东北地区乡村旅游重点村空间分布及其影响因素分析

为了明晰旅游业在乡村振兴中的增长效应与发展作用,以东北地区36个市(州)范围内的87个乡村旅游重点村为研究对象,运用最邻近指数、核密度分析、空间自相关等空间统计方法,阐释了东北地区乡村旅游重点村空间分布特征及影响因素。结果表明:(1)东北地区乡村旅游重点村在空间上呈集聚分布态势。(2)在空间分布上呈现“南多北少”的特征,大体可分为辽宁中东部、吉林中部、吉林东北部和黑龙江中部4个“中心—外围”片区。(3)从乡村旅游重点村所在市(州)来看,延边州与本溪市是乡村旅游重点村数量最多的地区; 从空间关联来看,“高—高”集聚区在延边州,“低—高”集聚区在白山市,“高—低”集聚区在本溪市。(4)乡村旅游重点村空间分布受到地形、水资源、区位等多重因素的共同影响。综上,东北地区乡村旅游重点村空间分布具有集聚特征,各区域受自然条件与社会人文等因素影响显著。     

南太行典型区小流域土壤铅含量空间分异及影响因素分析

为揭示小流域尺度土壤铅（Pb）含量的空间分异规律及影响机制,提高土壤污染修复与管控效率。该研究以蟒河小流域为研究区,采集121份土壤表层（0～20 cm）样品和15份环境辅助样品,利用经典统计学、地统计学和地理探测器等模型方法对土壤Pb空间分异特征及其影响因素展开研究。结果表明：1）蟒河小流域土壤Pb含量的平均值为110.40 mg/kg,高于区域背景值,部分点位超过农用地土壤污染风险筛选值,存在污染风险;2）土壤Pb含量变异程度为强变异,且不同方向均存在较强的变异程度,南-北（0°）和东北-西南（45°）变异在空间变异中占主导作用,变异程度受成土母质、地形等结构性因素影响大。3）经验贝叶斯克里金空间插值显示土壤Pb含量整体由西南向东北带状逐步增加,局部特征明显,东北部山前平原和中部平原区域是土壤Pb污染风险监测的重点区;4）地质类型和土地利用对土壤Pb含量空间分布差异具有最强解释力,叠加距矿山距离和工业距离等因素后,其交叉作用影响程度显著增加,地质地形、大气等自然因素叠加工矿企业及农业生产等复杂环境下区域重金属污染综合研究是未来面临并需要研究的重要内容。该研究可为南太行典型区复杂环境下土壤重金属污染防治与修复治理提供精准支撑。     

黄土高原土壤可蚀性因子空间分布特征及影响因素

为揭示黄土高原地区土壤可蚀性(K)的空间分布特征和影响因素,基于EPIC模型、几何平均粒径模型、Torri模型估算黄土高原地区K,并结合地理探测器比较土壤理化性质、海拔、坡度等要素对K空间分布的影响。结果表明：(1)EPIC模型、几何平均粒径模型、Torri模型估算的黄土高原地区K均值分别为0.036,0.034,0.041 [(t·hm²·h)/(MJ·mm·hm²)]。黄土高原以中可蚀性和中高可蚀性的土壤为主,不同模型对K的估算值有显著差异(F=4.460,p<0.01)。(2)黄土高原K有较为显著的空间异质性,东部和西南地区K较高,西北地区K则较低。不同省份的中可蚀性和中高可蚀性面积占比有较大的统计差异。(3)土壤理化性质(砂粒含量、粉粒含量、黏粒含量、碎石含量、容重、酸碱度、阳离子交换量、基本饱和度、交换性盐基、碳酸盐、硫酸盐、可交换性钠盐、导电率)、海拔、坡度、坡向均对K呈现极显著影响(p<0.01)。土壤理化性质对K空间分布的影响强于海拔、坡度、坡向、土地利用因子间交互作用对K的影响大于单个因子。研究结果可为黄土高原土...     

