基于三阶段DEA模型的农业生产效率及其时空特征研究——以长江经济带为例

为响应长江经济带"大保护"的战略号召和完成国家赋予长江经济带各省市的重大历史任务,长江经济带正在推进农业产业结构调整、优化投入产出比例,保障稳定可持续的农业生产。本文基于三阶段DEA模型和聚类分析相结合的方法,以2008—2018年的长江经济带为例,测算其农业生产效率并分析时空特征。研究表明,外生环境因素对长江经济带农业生产效率的影响显著,存在明显的时空差异。其中:1)剔除环境因素后,长江经济带农业生产效率整体向好,四川省和江苏省处于效率前沿面,上海市的农业生产效率值出现明显下降; 2)长江经济带农业生产效率逐年波动发展,长江中游地区相对上游和下游地区的农业生产效率更具优势,个别省份的农业生产效率水平与其经济社会发展程度不匹配; 3)劳动力、土地、灌溉等投入要素的增加均会引起农业生产效率的增加,财政投入力度及人均GDP与农业生产效率之间不存在明显的正向相关关系,受灾面积对农业生产效率有显著负面影响。     

乡村振兴水平时空特征及其影响因素——以广东省为例

[目的]综合评测广东省各地级市乡村振兴水平及其子系统发展水平,探究其在2017—2021年的时空演变特征与影响机制,为乡村振兴工程的持续推进提供科学参考。[方法]基于产业兴旺、生活富裕、乡风文明、治理有效和生态宜居5个子系统构建测算体系,运用TOPSIS法测评广东省乡村振兴水平;运用冷热点分析法探究广东省乡村振兴水平与各子系统发展水平的时空演变特征;运用地理探测器分析乡村振兴的主要影响因素与各因子交互作用规律。[结果](1)研究时序内,广东省乡村振兴水平小幅度上升,同时研究单元的演变类型以等级跃升为主,珠三角地区始终为高值单元聚集区。各子系统发展水平变化相对一致,但研究单元的类型演变存在明显差异。(2)研究时序内,研究单元的各类属性整体上均以热点聚集为主要联系类型,且各属性的高值聚集区始终是珠三角地区。(3)2017—2021年,广东省乡村振兴的主要影响因素为财政支撑、产业优度和经济基础,各因子的交互类型在两个研究年均为非线性增强或双因子增强。[结论]研究时段内广东省乡村振兴水平呈现小幅提升,各子系统发展水平则具有不同的演变态势,但均存在明显空间异质性,同时乡村振兴是多元要素共同驱动的...     

广东省“三生空间”用地转型的时空演变及其生态环境效应

以广东省21个地级市为研究单元,运用GIS空间分析技术并结合广东省1990—2015年六期遥感数据,探究广东省"三生空间"用地转型的时空演变格局与生态环境效应。结果表明:(1) 1990—2015年期间,广东省"三生空间"用地结构发生明显变化,主要表现为生产用地减少,生态用地略有下降,生活用地大幅度增加;(2)省内不同经济区域"三生空间"用地转型特征不同,但普遍存在农业生产用地减少、城镇生活用地与工业生产用地大幅增加;(3)整体上看,1990—2015年广东省生态环境质量略有恶化,由0.645下降到0.639,年均下降0.191%;生态环境高质量区主要分布在粤西北,珠三角地区大部分处于生态环境低质量区,生态环境亟待提升。基于"三生空间"功能视角研究土地利用转型及其生态环境效应,可为广东省"三生空间"用地合理功能分区、生态文明建设提供依据。     

基于DEA的甘肃省农业资源配置效率研究

采用数据包络分析(DEA)方法,对2006 — 2015年甘肃省域及市域的农业资源配置效率进行了分析。结果表明,配置效率的阶段性波动特征明显,随时间的推进而逐步升高并趋向稳定。配置效率的相对有效性总体较高的年份居多,配置效率针对政策的实施具有相对滞后效应。配置效率在地区间呈现不平衡发展状态。在农业生产投入要素配置中冗余情况仍然存在,农业资源配置的技术效率与综合效率的变化具有同步性。     

