辽宁省农用地产能核算研究

农用地产能核算是对农用地综合生产能力的测算与评估,是农用地分等成果的实践与转化应用。本文以辽宁省为研究区域,以产能核算理论与技术方法为指导,以县市级行政区、分等指标区和分等等别为单位开展不同角度的农用地产能核算研究,从区域分布、自然特征条件和利用水平等多角度实证分析农用地综合生产能力。研究结果表明:(1)理论产能、可实现产能及实际产能较高区域集中分布在辽宁中部平原区及其他指标区的山前平原区,自然等别集中在13~21等,利用等别集中在7~13等,该区自然条件优越,综合利用系数高;(2)产能核算总值与相应县区、市区、等别、指标区的耕地面积相关性较强,因此产能第一受制因素是耕地面积,其次是单产水平;(3)农用地产能核算是以农用地分等成果为基础进行的,农用地分等基础成果要适时更新,监测样点设置要具有长久稳定性。     

利用遗传算法和支持向量机测算农用地理论单产和可实现单产

为了解决传统的采用一元线性回归法计算农用地理论单产和可实现单产的局限性,该文将遗传算法和支持向量回归机理论应用于农用地产能核算,构建理论单产和可实现单产核算模型。通过建立样点分等因素质量分与理论单产的遗传算法支持向量回归机（genetic algorithm-support vector machine,GA-SVM）模型进行理论单产预测;建立样点分等因素质量分和利用系数之积与可实现单产的遗传算法支持向量回归机模型进行可实现单产预测。以广东省揭西县产能核算为例,分别采用GA-SVM模型和一元线性回归模型测算,并将测算结果进行对比分析。研究结果证明,GA-SVM对于理论单产和可实现单产的测算精度更高,适于单个样本值的预测,可以作为农用地产能核算的一种新方法。     

河北省不同耕作区综合产能空间分异规律

耕地综合产能精确地核算了耕地系统内部每个梯级绝对值水平,是农用地分等工作的深化与延续。基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,依据自然等指数与理论抽样样点构建理论产能核算模型,利用等指数与现实抽样样点构建现实产能核算模型,统计数据核算实际产能,在河北省从东南-西北选取霸州、栾城、遵化、张北为典型耕作区域,分析不同耕作区产能差异及空间变异规律。结果表明：四个研究区域理论总产为2.52×109 kg,现实总产为1.88×109 kg,均高于实际总产1.44×109 kg,不同层次产能差异明显;各层次单产水平次序同自然等指数次序是一致的,依次为栾城县>遵化县>霸州市>张北县;空间分异的大小取决于区域单产的浮动水平,空间变异程度依次为霸州>遵化>张北>栾城。通过核算结果对比证实了从农用地分等多个层次上测算综合产能的科学性、合理性和可行性,是深化耕地资源数量、质量并重管理的重要途径和方法。     

经济快速发展地区耕地生产能力空间格局

为准确把握区域经济快速发展地区耕地生产能力空间格局,基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,建立耕地生产能力核算模型,在此基础上分析3个层次产能（理论产能、可实现产能和实际产能）的空间分布得到：较高的理论单产和可实现单产主要分布在以唐山市为中心向四周延伸的各个乡镇;而较高的实际单产主要分布在唐山市南部地区和东北部地区的乡镇;处在北部山地丘陵区的迁西县和迁安市等地区的一些乡镇的3个层次的产能单产都比较低;以唐山市为中心的西部和东部及东南部地区的一些乡镇的3个层次产能的总产都比较高,北部的山地丘陵区的产能总产比     

广东省不同典型区耕地产能利用潜力分析

在广东省农用地三个层次产能核算成果的基础上,分析了五个典型区农用地产能理论利用潜力(远景产能潜力)和可实现利用潜力(近期产能潜力)的空间分布格局,最后结合广东省农用地分等成果,根据各农用地分等参评因子的因子距和相关分析,分析了各典型区近期农用地产能提升的关键方向。结果表明:广东省粤北和潮汕地区农用地利用强度最高,农用地产能潜力较小,未来产能提升空间较低,尤其是潮汕平原区,有的地方已经基本用尽潜力。雷州半岛、粤西南、粤中南地区产能潜力较高,未来产能有较大的提升空间。雷州半岛地区产能提升主要靠提高灌溉保证率;粤西南和粤中南提升的主要方向均是农田基础设施整治,提高灌溉保证率,同时改善土壤pH和提高土壤肥力分别是粤西南区和粤中南区的另一个产能提升的重要方向;粤北主要靠提高灌溉保证率和有机质含量、改善田面坡度来提升产能;潮汕平原区农用地产能提升潜力较低,可通过对沿海土壤盐渍化的改善提升部分农用地产能。     

