Impacts of Urbanization and Intensification of Agriculture on Transboundary Aquifers: A Case Study

The objectives were to (1) delineate the complex set of rules governing the fate and transfer of water rights as agricultural land is urbanized in Texas and New Mexico in the United States and Chihuahua in Mexico and (2) estimate the change in water use as a result of such urbanization. Important additional determinants of water use in the region include intensification of agriculture and the hydroschizophrenic policy framework. We conducted interviews with key informants to identify the possible outcomes for changes in water rights as land is urbanized. We constructed decision trees for each of the three jurisdictions, Chihuahua, Texas, and New Mexico, that identified the possible outcomes from urbanization. For each of the possible outcomes in the decision tree, we estimated a range of potential water use outcomes and the most likely water use outcome on a per unit of land area basis. Results show that urbanization of agricultural land has almost no impact on the aggregate demand for or use of surface water. However, the impacts of urbanization on groundwater use vary considerably over the region from Texas to New Mexico to Chihuahua. In New Mexico and Chihuahua where groundwater rights can be leased or sold to other users, the likely impact is a net increase in groundwater use as land is urbanized, ranging from 0 to 3,000 m³/ha in New Mexico and averaging 3,000 m³/ha or more in Chihuahua. In Texas, there is a net benefit in groundwater savings, but those savings are subject to being offset by increased groundwater pumping to meet the needs of expanding pecan production. The net result is continued groundwater depletion, threatening the life of the transboundary aquifers, the Hueco Bolson and the Mesilla Bolson, in the Middle Rio Grande basin (defined as the part of the basin between Elephant Butte Reservoir in New Mexico to the confluence of the river with the Rio Conchos from Mexico).     

基于农户视角的粮食主产县耕地健康评价与诊断--以湖南省湘阴县为例

耕地健康关乎国家粮食安全。依据PSR理论模型构建耕地健康评价指标体系,利用湖南省岳阳市湘阴县农户调查数据,运用层次分析法、TOPSIS法和障碍度模型评价了该县耕地健康状况并诊断其障碍因子。结果表明:湘阴县耕地健康综合指数为0.488,耕地健康等级为中度亚健康;耕地健康压力指数、状态指数和响应指数依次分别为0.597、0.526和0.418;轮作休耕、种植绿肥、单位播种面积有机肥施用量、粮食单产、耕作层厚度、单位播种面积化肥施用量、灌溉保证率是制约湘阴县耕地健康的主要障碍因子。     

对疑似污染地块土壤环境管理的思考——基于重点行业企业用地土壤污染状况调查

《土壤污染防治行动计划》的重要任务之一是建立并不断完善我国污染土壤环境管理制度体系、提升土壤环境信息化管理水平,本文以此为切入点,结合重点行业企业用地土壤污染状况调查工作的开展过程和经验,介绍了重调成果的转化和利用方式,重调实施过程中遇到的3个典型问题和解决建议,以期为我国疑似污染地块和污染地块的土壤环境管理提供一些参考。     

天然富硒土地划定的富硒阈值

提出适用全国的土壤富硒阈值是查明我国富硒土地资源和发展特色农业的关键.利用我国最近10 a采集的10222套大宗农作物根系土-作物籽实协同调查数据,基于大宗农作物-土壤线性模型和人群硒摄入量对富硒阈值进行初步估算探索,最终通过建立土壤富硒率和作物籽实富硒率协同分析模型,提出了适用全国的富硒阈值：水田土壤中总硒含量≥ 0.40 μg·g^-1、旱地土壤中总硒含量≥ 0.30 μg·g^-1,并在全国13省进行可行性检验,该阈值的建立为中国地质调查局制定和颁布实施天然富硒土地划定与标识相关技术标准提供了有力支撑.     

中国农地经营规模对农业劳动生产率的影响及其区域差异

农业劳动生产率偏低依旧是中国农业发展的瓶颈,它关系着农民增收和农业发展,提高劳动生产率迫在眉睫。在土地规模不断集中已成为顶层设计基本共识的前提下,理清农地经营规模与劳动生产率之间的关系尤为重要。基于此,论文利用2000-2013年中国大陆31个省份的面板数据,通过理论推断与实证检验,对劳动生产率与农地经营规模的关系进行了定量分析。结果表明：从全国、不同地貌及三大经济带来看,劳动生产率与农地经营规模之间均存在鲜明的“倒L型”关系,即初始阶段,扩大农地经营规模能显著提高劳动生产率,但区域间差异明显,后期劳动生产率会稳定在某一状态。当前,农地规模远小于人均农地的最优经营规模,农地规模的集中是提高劳动生产率的重要举措,推进发展适度规模经营的政策仍有较大的操作空间。政府需要做的是,降低土地流转的交易成本,推动实现多种形式的农地适度规模经营,并兼顾不同区域的差异。     

山东省城乡建设用地转型的时空格局

在深化城乡建设用地转型内涵的基础上,论文构建指标体系并采用主成分分析法、德尔菲法及ArcGIS空间分析等方法对山东省17城市2005—2014年城乡建设用地转型的时空格局进行分析。结果显示：1）城乡建设用地转型是指某一区域一定时期内城乡建设用地利用形态在经济社会发展转型的驱动下所表现出的转变过程,包括结构转型、效率转型和功能转型等三方面。2）山东省城乡建设用地综合转型以及各分项转型平均水平在研究期间均有一定程度的提升,转型水平提升幅度最大的城市为菏泽;其中城乡建设用地功能转型这一维度对综合转型的影响较大。3）2005—2014年,城乡建设用地转型在区域之间的绝对差异和相对差异年际变化较为明显,全省城乡建设用地转型的全局空间自相关性并不显著,区域间转型发展并未出现明显的两极分化现象,但结构转型指数存在较明显的空间差异。4）在未来的城乡建设用地转型发展中,不仅要关注其经济功能,更应注重其对保护和治理环境、改善居民生活质量的推动作用,对区域转型差异进行适度调控和干预。     