中国省域生态效率时空格局变化及优化策略研究

为了深入研究不同区域生态效率的优化路径,采用Malmquist-超效率SBM模型测度了2005—2016年中国省域生态效率和Malmquist指数及其构成,并结合要素投入产出松弛率分析探讨了效率低效成因,再运用空间自相关方法揭示了区域生态效率空间关联格局的时空动态特征,最后提出了相应的区域生态效率改进策略。结果表明:(1)区域生态效率整体呈现“东部>中部>西部”的梯度分布格局; 随时间推移,除北京、上海、湖南和重庆外,绝大多数省(市)生态效率整体呈下降趋势。(2)从Malmquist指数分解情况看,技术效率变化和技术进步变化对区域生态效率整体提升作用不明显。但四川、云南、青海、新疆4个西部区域省市的技术效率变化对生态效率具有明显的正向效应; 且北京、贵州的技术效率进步和技术进步均对生态效率有正向效应。(3)从投入产出要素冗余度看,生态效率低下是由于劳动力、能源、土地和水资源投入冗余以及非期望产出过量,其情况在西部最为严重,中部次之,东部最小。(4)区域生态效率呈现明显的空间正相关性,其空间关联格局随时间推移整体较为稳定,但存在局部变化。各省市投入产出要素存在不同方面和程度的改进空间,可以从加强管理与科技创新、优化投入产出结构、分区协同治理等方面出发,优化区域生态效率。     

珠三角耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素分析

为推进珠三角耕地保护、优化耕地利用格局,将耕地利用转型内涵进一步深化,从结构、效率和功能3个维度构建指标体系,运用熵权法、ArcGIS空间分析和灰色关联分析等方法揭示了珠三角地区耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素。结果表明：(1)区域耕地利用形态诊断可以从结构、效率和功能三方面度量;(2)珠三角整体耕地利用综合转型水平呈上升态势,城市间综合转型水平差异明显并呈缩小趋势;(3)珠三角耕地利用综合转型在空间上呈“核心—边缘”分布特征,中心城市转型水平较低;(4)各市在结构、效率和功能转型3个层面的得分具有不均衡性,转型优劣有所差异,其中深圳效率转型指数上升293.12%,广州结构转型指数下降19.76%,中山功能转型指数下降20.69%。(5)城镇化率、人均GDP和人均固定资产投资对耕地利用转型的影响较为显著。综上,珠三角耕地利用朝优化方向转型,但区域间转型差异仍不可忽视。人口和社会因素对珠三角耕地利用转型具有较大的推动作用。     

基于DEA和Malmquist指数的汉江干流水资源利用效率变动研究

水资源利用效率的提升对于缓解水资源供需矛盾具有极为重要的意义。选取汉江干流10个地市,运用数据包络法(DEA)计算了2008—2015年水资源利用效率,并利用Malmquist全要素生产率指数模型分析了水资源绿色效率全要素生产率和分解指数的动态变化。结果表明：汉江干流不同地市的水资源利用效率具有较大的时空分异特征,中下游地市的水资源经济效率普遍高于中上游地市;水资源绿色效率较高的城市经济发展较为缓慢且集中分布在下游地区。2008—2015年水资源经济效率逐渐下降,而水资源绿色效率先增加后减小;除武汉市和安康市的全要素生产率一直保持积极有利发展趋势外,其他城市的全要素生产率主要受技术约束和规模效应的影响而未能达到期望值。研究成果可为水资源优化配置提供参考。     