省域尺度耕地产能空间分异规律及其影响因子

耕地产能核算是耕地分等的深化和延续,对于落实严格保护耕地的战略目标具有重要意义。基于耕地分等成果,该文采用耕地分等与农业统计结合的产能核算方法,对江苏省耕地产能进行了核算,分析了江苏省省域尺度下耕地产能的空间格局及其分异规律,并探讨了各因素指标区耕地产能的主导影响因子。结果表明：江苏省不同层次耕地产能总产分异规律基本一致, 总产大小表现出苏北＞苏中＞苏南的格局,这主要受耕地面积分布格局的影响,因此,耕地面积是粮食安全的重要保证,合理开发耕地后备资源是未来挖掘耕地产能的一个重要途径;从耕地单产分异规律来看,理论单产与可实现单产的空间分异规律基本一致,表现出南北高,中间低的分布格局,耕地实际单产的分布格局较为复杂,呈现出岛状分布的特点,高值岛出现在里下河平原区;有机质、农业灌排条件和利用系数是影响省域尺度耕地单产的主导因子。通过分析,全面掌握了江苏省耕地产能的空间分异状况,为区域性土地资源宏观调控与调整提供依据;同时,各指标区尺度的主导因子有所差异,今后可根据不同指标区的主导影响因子,采取针对措施,以有效提高各指标区的耕地产能。     

基于农用地分等的耕地产能监测体系研究

为了建立一个基于农用地分等的耕地产能监测体系,结合中国农用地分等和产能核算工作进展,确定了耕地产能监测的相关定义和原则.在土地可持续利用与管理的理论框架下,设计了耕地产能监测的体系,构建了监测样点与监测样区相结合、重点监测和基线监测相结合的耕地等别及其产能监测流程.基于农用地分等的耕地产能监测体系主要解决了监测样点与非监测样点的关系问题,耕地等别及其产能渐变与突变的监测问题和传统监测方法与新技术手段相结合的问题.     

农用地绿色产能评价体系构建及实证分析

绿色产能评价是农用地分等的进一步深化。该文在农用地分等成果基础上,结合土地质量地球化学评估,提出以产能评价、环境健康评价为主,有益元素、生态潜在风险为辅的综合性农用地评价方法,构建农用地绿色产能评价体系。最后选取吉林省西部4县（市）为研究区,进行农用地绿色产能评价,划定农用地绿色产能区。结果表明,研究区农用地总体质量良好,99.94%为绿色农田,其中绿色高产区主要分布在前郭东部和北部地区;镇赉南部及前郭北部地区有益元素丰富,大安北部及前郭西南部地区有益元素较缺乏;前郭东部地区农用地存在潜在风险,占总面积的1.5%。     

基于农用地分等成果的陕西周至县耕地粮食生产能力测算

为了充分利用农用地分等成果合理测算耕地产能,该文提出了基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力体系,并对不同层次的生产潜力的测算方法进行了探讨,认为基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力测算要充分利用农用地分等成果;耕地粮食生产能力体系包括自然生产潜力、利用生产潜力及现实生产能力3个方面;农用地分等的自然质量等级指数与利用等级指数本质上就是2个不同的生产潜力,分别代表了2种不同情况下潜在的单位面积产量。用分等单元的面积分别乘以该分等单元的自然质量等级指数和利用等级指数,可得到该分等单元相应的生产潜力。把全县所有分等单元的生产潜力相加就得到全县相应的生产潜力。通过理论分析及各种模型的实际模拟,采用Logistic模型对现实生产能力进行测算效果较好。结果表明,周至县耕地自然生产潜力为176.778×104t,利用生产潜力105.0×104t,现实生产能力为54.637×104t。     

基于ArcGIS的耕地整治潜力测算与分级研究——以湖北省房县为例

土地整治工作是一项综合性的系统工程,潜力测算与分级是土地整治工作的前提和基础。以ArcGIS软件为平台,采用基于新增耕地系数的数量潜力测算方法,通过调查待整治耕地面积,确定新增耕地系数,测算出房县的耕地整治数量潜力为1 210.18 hm²;质量潜力测算采用基于农用地分等定级成果和产能核算理论的方法,通过计算耕地现实单产和最高单产,分别计算出待整治耕地提升产能和新增耕地产能,得出房县耕地整治的质量潜力为9 485.38万kg;最后以质量潜力测算后的耕地总产能作为潜力分级标准,将整治潜力划分为三个级别,并绘制了以乡（镇）为单元的潜力分级图。根据潜力级别划分结果,结合各乡镇的地形地貌、经济发展水平、农民整治意愿等条件,将一级潜力区、二级潜力区和三级潜力区按照整治时序分别确定为房县耕地近期重点整治区、中期适宜整治区、远期一般整治区。     

