山区城镇建设用地适宜性评价方法及应用——以云南省德宏州为例

建设山地城市是21世纪城市建设的十大模式之一。实施“城镇上山”战略,其基础是开展山区城镇建设用地适宜性评价。目前,国内外对山区城镇建设用地适宜性评价的研究尚属薄弱环节,其评价指标体系、评价标准、技术方法模式等关键技术方法问题需要深入、广泛的探讨和实证研究。论文针对山区城镇建设的特殊性,构建起由7个特殊因子和10个一般因子（其中有5个同时是特殊因子）共同组成的山区建设用地评价指标体系,采用“极限条件法”与“适宜性指数法”相结合的技术方法,通过确定单项评价因子指数和综合性适宜指数,并运用GIS技术,以第二次土地调查1:10 000土地利用现状图的基本图斑为评价单元,分析和评定了云南德宏州山区每一评价单元图斑的城镇建设用地适宜性及其适宜等级。评价结果表明,在全州山区面积985 787.40 hm²中,其宜建地和不宜建地分别占14.37%和85.63%,一等宜建地、二等宜建地和三等宜建地的构成比例约为12:33:55。评价结果已应用于德宏州各县（市）“城镇上山”型土地利用总体规划（2010—2020年）修编之中,成效明显,使德宏州“保护坝区农田,建设山地城镇”战略得以顺利实施,全州坝区84%以上的优质耕地得到了永久性保护,新增建设占用耕地比例大幅下降。论文建立的山区建设用地适宜性评价指标体系和评价方法适用于云南山区建设用地适宜性评价,可为云南省乃至国内外类似山区加强坝区（或平原区）优质耕地保护、合理建设山地城镇发展模式提供理论和技术支撑。     

丘陵山区耕作层覆土需求优先度评价研究——以福建省光泽县为例

论文基于GIS技术,采用层次分析法从土壤构型、交通便捷情况、地块立地条件和地块理化条件4个方面构建了丘陵山区耕地耕作层覆土需求优先度的评价指标体系,利用改进的特尔斐法确定其权重,建立了评价模型,并以福建省光泽县为例进行了评价。结果表明：① I级优先区面积占5.2%,该区54%的面积是质量较差的规划开发补充耕地,其余是质量较差而基础条件较好的现有低产水田,对其实施覆土工程成本较低、综合效益较高,属于优先覆土区;② II级优先区占49.1%,该区耕作层覆土效益仅次于I级区,属于备选覆土区;③ III级和IV级区占45.7%,暂可不安排覆土工程。评价结果较好地反映了光泽县的实际情况,将为该区移土培肥专项规划编制以及耕地保护工程实践提供科学依据。     

国际土壤质量研究热点与趋势——基于大数据的Citespace可视化分析

论文利用文献计量学方法定量分析了土壤质量研究领域的科学文献,结果显示国际土壤质量研究热点从有机质及其组分对管理措施的响应、微生物指标敏感性、土壤质量定义到土壤质量评价方法、评价指标和框架的完善,在农业生产和环境保护中的应用性不断加强。目前,土壤质量的监测及其对土壤修复、全球气候变化的响应是未来研究热点。主要研究趋势有：1）发展中国家将在土壤质量研究领域中发挥重要作用;2）土壤质量对土壤修复、全球气候变化的响应以及应对措施成为未来的研究重点;3）可持续发展仍然是土壤质量研究的主题,不同国家及地区应根据自身特点进行土壤质量评价、监测、修复研究,制定法律,保障土壤管理的规范化和可持续化。     

基于“双评价”的城镇开发边界划定技术——以湘潭县中心城区为例

构建“生态—农业—建设综合统筹”的城镇开发边界划定技术模型,即按“短板理论”计算空间约束下的县域建设开发建议规模,按指标权重计算综合得分进行国土空间开发适宜性评价,按生态优先、耕地保护优先原则确定地块规划功能,结合城镇建设现状、社会经济发展和城乡协调发展等因素划定城镇开发边界。以湘潭县中心城区为例进行实证,划定城镇开发边界4500 hm²。结果表明：与湘潭县土地利用总体规划规模边界、城市总体规划中心城区空间增长边界相比,本次划定的城镇开发边界中生态极重要或极敏感区域由3.49%、12.46%降为0,新增建设用地占用耕地的比例由53.26%、50.94%降低到21.02%,新增建设用地年均增速相比降低了45.65%。该技术模型对优化国土空间开发利用保护布局,促进绿色发展、高质量发展起到了积极作用。     

