长江经济带耕地利用绿色转型与城乡融合耦合协调发展的时空格局研究

在深入实施国家粮食安全战略,协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护背景下,探究耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调是解决耕地保护、生态保育与经济建设之间冲突的关键。从人地关系视角剖析了耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合机理;通过解读耕地利用绿色转型与城乡融合发展的内涵构建了相关评价指标体系,并以长江经济带130个地级市为例,基于2000、2005、2010、2015和2020年数据,运用耦合协调度模型分析耕地利用绿色转型与城乡融合发展耦合协调的时空格局特征。结果表明:(1)2000-2020年长江经济带耕地利用绿色转型指数由0.208增至0.294,增幅为40.802%,呈现"东北部高西南部低"的分布特征。(2)2000-2020年长江经济带城乡融合发展指数由0.465增至0.492,增幅为5.858%,呈现"中东部高西南部低"的分布特征。(3)2000-2020年长江经济带耕地利用绿色转型与城乡融合发展的耦合协调度由0.556上升到0.612,增幅为11.065%,呈现"中东部高西部低"的分布特征;耦合协调类型从基本协调型转变为中度协调型。各子系统间的耦合协调程度差异较大,耕地利用绿色转型各子系统中,模式转型与城乡融合发展的耦合协调度较低;城乡融合发展各子系统中,人口融合、空间融合与耕地利用绿色转型的耦合协调度较低。(4)耕地利用绿色转型中的模式转型,城乡融合发展中的人口融合、空间融合是长江经济带发展需重点关注的问题。研究结果可为长江经济带耕地资源的优化利用、生态保护以及城乡融合发展提供借鉴。     

中国耕地用途转移对耕地生产力影响的预测与分析

依据DLS模型模拟了未来情景下中国耕地面积及其空间分布特征,在此基础上,应用ESLP估算了栅格尺度上的耕地生产力水平,分析了不同农业生态区耕地生产力的空间分异特征.基于以上两个模型的估算结果,分析了2000—2020中国耕地用途转移对耕地生产力的影响,提炼了影响耕地生产力变化的主要因素.结果表明:在耕地生产力有较大增长空间的地域,提高单位面积耕地生产力比耕地用途转移对耕地生产力总量的影响显著;但对于耕地生产力增长空间较小的地域,耕地用途转移对耕地生产力总量的影响显著.要保障国家粮食安全,既要合理控制耕地转移,保证中国1.2×108hm2耕地红线,又要增加投入、提高管理水平,增加单位面积的粮食产量.     

生态足迹改进模型及在江苏省耕地利用评价中的应用

将能值分析理论引入生态足迹的研究中,建立了改进的生态足迹模型,并应用于江苏省耕地利用的可持续性评价,同时用改进模型和传统模型对江苏省耕地生态足迹进行比较。结果表明:改进模型和传统模型的江苏省耕地生态赤字分别为0.224和0.06hm2·人-1;耕地生态可持续指数分别为0.29和0.41;江苏省的耕地利用处于不可持续状态。与传统模型相比,改进生态足迹模型的研究结果更接近江苏省的实际情况。     

云南横断山区人口和农业统计量中的生态信息

云南横断山区以其生物多样性丰富著称,又是一个有国际兴趣的生态敏感区。然而,它也不乏生态忧患。乡村景观的实地考察说明：这些地区刀耕火种、轮歇耕作仍然盛行,不少居民已经面对着农牧业用地向林区过度扩张所致的水土流失、水源枯竭等严重环境问题。为了解问题之根源,我选择了该山区腹地的８个贫困县,１９９０年开展了人口和农业统计量的相关矩阵分析。结果表明：乡村人口与总人口,耕地面积与总人口、乡村人口,粮食产量和农业总产值呈显著正相关。但在实地考察中发现：人口的持续增量导致地面植被的覆盖率急速下降已成为一种生态警报。因此该山区的社会／经济发展和生物多样性保护都有赖于对生育控制的成功和耕作方式的改良     

基于Malmquist指数法的珠三角耕地生产效率研究

耕地的利用效率是保障我国社会经济持续稳定发展的重要前提。为深入了解珠三角地区耕地资源的利用情况, 采用基于数据包络分析法(Data Envelopment Analysis, DEA)的Malmquist生产率指数对2001—2016年间耕地的全要素生产率进行测度。结果发现, 珠三角各县(区)耕地的生产效率整体达有效且趋于不断改善状态。其中金湾区、顺德区、德庆县、江海区和白云区的技术进步、技术效率均呈现同步增长, 耕地的生产效率处于最优水平。番禺区、东莞市、惠阳区等县(区)耕地的生产效率为负增长, 技术进步增幅较小和技术效率下降是导致耕地生产效率下降的主要原因。建议这3个县(区)在遏制耕地面积持续减少的前提下, 通过继续推进科技创新、提高土壤质量和优化资源配置等来改善这一状况。     

踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响

采用人工模拟降雨试验,研究了踩踏干扰对生物结皮土壤渗透性的影响.结果表明:踩踏干扰显著增加了土壤表面粗糙度,增加幅度与干扰强度有关,50%干扰度下表面粗糙度指数较不干扰增加91%.踩踏干扰延长了坡面产流时间,20%～50%干扰度范围内,随着干扰强度的增加,初始产流时间呈线性增加趋势,50%干扰度的初始产流时间较不干扰增加了169.7%.踩踏干扰增加了土壤渗透性,降低径流系数.50%干扰度的土壤累积入渗量较不干扰增加12.6%;去除生物结皮,土壤渗透性降低,累积入渗量较不干扰降低30.2%.50%以下的干扰度未显著增加土壤侵蚀模数.去除生物结皮,土壤侵蚀模数较不干扰增加10倍.生物结皮破碎度低于50%的干扰在不明显增加土壤流失量的前提下,可增加降水入渗,减小径流风险,改善土壤水分状况.     

黄土高原退耕草地植被根系动态分布特征

采用土钻法研究了黄土高原不同退耕年限和天然草地植被根系的垂直分布特征.结果表明,样地上不同采样点间的根系分布不存在显著差异,根系指标的合并计算结果可以代表立地上植被根系的分布特征.植被根系生物量、根系长度等指标的垂直分布特征均表现出随着深度增加而减少的趋势;随着退耕年限的增加,植被根系的生物量、根系长度等指标逐渐增加,一般在退耕年限超过20年后,植被根系的分布特征接近天然草地的根系分布特征.随着退耕年限的增加,根系消失系数从0.98逐渐降低到0.96,说明植被在深层土壤中的相对含量逐渐减少,根系逐渐集中在0～40cm的表层土壤中.退耕植被根系分布特征的改善提高了土壤理化性质,有利于新物种入侵和植被演替进行.     

黄土丘陵区退耕地先锋群落演替过程中细根特征的变化

采用空间序列取代时间序列的方法,对退耕时间分别为2、4、6和8年的退耕地群落细根特征进行了分析,以探讨退耕地植被演替过程中细根特征在土壤剖面上的变化及其在演替过程中的作用.结果表明:(1)群落细根根长密度和根面积密度随植被演替显著增加;比根长、比根面积和地下/地上生物量也有增加趋势;细根平均直径随植被演替波动,但有减少趋势;(2)在土壤剖面上根长密度、根面积密度和根系生物量均随土壤深度的增加而降低.其中超过63%的根长、61%的根面积和72%的生物量分布在0～20 cm的表层土壤中;(3)根径级统计表明,多数细根直径在0～0.5和0.5～1.0 mm之间,这两级细根长度占细根总长度的80%以上;(4)逐步回归分析表明,植被演替过程中细根特征的变化主要与土壤有效氮(第2年)、有效磷(第2～8年)和土壤水分(第8年)的含量有关,且随着植被演替,2～6年退耕地中细根特征与土壤资源正相关,而第8年中二者呈负相关.这可能与植物生长对资源的需求与土壤提供资源的能力之间的平衡有关.研究表明,退耕地植被演替过程对土壤资源有一定影响,尤其是土壤水分含量显著减少;而土壤水分等土壤资源的变化又对群落产生影响,导致茵陈蒿先锋群落向地带性长芒草群落演替.     

陕西省丹汉江流域退耕地恢复过程中的植被演替

以陕西省丹汉江流域退耕地南坡和北坡不同退耕年限的自然恢复植物群落为研究对象,开展群落物种组成调查,并进行物种多样性特征分析和群落极点排序,对该区退耕地恢复过程中的植被演替规律进行研究.结果表明： 研究区退耕地植被演替的阶段依次为：一年生草本群落→多年生草本群落→灌草群落→乔灌草群落.形成多年生草本群落需2～5 a,形成灌草群落需7～10 a,形成乔灌草群落需30 a以上.南坡和北坡不同类型退耕地的植被演替阶段相同,物种多样性指数略有差异.随着退耕年限的增加,南坡物种多样性指数总体呈先降后升的趋势;而北坡物种多样性指数呈先波动上升,而后在退耕30 a时略有下降.     

河北省耕地生态经济系统能值指标空间分布差异及其动因

采用能值理论与地理学研究中的空间自相关分析(ESDA)技术相结合,估算2009年河北省138个县的耕地生态经济系统各项能值指数,在此基础上,重点分析省域范围内耕地生态系统能值指标的空间格局分布规律、特征,从地形地貌、土壤类型、降雨量、耕地集约利用、农业基础设施等方面探讨了空间分布差异原因。结果表明:河北省耕地生态经济系统能值单项指标与综合指标在省域范围呈空间聚集分布,能值综合指标的Moran's I指数较大,聚集特征显著,其大小顺序为EIR> EYR> ELR >ESI,单项指标Moran's I的排列顺序依次为,EMY> EMF> EMR >EMN> EMRI;河北省耕地生态经济系统能值单项指标与综合指标局部空间聚集格局显著,不同能值指标其局部空间分布格局存在差异,主要聚集区为"石家庄-保定-唐山"和"张家口"地区,宏观视角上,能值指标的空间格局分布差异,主要受到地形地貌、土壤类型、年平均降雨量,农业基础设施以及耕地集约利用水平的影响。