基于GIS的福建省双季稻气候-土壤生产潜力

基于GIS建立了福建省双季稻生产空间数据库和属性数据库,利用改进的农业生态区域法,计算了福建省各县市双季稻的光温、气候、气候-土壤生产潜力,通过分级统计和制图,分析了福建省双季稻生产潜力数值分布和空间分布特征及潜力开发优势区.结果表明:人为调节农田水分到最适状态时,可使全省双季晚稻气候生产潜力平均增加1 800 kg·hm-2;人为调节肥料到最优状态时,可使全省双季稻气候-土壤生产潜力平均增加4 000 kg·hm-2,潜力很大;各区双季稻气候-土壤生产潜力开发优势值南部大于北部,其中以闽西南为最大.根据各级生产潜力的变化特点,明确农业投入方向,提出福建省粮食安全的对策建议:严格限制非农业用地,稳定双季稻种植面积;采用适合的双季稻品种搭配,充分利用各地农业气候资源;建设旱涝保收田;增施有机肥、种植绿肥,提高土壤肥力;针对福建省双季稻潜力优势开发区,分批重点投入.     

安徽省马尾松人工林气候生产潜力的初步研究

本文对马尾松人工林光能生产潜力和气候生产潜力进行了测算,并在Lieth模式的基础上,应用主要生态因子拟合了计算马尾松林生产力的数学模式。对模式计算值和实测生物量的分析均表明：黄山外围低丘地带的马尾松林气候生产力最高,江淮丘陵南部次之,江淮分水岭以北最低。生产量和经济产量的增产潜力分别为1.3×103–4 ×103kg／ha·a和2.7–6.3m3／ha·a,可增产率分别为10.8–37.8%和38.8–134.1%。     

基于RS与GIS的海南西部土地沙化/土地退化动态趋势研究

遥感和地理信息系统技术的发展为研究沙化／土地退化动态趋势变化提供了有效手段,以１９８７年和１９９８年的ＴＭ遥感资料为信息源,综合ＧＩＳ参与监督分类及目视读的方法,以ＧＩＳ为工具提取土地沙化／土地退化动态信息。结果表明海南省西部研究区土地沙化面积在减少,严重沙化区已基本得到整治,但由于对部分地区生态环境的保护不力,使得这些地区继续沙化同;同时,该研究区土地 化区明显的向着逆转的方向发展,但季雨林面积     

黄土塬区旱作玉米生产潜力的实验研究

在黄土高原南部长武旱塬所做的田间试验结果表明 ,玉米的水分效应函数为 :Pw =1 .0 0 - 5.2 93( 1 -k) 2 .把式中k取为农田干湿指数 (旱作玉米全生育期内高肥水平下耗水量与需水量的比值 ) ,则Pw即为旱作玉米生产潜力指数 .试验中k值的表现区间为0 .78至 1 .1 0 ,k值的理论上界与局部农田潜在蒸散有关 .1 985～ 1 988年 ,旱作玉米的Pw的平均值为 0 .87.旱作玉米生产潜力的远期值与近期值变化趋势相似 ,前者 4年平均值为1 1 2 4 7kg·hm- 2 ,后者为 7696kg·hm- 2 .由于试区近年来物质能量向农田的不断强化投入以及对作物品种的改良 ,试区大田实际产量连年来向潜力值逼近 .     

闽北木荷人工林生产潜力的研究

本文利用数量化理论建立数量化优势高生长模型,复相关系数达0.9,T检验结果表明,木荷林分优势高与各因子间存在着极显著的相关。坡形、土壤A AB层厚度、质地、紧实度和经营水平是最重要的因子,坡位、坡向和造林地前身也有一定的作用。根据数量化立地指数得分表划分立地类型,以探讨木荷在各立地上的生长趋势并对立地质量进行了评价。本文还对木荷造林地的选择作了初步探讨。     

基于GIS的中国土地利用变化及其影响模型

通过ＧＩＳ建模,分析了我国土地利用的变化与其影响因子之间的相互作用关系。研究发现,土地利用的变化主要是自然与经济因素综合作用的结果,并且区分不同的规模尺度与不同的区域类型,将对提高土地利用空间变化模型的精度有着重要的影响。     