中亚跨境流域生态脆弱性评价及其时空特征分析——以阿姆河流域为例

生态脆弱性（EVI）的定量评估和长期分析,对于了解区域生态环境动态变化与指导生态环境保护与修复极为重要。但以往研究很少对跨境流域这一特殊单元进行生态脆弱性评价。以阿姆河流域为例,选择反映研究区植被、水文、气候、地形、土壤以及人类活动等方面的11个指标,通过共线性诊断分析,构建了阿姆河流域生态脆弱性评价体系,利用主观权重与客观权重相结合的方法确定指标权重,对1990-2015年研究区EVI进行了定量评价及时空特征分析。结果表明：（1）研究区生态环境呈恶化趋势,大部分区域处于重度脆弱状态,研究时段内重度脆弱性比例的平均值为46.40%;极度脆弱性占比在过去25年内呈增加趋势,从1990年的2.58%增加至2015年的16.97%,增幅为14.39%。（2）生态脆弱性在不同土地覆被类型之间差异巨大,其中草地的EVI值变化最大,裸地的生态环境最为脆弱,林地的生态脆弱性最小;研究区生态脆弱程度整体表现为裸地>灌丛>草地>耕地>城市用地>林地的规律。（3）EVI与地形因子的关系表明生态环境最为脆弱的区域主要位于低海拔地势平坦与高海拔坡度大的地区,而低脆弱性主要分布在海拔2500~3500 m或坡度15~25°的区间上。     

东北黑土区典型地域耕地生态退化时空分异——以富锦市为例

耕地生态退化严重威胁黑土区耕地的可持续利用,明确其时空分异规律是提高黑土耕地产能实现农业可持续发展的重要科学命题。以东北黑土区典型地域富锦市为研究区,立足于耕地外部扰动变化所引发的环境胁迫与生态恢复,利用遥感驱动的多源环境胁迫监测模型、改进的CRITIC模型、优化的InVEST模型,明确二者间的作用结果,揭示研究区2000—2020年耕地生态退化的时空分异规律。研究结果表明：（1）研究区耕地外源环境胁迫强度整体偏低,呈现出以东部、西部、北部高,中部、南部低为主基调的时空分异格局;（2）研究区耕地內源生态恢复强度高于胁迫强度,表现出以西部—东部—中部梯度衰减的时空分异格局;（3）研究区共有968.12 km²耕地发生生态退化,展现出以团块状集中分布在研究区东部和中部,零星分布在其他区域的空间分异格局。研究明晰了多源环境胁迫/多源生态恢复之间的交互效应,实现了各耕地图斑对多种环境胁迫力和生态恢复力的动态敏感度测算,进一步刻画出了生态退化过程,测度结果与现实耕地利用强度吻合,为准确诊断黑土区耕地生态退化提供了理论参考和技术支撑。     

西南山区资源环境承载力评价及协调发展分析——以云南省德宏州为例

资源环境承载力评价是区域资源开发利用与经济发展战略决策及其规划的基础依据。当前学界对此进行了大量评价研究,评价指标方面尽管数量众多,但往往对资源环境内涵和制约因子考虑较少或者不够全面,指标与国土规划（或区域规划）衔接较少,同时其指标处理上常常只是简单地对系统做黑箱处理,缺乏对两个系统内部作用机制、协调发展状况的研究。论文以地处我国西南边疆山区的云南省德宏州为例,对德宏州及所辖5个县（市）资源环境承载力进行评价,并对资源环境承载力9个子系统的作用机制和协调发展状况进行评价分析。结果表明：1）德宏州资源环境承载力的区域差异较大,芒市、盈江县和陇川县为高等承载力,瑞丽市为中等承载力,梁河县为低等承载力,具体而言资源承载力大小排序为芒市>盈江县>陇川县>瑞丽市>梁河县,环境承载力大小排序为芒市>盈江县>陇川县>瑞丽市>梁河县;2）限制性分析结果显示,瑞丽市为耕地-矿产资源限制型,芒市和陇川县为矿产-地质环境限制型,梁河县为耕地-城镇建设限制型,盈江县为水环境-地质环境限制型;3）资源环境系统存在较大耦合关系,尤其是城镇建设用地系统与地质环境系统、森林资源系统与大气环境系统、水资源系统与水环境系统、矿产资源系统与大气环境系统等协调度均大于0.96,且各县（市）资源环境子系统间的协调度均高于0.98。     