三峡库区农村宅基地复垦耕地地力评价*--以重庆市涪陵区为例

农村宅基地复垦后补充的耕地应兼顾数量和质量,对其进行耕地地力评价可以为全面掌握复垦后耕地地力情况,为复垦耕地的后续培肥、利用及管理提供依据。本文以三峡库区的涪陵区为研究对象,随机采集665个宅基地复垦片块的土壤样品,选取16项参评指标,运用层次分析法、模糊数学法并结合GIS地统计学空间分析功能,综合评价了宅基地复垦后的耕地地力水平及空间分布。结果表明:耕地地力平均等级为3.03等,处于中等水平;3等地最多,占总样本数的52.18%;其次为4等地和2等地,1等地和5等地分布最少。从空间分布来看,由于区域内存在地形地势、自然条件、土壤类型的差异,样点乡镇内部各等级耕地均有分布;沿江、坪上、后山区的平均耕地等别为2.82等、3.15等和3.19等,耕地地力基本沿地形地势、海拔高度的增高呈沿江、坪上、后山区域依次递减的趋势。在提升耕地地力上沿江区应着重改善耕地的灌排和路沟条件;坪上区应注重调整土壤的p H和提高有效磷含量;后山区需增加耕层厚度,提高宅基地拆除物的利用,减少土壤中砾石含量。     

基于地形改进NPP指数的县域耕地产能测算

为了快速准确测算耕地产能,开展耕地质量和产能评价工作,落实“三位一体”的耕地占补政策,该研究尝试将耕地初级净生产力（NPP,Net Primary Productivity）运用于耕地产能测算。在具体提取NPP指数时,使用顾及地形要素对于太阳辐射影响改进的CASA模型,并在此基础上运用地理加权回归以及空间相关性的方法比较了NPP数据与耕地利用指数数据以验证NPP数据运用于耕地产能计算的可行性。研究结果表明：基于NPP获得的耕地产能数据总体呈现中部东南-西北轴线方向以及南部平原NPP指数较高东北、西南两侧较低的布局,而通过与耕地利用指数的地理加权回归发现两者有较强相关性。NPP指数可以直接用于耕地产能评价,能够提高工作效率和准确性。     

张掖市典型绿洲农田生态系统生产力时空分布特征

[目的]以甘肃省张掖市甘州区典型绿洲为例,研究绿洲农田生产力的时空格局及其全球变化对农田生产力的影响,为区域农业资源管理决策与规划提供决策依据。[方法]利用MOD17A3NPP产品、气象数据及甘州区农业统计等数据,结合GIS空间分析技术开展研究。[结果]甘州区不同农田类型净初级生产力(NPP)均值最小值均出现在2001年,最大值出现在2007年。甘州区农田净初级生产力年均值变化范围为109.3~420.5g/(m~2·a),其分布特征与农田类型的空间分布基本一致;同一农田类型,高海拔区农田生产力小于海拔较低区,即农田生产力的大小是由农田类型及海拔高度共同决定的。NPP变化趋势存在明显的空间异质性,农田生产力增加的面积占总面积的40.9%,主要是旱地和高海拔地区的水浇地。海拔1 800m以上的旱地和水浇地年降水量的增加趋势远大于平均气温,其NPP呈明显的增加趋势。[结论]近10a来甘州区农田生态系统生产力存在明显的时空差异,整个旱地和水浇地年均NPP呈增加趋势,水田年均NPP呈下降趋势。     

黄土高原南缘土石山区耕地地力评价研究

以黄土高原南缘土石山区陕西省宝鸡市陈仓区为例,通过野外采样和室内分析,获取大量耕地地力相关信息,在GIS的支持下,利用层次分析法、模糊评价等数学方法和模型对研究区耕地地力进行定量化评价。结果表明:该区耕地基础地力可分为6等,其中1等地占3.7%,2等地占17.2%,3等地占36.8%,4等地占24.1%,5等地占9.4%,6等地占8.9%。水浇地、园地和菜地主要集中在1、2、3等地;4等地在该区分布范围较广;而5、6等地主要分布于坡度较大、海拔较高、土壤耕层较薄的山区,利用类型主要为旱地。本研究分析了研究区各乡镇耕地数量及质量的空间分布特征,对耕地资源的科学管理、可持续利用及测土配方施肥有积极意义。     

改进灰色关联模型在秦巴山区耕地地力评价中的应用

以秦巴山区陕西省安康市汉阴县为例,在通过土壤调查采样和室内化验分析获得的相关耕地地力数据信息的基础上,运用层次分析、模糊评价等方法改进了灰色关联模型,实现了耕地地力综合评价的定量化和自动化。结果表明,该地区耕地基础地力可分为5级,其中Ⅰ级地占耕地总面积的7.32%,Ⅱ级地占耕地总面积的15.41%,Ⅲ级地占耕地总面积的21.61%,Ⅳ级地占32.47%,Ⅴ级地占23.18%;研究区内耕地地力属中等偏差水平,其中河谷阶地的耕地地力水平状况相对较好,低山丘陵区的耕地地力水平相对较差,中低山的耕地地力水平最差。     

