基于GIS的小尺度耕地质量综合评价研究——以山东省丁庄镇为例

小尺度耕地综合评价是小区域范围内耕地质量保护和管理的重要手段。研究对影响丁庄镇耕地质量的土壤养分状况、耕地立地条件、耕地理化性状和耕地土壤污染状况分别进行了评价。采用土壤图和土地利用现状图叠置方法划分评价单元,系统聚类和DELPHI法筛选评价因素,层次分析法确定权重,模糊评价法确定耕地质量等级。研究结果表明：①丁庄镇耕地土壤养分含量较高,一二级地占总面积的54.41%;②立地条件和理化性状较好,一二级地分别占总面积的58.26%和60.00%;③土壤污染较轻的一二级地占61.02%,主要集中在中部和北部地区;④耕地综合质量状况总体良好,其中一级地占总面积的21.17%,二级地占31.60%,三级占29.38%,四级占17.85%,耕地等级分布与当地实际产出相一致。     

粤北山区连州市土壤硒含量分布特征及影响因素研究

以粤北山区连州市为研究区,采集了3009个耕地表层土壤（0~20 cm）样品,利用GS+软件构建的半方差变异函数模型、ArcGIS中的克里金插值法以及SPSS相关性分析等方法,分析了研究区耕地表层土壤硒含量的空间分布特征、硒元素的形态特征及影响因素.结果表明,土壤硒含量的均值为0.432 mg·kg^-1,变化范围为0.048~4.650 mg·kg^-1,耕地土壤整体处于富硒和足硒的水平,富硒土壤较为丰富.在空间分布上,富硒土壤主要连片分布在连州市的南部和东北部,中西部地区则呈斑状分布.土壤中硒的赋存形式主要以残渣态和强有机结合态为主,二者占全量的60.5%;土壤硒全量与残渣态硒、强有机结合态和腐殖酸结合态硒有显著的相关性.土壤pH和TOC对土壤硒含量具有重要的影响作用,而成土母质是影响连州市耕地表层土壤硒含量分布状况的决定性因素.     

土壤元素背景值的研究——以南方某区域为例

依据南方某区域农业地质与生态地球化学调查取得的区域地球化学资料,按照不同土壤类型求取了研究区的土壤元素背景值,并分别与该区域所在省和全国平均水平进行横向和纵向比较,进而对研究区土壤中各元素及指标的丰缺状况进行分析,从而对现有土壤利用状况作出评价,为该地区土壤污染评价和治理修复提供了重要的地球化学依据,也为农业环境的规划和相应标准的制定提供了基础资料.     

我国耕地土壤重金属污染现状研究

近年来,我国积极发展经济,发展工业,却忽视了环境问题,大量耕地土壤遭受严重的工业重金属污染。农业是国家发展的基础,是社会稳定的前提条件。耕地土壤影响着农产品质量,若耕地土壤受到重金属污染,种植出的农作物必然会受到直接影响,这不仅制约了我国农业发展,更会直接威胁人民群众的身体健康。因此,土壤重金属污染和超标问题必须引起重视。本文将针对我国耕地土壤重金属污染现状展开讨论分析。     

焉耆盆地土壤盐渍化影响因素的信息统计分析

土壤盐次生渍化是干旱内陆盆地绿洲区的重要环境问题之一,其程度常以表层土壤含盐量来衡量。表层土壤含盐量是气候、土地利用方式、土壤岩性、潜水位埋深等因素综合作用的结果。针对新疆焉耆盆地严重的土壤次生盐渍化问题,采用信息统计方法研究了焉耆盆地开都河北岸地区表层土壤含盐量与土地利用类型、土壤岩性和潜水位埋深之间的关系。结果表明,焉耆盆地开都河北岸地区土地利用方式是影响土壤表层盐分空间差异的主控因素,耕地内表层土壤含盐量最低,草地和荒地区表层土壤含盐量高;土壤岩性对表层土壤盐分的影响较小,壤土区表层土壤含盐量最高,粉土区最小;潜水位埋深对表层土壤含盐量的影响明显,并具有显著的滞后性。     

土壤污染防治刻不容缓

土壤是农业生产的基础,也是人类生存与发展环境的重要组成部分.土壤污染防治事关农产品质量和人体健康,事关经济社会发展和生态安全,既是环境与发展问题,更是民生问题.目前,我国土壤污染形势严峻,存在的突出问题有:一是耕地受农药、化肥污染的面积不断扩大,大量氮素进入土壤导致农产品硝酸盐、亚硝酸盐污染.同时,由于农业的面源污染导致土壤多种生态环境问题,如残留农膜恶化土壤物理性状,影响农业产量和农产品质量问题已日益凸显.二是部分地区土壤重金属污染严重,少数地区农产品因重金属含量超标而造成一定经济损失.三是工矿场地污染问题突出.四是流域性和区域性土壤污染问题突显,成为制约环境质量改善的主要瓶颈.土壤污染使污染物在农作物中积累,通过食物链进人人体诱发癌症和其他疾病,危害人体健康.     