基于空间决策的区域城镇发展与农业生产协调布局优化——以江西省临川区为例

科学地进行城镇发展空间与农业生产空间的划分,是解决城市无序发展问题和粮食安全问题的重要途径。本文以江西省临川区为例,借助ArcGIS、GeoDa等软件,对临川区耕地综合质量及其自相关关系进行评价,以此确定永久基本农田初步划定成果,采用多准则判断CA模型对城市扩张进行模拟,通过两方面结果的对比与调整,结合城市发展方向、发展模式和耕地国家利用等别,进行永久基本农田和城市开发边界的划定。结果表明：永久基本农田划定面积为593.46 km²,初步划定结果主要分布于上顿渡镇、崇岗镇、河埠乡和荣山镇等耕地综合质量较高,且多为高—高聚集的区域。经过城市扩张模拟结果可知,临川区城市建设用地面积较为显著增加,主要增加面积分布于展坪乡、上顿渡镇以及钟岭街道。城市发展方向和城市扩张模型分析结果显示,临川区城市建设用地主要向西北、东南、西南方向扩张,扩张类型主要为蔓延式扩展。根据耕地国家利用等别将初步划定永久基本农田区分为可调入区与可调出区,从而进行永久基本农田区与城市开发边界的优化与协调,形成永久基本农田区与城市开发边界的最终成果。研究结果可为保护耕地资源、避免城市的无序扩张提供参考,也可为今后的划定工作提供借鉴。     

区域农田当量供需能力分析及其政策启示——以浙江舟山市为例

“以粮为纲”的食物安全观,使中国在实施耕地占补平衡政策过程中,片面追求耕地占补的数量平衡对食物安全的保障作用,而忽视了耕地以外的用地类型对区域食物安全的作用,不仅导致补充耕地的质量与占用耕地的质量不可同日而语,而且由于盲目对草地、林地、滩涂湿地等进行开发而付出了沉重的生态环境代价。论文从食物安全的内涵出发,引入农田当量与食物当量概念,选取浙江省舟山市为研究区,对研究区农田当量的供需能力进行实证分析,并为耕地占补平衡政策的改进提出相应的政策启示。研究结果表明：1）采用农田当量与食物当量的计算方法,可以较好地统一粮食产量和养殖水产品产量的食物当量,进而统一耕地与养殖水面的农田当量供给。2）受耕地面积减少和耕地抛荒比例较高等因素影响,近年研究区来自耕地的农田当量下降了37.3%;与此同时,尽管研究区养殖水面面积也在不断缩减,但受标准养殖塘建设、养殖技术进步以及品种改进等因素的影响,来自养殖水面的总农田当量上升了18.3%。来自耕地和养殖水面的总农田当量的比例,由2009年的46:54变为2015年的31:69。3）在温饱、小康和富裕3个不同生活水准下,研究区本地耕地和养殖水面提供的农田当量,都难以满足常住人口的需求,但是,通过改善农田基础设施、提高耕地复种指数,建设高标准养殖塘、提高养殖水面单产等措施,可以提高耕地和养殖水面的农田当量至19 771.22 hm²,进而降低约35%的农田当量缺口。在此基础上,论文得到转变食物安全观念,重视耕地以外的用地类型的食物供给能力;推进高标准农田和高标准养殖塘建设,提高耕地和养殖塘的农田当量供给能力;加大耕地保护力度,探索耕地占补平衡的多样化实现形式等政策启示。     

生态技术评价方法与模型研究——理论模型设计

针对生态技术研究缺乏科学系统的评价方法和模型,在对常用的评价方法和模型分析的基础上,提出“三阶段评价法”,设计了生态技术评价的理论模型。通过设置虚拟变量、Lasso指标选择和数据纠偏处理等方法,分别解决评价过程中出现的属性指标数字化、指标信息重叠和数据不平衡等问题,在此基础上建立生态技术评价的回归模型。这对减少人为主观因素的干扰、客观评价生态技术具有重要意义,为生态技术评价提供思路、方法和参考。     

苏州市耕地保护等级评价

基于国内外相关研究与PSR 模型提出环境压力、土壤质量、破碎度、粮食单产等耕地保护等 级评价指标。单项指标评价表明: 苏州耕地环境压力突出、土质较好、破碎化明显、粮食产量高。基于 指标相关性分析, 选用层次聚类分析法, 对样本特征聚类分为4 等, 各等面积百分比S1∶S2∶S3∶S4= 33.6∶32.4∶26.7∶7.3。S1 在乡村区和湖荡区, 各指标良好; S2 在沿江平原及城市化边缘区, 土质良好, 粮 食产量较高; S3 散布在城市化边缘区及湖荡丘陵区, 各指标中等; S4 散布在城市周边及湖荡丘陵区。 进而基于各等级的地域特征及指标关系, 将耕地保护等级又分为9 级, 并指出各级耕地保护措施。     

