黑龙江省粮食生产的时空格局及动因分析

采用空间自相关、聚类分析和多元回归模型等方法,论文探讨了2000 年以来黑龙江省粮食生产的时空动态及其主要影响因素.结果表明:① 黑龙江省粮食生产规模持续扩大,其中,大豆播种面积及其占农作物总播种面积的比重均经历了“上升-下降”的波动过程,玉米和水稻播种面积不断扩大,但其占农作物播种面积的比重分别在2009 和2011 年超过大豆;② 黑龙江省粮食生产具有一定的空间相关性,大豆空间集聚最显著,玉米次之,水稻最不明显;③ 粮食生产区域化和专门化态势增强,松嫩平原北部及大小兴安岭地区、松嫩平原东南部和三江平原北部分别形成了以大豆、玉米和水稻为主的粮食生产类型区;④ 多元回归分析表明,农业投入、经济环境、技术水平、市场因素是影响黑龙江省粮食生产及其结构时空变化的主要因素.     

东北三省农田生态系统碳排放时空分异特征及驱动因素研究

根据2000—2014年东北三省碳排放的相关数据,结合空间探索性分析及地理加权回归等模型方法,对研究区农田生态系统碳排放量的空间集聚性、差异性及其重要驱动因素进行研究.结果表明:东北三省农田生态系统碳排放量存在比较显著的全局空间正相关,自相关性在整体上表现出逐渐增强的趋势,到2014年全局Moran's I指数达到最高值0.3395.在局部空间相关关系上,东北三省农田生态系统碳排放量的高-高区域集中在黑龙江省和吉林省,低-低地区主要集中在辽宁省,表现出不平衡的发展格局.人均GDP对农田生态系统碳排放有负效应,总人口数对农田生态系统碳排放的影响从正效应转变为负效应,化肥施用对农田生态系统碳排放影响程度的空间分布格局发生了较大变化,代表生产技术水平和能源消耗的农业化肥施用量和农业机械总动力因素对农田生态系统碳排放的影响较大,东北三省农田生态系统碳排放和农业机械总动力相关程度有逐渐趋同的趋势.     

河南省农田生态系统碳源/汇时空分布及影响因素分解

为明确河南省农田生态系统碳源/汇分布特征及影响因素,利用2010—2020年河南省农作物播种面积、产量等数据估算农田生态系统 碳源/碳汇量,分析其时空特征,并采用对数平均迪式指数法（LMDI加法分解模型）分别对碳源/汇的影响因素进行分解.结果表明,2010—2020年,河南省农田生态系统碳排放呈先增后降的趋势,田间氮肥施用所造成的碳排放贡献率最大,达74.39%~76.35%.各地市农田生态系统的 碳排放量、增幅及单位播种面积碳排放强度均存在显著差异.河南省农田生态系统碳吸收呈上升趋势,净增6.0×10⁷ t,增幅为22.93%.各地市碳吸收量及单位播种面积碳吸收强度均呈增长态势,河南省农田生态系统碳汇能力不断增强,且碳吸收量大于碳排放量.在碳源影响因素分解中,农业能源利用水平和农业低碳技术水平的提高、劳动力规模的控制可有效减少碳排放;在碳汇影响因素分解中,碳汇系数、碳汇技术水平与碳吸收量呈正效应,且小麦碳汇能力最强.建议通过提高能源利用水平和低碳技术水平、调整农作物种植结构、发展循环农业模式等措施,实现农田生态系统降碳增汇.     