不同海拔草地开垦对土壤重金属的影响及评价

为探究草地开垦对土壤重金属的影响,以贵州喀斯特山区不同海拔梯度下的草地和由草地开垦的耕地为研究对象,采用内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数评估草地和耕地中Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As 6种重金属的污染水平和生态风险。结果表明:研究区域土壤重金属Cd、Cr、Pb、Ni、Hg、As的含量均低于贵州省背景值;不同海拔、不同土地利用/覆被对不同重金属的含量变化影响存在差异;土壤中Cr的含量与Cd和Ni的含量呈极显著正相关(P0. 01),Pb含量与Cd和Cr含量呈显著正相关,与Hg含量呈显著负相关(P0. 05);低海拔地区草地和耕地未受重金属污染;在中、高海拔地区草地重金属污染水平均为轻污染,耕地重金属污染水平均为中污染,草地开垦为耕地后污染加重,Cd是主要的重金属污染物;各海拔草地和耕地均为轻度生态风险;海拔、土地利用/覆被是影响土壤重金属含量分布的主要因素。     

山东沿海地区百年一遇潮位淹没影响的耕地脆弱性评价

山东沿海七市耕地面积占全省耕地面积的37.91%,农业产值占全省的41.12%。由于经常受风暴潮的影响,农业损失巨大。沿海耕地分布区地势较为低平,潮水灌入农田,使当季农作物损失率为100%,同时又改变土壤性质,影响下一季农作物的生长,而防潮堤标准低且达标率不高,对百年一遇风暴潮抵抗力较弱。因此,对山东沿海地区耕地脆弱性评价有利于防灾减灾。本文利用landsat ETM、数字高程模型和地表覆盖数据,运用GIS系统评价山东沿海地区百年一遇潮位淹没影响的耕地脆弱性。将脆弱程度划分为七级,研究结果如下:极高脆弱性的地区是垦利县、东营区;很高脆弱性的地区有河口区、昌邑县、广饶县与寒亭区;高脆弱性的地区是城阳区、崂山区与寿光市;中脆弱区的地区有莱州市、平度市、垦利县与东营区;低脆弱的地区有岚山区、牟平市、文登市、荣成市、即墨市、胶州市、无棣县、东港区、龙口市、海阳市、河口区、沾化县与黄岛区;很低脆弱的地区有蓬莱市、环翠区、利津、芝罘区、崂山区、乳山市与城阳区;极低脆弱的地区有福山区、莱山区与招远市。其中垦利县、东营区、寒亭区、广饶县、昌邑县与寿光市的脆弱性是由于百年一遇潮位较高,淹没耕地比值大;河口区脆弱性是由于当地淹没耕地比值大。     

乡镇级耕地质量综合评价及其时空演变分析

以山东广饶县丁庄镇为例,探索乡镇尺度耕地质量评价的体系与方法,以便更好地指导农业生产。在系统分析耕地自然环境条件、土壤理化性质、农业基础设施的基础上,充分考虑农户对耕地质量的影响并构建指标体系,以模糊评判法综合评价了1979年、2005年和2007年的耕地质量,并在此基础上分析了其时空变化特征。结果表明：丁庄镇耕地质量不断提高,呈现出明显的时空演变规律。一、二级地所占耕地面积从1979年的0.060%,增加到2005年的91.42%和2007年的98.62%,耕地质量稳步提高;耕地离行政中心、河流越远,离渤海越近,其质量降低,东北部近海地区和镇政府驻地附近地区耕地质量增幅明显高于其它地区。研究发现,作物平均产量与耕地质量之间存在极显著的线性关系。该研究丰富了乡镇尺度耕地质量评价的方法体系,对乡镇耕地质量评价及其耕地资源高效、可持续利用有积极指导意义。     

不同土地利用类型下土壤特性及重金属评价

在哈尔滨市周家镇选择典型的五种土地利用类型(耕地、居民点及工矿用地、交通用地、林地、水域),24个样品,研究乡级小城镇不同土地利用类型下土壤特性及重金属状况.结果显示:(1)耕地的土壤理化性状最低,有机质与全氮有显著的正相关;(2)乡级小城镇不同土地利用类型下土壤中Zn、Pb含量存在显著差异,交通用地与耕地含量较高,同时各土地利用类型的内梅罗综合污染指数均达到中污染;(3)人类活动对土壤质量影响最大的是交通活动,其次是耕地施肥、使用农药及翻耕等,在次是居民生活.     