东北地区县域耕地利用系统安全驱动力因子及其空间分异

[目的]确定耕地利用系统安全变化的驱动力空间差异,为保护耕地和保障粮食安全服务。[方法]以东北区典型区域巴彦县为研究区,运用"3S"技术,采用相关分析和Logistic回归模型,对影响耕地利用系统安全的驱动力因子进行识别和分析;采用单因子评价法和Kriging插值法分析驱动因子影响程度及其空间分布,揭示空间分异规律。[结果](1)地貌类型、土壤类型、土壤质地、速效磷、排涝能力和政策法规对系统安全具有促进作用,高程、比值植被指数、人口密度和水土流失对系统安全具有抑制作用。(2)各驱动力因子在空间上打破了原来的耕地利用分区,呈现出以地理空间为基础的空间分异特征。[结论](1)各驱动因子对研究区耕地利用系统安全均有不同程度的影响。(2)各驱动因子对耕地利用系统安全的影响程度在地域空间上有明显的分异规律。     

玉米植株冠层截留分异特征及其影响因素

基于研究区实际降雨频率,采用人工模拟降雨法对玉米全生育期冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量进行测定,分析叶面积和降雨强度对玉米植株冠层截留分异特征的影响。结果表明:不同生育期,玉米冠层截留率平均为8.42%,茎秆流率平均为35.38%,穿透雨率平均为56.19%;不同降雨强度,玉米冠层截留率平均为7.53%,茎秆流率平均为26.79%,穿透雨率平均为65.68%。冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量与雨强呈极显著线性正相关关系,冠层截留量和茎秆流量与叶面积之间呈极显著正相关直线关系,而穿透雨量与叶面积之间呈极显著线性负相关关系。     

基于多元线性回归的东北地区春玉米单产空间化模拟

春玉米是东北地区主要粮食作物,研究分析不同气候和土壤模式下春玉米产量的空间差异对于指导农业生产和保障粮食安全具有重要意义。本研究选取土壤、地形和气候因素三个方面共13个关键影响因素,采用多元线性回归分析法构建春玉米单产和13个影响因素的多元线性回归模型,并利用Arc GIS软件将春玉米单产进行栅格化,对东北地区春玉米单产空间分布情况进行分析。结果表明：(1)经多元线性回归模型计算的空间化数据(空间分辨率为1km)与春玉米单产统计数据基本一致,东北地区春玉米单产在2482.49～10147.10kg·hm^-2。(2)春玉米单产空间分布图客观反映了春玉米单产的空间分布趋势,大体呈现由中部地区向四周不断减少的格局。本研究准确取得栅格尺度的东北地区春玉米单产空间化的模拟结果,平均相对误差1.45%,可为东北地区农业生产布局优化和决策制定等提供方法参考。     

中国森林乡村空间分布特征及其影响因素分析

森林乡村是生态文明建设的基本单元，是建设美丽中国和生态宜居乡村的重要载体，开展相关研究对推动乡村高质量发展具有重要的现实意义。基于全国7 586个森林乡村样本数据，采用非均衡指数、Moran''s I、热点分析和核密度估计工具识别森林乡村的空间分布特征，利用地理探测器测算主要影响因子对森林乡村空间分异的解释力。结果发现：1） 中国森林乡村呈现出"东部密中部散西部疏"的空间分异特征，分布方向为"东北-西南"走向，与胡焕庸线、气温和地形所形成的地理格局具有空间一致性。2）森林乡村呈集聚分布模式，空间溢出效应显著，热点区域范围北至沧州，南抵中山，西至商洛，东抵舟山（118°～126°E，24°～38°N）；极化现象突出，形成6个一级核心区和10个二级核心区。3） 公路密度、林业产值密度、乡村文化密度、年均气温、城镇化率、平均海拔和地形起伏度是森林乡村空间分异的主要影响因子，单因子空间分异解释力差异明显，双因子交互解释力强于单因子作用，公路密度、乡村文化密度和林业产值密度是交互解释力增强的关联主导因子。4）自然环境是影响森林乡村空间分异的基础性因素，并呈现出显著的气温和地形指向特征；城镇化率和林业产值密度是重塑其空间格局的主要动力，公路密度和乡村文化密度是其空间形态变化的引导力量，森林乡村空间格局是多因子长期交互作用的结果；研究还发现，随着公路密度、林业产值密度和城镇化率的增加，森林乡村数量和密度总体上呈现"先增后减"的阶段性变化特征。5）将森林乡村划分为都市型、交通型、产业型、文化型和综合型5大类，其中，都市型森林乡村主要分布在省会城市，区位优势显著，交通型、产业型和文化型森林乡村在不同区域形成集聚分布，单要素优势特征明显，而综合型森林乡村多要素作用相对均衡。未来，中国森林乡村建设与发展应根据其空间分布特征及其影响机制，按照因地制宜、分类推进和差异化发展原则，通过科学规划、合理布局和城乡统筹，有序推进森林乡村增量扩展和存量更新，有效解决乡村生态环境恶化和传统文化衰败问题。同时，不断提升主导因子的驱动能力，发挥不同类型森林乡村的比较优势，促进城乡融合发展，推动森林乡村全面振兴。     