农作物生物质能的遥感估算——以广东省为例

农作物秸秆生物质能项目是生物质能最具产业化和规模化的集约利用方式之一,也是解决能源可持续发展和环境问题的有效途径之一。目前国内外对农作物秸秆生物质能总量估算都是基于传统的实地调查和统计数据来获取,缺乏详细的生物质能的空间分布信息,对生物质能源利用与规划指导粗略。论文以广东省为例,利用基于BIOME鄄BGC模型改进的MOD17A2/A3数据和TM数据对生物质能总量及空间格局进行估算和分析。根据生物质能可用部分的影响因素,建立可用生物质能决策模型。为能源消耗量大的省份在生物质能的有效利用方面提供了依据。     

基于MODIS时序NDVI主要农作物种植信息提取研究

农业在黄河三角洲地区占有重要地位,及时、准确地掌握该地区农作物分布信息对政府有关部门制定农业政策、指导农业生产具有十分重要的意义。时序植被指数能够反映农作物物候特征,帮助识别农作物类型,在农作物种植信息提取方面具有明显优势。论文选取2014年MOD09Q1时序遥感数据集,以黄河三角洲主要农作物为研究对象,利用Harmonic Analysis of NDVI Time-Series（Hants）滤波重构NDVI时序曲线,通过对比待分像元NDVI时序曲线与参考时序曲线的相似性,实现农作物种植信息提取。对分类结果进行面积统计和空间分布精度检验：冬小麦、棉花、玉米的面积提取精度分别达到96.8%、95.5%、85.1%,空间匹配总体精度达86.9%。结果表明该方法有效可行,能够为该地区农业监测提供技术基础。     

临沂市畜禽粪便养分资源量及替代化肥潜力

为明确临沂市畜禽粪便养分资源状况及其肥料化利用潜力,该文基于2010-2020年畜禽养殖和农作物种植数据,估算全市及12区县畜禽粪便及其养分资源量的时空变化,测算主要农作物生长的养分需求量,并分析畜禽粪便替代化肥潜力。结果表明：临沂市畜禽粪便养分资源量呈现不断增长的趋势,2020年达到20.98万t,主要分布在北部和西部的区县。在全部肥料化利用的情况下临沂市畜禽粪便养分有效供给量能满足农作物养分需求量的33.45%,替代同期化肥施用量的48.28%,可使单位播种面积化肥施用强度由315 kg/hm²下降至163 kg/hm²。畜禽粪便与秸秆相结合替代化肥,还田比例30%、50%和70%的情景下,替代潜力分别为31.23%、52.05%和72.87%,资源化利用潜力十分可观。该研究可为临沂市畜禽粪便养分资源合理利用、化肥减施目标制定和种养循环农业发展提供理论参考。     

松嫩高平原土地利用格局变化时间尺度特征研究

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局最优空间尺度下,应用快速傅里叶变换对小波分析模型进行改进,探寻研究区土地利用格局变化研究的适宜时间尺度,进而明确适宜时空尺度下土地利用格局变化的波动性特征,并采用土地利用转移矩阵对其时间尺度的划分结果进行检验。结果表明：1）研究区土地利用格局变化在10~20、30~40和40~50 a均有明显的波动性特征,表明10~20、30~40和40~50 a是研究区土地利用格局变化的3个重要时间尺度。2）1979—2015年研究区土地利用格局变化研究的最优时间分析尺度为36 a,土地利用格局在12.33 a左右具有明显的波动性变化特征,可将研究区时间域划分为3个发展阶段：发展初期1979—1991年、发展中期1991—2003年、发展近期2003—2015年。3）在空间上,研究区土地利用格局变化的全局化时间尺度和土地利用格局变化的局部化时间尺度具有较高水平的一致性。4）论文建立的基于小波分析的土地利用格局变化时间尺度识别方法可行并具有准确性,研究区旱地、林地和建设用地等主要土地利用类型在1979、1991、2003和2015年4个重要时间节点上的变化发生了明显的趋势性转换。     

