湖北农业科学

刘璇, 孙燕, 马静, 张天旺, 陈浮

2024, 63(2): 1-7. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.001

摘要 ( 127 )

PDF (5745KB) ( 130 )

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为厘清耕地绿色利用状况,采用IPCC碳排放系数法测算2000—2020年长江经济带129个地级市耕地碳排放,利用空间自相关分析揭示耕地碳排放时空特征演化,运用LMDI模型分解各影响因素的贡献。结果表明,2000—2020年长江经济带耕地碳排放量在时间上呈下降趋势,呈“保持稳定—快速增长—缓慢增长—缓慢下降”四个阶段;在空间上呈中、东部高,西部低的态势,存在显著的全局空间自相关,局部高-高聚集区分布于长江中下游地区,低-高聚集区分布于中游地区,低-低聚集区则主要分布于上游地区;区域内农业碳排放的促进因素是农业经济水平,抑制因素主要是农业生产效率,其次是农业生产结构,最后是农业劳动力规模。为此,长江经济带耕地碳排放的时空差异显著,各地区应因地制宜制定碳减排策略和土地利用管制规划,提升农业生产效率,优化农业种植结构,加强区域联动,推进低碳农业协同发展。

基于超效率SBM模型的江苏省碳排放效率时空差异

王肖玥, 邓建高

2024, 63(2): 8-12，18. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.002

摘要 ( 91 )

PDF (1832KB) ( 35 )

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利用非期望产出超效率SBM模型和Malmquist全要素生产率指数,计算2011—2020年江苏省各地级市碳排放效率,并对时空差异进行分析。结果表明,各地级市碳排放效率差异显著,总体上呈苏中地区>苏南地区>苏北地区的特征;技术创新是江苏省碳排放效率提升的核心驱动因素,资源配置不合理、规模效率偏低是江苏省碳排放效率未达到生产前沿面的主要原因。

“双碳”战略下云南省农业碳汇研究

万思琦, 袁媛, 伏成秀, 董云峰, 鄢文光, 董晓波

2024, 63(2): 13-18. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.003

摘要 ( 87 )

PDF (1526KB) ( 26 )

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通过估算2012—2021年云南省农业碳排放量、碳汇量,结果表明,碳汇量从2012年的2 888.46万t增加到2021年的3 054.97万t,但是农业的净碳汇量却从2012年的1 897.88万t减少到2021年的 1 656.46万t,在农业碳源中农用地生产过程中的碳排放量最大,2012年农用地生产碳排放占71.62%,2021年上升到74.19%;研究发现农用地生产碳排放在持续增长,农作物碳吸收的增长速度慢于碳排放,说明农业生产方式仍为低碳发展的重点改进方向。建议农业的减排从种植、施肥、灌溉等技术进行重点方向创新技术发展,同时做好因地制宜的政策引导,联动资源做好技术、资金、人力等要素的支持,大力促进云南省农业减排增汇。

云南省咖啡生产碳足迹及其影响因素

王新华, 王硕

2024, 63(2): 19-24,78. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.004

摘要 ( 87 )

PDF (1493KB) ( 21 )

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以云南省为研究区域,以咖啡产品为研究对象,核算云南省咖啡生产过程中的碳足迹,运用通径分析方法探究云南省咖啡生产过程中碳足迹的影响因素,同时阐明减缓碳足迹的可能性,提出咖啡生产过程中实现节水减排目标的建议,为更好地推进云南省咖啡产业低碳、绿色发展提供切实可行的参考。

基于三七质量安全的土壤Cd和Pb风险阈值

孟溪, 梁社往, 吴涵, 陆春围, 何忠俊

2024, 63(2): 25-30. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.005

摘要 ( 62 )

PDF (2235KB) ( 17 )

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为保障三七（Panax notoginseng）绿色种植和质量安全,探讨中国三七安全生产的土壤风险阈值。分析土壤理化性质、土壤Cd（镉）、Pb（铅）含量和有效态、三七主根Cd、Pb含量,通过线性相关分析三七主根Cd、Pb与土壤理化性质及土壤Cd、Pb总量与有效态之间的关系。利用回归模型建立土壤Cd、Pb总量有效态与三七主根Cd、Pb的回归方程,反推土壤有效态Cd、Pb阈值。结果表明,三七种植区土壤Cd、Pb样品超标率分别是83.64%和16.36%,土壤Cd污染严重,土壤Pb处于清洁水平。三七主根Pb含量未超标,Cd含量超标率为29.09%。土壤pH与三七主根Pb呈显著负相关,三七主根Cd含量与土壤Cd含量和土壤有效态Cd含量分别呈显著和极显著正相关;三七主根Pb与土壤Pb含量和土壤有效态Pb均呈极显著正相关。基于三七主根Cd、Pb限量标准推导出土壤有效态Cd阈值为0.27 mg/kg,土壤有效态Pb阈值为70.66 mg/kg。

不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果

王立艳, 潘洁, 赵杰, 李梦琦, 张慧, 王春水, 董昱辰, 肖辉

2024, 63(2): 31-35. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.006

摘要 ( 82 )

PDF (3094KB) ( 41 )

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为了探讨不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果,采用盆栽试验研究了硫酸钙、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、硫磺对土壤全盐、pH及离子组成的影响。结果表明,改良剂的种类不同,下渗水离子含量差异较大;第一次淋洗,硫酸钙、硫酸铝、硫酸铁处理下渗水中Na⁺和Cl^-含量分别比CK高54.78%和58.25%、35.44%和39.22%、32.65%和34.82%,表明添加这3种改良剂对土壤的降盐效果较好,其中硫酸钙处理效果最好;第二次淋洗,硫酸铁、硫酸钙和硫酸铝处理的Na⁺含量比CK高75.14%~347.76%。综合2次淋洗效果,表明硫酸钙处理对土壤中的Na⁺淋洗效果更明显。与CK相比,各改良剂土壤pH均有不同程度的降低,pH降低2.23%~3.84%;不同改良剂对土壤离子的影响各不相同,添加改良剂各处理土壤中的Ca²⁺和Mg²⁺含量均高于CK。综合考虑到不同改良剂对土壤pH、Na⁺和Cl^-含量的影响,建议用硫酸铁和硫酸钙组合对滨海盐碱地进行改良。

