河北省粮食单产区域差异特征演变格局及动因分析

基于统计数据,利用泰尔指数、空间自相关模型、灰色关联对河北省近20a粮食单产的区域差异特征、动态演变格局及动因进行探索。采用泰尔指数、空间自相关模型和灰色关联法进行分析。分析结果表明:(1)区域单产总体差异和不同耕作区间差异呈现逐渐缩小趋势,不同耕作区内差异则出现分异。(2)区域粮食单产整体呈空间集聚下降趋势;局部空间自相关来看,粮食生产核心区集聚度出现分异。(3)灰色动态关联分析表明,农业方面投入变化是单产格局变化的主要动因,农产品价格的影响不断扩大。ESDA方法可以很好地揭示区域粮食单产地域格局时空变换特征,有效测度区域粮食生产空间集聚和异常,为该区域进行粮食生产宏观布局与优化提供科学依据。     

黄淮海地区县域粮食单产的空间溢出效应及影响因素分析

该研究运用马尔科夫链和空间马尔科夫链方法探讨了1980-2010年黄淮海地区347个县域粮食单产的溢出效应;并借助空间滞后模型揭示1995和2010年粮食单产分异的影响因素,以期为粮食生产布局优化和粮食生产提升政策制定提供依据。结果表明:1)35 a间黄淮海地区县域粮食单产转移总体呈现渐进、平滑的特征,大规模跨越的几率较低。2)似然比统计量分析表明,在1980-1995年和1995-2010年2个时段,区域背景对县域粮食单产类型转移格局的影响显著,且在1995-2010年更显著。中低产或中高产类型县域的粮食单产类型以平稳转移为主,而高产和低产类型县域在区域背景的作用下逐渐向中产类型转变。3)在空间格局演进方面,平原地带上移概率增加,而市辖区和沿海一带下移趋势明显,江苏、河南和山东3省的县域粮食单产类型趋于稳定。4)空间滞后模型计算结果表明,1995年,上一期粮食单产、农民人均纯收入、有效灌溉面积比率、产业结构对粮食单产的正向促进作用显著,分别通过1%的显著性水平检验;2010年,上一期粮食单产、农民人均纯收入和种植结构分别通过1%、1%、5%水平的显著性检验,而且上一期粮食单产和农民人均纯收均对粮食单产的正面推动作用显著。     

河南省粮食单产变化的小波分析

利用1951—2004年河南粮食单产资料和小波分析的方法探讨了气候产量的多时间尺度变化特征。得出：河南省粮食单产总体呈增加趋势,但气候单产的振荡加剧,气候单产的变化周期与河南历史旱涝的演变大体一致,存在2～4a和20a左右的周期变化特征,其中以2a的变化特征为主。     

基于经验模态分解的中国粮食单产波动特征及影响因素

探索中国粮食单产的多尺度波动特征及其影响因素,进而有针对性地采取措施来稳定和提高粮食单产对保障中国粮食安全有重要意义。该文对1978-2012年中国粮食及其主要构成作物稻谷、小麦和玉米的单位面积产量,利用经验模态分解方法进行了多尺度波动分解,并分析了改革开放以来中国粮食单产波动的多尺度特征及其主要影响因素。结果表明:1)应用经验模态分解方法可以将1978年以来中国的粮食和三大作物的单产分解为1个趋势项和2个波动项,分别反应了科技、政策和气候对于中国粮食单产波动的影响。其中技术趋势为主导,2个尺度的波动都较小。2)粮食趋势单产年增长率从1997年前的2.28%下降到之后的0.69%,明显放缓。稻谷的趋势单产与粮食走势最为接近,但1997年以后几乎走平。玉米和小麦的趋势单产增速1997年后虽有所下降,但目前上升依然明显。3)中期波动项包括了3个完整的周期和1个进行中的周期,且与中国粮食政策的重大调整及其所产生的后效在时段上具有很好的一致性。总体看粮食生产领域政策的影响大于气候的影响,但不同作物对各种政策的响应也有所不同,土地、税收、补贴、奖励和保险政策的普惠性和同步性较价格政策更强。小麦的中期波动率明显大于其他作物,显示其对政策更加敏感。4)粮食单产的短期波动率为1.80%,其中玉米为3.38%,高于小麦(2.55%)和稻谷(1.06%),显示中国的粮食生产系统有较强的抵御气象灾害的能力,但玉米防灾能力不及稻谷和小麦。5)综合长期趋势和中短期波动来看,3大作物中稻谷最为稳产。稻谷的主要问题是1998年以后单产的趋势产量上升乏力,玉米的主要问题是短期波动较大,受气象灾害的影响大,而小麦的政策波动大于玉米和稻谷。当前中国的农业已经进入了新的发展阶段,农业政策的调整势在必行,该研究结果可为新阶段农业宏观调控政策的制定提供决策依据。     