黄河三角洲国土空间演变的时空分异特征与驱动力分析

科学有效掌握国土空间时空演变特征及其驱动机制是优化与构建国土空间保护开发格局的基本前提.该研究以黄河三角洲为例,围绕"过程-格局-驱动"的逻辑主线,基于2000、2010和2020年遥感数据构建国土空间分类体系,利用弦图可视化模型和地学信息图谱刻画国土空间演变过程,借助重心偏移模型和空间自相关分析法明晰国土空间演变的时...     

东北地区土壤侵蚀空间变化特征研究

东北地区日益严重的水土流失已引起人们广泛关注,但现有土壤侵蚀研究多限于局部地区。了解本区土壤侵蚀空间变化特征,为水土保持规划提供进一步支持已迫在眉睫。本文在建立东北地区土壤流失方程的基础上,利用径流小区观测资料、气象资料、地图和遥感资料,计算多年平均土壤侵蚀量并检验计算精度,据此分析土壤侵蚀空间变化特征。结果表明:东北地区水土流失面积达到63.4万km²,占全区总面积50.8%,土壤侵蚀现状不容忽视。土壤侵蚀强度大致呈自东南向西北方向递减的趋势。但地形起伏的影响,使得这一变化趋势更为复杂。本区土壤侵蚀较为严重的地区为辽河干流西侧各支流流域的丘陵地带和流域东部降水丰沛的地区,松花江流域的山前丘陵漫岗区。研究结果对本区水土保持规划具有重要参考意义。     

杞麓湖流域灌区土壤有机碳空间分异及潜在影响因素分析

【目的】揭示杞麓湖流域灌区复杂地表条件下土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）的空间分异规律及影响机理,以期为当地灌区土地资源的可持续利用和精细化管理提供科学依据。【方法】在杞麓湖流域灌区采集216个土壤样本测定其SOC含量,通过空间自相关分析揭示其空间格局,进一步结合15个自然和人为潜在影响因素,使用多尺度地理加权回归（MGWR）模型,探究杞麓湖流域灌区SOC空间变异的影响因素及其影响机制。【结果】全局和局部莫兰指数结果表明SOC存在显著的空间自相关性,且呈集聚分布,SOC含量较高的样点集中分布在杞麓湖西南湖滨农耕区,低值集中分布在流域西南山麓地区,杞麓湖南部农田SOC含量的空间异质性强;MGWR模型结果表明土壤含水量、土壤总孔度、植被覆盖度、蔓延度指数在局部对SOC有显著的正向影响（P <0.05）,距公路距离、最大斑块面积占比、斑块丰度密度对SOC有显著的负向影响（P <0.05）。【结论】杞麓湖流域灌区SOC空间分异受到土壤内在属性以及外在的自然和人为因素的共同影响,且这种影响存在不同程度的空间异质性。     

