中国干旱区农户气候变化感知及适应性行为研究

从农户气候变化感知视角探讨气候变化适应性行为有效性或者缺失,可以更好地为制定区域性应对气候变化适应性政策提供科学方法和决策依据。利用新疆于田县600户农户调研数据,通过构建Heckman选择模型,定量分析干旱区农户对气候变化的感知及适应性行为的选择偏好的影响因素。研究结果表明,户主性别、从事农业时长、家庭年均纯收入、社会网络、信息资源信任度、距离水源地远近、气候因素变量对气候变化感知有显著影响,而户主性别、从事农业时长、家庭年均纯收入、能否获得借贷、社会网络、距离水源地远近、气候因素变量对适应性行为有显著性影响。建议在政策制定和实施过程中,地方政府应发挥主导作用,同时制定各种相关政策培育农户应对气候变化的应对能力,最终实现生态、经济与社会的综合可持续发展。     

面向乡村振兴的湘南宅基地整治潜力分区及发展路径

基于宅基地空间分布形态、整治需求、外部环境和整治成本等维度构建宅基地整治理论潜力评估系统,结合景观分析法和改进的TOPSIS方法等对湘南地区典型乡镇的宅基地整治单元潜力值进行测算排序,并运用优化后的热点分析探究研究区各类型村庄宅基地整治潜力的空间分布特征以及其未来转型发展路径。结果表明：1）地形条件、人均宅基地面积挖潜系数和宅基地平均最邻近距离是影响宅基地整治潜力的主要因素;宅基地斑块密度越高的区域,其景观破碎度也高;2）研究区宅基地整治潜力热点区集中在东北丘陵区和东南山地区两处,冷点区集聚在中西部的镇中心平原地区;3）综合宅基地整治潜力评价和村庄分类结果可将各类型村庄划分为若干宅基地整治梯度级,其中村庄整治潜力值由大到小依次为生态环境脆弱型、集聚提升型、传统村落和均衡发展型、农业生产主导型;4）通过打破村级行政区划壁垒可将全域划分为7个典型的国土综合整治模式区,并可通过挖掘典型片区的优势资源与特色元素确立\     

长江经济带农村相对贫困格局及区域承载力约束机理

随着中国反贫困重点由消除绝对贫困转变为全面实施乡村振兴、系统解决相对贫困,亟需定量揭示农村相对贫困与区域承载力之间的作用关系,为同步制定缓解相对贫困和增加区域承载力的干预措施提供科学依据。该研究以长江经济带为例,通过农村相对贫困区界定及变化类型识别,从流域、县域及主体功能区多尺度解析2010年以来农村相对贫困区的时空演化过程,建立由土地资源、水资源、环境、生态、灾害和交通6个要素构成的区域承载力指标体系,定量评价农村相对贫困受区域承载力的约束程度及致贫作用。结果表明：长江经济带农村相对贫困空间格局呈总体稳定、局部收缩态势,且以重点生态功能区为主,稳定分布于乌蒙山区、武陵山区、罗霄山区、滇桂黔石漠化区以及滇西边境山区,已消除农村相对贫困的县域主要位于城市群地区或中心城市外围;逻辑斯蒂回归模型估计结果表明,交通、生态和灾害承载力是导致长江经济带农村相对贫困的重要因素,这3类要素约束程度每提升1个等级,发生相对贫困的概率将提高120.85%、30.59%、42.43%,城市化地区、农产品主产区致贫概率仅为生态功能区的19.87%、66.00%。建议基于区域承载力约束程度和地域功能类型,瞄准农民生计资本和区域综合效益增值设计差异化的反贫困政策体系,探索实现农民可持续生计和农村相对贫困区可持续发展的“个体+区域”互动融合发展模式。     