中国农业绿色发展相关氮素指标的时空变化特征

氮素在农业和食物系统中的行为关乎资源、环境、食物安全和人体健康等重要问题,是反映农业绿色发展的关键指标。本文选取18个与农业绿色发展密切相关的氮素指标,并按照农业绿色发展程度从高到低分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级,基于统计数据和文献资料,通过食物链养分流动模型(NUFER)定量相关氮素指标,分析其时空变化特征,探讨相关氮素指标的影响因素,为农业绿色发展提供改善意见和建议。结果表明,1980—2017年间全国氮素使用强度、环境排放及整体利用效率均呈现由Ⅰ级向Ⅳ级水平转变的下降趋势,秸秆循环利用效率、大部分氮素生产类以及食物消费类的指标均呈现由Ⅳ级向Ⅰ级水平转变的上升趋势。从空间分布看,氮素投入和环境损失较高的区域主要分布在华北地区、华东地区、华中地区以及华南地区;食物消费水平在各地区均有提升,其中东部地区提升更明显;东部和北部地区的单位植物和动物蛋白产量水平相对较高,但仍处于Ⅲ级水平;效率类指标在31个省份中,大部分地区处于Ⅲ和Ⅳ级水平。与1980年相比,2017年全国氮素指标Ⅳ级和Ⅲ级水平占比变化不大,但Ⅰ级水平占比由27.1%降低至8.3%,农业绿色发展水平整体呈下降趋势。七大地区中各个地区Ⅰ级水平占比均降低,并且大部分地区均低于30.0%,Ⅲ级和Ⅱ级水平的占比明显增加。在指标类型方面,与1980年相比,2017年氮素生产类和食物消费类指标等级在Ⅳ级水平占比降低,农业绿色发展水平呈上升趋势;氮素环境排放类和效率类指标等级在Ⅰ级和Ⅱ级水平占比之和也在降低,农业绿色发展水平呈下降趋势。这是由种植业和畜牧业氮素资源投入高、种植以及养殖结构改变、农牧系统生产脱节严重、社会经济发展不平衡等因素造成的。因此,需要针对不同类型指标的时空变化特征,通过测土配方施肥、改变种养结构和应用氮素减排技术与政策等手段实现氮素指标的优化,推动中国农业绿色发展。     

广东省农田生态系统碳源汇效应时空分异及驱动因素

[目的] 探究广东省农田生态系统碳源汇效应时空分异及驱动因素,为广东省科学合理制定区域农业减排固碳措施提供参考。[方法] 采用参数估计法、GIS空间分析等方法定量评估2010—2020年广东省农田生态系统碳源汇效应时空演变规律,并借助LMDI因素分解模型探究农田生态系统碳源汇效应空间分异的驱动因素。[结果] ①广东省农田生态系统碳源汇效应水平维持持续向好发展态势,减排增汇效应逐渐凸显。具体表现为：固碳总量呈波动上升态势,稻谷、甘蔗、蔬菜为主要的碳汇作物;碳排放得到有效控制,减排效应日益显现,稻田种植、农资投入为主要的碳源类型;农田生态系统固碳量增长有效抵消了碳排放增长。②广东省农田生态系统碳源汇效应空间分异明显,总体呈相对集聚分布态势,湛江为主要的高碳源—高碳汇地区,低碳源—低碳汇则主要分布在珠三角地区。③经济因素为农田生态系统碳汇提升的关键驱动因素,结构因素表现出两面性且因地而异,效率因素、劳动力因素则表现为抑制作用。[结论] 广东省农田生态系统碳源汇效应水平稳中向好,但区域分异明显,应结合各地经济、结构、效率、劳动力等因素的驱动效应差异,因地制宜制定农业减排固碳措施。     

农业土地资源利用效率评价及改善路径研究——以江西省11个设区市为例

土地资源是世间万物生存与发展的根本,科学评估农业土地资源利用效率时空演变特征,厘清其效率损失原因与改善路径,对缓解人地矛盾、保障粮食安全和实现农业可持续发展有着十分重要的意义。本文以江西省11个设区市为研究区域,将土地资源生态价值纳入投入产出指标体系,利用VRS-DEA模型与Malmquist指数对1990—2016年江西省农业土地资源利用效率时空特征进行分解分析,定量分析农业土地资源利用效率损失原因,并给出改善农业土地资源利用效率的有效路径。结果表明：1）江西省农业土地资源整体利用效率较高,1990—2016年呈现“先下降后上升”的变动趋势,效率均值为0.889;2）从效率分解情况来看,综合技术效率是纯技术效率和规模效率共同作用的结果,但规模效率影响能力强于纯技术效率;3）从空间格局演变角度来看,区域间效率变化轨迹差异显著,非均衡发展趋势较为突出,呈现“大聚集-小分散”的分布特征,梯形层次明显;4）从全要素生产率动态变化情况来看,江西省农业土地资源利用全要素生产率整体呈增长趋势,技术进步贡献最大,且全要素生产率增长属于技术进步“单轨驱动”模式;5）从效率损失原因来看,种植业产值产出不足是效率损失的主要原因,农药化肥、种植业从业人员等要素投入冗余是次要原因;6）从效率改善路径来看,优化资源要素配置,规范减少农药化肥使用,逐步转移农村剩余劳动力,提高土地生产机械化、规模化水平是改善农业土地资源利用效率的关键路径。该研究结果可为深入了解江西省农业土地资源整体利用形势、识别存在问题和优化发展路径提供参考,同时为未来政府制定农业土地资源高效利用与管理决策提供科学依据。     