华北山地6种天然次生林土壤氮素的空间异质性特征

 利用地统计学理论和方法研究华北山地次生林区6种天然次生林土壤氮素的空间异质性特征。结果表明:1)次生阔叶林土壤总氮质量分数相对较高（3 1004 500 mg/kg）,而针叶林相对较低（9001 300 mg/kg）,各森林类型土壤中有效NH4+-N质量分数均高于有效NO3--N,形成以NH4+-N占优势的氮营养生境;2)针阔混交林中,土壤全氮的变异强度最大,变异的空间相关性较差（随机性变异占总变异的42.7%）,针叶林中,全氮空间变异强度相对较弱,但以自相关变异为主（结构方差比为72.2%81.0%）,呈现弱的斑块分布特征;3)阔叶林中,NH4+-N具有很强的空间自相关变异,NO3--N异质性程度相对较弱,针叶林中,NH4+-N变异强度较小,而NO3--N空间变异却相对明显;4)不同森林类型对土壤全氮及各有效氮形态的空间异质性特征有影响;5)植被种类、植被组成、植被多样性等因素的差异及由此导致的树种空间分布格局是影响总氮量及氮矿化,进而导致氮素不同形态在林分间甚至林分内不同空间样点间异质性形成的重要原因。     

利用交叉信息熵模拟东北地区水稻种植面积空间分布

作物时空分布变化是农业研究的重要内容。近30a来,东北地区水稻种植面积显著增加,为探讨东北地区水稻时空变化特征,进一步丰富和完善作物空间分布信息获取方法,研究作物空间分布对包括气候变化在内的多种影响因素的响应关系,该研究综合80年代以来的作物面积与产量统计数据、耕地数据、农业灌溉数据以及作物生长适宜性分布等多源数据,利用基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型(spatial production allocation model,SPAM)构建了针对中国作物分布特点的SPAM-China模型,模拟了中国东北地区1980-2008年像元尺度上水稻空间分布信息。结果表明,模拟结果能较好地反映出东北地区水稻主要种植区域,近30a东北地区水稻种植时空变化特征显著,水稻种植区域向北向东扩展,种植重心北移了约1.76个纬度,中北部地区水稻种植面积增加且趋势明显,南部地区变化趋势不显著。     

基于SPI判定的东北春玉米生长季干旱对产量的影响

为了研究东北地区干旱对春玉米产量变化的影响机制,选用标准化降水指数(standardizedprecipitationindex,SPI)作为干旱的判断标准,利用东北地区春玉米历史产量资料构建相对气象产量残差(standardized yield residuals series,SYRS),结合春玉米干旱受灾率,分析了东北地区春玉米全生育期干旱和产量变化特征,以及干旱对春玉米产量影响的变化规律。结果表明:1)年际间降水量的波动导致东北地区玉米单产不稳定,辽宁和内蒙古东部受旱的程度及年数均远高于黑龙江和吉林,玉米成灾率和生长季降水距平百分率呈现明显负相关。2)20世纪80至90年代中期出现干旱的年份较少;而从90年代后期至2015年干旱年变多。3)2000年之前,黑龙江、吉林和内蒙古东部3省区相对气象产量残差SYRS从负值向正值波动提升,在90年代中后期达到历史最高,进入2010年以后,SYRS普遍处于正常水平;辽宁省SYRS呈现年际间波动大的特征。4)东北四省区SPI6与SYRS满足向下的抛物线趋势,当降水量处于正常略偏多的情形下,东北4省区产量能达到高产的水平;当SPI6处于干旱或者过湿的情况下,将处于低产量水平。     