基于GEE和机器学习的河套灌区复杂种植结构识别

河套灌区作为中国重要的商品粮油生产基地,准确快速地获取主要作物空间分布对灌区的农业可持续发展具有重要意义。然而,河套灌区土壤盐渍化严重,作物分布破碎散乱,生育期前后紧邻的作物在遥感影像中难以区分。因此,基于Google Earth Engine（GEE）云计算平台,采用Sentinel-2遥感数据提取作物种植结构,通过引入GlobeLand30地物分类数据集、红边植被特征和作物纹理特征,利用随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯和分类回归树4种分类器,探讨了不同分类特征及分类器组合对分类精度的影响。结果表明,使用全部特征波段时,随机森林的分类效果优于另外3种分类算法,灌区平均总体精度达到81%,Kappa系数达到0.68;在作物空间分布提取中,光谱特征对分类精度起决定性作用,基于红边波段计算得到的植被指数比其他常用遥感植被指数更有优势;进行波段优选后的光谱、植被和纹理特征方案是平均分类精度最高的组合,平均精度为86%。研究结果可为复杂种植结构地区准确快速获取农作物空间分布信息提供新的思路和可靠的参考方法。     

中国东部平原农村居民点破碎化状况与成因分析

农村居民点破碎化导致中国农村地区公共服务设施与市政基础设施建设缺乏规模效益与服务效率,成为制约中国农村地区社会经济发展的重要因素。该研究采用空间分层取样法在中国东部平原地区选择了240个10 km×10 km的样点,以高分辨率遥感影像为数据基础,通过遥感影像目视解译、景观指数分析、热点分析等多种方法对中国东部平原农村居民点破碎化状况及其影响因素进行了研究,并分析了中国东部平原不同地区适宜的农村居民点数量与服务范围。结果表明：1）中国东部平原农村居民点破碎化程度表现为：长江中下游平原>东北平原>华北平原,破碎化程度最高的区域位于长江中下游平原,破碎化程度最低的区域位于华北平原与东北平原北部。2）气候、人口密度、耕作半径、土地开发时序、土地开发时期交通状况等自然、经济、社会因素在中国东部平原地区农村居民点空间分布格局形成过程中发挥着重要作用。3）中国东部平原地区每100 km2农村居民点数量不宜低于3～4个,每个村庄的服务范围不宜超过33.6～45.8 km2。4）华北平原为中国东部平原中开展农村居民点破碎化治理难度最大的区域,该区域尽量避免以整村迁并的形式开展农村居民点破碎化治理,而应以农户为单位,在农民自愿的基础上开展农村居民点迁并;长江中下游平原地区为中国东部平原农村居民点破碎化治理潜力最大的区域,该区域农村居民点布局优化应与农田布局调整协同推进,并根据不同地区耕作通勤状况合理确定中心村数量与位置,避免因农村居民点布局调整导致农民耕作不便。研究结果可为中国东部平原地区乡村空间重构过程中合理确定农村居民点数量与规模提供研究基础。     

南方红壤丘陵区耕地生态问题识别与修复分区

农业空间生态修复是国土空间生态修复的重要内容之一,耕地作为农业空间的重要载体,精准识别耕地生态问题并对其系统分区,是新时期耕地高质量发展与科学高效开展国土空间生态修复的重要前提。该研究以南方红壤低山丘陵区耕地生态修复为研究对象,以江西省为例,针对国土空间规划中耕地生态修复的景观连通性、矿山生态负面影响、恢复退化土地生态功能和农业开发对生态空间胁迫程度4个方面,识别了江西省耕地的破碎化、矿山损毁、水土流失以及与生态用地冲突4种生态问题,采用基于修正的通用水土流失方程（Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE）模型、景观指数、土地利用转移矩阵和GIS空间分析等方法对各生态问题的指标程度进行定量化分析;基于组合权重构建了生态修复综合指数,依据流域、主要生态问题与修复程度分区方法,对全省耕地生态修复进行了综合分区。结果表明：1)2000—2018年间,江西省耕地水土流失主要以轻度侵蚀为主,水土流失总面积减少50.98%,赣江上游流域和鄱阳湖环湖区等水土流失现象加重;耕地斑块密度、破碎度趋于增加,聚集度趋于离散;耕地占用林地、水域与湿地等生态用地面积...     

