耕地土壤重金属污染时空变异对比——以黄淮海平原和长江中游及江淮地区为例

搜集已发表文献中位于黄淮海平原、长江中游及江淮地区耕地土壤重金属数据,利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价耕地表层土壤重金属污染程度,分析农区耕地、城郊耕地、工矿附近耕地和污灌区耕地重金属污染现状;并结合1980s土壤普查数据,分析1980s～2000s期间研究区的时空变异特征.结果表明:(1)研究区耕地污染重金属处于安全水平,黄淮海平原80%以上和长江中游及江淮地区60%以上的点位处于清洁范围.(2)长江中游及江淮地区的重金属污染比黄淮海平原严重.单因子评价结果表明长江中游及江淮地区耕地土壤重金属污染点位超标率为35.02%,是黄淮海平原(15.97%)的2倍;内梅罗评价结果显示两区污染比例分别为20.29%和13.17%,前者的轻度和重度污染比例均大于后者,其重度污染比重约是后者的3倍.(3)研究区不同区位污染比重从大到小依次为工矿附近耕地、污灌区耕地、农区耕地和城郊耕地.(4)1980s～2000s期间,重金属污染呈增加趋势,黄淮海平原Cd、Zn、Hg、As和长江中游及江淮地区Cd、Ni、Zn、Cu、Hg、As超标点位比例分别增加:12.78%、6.34%、1.98%、0.91%和14.02%、11.36%、7.28%、5.49%、1.93%、0.72%;污染加剧主要分布在天津、河北沧州、山东济南和湖南岳阳等地.城镇化、工业化以及农业发展进程中,黄淮海平原和长江中游及江淮地区耕地土壤正面临着重金属污染的威胁,需对严重污染区域采取有效措施,防治重金属污染.     

20 a来中国占补耕地光温生产潜力时空特征

研究占补耕地光温生产潜力的时空特征对指导耕地资源开发与粮食生产具有重要意义。论文基于1980年代末-2010年的多期土地利用和多年平均光温生产潜力,以占用耕地与增补耕地单位面积光温生产潜力为依据,分析20 a来中国占补耕地光温生产潜力时空特征,并进一步探讨其对光温生产潜力总量的影响。结果表明:①1980年代末-2010年,全国耕地存在明显的占优补劣情况;②从各分区看,东北平原主产区、北方干旱半干旱主产区、青藏高原区、华南主产区、云贵高原区占用耕地单位面积光温生产潜力持续高于增补耕地,长江中下游主产区占用耕地单位面积光温生产潜力持续低于增补耕地,四川盆地及周边地区、黄土高原区、海南由占优补劣变为占劣补优,黄淮海平原区由占劣补优变为占优补劣;③占优补劣对全国光温生产潜力总量变化有显著影响;④东北平原主产区等我国耕地开垦的主要区域受占优补劣的影响较大,华南主产区等耕地损失区受占优补劣的影响相对较小,占劣补优对缩小耕地占用对光温生产潜力总量影响的作用并不大。     

中国土地可持续利用指标体系的理论与方法

制定土地资源可持续性指标体系是《21世纪议程》中对各国提出的科学技术优先研究领域 ,国土资源部已开始了该研究项目。论文就此对中国土地资源可持续利用指标体系的理论与方法从整体上进行了探讨。首先回顾了国内外土地可持续利用研究的进展 ,分析归纳了国外可持续发展指标体系研究状况及可借鉴之处 ;指出在土地可持续利用指标与评价的研究中 ,必须从3个方面开展深入探讨。第一是土地利用分区及制定区域性土地可持续利用指标体系 ;第二是研究制定主要土地利用系统可持续利用指标体系及其阈值 ;第三是研究制定典型区域(以县域为单位)土地可持续利用指标体系及其阈值。只有把3个方面的研究有机融合起来 ,互相反馈 ,互为依存 ,才能保证土地可持续利用指标体系的科学性、系统性和实用性。     