东北黑土区土壤团聚体迁移特征的模拟降雨试验研究

坡面侵蚀过程中土壤团聚体迁移反映了团聚体的破碎程度以及雨滴打击和径流搬运之间的相互作用。基于模拟降雨试验,研究了黑土坡面不同粒级土壤团聚体的迁移特征。研究结果表明,同干筛处理相比,湿筛后≥0.25mm粒径的水稳性团聚体含量为52%,其较干筛处理减少24%。湿筛后土壤团聚体的粒级分布以<0.25mm团聚体居多;湿筛处理后>1mm粒级的团聚体含量较干筛处理减少了83.8%。在50和100mm/h两个降雨强度下,团聚体流失以<0.25mm的微团聚体为主,其流失量占团聚体流失总量的80%以上,且不同降雨强度下微团聚体流失量与含沙浓度存在显著正相关关系。50mm/h降雨强度下微团聚体流失量随降雨历时的增加呈先快速增加后递减,最后趋于相对稳定的变化趋势;而100mm/h降雨强度下,其变化趋势则表现为先快速增加后缓慢上升趋势。≥0.25mm各粒级团聚体的流失比例和流失团聚体的平均重量直径(MWD)均随降雨强度的增加而减小,反映了大雨强下雨滴打击对团聚体的分散作用。     

中国东北春玉米区干旱时空分布特征及其对产量的影响

为了研究东北地区春玉米不同生育阶段干旱时空分布规律及其对产量的影响,基于研究区域1961—2012年69个气象站点逐日气象资料和春玉米生育时期及产量资料,采用Penman-Monteit法计算潜在蒸散量,在此基础上利用农业干旱指标标准化降水蒸散指数(SPEIPM)划分干旱等级-最后利用干旱等级权重及发生概率评分等级计算每个站点的干旱危险指数(DHI);利用Mann-Kendall检验法计算5个生育阶段的SPEI变化趋势,利用回归分析进行SPEI与玉米气候产量的关系分析。结果表明,吉林省西部和辽宁省西部在玉米生长季内始终为干旱高风险区,吉林省东部和辽宁省东部则为干旱低风险区,黑龙江省东部干旱风险随生育进程增大;近52 a玉米苗期干旱强度和范围有减小趋势,而生育后期在增加;1991—2012年辽宁省西部玉米气候产量与SPEIPM3-7(5—7月份的SPEIPM)以及吉林省西部、吉林省东部和松嫩平原气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)的关系达极显著(P0.01),吉林省中部气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)关系达显著水平(P0.05)。春旱严重地区如松嫩平原、吉林省西部、辽宁省西部和南部的干旱强度和范围正在减小,而东北干旱程度在玉米生育后期整体呈增强趋势,其中东部最明显。在降水充沛的吉林省东部,气候产量与干旱指数的回归方程对称轴在0附近,表明正常降水情况下即能保证高产和稳产。降水较少的地区如辽宁省西部和吉林省西部等地,回归方程对称轴在1附近,提高玉米产量需增加灌溉和提高水分利用效率。     

耕作模式对坡耕地土壤水分和大豆产量的影响

为了探讨北方土石低山地区不同耕作模式对坡耕地的土壤水分特征及其对作物产量的影响,以10°坡耕地大豆田为研究对象,监测了传统耕作(CT)、免耕(ZT)、免耕秸秆覆盖(NT)和横垄(CR)4种不同处理下0～100cm土壤水分垂直变化和水平变化,测定了大豆产量和水分利用效率。结果表明:1)在大豆不同生育期中,各处理在0～40cm土壤水分含量均表现为:NTZTCRCT,当土层深度大于40 cm时,各处理间土壤水分含量的大小关系发生波动变化,其中ZT和NT能明显改善0～50cm土层土壤水分含量,较CT处理保墒效果提高25.34%～35.57%。2)CT和ZT处理坡位间土壤水分含量的大小关系,受大豆生育期内总降雨量的影响较小,分别表现为:下坡位中坡位上坡位和下坡位≈中坡位上坡位,而NT和CR处理坡位间土壤水分含量的大小关系,会随着大豆生育期内降雨总量的不同而产生微变。3)各处理剖面土壤水分空间分布格局均表现出下湿上干的特点,CT和CR湿润土层(体积含水率≥11.6%)分别位于坡底40～100 cm和坡顶40～100 cm处,而干燥土层(体积含水率≤8.6%)则分别位于坡顶10～30 cm和坡底10～20 cm处。ZT湿润土层(体积含水率≥12%)分布集中性较差,NT湿润土层分布集中性最好,且范围最大,占据了整个坡面40～100cm深度范围。4)所考虑的3个因素对土壤水分含量影响作用的大小表现为:耕作模式剖面深度坡位。5)在2a试验中,与CT相比CR、ZT和NT处理产量分别平均增加8.77%、15.68%和26.74%,水分利用效率分别平均提高6.32%、11.6%和20.61%,因此建议在研究区种植大豆时,优先采用NT耕作模式。     