GIS支持的起伏地形下重庆市水汽压的空间分布

利用起伏地形下水汽压空间分布式模型，通过插值计算重庆市100m高度和实际地形下月平均和年平均水汽压的空间分布。结果表明：重庆市水汽压的季节变化很明显；而且随着海拔高度的增加，水汽压逐渐减小；各月水汽压的最小值出现在东北山区。     

安徽省气象数据空间插值方法比较与分布特征

以安徽省境内80个气象站点2011—2014年的降水量和2015年的逐日气温数据为基础,结合该区30 m的DEM数据,选取反距离权重加权法（IDW）、径向基函数法（RBF）、普通克里金法（OK）和协同克里金法（CK）对降水和气温数据分别进行了空间插值,并对模拟结果进行了交叉验证。结果表明:考虑了纬度和高程的协同克里金插值效果最好,降水和气温的插值误差排序均为:CK < OK < RBF < IDW,并对插值结果进行分析,发现研究区降水和气温空间分布均呈现由南向北逐渐递减的特点,并与经纬度、高程进行相关系数和回归分析,表明气象要素纬度地带性显著,降水量主要由纬度和高程决定,气温则主要受纬度的影响,月均气温与经度和纬度有一定的季节性规律。     

GIS支持下的海南岛土壤侵蚀空间分布特征

在地理信息系统的支持下,采用通用土壤流失方程（USLE）及其修改式估算了海南岛现实土壤蚀量和潜在土壤侵蚀量,分析了土壤仇蚀因子R,K,LS在海南岛的表现,得到了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤蚀量的空间分布特征,研究结果表明,中部山区的现实土壤侵蚀量和潜在土壤量均较其它地区大。     

江淮丘陵地区土壤养分空间变异特征——以安徽省定远县为例

以安徽省江淮丘陵地区的定远县为例,利用测土配方施肥获取的1 401个农田表层样点数据,运用地统计学方法和GIS技术研究了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明,定远县SOM含量为17.74 g/kg,TN含量为1.04 g/kg,AP含量为13.45 mg/kg,AK含量为115.00 mg/kg,属中等水平。变异系数介于28.85%~73.38%,属中等变异强度。地统计分析表明,定远县土壤养分的变异函数符合指数模型,具有中等强度的空间自相关性,SOM和TN的空间自相关性稍强。土壤养分在空间上呈块状分布,SOM、TN和AK的空间分布总体上东南高、西北低;AP总体上西高东低。土壤养分空间变异主要受地形和土壤类型影响。     

淮北平原农田土壤养分空间变异特征——以安徽省蒙城县为例

以安徽省淮北平原的蒙城县为例,利用测土配方施肥获取796个农田表层样点数据(0~20 cm),运用地统计学方法研究了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明,蒙城县SOM含量为17.14±2.70 g kg~(-1),TN含量为0.85±0.14 g kg~(-1),AP含量为16.63±9.66 mg kg~(-1),AK含量为129.63±35.24 mg kg~(-1),属中等水平。变异系数介于15.75%~58.09%,属中等变异强度。地统计分析表明,蒙城县土壤养分的变异函数符合指数模型,具有中等强度的空间自相关性。SOM和TN的空间自相关性稍强,AP和AK的空间自相关性稍弱。土壤养分在空间上呈块状分布,SOM、TN和AK的空间分布总体上北高南低、在东南—西北方向上变异较强,在西南—东北方向上变异较弱。AP含量总体上由北到南,先降低再升高。     

