江苏省沿海地区耕地系统能值分析及高效持续利用评价

采用能值分析法,在对耕地资源高效持续利用内涵及评价指标界定的基础上,对江苏省沿海区域2000-2008年耕地生态经济系统的高效持续性水平进行了评价。研究结果表明:①2000-2008年江苏沿海地区耕地生态经济系统资源环境负载指数(A₁)呈上升趋势,由2000年的0.9上升至2008年的1.573。在时间序列上,系统生产要素投入能值具有较强的稳定性,而初级生产力稳定性较弱。②研究区域耕地生态经济系统具有经济效益,集约化水平不断提高。但生产要素投入结构不合理,存在集约不经济现象,且生产要素投入结构差异性呈上升趋势。2008年土地集约度(B₁)为1.85×10¹⁶sej/hm²,不可更新资源与不可更新工业辅助能值投入比例达61.13%,比2000年均有明显增长。而产出投入能效指数(B₂)则呈现下降趋势,2008年为1.036 4,比2000年降低了15.90%。③2000-2008年农民人均能值占有量保持逐年增长,2008年已达1.08×10¹⁶ sej/人,比2000年增长了92.81%,这说明农民生活水平(C₁)越来越高。但从历年环比增长率分析,存在一定的不稳定性。2000-2008年间,研究区域耕地生态经济系统能值产出密度较不稳定,总体呈现倒V字型,2005年以来研究区域耕地生态经济系统能值产出密度呈缓慢下降趋势并趋稳发展,粮食安全压力较大。     

能值分析理论在耕地可持续利用评价中的应用研究——以南京市为例

评价指标体系是耕地可持续利用评价研究的难点,正确选择评价理论与方法,构建科学、合理的评价指标体系,为正确认识耕地利用的可持续性及制定相应政策提供理论与实践依据。文章引入能值理论,在传统评价方法基础上对耕地利用中物流、能流等以太阳能值为统一衡量标准,建立新的指标体系,并对南京市1995~2004年的耕地利用进行评价。结果表明,研究时段内南京市耕地利用是向可持续方向发展的,且其可持续利用经历了两个阶段:①1995~1998年可持续性下降阶段,综合系数从1995年的1逐渐下降到1998年的0.9570;②1998~2004年可持续性上升阶段,综合系数逐年上升到2004年的1.1123。与传统评价方法相比,引入能值理论后的评价结果更能全面、客观地反映耕地利用的可持续状况。     

矿-粮复合区采煤塌陷损毁耕地分级研究

根据采煤塌陷理论和采煤对矿区环境造成的影响研究,对高潜水位煤粮复合区损毁耕地成因及破坏程度进行阐述和分析,结合已有的矿区损毁耕地评价指标体系,基于评价指标建立原则,选取地表倾斜、地表下沉及潜水位埋深为高潜水位地区采煤塌陷耕地损毁程度评价指标,并对损毁程度进行了分级:轻度、中度和重度损毁。以山东省西南部某矿区为例,借助Arc GIS分析工具,建立了综合评价结果适宜性函数,对煤粮复合区采煤塌陷耕地损毁程度进行了评价,并对评价结果进行了可视化显示,结果表明:截止2005年,研究区采煤塌陷损毁耕地面积约为23 km2,其中轻、中、重度等级损毁面积分别为6.7、5.7和10.6 km2,随着煤矿开采的继续,耕地损毁面积仍在持续增加,而损毁程度也在逐渐加深。基于评价结果,提出了适合于高潜水位矿区耕地保护的一些建议。     

基于能值分析的河南省耕地生态足迹动态研究

采用基于能值分析的生态足迹模型计算方法,对河南省1978年-2007年耕地生态足迹进行动态研究。基于能值分析的生态足迹模型通过将耕地生态系统中的各种能量流换算成对应的生物生产性土地面积,更真实反映人类活动对耕地可持续发展的影响。通过对河南省的耕地生态足迹与生态承载力计算结果比较,得出：河南省耕地由1978年开始生态承载力缓慢降低,生态足迹则呈持续增长,耕地生态系统逐渐变的不可持续。     