内蒙古马铃薯主产区基础地力及增产潜力研究

【目的】内蒙古是我国马铃薯主产省份之一,探究内蒙古马铃薯主产区基础地力状况,评价基础地力和施肥对马铃薯产量的关系,为指导不同生态区及土壤肥力下的马铃薯科学施肥提供理论依据。【方法】收集2006-2015年在内蒙古4个马铃薯主产区开展的1118个试验点无肥区(CK)和施氮磷钾肥(NPK)处理的马铃薯产量数据。以无肥区马铃薯产量来评价土壤的基础地力,计算基础地力对产量的贡献率。采用边界线拟合方法预测马铃薯最大潜在产量,计算其可获得的产量差,进而明确基础地力对主产区马铃薯产量及产量差的影响。采用稳定性指数和可持续性指数,评估基础地力对马铃薯产量稳定性和可持续性的影响。【结果】内蒙古阴山南麓区、阴山北麓区、燕山丘陵区、大兴安岭北麓区马铃薯基础地力产量分别为13.10、14.67、15.71和16.45t/hm^2;氮磷钾推荐施肥产量依次在20.90、23.17、25.34、26.54 t/hm^2;平均基础地力贡献率分别为57.6%、62.7%、63.9%和66.2%。随着土壤基础地力的提升,土壤基础地力对产量的贡献率逐渐增大。马铃薯施肥产量与土壤基础地力呈显著正相关,阴山南麓区、阴山北麓区、燕山丘陵区、大兴安岭北麓区马铃薯施肥产量与土壤基础地力直线拟合决定系数分别为0.769、0.876、0.770和0.790 (P <0.0001)。随着土壤基础地力的提升,马铃薯施肥产量与预测的最高施肥产量的差值变小,施肥产量的稳定性指数下降,可持续性指数增大。【结论】内蒙古马铃薯各主产区的土壤基础地力产量、施肥产量及地力贡献率存在差异,其中,燕山丘陵区、大兴安岭北麓区的马铃薯基础地力产量、施肥产量及地力贡献率指标均显著高于阴山南麓区。阴山南麓区、阴山北麓区、燕山丘陵区、大兴安岭北麓区施肥可获得的最高预测产量分别为53.68、62.87、65.39和69.65 t/hm^2。土壤基础地力与马铃薯施用化肥的增产效果呈显著负相关,土壤基础地力的提高增大了产量的可持续性指数,有利于马铃薯的高产、稳产。随着土壤基础地力的提升,土壤对产量的贡献率增加,施肥可获得的产量潜力增大。     

三江平原农田生产力时空特征分析

为了提高农田生产力,该文基于EOS/MODIS卫星2000～2005年的MOD17A3数据集,分析了21世纪初三江平原农田生产力时间动态和空间分异特征。结果显示,2000～2005年三江平原旱田净初级生产力（换算成碳量）平均值为 348.06 g/(m2·a),水田净初级生产力平均值为339.90 g/(m2·a)。2000～2005年三江平原旱田年均净初级生产力下降率为7.2%,水田年平均净初级生产力下降率为9.9%。研究表明,三江平原地区气候变化对农田生产力的下降有一定影响,同时随着该地区人口和经济活动的增加,人类活动对土地利用的加剧,亦导致农田生产力的下降。旱田和水田生产力空间分布与降水分布的相关系数分别为0.177和0.156,表明降水对农田生产力空间差异影响显著。     

三峡库首地区移民安置区不同利用方式土壤肥力和土地生产力调查

三峡工程蓄水、移民搬迁及土地利用方式改变将对库首地区土壤肥力、土地生产力和当地农业生产活动产生长期潜在影响。本研究对移民安置期间三峡库首地区秭归、兴山、巴东和夷陵等县区农田、果园和茶园3种利用方式的85个样点土壤的肥力状况进行了采样调查,并对当地土地生产力和移民经济收入状况等进行了统计分析。结果表明:三峡工程蓄水后,库首地区农田土壤肥力水平较高,果园土壤其次,而茶园土壤肥力水平偏低;在蓄水和移民搬迁同时,当地加大农业投入,尤其是加大果园和茶园的肥料投入,以保证农业生产发展需求;受蓄水和移民搬迁影响,库首地区3县粮食总产和单产均有所降低,其中秭归县受到影响较大,但库首各县的粮食生产在三峡蓄水后总体保持稳定;库首地区各县,尤其是秭归县的柑橘和蔬菜种植面积和产量保持逐年提高趋势,该地区的优势产业保持稳步发展,土地生产力未受到明显影响;柑橘经济效益显著高于茶园和农作物,移民安置期间,秭归、兴山县人均纯收入保持逐年上升态势,库首地区农村的经济水平保持稳步增长。