基于EBK插值预测和GDM模型的襄州区耕地土壤重金属时空分布及来源变化分析

为探讨襄州区重金属空间格局时空变化及其来源变化,于2009年11月和2019年11月分别在襄州区耕地土壤采集395个和326个土壤样品,测得两年铬（Cr）、铅（Pb）、砷（As）、汞（Hg）和镉（Cd）含量,采用经验贝叶斯克里金法（EBK）得出两年5种土壤重金属含量空间格局情况及变化量分布情况,并利用地理探测器模型（GDM）计算19种环境因子和5种重金属含量q解释力并比较两年变化情况.结果表明,与2009年相比,2019年襄州区Cr、Pb、Hg和As这4种土壤重金属含量整体趋于降低,Cd整体含量增加;2019年襄州区土壤重金属含量空间分异情况较2009年趋于复杂,Pb、Hg和Cd在南部、Hg在中部市区及周边地区也表现为含量增加;各元素向北及西北部地区表现为含量降低.2019年自然因子和污染企业距离对5种土壤重金属含量单因子解释力均有所下降,且单因子主控下对其含量的影响力显著性降低,而人类活动因子尤其是居民点用地距离、道路距离、污染企业用地和环境因子对土壤重金属元素的叠加影响力增强.说明2019年土壤重金属来源变化由以结构性因素为主要影响因素趋于复杂,污染企业的排放对重金属元素影响力降低,而人类活动对重金属含量影响增加.     

十七世纪中叶以来长三角地区耕地演变特征及影响因素分析

自十七世纪中叶清朝康熙年间推行土地政策以来,长三角地区耕地变化速度显著加快,对现代社会—经济—环境产生了巨大影响。在前人研究基础上,系统收集了长三角地区十七世纪以来的耕地数据,选择海拔、坡度、土壤与河流距离和人口密度等影响因子,利用SPSS软件进行二元Logistic回归,结合不同时期耕地分布影响因子权重,重建1661—2020年长三角地区耕地演变数据,基于此探索历史耕地的空间分异规律和时间演变过程,系统分析不同时期耕地变化驱动因素。研究发现：长三角地区耕地数量呈现“M”型波动上升趋势,在空间分布上表现为“北多南少”,其空间格局呈“西进北扩,纵深扩散”的演变态势。清朝时期,自然地理环境是影响耕地空间分布的重要因素;农业政策和技术随着社会发展逐渐成为耕地变化的主要原因。改革开放后,工业化城镇化进程加快与生态退耕项目的推进导致长三角地区耕地持续减少。历史时期长三角耕地格局持续受到地理环境因素的影响,呈现出动态变化的特征。在地理变迁与耕地格局演变的过程中,自然地理环境在宏观层面上影响耕地格局的形成与演变,始终是耕地格局演绎变迁的基底,也是区域人文景观的基础。人文地理环境则在微观层面深入且细致地改变耕地格局,反映了人类对自然的开发实践。长三角地区耕地的变化体现了人与地理环境之间的博弈,反映出“人地关系”理念的转变。区域发展规划应突显长三角的生态环境优势,打造区域一体化的生态景观廊道,在可持续发展观的指导下推进生态文明建设和美丽中国建设。     

