乡镇级耕地土壤养分精确化管理分区及配方施肥研究

耕地土壤养分精确化管理分区是区域农田利用保护、实施变量施肥的重要手段。论文以山东省广饶县丁庄镇为研究区,采用叠置法划分分区单元,系统聚类分析和主成分分析综合筛选分区指标,模糊隶属度与层次分析法确定指标权重,K-均值聚类算法确定养分管理分区的数目,提出了乡镇级耕地土壤养分管理分区方法与模型。将丁庄镇耕地分为3个养分管理区,继而运用目标产量配方法确定不同分区不同季节大田作物的施肥量和肥料配方。研究发现:不同季节大田作物的养分需求量差别明显,秋粮作物比夏粮作物氮肥需求大,磷肥需求少,钾肥基本持平;同一作物不同管理区养分需求量由管理一区向管理三区依次递增;各养分管理区肥料配方主要表现为钾肥比例的差异。该研究提出了耕地分散与较粗放经营状况下的养分精确化管理与施肥技术方法,对区域土壤养分与施肥管理有积极参考价值。     

基于熵权-FCM的区域管制席亚健康状态划分方法

对区域管制席亚健康状态进行合理划分是管制运行系统采取有效管控措施的基础,对衡量管制员绩效和评估空域运行状态具有重要的意义。基于管制员工作负荷选取5项评价指标,针对各评价指标对区域管制席亚健康状态的影响程度不同,提出一种基于熵权-FCM的区域管制席亚健康状态划分方法。该方法利用信息熵对区域管制席亚健康状态评价指标赋权,以加权欧氏距离改进FCM目标函数,从而提高了模糊划分的清晰程度和聚类算法的收敛性,并利用划分系数、划分熵系数、改进的划分系数、目标函数和迭代次数评估了改进前后FCM算法的有效性,将区域管制席亚健康状态划分为健康、通话亚健康、设备操作亚健康。实例仿真结果表明:基于熵权-FCM的区域管制席亚健康状态划分方法能对区域管制席亚健康状态进行合理划分,且收敛性能较好。     

集约用海对海洋资源影响评价方法研究

本文通过定性与定量相结合的方法建立了集约用海对海洋资源影响评价指标体系。在该体系中,分别以港航资源、旅游资源和渔业资源为主导因子,运用层次分析法（AHP）和德尔菲法（Delphi）结合的方法来确定了不同主导因子影响的综合指标权重,提出了集约用海对海洋资源影响的评价标准。应用收集的曹妃甸集约用海2005~2015年港航资源、旅游资源、渔业资源、空间资源和其他资源指标数据对曹妃甸集约用海的影响进行了评价,标准化了指标值,确定了指标的综合权重。评价结果表明:2005~2008年海洋资源受影响程度为一般,属于有条件接受状态;2009~2011年海洋资源受影响程度为较小,接受程度属于可接受状态;2012~2015年海洋资源受影响程度为一般,接受程度属于有条件接受状态。     

丹江口水库流域非点源污染的最佳管理措施优选

研究运用SWAT模型模拟了非点源污染最佳管理措施在丹江口水库流域的减排效果.在综合考虑了各项措施的成本、占用耕地程度、控制效果等因素后,在不同等级坡度区域下运用基于信息熵的多属性决策方法对措施进行综合评价优选.根据优选结果,提出建议:在25°区域以退耕还林措施为主.研究为丹江口水库流域非点源污染最佳管理措施的实施提供了明确实际的决策支持.     

湖库富营养化敏感分级指数方法研究

对富营养化敏感度进行定量评估,涉及的指标往往不只一个,为此,采用多指标的无量纲化及标准化处理,提出了一种湖库富营养化敏感分级的开放性定量指标--河湖指数(RLI).结果表明,RLI可以评估湖库不同区域水体的动力状态的差别,为湖库不同分区水体富营养化敏感程度的识别提供了新的方法.以三峡水库为实例,阐述了河湖指数(RLI)的构建形式、计算步骤,指标的取舍和使用方法.三峡水库分级结果说明,该方法采用的月尺度指标对三峡水库各支流的分级是有效的.      

