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。     

国际

<正>美国:高校开发水下太阳能电池设计方案近日,斯坦福大学研究人员在《自然材料》杂志上发布了其研发的节能抗腐蚀水下太阳能电池设计方案。该种太阳能电池生产的电力可利用催化化学反应,将捕获的温室气体转变为燃料。日本:将于2018年建成世界最大太阳能漂浮电厂日前,日本政府宣布在千叶县镰仓水库上建设世界最大的太阳能漂浮电厂,该电厂距离东京80公里,采用超过5万片太阳能板,覆盖水     

松嫩平原北部耕地空间分布及其变化特征

耕地资源是人类赖以生存的基础性资源,科学地判定其变化特征以及空间分布格局,对促进耕地资源的空间优化布局以及保护耕地等方面具有非常重要的意义。选取松嫩平原北部的典型区域黑龙江省黑河市嫩江县为研究区,通过对研究区1984年和2011年Landsat8TM遥感影像进行解译,运用Arc GIS10. 0软件、耕地指数法、GIS空间分析法对研究区耕地资源空间分布及其变化特征进行研究。结果表明:1)研究区1984年耕地主要分布在北部及东部,2011年耕地主要分布在中部及北部; 2)研究区西部耕地分布呈现出密集分布的空间特征,东部呈现出稀疏分布的空间特征; 3) 1984—2011年研究区耕地空间格局发生了明显变化,南部乡镇变化较大,中部和西部乡镇变化居中,北部和东部乡镇变化最小,行政区划上双山镇耕地变化最大。研究成果可在一定程度上为嫩江县耕地资源的合理配置,耕地资源的保护及耕地空间布局优化提供参考。     

新安江流域土地利用结构对水质的影响

以新安江上游流域为研究区域,用该流域2010年5月TM遥感影像图作为底图,通过实地野外调查获取了新安江流域的土地利用图.运用ArcGIS的水文、空间分析功能,将流域划分为8个子流域,并分析各子流域的土地利用结构.根据2010年1～12月的水质监测数据,分析TN、TP、高锰酸盐指数、NH4+-N、粪大肠菌群的时空变化特征,以及与土地利用结构之间的定量关系.结果表明,TN和NH4+-N有明显的时间变化特征,为枯时期>丰水期>平水期,而其他几种指标没有明显的时间变化.在空间上,整体上呈现出渔梁、浦口污染最为严重.流域内土地利用结构与水质之间的相关关系表现为:耕地、水体、建筑用地起源作用,林地、草地起汇作用.在年度上看,耕地对TN、NH4+-N、高锰酸盐指数影响最大,草地对TP影响最大;不同水期上,枯水期和丰水期,对各指标影响最大的土地利用类型为耕地,在平水期,对TN、TP、粪大肠菌群影响最大的土地利用类型分别为耕地、草地、林地.     

江苏省耕地利用可持续性动态分析及预测

利用能值分析理论对生态足迹模型进行改进。改进的重点,一是将部分土壤表层储能、年太阳辐射能和降水化学能等作为耕地生态承载力的实质内容,并用产量因子进行修正;二是建立 “可持续发展指数(SDI)”的概念,衡量区域耕地利用可持续发展程度。利用改进的生态足迹模型对江苏耕地生态足迹历史演变进行研究并对未来的发展进行预测。研究结果表明,从1961年到1981年,江苏省的耕地利用是可持续的,1982年以后耕地利用属于不可持续;可持续发展指数的变化从1961年的0.67降低到2007年的0.38。通过预测,在2015年,江苏省人均耕地生态足迹将达到0.300hm²,而人均耕地生态承载力将降到0.077 hm²,可持续发展指数降低到0.205。如果不改变目前不合理的耕地利用方式,江苏省耕地的压力越来越严重。     

耕地资源价值重建及其货币化评价——以青岛市为例

耕地价值具有多元性,其生态价值和社会价值等非市场价值往往在决策中被忽视,从而导致大量耕地资源被过度地开发及低效利用。科学系统地评价耕地价值是促进耕地资源持续利用的关键。论文以青岛市为例,借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法及成果参照法等研究方法,重建了耕地资源价值体系,并对耕地各项服务功能价值逐一进行了货币化评价。研究结果表明：①青岛市耕地每年提供的服务功能价值高达2.544 1×10¹⁰元,相当于青岛当年地区生产总值的16.76%,是显化的耕地经济价值的4.3倍,若将耕地每年提供的服务功能价值纳入耕地资源利用决策体系,必将有效地抑制过度占用耕地的投资冲动;②青岛市的耕地价值以社会价值为主,占其总价值的50.59%,而经济价值和生态价值分别占其总价值的23.38%和26.03%,其中,耕地的社会价值主要体现在维护社会稳定功能上,占其社会价值的82%;③青岛市的耕地征用补偿标准明显偏低,作为耕地保护主体的农民获得的补偿尚不到工业用地出让价格的10%;④应重新审视“耕地占补平衡”政策的生态环境效应,青岛市为实现区域内耕地总量动态平衡至少付出了3.46×109元（还原利率5%计）的生态代价。     