县级粮食生产效率空间聚集格局演变分析--以河北省为例

粮食安全是区域发展的长期战略问题,在人口激增,耕地面积减少趋势得不到有效抑制的客观背景下,提高粮食生产效率成为提高粮食生产量的关键。基于DEA Malmquist模型和ESDA技术,结合地理学研究中的空间格局分析方法,测算了我国粮食重点区河北省1990—2005年138个县的粮食生产效率,重点讨论了大尺度上县级层次近15 a来粮食生产效率空间聚集格局演化特征与规律。研究结果表明,研究期内河北省县级粮食生产效率存在空间聚集分布格局,粮食生产效率区际间的差异有所减小;各项粮食生产效率指数局部空间聚集格局显著,空间聚集格局演化规律明显。该项研究成果可从方法论上为定量测算粮食生产效率和空间格局特征提供借鉴,同时丰富粮食生产与耕地保护研究内容,为科学合理确定粮食生产功能分区,制定区域粮食安全战略提供重要的参考依据。     

基于GIS的辽宁气温和降水空间扩展方法

基于辽宁54个气象观测站1971-2000年气候整编资料的月平均气温和月平均降水资料,及辽宁地区500m×500mDEM数据,利用气候学原理和G IS技术,对辽宁地区气温和降水的空间扩展方法进行研究,建立基于常规气象观测资料的受地形影响的辽宁月平均气温和月平均降水量空间分布的估算模型。结果表明模型能较好的估算无观测资料地区的气温和降水的空间分布,实现了常规气象资料的空间扩展,为辽宁省资源开发、经济规划、环境规划、城市建设提供基础数据。     

基于GIS的安徽省表层土壤颗粒分形特征研究

以第二次全国土壤普查数据为基础,运用分形模型,计算了安徽省表层(0-20 cm)土壤颗粒的分形维数;结合安徽省1:50万土壤数据库,利用GIS空间分析技术.探讨了表层土壤颗粒分形维数的空间分布特征及其与环境因子的关系,得出以下几点主要结论:(1)表层土壤颗粒分形维数变化较大,从2.290 3～2.933 2,变幅达0.642 9;从空间分布上看,沿江江南和淮河以北地区分形维数较大,而江淮丘陵地区和大别山区分形维数相对较小.分形维数2.766 4～2.844 7之间的土壤,分布面积最大,达到65 349 km2,占安徽省总面积的48.28%;(2)不同土壤类型下的土壤颗粒分形维数差别较大.分形维数最大的土壤类型为石灰岩土,达到2.859 7;最小的为粗骨土,只有2.598 1.(3)不同土地利用方式下的土壤颗粒分形维数差别明显.分形维数从大到小的顺序为:草地>耕地>园地>林地.(4)不同海拔下的土壤颗粒分形维数显著不同.随着海拔高度的增加,分形维数有逐渐减小的趋势.     

基于GIS的县级土地利用现状分析--以陕西省洋县为例

以陕西省汉中市洋县为研究对象,结合GIS技术,分析了该地区土地利用的类型、面积、空间分布及其与地形因子之间的关系.结果表明:(1)该区土地利用结构不很合理,未利用土地面积过多;(2)从坡度和海拔与不同土地利用类型之间的关系可以看出,耕地、园地、建筑用地均集中在坡度小于8°、海拔小于800 m的区域,随着坡度和海拔的增大,土地利用类型逐渐以林地和牧草地为主.     

基于GIS的表征水分资源气候要素的推算及空间变化特征

为了揭示水分资源的空间变化特征,满足地质勘探、地质灾害预报、设施农牧业工程、工农业基地工程的建设以及开发利用降水资源各用户的需求,利用GIS工作平台,采用傅抱璞先生提出的半经验半理论气候资源回归模拟方法,将呼伦贝尔市水分资源推算到3”×3”小网格上,建立的41个表征水分资源空间分布模型,34个通过了极显著性检验,7个通过了显著性检验。有88％的模型回代检验和83％的模型模拟检验的平均相对误差均在-5％～5％之间,从而实现了水分资源快速、准确的查算。在此基础上分析了水分资源的空间变化规律,为该地区充分合理利用水分资源提供科学依据。     