人工湿地生态系统健康评价实证研究

建立了健康评价指标体系,改进了原有评价标准,构建了模糊综合评价模型,对苏州太湖国家旅游度假区一期人工湿地生态系统进行了健康评价,得出了度假区人工湿地健康评价综合评分为0．784,识别了健康制约因子,并提出了相应的调控措施,以期为湿地的二期、三期工程建设提供科学依据。     

矿区耕地土壤重金属污染评价模型与实例研究

为对湘南某矿区耕地土壤重金属污染情况作出客观实际的评价,将层次分析理论用于环境评价领域,引入重金属毒性响应系数和重金属在粮食中限量值双重准则,以确定重金属元素之间的权重,并结合加权平均法建立综合评价模型.同时,结合GIS对耕地土壤重金属空间分布、重金属富集特征及综合污染情况进行分析.对该矿区4种重金属Pb、Cd、Cu和Zn的综合污染评价结果表明,该矿区耕地土壤重金属综合污染情况严重,综合污染指数变化范围为 1.25~427,属重度污染.因子分析结果表明,4种重金属的来源具有一定相似性,主要来源于矿区有色金属采选冶炼活动.空间分析表明,4种重金属的含量及综合污染的空间分布特征呈明显富集.该评价模型可用于对矿区耕地土壤重金属污染评价的研究,为土壤重金属污染评价提供了新的思路.     

生态脆弱区耕地集约利用水平分析

以米脂县高西沟村为例,通过构建耕地集约利用评价指标体系,利用主成分分析方法进行分析,探讨高西沟在实施有效的水土治理措施后,耕地集约利用情况,得出结论：1997—2006年米脂县高西沟村耕地集约利用情况呈波动上升趋势,1999～2001年出现下降趋势,这与当年的自然灾害有关;高西沟村非农指数、单位化肥投入、复种指数和人均纯收入,极大地影响到耕地的集约利用水平,说明农户的经济情况影响高西沟耕地集约利用程度。     

稀土矿区土壤和蔬菜稀土元素含量及其健康风险评价

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了福建省长汀县稀土矿区蔬菜地土壤(0 ～20 cm)及主要蔬菜中稀土元素的含量,同时评价了食用蔬菜对人体可能产生的健康风险.结果表明,蔬菜地土壤中稀土元素平均含量高于福建省背景值,芋头和空心菜中稀土元素的平均含量分别为3.68和0.92 mg·kg-1(鲜重),超过了蔬菜卫生标准限值(0.7 mg·kg-1).8种蔬菜中稀土元素含量的大小:芋头＞空心菜＞生菜＞上海青＞豆角＞茄子＞白萝卜＞大白菜;除芋头外,一般为多叶绿色蔬菜的稀土元素含量较高,而无叶蔬菜含量较低.矿区居民血液和头发中稀土元素的平均含量高于正常人,超标量达155.6和9.6倍,井水中稀土元素的平均含量是福州市饮用水的119倍.当地居民通过蔬菜和井水摄入的稀土元素终生日平均量为12.4699 mg·kg-1·d-1,超过稀土对人体亚临床损害剂量的临界值(6.0 ～6.7 mg·kg-1·d-1),当地居民面临着较大的健康风险.部分蔬菜对土壤中稀土元素具有较大的吸收和累积量,因此,当地居民应选择具有低积累量的蔬菜品种,以降低稀土元素对人体健康的危害.     