区域耕地非农化与粮食产量关系空间特征研究——以东北三省为例

由于我国人地关系紧张,耕地非农化对于耕地总量及粮食安全有一定的影响,因此耕地非农化与粮食产量关系的空间特征已经成为研究焦点。论文以东北三省为研究对象,应用GIS技术详细地分析了耕地非农化、耕地非农化与耕地综合质量关系及耕地非农化与粮食产量关系的空间特征。研究结果表明：①东北三省在1993~2003年10年间耕地非农化面积为16.599×10⁴hm²,耕地非农化率为1.012%,年均耕地非农化率为0.101%,吉林和黑龙江两省分别是耕地非农化程度最高、最低的两个省份,耕地非农化率分别为2.138%和0.215%,东北三省交通位置优越及沿海的县（市）耕地非农化程度较高;②吉林省耕地非农化面积最大,但以占用中下等耕地为主,中下等耕地非农化面积占该省总耕地非农化面积64.2%;而辽宁省和黑龙江省耕地非农化区域绝大部分都是上等地,分别占本省耕地非农化面积的90.9%和52.2%;③东北1993~2003年10年间因耕地非农化共导致粮食减产9.106×10⁸kg,以吉林省为最,占总量的59％。建议禁止辽宁省和黑龙江省建设用地占用上等耕地,而严格控制吉林省的建设用地过快发展,注重经济发展与耕地保护之间的协调,是落实东北三省未来“耕地总量动态平衡”政策的关键所在。     

武汉市耕地非农化的空间非均衡发展与空间扩散路径分析

在5 期时间跨度20 多年的武汉市土地利用数据基础上,利用ArcGIS 的空间统计和空间分析功能,拟合出武汉市耕地非农化的空间洛仑兹曲线并制作了基于耕地非农化速度分级的重心曲线,结合统计数据分析耕地非农化扩散路径及其与经济、人口重心曲线变化的相关关系。研究结果表明:①武汉市是个典型的单中心城市,其耕地分布不均衡,耕地非农化仍是在围绕城市中心进行,耕地非农化在乡镇级别上是非均衡发展的,但非均衡程度在逐年减缓;②基于耕地非农化速度分级的耕地非农化重心曲线表明,耕地非农化速度快的点到速度慢的点的密度有逐步降低的趋势,并且速度快的点到速度慢的点还有向外围扩散的趋势;③武汉市耕地非农化扩散路径、GDP重心变化路径和人口重心变化路径在移动方向上大体上都符合在南北向是向北,转而向南又复向北;而在东西向是先向西然后向东,武汉市的耕地非农化与经济和人口的相关性表明武汉市的耕地非农化在空间上是有序发展的。研究结果能较好地揭示武汉市耕地非农化的空间非均衡发展状况,实现了武汉市耕地非农化空间非均衡发展的可视化,反映了武汉市耕地非农化、经济和人口之间的关系。     

太阳能安装不能再后置 国家鼓励太阳能系统与建筑设计一体化

与以往太阳能热水器作为后置设备安装在建筑物上不同。今后我国建筑领域的太阳能系统安装将有建筑师进行设计把关，太阳能系统与建筑一体化将逐步变为现实。     

基于乡镇尺度的耕地利用景观生态安全测定研究

耕地景观生态安全是实现耕地生产力、促进区域农业可持续发展的重要保障。以松嫩平原黑土区明水县树人乡为研究区,在耕地景观地块几何中心设置采样点,选取代表耕地生态质量的地貌、土壤、水文等相关数据作为衡量耕地生态安全的影响因子,采用生态综合安全值测定的方法,对研究区采样点的耕地生态安全值进行测定,将结果划分为4个等级,并将等级结果表达在空间上。研究结果表明:在169个采样点中,生态安全值在1.00～2.43的采样点有112个,处于2.43～2.96之间的采样点28个,处于2.96～3.19之间的采样点26个,处于3.19～4.00之间的采样点3个。生态安全等级高的区域主要分布在研究区周边,中心区域的生态安全状况相对较差。研究结果为合理保护耕地资源提供参考,对于指导耕地资源合理利用具有实际意义。     

