基于土地利用总体规划的开封市生态系统服务价值评价

为土地利用结构的优化调整及土地利用总体规划编修提供决策支持,进而实现经济-社会-生态的可持续发展,以生态系统服务价值为评价指标,采用当量因子法研究开封市土地利用总体规划(2006—2020)前后生态系统服务价值及其变化规律和发展趋势。结果表明:2020年开封市居民点及工矿用地、交通用地、林地及园地生态系统面积较2005年呈增加趋势,分别增加9 400hm~2、5 465.14hm~2、3 400hm~2和699.99hm~2;水体、草地及其他用地生态系统的面积呈减少趋势,分别减少6 688.41hm~2、446.28hm~2和11 830.45hm~2;耕地生态系统面积基本保持不变。开封市生态系统服务价值总量减少3.27亿元,呈下降趋势;其生态系统服务价值的主要生态系统类型为耕地、水体与林地,到规划目标年其占比分别为73.38%、14.98%和9.11%。生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,其敏感性指数均小于1。     

基于限制因素分析的高标准农田建设分区

科学确定高标准农田建设分区对稳定农业生产、确保国家粮食安全、增加农民收入等具有重要作用。通过分析高标准农田概念、内涵及建设要求,提出一种基于限制因素分析的高标准农田建设分区方法,并在河北省定州市进行实证研究。结果表明,限制因素选取自然禀赋条件、基础设施条件、社会经济条件和区位条件4方面14个指标,并根据定量评价得分将其限制强度划分为高、中、低3级;基于分级结果,构建了78种限制因素组合类型,统计"高"限制因素个数进行类型分区;结合高标准农田建设主导限制因素以及整治工程类型,最终确定了耕地质量提升型、基础设施配套型、区位条件改善型3种高标准农田建设主导分区。该研究结果可为未来河北省定州市的高标准农田建设提供科学依据。     

基于时间序列MODIS NDVI的农作物物候信息提取

物候是植被长期适应环境的周期性变化而形成的生长发育规律,农作物物候研究对长势监测和产量评估以及气候变化都具有重要价值。针对现有研究的问题,改进物候信息遥感提取方法,并利用MODIS NDVI时间序列,提取伊洛河流域主要农业区的农作物物候信息。首先将8天间隔的NDVI时间序列进行Savitzky-Golay滤波去除噪音信息;再根据冬小麦和夏玉米的生物生理特性,利用与关键形态特征点的相对位置来界定物候期;最后提取多年关键物候期信息。监测结果与往年观测资料对比,研究结果客观可信。整体上物候期相对稳定,但当农作物受气候变化以及异常天气的影响,年际间会存在明显的差异。其中,出苗期相对变异最小,而冬小麦的抽穗期和夏玉米的抽雄期相对变异最大。研究发现10年间同一物候期相差最高达20天左右。结果证明了本文研究方法的可行性和有效性,及时掌握农作物物候信息对农业生产与管理,以及农业遥感的深入研究具有重要意义。     

1960-2012年淮河流域极端气温变化特征

基于1960-2012年淮河流域28个气象站点的逐日最高气温和最低气温观测资料,选取12个具有代表性的极端气温指数,采用线性倾向法、Mann-Kendall法和小波分析法研究淮河流域极端气温指数的变化特征.结果表明:(1)研究区冷夜、冰冻、霜冻曰数分别以4.08、0.78、5.10d·10a-1 (P＜0.05)的速率下降,暖夜、夏季、热夜分别以1.87、2.08、2.82 d·10a-1 (P＜0.05)的速率上升,日最高(低)气温的极小值、日最低气温的极高值的变化率分别为0.34 (0.62)、1.80℃·10a-1 (P＜0.05),而冷昼、暖昼以及日最高气温极高值的变化并不显著.(2)28个气象站点极端气温指数的变化在空间分布上存在着较大的差异,冷指数中冷昼、冷夜、冰冻和霜冻曰数(日最高和最低气温的极低值)在淮河中下游地区的降幅(升幅)较大,上游地区站点的变化则相对较小.暖指数变化较大的站点主要分布在流域的东部和南部地区,西部与北部地区站点的变化不够明显.(3)冷指数的突变主要发生在20世纪80年代,而暖指数的突变则主要发生在2000年左右,与冷指数的突变相比,暖指数的变化表现出后延性、稳定性和持续性的特征.(4)冷、暖指数分别存在着4类和3类尺度的时间变化规律,暖指数的周期变化较冷指数更具稳定性,尤以10a时间尺度下的周期变化最为典型.     

基于CASA模型的区域冬小麦生物量遥感估算

该文对原始CASA(carnegie-ames-stanford-approach)模型中归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)最值提取方法及光合有效辐射吸收比(fraction of absorbed photosynthetically active radiation,FPAR)的算法进行了深入分析,并通过综合分析大量国内外文献,更加科学合理的确定了最大光能利用率的取值,最终确立了适合该研究区的CASA模型。该文以河北省邯郸市3个县域冬小麦为研究对象,以HJ-1A/B星遥感数据产品为数据支撑,采用CASA模型对研究区2014年冬小麦生物量进行了估算和精度验证,结果表明:研究区冬小麦生物量平均值为1 485 g/m~2,50%以上区域在1 500~2 000 g/m~2之间。冬小麦实测生物量与预测生物量相关性达到显著水平,R~2为0.811 5。经过50组数据分析对比,平均相对误差为2.13%,其中,最大值为11.54%,最小值为0.33%;平均预测生物量为1 807.54 g/m~2,与平均实测生物量1 720.74 g/m~2相比,绝对误差为86.80 g/m~2,为估算区域冬小麦产量提供理论支撑。     

