-大豆轮作处理,表明玉米连作处理下的土壤有机碳对外界环境变化较为敏感。上述研究表明,在施用有机肥的条件下,长期玉米连作可提高土壤有机碳质量分数,促进土壤氮素有效性,但应配合采用合理的耕种措施,以降低有机碳分解风险。     

中国耕地低碳利用效率时空演变及其驱动因素

探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。该研究构建耕地低碳利用效率评价体系,采用超效率SBM模型测度1998-2018年中国30个省级行政区耕地低碳利用效率,分别采用核密度估计、可视化制图和总体分异测度指数刻画耕地低碳利用效率时序特征、空间格局和区域差异,进而采用地理探测器模型识别耕地低碳利用效率演变驱动因素并剖析各因素驱动机制。研究结果表明：1）研究期内中国耕地低碳利用效率逐步提高并呈现\     

松嫩高平原黑土区耕地利用系统安全格局及其空间演变

为切实保护耕地和实现区域耕地的可持续利用,该文以巴彦县为研究区,将研究区的耕地利用分为西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区、东部低山丘陵坡耕地区、南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区5个区,从系统角度,以影响研究区耕地利用系统安全的自然、经济社会、生态等驱动因子分析为切入点,运用"3S"技术手段,利用因子分析法和加权综合评价法计算耕地利用系统安全值,采用Kriging插值法将安全值分为Ⅰ级(非常安全)、Ⅱ级(较安全)、Ⅲ级(基本安全)、Ⅳ级(临界安全)和Ⅴ级(不安全)5个等级,运用栅格数据的空间分析功能,分析研究区1991-2009年耕地利用系统安全格局变化及空间演变。结果表明:1991年和2009年,研究区各安全等级所占比例以Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级为主,Ⅴ级最低。从1991-2009年的变化趋势上看Ⅰ级、Ⅱ级呈减少趋势,Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级呈增加趋势,耕地利用系统安全程度在降低;1991年和2009年2个时点,耕地利用系统安全水平空间分布均不平衡,西部、北部高,东部、南部低,且2009年较1991年有增强趋势,各安全等级在不同耕地利用分区上空间分布格局差异明显,安全级别较高的Ⅰ级、Ⅱ级集中在西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区和东部低山丘陵坡耕地区,安全级别较低的Ⅳ级和Ⅴ级主要分布在南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区,安全等级最高的Ⅰ级在中部漫岗平原缓坡耕地区分布最多;1991-2009年近20 a研究区耕地利用系统安全格局空间演变特征明显,Ⅰ级表现为集中向西北部平原耕地区转移,Ⅱ级变化较为分散,在西北部平原耕地区和南部平原耕地区分布比例降低,在其余3区升高,Ⅲ级由南部平原耕地区向南部冲积平原耕地区过渡,Ⅳ级以原区域为中心向四周扩散,Ⅴ级由南部冲积平原耕地区向南部平原耕地区转移;为保障研究区耕地利用系统安全,提出应优化土地利用结构、改变传统的农业生产方式、严格控制非农建设侵占耕地以及合理开发耕地后备资源等对策建议。     

基于生态位理论的东北黑土区耕地整治适宜性评价——以公主岭市为例

耕地整治是保护耕地的重要举措,耕地整治适宜性评价则是开展耕地整治的重要前提和基础。本研究以生态位理论为基础,以吉林省公主岭市为例,从自然条件、基础设施条件、生态可持续性和空间稳定性4个维度选取14个指标,采用Delphi与AHP相结合的方法确定指标权重,在评判影响耕地整治的各项指标实际值(现实生态位)与耕地整治在理想条件下各项指标能够达到的最佳状态(最适生态位)的贴近程度的基础上,确定了3种类型指标的评价模型,并通过加权求和模型计算各评价单元耕地整治生态位适宜度,最终通过Ward聚类法将公主岭市耕地整治适宜性划分为4个等级,同时引入障碍性因素模型,定量确定不同等级区域耕地整治的障碍性因素,并提出整治的方向和对策。研究结果表明,研究区可分为4个整治区,Ⅰ级高度适宜区生态位适宜度大于0.75,耕地面积13 799.89 hm2,占总耕地面积的4.16%,主要障碍性因素为农田防护林覆盖率、道路通达度和田块规整度;Ⅱ级中度适宜区生态位适宜度在0.70到0.75之间,耕地面积77 754.36 hm2,占总耕地面积的23.41%,主要障碍性因素为灌溉条件、道路通达度和农田防护林覆盖率;Ⅲ级轻度适宜区生态位适宜度在0.61到0.70之间,耕地面积177 192.38 hm2,占总耕地面积的53.36%,主要障碍性因素为土壤有机质含量、距主交通干线距离和土壤pH;Ⅳ级不适宜区生态位适宜度小于0.61,耕地面积63 325.61 hm2,占总耕地面积的19.07%,主要障碍性因素为土壤质地、灌溉条件和耕层厚度。研究基于生态位适宜度模型对耕地整治适宜性进行评价,丰富了耕地整治适宜性评价方法,同时评价结果为耕地整治分区建设以及整治方向提供了科学依据。     

