中国区域性耕地变化与粮食生产的关系研究——以东北地区为例

以东北地区为例,结合监测数据和农业统计数据,利用GIS技术分别开展耕地数量变化对粮播面积的影响分析、高中低产田内部各县粮食单产变化趋势分析、高中低产田内部耕地数量变化对粮食总产的影响以及粮食作物种植结构变化对粮食生产能力的影响评价与分析。结果表明:①东北地区耕地数量增加了188.8×10⁴hm²,总体呈北增南减趋势;②粮播面积增加了162.67×10⁴hm²,高产区的粮食单产多呈上升趋势,中产区的粮食单产稳中有升,低产区各县的粮食单产有增有减,但多数仍呈上升趋势;③高产田的粮食单产和低产田作物种植面积扩大促进了东北地区粮食总产的增加;④东北地区玉米生产进一步向吉林省集中,大豆、水稻、小麦向黑龙江集中,粮食生产的专业化、区域化趋势明显。     

区域土地利用变化对生态环境影响定量评估——以铜川市城郊区为例

区域土地利用变化对生态环境的影响,是地理学全球变化研究的重要内容,而生态服务价值则是目前生态学、生态经济学研究的热点问题。研究利用研究区地形、土壤、植被数据和近10年来每年的气候、土地利用数据,运用生态服务价值测算模型,计算了1994~2003年铜川市城郊区历年的生态服务价值,并模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,提出了土地利用变化环境效应指数,并尝试性地运用该指数定量评价了城郊区土地利用变化对生态环境的影响。结果表明:①由于气候变化、人类活动尤其是土地利用变化等原因的影响,城郊区生态服务价值年际间变化很大,1994~2003年期间,在不考虑水域生态服务功能情况下（基于水域面积年际变化极小考虑）,城郊区生态服务价值在4.77×108~1.56×10⁹元间波动;②模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,结果表明每年基于无土地利用变化情景下的生态服务价值明显低于基于土地利用变化情景下的生态服务价值;③运用土地利用变化环境效应指数计算模型计算了土地利用变化环境效应指数,结果表明都大于1,从1994年到2003年期间,土地利用变化环境效应指数除个别年份略有波动外,整体呈增加趋势,反映了土地利用变化对城郊区生态环境的影响是积极的。     

城市土地置换过程中土壤有机污染物健康影响度评价

城市化过程中日益严峻的土壤污染已成为制约城市土地可持续开发利用的主要因素,而有机物已成为土壤中重要的污染物. 在我国目前缺乏相关环境质量标准的背景下,选择某区域土地置换开发为案例,尝试采用人体健康影响度评价法,对城市土地置换中土壤有机污染物可能给未来入住人群健康带来的潜在危害进行了分析与定量评价,识别出该区域土壤有机污染物以2,4-二硝基酚、五氯酚以及PAHs为主. 需要指出的是,参与评价的有机污染物仅为被检出有机污染物总量的一部分,因此评价结果中的健康影响度可能较实际数值偏低. 随着环境管理工作的深入进行,在城市土地置换过程中应逐步加强环境健康风险评价的研究.       

快速城市化地区道路格局对土地利用的影响研究

道路作为重要的人为活动因素之一,对其两侧的土地利用具有重要影响.以深圳市为例,从道路等级和道路密度出发,采用缓冲区分析和城市化影响指数,研究了快速城市化地区道路格局对土地利用的影响.结果表明:道路格局对土地利用存在显著影响,主干道路和街巷道路的影响范围分别为1 200和800 m;在道路高、中、低密度区内,道路的影响范围分别为600,1 200和1 000 m;主干道路对土地利用的主要影响形式是园地,街巷道路是建设用地;在道路高、中、低密度区,道路影响范围内面积比例占主导地位的分别为建设用地、工业用地和林地.研究区内道路的影响范围已占深圳市总面积80%左右,目前道路影响范围外区域主要零散分布在山地丘陵地带.探讨了道路等级和道路密度在道路对土地利用影响中的关系.      