中国粮食主产区耕地土壤重金属时空变化与污染源分析

土壤重金属污染威胁着农田生态系统安全和人类健康.基于2000年以来中国五大粮食主产区3 006个耕地样点的土壤重金属实测数据和20世纪80年代的土壤重金属历史数据,采用单因子指数法评估了粮食主产区耕地土壤重金属的污染现状和变化趋势,并基于地累积指数,结合区位环境污染探讨了其污染来源.结果表明,中国粮食主产区耕地土壤重金属点位超标率为21.49%,整体以轻度污染为主,其中轻度、中度和重度污染比重分别13.97%、2.50%和5.02%.四川盆地、长江中游及江淮地区、黄淮海平原、松嫩平原和三江平原的耕地点位超标率分别为43.55%、30.64%、12.22%、9.35%和1.67%,南方耕地污染重于北方.主要污染物为Cd、Ni、Cu、Zn、Hg,超标率分别为17.39%、8.41%、4.04%、2.84%、2.56%.自20世纪80年代以来,耕地土壤重金属含量呈增加趋势,整体上点位超标率增加了14.91%,其中Cd、Ni、Cu、Zn和Hg的污染比重分别增加了16.07%、4.56%、3.68%、2.24%和1.96%.除三江平原外,其他4个粮食主产区耕地土壤重金属点位超标比重增加趋势显著,且南方地区的Cd、Ni和Cu重金属超标比重变化量高于北方,而Hg和Cr增速低于北方.Cd、Hg以人为污染源为主,其他6种重金属以自然污染源为主,但Pb、Zn和Cu约有20.00%的点位受人为活动的影响.矿业、工业、污灌水是主要的污染源,除污灌水来源北方重于南方外,其余污染来源均是南方污染重于北方,污染物种类也多于北方.     

京津风沙源治理工程生态效益评估——以翁牛特旗为例

通过以实地调查和京津风沙源治理工程建设任务及投资数据为基础,以县域土地利用及社会经济相关数据作为参考,对内蒙古翁牛特旗京津风沙源治理工程生态效益进行了全面评估。结果表明,内蒙古翁牛特旗森林生态系统服务主要是水源涵养、保护生物多样性和固碳释氧,占总服务价值的86.1%。京津风沙源建设工程在遏制沙化土地蔓延和改善周边区域环境质量等方面效果显著。京津风沙源治理工程在生态、经济、社会方面的贡献巨大,工程建设取得了较好的成效。     

从栅格到县域:中国粮食生产的资源潜力区域差异分析

粮食安全是国家安全的重要组成部分。论文通过构建生产潜力模型,利用GIS技术,定量计算了1km×1km栅格和县域尺度中国粮食生产潜力;通过对粮食生产的资源禀赋状况逐级评判,揭示了中国不同地区粮食生产的资源潜力。结果表明:中国平均光温、水资源和土地资源分别具备1倍多、1倍以及近1/3的增长空间。中国县域粮食资源潜力差异显著,内蒙古及长城沿线以及黄土高原地区为县域粮食资源可开发空间较大的区域,西北、黄淮海、四川盆地区为可开发程度较低的地区。     

从生态文明视角看我国土地利用的变化及影响

土地利用变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现。改革开放40年来,随着我国工业化、城镇化的高速发展,土地利用也随之发生了巨大变化。我国土地开发利用为保障粮食安全、支撑经济增长、促进社会进步发挥了重要作用。同时,由于经济发展过度依赖土地资源的开发利用,也引起了一系列生态环境问题。在当前生态文明建设的背景下,要从源头上防控土地生态系统破坏及污染问题,严守生态红线,加强国土空间格局重塑与用途管制,推进土地科技创新,以推进我国土地开发利用绿色化、可持续化。     