喀斯特地区景观格局变化对生境质量的响应

生境质量是生态系统服务功能和生态系统健康程度的重要体现，厘清喀斯特地区不同景观格局变化下的生境质量情况，对实现生态脆弱区的经济发展和生态保护具有“双赢”的现实意义。文章以南北盘江流域为例，基于InVEST模型研究流域2000-2020年景观格局与生境质量的时空演变特征，并以网格为分析单元，利用GeoDa、SPSS软件对二者的时空响应及关系进行分析，为喀斯特景观格局优化和生态环境保护提供科学依据。结果显示：（1）2000-2020年，南北盘江流域景观转变主要发生在耕地、林地的相互转换及建设用地对耕地的挤占上。研究区景观格局整体向好发展，但除林地外的其他景观地类细碎化程度加深，局部地区景观格局破碎度增强并向着异质化、复杂化方向发展。（2）2000、2010、2020年流域生境质量均值分别为0.728 7、0.727 5、0.726 6，生境处于良好水平，呈轻微下降趋势。空间上生境质量呈“东西低，中南高”的分布特征，低质量区主要集中在南盘江流域上游，北盘江流域生境质量较好，但生境退化度高。（3）景观格局变化是影响生境质量的重要因素，不同景观格局指数与生境质量的相关性及响应程度存在时空差异。该...     

气候变化对湿地景观格局的影响研究综述

气候变化是影响湿地景观格局变化的主要自然因素。文章从气候变化对湿地水资源面积、湿地土地利用格局、湿地植被空间格局及湿地生物多样性格局的影响研究等方面进行了综述,并对完善气候变化下湿地景观格局变化的研究方法和技术手段进行了探讨。指出:应用气候模型进行未来气候预测时,应合理选择气候变化情景,并确保不同模型的时空尺度匹配;应用"3S"技术提取湿地类型信息、观测湿地土地覆盖变化时要确保信息的精度,不同来源的数据必须采取制图综合等手段;实现气候变化下湿地景观结构与生态过程相结合的动态格局分析。     

市域国土空间格局多维度分解与传导路径

国土空间格局对协调区域保护与开发具有重要保障作用,其基本前提在于厘清国土空间格局内涵并构建科学有效的传导路径。由此提出国土空间格局多维度分解与传导路径研究框架,围绕生态保护、农业生产和城镇建设三个方面开展适宜性评价,基于国土空间潜在冲突识别与调解机制实现国土空间重构,运用区位熵识别优势功能分区,进而构建战略格局,并以东营市为例开展案例研究。研究发现：东营市国土空间适宜性表现为“生态保护重要、农业生产和城镇建设适宜”,潜在冲突以中度为主;国土空间重构包括农业空间、生态空间和城镇空间,地理单元的空间分异和行政单元的面积占比差别明显;优势功能分区包含重要生态功能区、农产品生产区、城市化发展区和弹性发展区,提供了分区分类的差别化管控策略;国土空间保护与开发战略格局包括“一心一屏一廊”的生态保护格局、“一圈两区”的开发利用格局和“两带”的弹性发展格局,树立了可持续国土空间利用的目标引领。研究结果可为新时期国土空间规划编制与实施以及协调区域国土资源有效配置提供有益借鉴。     

基于地块尺度的黑河中游地区农业结构变化及其驱动因素分析——以张掖市为例

黑河中游是我国西北干旱区重要的粮食基地,研究其农业结构变化及其驱动因素对农户种植决策及推动当地农业发展具有一定参考意义。论文以位于黑河中游地区的张掖市为例,基于统计年鉴和农户问卷调查数据,从地块尺度分析了研究区2001—2014年期间农业结构变化,并在定性分析的基础上,从地块与农户两个层面,运用二元Logistic模型及投入-产出法定量分析农业结构变化驱动因素。结果表明：1）研究区作物种植类型趋于多样化。2001年,研究区主要种植作物为小麦、玉米、大麦及“小麦和玉米套作”,其种植地块数占所调查总地块数的81%,2014年种植作物种类增多,且蔬菜、马铃薯、油菜等经济作物种植数量较2001年有所上升。2）由种植小麦为主（占总地块数的31%）转变为种植制种玉米为主（占总地块数的38.7%）;套作转单作。2001年,共有58个套作种植地块,占调查总地块数的22%,其中“小麦和玉米套作”最多,有47个地块;而在2014年,作物套作地块数锐减为2个,“小麦和玉米套作”全部转换为其他单作,其中51%转为制种玉米;水稻种植消失,主要转为普通玉米。3）地块层面上,种植地区的海拔、灌溉定额、河源来水量对农业结构变化影响非常显著（显著水平达到1%）,地下水对农业结构变化影响较为显著（显著水平达到5%）。4）农户层面上,农户作为理性经济人,“收益”是影响其种植行为的最关键因素,其次是政策因素（在5%的水平上显著）,务农劳动力与劳均耕地面积也有一定的驱动作用。     

