基于能值分析的武穴市耕地利用效益时空特征分析

开展耕地利用效益评价,对实现农业生态文明和耕地高效持续利用具有指导意义。结合能值分析、自相关等方法,评价和分析了2002~2011年武穴市耕地利用效益的时空演变特征。结果表明:近10a来武穴市耕地利用效益的能值投入和产出处于上升趋势,增长速度分别达58.17%和61.29%;能值投入中工业能值所占比重最大,超过总量的70%以上,2011年达到82.17%;耕地集约度增加6.60×1015sej的同时环境压力也在变大,耕地环境负载率由2002年的2.88上升至2011年的4.61;农业生产能力和农民生活水平不断提高;空间自相关结果显示武穴市各乡镇单位面积耕地能值投入和产出具有较明显的东高—南低—西平的聚集特征。研究结果对优化武穴市农业生产物化投入结构、提高产出效果,实现耕地高效持续利用具有一定的指导意义。     

基于GIS和生态位适宜度模型的园地适宜性评价——以湖北宜昌市夷陵区为例

生态位适宜度是对经典生态位理论和方法的深化与发展，在合理优化和发挥作物、环境最大共生效应，及农业结构调整和布局中具有重要的理论和实际意义。以宜昌市夷陵区园地为研究对象，将生态位适宜度模型引入到适宜性评价研究中，构建了5个因素12个因子的指标体系并提出了语言型、阈值型和空间型指标的量化方法，采用加权求和与限制因子模型对各评价单元柑橘的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，最大值达0.893，生境条件基本能满足柑橘的生长发育需求；园地适宜性评价结果以2级为主，所占面积达41.34%，1级地也达到21.58%；限制该地区园地生产潜力的生态因子主要为：土壤质地、冷月平均气温和道路通达度。同时，丰富了土宜评价的理论和方法体系，能直接指导农业生产实践、促进园地的合理开发利用与管理     

基于集对分析法的农田土壤环境质量评价

集对分析是一种新的不确定性分析方法,其联系度概念具有鲜明的辨证性、完整性,使其成为处理不确定性问题的有效方法。农田土壤环境质量受多种因素影响,具有较强的不确定性,因此拟引入集对分析理论,以江汉平原后湖农场为研究对象,应用单因子指数法和集对分析法对其农田土壤环境质量进行综合评价。结果表明,研究区9种单要素污染程度依次为Cd＞Zn＞As＞Cu＞DDT＞Hg＞Cr＞Pb＞HCH,Cd为主要污染元素,8个地块已受到Cd的轻度污染,土壤中的农药残留主要成分为滴滴涕;集对分析结果显示8745%的农田是安全的,1255%的农田处于轻污染状态。整体而言,江汉平原农田土壤环境质量属清洁和安全范围,符合发展现代农业的要求。集对分析法为农田土壤环境质量评价提供了一种新的思路。     

基于GIS的耕地定级方法及其应用

根据模糊数学和多元统计分析原理,建立了一个定量的耕地定级方法,并以湖北省鄂州市进行了实例说明,从而为该地区耕地的合理利用与管理提供依据,有利于实现耕地资源的信息共享和城乡土地市场一体化的建立。首先采用灰色关联分析法筛选定级因子,层次分析法确定相应的权系数;矢量化相关图层并提取农贸中心和道路作缓冲区分析后,采用多边形法确定耕地评价单元;通过采用不同的分值函数对因子属性值进行标准化;最后采用综合指数模型计算定级指数并根据聚类分析法将鄂州市耕地划分为5级,利用ArcGIS实现定级结果图的输出。定级结果表明：鄂州市耕地质量中等偏上,以二、三级地为主,共占74.78 %,该评价结果基本符合实际,同时利用GIS引入缓冲区分析方法来获取部分评价因子数据,提高了评价结果的准确性。     

基于产能核算和空间聚类的县级基本农田划定研究

为了实现基本农田划定过程中的质优、集中并重的目标，以鹤峰县为例，结合产能核算、空间聚类、景观破碎度指数等方法探讨构建了一种基本农田划定的新方法。首先基于耕地地形条件、水利设施、产能状况、建设占用可能性和规划约束构建了5个因素12个因子的指标体系和域值型、空间扩散型的指标属性标准化方法以表征研究区耕地质量的空间差异；然后结合空间距离邻近度和景观破碎度指数修正K均值空间聚类法的空间距离和分类数两个参数，通过分析各分类数和耕地破碎度指数的变化趋势、耕地破碎度指数变化率与图斑最小面积的关系确定最佳分类数和最小剔除图斑面积；经K均值空间聚类再结合上级下达鹤峰县基本农田指标确定入选基本农田的耕地面积为16 17235 hm2，质量指数均大于73分，景观破碎度指数为126，实现基本农田划定的质优、集中。其结果为基本农田保护规划理论体系的完善和实际工作的深入开展提供参考和借鉴     

基于高分一号影像的江汉平原表层土壤湿度指数反演研究

土壤湿度指数遥感监测在农业生产中具有重要的作用。为探讨国产高分一号（GF 1）遥感数据在江汉平原农情参数快速获取中的适用性，以潜江市2017年3月8日的GF 1 WFV影像和106个采样点的土壤湿度实测数据为数据源，选择垂直干旱指数（PDI）、改进型垂直干旱指数（MPDI）和植被调整垂直干旱指数（VAPDI），对土壤湿度指数反演的效果进行比较和验证。研究结果表明：PDI、MPDI、VAPDI与土壤湿度实测含水量的决定系数分别达到0.649、0.802和0.821，实测土壤含水量验证精度评价也表明各模型均能满足反演的精度要求，说明基于GF 1 WFV影像开展江汉平原的大尺度土壤湿度反演是可行的；在植被覆盖中等区域，MPDI和VAPDI能够在一定程度上克服混合像元对土壤湿度光谱信息的影响，反演的精度要比PDI高，但在高植被覆盖度区，采用垂直植被指数（PVI）修正的VAPDI不易出现植被覆盖饱和现象，具有更高的反演精度；基于3种指数模型反演的土壤湿度指数空间异质性基本一致，但MPDI、VAPDI对土壤湿度变化更为敏感，能反映出不同植被覆盖类型下土壤湿度的实际水平。研究结果可为江汉平原大范围和动态监测表层土壤湿度指数提供理论基础和实践参考。 关键词： 高分一号；土壤湿度指数；PDI；MPDI；VAPDI；江汉平原     

土壤基础生态位适宜度模型在耕地土壤肥力综合评价中的应用

将生态位理论引入到土壤肥力评价中，利用GIS和土壤基础生态位适宜度模型，对江汉平原后湖地区耕地土壤肥力进行了综合评价。首先，确定土壤肥力评价指标体系及权系数，按照评价指标对采集的样品进行室内理化分析；然后，根据平移·级差变换法对样点数据标准化，计算各评价单元的土壤基础生态位适宜度值，通过分析土壤基础生态位适宜度值与水稻单产的关系，表明二者存在显著相关；最后，利用聚类分析法划分研究区土壤肥力级别，并借助ArcGIS实现评价结果图的输出。结果表明：研究区土壤肥力整体较高，1、2、3、4级肥力土壤分别占33.430%、35.990%、22.701%、7.879%；引入土壤基础生态位适宜度模型是对土壤肥力评价新方法的一种探索，其结果对农业生产实践具有重要的理论和指导意义。