东北地区耕地利用碳排放核算及驱动因素

随着我国社会经济的不断发展,耕地资源开发利用的广度和深度不断扩展,耕地的生产效率和生产规模逐步提高。与此同时,耕地管理活动中由农用品投入、能源消耗等产生的碳排放量也飞速增长。本研究以东北地区耕地利用碳排放为研究对象,采用生命周期法构建碳排放核算框架体系;基于东北地区1979—2015年碳排放量的估算结果,采用对数平均迪氏指数模型构建影响农业碳排放的驱动因素体系,深入探讨东北地区耕地碳排放的影响机制。结果表明: 与1979年相比,2015年耕地利用碳排放总量增长了21.9%,碳排放强度则降低了1.54 t·hm^-2。土壤管理和农用品投入碳排放是耕地利用碳排放的主要排放源,占排放总量的83.6%。土地生产率、科技资金配置率的提高,会增加耕地利用碳排放;投入产出比、人均耕地面积、科技投入强度降低,则会减少耕地利用碳排放。     

浙江省新近耕地动态及其驱动因素

利用RS和GIS技术对2000、2005和2008年遥感影像数据进行人机交互解译,建立了2000-2008年浙江省耕地动态数据库,并运用岭回归分析法研究了耕地变化的驱动力及其特征.结果表明：2000-2008年间,浙江省耕地变化较剧烈,2000-2005、2005-2008年,研究区耕地年动态度分别为-1.42%和-1.46%,耕地主要流向城乡工矿居民用地.非农人口比例、房地产开发投资、城市绿化面积和果园面积构成了浙江省乃至我国东部发达地区耕地变化的主要驱动因素.     

广州市番禺区耕地生态安全动态变化研究

耕地生态安全与粮食安全和社会稳定息息相关, 以广州市番禺区为例, 从耕地生态安全压力、状态和响应三方面结合自然、社会和经济等多角度选取了12 个典型指标来构建广州市番禺区耕地生态指标体系, 采用客观赋权法、综合分析法等方法对耕地生态安全进行动态分析以及安全等级划分。研究结果表明: 2008-2013 年广州市番禺区耕地生态安全压力值和响应值都呈上升态势, 总体生态安全程度相对偏低, 呈现“敏感-风险-敏感”发展水平。其中2008年的耕地生态安全处于敏感水平, 2009-2011 年处于风险水平, 2012-2013 年耕地生态安全等级有所上升, 但仍处于敏感水平。建议今后需要通过保护耕地数量和质量安全, 加强耕地生态恢复和重建工作以及建立耕地生态安全预警系统等措施加大对耕地资源的保护力度, 促进耕地利用可持续发展。     

基于PSR模型的耕地生态安全评价及时空格局演变

耕地的生态安全关系到区域的可持续发展, 针对耕地生态安全现状, 以宁波市南郊小尺度区域为研究对象, 基于人与耕地的相互作用机理, 通过改进的PSR模型从而构建出适用于研究区域的评价体系, 采用熵权法和综合评价法, 对2005—2014年间宁波市南郊的耕地生态安全状况进行评价分析, 结果表明: (1)从时间尺度上看, 2005—2014年宁波市南郊耕地生态安全经历了“较安全—临界安全—较不安全—安全”的变化阶段。(2)从空间尺度上看, 各乡镇街道耕地生态安全状况存在着明显的区域性差异。西部地区整体水平较高, 东部地区次之, 其中东部以北最低; 2005—2014年宁波市南郊生态安全指数变化较小; 宁波市南郊生态安全指数呈现显著的空间集聚性, 高—高聚类显著性较弱, 低—低聚类显著性较强。     

沈阳市皇姑区中小学生家庭生态足迹

采用生态足迹成分法,分析了沈阳市皇姑区5所中小学校学生家庭消费对自然环境的影响.结果表明:食物是中小学生家庭生态足迹的主要消费项,占生态足迹总量的71%;从生态占用的土地类型构成看,耕地项最大,占总足迹的40%,是中小学校学生家庭消费所占用的主要土地类型;家庭收入高低与生态足迹大小并不呈正比例关系,收入高或低都可能产生较高的生态足迹.本研究结果有助于中小学生及其父母了解自己的消费对周围环境的影响,有利于提高中小学生的环境保护保意识.     

三江平原桦南县景观格局时序变化与驱动因素研究

基于RS和GIS技术,集成地形图与遥感影像(MSS、TM)数据,对1954～2005年三江平原桦南县景观格局动态变化特征与驱动力进行分析。结果表明,过去50年间,桦南县景观格局发生了剧烈变化,耕地和林地是研究区面积最大的2种景观类型,1986年以后,耕地成为研究区面积最大的景观类型。1954～1976年期间耕地面积增加速率较大,主要是草地、湿地大面积被开垦为耕地;1976～1986年期间,有大面积湿地、林地转化为耕地;1986年以后,各景观类型面积变化趋势变缓。景观指数在过去几十年期间都发生了重大变化,农业的大规模开发与以上景观指数的变化规律存在密切关系。气候变暖和人类活动的增强共同作用于区域景观格局。     