Determination of total sulphur and extractable sulphate in plant materials by inductively‐coupled plasma atomic emission spectrometry

Abstract

Total sulphur and extractable sulphate were determined in plant materials by inductively‐coupled plasma emission spectrometry. For total sulphur, plant material was digested in concentrated nitric acid only. For the sulphate determination, the plant material was extracted with water, sulphate was precipitated as barium sulphate, washed, and redissolved in (NH₄)₄‐EDTA. In the determination of sulphur no spectral interferences were observed, when using the 182.04 nm emission line. The data for total sulphur compared well with a set of certified reference plant samples. For extractable sulphate no such certified plant material is available, but it was established that the proposed procedure did not lead to losses nor interferences.     

佳木斯地区1956-2010年径流量时间序列变异分析

日趋频繁的极端天气和大规模的水资源开发对区域生态环境产生严重的影响,准确获取径流量时间序列的变化特征可为水资源的合理开发和水利水电工程规划运用提供科学的决策依据。采用趋势检验法、Mann-Kendall突变分析法和小波分析对佳木斯地区1956—2010年径流量变化的趋势性、突变性和周期性特征进行了深入的研究。结果表明:近45年来,佳木斯地区各季节及全年径流量的年际总体变化趋势的倾向率各不相同,春季、夏季、秋季及全年径流量呈明显下降趋势,而冬季径流量则呈缓慢上升趋势;各季节及年径流量的时间突变点基本一致,都分别发生在1967年、1972年和1998年左右;该地区四季及年径流量的周期变化特征差异较大,22年、13年、9年和4年左右尺度波动较为明显。     

褐飞虱的RAPD-PCR分析

采用 RAPD-PCR技术对不同地点、时间的褐飞虱 Niloparveta Lugens ( Stal)种群 (长翅型、短翅型 )基因组 DNA进行多态性研究 ,分析了各种群之间的遗传差异。结果表明 ,RAPD PCR能分析各种群之间的基因多态性 ,相似性分析和聚类分析所得的各种群之间的亲缘关系相一致。因此 ,RAPD PCR技术可以作为褐飞虱种群遗传研究的一种方法     

上海化学工业区土壤元素相关分析

以上海化学工业区表层土壤元素为研究对象,采用相关分析方法研究了20种土壤元素的富集和迁移转化规律。回归分析表明,元素Ni含量与Ca、Cd、Cu和Fe的含量密切相关;通过聚类分析,可将20种元素分为三大类;因子分析得到的前五个主因子代表了土壤元素中72.0%的信息量。     

Molecular diversity of bacterial chitinases in arable soils and the effects of environmental factors on the chitinolytic bacterial community

The molecular diversity of bacterial chitinases in the bulk soils of arable land was investigated using culture-independent methods. The results demonstrate that bacterial chitinases in arable soils are highly diverse and comprise unique groups when their sequences were compared to those in public databases. The diversity of bacterial chitinases in arable soil was further evaluated using conventional phylogenetic analysis, the UniFrac analysis of the phylogenetic data, and the multidimensional scaling (MDS) analysis of T-RFLP profiles to elucidate the relationship between the diversity of bacterial chitinases and soil characteristics. These analyses indicate that environmental factors such as soil type and pH are responsible for shaping the composition of bacterial chitinases.     