内蒙古河套灌区农业常规管理下土壤硝态氮与氮淋失的元分析

严佳乐, 赖黎明, 董瑞敏, 杨旸, 王海伟

2024, 63(2): 36-40，49. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.007

摘要 ( 72 )

PDF (1432KB) ( 31 )

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为了控制氮肥量、节水、提升土壤地力,通过收集已发表结果的数据,采用元分析方法系统地探索了内蒙古河套灌区土壤硝态氮与氮淋失量状况及其相关因素。结果表明,常规管理下玉米（Zea mays L.）地、向日葵（Helianthus annuus L.）地、春小麦（Triticum aestivum L.）地土壤表层（0~20 cm）平均硝态氮含量分别为22.78、9.92、17.80 mg/kg,土壤平均氮淋失量分别为49.82、45.11、93.73 kg/（hm²·年）,常规施氮（N）量分别为357.7、233.2、320.0 kg/hm²。常规施氮量导致的土壤氮淋失量是不施用氮肥的6.76倍,其主要影响因素为土壤质地、土壤表层有机质含量、土壤表层pH、作物类型、灌溉量。这表明河套灌区常规管理下的施氮量偏高,地力随时间有降低的趋势,氮淋失较严重。

水足迹视角下黄土丘陵区农业水土资源匹配格局——以山西省和顺县为例

闫美霞, 郭青霞, 丁一, 康庆

2024, 63(2): 41-49. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.008

摘要 ( 68 )

PDF (4342KB) ( 17 )

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从水足迹视角出发,运用CROPWAT及标准差椭圆模型分析2010—2019年山西省和顺县乡镇域主要农作物生产水足迹和耕地面积的时空变化,运用基尼系数及空间失配指数深入研究2010年、2014年、2019年乡镇域农业水土资源时空匹配格局,并明确调控方向。结果表明,研究期间,和顺县作物生产水足迹、蓝水足迹、绿水足迹和耕地面积总体上均呈下降趋势;绿水足迹对各区域作物生产水足迹的构成贡献最大,占比均超过62.0%;和顺县西部地区作物生产水足迹和耕地的空间聚集性不断增强;和顺县作物生产水足迹、蓝水足迹、绿水足迹与耕地之间的空间失配均逐渐加剧,中部和东部地区农业水土资源分别为中度失配和重度失配,是和顺县未来农业水土资源调控的重点地区;可以将县域10个乡镇分别划分为水源涵养调蓄、水土优化调控与引水节水灌溉3个调控区。总的来说,受社会经济、生产要素投入和气候条件的影响,和顺县农业水土资源匹配协调水平处于失衡状态,但在调控区划分的基础上,有针对性地进行人工调控,仍可实现农业水土资源匹配协调水平的较大提升。

仁怀市茅坝镇高粱基地土壤硒地球化学分布特征及赋存形态

黄栩彬, 潘自平, 邵茂艳, 陈婷

2024, 63(2): 50-54，66. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.009

摘要 ( 61 )

PDF (4290KB) ( 16 )

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以贵州省仁怀市茅坝镇有机高粱基地为研究对象,开展了土壤硒的地球化学分布及赋存形态特征研究。结果表明,高粱基地土壤全硒含量范围为0.24~1.35 mg/kg,平均为0.50 mg/kg,为全国土壤背景值的1.72倍。研究区富硒土壤分布较广,富硒土壤占总面积的50%;土壤硒的化学形态以有机物-硫化物结合态及元素态硒为主,占比为57.14%,铁-锰氧化物结合态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒、残渣态硒含量相近,占比分别为14.21%、14.19%和12.70%,水溶态硒含量最低,占比为1.76%;水溶态硒与可交换态及碳酸盐结合态硒占比之和较高（15.95%）,说明土壤硒的生物有效性较强,容易被植物吸收利用,有利于富硒农作物的种植和生产。土壤全硒、各形态硒含量与有机质含量呈正相关,表明有机质的增加有利于硒在土壤中的积累;土壤pH与水溶态硒含量呈显著正相关（P<0.01）,而与全硒和其他形态硒含量呈负相关,证实碱性条件下硒主要以硒酸盐形式存在,而使硒的生物有效性得到提高。由此可知,研究区高粱基地富硒水平较高,分布面积较大,且硒的生物有效性较强,为提高茅台酒酿造原料红缨子高粱的品质和发展地方富硒特色农产品提供了良好的土地资源条件。

玉米秸秆降解复合菌系的筛选及发酵产短链脂肪酸

汪文君, 刘国庆, 王志花

2024, 63(2): 55-58. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.010

摘要 ( 68 )

PDF (2857KB) ( 21 )

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利用筛选得到的复合菌系来发酵玉米秸秆,研究复合菌系对降解秸秆产短链脂肪酸的影响,并对微生物菌群结构组成进行解析。结果表明,复合菌系在前4 d的降解速度最快,秸秆、纤维素和木质素的降解率分别达30.35%、27.07%和14.71%,在12 d时,其降解率分别达40.02%、32.25%和20.93%。复合菌系的代谢产物以异丁酸和乙酸为主,其含量分别占总短链脂肪酸的36.46%和33.15%。由高通量测序可知,复合菌系中的优势菌属主要由Clostridium sensu stricto、Cellulosilyticum、Clostridium XIVa、Enterobacteriaceae和Peptostreptococcaceae等组成。

基于特征优选的GF-6 WFV影像主要粮食作物提取

许康, 黄冰鑫, 王鹏飞

2024, 63(2): 59-66. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.011

摘要 ( 60 )

PDF (9894KB) ( 20 )