基于GIS的中国画眉科鸟类地理分布格局研究

在广泛搜集、系统整理资料基础上,建立数据库,运用GIS(Geographic Information System)技术分析了中国画眉科鸟类的地理分布格局,并进行鸟类分布相似率比较及以画眉科鸟类为对象进一步探讨中国动物地理区划单元之间的相互关系。结果显示中国画眉科鸟类130种,分属26属,水平分布上具不均性,在动物地理区上表现为西南山地亚区分布最多(114种),其次是滇南山地亚区(94种);有2个物种多样性分布中心,即横断山中心和滇南山地中心。对于鸟类分布相似率,古北界各区、亚区之间的相似率波动较大;而东洋界各区、亚区之间相似率波动较小。中国各动物地理亚区相互关系聚类结果基本为古北界、东洋界各处一个大枝。     

中国能源作物甜高粱的空间适宜分布及乙醇生产潜力

甜高粱作为能源作物在世界范围内广受关注,但目前对于甜高粱的空间分布及乙醇生产潜力尚缺乏专门的定量研究。依据气候、土壤、地形和土地利用等空间数据以及相关文献资料,探讨了甜高粱在中国的空间适宜分布。研究表明,我国大部分区域均可种植甜高粱;其中可种植的未利用地面积达5919.2×104hm2,主要集中于新疆和内蒙古等省区;而最适宜甜高粱种植的未利用地面积为286.7×104hm2,主要分布在黑龙江、内蒙古、山东和吉林等地。中国未利用地甜高粱乙醇生产潜力较大,在不考虑其它社会经济限制因素下,总乙醇生产潜力可达11838.5×104t以上。最适宜未利用地的甜高粱乙醇生产潜力为573.4×104-2637.8×104t,平均为1075.2×104t,可满足中国目前E20乙醇汽油84.8%的需求。如在适宜性较差和较适宜的未利用地种植甜高粱,应充分考虑开发成本和能源投入等问题。     

海南岛土地资源人口承载力研究

以土地资源综合体为研究对象,在生产力类型模糊区划的基础上,从土地资源物质能量投入与转化入手,采用科学方法计算了海南岛的土地生产潜力、食物结构和人口承载量．结果表明,海南岛５类土地资源的平均生物生产潜力为５．２５×１０４ｋｇ·ｈｍ－２,折合标准粮为２．３６×１０４ｋｍ·ｈｍ－２;低中高３种食物结构方案的人口承载量分别为１．９５７３、１．５４８１和１．２９５７×１０７人口,供养人口为５２．５、４２．０和３４．５人·ｈｍ－２．目前人口占各方案可供养人口的比例已分别达到３４．２％、４３．３％和５１．８％,按当前人口增长速度计算到２０１０年这个比例将达到４４．５％、５７．５％和６８．７％．     

青海大通退耕还林工程区主要造林树种生产潜力

通过对青海大通退耕还林工程区主要树种的气候生产潜力、现实生产潜力和实际生产力进行研究 ,揭示了该地区主要造林树种在实际存在的气候条件下可能达到的理论产量 ,当前技术经济管理水平条件下所能达到的最高产量 ,现行经营管理条件下所获得的实际产量 ;分析了目前林业的现实生产潜力、实际生产潜力分别与气候生产潜力之间的差距 ,预示了该地区林业的发展前景 ;从合理利用气候资源和充分发挥土地生产潜力角度 ,提出了退耕还林工程建设中优选的树种及其原则 ;指出了不同树种在经营管理水平上的差异及其解决建议。其结果对该地区退耕还林工程的具体实施具有重要的实践指导意义     

水热波动和土地覆盖变化对东北地区植被NPP的相对影响

研究水热波动和土地覆盖变化对植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)的影响对于估算陆地碳循环及其驱动机制具有重要意义。利用MODIS遥感影像获得的时间序列NPP和土地覆盖产品,结合气象观测数据(气温和降水),采用相关分析、回归分析和空间分析相结合的方法,研究2000—2015年东北地区植被NPP的时空变化特征,并定量评估水热波动和土地覆盖变化对该地区植被NPP的相对影响。研究结果表明,2000—2015年东北地区植被NPP呈波动上升趋势,从2000年的369.24 g C m^-2 a^-1增加到2015年的453.84 g C m^-2 a^-1,平均值是412.10 g C m^-2 a^-1,年际增加速率为4.54 g C m^-2 a^-1。近16年来东北地区年均植被NPP空间上呈现南高北低、东高西低的分布格局,整体变化趋势以增加为主,其中轻微增加面积占该地区总面积的45.9%。不同...     