长期耕种对江苏沿海围垦区滨海盐土理化性质和小麦产量的影响

江苏沿海地区拥有丰富的滩涂资源滩涂围垦长期以来为国家提供了大量土地利用后备资源,而耕地又是其围垦后最主要的土地利用方式之一。利用实验室土壤理化分析调查江苏东台滩涂围垦区耕种60a内耕地土壤理化属性及对应小麦产量的变化。结果表明:(1)在58a的耕种过程中耕地土壤整体表现出脱盐、脱碱和养分积累的的趋势土壤电导率(EC_(1:5))、pH_(1:2.5)由耕种前的5.29dS/m和8.76下降至0.11dS/m和7.93,土壤有机质(SOM)和全氮(TN)则由2.64g/kg和0.15g/kg上升至13.72g/kg和1.12g/kg;(2)土壤碱解氮(AH-N)、有效磷(AP)和速效钾(AK)受施肥和作物生长影响强烈,除AK持续流失外,AHN和AP均表现出先增长后减少的趋势;(3)土壤碳氮比(C/N)和阳离子交换量(CEC)在耕种15-53a经历了剧烈波动,反应出此期间该地区土壤的脆弱性,除AK外,各土壤理化指标均在耕种53a后开始影响20cm以下的深层土壤;(4)随着土壤环境的改善,小麦产量的上升经历了快速增产(0—15a)、波动中产(15—53a)和稳定高产(53a以上)3个阶段,在耕种53年后可达到该品种小麦(扬麦16)正常产量。虽然高强度的农业开发使土壤质量和小麦产量的都有了大幅提升,但耕种0—40年间所表现出的土壤环境的剧烈变化和波动,以及化肥投入与小麦产量之间不对应所可能导致的生态系统问题却应当引起重视,为日后的农业开发提供参考依据。     

基于二元水循环的黄淮海平原耕地水源涵养功能研究

水源涵养功能是陆地生态系统的重要功能类型之一。黄淮海平原耕地数量巨大,耕地利用模式典型,研究其水源涵养功能,对于调控区域水资源,推动耕地可持续利用有重要作用。从耕地利用角度出发,基于整个系统二元水循环过程,构建了黄淮海平原耕地水源涵养功能研究基本框架,并应用SCS-CN模型,结合研究区耕地覆盖数据、气候数据、土壤数据对黄淮海平原耕地水源涵养功能进行了评价。研究结果表明:耕地利用过程中的耕地水源涵养功能认识,应从理想水源涵养能力、有效水源涵养能力和净水源涵养能力3个层次展开;黄淮海平原耕地水源涵养功能效应在上述各层级上均表现出正向性,耕地水源涵养能力分别为1890.74、1127.76、464.62亿m~3;空间上,黄淮海平原耕地水源涵养功能具有明显的空间分异性,北部和东南部地区耕地水源涵养能力较强,中部和西南部地区耕地水源涵养能力较弱。研究结果不仅为耕地生态功能理论研究提供新思考点,同时也为耕地水资源有效调控以及耕地生态补偿制定提供参考和支撑。     

边境-粮食-生态安全视域下耕地利用生态效率演变特征与机制——以中越边境地区为例

明晰耕地利用生态效率的驱动机理是深化土地科学前沿探索、优化粮食安全发展格局的关键基础。建构"边境-粮食-生态"安全框架,采用非期望产出的超效率SBM模型测算2000-2020年中越边境地区耕地利用生态效率,通过泰尔指数研究其演变特征和区域差异,并运用动态面板系统GMM模型揭示耕地利用生态效率的驱动机制。结果表明:(1)中越边境地区耕地利用生态效率指数总体呈现"先升-后降-再升"的变化趋势,整体处在中等效率水平,空间表现为"北高-南低"分布格局,省际差异是造成区域差异的主要原因。(2)化肥使用过量、劳动力过剩和碳排放增加是造成中越边境地区耕地投入产出要素松弛、耕地利用生态效率损失的重要因素。(3)中越边境地区耕地利用生态效率由多因子交互作用驱动,地形坡度、城镇化、边境贸易水平、财政支农水平是提高耕地利用生态效率的积极因素,水土流失率、工业化和劳均耕地规模对耕地利用生态效率具有抑制效应。中越边境地区亟需优化耕地经营投入结构,向"投入优-产出高-排放低"方向转型,构建边境粮农稳态格局,促进边境地区长足稳定高质量发展。     

基于耕地能值-生态足迹的耕地休耕规模研究——以贵州省松桃县为例

区域耕地休耕规模测算是耕地休耕空间配置的重要组成部分,从资源承载力视角理解,其本质是将休耕空间布局于耕地资源承载力相对较低的区域。立足于从区域耕地生态经济系统探索耕地休耕规模,运用能值分析方法和生态足迹方法,以生态严重退化地区、国家第一批休耕试点县的贵州省松桃县为案例区,修正了耕地能值生态足迹改进模型（EC和EF,简称"修正模型"）与耕地能值可持续指数（ESI_cl）,测算了松桃县2016年休耕面积范围值。结果表明：（1）耕地能值生态盈亏可以作为乡镇是否应该休耕的判定标准,基于此测算的最大休耕面积关键在于测算生态耕地面积。总体来看,全县耕地能值生态赤字,应该安排耕地休耕;从分乡镇来看,有3个乡镇可以不休耕、25个乡镇应该休耕。按照全县平均统计（SCAL）和按照分乡镇统计（STL）,全县最大休耕面积分别19558.62hm²和17673.83hm²。最大休耕面积中等及以上等级的乡镇散布于4个区域的8个乡镇。（2）ESI_cl可以作为休耕乡镇时序的判定标准,其优先休耕乡镇的最大休耕面积之和即为全县最小休耕面积。全县ESI_cl偏低,应该适度休耕。优先休耕、适度休耕和暂不休耕的乡镇分别有2个、23个和3个。全县最小休耕面积1396.10hm²,占耕地面积的1.88%。按照全县平均统计（SCAL）,全县休耕面积范围值1396.10-19558.62hm²,占总耕地面积的1.88%-26.34%;按照分乡镇统计（STL）,全县休耕面积1396.10-17673.83hm²,占总耕地面积的1.88%-23.8%。修正模型和ESI_cl为测算区域休耕规模提供了更加科学的技术方法,以期为其他类似区域开展休耕实践提供借鉴。