1985—2010年太湖流域粮食产能隐性增减评估研究

耕地占补制度旨在缓解耕地的增减失衡,但事实导致粮食产能的隐性增减。构建耕地数量-质量关联的粮食产能隐性增减评估系数F（耕地综合隐性增减折算系数）和TR（耕地隐性增减相对显性增减的折算面积）,揭示太湖流域25 a 来粮食产能隐性增减特征及机制。1985—2000 年流域耕地增减失衡并存在粮食产能隐性流失,耕地年均递减率为0.33%,而耕地新增极少,F系数、TR系数比例分别为-1.044、7.42%;2000—2010 年耕地增减失衡加剧,但粮食产能隐性流失减缓,耕地年均流失率增至1.50%,但耕地新增显著,F 系数、TR 系数比例分别降至-0.515、2.07%。产能隐性增减特征归于耕地增减区的土壤质量等级差异,而这差异又与流域发展及耕地政策影响下耕地增减转换过程的响应特征有关：2000 年前流失耕地比新增耕地的土壤肥力略优,而2000 年后新增耕地土壤肥力显著提升,城市及开发区周边的建设用地扩展是肥力优良耕地流失的主因,而耕地占补制度提升了耕地新增数量和质量。贯彻耕地占补制度并将数量-质量挂钩,优化耕地增减质量结构以减少耕地隐性流失是提高未来太湖流域粮食生产能力的根本出路。     

Microarthropod communities as a tool to assess soil quality and biodiversity: a new approach in Italy

Traditional approaches to soil quality evaluation were based on the use of physical, chemical and microbiological indicators. Recently, new methods, based on soil microarthropods have been proposed for soil quality evaluation. Soil microarthropods have been shown to respond sensitively to land management practices and to be correlated with beneficial soil functions. In Italy, a new approach (called QBS index) based on the types of edaphic microarthropods has been proposed to assess soil biological quality. The QBS index is based on microarthropod groups present in a soil sample. Each type found in the sample receives a score from 1 to 20 (eco-morphological index, EMI), according to its adaptation to soil environment. The QBS index sums up these scores, thereby characterizing the microarthropod community of the sample being studied. QBS has been applied on a range of soil types and land uses in Italy, its validity evaluated for assessing biological quality of soil in different situations. This paper describes the QBS methods and presents three applications of the proposed methodology.     

基于随机森林的耕地利用效率测度模型构建及其应用

构建合适的量化分析模型是科学把握耕地利用状况及利用效率的基础性工作,可为制定合理有效的耕地资源管控政策,实现耕地利用与生态环境的协调发展提供决策依据。为了更准确地反映耕地利用系统的复杂性、动态性及差异性等特征,鉴于随机森林的基本思想,运用随机抽样Bootstrap法在合理构建分类树的基础上,构造了耕地利用效率测度的RF模型,进而以中国粮食主产区172个城市为例训练该模型并将其运用至2003-2015年的耕地利用效率测度中,同时将BP神经网络和熵权法作为对比验证其一致性、代表性和优越性。结果表明：（1）耕地利用效率测度的RF模型不受量纲限制,运行所需参数少,运算过程简化,能够较为精确地模拟各评价指标间的复杂联系,科学量化各评价指标对耕地利用效率的贡献。（2）对同一空间单元的效率值而言,RF>BPNN>EW,RF与BPNN所得效率值的总体分布格局相似,且均与EW的测度结果存在较大差异。（3）从评价结果与现实的匹配度和精度表征参数来看,RF的测度结果与自然和社会经济发展等客观事实更相符,具有较高的适用性与可靠性。同时,与其余两种常用模型相比,RF能够降低计算复杂度,提高训练效率,其测度结果的相关系数R为0.8685,M_RPD为2.3533,且具有最小M_MSE0.0174和M_MAE0.0211,更适用于复杂非线性特征的耕地利用效率研究。     

环境监测质量控制结果的几种评价方法探讨

从数理统计方法的角度出发,针对当前环境监测工作中常用的标准样品测定、比对监测和校准曲线等,探讨了质量控制数据的常用评价方法,为正确、客观评价质量控制水平提供必要的技术参考,使环境监测质量控制结论更加合理。     