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。     

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。     

中国耕地利用投入要素集约度的时空差异及其影响因素分析

在测度单位面积耕地化肥、农业固定资产、劳动力、农药、农膜和农用柴油投入量的基础上,基于Theil 指数和计量经济模型,系统分析了中国1999 年以来耕地利用投入要素集约度的时空差异及其影响因素。结果表明:①国家尺度上的劳动力集约度逐年下降,而化肥、农用柴油、农药、农膜和农业固定资产的集约度均呈上升趋势,其中农业固定资产增幅最大;②区域尺度上耕地利用投入要素集约度的时序变化特征与国家尺度上的变化特征一致;除劳动力集约度中部地区最高外,其他投入要素的集约度均以东部地区最高,中部地区次之,东北地区和西部地区最低;③省域尺度上的劳动力集约度分化为两个不同的变化方向,化肥、农药和农用柴油集约度在上海、天津、江苏和山东等经济发达的省(市)有所下降;④我国耕地利用投入要素集约度的区域差异比较明显,1999 年以来总体差距呈缩小态势,区域之间的差异对总体差异的贡献较大;⑤农村居民家庭人均经营纯收入和人口非农化比重对化肥、农业固定资产、农药和农膜投入产生显著正向作用,产业非农化比重的上升导致化肥投入增加,农业政策促进了化肥和农业固定资产投入水平的提高。最后,论文认为亟需关注快速增加的农业固定资产投资的结构及其社会、经济和生态效益,以及化肥、农药和农膜大量施用对生态环境的影响;在当前耕地面积约束条件下,应着重提高农村居民家庭人均经营纯收入,同时进一步加大对欠发达地区及粮食主产区农业发展的扶持力度,充分发挥国家惠农政策的诱致作用,全面提高我国耕地集约利用水平。     

苏北沿海地区农户耕地利用行为意愿及影响因素分析

随着快速城市化以及农村劳动力转移,长三角区域欠发达地区乡村耕地资源利用呈现新特征,从主体角度开展该区域耕地资源利用研究对乡村治理以及农业高质量发展具有重要影响。以江苏盐城和南通为例,通过问卷调查以及结构方程模型,分析农户耕地资源利用行为意向及影响因素。结果表明：苏北沿海地区不同耕地规模农户的耕地利用行为意向存在显著性差异。农户耕地资源利用行为意愿主要直接受到农户户主个人及家庭特征和耕地资源禀赋特征两个因素影响,政策认知以及技术与资金使用对其产生间接影响且程度较弱。苏北沿海地区乡村治理过程中亟需进一步开展农户分类管理与引导,促进耕地适度规模化经营,加强农户技能与政策培训,探索农业服务新模式,促进耕地资源精准管理、农业高质量发展以及乡村振兴等目标实现。     

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。     

重庆某铁矿区周边耕地土壤重金属污染评价及来源解析

为了解重庆市南部某历史遗留铁矿区周边耕地土壤重金属污染状况及污染来源,在铁矿渣场周边采集了34个耕地表层土壤样品,分析了重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的含量,采用地累积指数和潜在生态风险指数对铁矿渣场周边耕地土壤污染进行评价,并利用主成分分析（PCA）和绝对主成分得分多元线性回归受体模型（APCS-MLR）识别铁矿区周边耕地土壤重金属的污染来源及贡献率.结果表明,研究区土壤除Cr外,其余重金属含量平均值均超过重庆市土壤背景值,且有20.6%的土壤点位Cd以及2.94%的土壤点位Hg、Cu和Ni超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）风险筛选值;地累积污染指数评价结果显示研究区土壤主要受Cd和Hg污染,呈现无污染到中度污染等级,并且Cd与Hg对潜在生态污染指数（RI）贡献率分别达到24.47%和60.33%.相关性分析与主成分/绝对主成分（PCA/APCS）受体模型分析结果表明,Cr、Cu、Ni和Zn主要来源于成土母质,Hg和Pb来源主要为化石燃料燃烧及交通运输,Cd和As主要来源于采矿冶炼、施用化肥等采矿工业活动及农业活动...     

我国土壤重金属污染现状及其防治措施探讨

土壤污染问题是我国必须重视且解决的首要问题。我国总体的土壤环境情况不是很乐观,部分地区的土壤被严重污染,导致耕地土壤环境质量偏低,影响我国农业的发展。造成土壤污染的因素有很多,且危害严重,另外土壤环境管理体系的不健全也是导致土壤被污染的主要原因。本文主要分析土壤重金属污染的现状,并根据此探讨出防治土壤污染的有效措施。     

太湖地区不同土地利用影响下水稻土重金属有效性库变化

在太湖地区调查选择了乡镇工业环境、集约化农业丰产方及长期肥料试验地等几种人类农业利用类型和环境影响的地块,采集水稻土耕层样本作若干重金属的有效性库分析.结果表明,各种环境和利用影响下太湖地区水稻土重金属有效性库都存在升高的趋势,其程度介于30%至200%,且以表层最为突出.近工业区环境和长期单施化肥下这种有效性库变化最为剧烈,其土壤Cu、Pb有效性库分别达到7.96～2.15 mg·kg^-1、24.7～3.47mg·kg^-1和8.34～4.42 mg·kg、9.01～4.95 mg·kg^-1.这种有效性升高伴随着总量的积累趋势可能是太湖地区土壤环境质量演变的当前特点,这必须在本地区农业与食物安全中备加关注.