我国耕地利用效率的区域差异及其收敛性研究

基于地均种植业产值、地均劳动力及各种农业生产物质的投入情况,以耕地利用效率为主要研究对象,运用随机前沿生产函数方法计算了1990-2008年间中国各省区的耕地利用效率并对其时空变化规律进行了分析。研究表明:现阶段我国耕地利用仍以物资成本的投入为主,我国耕地产出的提高主要依赖于化肥使用量的增加,机械化程度的提高对其影响不大;我国耕地利用效率的整体水平不高,大部分地区耕地的实际产出与现有投入水平下的潜在产出之间存在较大差距,说明现阶段我国农业生产中存在着物质投入的严重浪费;近20 a来,我国耕地利用效率虽然逐渐提高,但提高的速率有着下降的趋势;省际间耕地利用效率有着明显的差异,而且表现出东、中、西部聚集的特征,与地区间经济发展差异不同的是,东部地区耕地平均效率最高,西部次之,中部地区的耕地利用效率最低;最后,在中国过去的近20 a里,全国范围内耕地利用效率虽有收敛的迹象,全域性的β-收敛特征并不显著,但中国的东、中、西三大地带内部却表现出较强的β-收敛特征。从区域收敛的稳态值看,东、西部地区的结果非常接近,而且均显示东部地带高于西部地带、西部地带高于中部地带的基本特征,这意味着随着时间的推移,中国的三大经济带将各自收敛于一个更高的耕地利用效率上。     

闽台耕地非农化及关联因子的比较研究

土地利用/覆盖变化的区域对比分析被国际地理学联合会LUCC工作组列为2000～2004年期间的三大研究目标之一,闽台因其区域自然背景及历史文化的相似性和经济发展时序递差性成为区域对比研究的理想对象之一。利用闽台相关统计资料对比显示,福建1979～2001年与台湾1969～1998年的耕地非农化呈现周期性变化。对影响耕地非农化因子进行灰色关联分析,结果显示:人口增加及城市化水平提高、农业发展共同构成闽台耕地非农化的第一、二驱动因子;经济发展水平影响闽台耕地非农化的规模与利用效率,从同一时点比较,福建非农化土地利用效率远低于台湾,但就同处于工业化中期的发展阶段比较,福建非农化土地的利用效率明显高于台湾;农副产品的对外贸易量对台湾耕地非农化的影响强于福建。最后分析了闽台不同经济发展时期经济发展政策与土地管理法规对耕地非农化的影响。     

美国通用汽车公司将建最大屋顶太阳能电站

据英国《金融时报》报道,美国通用汽车公司日前宣布,它将在其欧洲最大的制造厂建造世界上最大的屋顶太阳能发电站。报道说,西班牙北部萨拉戈萨的通用汽车制造厂将建造一个耗资7850万美元、铺设18．3万平方米太阳能电池板的屋顶太阳能发电站,以便在高峰时段提供该工厂1／4的用电。通用汽车公司正在同法国威立雅环境集团和美国克莱尔瓦扬能源公司谈判这个项目。     

乡村振兴视角下耕地利用转型的时空格局及路径分析——以淮海经济区为例

深刻解读耕地利用转型内涵,基于乡村振兴与耕地利用转型的系统逻辑构建相关评价指标体系,运用探索性空间数据分析（ESDA）和标准差椭圆（SDE）等方法,对2002年、2007年、2012年和2017年淮海经济区耕地利用转型效度进行评测,据此揭示乡村振兴战略背景下耕地利用转型的时空格局及转型路径。结果表明：（1）15年间淮海经济区耕地利用转型呈现整体上升、区域均衡的时空格局。（2）耕地利用转型空间集聚现象明显,南北差异显著。空间转型集聚程度逐渐减弱,功能转型呈现先降低后升高、再降低又趋于平缓的态势。（3）耕地利用转型呈现东北—西南格局,以徐州市为区域重心,在南北方向上持续收缩、东西方向上不断平移,导致转型空间形态呈C状分布;系统要素的交流耦合渐进增长且上升通道具有收缩趋势,最终形成“分散—聚拢—分散—聚拢”重叠形态的转型路径。建议研究区未来发展重点聚焦转型发展内源动力的协调融合,引导耕地利用转型由“C形”扩散转向“O形”收敛的圈层式包容增长格局,并不断提升耕地多功能融合增益的共享程度,将地理系统的均衡机制转化为乡村振兴的现实效能。     