气候变化对东北地区玉米生产潜力的影响与调控措施模拟——以吉林省为例

本研究以我国吉林省为例,采用5个典型研究站点1981—2010年的气象观测数据、土壤数据、田间管理资料及玉米产量实测值,应用作物生长模型CERES-Maize对5个不同品种玉米生产潜力进行了模拟,在分析气候因素对生产力影响的基础上,模拟、校准与验证遗传参数,实现应对气候变化、提高作物生产力的调控技术模拟,以期指导作物生产.结果表明: 玉米播种-开花、开花-成熟两个生长阶段天数模拟值和单产的模拟值与实际值极为吻合,归一化均方根误差分别为2.96%、3.40%、9.37%,偏离指数范围为-10.6%～15.2%,玉米光温生产潜力模拟值年均为7799.60～12902.83 kg·hm^-2,每10年下降128.6～880.3 kg·hm^-2;相关性分析表明,影响该地区玉米光温生产潜力下降的主导因素是气候变化,即玉米生育期内温度升高造成的生长期缩短和太阳辐射总量的显著下降.据此模拟的主要调控技术分别是改良玉米品种的耐热性与推迟玉米播种期.遗传参数调控模拟结果表明,玉米光温生产潜力随品种敏感参数P5(灌浆期特征参数,指吐丝至生理成熟大于8 ℃的热量时间)值的增大而呈线性增加趋势,P5值每增加10 ℃·d,玉米光温生产潜力提高154.44～261.10 kg·hm^-2.推迟玉米播期模拟结果表明,除梅河口外,敦化、辽源站点在玉米播期推迟5 d时,光温生产潜力增幅最大,分别为0.47%、1.32%;桦甸、榆树站点在玉米播期推迟15 d时,光温生产潜力增幅最大,分别为1.10%、4.06%.     

东北地区农业土地资源潜力评价模型及其应用

对一个地区的农业土地生产潜力进行估算,可以反映该地区的气候生产力水平和农业资源协调的程度及其地区差异.选择应用目前通用的土地潜力分析评价模型进行参数调整,在此基础上形成东北地区农业土地资源潜力评价模型,并在GIS的支持下,计算了东北地区主要作物-玉米和大豆的农业气候生产潜力,并分析了各地农业自然资源利用率的空间差异.结果表明,东北地区各地光合潜力差异不大;由于南北跨度大,各地光温潜力差异非常大,且从北到南呈带状增加趋势;由于各地作物生育期降水呈地带性分布,使得各地气候生产潜力具有较大差异,由西向东逐渐增加.各地主要作物农业自然资源利用率差别较大,东北西部地区资源利用率较低,增产潜力巨大.     

西北干旱地区气候变化及其对草地生产潜力的影响

依据宁夏各县区24个气象站37年(1981—2017年)间的逐月气温、降水资料,采用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型计算宁夏草地生产潜力,分析其时空变化。结果表明:从时间变化来看,宁夏平均气温以0.47℃·(10a)^-1的速度持续上升,降水量呈先下降后上升的趋势,从2010—2017年年降雨量增加了40 mm;从空间变化来看,宁夏气候从西北向东南由“暖干”向“冷湿”逐渐变化;宁夏草地气候生产潜力从西北向东南逐渐递增;草地气候生产潜力变化趋势与降水变化趋势一致,各时间段气候生产潜力与降水呈显著正相关(P<0.01),与温度呈负相关关系。因此,降水是宁夏草地气候生产潜力的限制因素,草地生产潜力较大区域在宁夏中南部,而以温度升高为特征的气候变化,对宁夏草地气候生产潜力影响较小。     

陕西省礼泉县耕地产能核算

基于农用地分等成果,在建立关中渭河平原区理论和可实现单产模型的基础上,以乡镇为研究单元,计算了礼泉县理论产能、可实现产能和实际产能.结果表明,2008年礼泉县理论产能为39.60万t,可实现产能为29.82万t,实际产能为18.69万t;理论单产为19071 kg·hm-2,可实现单产为14745 kg·hm-2,实际单产为9042 kg.hm-2;理论利用强度为0.764,可实现利用强度为0.639;理论利用潜力为4376 kg·hm-2,可实现利用潜力5115kg·hm-2.礼泉县三大产能在空间上差异明显,理论单产、可实现单产和实际单产在空间上从南向北呈现差异明显阶梯状分布,南部乡镇单产最大、中部乡镇单产居中、北部乡镇单产最小.造成单产差异明显的原因是区域的地形地貌、土壤类型、投入水平、技术等,未来南部和中部的各乡镇是该县粮食增产的重点区域.     