基于GIS的土壤侵蚀与土地利用关系分析

土壤侵蚀分布与土地利用类型分布之间存在密切关系。以我国水蚀区广东惠东区为例,以TM影像为主要数据源,在GIS环境下,进行土壤侵蚀与土地利用类型的矢量分析,通过SPSS软件包的统计分析,得出土地利用类型与土壤侵蚀的分布相关关系,其程度依次为林地、耕地、草地、城镇。在此基础上做土壤侵蚀与土地利用类型关系的地域分析。     

基于GIS与RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究——以贵州省为例

[目的]对贵州省土壤侵蚀进行快速定量研究,为土壤侵蚀治理工作和土地利用决策提供科学依据。[方法]在GIS技术的支持下,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM,MODIS-NDVI等数据,结合RUSLE模型估算研究区土壤侵蚀量。[结果]研究区的2010年年均土壤侵蚀模数为880.81t/(km~2·a),属轻度侵蚀。大部分区域主要以小于500t/(km~2·a)的微度侵蚀为主,占研究区总面积的59.60%。土壤侵蚀面积(轻度侵蚀以上)达71 164.14km~2,占总面积的40.40%。强度以上土壤侵蚀面积达10 431.60km~2,占总面积的5.91%,主要分布在研究区西北部和东北部,以及北部大楼山、武陵山、东南部苗岭以及西部乌蒙山等地势较高以及中东部乌江,西南部北盘江等河流流域。[结论]林地、耕地和草地以及海拔在600~1 600m之间的区域是今后水土流失防治的重点区域。     

基于GIS的大别山区东段雨季降水空间分布模拟

区域降水量是重要的环境变量,区域降水量的研究对区域水资源合理规划与利用具有重要科学价值。依据大别山区东段及附近14个气象台站和8个气候考察站34a雨季降水和风向等气象资料,以及各站点的经纬度、坡向、海拔高度等地理信息,并引进"主风向效应指数",建立大别山区东段雨季降水分布模拟模型。利用GIS技术进行栅格数据的空间分析,模拟大别山区东段降水空间分布。模拟结果表明,(1)针对不同区域特点,适当增加有效的地形和气象因子参与插值,可以提高山区降水模拟精度,大别山区东段雨季的逐月、夏季和雨季降水空间分布模拟相对误差均小于10%;(2)大别山区东段南北坡雨量分布具有明显的时空变化,边界层山地的扰动作用对降水量分布影响明显,雨量的南北坡的季节变化与大气环流的季节变化一致。     

基于GIS与地统计学土壤养分空间变异特征研究——以辽宁省凌源市6乡镇为例

以辽宁省凌源市西南部6乡镇为研究对象,利用GPS定位采集了1 042个土壤表层样.采用传统统计学和地统计学相结合的方法,研究了土壤养分的空间变异特征.结果表明,土壤养分的变异系数为29.45%～67.25%,变异强度是有效磷>碱解氮>有机质>速效钾.有机质、碱解氮和速效钾的C0/(C0+C)比值均在49.7%～49.90%之间,都具有中等的相关性,而有效磷的C0/(C0+C)的比值为100%,空间的相关性较弱.分维数D大小顺序为:有效磷>碱解氮>速效钾>有机质.Kriging插值分析表明,研究区土壤养分的空间分布格局主要受土地利用类型影响较大.     

基于降水集中度方法的安徽省主汛期降水时空特征分析

利用安徽省1961-2009年6-8月降水资料,运用降水集中度和集中期分别讨论了主汛期降水时空分布特征和变化规律,并对多雨年和少雨年的集中度进行了比较。结果表明:降水集中度(PCD)和集中期(PCP)能够定量地表征降水量在时空场上的非均一性。安徽省主汛期降水集中度和集中期总体呈由南向北增大的空间分布;全省平均PCD值和PCP值的年际和年代际变化均较明显。PCD的EOF展开前三个特征向量累积方差贡献率达57%。第一特征向量表现为全省一致性,而第二特征向量表征为南北反相,第三特征向量表征为南北和中间反相。合成分析表明,多雨年的PCD值比少雨年大,而多雨年PCP值比少雨年小。总体来看,通过PCD和PCP提取最大降水重心及对应时段,为分析极端降水事件形成机制提供依据。