中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

“双碳”目标下水土保持碳汇浅析

水土流失造成碳流失,水土保持措施形成碳汇。本文探析了当前水土保持碳汇的主要途径、作用机理,分析了水土保持碳汇面临的现实困境,在实现“双碳”目标背景下,建议加强水土保持碳汇示范区建设,健全水土保持碳汇标准体系和交易市场机制,从而推进水土保持生态产品价值的实现。     

纵向岭谷区农业水资源时空格局与持续利用

2010年10月出版定价:$98.00书号:978-7-03-027075-7开本:16开营销分类:环境科学装帧:圆脊精装内容简介:本书结合纵向岭谷区的地理、气象、农业、水资源及其开发利用特     

碳中和目标下河北省土地利用碳排放格局演变与多情景模拟

分析和优化土地利用碳排放的格局演变可以为构建低碳排放的国土空间格局、助力碳中和战略目标实现提供参考和借鉴。该研究利用土地利用类型、能源消耗和农业活动碳排放系数法,基于GIS软件和PLUS模型核算了河北省2000—2020年土地利用直接碳排放、间接碳排放和净碳排放量及空间格局演变,模拟了自然发展、碳增汇优先发展和碳减排优先发展3种情景下河北省2030和2060年土地利用格局,并核算了生态系统增汇管理下不同情景土地利用碳排放量,结果表明：1）研究期间河北省土地利用直接碳排放量基本保持稳定,表现为碳吸收;土地利用间接碳排放量和土地利用净碳排放量呈现持续增加趋势,但增加速度明显下降。2）研究期间碳吸收区域和中净碳排放栅格单元空间上呈现收缩趋势,低净碳排放、中高净碳排放和高净碳排放栅格单元空间上呈现扩张趋势。碳吸收区域和低净碳排放栅格单元占比最大,但净碳排放主要产生在中高净碳排放区域和高净碳排放栅格单元。3）碳增汇优先发展情景下,林草地分布范围更广,在环渤海区域水域数量明显增加,土地利用直接碳排放绝对值最大。碳减排优先情景下石家庄、唐山、保定等大城市中心城区向外扩张的范围略有收缩,建设用地集约效果有一定体现,土地利用净碳排放值最小。碳减排是未来实现碳中和战略的根本。     

“三区”视角下山东省国土空间演变特征及均衡性研究

  目的  国土空间“三区”包含农业空间、城镇空间、生态空间,在“三区”视角下探讨山东省国土空间时空演变特征及均衡性差异,为优化区域国土空间开发保护格局提供有益的借鉴。  方法  选取1980 ~ 2020年8期土地利用数据,在土地利用转型图谱与转移矩阵、土地利用动态度、空间自相关、基尼系数与空间洛伦兹曲线等模型方法的支持下,从不同尺度对山东省国土空间时空演变特征及均衡性进行研究。  结果  ①山东省国土空间格局以农业空间为主,占国土空间的75%,城镇空间与生态空间的比重约为1∶2。国土空间演变总体上表现为农业空间、生态空间缩减,城镇空间扩容。②农业生产空间缩减,源自农村生活空间和城镇空间的侵占,且城镇空间侵占的时段更长;农村生活空间呈弱增态势,均衡性较为稳定。③城镇生活空间转入幅度较高,分布趋于均衡;工矿生产空间以外延增长为主。④生态空间受农业空间与城镇空间的挤压,规模不断缩减,不同类型生态空间的演变速度显著不同,空间分布异质性强,均衡性差。  结论  山东省“三区”矛盾较为突出,城镇空间的发展侵占农业空间、生态空间,导致农业空间破碎化、生态空间不断缩减,未来应在满足城镇空间合理需求的同时,促使农业空间提质,生态空间优化。     

碳中和目标下的广西边境地区“三生”空间转型及碳储量效应

[目的] 系统分析“三生”空间转型下的碳储量效应,以期优化空间布局与提升边区生态系统固碳能力,助推国家实现“碳中和”的战略目标。[方法] 采用“三生”空间动态度、“三生”空间转移矩阵刻画边境“三生”空间分布格局和转型特征,借助InVEST模型和“三生”空间碳储量贡献率揭示边境1990—2020的碳储量时空分异及“三生”空间转型对碳储量的影响。[结果] ①1990—2020年边境地区以绿被生态空间占绝对主体,农业生产空间和水域生态空间为辅的组合特点,分布上呈现“南北两翼高,中部低”特征。 ②研究期内边境地区“三生”空间转型呈现出初期稳定、中期波动、后期剧烈的发展态势,除水域生态空间外,其余空间均于2010—2020年动态度变化最为显著。 ③1990—2020年,边境地区碳储量整体呈现逐期持续递减,研究初期与中期变动幅度不大,末期碳储量深刻变化;40 a间碳储量共计损失4.13×10⁶ t,绿被生态空间与农业生产空间的相互转换主导着广西边境地区碳储量的变化。[结论] 应调整与优化区域“三生”空间用地结构,促进“三生”空间融合,并以“碳中和”为目标导向,强化空间用途管制,为提升区域碳储资源提供精确保障。