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针对高分六号（GF-6）宽幅多光谱影像具有红边波段的特点,构建一种基于特征优选的GF-6 WFV影像主要粮食作物提取方法。首先从预处理后的GF-6影像中提取光谱特征、植被指数、水体指数和红边指数特征,然后利用递归特征消除算法进行特征优选来构建最优特征集,最后基于最优特征集和机器学习算法对影像进行分类从而提取主要粮食作物。以江苏省南通市如东县为研究区,采用6种方案进行粮食作物提取试验,并探讨不同特征、不同分类模型对小麦、水稻和玉米3种粮食作物提取精度的影响,结果表明,利用GF-6 WFV影像可以准确提取主要粮食作物,尤其在红边波段和红边指数上主要粮食作物与其他地物间具有较高的可分性;利用最优特征集和XGBoost算法对影像进行分类的精度最高,在小麦和水稻、玉米提取试验中比未采用红边特征时的分类精度分别提高了3.08、5.58个百分点。

广西地方紫云英种质资源收集及表型多样性评价

韦彩会, 董文斌, 李忠义, 唐红琴, 曾成城, 莫永诚, 何铁光

2024, 63(2): 67-73. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.012

摘要 ( 67 )

PDF (2332KB) ( 19 )

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以农业农村部“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为契机,开展了广西壮族自治区紫云英（Astragalus sinicus L.）种质资源的考察收集与评价鉴定。结果表明,收集到的58份地方资源主要分布在桂东北以及0~400 m的中低海拔地区。12项农艺性状表型分析显示其遗传多样性丰富;主成分分析将12个农艺性状分为3个主成分,分别为种子产量、生物产量及生育期特征,累计贡献率达72.089%;通过加权平均计算得出综合排名前10位的种质资源为GXLF20180011、GXLF2019109、GXLF2019156、GXLF2019118、GXLF2019112、GXLF2019117、GXLF20180006、GXLF2019125、GXLF2019111、GXLF2019136;排名前10位的种质资源全生育期为134~147 d,盛花期茎粗（直径）为2.83~3.66 mm,盛花期株高为 41.63~54.73 cm,单株分枝数为2.83~4.19个,每分枝花序数为5.85~6.99个,总花序数为17.55~26.23个/株,结荚花序数为14.33~19.97个/株,鲜草产量为10 458.15~48 792.75 kg/hm²,干草产量为1 037.36~5 724.34 kg/hm²,种子产量为246.75~991.20 kg/hm²。

鄂中地区油菜专用肥施用效果

谷贺贺, 方雯, 陈金, 李旭春, 廖世鹏, 杨于雄, 任涛, 鲁剑巍

2024, 63(2): 74-78. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.013

摘要 ( 74 )

PDF (1699KB) ( 26 )

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为明确油菜（Brassica napus L.）专用肥对鄂中地区直播油菜产量的提升效果,于2019—2021年在湖北省沙洋县开展了连续2年的田间试验,设置了不施肥、常规施肥、宜施壮专用肥和洋丰专用肥4个施肥处理,考察各处理下成熟期油菜产量、地上部生物量、地上部养分含量、地上部养分积累量以及肥料偏生产力等的差异。结果表明,与不施肥对照相比,常规施肥和专用肥处理均能显著提高油菜子产量;与常规施肥相比,专用肥处理总养分投入减少了41.3%,而两者油菜子产量无明显差异。施肥显著增加了油菜地上部生物量,促进了油菜地上部对养分的吸收。油菜专用肥处理显著提高了肥料偏生产力,与常规施肥处理相比,宜施壮专用肥和洋丰专用肥处理平均肥料偏生产力在2019—2020年、2020—2021年分别提高了80.6%和68.2%。综上所述,油菜专用肥在保障油菜高产稳产的同时,提高了肥料利用率。

菜子饼肥等氮替代化肥雪茄烟叶产质量及土壤有效养分含量变化

李富强, 廖成, 陈红华, 乔保明, 向泽第, 王雪松, 徐祥玉, 谭军

2024, 63(2): 79-83. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.014

摘要 ( 71 )

PDF (1715KB) ( 23 )

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为了探索施用不同比例的有机肥氮对雪茄烟叶生长及产质量的影响,采用大田试验方式,以雪茄烟叶品种CX80为材料、菜子饼肥为有机肥氮源,按有机肥氮、化肥氮不同配施比例设置4个处理,分别为CK（0∶100%）、T1（10%∶90%）、T2（20%∶80%）、T3（30%∶70%）,研究各处理对植烟土壤pH和养分含量、雪茄烟叶生长和品质的影响。结果表明,随有机肥氮替代比例的增加,呈现出土壤速效钾、碱解氮、有效硼含量逐步下降,有效钼持续增加,pH、有机质含量、交换性钙含量、交换性镁含量、阳离子交换量先上升后下降;与CK相比,T2株高、叶数分别增加12.02%和3.09%,T3中部最大叶面积增加7.69%,T2、T3烟叶产量显著增加（P<0.05）,烟叶均价分别提高7.64%、7.57%;随有机肥氮替代化肥氮比例的增加,晾制后烟叶烟碱、总糖、总氮含量呈先增加后减少趋势,糖碱比和钾氯比上升;感官评吸呈波动增加趋势,其中T3最高,其次是T1、T2。

控释肥联合养分增效剂显著提高番茄产量与品质

孙明, 解环环, 刘德锐, 吕臣浩, 赵竹青, 刘瑶, 陈娥, 陈永波

2024, 63(2): 84-87，93. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.015

摘要 ( 62 )

PDF (1610KB) ( 21 )

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采用田间试验,以番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品种瑞菲为试验材料,通过控释肥联合养分增效剂探究其对番茄生长、产量与品质的影响。结果表明,控释肥联合养分增效剂能显著增加植株茎粗（P<0.05）;与常规施肥相比,控释肥和控释肥联合养分增效剂可显著改善番茄品质,番茄果实可溶性固形物含量有增加的趋势,可溶性糖含量、维生素C含量显著提高（P<0.05）,番茄果实色泽度和硬度均有所改善;与常规施肥相比,控释肥和控释肥联合养分增效剂能有效提高番茄产量与经济效益,产量分别增加12.7%和29.2%,净利润分别增加3.65万元/hm²和7.72万元/hm²。综上,控释肥联合养分增效剂可实现番茄增产增效,在实现轻简化生产中具有重要的实践价值。