成都市县域土地利用碳收支与经济发展关系研究

基于2014年成都市县域单元土地利用遥感图像和能源消耗统计数据,论文分析了碳收支空间分布特征,通过回归模型构建,对碳收支、土地利用和经济发展协同关系进行研究。结果表明：1）成都市碳汇土地面积占比为56.97%,高于碳源用地,区域碳源/碳汇用地空间差异明显。土地利用强度为2.40~3.33,呈现“东高西低、中心最高”的空间分布特征;2）成都市净碳排放2.43×10⁷ t,呈现“东高西低、中心最高”分布特征。各县域单元碳补偿率为0.06%~11.58%,碳生态承载系数（ESC）为0.05~8.60,呈现“东低西高、中心最低”的特征;3）碳排放经济贡献系数（ECC）为0.26~1.45,呈现“中心高、周边低”的特征并且空间差异较小;4）碳排放与GDP极显著正相关（P<0.01）。ESC与土地利用强度极显著负相关（P<0.01）。ECC与土地利用强度耦合协调度均值为0.56。耦合协调度和人均GDP回归关系极显著（P<0.01）,表明区域经济发展提高了碳排放经济效益和土地利用强度的耦合协调度。     

经济发达地区影响土地生态质量的关键景观格局因子研究——以江苏省昆山市为例

基于景观生态学的土地生态规划是提升土地生态质量、改善区域生态环境的重要途径,其中关键景观格局因子是土地生态规划的重要基础。论文选取长三角地区经济发达的昆山市作为研究区,以土地生态质量评价所得综合指数为基础,选取14个景观格局指数,通过关联分析测度方法确定两者的相关系数,分别在镇域和不同用地结构的典型代表村探讨影响土地生态质量的关键景观格局因子。结果表明：1）镇域尺度上,土地生态质量与最大斑块指数（LPI）、面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著负相关,与香农多样性（SHDI）、平均形状指数（MSI）呈显著正相关;2）不同用地结构类型区影响土地生态质量的关键景观格局因子差异较大,其中建设用地集中区与斑块密度（PD）、边界密度（ED）呈显著正相关,与聚集度指数（AI）、蔓延度指数（CONTAG）呈显著负相关,生态用地集中区与斑块面积（TA）和面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著正相关,农用地集中区与最大斑块指数（LPI）显著负相关,与分离度指数（SPLIT）和多样性指数（SHDI）呈显著正相关;3）对研究区土地生态规划景观设计时,首先要宏观把握景观的优势类型,注重各景观类型的均衡分布,增加景观复杂度,其次关注不同用地结构类型区的关键景观格局因子,其中建设用地集中区应适当维持景观的破碎度和离散性,生态用地集中区应最大限度保证生态用地面积和优势类型,农用地集中区应当维持其景观类型的多样性以及分布的均衡性。     

碳排放视角下的江苏省土地利用转型生态效率研究——基于混合方向性距离函数

生态效率关乎经济与生态之间的双重问题,要保证在实现社会经济正常发展的同时将环境影响控制到最小程度。CO₂等温室气体的排放作为造成全球气候变暖的主要产物,成为改善全球环境问题的焦点。土地利用转型在一定程度上影响着土地生态,并从土地的投入和产出方面影响土地生态效应,分析其影响机理将有助于最小化土地利用成本,最大化土地生态价值。论文运用混合方向性距离函数模型和Global Malmquist-Luenberger（GML）指数,将CO₂排放量作为生态效率的非期望产出指标,构建土地利用转型投入和产出指标体系,测算2006—2014年江苏省13个城市在土地利用转型背景下的生态效率及环境全要素生产率增长状况,并对全要素生产率变动进行分解,以期缓解经济快速增进带来的生态环境问题。研究结果表明：CO₂过度排放以及能源过度消耗,使得很多城市普遍存在生态低效率;2006—2014年江苏省总体平均生态效率值为0.827,若能够充分利用当前技术水平,资源强度和污染排放强度在平均意义上可以提高17%;江苏省生态效率变化区域差异明显,生态效率存在空间关联性和集聚效应;环境全要素生产率增长呈现地域不均衡性,纯技术进步是影响环境全要素生产率增长变动的重要影响因素;技术规模变化的区域差异幅度最大,是构成环境全要素生产率增长差异的重要因素。     

遗传算法在多目标土地利用规划中的应用

在建立和求解多目标土地利用规划模型过程中，采用遗传算法并结合多目标模糊优选理论处理多目标土地利用结构优化问题。其详细步骤为：在分析区域特征基础上构建时间序列；通过现状分析设置土地利用类型决策变量、确定优化目标和约束条件。构建土地利用结构多目标优化模型；用灰色GM（1，1）预测模型对土地利用结构优化多目标模型参数进行预测；用遗传算法多目标优化方法对土地利用结构优化模型求解得pareto解集；最后运用多目标模糊动态优选方法对规划期内各时间段的pareto解集进行模糊动态优选，以最大优属度判定原则确定出最优决策序列。自贡实例表明，该方法有助于解决多目标协调问题，通过遗传算法避免了人为偏好权重的主观性，并通过提供多方案选择性，从而使规划更具灵活性，同时又便于充分吸纳公众参与，减少规划中的不确定性，增加规划的科学性、现实性和可操作性。