苏北滨海滩涂区土壤重金属含量及其时空变异研究

以苏北沿海某滩涂区为研究区,采用经典统计与地统计相结合的方法总结出2009年和2014年表层土壤Pb、Cr、Cd、As四种元素的含量,分析了土地利用方式对重金属含量影响以及重金属空间分布与时空变异.结果表明:滩涂区土壤4种元素含量基本都低于土壤环境质量一级标准值; 2009~2014年的5a间,研究区土壤Cd含量发生显著累积,居民区土壤Pb含量显著增加,工业园区土壤Pb、Cd亦显著累积,各土地利用方式下土壤Cr、As含量变化不显著;受大尺度的潮汐沉积作用与小尺度的人为活动共同控制,两个时期Pb、Cr含量分布具有空间相似性,而Cd、As含量空间分布差异较大;不同土地利用方式下研究区土壤重金属的累积具有变异性和明显的趋势效应,大气沉降是除了土地利用方式以外影响重金属时空变异格局的重要途径.该沿海滩涂区正面临土壤重金属不断累积的问题,应加强监控与源头减量,优化产业布局,推进过程阻断与生态修复.     

渝东南山区乡镇尺度土壤合理采样数估算及重金属污染评价

为了研究乡镇尺度土壤重金属污染状况及土壤合理采样数的确定方法,选择在重庆市黔江区舟白镇采集表层（0~20 cm）土壤样品320件,分析了土壤中各重金属元素（Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni）含量和pH,基于经典统计学方法和地统计法研究不同土壤指标的空间变异特征及土壤合理采样数,利用内梅罗指数法进行土壤重金属污染评价.结果表明:研究区土壤中Cd、Cr、Pb、Ni含量及pH的空间分布主要受到成土母质的影响,土壤中Hg、As、Cu、Zn含量同时受到地质背景和人为活动的影响.对于研究区土壤各重金属含量和pH而言,250个土壤样点即可反映其基本信息.研究区中部土壤污染程度较低,北部和南部污染程度较高,中度和重度污染区主要分布在研究区南部.原始土壤点位和合理土壤点位重金属污染评价结果差别较小,说明所得的合理采样数结果较可靠.与地层分布对比发现,土壤中度、重度污染主要与二叠系地层有关.      

耕地质量地球化学评价及应用研究——以重庆市荣昌区为例

基于Arcgis平台,以耕地图斑为评价单元,对重庆市荣昌区耕地质量进行了地球化学评价及其应用研究。结果表明,研究区耕地土壤质量较好,地球化学等级以中等为主,占耕地总面积的74.44%,优质和良好等级占24%。土壤养分综合等级以中等为主,有机质、氧化钙和磷元素较缺乏,钾、硫、锌等多种元素较丰富。土壤环境质量总体较好,清洁和轻微污染区面积较大,轻度至重度污染区不足1%,土壤污染主要由Cd元素引起。耕地质量地球化学评价可广泛应用于耕地分等定级、基本农田划定、土地整治和农业生产活动中。     

垦利县耕地利用动态监测研究

对土地利用变化进行监测是全球变化的一项基本内容,基于遥感技术的两个最主要的应用是通过影像分类制作土地覆被图和通过变化监测分析土地覆被变化,从而为土地利用分析提供了有力的工具与手段。论文以山东省垦利县为研究对象,探讨了利用TM数据进行耕地信息提取及监测,包括遥感图像的几何精校正、数据配准、研究区数据提取及图像增强等,分别采用屏幕目视解译法和自动分类与目视解译结合法两种分类方法提取耕地信息,在此基础上对耕地分类结果进行叠加监测,并对分类和监测结果进行了验证;最后对耕地资源的变化做了一个系统的分析。结果表明,在计算机自动分类结果的基础上,进行目视修正,可以有效地提高分类精度,适宜于农用土地区尤其是滨海盐渍土区的耕地信息提取。     

土地整理生态评价的方法与案例

论文以陕西省榆林市榆阳区为例,借助GIS技术,利用评价模型,探讨了土地整理生态评价的技术方法,分析了生态评价不同综合分值的耕地、林地、牧草地、未利用地等土地利用的土地整理措施。生态评价综合分值在80～100之间的耕地应被划为基本农田保护区,其土地措施主要是进一步完善农田水利设施,提高农作物的品质;非天然林的林地应考虑向经济林发展,发展特色林果业;未利用地可作为耕地的后备资源进行有计划开发。分值在65～80之间的耕地应划为农田保护区,整理措施应注意农田防护林和水土保持措施的设计;林草地则要防止退化,适当发展经济林;未利用地在不破坏生态环境的前提下可适度开垦为耕地。分值在50～65之间的耕地整理措施在有条件的情况下逐步进行生态退耕;未利用地主要是保持原有植被,提高植被覆盖率。分值为0～50的耕地必须实行生态退耕还林还草的整理措施,林草地则注重保护和提高植被覆盖率;未利用地保持原状,不再开垦为耕地。