建立我国主要农作物卫星遥感估产运行系统的主要技术环节及解决途径

本文结合我国耕地和作物种植特点,并根据“八五”攻关实践,指出了建立我国主要农作物（小麦、玉米、水稻、棉花、大豆）卫星遥感估产运行系统所面临的主要技术环节,即系统的工程化总体设计；卫星遥感估产区划；背景数据库的建立；遥感信息同化技术；不同作物面积提取、长势监测与单产模型；运行系统的建立。进一步提出了系统实现的技术方案、步骤和解决这些主要技术环节的设想,即统一组织实施,避免重复工作；抓住主要农作物主产区遥感估产,以河南、安徽、江苏３省为多种作物综合卫星遥感估产试点省；结合遥感信息同化技术,建立面积提取、长势监测、单产模型体系和相应的软件模块；最终建立全国的卫星遥感估产集成系统。     

大城市郊区典型区域农户作物种植选择行为及其影响因素对比研究——基于沈阳市苏家屯区238户农户的调查研究

研究从农户作物种植选择行为角度出发,以马斯洛需求层次理论为基础,通过构建社会经济及政策变化对农户种植选择行为影响机理分析框架和理论模型,基于沈阳市苏家屯区238户农户调查数据,采用统计分析法和Logistic回归分析,研究结果表明:工业化、城市化进程的加快促进了大城市郊区非农就业机会的增多和对农产品需求的增加,导致农户作物种植业选择行为出现了明显的"非粮化"和"非农化"趋势,不同区域农户作物选择行为存在明显的差异,在空间上形成近郊区以种植粮食作物为主→远郊区兼种粮食作物和经济作物为主→纯农村区以种植经济作物为主的"反杜能圈"式的种植模式特征。在此研究基础上,从外部环境包括城市扩展、经济结构、市场价格变化、政策制度安排和内部环境包括个人特征、家庭特征、资源禀赋等7类因素13个因子对产生差异的影响机理进行分析,结果显示不同区域、不同因子的作用方向、影响程度与显著性表现均有所不同。根据以上的研究结果,政府应该从鼓励农户发展休闲农业、合理引导农户把握市场和培养新型农民等方面入手,优化农业结构调整,促进农村土地合理利用,提高土地利用效率,实现农村土地资源的持续利用。     

基于多时相NDVI数据的复种指数提取方法研究

多熟种植是中国重要的种植制度,在农业生产中具有重要的地位。复种指数反映了耕地实际利用强度,及时获取其空间分布信息是国家农业决策的基础。论文在重新理解和定义复种指数的基础上,提出了一种基于NDVI曲线迭代修正的复种指数遥感提取方法,并以SPOT/VGT多时相NDVI数据为基础,提取了1999~2004年中国北方17省市区农用地的复种指数。结果表明:提取的复种指数空间分布符合我国耕作制度区划,基于目视解译的样点检验总体精度为95.24%,Kappa系数为0.9057,与根据统计数据得出的复种指数结果的线性回归斜率为0.9288（R2=0.9159,P<0.001）,表明该方法能够准确快捷地提取复种指数,及时地为农业和土地管理部门提供耕作制度的空间信息。     