线性工程地下水环境影响评价中定量预测与定级问题研究

《环境影响评价技术导则——地下水环境》(HJ610—2011)中提出了场地工程地下水环境影响评价时评价等级划分方法,其中将地下水排水规模和地下水水位变化区域影响范围的大小作为划分等级的两个定量指标。线性工程线路较长,涉及的水文地质条件复杂,施工工艺也因工程而异,均会影响两个指标大小的确定。对地下水排水规模和地下水水位变化区域影响范围两个指标在地铁工程、山岭隧道和引水隧洞三类典型线性工程中定量方法的适应性进行分析,并结合具体工程(成都地铁7号线、G215国道改线和滇中引水工程)对两个指标定量预测与定级问题进行实际应用分析,以为线性工程地下水环境影响评价提供参考。     

碳排放约束下耕地利用效率的区域差异及其影响因素

论文将耕地利用碳排放纳入耕地利用效率的测度框架中,综合运用SBM-Undesirable模型、基尼系数分解模型和Tobit模型对中国大陆31个省区2003—2015年耕地利用效率的差异格局及影响因素进行定量测度。结果表明：1）总体来看,大部分省份考虑碳排放指标后形成的耕地利用效率值与不考虑碳排放指标相比都有不同幅度的下降;2）从SBM模型测度结果来看,不同尺度耕地利用效率在研究期内都呈上升趋势且表现出明显的区域差异,其中,东北地区的年平均耕地利用效率最高,中部地区最低;3）全国和四大区域耕地利用效率的基尼系数都有不同幅度的降低,地区差距有所缓解,组内差异缩小是中国耕地利用效率地区差距缩小的主要来源;4）耕地资源禀赋、经济发展水平、科学技术发展和政府重视程度等是影响耕地利用效率差异的重要因素,但是在不同样本分组情况下,不同因素的影响方向和强度存在差异;5）除了在技术层面探寻耕地利用减排路径及合理规模外,还应该在制度和政策层面对碳排放进行规范和引导,实现耕地低碳、高效利用及社会经济绿色发展。     

我国耕地保护经济补偿分区及其补偿额度测算——基于省级耕地-经济协调性视角

正确处理耕地保护与经济发展之间的关系,对保障我国粮食安全具有十分重要的意义。论文从省级耕地资源禀赋与经济增长协调性出发,基于粮食安全及区域耕地生产力均衡视角确定了耕地盈余区、平衡区、赤字区,并利用机会成本法测算了耕地保护经济补偿标准以及补偿额度。结果表明：1）2007—2015年我国耕地资源禀赋与经济增长间存在非协调性,需要进行区际间耕地保护利益协调;2）将全国划分为8个耕地盈余区、11个耕地平衡区及12个耕地赤字区;3）2015年全国平均耕地保护经济补偿标准为2.90万元/hm²,其中,耕地赤字区最高,耕地盈余区次之,耕地平衡区最低;4）基于情景模拟法得出,不同区域的耕地盈亏量及耕地保护补偿额度存在较大差异。据此提出：实行差别化耕地保护政策;建立动态化的耕地保护制度,制定合理的区域差异化的耕地保护经济补偿标准,尽快建立健全耕地保护利益协调机制,以保障我国粮食安全的目标。     

基于产能的耕地资源保护级别评定方法研究——以河北省卢龙县为例

耕地保护的合理空间安排已成为新一轮土地利用总体规划研究的热点之一。论文以卢龙县为例构建了耕地保护级别评价指标体系,采用熵权法确定指标权重,应用加权综合评价法对卢龙县耕地资源保护级别进行了评价。将卢龙县耕地资源划分为三个保护级别：一级地主要分布于卢龙镇、燕河镇、石门镇等粮食主产区,该区土质较好,粮食产量高,投入水平较高,面积为19906.27hm²;二级地主要分布在潘庄镇、印庄乡、双望镇、刘田各庄乡,该区域各项指标中等,面积为15475.61hm²;三级地在各乡镇均有分布,面积为5500.33 hm²。评价结果表明,该种方法科学、合理,符合实际状况。耕地资源保护级别评定研究拓宽了基本农田保护区划定的思路,为土地利用分区在土地利用总体规划中的空间落实及土地用途管制提供了依据。     

我国耕地保护经济补偿分区及其补偿额度测算——基于省级耕地-经济协调性视角

正确处理耕地保护与经济发展之间的关系,对保障我国粮食安全具有十分重要的意义。论文从省级耕地资源禀赋与经济增长协调性出发,基于粮食安全及区域耕地生产力均衡视角确定了耕地盈余区、平衡区、赤字区,并利用机会成本法测算了耕地保护经济补偿标准以及补偿额度。结果表明:1)2007—2015年我国耕地资源禀赋与经济增长间存在非协调性,需要进行区际间耕地保护利益协调;2)将全国划分为8个耕地盈余区、11个耕地平衡区及12个耕地赤字区;3)2015年全国平均耕地保护经济补偿标准为2.90万元/hm2,其中,耕地赤字区最高,耕地盈余区次之,耕地平衡区最低;4)基于情景模拟法得出,不同区域的耕地盈亏量及耕地保护补偿额度存在较大差异。据此提出:实行差别化耕地保护政策;建立动态化的耕地保护制度,制定合理的区域差异化的耕地保护经济补偿标准,尽快建立健全耕地保护利益协调机制,以保障我国粮食安全的目标。     