混播绿肥压青下植烟土壤微生物量及酶活性特征

陈伟, 陈懿, 姜超英, 杨全柳, 卢贤仁, 蒋卫

2024, 63(2): 88-93. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.016

摘要 ( 70 )

PDF (1902KB) ( 28 )

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为探讨混播绿肥压青对植烟土壤微生物量及土壤酶活性的影响,采用小区定位试验设计,设置不种植绿肥（对照）、单播黑麦草（Lolium perenne）、单播光叶紫花苕（Vicia villosa var. glabrescens）、混播黑麦草和光叶紫花苕（混播绿肥压青）4个处理,连续定位2年后分析土壤微生物数量和酶活性。结果表明,混播绿肥压青土壤的细菌总数和硝化细菌数量分别是对照的2.25~3.62倍和1.60~3.11倍,是单播黑麦草的1.31~1.76倍和1.43~2.92倍,是单播光叶紫花苕的1.25~1.88倍和1.08~1.27倍;混播绿肥压青土壤的放线菌和真菌数量大田前期分别为单播绿肥的1.13~2.00倍和1.02~1.93倍,大田中后期均低于单播绿肥;大田后期土壤氨化细菌数量各处理间差异均不显著。烟株不同生育时期混播绿肥压青土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和纤维素酶的活性均显著高于对照（P<0.05）,也均不同程度地高于单播黑麦草和单播光叶紫花苕。由此可知,混播绿肥压青有利于改善植烟土壤的微生态环境,可作为植烟土壤保育技术模式。

中国耕地功能转型时空分异及形成机理

熊强, 郑亮, 江进辉

2024, 63(2): 94-100，110. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.017

摘要 ( 64 )

PDF (3770KB) ( 15 )

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为了准确刻画中国耕地功能转型路径及形成机理,构建了耕地功能转型理论框架和评价指标体系,提出了基于博弈论确定指标权重的方法,基于综合指数模型测度了2000—2020年中国省域耕地功能转型指数,并分析了中国耕地转型形成机理。结果表明,2000—2020年中国耕地社会功能先增加后降低,经济功能则先降低后增加,生态功能基本保持稳定。子功能中粮食安全保障功能和生态功能处于主要地位,欠发达地区耕地经济贡献功能较强,东北地区耕地社会功能较强。2000—2020年中国耕地功能变化发生了趋势性转折,开始沿城乡居民需求发展方向演变。从耕地转型形成机理来看,总体而言城镇化水平、经济发展质量、非农产业比重和中东西部地区差异对耕地功能转型驱动有所降低,地区经济总量对耕地功能的驱动有所增加,人口密度对耕地功能的影响力总体处于稳定状态。

南京都市圈城市用地扩展特征及影响因素分析

熊圆圆, 李禕

2024, 63(2): 101-110. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.018

摘要 ( 64 )

PDF (3761KB) ( 24 )

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以南京都市圈为研究对象,基于2000—2020年5期遥感影像提取的土地利用数据,从扩张强度及扩张强度差异指数、聚类分析、景观格局指数及多元回归模型对南京都市圈城市群城市用地扩张的时空特征及影响因素进行定量分析。结果表明,基于扩张强度指数分析,2000—2020年南京都市圈城市用地面积持续增加,扩张强度呈“上升-下降-上升”的趋势,2015—2020年城市用地扩张强度最高。基于城市用地扩张强度差异指数分析,南京都市圈高速扩张区域集中在都市圈边缘地区,主要分布在东北与西南方向,城市用地扩张布局向均衡化发展。基于聚类分析模型分析发现,南京都市圈城镇用地扩张2000—2010年呈随机分布,2010—2015年城镇用地扩张呈高值聚集,2015—2020年用地扩张呈随机分布。基于景观格局指数分析发现,南京都市圈城市用地扩张集聚度逐渐提高,斑块分布愈发集中化,斑块形状在不断整合扩张中趋向复杂化,城市用地斑块内交通连接度不断提高,南京都市圈城市用地扩张向协同化发展。基于多元回归模型分析,人口增长、城市经济发展和交通建设等因素为推动城市用地扩张的主要因素。

基于“三生”功能的晋中市土地利用转型时空特征及驱动因素分析

马昕, 王瑾, 刘慧芳, 郭永龙, 韩苗, 王道远

2024, 63(2): 111-119，127. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.019

摘要 ( 53 )

PDF (8366KB) ( 19 )

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以“三生”功能为视角,定量分析山西省晋中市土地利用转型特征及其驱动因素,探究市域土地利用转型规律。运用地学信息图谱、多指标综合指数法探究晋中市2000—2020年土地利用转型图谱特征和隐性形态时空格局特征,运用地理探测器分析转型驱动因素。结果表明,2000—2020年晋中市处于高强度的土地利用转型状态。2000—2010年图谱单元变化最为明显的是农业生产用地向绿地生态用地和农村生活用地的转换,2010—2020年图谱单元类型以农业生产用地与绿地生态用地之间的相互转换为主。晋中市各区县转型指数呈持续上升趋势,2020年在晋中市东北部形成“Z”字形空间集聚特征。榆次区、平遥县与其周边的寿阳县、太谷区、祁县和榆社县共同形成“T”字形高速发展区。土地利用转型是自然环境、交通区位、社会经济共同作用的结果。自然环境和交通区位对土地利用显性转型的驱动力较大,交通区位和社会经济因子对隐性转型的驱动力较大。

长株潭都市圈“三生空间”用地转型及生态环境效应

张蓉, 毛德华

2024, 63(2): 120-127. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.020

摘要 ( 64 )

PDF (4238KB) ( 21 )