基于耕地资源约束的中国大豆生产能力研究

论文首先在理论上系统分析了耕地资源约束与农产品生产能力之间的关系;以东北地区和黄淮海地区的大豆生产为重点,对主产区大豆生产的经济效益及影响大豆生产的资源、环境等其他问题进行了研究;并以县为基本单元,对中国大豆主产区未来大豆最大可能生产规模进行了预测;在分析大豆主产区大豆综合生产潜力基础上,研究提出了2020年之前中国大豆的最大可能生产能力在2800×10⁴～3400×10⁴t左右。但由于中国大豆生产和大豆加工存在严重的空间布局错位,应实施“南进北出”的大豆贸易战略;东北平原区的三江平原和松嫩平原是大豆增产潜力最大的地区,但该地区也是玉米主产区,扩大大豆种植面积必然带来玉米种植面积的下降,也将影响未来中国玉米的供求,所以,在耕地资源有限的情况下,应在“耕地资源-农产品”系统中研究耕地资源与农产品的综合平衡问题。     

基于灰色关联投影法的土地利用多功能动态评价及障碍因子诊断——以广州市为例

开展土地利用多功能评价是土地多功能利用的基础性工作。论文在土地利用功能类型划分的基础上,构建了基于可持续发展三维度理念的土地利用多功能评价指标体系,采用灰色关联投影法和障碍度模型,对1990、2000和2010年广州市土地利用多功能动态及其障碍因子进行了分析。结果表明：① 1990—2010年广州市土地利用总功能缓慢提升,土地利用功能之间的协调性逐渐减弱,土地利用功能日趋多元化,重心由环境功能转变为社会功能;② 经济功能和社会功能由缓慢提升跃入快速提升阶段,环境功能则由快速提升跌入缓慢提升阶段;③ 农业生产和资源供给功能出现持续退化与下降,环境净化功能先降后升,其他子功能得到了不同幅度的改善与提高;④ 影响土地利用总功能的障碍因子类别、数目及障碍度都处于动态变化中,历年障碍因子总体上由经济密度等经济类向废污水排放强度等环境资源类转变。研究结果可为土地利用多功能评价提供方法基础和科学依据,并为未来广州市土地多功能利用提供决策支持。     

土地利用转型与土地资源管理策略分析

由于我国社会经济的快速发展,导致了土地利用率快速升高,增加了我国土地资源紧缺的压力,是我国的土地资源变的稀缺,因为在土地利用的过程中,浪费了土地资源。因此,需要结合我国的土地利用状况,完善相应的土地利用制度,来改善我国土地资源稀缺的状况,强化我国的对于土地利用率,提高对土地资源的管理,加快土地利用的转型,土地资源是人类赖以生存的物质条件,但是随着社会的发展和人类活动频繁利用土地,降低了土地的有效利用率。为了改善目前这一状况,土地转型已经成为我国迫在眉睫的任务了。本文主要论述了土地利用转型和土地资源管理之间的关系和改善土地资源管理对土地利用转型的影响,以及如何改善土地利用转型与土地资源管理的措施。     

2001～2017年全国气溶胶光学厚度时空分布及变化趋势

为探究全国大气气溶胶光学厚度（AOD）的分布及变化特征,利用最新的MODIS/Terra C6.1 550 nm AOD月数据分析了2001~2017年全国AOD的时空分布及变化趋势.结果表明,空间特征：年均AOD空间分布呈现两个显著的高值中心和低值中心,第一高值中心位于以人为气溶胶为主的华北平原、华中地区、长三角地区、珠三角地区和四川盆地,第二高值中心位于以尘埃气溶胶为主的塔克拉玛干沙漠地区,两个低值中心分别位于内蒙古地区东部至东北地区北部以及青藏高原.时间特征：各区域AOD峰值主要出现在春、夏季,塔克拉玛干沙漠地区、四川盆地和珠三角地区AOD在3~4月达到峰值,华北平原、华中地区和长三角地区AOD在5~7月达到峰值.趋势特征：2001~2006年,我国西北地区和内蒙古地区AOD呈现减少趋势,我国中东部地区和西南地区东部AOD呈现增长趋势.2007~2012年,青藏高原和塔克拉玛干沙漠地区AOD变化趋势由减少转为增长,华北平原和四川盆地AOD的增幅减弱,长三角地区AOD呈现弱的下降趋势.2013~2017年,我国大部地区AOD呈显著地下降趋势.     