铺地榕对不同土壤磷营养水平的生理生态学响应

磷矿废弃地的形成在破坏植被和景观的同时,还导致水土流失和水体富营养化等不良环境影响.本文通过控制实验研究了铺地榕Ficus tikoua对不同土壤磷营养水平的生理生态学响应,以求在揭示植物对高磷条件生态响应的机理上,为磷矿弃地的生态恢复筛选适宜的先锋物种.结果显示,在磷处理质量浓度为0～360 mg·L~(-1)范围内,铺地榕的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素质量分数、可溶性糖和根系生长的相关参数随着磷处理质量浓度的增加而增加,其后则显示出逐渐减少的趋势.植物的光饱和曲线和二氧化碳饱和曲线显示,该物种的光饱和点和二氧化碳饱和点分别为800 μmol·m~(-2)·s~(-1)和1 000 μmol·mol~(-1),表明该物种具有较强的光合性能,且是一种喜阳植物.该物种各器官对磷的吸收能力依次为根>茎>叶,实验中植物体的磷质量分数最高达到植物干物质量的1.13%左右.综合分析表明,铺地榕对土壤磷营养的适应范围较广,吸收固定能力强,是一种潜在的可用于磷矿废弃地治理的先锋物种.     

嘉兴农村不同土地利用方式下沟渠底泥中的氮磷形态分布特征

沟渠是农田氮、磷营养物质排入地表水体的通道. 对嘉兴大田、集约化菜地、集约化果园、集约化养殖场4种土地利用方式下的农村沟渠0～5 cm表层底泥氮、磷的形态分布特征进行了研究. 结果表明:67个沟渠底泥样品的w(全氮)为1 560～7 480 mg/kg,其中w(交换态氮)为31.15～704.38 mg/kg,占w(全氮)的1.29%～10.01%;交换态氮中以铵态氮为主,占w(交换态氮)的62.15%～100%. 沟渠底泥样品的w(全磷)为580～6 420 mg/kg,w(碳酸氢钠溶解磷)为19.53～359.72 mg/kg,占w(全磷)的2.05%～18.96%;w(水溶性磷)为0.29～18.88 mg/kg,占w(碳酸氢钠溶解磷)的1.11%～14.63%. 土地利用方式对沟渠底泥氮、磷的形态分布有显著影响(P<0.01),集约化养殖场沟渠底泥中的w(全氮), w(交换态氮),w(铵态氮), w(硝态氮), w(交换态氮)/w(全氮), w(全磷), w(水溶性磷), w(碳酸氢钠溶解磷)均显著高于其他土地利用方式. 底泥w(全氮), w(交换态氮), w(铵态氮)和w(硝态氮)两两间以及w(全磷), w(水溶性磷), w(碳酸氢钠溶解磷)两两间均在α0.01时显著相关,w(全磷)与w(碳酸氢钠溶解磷)的相关性(r0.81,P<0.01)好于与w(水溶性磷)的相关性(r0.51,P<0.01).      

Conservation Threats Due to Human-Caused Increases in Fire Frequency in Mediterranean-Climate Ecosystems

Periodic wildfire is an important natural process in Mediterranean-climate ecosystems, but increasing fire recurrence threatens the fragile ecology of these regions. Because most fires are human-caused, we investigated how human population patterns affect fire frequency. Prior research in California suggests the relationship between population density and fire frequency is not linear. There are few human ignitions in areas with low population density, so fire frequency is low. As population density increases, human ignitions and fire frequency also increase, but beyond a density threshold, the relationship becomes negative as fuels become sparser and fire suppression resources are concentrated. We tested whether this hypothesis also applies to the other Mediterranean-climate ecosystems of the world. We used global satellite databases of population, fire activity, and land cover to evaluate the spatial relationship between humans and fire in the world's five Mediterranean-climate ecosystems. Both the mean and median population densities were consistently and substantially higher in areas with than without fire, but fire again peaked at intermediate population densities, which suggests that the spatial relationship is complex and nonlinear. Some land-cover types burned more frequently than expected, but no systematic differences were observed across the five regions. The consistent association between higher population densities and fire suggests that regardless of differences between land-cover types, natural fire regimes, or overall population, the presence of people in Mediterranean-climate regions strongly affects the frequency of fires; thus, population growth in areas now sparsely settled presents a conservation concern. Considering the sensitivity of plant species to repeated burning and the global conservation significance of Mediterranean-climate ecosystems, conservation planning needs to consider the human influence on fire frequency. Fine-scale spatial analysis of relationships between people and fire may help identify areas where increases in fire frequency will threaten ecologically valuable areas.     