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在构建“三生空间”用地类型划分体系的基础上综合运用土地用地转移矩阵、生态环境质量指数及土地利用转型生态贡献率等方法,定量分析2000—2020年长株潭都市圈“三生空间”用地的转型特征及其生态环境效应。结果表明,2000—2020年,长株潭都市圈“三生空间”用地中生态用地为主要用地类型,生活用地和生产用地数量动态变化幅度大;从“三生空间”用地转型结构来看,以农业生产用地和林地生态用地的相互转化为主导,同时农业生产用地和林地生态用地大量转为工矿生产用地和城镇生活用地;长株潭都市圈生态环境质量总体呈逐渐减缓的下降趋势,其中2005—2010年恶化程度最突出,研究期内低质量区和较低质量区不断扩张;影响生态环境改变的主导因素是农业生产用地和林地生态用地的相互转换以及城镇生活用地和工矿生产用地的对外扩展侵占了大量的林地生态用地。

1990—2020年南宁市土地利用时空变化

骆元家, 梁庆璇, 刘洪, 廖东平, 李月连

2024, 63(2): 128-136. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.021

摘要 ( 58 )

PDF (19573KB) ( 28 )

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为揭示南宁市土地利用的时空变化规律,运用地理信息系统（Geographic information system,GIS）技术和土地利用动态度、利用程度和转移矩阵等方法,深入分析1990—2020年南宁市土地利用的时空演变特征。结果表明,1990—2020年南宁市各土地利用类型的变化明显、土地利用变化的总体速度加快,建设用地和未利用地增加且表现为增速,耕地、林地、草地和水域减少且表现为减速;南宁市的土地利用程度处于中等水平,随着人为活动对土地的不断干扰和影响,土地利用程度水平呈逐渐升高的趋势;30年间南宁市共有1 051.61 km²的土地利用类型发生转移,其中建设用地和未利用地表现为净转入特征,耕地、林地、草地、水域表现为净转出特征。

1990—2020年寻乌县土地利用及生态系统服务价值变化

陈晓洁, 王远东, 明磊, 孟丽红

2024, 63(2): 137-141,147. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.022

摘要 ( 68 )

PDF (4509KB) ( 15 )

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探究长时间序列下江西省赣州市寻乌县土地利用变化特征及其对生态系统服务价值（ESV）的影响,对保障东江流域生态安全和改善区域生态环境具有重要意义。利用1990—2020年土地覆被数据,分析该时间段寻乌县土地利用的变化情况,并利用当量因子法评估寻乌县生态系统服务价值。结果表明,寻乌县主要土地利用类型为林地,其次为耕地,2种土地利用类型占寻乌县总面积的比例超98.0%。1990—2020年寻乌县林地和草地的面积总和总体呈下降趋势,耕地面积占比逐年增加,退耕还林还草面积小于耕地开垦面积。1990—2020年寻乌县生态系统服务价值总体呈下降趋势,ESV低值区主要分布在研究区的西南部、中部,ESV高值区则与研究区林地的分布较为一致。

基于GEE的天山野果林分布区土地利用变化分析

丁吉达, 蒲智, 鲁文蕊, 温钊发

2024, 63(2): 142-147. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.023

摘要 ( 56 )

PDF (3793KB) ( 15 )

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基于谷歌地球引擎（Google earth engine,GEE）遥感大数据云平台,通过Landsat系列影像,运用随机森林算法,结合光谱指数、地形特征进行土地利用分类,通过地学信息图谱、土地利用动态度分析天山野果林分布区1997—2021年土地利用时空变化特征。结果表明,通过GEE平台,利用随机森林算法,可以快速实现土地利用分类,总体分类精度均大于90.00%,Kappa系数均高于0.85;1997—2021年天山野果林分布区主要为耕地、林地和草地,三者占总面积的90%以上;土地利用变化以草地向耕地的转变以及林地向草地的转变为主;建设用地、耕地、水域面积持续增加,变化呈聚集分布,林地先减后增,总体占地面积减少严重;建设用地增长速度最大,变化最为剧烈,未利用地、林地总体减少速度较大,变化较为剧烈。

基于土壤质量与景观格局的塔城市耕地生态修复区划

雷海峰, 汪溪远, 高海峰

2024, 63(2): 148-155. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.024

摘要 ( 56 )

PDF (7639KB) ( 24 )

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以新疆塔城市为研究对象,从土壤质量与景观格局角度构建评价指标体系进行耕地土壤质量与景观格局评价。结果表明,塔城市耕地土壤质量分为4个等级,Ⅰ级耕地面积占比9.95%,Ⅱ级耕地面积占比27.99%,Ⅲ级耕地面积占比37.04%,Ⅳ级耕地面积占比25.02%,Ⅰ级耕地可作为高标准耕地建设的选择对象,Ⅳ级耕地不适宜开发,需进行土壤修复;塔城市耕地景观格局分为4个等级,Ⅰ级耕地面积占比34.6%,Ⅱ级耕地面积占比40.1%,Ⅲ级耕地面积占比21.6%,Ⅳ级耕地面积占比3.7%;结合土壤质量与景观格局情况将塔城市耕地生态修复区域划分为6类,优质保护区（218 km²）、土壤质量改良区（279 km²）、土壤质量修复区（196 km²）、景观格局改良区（192 km²）、景观格局修复区（58 km²）、耕地退耕区（70 km²）。总体来看,塔城市耕地生态修复重点方向为土壤质量改良与修复。

基于RUSLE模型的土壤侵蚀评价——以南京市六合区为例

吕寒, 徐丽萍, 陈其军

2024, 63(2): 156-161,239. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.025

摘要 ( 48 )

PDF (3123KB) ( 17 )

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以江苏省南京市六合区程桥街道为研究区域,根据水利部相关标准,采用理论算法、模型建立与现场应用相结合的研究思路,对研究区内土壤侵蚀强度进行评价过程研究。对现有的DEM生成方法和土地利用分类方法进行一定的优化,利用多源遥感影响数据提取土壤侵蚀的监测要素,基于RUSLE模型,估算研究区内土壤侵蚀强度。将现场实际应用结果与现行方法进行对比分析,验证了理论、算法的有效性及客观性。