岩溶槽谷区耕地涨落时空特征与驱动机制

研究岩溶槽谷区耕地的涨落时空演变规律,对揭示岩溶山地乡村人地关系演变具有重要意义。以印江县为例,基于地貌特征把全县划分为槽谷区、低山河谷区、梵净中山区、丘陵谷地区,利用多源数据对印江县1958-2016年的耕地数量变化及其在不同高程、坡度上的分布演变进行了探讨。研究表明:(1)全县及各分区耕地都表现为先增加后减少、林灌地先减少后增加的变化趋势。1990年之前林灌地向耕地转移,之后耕地向林灌地转移,但各分区转移程度有所不同。(2)耕地的涨落高程界限为700 m,低于700 m时,1990年之前扩张,之后萎缩;涨落幅度随着高程增加而递减;高于700 m时,涨落不明显。(3)以1990年为界,各坡度范围耕地1990年之前扩张,1990年之后萎缩;在小于25°的坡度范围内,随坡度增加,耕地涨落幅度递增;在大于25°的坡度范围内,随坡度增加,耕地涨落幅度递减。(4)研究区耕地的涨落变化与当地农户对土地依赖程度相关,依赖程度高,耕地扩张;依赖程度低,耕地萎缩。研究结果可以为优化岩溶区人地关系发展提供参考依据。     

城市红树林生态系统健康评价与管理对策——以粤港澳大湾区为例

为解明粤港澳大湾区城市红树林生态系统健康状况,基于PSR (压力-状态-响应)模型和层次分析法,构建了城市红树林生态系统健康评价指标体系,对大湾区的香港米埔、深圳福田、广州南沙和珠海淇澳岛4个典型城市红树林进行生态系统健康评价,识别健康问题并提出管理对策.结果表明:红树林生态系统健康指数(EHI)为淇澳岛(3.05,健康)>米埔(3.03,健康)>南沙(2.54,亚健康)>福田(2.13,亚健康).就压力指标而言,米埔和福田红树林的自然压力源为病虫害和生物入侵,人为压力源为人口、经济相关指标及城镇生活污水排放,福田还受到工业废水排放的压力.就状态指标而言,红树林受海水营养盐污染严重,南沙和淇澳岛红树林存在严重的有机污染和重金属污染;红树植物多样性(除南沙红树林外)和大型底栖动物生物多样性偏低,但鸟类生物多样性处于较高水平.就响应指标而言,福田和南沙红树林由于面积小而生态服务功能偏低,南沙红树林的管理水平不足.粤港澳大湾区城市红树林存在的主要健康问题包括生态失衡导致的病虫害与生物入侵、受纳外源污染导致的环境污染、栖息地破坏导致的生物多样性下降的共性问题及自身特征与管护水平差异导致的其它个性问题.针对上述健康问题,建议:以缓解生态失衡为目标高效监测并推广基于自然法则的生态恢复,以源头控制为根本整体改善环境质量,以保护生物多样性为重点提高红树林生态系统稳定性,因地制宜充分发挥城市红树林经济-社会-生态效益.     

模糊证据权法在西藏一江两河流域耕地适宜性评价中的应用

开展耕地适宜性评价是编制农业发展规划、优化耕地资源配置的基础性工作。文章以西藏一江两河流域18 个县的耕地资源为评价对象,将模糊证据权模型引入到耕地适宜性评价中,通过该方法筛选出地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4 个方面的9 个因子作为证据图层,并计算因子图层的模糊证据权重,最后综合各因子图层的证据权重参数得出后验概率并修正形成耕地适宜性分布图。结果表明：①80.83%的适宜样本点处于修正后验概率分级图的中等适宜级别及以上,即已知信息体现出较高的吻合性,表明模糊证据权模型能够科学、有效地评价耕地资源的适宜性;②集知识驱动与数据驱动一体化的模糊证据权模型既能够充分发挥先验知识、客观规律的作用,也可以通过隶属度函数增加知识干预,有效利用专家的丰富经验,在一定程度上克服了知识驱动方法中因子筛选和权重确定主观性强或纯粹数据驱动方法的不足;③研究区21.32×10⁴hm²的耕地资源中,高度适宜、中度适宜、一般适宜和不适宜的耕地资源分别占32.03%、31.94%、27.19%和8.84%,对应其空间分布情况,可以优化耕地资源规模与布局,指导高原耕地区农业生产实践,促进耕地资源的合理利用。     