基于CA-Markov模型土地利用对景观格局影响辨识

采用CA-Markov模型方法,研究挠力河流域不同时段土地利用对湿地景观格局干扰强度的差异性.结果表明:(1)流域湿地景观格局变化显著.1967-2000年,挠力河流域湿地类型景观最大斑块指数逐渐减小,耕地和水域斑块的面积周长分维数逐渐减小,而沼泽和居民地的散布与并列指数变大,草甸和耕地聚集度指数增大;湿地景观破碎化程度增加;湿地景观空间分布逐渐由流域周围高地势区向中心河流廊道退缩.(2)流域土地利用变化明显.耕地和居民用地数量迅速增加,耕地趋于集中连片分布,土地利用呈由自然湿地逐渐转化为耕地的变化过程,耕地成为主导的土地利用类型.(3)流域土地利用强度存在阶段差异.1967-2000年,流域内人类活动对湿地景观的干扰强度逐渐加剧,人为景观面积比例由1967年的26.5%上升至2000年的67.8%.土地利用影响强度指数由1967年的1.690上升至2000年的2.394.2000年模拟的流域土地利用影响强度比2000年实际土地利用影响强度小,由此可以识别1983-2000年人类对湿地景观的干扰强度比1967-1983年有所增大;利用居民地和沼泽面积的变化可以识别流域人口增长和排水活动对土地利用影响的时段差异性.     

刈割利用对封育沙地土壤水分的影响

在腾格里沙漠南缘长期封育沙地区,通过一个生长季的定位观测,分析研究全刈割和刈割一半两种利用强度对封育沙地土壤水分生态的影响,结果表明：在天然植被围栏封育区和人工种植+围栏封育区,全刈割、半刈割处理下的土壤含水量与对照间均存在显著差异。植被对土壤水分的消耗量随着刈割利用强度的增加而减小,封育沙地0～80cm各层的土壤含水量总体上具有随刈割利用强度的增加而增大的变化趋势;在3-7月份沙地土壤水分逐步降低的过程中,全刈割处理、半刈割处理与对照间土壤水分含量的差异较大,而在7-9月份沙地土壤水分逐步回升的过程中,不同利用处理间土壤水分含量的差异则显著减小;不同利用强度下封育沙地土壤水分随深度增加均表现为先增加后降低的变化趋势,在0～30cm土壤层,离地表越近,土壤含水量越低,而在30～70cm土壤层,则表现为随深度增加而快速下降的趋势。不同强度的刈割处理与对照间各深度层的土壤含水量差异大多都表现为：全刈割处理﹥半刈割处理﹥不刈割处理。表明刈割利用对封育沙地土壤水分生态具有一定的调节改善作用。     

基于粮食安全的耕地保护区域经济补偿标准测算

论文依据耕地保护的机会成本损失和基于区域粮食安全所折算的耕地赢余或赤字量,测算出耕地保护区域间的经济补偿标准,以矫正耕地保护的外部经济损失。在不同情景模式下的测算结果表明,粮食主产区为主要的补偿对象,黑龙江省所应补偿的金额最高,可获得543.24×10⁸元/年,而东部地区大多为耕地保护外部效益补偿金的主要支付者,上海市需要支付的补偿金最多,最低也应支付421.79×10⁸元/年。为了保障区域内粮食自给,一些地区维护粮食安全的成本会较高。在耕地保护过程中应该打破传统农业自给自足的封闭循环,遵循耕地保护机会成本的区域差异和区域土地利用的比较优势,统筹区域土地利用,使耕地保护成为实现农业区域专门化,取得规模经济效益和集聚效益的手段。