Spatial evaluation of the ecological importance based on GIS for environmental management: A case study in Xingguo county of China

How to assort with the relationship between the urban construction and the maintenance of ecological security is a hot issue during the process of urbanization. The purpose of this study is to identify the key ecological land maintaining ecological security and to put forward some measures for environmental management. Based on the GIS technology, from the view of water security, biodiversity conservation, disaster protection, natural recreation security, and human disturbance, an integrated index is put forward to evaluate the ecological importance of regional space. Then, a GIS-based approach for evaluating ecological importance was created, with Xingguo county of China as a case study. The results show that the area of core eco-space in the study area accounts for 30% of the total area. These areas mainly consist of the core areas of regional river systems, wetlands, nature reserves, forest parks, and scenic spots and the endangered and protected zone of geological hazards. According to the spatial characteristics of ecological importance for different regions, this study proposes some zoning regulations and measures for environmental management.     

黄土高原不同类型旱区苜蓿草地水分生产潜力与土壤干燥化效应模拟

在模型验证和数据库组建基础上,用WinEPIC模型定量模拟研究了黄土高原半湿润区长武、半干旱区固原和半干旱偏旱区海原20～30年内苜蓿草地水分生产潜力、10m土层土壤有效含水量和土壤湿度剖面分布特征的动态变化.结果表明:长武、固原和海原苜蓿草地水分生产潜力模拟值随降水量变化而呈现波动性降低趋势,其平均值分别为8.81、3.83和2.48t.hm-2;长武、固原和海原苜蓿草地10m土层逐月土壤有效含水量模拟值均呈现明显的波动性降低趋势,模拟初期,4～8年生苜蓿草地土壤干燥化趋势十分强烈,此后,随降水量变化长期在较低水平上波动;随着苜蓿生长年限的延长,苜蓿草地土壤干层逐年加深、加厚,长武、固原和海原土壤干层分布深度达到10m所需时间依次为6、6和4年,此后苜蓿草地降水渗深以下土层长期维持较为稳定的干燥化状态;苜蓿草地水分持续利用的合理年限为半湿润区8～10年,半干旱区6～8年,半干旱偏旱区4～6年.     

基于GIS和Fragstats的土地生态质量综合评价——以湖北省仙桃市为例

借助GIS和Fragstats的分析技术,结合土地利用类型数据,从土地生态系统的景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益3个方面构建土地生态质量综合评价研究模型,采用改进熵权法确定其指标权重。以湖北仙桃为例,探究其三者的空间演变关系,并在此基础上对其土地生态质量进行综合评价。结果表明:(1)仙桃市土地生态质量整体水平偏低,且呈现出中间高,两侧低,且西翼高于东翼的空间分异特征。其中危险、临界安全、较安全和安全各等级,分别占总面积的21.52%、43.48%、27.10%和7.90%。(2)安全区主要分布在经济、政策优势最凸出及景观格局整体规划较好的中北部中心城区。在此区域景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间呈现相互增益的协同发展态势。(3)较安全和临界安全区则主要集中分布在土地景观格局较好,开发程度较低的西翼地区。危险区则主要分布在生境质量抗干扰能力水平低的东翼地区。在东西两翼内景观特征、生境质量的抗干扰能力和社会经济效益之间的协同性较差,且两两之间的发展矛盾凸出。研究结果可为仙桃市全域土地综合整治项目的实施提供理论支持和其他类似地区提供案例参考。     

基于植被生产力的西南地区生态系统脆弱性特征

中国西南地区是全球生物多样性保护的重要地区之一.在全球气候变化背景下,该地区生态系统呈现出脆弱性增加的趋势.本研究基于生态系统总初级生产力(GPP),根据IPCC有关脆弱性的概念,计算西南地区生态系统的脆弱性,并分析了该区脆弱等级的空间分布格局,以及生态系统脆弱性与降水、温度、海拔、坡度和植被类型等因子间的相关性.结果表明: 西南地区生态系统脆弱性呈现由东南向西北逐渐增强的趋势,区域内多数地区为轻度、中度脆弱区(二者共占69%).脆弱等级随着区域内年平均降水量、多年平均温度的增加而减少,随着区域内海拔、坡度的增加而增加.西南喀斯特山区和西北山地农牧交错区呈现较高的脆弱性,更容易受气候变化或其他外界扰动的影响.针叶林、灌丛和草地的脆弱性相对较高,未来可能更容易受到气候变化的影响.