“耕地总量动态平衡”政策驱动下中国的耕地变化及其生态环境效应

土地政策是影响土地利用及生态环境变化的一个重要的驱动因素。论文分析了“耕地总量动态平衡”政策对中国的耕地变化及其生态环境效应的影响,结果表明,“耕地总量动态平衡”政策对中国耕地的数量变化产生了积极作用,主要表现为:非农建设占用耕地的势头总体上得到遏制,全国及各省(市、区)基本实现耕地占补平衡,促进了农地整理工作的开展。但是,该政策对中国耕地的质量变化的影响却相反,在全国实现耕地占补平衡的情况下,耕地的总体生产能力呈下降趋势,同时,对生态环境产生了一定的负面效应。在此基础上,论文提出了重新审视“耕地总量动态平衡”政策的可行性,以“保护和提高耕地综合生产能力”替代“耕地总量动态平衡”以及根据土地资源区域差异采取不同的具体措施等对该政策加以调整的思路。     

矿井水处理方法及其治理方案择优

筒述了适用于西北地区煤矿高矿化度及酸性矿井水处理方法,介绍了用两种多目标模糊决策法在三个可行的酸性水处理方案中选优方法。     

中国农用地整理项目安排与耕地资源分布的协调性研究

农用地整理是当前中国土地整治的重点,增加有效耕地面积、提高耕地质量和规模化程度是农用地整理的主导方向与建设目标,相应要求农用地整理项目安排应与现状耕地的数量与质量之间存在协调关系。为了从空间和时间上分析这一协调性,根据2006-2012 年农用地整理项目数据,结合全国土地利用现状和农用地分等定级成果,通过建立县域尺度下一致性模型和重心模型,从全国和省级二个空间尺度,分析了农用地整理项目安排与耕地资源在时空分布上的协调性,得到以下结论:① 全国层面上,14.4%的耕地区域安排了52.2%的整理项目,项目安排与耕地资源分布的均衡性较差;② 省域层面上,多数省份整理项目安排与耕地资源的分布较为一致;③ 各等别耕地整理比例与其耕地面积比例较为一致,优等地和低等地的整理比例逐渐上升,高等地整理比例趋于下降,中等地整理比例基本稳定;④ 各等别耕地重心及整理重心按优等地、高等地、中等地、低等地由南向北分布,优等地和中等地的整理项目安排逐渐趋于均衡化,高等地整理开展偏于其耕地重心北侧,低等地整理分布较为不均。     

基于能值理论的生态足迹方法改进

生态足迹方法自提出以来受到广泛关注,其缺点也受到一些学者的批评。ZhaoSheng等2005年提出能值足迹法,弥补了生态足迹法以土地生产能力为限制的缺点。论文提出区域能值足迹法,以弥补其改进方法不能够反映区域实际情况和技术进步带来影响的不足。最后,以岷江上游1982到2002年为例应用3种方法进行计算分析。结果表明研究区生态足迹呈缓慢上升趋势,生态足迹方法计算结果<能值足迹<区域能值足迹;生态承载力计算结果显示生态足迹与区域能值足迹方法结果呈平缓下降趋势,而能值足迹方法结果呈不规则变动。区域能值足迹法能够考虑到区域实际情况和技术进步,但它不能完全代替生态足迹方法,将其结合应用将得到更多信息。     