A digital computer program for particle size analysis and textural classification of soils

Abstract

A digital computer program was written for the determination of particle size distribution and textural classification of soil samples. The textural classification is based on the South African texture‐triangle.     

Micronutrient cation survey of lowland rice in sierra leone

Abstract

Lowland rice plants were sampled at two growth stages and analyzed for Zn, Cu, Mn, and Fe. Most of the sites were deficient in Cu and one‐third of the sites were rated deficient in Zn. All sites were in the adequate range with respect to Mn. Many Fe values were in the excess to toxic range. Average content of micronutrient cations in rice plants was uniformly greater 30 days after the rice was transplanted than 60 days after transplanting.

Correlations between extractable Mn in lowland soils and Mn in associated rice plants were highly significant with the DTPA extractant and significant with the HCl method, both 30 and 60 days after the rice was transplanted. With HCl, extractable Fe in lowland soils was highly correlated with Fe in associated rice plants, but this relationship was not as close with the DTPA extractant.

In lowland soils, extractable Zn increased significantly and consistently with increases in Cu and Mn extracted with DTPA and HCl. Extractable Zn also increased significantly with increases in Fe when the HCl extractant was used, but not with DTPA.     

施药条件对施药者体表污染的影响

该文主要研究了在夏季高温季节使用3WS-16型手动喷雾器和WFB-18AC型机动喷雾器施药对施药者体表的农药污染情况及影响施药者体表污染的主要施药条件。结果表明：使用手动喷雾器,左手、右手、右上臂和右前臂污染较多;使用机动喷雾器,左上臂和左前臂污染较多;施药者体表主要污染部位与次要污染部位间具有高度的线性相关;施药机具和喷头流量、作业环境、作物因素和施药方式等单因素均影响施药者体表污染;单因素交互作用后,风速和作物高度是影响施药者体表污染的主要因素。此研究结果对于改进施药技术,减少施药者体表污染具有实际的应用价值。     

The determination of cadmium in soils,plants and fertilizers by dithizone extraction and atomic absorption spectroscopy

Abstract

Methods are proposed for the determination of cadmium in soils, plants and fertilizers.

Soil is first dissolved by treatment with hydrofluoric and hydrochloric acids and plant material is digested with nitric‐perchloric‐sulphuric acids. The cadmium is then extracted from the resulting solutions as the dithizone complex. After destruction of the dithizone the cadmium is dissolved in dilute hydrochloric acid and determined by atomic absorption spectroscopy. Cadmium in phosphatic fertilizers is determined directly by atomic absorption measurement on hydrochloric acid digests of the fertilizer.

The proposed methods have precision adequate for the study of cadmium in soil‐plant systems, the limits of detection being: plant material, 0.004 ppm Cd; soils, 0.02 ppm; and phosphatic fertilizers, 1 ppm.     

塔里木沙漠公路防护林区土壤微生物的立地条件效应

通过分析来源于塔克拉玛干沙漠腹地防护林地的土壤样品,揭示了不同立地条件下防护林土壤微生物的差异及对土壤环境因子的响应规律,主要结论如下:(1)不同立地条件下土壤微生物活性差异极显著,呈现沙垄基部>沙垄中部>沙垄顶部>板结平沙地>流沙地的规律,而土壤深度间微生物数量表现为10～20cm>20～35cm>0～10cm,差异不明显。(2)三种微生物对环境因子的响应有所差异,细菌与土壤总孔隙度、含水量有显著正相关关系,与全K含量显著负相关;放线菌与全P、全K和全盐含量明显负相关,与全N正相关;真菌与全K、全盐含量负相关,与有机质含量和孔隙度大小正相关。(3)土壤不同深度范围内土壤因子对微生物活性的影响程度不同,0～10cm土层主要取决于有机质和N素含量;而土壤盐分状况和孔隙结构对10～20cm微生物较为重要;20～35cm土层中微生物需要满足一定养分供应和土壤结构。因此,土壤微生物对不同立地条件下土壤环境条件响应不同,微生物种群数量表现出一定差异,最终可能影响到微生物在土壤养分转化和促进土壤发育中的作用。