大渡河上游种植制度变化及其影响因素——基于2006与2011年的跟踪研究

论文以青藏高原东部大渡河上游农牧交错区为例,采用农户问卷调查方法,在2006和2011年进行的农户和地块调查基础上,分析了研究区种植制度“双改单”现象,并运用多元线性回归模型探究影响种植制度“双改单”变化的因素。研究表明：① 在2006—2011年间,研究区玉米的播种面积保持稳定,小麦的播种面积大幅度下降,土豆的播种面积快速上升,经济作物的播种面积缓慢增加;复种指数明显降低,两熟制作物种植面积下降,一熟制作物种植面积增加,“双改单”现象明显。② 非农收入变化、畜牧业收入变化、地块均面积和区位变量是影响种植制度“双改单”的主要原因。研究种植制度变化并揭示其影响因素,有利于为政府制定有的放矢的粮食生产激励政策提供依据。     

中国小麦遥感估产区划研究

大面积小麦遥感估产区划是一项专项应用区划,主要服务于小麦遥感估产研究与实践。本文结合农作物区划理论和小麦遥感估产的具体要求,并重点考虑后者,提出了小麦遥感估产区划的原则和依据,建立了区划指标体系,藉此把我国分为１４个估产区和３２个估产亚区。     

西藏尼洋河区域发展玉米问题研究

尼洋河区域位于西藏林芝地区境内。其耕地面积占林芝地区的64.7％,种植业的发展对林芝地区农业发展有重要影响。本文就尼洋河区域发展玉米种植的可能性、必要性、重要性、发展规模和战略对策等重要问题进行了充分论证。旨在引起有关决策部门和学术界的重视,以促进该区域农业的变革性发展。     

四川省农用土地资源卫星遥感宏观监测技术方法研究

通过对土地利用类型区的分层技术、卫星遥感抽样技术、样方调查方法、数据库建立、数据汇总与外推方法、数理统计分析与精度评估等６个专题的重点研究，探索出一套四川省农用土地利用现状卫星遥感抽样调查与监测的技术方法。该技术方法实用性和可操作性较强，已在四川省实施应用，完成了１∶１０万农用土地利用现状抽样调查。土地利用类型区分为７个层２５个亚层，抽样数为１１８个，样方大小为１０ｋｍ×１０ｋｍ（即１００ｋm₂），实际抽样率为２．０％。应用结果表明：在合理分层的基础上，采用卫星遥感抽样与地理信息系统相结合的方法，能满足土地利用现状宏观调查与监测的精度要求。     

东北典型黑土区耕地轮作休耕的空间重构

轮作休耕是保障黑土区耕地资源可持续利用的重要手段。科学合理确定粮食作物轮作休耕的耕地利用规模及空间分布,对实现黑土区耕地修养生息、提升地力和平衡粮食供求结构具有重要意义。以东北典型黑土区——克山县、拜泉县和依安县为研究区,运用作物种植空间适宜性评价模型、多目标优化（MOP）模型和智能体土地布局优化配置（AgentLA）模型,基于地块尺度构建耕地轮作和休耕布局,适度调整轮作休耕规模及分布。结果发现：（1）研究区主要作物种植适宜性高值和低值区存在明显空间差异。玉米和大豆种植适宜性高值区交汇于依安县北部和克山县西部,是玉米—大豆轮作优势区域。主要作物种植适宜性低值区交汇于依安县南部和拜泉县西南部,是休耕的重点区域。（2）基于种植结构优化的轮作规模实现了大豆种植比例增加和玉米种植比例减少,缓解了目前玉米阶段性供大于求、大豆供给不足的现实矛盾。通过设定多种粮食供求情景确定休耕规模有利于灵活应对粮食市场变动。（3）兼顾耕地空间适宜性和集聚性的轮作休耕布局有利于充分利用耕地资源禀赋比较优势、发展规模化经营,对提高耕地利用效率具有重要作用。研究通过科学重构黑土区耕地轮作和休耕空间布局,实现了耕地空间适宜性、空间集聚性、种植结构合理性和粮食供求稳定性的同步提升,为实现黑土区耕地资源合理可持续利用和粮食安全提供政策参考。