Effect of conservation tillage on crop yield and soil organic carbon in Northeast China: A meta-analysis

Northeast China, the important grain-producing region in China, is under threat from soil degradation because of long-term conventional tillage (CT). The adoption of conservation tillage is anticipated to restore soil fertility, maintain crop yields and enhance sustainability. However, the integrated effects of conservation tillage practice on crop yields and soil organic carbon (SOC) remain unclear. In this meta-analysis of peer-reviewed studies conducted in the Northeast China region, we assess crop yields and SOC values under no-till, ridge tillage and subsoiling tillage practices. The results indicate that in areas with mean annual temperatures (MAT) below 3°C, crop yields were significantly (p < .05) higher under ridge tillage (0.8%) and subsoiling tillage (13.1%) compared with CT, whereas yields reduced under no-till (−3.7%). Ridge tillage generally had a similar effect on crop yield as no-till, without the negative impact in colder regions. We also report that no-till practice increased SOC concentrations by 24.1%, 43.9% and 17.4% in areas of higher temperature (MAT > 6°C), low mean annual precipitation (MAP) (<500 mm) and continuous cropping conditions, respectively. Ridge tillage and subsoiling tillage also had positive effects on SOC concentrations (to a lesser degree than no-till), indicating that conservation tillage can enhance SOC in Northeast China. Overall, the implementation of different conservation tillage measures in Northeast China was found to enhance crop yields and sequester carbon. We recommend that ridge tillage is used in colder areas and that subsoiling tillage is used in rotation with other tillage measures to maintain crop yields.     

基于DSSAT作物模型的中美大豆主产区单产模拟与验证

开展基于作物模型的大面积作物产量估测研究,可以为及时掌握全球重点地区农作物的生产情况提供数据支撑.该研究以大豆为监测作物,选取中国吉林省和美国爱荷华州作为研究区域,基于DSSAT作物估产模型中的SOYGRO大豆模型,利用分辨率为0.5°×0.5°的生育期气象要素以及500 m×500 m绿色叶绿素植被指数,进行遥感数据...     

作物产量指数设计及在黑龙江省的应用

针对传统基于归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）的作物长势监测方法对于同一时期处于不同生育阶段的作物缺乏可比性，以及NDVI的高低不能直接代表产量的高低的问题，该研究设计了一种可以动态反映作物长势和产量变化的具有时空可比性的统计指数（作物产量指数）。以黑龙江为例，基于单产数据、气象数据、遥感数据、作物分布数据，对3种作物分别进行估产分区，综合使用随机森林重要性评价方法和留一法为各估产分区筛选最优估产建模变量，构建动态估产模型和产量指数计算模型，并在2022年作物生长季（6—9月）进行了大豆、玉米、水稻的动态估产和产量指数预报和分析。结果显示：1）建模指标的重要性从高到低依次为趋势单产、遥感植被指数、气候类指标。2）3种作物整体单产预测精度最高的为水稻，其平均绝对相对精度(mean absolute relative precision，MARP)为95.20%，其次是玉米（MARP为93.81%），最后是大豆（MARP为92.73%）。3）以历史5 a为基期计算的3种作物的6—9月的产量指数的对比结果显示，大部分区县3种作物各月的产量指数差异处于“平”状态。4）生长季产量指数的月环比结果显示大部分区县产量指数的月环比值处于-0.01~0.01之间。该研究设计的作物产量指数可用于比较某一统计单元（如县、市或省）在特定评估时间点相对于其历史平均单产的增减状况，也可以环比相邻两个评估时间点的产量变化情况；在空间维上可以比较同处于某个特定评估时间点的不同统计单元的单产指数的高低情况，在长势监测、产量预报等中具有很好的应用前景。