基于DPSIR和GM（1,1）模型的土地生态安全评价与预测——以河南省洛阳市为例

张瑶, 李帅, 王鹏飞

2024, 63(2): 162-169. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.026

摘要 ( 57 )

PDF (3333KB) ( 26 )

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为探究洛阳市土地生态安全现状及主要影响因子,基于DPSIR模型,选取24个评价指标,构建评价指标体系。运用熵权法、障碍度模型（ODM）和灰色系统GM（1,1）模型对2010—2020年洛阳市土地生态安全状况进行评价与预测。结果表明,2010—2020年洛阳市土地生态安全呈上升趋势,2010—2017年波动幅度较小,2018年土地生态安全指数大幅增加,从0.480 5增加至0.602 7;2020年土地生态安全等级从临界安全等级上升至较安全等级,其中人口自然增长率、单位耕地农药消耗、人均公园绿地面积、第三产业产值比重等指标因素是指数上涨的重要动力;权重最大的子系统为响应子系统,权重最大的单一指标为人均公园绿地面积;障碍因素中出现频次最高的指标为生活垃圾无害化处理率;从灰色系统GM（1,1）模型的预测结果来看,洛阳市土地生态安全等级将在2023年达到安全等级。

玉溪市生态系统服务功能重要性评价及机理

杜园园, 刘士鑫, 谭美仙, 向冬蕾, 陈运春

2024, 63(2): 170-177,188. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.027

摘要 ( 60 )

PDF (11963KB) ( 18 )

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以玉溪市为研究对象,结合其生态环境的实际情况及数据,对玉溪市生态系统服务功能重要性进行评价,并探究其形成重要性格局的内在机理。结果表明,玉溪市生态系统服务功能重要性主要是极重要,其面积为13 556.94 km²,占玉溪市总面积的90.74%;一般重要地区分布较少,分布在玉溪市西南地区,主要分布在元江县;重要地区分布较离散,多分布在玉溪市东部地区,主要分布在红塔区、江川区、海通县、澄江市;极重要地区分布较广,涵盖了玉溪市各县区,主要分布在峨山县、易门县、新平县、华宁县;在不同重要性等级中,耕地和林地的总面积占比较大,耕地面积占比与生态系统服务功能重要性等级呈负相关,林地面积占比与生态系统服务功能重要性等级呈正相关,随着重要性等级的变化,二者呈此消彼长的规律。

2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度和草地退化时空变化特征

范君, 颜安, 李靖言, 卢前成, 孙萌

2024, 63(2): 178-188. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.028

摘要 ( 63 )

PDF (12018KB) ( 21 )

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以2000—2020年Landsat NDVI序列数据为数据源,利用时空分析及统计分析的方法,探讨了北疆地区草地植被覆盖度时空变化特征、草地退化时空变化特征,并从气候和人类活动2方面对北疆地区草地退化的驱动力进行分析。结果表明,从草地植被覆盖度时空变化看,2000—2020年北疆地区草地植被覆盖度整体呈增加趋势;北疆地区北部生态系统更脆弱,易受气候变化和人类活动的影响;北疆地区草地在阳坡草地植被覆盖度相对较高,草地植被覆盖度较高的区域主要位于地形位置指数较高、水热条件相对较好的山地,草地植被覆盖度较低的区域主要位于相对缺水、干旱的沙漠边缘等地区。从草地退化时空变化特征看,2000—2020年北疆地区各草地退化等级发生了明显的转移,主要表现为轻度退化、中度退化向未退化草地的转移及重度退化向轻度退化转移,表明北疆地区草地退化现象进一步好转。北疆地区草地退化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其中降水量是主要气候因素。

基于FLUS-Markov模型的玉溪市生态系统服务价值时空演变与预测

刘士鑫, 李建华, 孙咏琦, 杜园园, 向冬蕾, 陈运春

2024, 63(2): 189-198. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.029

摘要 ( 63 )

PDF (9849KB) ( 21 )

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基于玉溪市2010年、2020年2期生态景观类型数据和粮食产量经济价值修正生态系统服务价值系数,分析玉溪市生态景观类型及生态系统服务价值分布特征,采用FLUS-Markov模型预测玉溪市2030年生态系统服务价值及其分布。结果表明,该模型预测结果的Kappa系数提高至0.896 9,整体精度为0.939 3,精度较高;2010—2020年玉溪市林地、草地的面积呈减少趋势,以林地、草地、水域为主的生态系统仍然面临威胁;2030年玉溪市生态系统服务价值为535.047 1亿元,变化率为-0.129 7%,玉溪市应加强对林地、草地的保护,加强退耕还林、退耕还草政策的实施,合理控制草地、林地向耕地的转化;2030年玉溪市生态系统服务价值依然表现为西部>中部>东部;2030年玉溪市各县市区生态系统服务价值贡献率由高到低依次为新平县、元江县、峨山县、易门县、华宁县、红塔区、江川区、澄江市、通海县。

基于Google Earth Engine的洱海流域建成区范围及生态质量变化分析

郑舒元, 陈星宇, 海燕, 王建雄

2024, 63(2): 199-204. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.030

摘要 ( 66 )

PDF (2468KB) ( 18 )

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以洱海流域为研究区,借助Google Earth Engine云平台,利用Landsat 8 OLI系列影像,合成研究区域的增强的指数型建筑指数（EIBI）并对洱海流域建成区进行提取,再对研究区域遥感生态指数进行合成,通过对建成区范围与流域范围内遥感生态指数进行空间相关分析,从而对2014—2021年洱海流域及其建成区进行生态评估。结果表明,EIBI可有效增强建筑信息,使用EIBI可有效、准确地提取研究区域建成区,经过EIBI提取,洱海流域2014—2021年建成区扩张面积共14.712 km²;2014—2021年洱海流域生态明显改善,遥感生态指数增加0.008,其上升速率为0.001/年,流域内超过65%的区域生态得到改善;洱海流域建成区与生态未得到改善区域大致匹配,建成区经过生态修复后生态质量未见显著提升,且建成区生态质量呈逐年下降趋势,说明建成区对环境改善具有阻力。