县域冬小麦生育期气候要素与产量的灰色关联度分析—以河南省为例

基于河南省及周边39个气象站1996-2015年逐日气象观测资料和冬小麦产量数据,采用灰色关联分析方法,分析生育期各气候要素与河南省县域冬小麦产量关联度的时空变化特征。结果表明:总体来看,各气候要素与河南省冬小麦产量的关联度中,气温的关联度最大,日照时数次之,降水量最小;关联度空间分布上呈现北部地区高于南部地区的格局,南北过渡性明显,尤其是南部信阳市的关联度较其它地区明显偏低。分时段来看,各气候要素与冬小麦产量关联度在1996-2010年有所下降,在2011-2015年突变上升,有明显的年际变化特征,尤其是位于西南部和南部地区的县域单元变化显著,而北部、东部和中部地区的县域单元变化较小。各气候要素与冬小麦产量关联度总体呈上升趋势,气候变化对冬小麦产量的影响逐渐显著,应积极采取策略应对气候变化的影响。     

北江红壤河岸坡面侵蚀水动力特征

受自然和人为干扰的交互影响,北江河岸带水土保持功能退化严重.本研究基于野外原位模拟径流冲刷试验,分析不同坡度(7°、9°、11°和15°)和放水强度(15、12和9 L/min)条件下红壤河岸坡面侵蚀水动力学参数变化特征及其与侵蚀产沙的关系.结果表明:1)平均流速随放水量增加而增加,在相同放水量下与坡度呈极显著线性正相关关系(P＜0.01);雷诺数随着放水时间增加总体上呈增大趋势,但增幅较小,坡度对雷诺数的影响较复杂,无明显规律;弗劳德数随放水历时增加呈先减小后趋于稳定,各处理的平均弗劳德数均＞1,说明坡面流均处于急流状态,且与坡度呈线性极显著正相关关系(P＜0.01);阻力系数随着放水时间增加总体呈增大趋势,且随坡度增加呈先增大后减小的趋势,说明阻力系数与坡度可能存在非线性关系.2)径流系数随放水历时增加呈先增大后趋于平稳趋势,相同放水量下随坡度增大而增大,同时坡度之间存在显著的幂函数关系(P＜0.05);侵蚀产沙量随着放水历时的增加呈先减小后稳定的趋势,且随坡度的增大而增大,二者之间存在显著的线性关系(P＜0.05).3)侵蚀产沙量随水流剪切力和水流功率的增大而增大,且与二者之间均存在线性显著正相关关系(P＜0.01).鉴于河岸带作为阻滞坡地泥沙进入河流的最后一道屏障,本研究的结果可为红壤河岸带坡面水土保持提供科学依据.     

不同类型农户参与耕地保护意愿差异分析—以河南省传统农区周口市为例

选取地处传统农区的河南省周口市为样本点,利用PRA评估方法对农户参与耕地保护意愿进行调查,并在此基础上利用方差分析方法和分组比较方法探讨不同类型农户参与耕地保护意愿差异。主要结论如下:1)调查区域绝大部分农户有强烈的参与耕地保护的意愿,所占比重达到了82.4%。对于参与耕地保护方式大部分农户倾向于选择合理施肥和施用农药、合理的耕作方式、利用新的生产技术等方式,农户对于耕地利用违法行为的认知度还不高。2)不同类型农户参与耕地保护的意愿差别较大,呈现一定的规律性,区位条件较差、农户文化水平高、兼业程度较低、细碎化程度较低、对耕地多功能性认知程度较高的农户对耕地保护的积极性和参与意愿较高。     

禹州市森林生态系统服务功能价值评估研究

本文基于禹州市2010年第二次土地调查森林更新数据,以及水文土壤等相关数据,采用GIS技术以及直接市场法、替代工程法、碳税法、旅行费用法等方法,估算了禹州市2010年森林生态系统服务功能价值。结果表明：禹州市森林生态系统服务功能的总价值为3.06927×108元。通过对禹州市森林生态系统服务功能价值的核算,为县域生态服务功能价值动态监测提供基础数据,以期更好的维护森林和土地生态系统。     

基于"三生"功能的河南省耕地利用综合效益评价

以河南省18个地市为研究对象,选取能直接或间接表征耕地生产功能、生态功能及生活功能的指标因子,构建了耕地利用效益评价指标体系,采用熵值法确定权重,对河南省耕地利用效益进行了时空分析,利用耦合模型对耕地系统功能进行了协调度分析,研究结果表明:(1)2000～2016年17年间河南省耕地利用综合效益呈波动状态,总体呈小幅度上升趋势,空间演化上表现为"北高南低"向"北低南高"逐渐变化的发展态势;(2)从表征耕地功能的3个维度看,2000～2016年间生产功能总体呈小幅度下降、生态功能急速下降、生活功能处于上升趋势,总体来看,生态功能加大的幅度远低于生产、生活功能增加的幅度;(3)2000～2016年间河南省耕地系统协调度呈波动上升趋势,其中生产功能与生态功能发展趋势较为相似,说明今后应注意农村生态环境的改善,进而提升耕地利用效益,提高农民生活水平,助推乡村振兴战略。