全球气候变化下中国农业生产潜力的空间演变

农业生产潜力对区域农业发展和农业产业投资与布局等具有重要影响。然而,当前的研究较少探讨1980年代以来我国区域农业生产潜力空间演变特征,以及就未来气候变化对中国区域农业生产潜力所产生的可能影响也还较少关注。为此,论文对1980年代以来中国区域农业生产潜力的空间演变特征进行了分析,并就未来气候变化对中国区域农业生产潜力的可能影响做出了估计,研究发现：1961—2012年中国农业生产潜力的地理分异特征异常显著,其中东南较高,西北相对较低,同时呈现出较为明显的纬度地带性规律。1980年代以来我国农业生产潜力减少的区域主要是集中在胡焕庸线以东的地区,其中四川盆地和华北平原中部等地区的农业生产潜力减少最为明显,约在4%以上,而水分有效系数的下降是其农业生产潜力减少的主要因素,农业生产潜力增加的地区则主要位于长江中下游和华北平原南部等地。在当前的全球变化趋势下,模拟得到,2041—2060年我国农业生产潜力减少的区域可能主要位于长江以南以及青海中部地区,其中四川盆地和湖北中南部等地的农业生产潜力下降趋势最为明显,因而这也可能会给这些地区的平均粮食产量带来一定程度的下降。     

一个基于土地利用详查的中国土地资源利用区划新方案

文章简要总结了中国土地资源利用分区工作,进而提出了中国土地资源利用区划的原则、依据和指标体系,确立了中国土地资源利用区划体系与分级。在此基础上,基于《全国土地利用详查》的分县汇总数据,以分县为单元,把自上而下的定性分析和自下而上的定量归并两种区划途径相结合,在县域土地利用结构类型聚类分析的基础上,承继前人的相关工作,提出了一个由12个土地利用区和67个土地利用亚区构成的中国土地资源利用区划新方案,编制完成中国土地资源利用分区图。该方案首次划分出了东南沿海区和藏东南-横断山区两个土地利用区,与以往的方案相比有所创新和发展;土地利用亚区的划分则强调国土开发的重点地区和土地严重退化或生态脆弱地区,从而更具实用性。     

基于文献荟萃分析方法的中国空心村整治潜力与模式

中国快速城镇化进程中农村空心化现象日益突出并成为制约乡村振兴发展的关键问题。采用文献荟萃分析方法,基于中国知网CNKI数据库,分析了中国空心村整治潜力时空格局及其影响因素,解析了空心村整治模式及其机制的地域差异特征。结果显示：1996—2019年CNKI数据库空心村研究文献呈快速增长态势,空心村研究文献增加与全国农村常住人口减少呈显著正相关;空心村整治潜力等级呈现“北方高南方低”“平原地区高、丘陵山地区低”“传统农区高、城市群地区低”的总体分布特征;农村自然地理条件、常住人口减少幅度和人均占有耕地面积是影响空心村整治潜力大小的关键因素;89.80%的县域采用村内集约型整治模式,集中分布在黄淮海平原区、长江中下游地区、四川盆地及周边地区东部,迁村并点型和城乡融合型整治模式的占比均超过50%,易地搬迁型整治模式相对较少,主要集中在胡焕庸线附近生态脆弱和贫困叠加区域。因地制宜、分类分步推进空心化村庄整治,有助于提高农村土地利用效率,显化农村土地价值。     