南水北调中线水源区植被指数时空变化分析

白景锋, 张海军, 白云帆

2024, 63(2): 205-210. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.031

摘要 ( 54 )

PDF (8803KB) ( 15 )

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通过单线性回归（SLOPE）和地理加权回归（GWR）法,用植被指数（NDVI）研究南水北调中线水源区的植被分布变化趋势及机制,为保障水量和水质提供理论支撑。结果表明,2000—2019年水源区NDVI和入库流量呈现同步增长,植被逐渐变好,2007年以前NDVI增长幅度大,2008—2011年处于波动阶段,2012年以后增长幅度减小;NDVI变化最明显的是研究区东北部、西部和丹江口库区周边,这些区域地势相对低平、人口集中,中山和高山区NDVI变化不大;高程、坡度、人口数和城镇化是影响水源区NDVI分布的主要因素,降水、气温和产业比重是次要因素;各因素影响的强度和方向在空间上有异质性,自然地理因素对NDVI影响的最显著范围为高程1 090 m以下、年均降水量980 mm以上的区域,人文地理因素影响的显著范围区是人口密度大、城镇化率高的地区。

2007—2020年新疆额敏县野果林时空分布和重心动态变化

胡馨月, 孙倩, 黄瑾依, 宋庭伟, 郭正宇

2024, 63(2): 211-218. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.032

摘要 ( 55 )

PDF (12443KB) ( 19 )

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以额敏县野果林分布区域为研究区,利用2007年快鸟（Quick bird）遥感影像、2013年和2020年高分一号卫星遥感影像、野果林野外实测数据等,实现野果林的信息解译和面积提取,基于动态度模型、转移矩阵模型、重心迁移模型,分析了2007—2020年研究区野果林的时空分布特征和动态变化情况,掌握了各类地物与野果林之间的相互转换,剖析了野果林空间分布的重心偏移规律,探讨了影响研究区野果林时空分布变化的原因。结果表明,2007—2020年,野果林面积增加了3.91 km²,呈持续缓慢增加趋势,旅游景区的开发,直接导致建筑用地面积有所增加;14年间,野果林面积逐步增加,归因于草地和裸土向野果林的转换较为频繁,其中草地向野果林的转化最为显著;野果林的重心变化幅度较小,空间分布较为稳定。

潜流式人工湿地中农村生活污水处理设施尾水的微生物特性

陈曙平, 卢原, 张文艺, 李乔, 吴科, 吴金海, 金林飞

2024, 63(2): 219-223. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.033

摘要 ( 57 )

PDF (2828KB) ( 21 )

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农村生活污水经A1/O1/A2/O2设施处理后流入潜流式人工湿地（简称人工湿地）,为揭示其生物降解特性,通过脲酶活性和微生物扩增子测序对人工湿地微生物特性进行分析。结果表明,人工湿地进水处的脲酶活性高于出水处的脲酶活性,出水处的脲酶活性与总氮去除率呈显著正相关,出水处脲酶活性越高,总氮的去除效果越好;微生物扩增子测序表明,人工湿地的优势菌门有变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）,由进水处到出水处变形菌门和拟杆菌门相对丰度分别下降8.41个百分点和12.14个百分点,厚壁菌门上升12.91个百分点;人工湿地进水处、出水处脱氮菌属含量较大,相对丰度分别为20.51%、14.18%,其中,具有异养硝化反硝化功能的菌属也相对丰富,分别为8.54%、7.44%。

陕西省农业面源污染时空特征及污染源

蒙小俊, 王昕婕, 朱妮, 葛光环

2024, 63(2): 224-231. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.034

摘要 ( 73 )

PDF (4720KB) ( 25 )

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为明确陕西省农业面源污染时空特征、重点污染源、污染区域和11个地市区的污染类型。利用输出系数法（ECM）对2010—2019年陕西省11个地市区的农业面源污染总氮（TN）和总磷（TP）的污染负荷进行估算,采用等标污染负荷法对污染源进行评价,通过快速聚类法划分11个地市区农业面源污染类型。结果表明,2010—2019年陕西省农业面源污染TN和TP污染负荷呈先升后降的趋势,2019年TN和TP污染负荷最低,分别为129 027.14、13 872.84 t;2019年陕西省畜禽养殖、农业种植和农村生活等标污染负荷比分别为20.923%、60.130%和18.947%;不同污染源TN和TP的等标污染负荷空间分布具有很强的一致性,11个地市区农业面源污染等标污染负荷比由大到小依次为榆林市（16.94%）、汉中市（15.42%）、安康市（13.06%）、渭南市（12.93%）、咸阳市（9.28%）、商洛市（8.31%）、宝鸡市（8.18%）、延安市（7.03%）、西安市（6.89%）、铜川市（1.74%）、杨凌示范区（0.24%）;11个地市区农业面源污染分为农业种植污染主导型、农业种植+农村生活污染主导型、农业种植+畜禽养殖污染主导型、混合污染型4种污染类型。

响应面优化超高石灰铝工艺去除高氯废水中的氯离子

段越, 罗学刚

2024, 63(2): 232-239. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.035

摘要 ( 50 )

PDF (7071KB) ( 13 )

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以工业生产产生的高氯废水为试验对象,采用超高石灰铝（UHLA）工艺去除高氯废水中的氯离子（Cl^-）,根据单因素结果,以Cl^-去除率为响应值,采用Box-Behnken中心组合试验优化工艺参数。结果表明,钙氯摩尔比对Cl^-去除率有极显著的影响,温度对Cl^-去除率具有显著影响,而铝氯摩尔比对Cl^-去除率无显著影响,影响程度由大到小依次为钙氯摩尔比、温度、铝氯摩尔比;UHLA工艺去除高氯废水中Cl^-的最佳工艺参数为n（Ca）∶n（Al）∶n（Cl）=5.4∶2.9∶1.0,反应温度为25.5 ℃,理论的Cl^-去除率可达90.56%;采用模拟废水对最优工艺进行横向验证,模拟废水中Cl^-去除率为97.85%,显著高于工业高氯废水;采用ICP-MS分析UHLA工艺处理前后高氯废水中的元素变化,发现UHLA工艺能有效去除阴离子如SO₄^2-、SO₃^2-、I^-等及重金属离子如Sr²⁺、Cr³⁺、Zn²⁺等。