洞庭湖洪涝高风险区土地可持续利用评价研究

在对洞庭湖洪涝高风险区土地利用复合系统的内涵及特征分析的基础上,建立了洞庭湖洪涝高风险区土地可持续利用评价指标体系。运用定量方法,对洞庭湖洪涝高风险区不同年份和19个蓄洪堤垸的土地可持续利用进行了综合评价,探讨洪涝高风险区土地可持续利用度的时空变化。结果表明：土地可持续利用程度不断增加且呈加速提高之势;洞庭湖洪涝高风险区土地可持续利用总体水平偏低;各类单项指标升降趋势不一致,1985～1995年,生产稳定性和资源保护性指标值都呈下降态势;洞庭湖区土地可持续利用度的地区差异不大,呈现出可持续利用度与生产力水平成正向比和与洪涝风险成反向比的态势。但二者之间的耦合关系较为复杂,不能简单地说生产力水平高的地方土地可持续利用度就高,洪涝风险大的地方土地利用就一定不可持续。     

鲁中南山丘区耕地地力的遥感反演模型与应用

耕地地力是耕地生产能力的重要表征,地力的遥感快速准确反演是耕地资源利用管理的客观需求。该研究针对鲁中南山丘区,选择东平县和滕州市2个代表性县市,利用东平县的TM影像构建与筛选光谱指标,通过经典统计分析（一元线性回归、曲线回归、多元逐步线性回归）和机器学习（BP神经网络、极限学习机）方法构建与优选反演模型,进而在滕州市进行模型的验证和应用,同时对不同时相的反演模型进行了比较分析。结果表明：5类光谱指标与耕地地力综合指数均有显著的相关性,其中改进型光谱指数的r均>0.684,能更好地反映耕地地力状况;最佳反演模型为经典统计分析方法中的改进指数组-多元逐步线性回归（IIG-MLSR）模型（R2=0.684,RMSE=5.674）和机器学习算法的改进指数组-BP神经网络（IIG-BPNN）模型（R2=0.746,RMSE=5.089）;模型在山丘区具有较好的普适性,地力反演与评价的结果具有相似的空间分布特征、相近的耕地面积比例和较高的空间契合度。其中2个最佳模型的高中低3级耕地的面积比例差普遍低于5.55个百分点,空间契合度分别为84.50%和88.76%;模型动态反演分析结果显示,2007—2016年滕州市耕地地力不断提升,高级地由67.30%增加至80.72%;不同时相模型比较结果显示,多时相遥感反演耕地地力具备可行性,4月份冬小麦返青拔节期是反演的最佳时相,10月份裸土时相次之,8月份夏玉米时相最差。该研究提出了山丘区耕地地力快速定量遥感反演的有效方法,对完善遥感反演指标与模型,提高评价效率有参考价值。     

Re-test of Rhinocyllus conicus host specificity, and the prediction of ecological risk in biological control

Biological control is proposed as an ecological strategy to manage the threat of invasive plants, especially in natural areas. To pursue this strategy, we need to know that the host specificity criteria used to evaluate ecological risk with deliberate introduction of an exotic insect for biocontrol are sufficient to predict potential impact on native species. Host specificity is defined by adult feeding and oviposition preferences and larval development. One way to evaluate the criteria is to re-examine case histories where ecological effects are recorded, such as that of Rhinocyllus conicus Frölich. This flower head weevil, released in North America in 1968 to control exotic thistles like Musk thistle (Carduus nutans L), is now reducing seed production by multiple native North American thistle species (Cirsium spp.), and local population density of Platte thistle (Cirsium canescens Nutt.). We hypothesized that host specificity of R. conicus has changed since pre-release testing, providing an explanation for the unexpected magnitude of the documented ecological effects. Instead, when we re-tested host specificity of weevils naturalized over 28 generations, we found that host specificity has not changed. Naturalized adults of R. conicus showed strong feeding and oviposition preference for Musk thistle over Platte thistle. In addition, larval development by these weevils was faster and more successful (to larger size) on Musk thistle than on Platte thistle. Thus, our results indicate that a change in host specificity cannot explain the unexpectedly large build-up of R. conicus and significant ecological effect on Platte thistle. We conclude that accurate prediction of the potential level of impact on native host plants in the field requires further ecological information in addition to host specificity.