基于农户微观视角下的大城市郊区耕地土壤质量变化驱动机制研究

对耕地土壤质量变化驱动机制的研究是破解耕地质量变化规律及其效应的关键。利用野外采样与实验室分析相结合、统计分析和计量经济模型等分析方法,对研究区域238 个耕地地块的土壤采样数据和对应农户调查数据进行实证研究,结果表明,不同区域农户土地利用方式、程度和投入强度对耕地土壤质量的作用方向、影响程度和显著水平都不同。其中近郊区的农户“以兼业为主,以农为辅”,其行为突出表现为劳动力投入的“非农化”趋势,对耕地的粗放利用和掠夺式经营现象比较普遍,主要影响因素土地利用程度每增加一个单位,导致耕地土壤的碱解氮、速效磷和速效钾的含量平均下降11.496、44.078 和15.469 mg/kg;研究区域中部农户“以兼业为主”,突出表现为集约化程度比近郊区农户有所提高、种植结构也不断调整,对土地的投入、管理都得到很大的提高,主要影响因素土地利用方式转变会促使土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均提高4.799 g/kg、7.454 mg/kg、100.170 mg/kg 和61.205 mg/kg;远郊区的农户“以农为主”,突出表现为“非粮化”趋势,由于比较高的就业机会成本,种地收入超过农户预期,耕地集约化、规模化程度较高,主要影响因素土地投入强度每增加一单位,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加0.007、0.025 和0.037 mg/kg。基于以上的研究结果,从提高农业生产比较效益、稳定农村土地承包关系和促进土地适度规模经营等方面提出规范农户土地利用行为,改善区域耕地土壤质量的政策建议。     

全国第二次土地调查前后中国耕地面积变化的空间格局

长期以来中国耕地数量受到国内外的高度关注,但是中国的耕地面积到底是多少,一直是个谜,特别是在耕地面积出现几十年持续下降的背景下,全国第二次土地调查结果居然比调查前多出了2亿多亩。论文利用全国第二次土地调查前后的耕地面积数据,从耕地总面积和不同类型的耕地面积两个维度,在不同空间尺度上,对耕地面积数据进行对比分析。研究表明：1）从区域尺度来看,“二调”多出的2亿多亩耕地主要分布在东北、华北与西北地区,其中东北地区几近一半,华南是唯一减少的区域;从省级尺度来看,26个省份耕地面积增加,以东北三省和新疆、内蒙古居多,京沪苏粤陕出现减少,尤以苏粤为甚;从市级和县级尺度来看,耕地增减空间集聚明显,耕地增加的地市和县市均以东北最为集中,耕地减少的地市以珠三角和长三角最为集中,耕地减少的县级单元以粤苏云三省最为集中。2）耕地的三种类型都出现增加,但旱地最多（53%）、水田最少（10%）;水田和水浇地均“北增南减”;旱地的增减主要分布在北方,且增减的空间分布都非常集中,东北增加较多,黄淮海平原减少较多。耕地分布重心的持续北移,加剧了水土资源的不协调性,从而影响耕地的质量,未来中国政府在高度关注耕地数量变化的同时,更应强化耕地质量的提高与保护。     

基于遥感和GIS的新疆耕地变化及驱动力分析

为了研究新疆耕地变化趋势及其驱动力,利用1990、2000年TM影像及2005、2008年中巴遥感影像及其4期土地利用数据库和野外调查数据,应用遥感和GIS技术,对新疆近20年来耕地数量变化及区域差异进行分析,探讨了影响耕地动态变化的驱动因子。结果表明,近20年来新疆耕地总量一直在增长,但其年均净增速度呈先增后减的趋势,2000—2005年间达到峰值,耕地的动态变化主要是耕地与草地间的相互转化,中东、西北边缘地带的耕地面积相对变化较大。此外,影响新疆耕地开发的主要因素是人口增长和水土资源的限制,同时政策因素也具有一定的调控作用,但随着农业科技的进步,水、土资源对耕地开发的限制作用在逐渐减弱;影响耕地流失的主要因素由自然撂荒和建设占用逐渐转向人为弃耕和生态退耕,经济因素和政策因素成为耕地流失的主要驱动力,自然因素的影响在变小。