2000~2016年中国PM2.5时空格局

本文在检验PM_2.5遥感数据可靠性的基础上,使用标准偏差分析、Hurst指数、Theil-Sen median趋势分析与Mann-Kendall检验和局部空间自相关等方法,在像元尺度上研究了2000~2016年中国PM_2.5浓度的分布格局和演变过程.结果表明：①在空间分布上,PM_2.5的浓度东部高,多年平均值为30.21μg/m³,西部低,多年平均值为4.37μg/m³,东西两侧差异巨大.西部地区和东北地区PM_2.5的浓度整体呈现增长的态势,但西部地区变化较为平缓.PM_2.5污染严重的区域分布在人口多且密集,经济较为发达的区域,如华北平原,东北平原,长江中下游平原,四川盆地等地区.②在时间序列上,以2007年为界,PM_2.5的年变化趋势可分为两个阶段,从2000~2007期间我国的PM_2.5浓度总体呈现上升趋势,年均增长0.95μg/m³,2007~2016年PM_2.5浓度呈波动下降趋势,年均下降0.15 μg/m³;③稳定性：PM_2.5浓度的稳定性在空间上差异显著,整体呈现出西部较稳定、东部不稳定的分布状态.东部极不稳定区域主要分布在四川盆地,华北平原,东北平原中部,长江中下游平原;④持续性：中国PM_2.5持续性特征以弱反持续为主,主要分布在中国东部地区,预测未来PM_2.5的变化规律与目前相反.其次弱持续性分布的区域较广,主要分布在山地、高原及高寒地区,说明这一区域未来PM_2.5变化趋势与过去的变化趋势相同,但又具有复杂性和反复性.⑤人口暴露分析：分析不同PM_2.5浓度级别上的人口百分比,发现2016年中国有52%的人口生活在PM_2.5浓度年平均值为35 μg/m³以上的环境中,还有14.38%的人暴露在PM_2.5年均浓度值为60 μg/m³以上的环境中.     

中国近15年气溶胶光学厚度时空分布特征

利用MODIS 04_L2气溶胶日产品统计其月度、季度及年度均值数据,研究中国大陆地区近15a气溶胶光学厚度（AOD）空间分布状况;通过Spearman秩相关检验法,探讨中国大陆地区近15a的AOD年均值与季均值的逐年变化趋势.结果表明：在空间分布上,我国AOD多年均值高值中心主要位于四川盆地、南疆盆地、华中地区、长江三角洲、华北平原、关中平原,珠江三角洲地区也有小范围的高值区;低值中心主要位于川西和藏东南、内蒙和冀北交界以及河套地区.在逐年变化趋势上,西北地区AOD值主要呈下降趋势,其中川西和藏东南、陕甘宁交界呈显著下降趋势;东部地区AOD值主要呈现上升趋势,且华中地区、长江三角洲、华北平原以及关中平原呈显著上升趋势;在全国范围内AOD年均值整体呈现上升趋势,但趋势不显著;AOD值随季节变化较显著,具体表现为春夏较高、秋冬较低;AOD高值区以及呈上升趋势的地区基本都处在胡焕庸线东南,表明人类活动对AOD值影响比较显著.     

中国城镇扩展占用耕地的遥感动态监测

论文在1988～2000年全国土地利用矢量图的基础上,分析了城镇占用耕地的空间分布特征。利用城镇占用耕地指数将全国分县市占用剧烈程度进行分级,沿海及平原地区侵占剧烈程度为3～6级的占全国耕地损失的88.68%,华北平原、长江三角洲和珠江三角洲地区造成耕地损失分别占全国总数的31.27%、17.8%和6.02%,这3个地区是全国城镇扩展最快、耕地损失面积最大的地区。按地区分析,城镇占用耕地面积最大的是江苏、山东、河南、河北和广东,占全国的50.99%;其次是北京、浙江、四川、广西和上海,占全国的22.85%;从城镇造成耕地资源减少的速度看,北京、上海占用耕地最快,其次是江苏、广东、浙江、天津、山东、河北、海南等。耕地资源减少在某些地区已经造成了粮食产量减少的问题,北京、上海、浙江等地区粮食总产量降低较快。随着城镇化及经济的快速发展,城镇扩展与耕地资源的矛盾将会更加突出,只有加强土地资源的管理才能取得耕地资源的动态平衡和维护中国的粮食安全。