基于Agent的城市扩张占用耕地动态模型及模拟

与传统的在景观尺度上对城市扩张占用耕地时空特征及其演变规律的研究不同,论文从微观层面提出基于Agent 的城市扩张占用耕地动态模型（Urban Encroachment on CroplandDynamic Model,UECDM）,多角度深入探索耕地向城市用地转变的驱动机理及其时空动态特征,并提出协调二者平衡的可持续发展对策。在UECDM模型中引入视域分析,通过模拟地形和观察点将视觉景观的量化评价结果应用到居民居住区位决策过程,从而分别构建包含可视域的能够更全面表征环境要素及其内部关系的元胞自动机层和不同类型Agent 相互作用的多智能体层,兼顾人类决策行为和城市空间生长自组织性。应用该模型对天津城市扩张占用耕地进行动态模拟研究,并从数量与空间格局两方面展开精度验证,Kappa 系数达到0.795,依据4 个景观格局指数计算得到模拟结果的平均相对误差为3.86%,表明模型具有较高可信度。对不同时期模拟结果的分析表明,天津城市扩张占用耕地空间主要表现为“摊大饼”式外延扩展和跳跃式“卫星城”,研究结果将为未来城市发展规划和耕地保护提供决策支持。     

广西农村生态环境的综合整治

广西的稳步增长推动了农村生态环境的改善。但是，还存在着人均耕地逐渐减少，农业环境污染日趋严重的问题，不加以治理将会制约广西经济的可持续发展，因此，大力推广公司＋农户经营方式，带动农业生态发展，保护好森林、合理利用自然资源，改善耕地质量，开发沼气能、太阳能、水能、控制农业化学污染，防治乡镇企业污染，认为落实各级政府的农村环境保护目标责任制，做好农村生态环境的综合整治国。     

美政府扶植太阳能工程计划

最近,美国能源部拔款3900万美元用于重建一个世界上最大的太阳能发电厂的核心设施。该工程旨在1998年产生出商业数量的电能。位于美国加州巴斯托的太阳能2号工程曾成功地建造了一个1万千瓦的发电厂,但该工程于1988年被迫下马。目前,克林顿政府对太阳能研究给予级大关注,此项拨款将于10月1日开始的1994年     

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。     

干旱化与土地利用变化对中国北方草地与农牧交错带耕地自然生产潜力的综合影响评价研究

气候和土地利用变化通过不同的方式影响耕地的自然生产潜力,目前在时空尺度上定量分析典型生态边缘区气候干旱和土地利用变化对耕地自然生产潜力综合影响的研究还比较薄弱。论文首先采用桑斯维特纪念模型(Thornthwaite-Memorial Model)对北方草地与农牧交错带地区耕地自然生产潜力进行了计算。然后结合气象数据,分析了干旱化对研究区耕地自然生产潜力的影响。又在遥感数据生成的1990,1995和2000年1km土地利用/覆盖数据基础上,分析了土地利用变化对耕地自然生产潜力的影响。结果发现1970～2006年研究区总体上呈现出较强的变干趋势,但波动明显,干旱导致耕地自然生产潜力在1990～1995年和1995～2000年分别减少了约16.61×10⁶t和19.55×10⁶t。1990～1995年和1995～2000年耕地增加率分别为2.64%和2.55%,在此基础上,耕地自然生产潜力分别增加了5.36×10⁶t和4.48×10⁶t。从整个研究区尺度来看,1990～1995年和1995～2000年耕地自然生产潜力分别减少了了约11.24×10⁶t和15.08×10⁶t。从基于气象站点的泰森多边形尺度来看,研究区的西北区域,主要包括陕西、宁夏和甘肃部分地区,耕地自然生产潜力对于气候变化比较敏感,而包括河北、山西部分地区在内的研究区华北南部区域和内蒙古主要受到土地利用变化的影响。     

耕种对沙地土壤全磷空间变异性的影响

利用经典统计学和地统计学相结合的方法,以科尔沁沙地东南缘的丘间低地为例,分析了农业耕种对沙地土壤全磷空间变异性的影响.结果表明,草地开垦8年后的耕地同未开垦的草地相比,表层和亚表层土壤全磷量均有明显增加(P<0.05);两层土壤全磷贮量增加7.64%,约增加25.71kg/hm2.耕地同草地相比,土壤全磷空间结构和格局存在明显差异.耕地表层表现为一种随机上下波动的空间分布格局,而草地表现为相对均一的空间分布格局.亚表层耕地同草地相比,基台值、结构方差和变程明显偏大,结构异质性和空间依赖性较强,而随机性较弱的空间分布格局.分数维进一步说明耕地与草地土壤全磷空间变异性的差异.克立格制图直观地反映2种土地利用方式下土壤全磷的空间结构特征.为此,认为耕种易导致沙地土壤退化,退耕还草有利于维持脆弱沙地生态系统的稳定性.