基于第二次全国土地调查的云南省坝区县、半山半坝县和山区县的划分

云南是我国西部的典型山区省份,地形坡度<8°的坝区面积仅占土地总面积的6%左右。应用云南省第二次全国土地调查中对各县（市、区）≥1 km²坝子的调查和核定成果,选取坝区耕地面积比例、坝区土地面积比例、≥100 km²坝子数等3 个单项指标,并构建了综合指标--坝区土地综合指数,采用主导指标与综合分析相结合的方法,对全省129 个县（市、区） 进行坝区县、半山半坝县和山区县的划分。结果表明,全省有21 个县属于坝区县,37 个县属于半山半坝县,71 个县属于山区县。这一研究修订了以往云南省仅以坝区耕地面积比例为指标而划分出的坝区县、半山半坝县和山区县方案,为云南省及各地合理地进行产业布局（尤其是农业生产布局）、保护坝区优质耕地资源提供科学依据和基础支撑。     

基于TM影像植被指数的耕地地力状况反演研究

建立基于TM遥感影像植被指数的耕地地力反演模型,为区域耕地资源管理及可持续利用提供科学依据.选择耕地地力相似的山东郯城县和东平县,利用耕地地力实地调查分析和TM遥感数据,通过相关分析筛选对郯城耕地地力有较好反映的植被指数,通过回归分析建立耕地地力-植被指数模型,以郯城县数据建模,东平县数据进行反演和验证.结果显示,增强型植被指数(EVI)与耕地地力评价结果有最显著的正相关性,相关系数达到0.82.以EVI 为自变量建立的二次方程式模型拟合效果最好,决定性系数达到0.69.采用决定性系数(R²)、均方根误差(RMSE)、精密度和准确度4 个指标对模型的反演结果和原始评价结果之间的符合度进行统计检验,EVI 的二次方程式模型准确度最高,为95.84%,RMSE和精密度最小,分别为5.21 和0.04,为耕地地力最佳反演模型.对比分析东平县耕地地力反演图和常规耕地地力评价图,模型反演的各耕地地力等级与实际耕地地力评价等级具有较好的空间分布一致性.将耕地地力归并为高、中和低3 个等级,高中低等级面积比例差异均在3.3%以内,符合研究区实际,反演效果较好.研究证明了基于定量遥感手段进行耕地地力估测的可行性,为耕地资源的监测利用提供了有效手段.     

中国水土资源本底匹配状况研究

论文以中国水资源二级区为基本单元,利用单位面积水资源量法和基尼系数法,以二级区水资源总量和潜在可开垦耕地面积为数据基础,评价中国水土资源本底匹配状况,为中国水土资源优化配置提供科学依据。首先根据适宜农作物耕种的高程、坡度和土壤类型条件,得到中国潜在可开垦耕地分布;然后,计算单位潜在可开垦耕地面积水资源量,评价中国水土资源本底匹配分布状况;最后,绘制水土资源洛伦兹曲线,计算基尼系数,对中国水土资源本底匹配总体状况进行评价。研究结果表明： 1）中国北部区域潜在可开垦耕地较多,西南部和南部沿海区域分布较少,未来具有较大耕地开发潜力的区域主要分布在北方; 2）中国本底水资源和潜在可开垦耕地资源空间分布存在严重错位; 3）较之已有研究成果中依据水资源量和耕地面积计算的基尼系数0.566,论文以本底水资源和潜在耕地为基础数据计算的基尼系数0.712要大很多,表征中国本底水土资源不匹配程度要严重得多,中国80%的水资源服务不到23%的潜在可开垦耕地。     

水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。     

基于DEA方法的农地非农化效率研究

论文运用DEA方法构建了一个农地非农化效率指标,并利用2001-2008 年间省级层面数据,测算得到各省以及4 个地区历年农地非农化效率,结果表明：省域农地非农化效率呈现波动上升、波动下降、保持平稳三种趋势,4 个区域唯有东北老工业基地的农地非农化效率均值高于0.6,全国农地非农化效率均值为0.489,表明8 a 中我国多耗用了51.1%（将近91455.75 hm²）的建设占用耕地的指标。同时,由于初始年份的低效区与高效区在效率变动趋势上存在此消彼长的关系,省域及4 个地区之间农地非农化效率出现趋同的现象。对农地非农化效率影响因素的分析蕴含着“权利二元”的土地制度是过度农地非农化与农地非农化配置结构不合理的症结所在;同时,地方政府财政支出压力又进一步助长了农地非农化的“非理性”;此外,在影响农地非农化效率其他因素中,第三产业比重达到47.02%水平以后,产业结构升级的边际效应才由负变为正;而经济发展水平和城市化率在不同地区的作用方向和强度不同,致使其在全国层面上统计不显著。据此,论文提出应实施“双轮驱动型”土地制度和财税制度改革,以扭转农地非农化效率损失的局面。     