油菜、龙葵、苎麻对镉、砷复合污染农田土壤的修复效果

李泉, 陈仪, 刘莉, 赵前礼, 何贝, 杜凡

2024, 63(2): 240-246. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.036

摘要 ( 54 )

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以油菜、龙葵、苎麻为试材,采用室内盆栽试验研究了油菜、龙葵、苎麻对耕地土壤中Cd和As的吸附效果和富集转移效应,并施加沼泽红假单胞菌和黑曲霉两种微生物,探讨了微生物对油菜、龙葵和苎麻净化重金属污染土壤的应用潜力。结果表明,油菜和龙葵对土壤中重金属Cd的吸附效果较好,表现出富集特性,而苎麻植株对Cd的吸收效果较差。其中油菜植株体内Cd含量大小表现为油菜茎杆>油菜根>油菜子,龙葵植株体内Cd含量大小表现为龙葵茎>龙葵果>龙葵根;油菜、龙葵、苎麻对土壤中As吸附效果均较差;沼泽红假单胞菌和黑曲霉两种微生物对促进油菜、龙葵和苎麻吸收土壤中Cd和As的作用均较小。油菜更适宜用作Cd重金属污染土壤的修复植物。

2001—2016年中国PM_2.5暴露风险的时空演变、时空聚类与风险防控

林奕晨, 孙思维, 潘悦, 刘超群, 周鹏

2024, 63(2): 247-253,260. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.037

摘要 ( 57 )

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构建耦合人口加权的空气污染暴露风险（PPM_2.5）评估体系,基于探索性时空分析方法开展中国PM_2.5及其人群暴露风险的时空演变和时空聚类研究。结果表明,基于时间-空间演变特征分析,发现耦合人口加权的空气污染暴露风险（PPM_2.5）格局与PM_2.5浓度分布存在空间错位现象;PPM_2.5风险等级随区域中心向外围梯度递减,但研究期内其人群暴露的东高西低总体格局不变;其均衡性时空演变呈整体不均衡性加强而局部更趋于均衡的趋势。基于时空扫描统计的K-means聚类分析,划定4种暴露风险类型,分别为稳定低风险型、持续增长风险型、持续高风险型、低-高风险渐变型,各类型分布差异显著且具备不同人口经济特征。针对不同PM_2.5人群暴露风险的时空聚类分区制定差异化的空气污染预警和防治策略,有助于提升城市韧性,为“健康中国”发展战略实施提供理论与实践基础。

基于PLUS-InVEST模型的生态脆弱区生境质量时空演变分析

李梓涵, 于慧, 巩飞, 王天柱, 李鹏山, 潘一茜, 刘斯媛

2024, 63(2): 254-260. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.038

摘要 ( 55 )

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基于PLUS模型预测阿坝州生态脆弱区2030年土地利用情况,并利用InVEST模型计算2000年、2010年、2020年及2030年生境质量,对其时空演变进行分析。结果表明,研究区草地、湿地退化情况显著且裸地持续增加,预计2030年裸地面积将达334.38 km²;与2000年相比将会有204.55 km²湿地退化。驱动因子中,降雨是限制林地、湿地扩张的主要因素,侧面反映水源涵养功能的重要性;草地受各项因子的影响程度相差不大,一般生长在远离政府的地方,且其面积扩张受DEM限制;气温是导致裸地增加的主要因素。生境质量总体较高但空间分布差异较大,且有缓慢变差的趋势,预计2030年生境质量低的区域面积将比2000年增加670.28 km²,主要由扩张的耕地、建设用地造成。未来生境质量降低的速率将有所减缓,但仍需加强人工措施来阻止降低。

基于潜力类型差异化的农村居民点建设用地整治潜力测算及释放——以华南丘陵区某县为例

陶风, 徐显岁, 陈荣清

2024, 63(2): 261-267,封三. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.039

摘要 ( 72 )

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从其他闲散用地、闲置建设用地及超标准宅基地3个角度对农村居民点建设用地整治潜力进行测算,从经济角度探索区域整治效益,并结合整治潜力、效益确定建设用地整治时序。结果表明,研究区农村居民点建设用地整治潜力充足,其中超标准宅基地整治潜力显著;其他闲散用地及闲置建设用地整治效益优越,超标准宅基地整治收支差异明显;农村居民点建设用地整治潜力释放大小与整治面积、效益、时序相关,由地区能力与需求决定。

贵州省五千亩以上耕地坝区人口时空演变分析

唐天君, 周忠发, 张付显梅, 黄登红, 邓芳芳

2024, 63(2): 268-274. doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.02.040

摘要 ( 64 )

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运用GIS空间统计工具,将贵州省内五千亩以上耕地坝区2000—2020年共计21期WorldPop人口数据进行分析,定量揭示了贵州省五千亩以上耕地坝区21年来的人口分布时空格局及其变化特征。结果表明,贵州省耕地坝区人口呈先增后减的趋势,按人口增长曲线特征可以划分为稳定增长期（2000—2006年）、快速波动增长期（2006—2010年）、快速负增长期（2010—2015年）以及缓慢下降期（2015—2020年）4个阶段,总体下降了0.99万人,其中五千亩耕地坝区上升了0.94万人,万亩耕地坝区下降了1.93万人;五千亩以上耕地坝区人口分布以较低密度聚集区与低密度聚集区为主,人口分布差异较明显;人口密度的空间相关性总体上表现为无明显差异,在局部表现为HH集聚、LL集聚和HL集聚;坝区人口重心迁移幅度较小,经向变化和纬向变化均呈往复移动的趋势。

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