中国基于人粮关系的土地资源承载力研究:从分县到全国

论文以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从全国、分省、分县3个空间尺度定量评价了1949~2005年中国土地资源承载力演变的时空格局,并以2005年为代表年份,分类讨论了中国264个牧区(半牧区)县、663个城市地区和592个贫困县(区)的土地资源承载力。研究结果表明:①1949~2005年,中国土地资源承载力逐步增强,人粮关系趋于均衡;②1980~2005年,中国粮食盈余省份增多,人口超载省份减少,人粮关系趋于改善;③1980~2005年,中国粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,人粮关系总体趋于平衡;中国分县土地资源承载力格局基本稳定,粮食主产区的空间集聚效应越来越明显,对区域乃至全国的人粮平衡作用日益突出;④草地畜牧业大大提高了中国牧区、半牧区的土地资源承载力,受人口集聚效应影响的城市地区以人口超载、粮食调入为主要特征,中国贫困地区2/3以上的县域仍处于人口超载或临界超载状态,人粮矛盾突出。     

中国耕地利用投入的时空差异

耕地投入量在不同农作物间配置格局转变的信息对于国家制定粮食安全政策非常重要。论文在将农作物划分为谷物作物、豆类作物、油料作物、纤维作物、糖料作物和蔬菜作物的基础上,测算了我国耕地利用投入,并进一步分析了耕地利用投入及其内部构成的时空差异。结果表明:①我国耕地利用投入从1998年的27.67×10¹⁰元增加到2011年的38.15×10¹⁰元,1999年起蔬菜作物投入超过谷物作物,我国耕地利用的投入格局已从谷物作物转向蔬菜作物;②耕地利用高投入的省份集中在黄淮海平原,低投入的省份主要分布在西北地区,耕地利用投入增长集中于北方和西南省份;③我国粮食主产省份的谷物作物投入比例大,东部沿海地区的蔬菜作物投入比例大;④种植集约度上升对经济较发达省份的谷物和蔬菜作物投入增长具有明显的推动作用,而大多数西部省份的谷物和蔬菜作物投入增长的主要原因为播种面积增加。     

黄河三角洲土地利用/土地覆被区域分异

利用多源遥感和空间数据,对黄河三角洲1984、1986、1991、1996和2001年5个不同时期的遥感数据进行处理,分析了1984年东营市建市17年来黄河三角洲土地利用/土地覆被的空间分布特征及动态变化的区域分异。现代黄河三角洲的土地利用/土地覆被类型趋于多样化,年变化率比较大;近代黄河三角洲区,以未利用地和耕地为主,土地利用/土地覆被最不稳定;黄河冲积平原区,耕地面积远高于其它地类,约占2/3,总体变化速率处于中等水平;山前冲洪积平原区,土地利用/土地覆被类型比较单一,耕地占绝对优势,土地利用/土地覆被最为稳定,年变化率最小。     

移民搬迁是否加剧了山区耕地撂荒?——基于陕南三市1578户农户面板数据

山区移民搬迁是否加剧耕地撂荒关系到移民稳定性及国家粮食安全,具有重要的研究价值。基于陕西省南部地区商洛、安康、汉中3市8县（区）1578户农户调查数据,运用面板Logit和Tobit模型回归得出,移民年数对是否撂荒、撂荒面积及撂荒耕地占比在1%的水平上有正向影响;仅当移民距离超过0.5 km时,农户耕地撂荒面积及撂荒耕地占比显著增加;不同移民类型中,工程移民对耕地撂荒的影响程度最大,避灾移民影响程度最小;另外,户主特征、家庭特征、资源禀赋特征、农地流转特征显著影响了农户的耕地撂荒行为。可以得出,移民搬迁加剧了山区耕地撂荒,城镇生活的转变及务农时间机会成本的增加是耕地撂荒的主要原因。建议政府对工程移民农户进行有土安置,加大生态移民区退耕还林支持力度,扶持扶贫、避灾移民农户发展特色产业,加快农地流转信息平台建设。