干旱区耕地质量等级评价及土壤养分与盐渍化的分析研究 ——以民勤绿洲为例

为整体掌握民勤绿洲耕地质量、土壤养分以及盐渍化状况等,充分利用县域耕地资源,分析研究民勤绿洲耕地质量等级划分及其耕地土壤养分和盐渍化现状,为及时准确掌握绿洲耕地地力状况提供科学依据,同时为绿洲耕地土壤养分、盐渍化障碍提供改良措施。基于农业农村部《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部2016年第2号)和《耕地质量等级》国家标准(GB/T33469-2016)的相关要求,构建民勤绿洲县域评价体系,通过综合运用空间分析、模糊数学、层次分析和综合指数等方法,对民勤绿洲耕地质量等级进行综合评价。结果表明:(1)民勤绿洲耕地质量平均等级为3.26等;分布有一至七等级地,八、九、十等级地没有分布;以三、四等级地为民勤绿洲耕地的主要等级分布,面积占比分别为31.63%、28.27%。泉山区中部和坝区灌溉农业区多分布一、二等级地。湖区灌溉区多分布三、四等地。在绿洲边缘带较多分布五、六、七等地。(2)民勤绿洲耕地土壤有机质平均含量在10.00~15.00 g·kg^-1之间,全氮平均含量在0.50~1.00 g·kg^-1之间,总体处于较低水平。有效磷和速效钾总体处于中等水平。昌宁区、泉山区与坝区交界东北部以及湖区镇(昌宁镇、东湖镇、南湖镇、泉山镇、西渠镇)耕地土壤养分平均含量较均低。(3)民勤绿洲盐渍化耕地的面积为32240.36 hm²,占民勤绿洲耕地总面积的30.09%;主要以轻度盐渍化为主。轻度盐渍化多分布在湖区红沙岗镇、红沙梁镇、西渠镇等镇;中度盐渍化分布在昌宁镇以及环河区沿风沙线一带。其评价结果对民勤绿洲耕地资源的科学管理和可持续利用以及绿洲农业的发展具有重要意义。     

临泽绿洲农田土壤肥力质量时空变化特征

干旱区荒漠绿洲农田土壤肥力质量的研究是绿洲功能和生产力评价的一个重要方面。通过1982年和2008年临泽绿洲农田287个样点耕层土壤（0~20 cm）有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾数据,利用地理信息系统和地统计学分析手段,研究了26 a来土壤肥力质量的变化特征。结果表明,研究区土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量为13.8 g·kg-1、0.81 g·kg-1、64.4 mg·kg-1、32.3 mg·kg-1、199 mg·kg-1,较1982年分别提高了13.5%、7.8％、9.3%、225.6％和26.8％;土壤肥力指标的变异性较大,变异系数均大于25%;模糊数学综合评价方法适合研究区土壤肥力质量评价,土壤肥力质量综合值由1982年的强度空间变异发展为中等空间变异;根据全国农业地力等级划分标准,研究区土壤属于4、5、6、7级,较1982年的土壤肥力呈上升趋势。土壤肥力综合值分布图可以为该区域土壤资源的合理利用提供理论依据。     

城市地区耕地质量评价研究——以云南省昆明市五华区为例

以云南省昆明市五华区为例,借助GIS软件及统计软件,初步选取17个对耕地质量有重要影响的自然、社会经济和区位因素,采用指数和法及因子分析法进行五华区耕地质量研究。结果表明：采用指数和法和因子分析法的评价结果大体一致,昆明市五华区耕地质量等级为三级,耕地主要集中分布在西翥街道办事处,区域耕地质量总体偏低,高质量的耕地少,约占区域耕地面积的25%,中低等质量耕地面积多,约占区域耕地面积的75%;区内耕地质量主要受坡度、距中心城镇及道路远近、土壤因素的影响;不同类别的耕地质量等级亦不同,水田、水浇地的质量等级高于旱地质量等级。     

基于PSO-PNN模型的喀什噶尔绿洲耕地盐渍化分析

盐渍化是构成绿洲农业低产的主要原因之一,也是农业开发和可持续发展的重要限制因素。为提高盐渍化耕地生产力,促进绿洲农业的可持续发展,以喀什噶尔绿洲耕地为研究对象,利用Landsat 8 OLI遥感影像数据提取遥感指数20个,利用土地利用数据计算研究区耕地开垦年限,用线性拟合的方法将用植被光合作用模型（VPM）模拟的植被净初级生产力（NPP）数据进行降尺度,将遥感指数同土壤采样及实测数据进行相关分析,得到优选的遥感特征变量,再用粒子群优化算法（PSO）优化的概率神经网络（PNN）模型进行盐渍化程度分类,得到研究区耕地盐渍化等级分布情况,后与研究区耕地开垦年限和NPP进行叠加分析。结果表明：（1） 选取增强型植被指数（EVI）、盐分指数2（SI₂）、湿度指数（WI）、MSAVI-WI-SI特征空间（MWSI）、波段6（B6,2.11~2.29 μm）5个遥感参量通过PSO-PNN模型进行盐渍化程度反演准确率约为80%。（2） 耕地开垦年限越大的区域盐渍化程度越低。新开垦的耕地主要分布在研究区东部,而研究区西部大都为开垦年限在45 a以上的老绿洲农业区。（3） 耕地盐渍化严重降低了耕地农作物生产力。研究区耕地NPP较高的区域大都分布在西部,较低的区域大都分布在东部,与盐渍化程度等级分布大致相反。上述研究方法与结果可为后续使用遥感参量进行盐渍化反演的研究提供参考,对干旱半干旱区的盐渍化耕地改良具有一定的参考意义。     

黄河三角洲湿地土壤质量综合评价

将山东黄河三角洲国家级自然保护区湿地分为新生湿地、退化湿地、天然稳定湿地和耕作区湿地。采用土壤质量指数法,利用GIS技术,对黄河三角洲湿地土壤质量进行综合评价及土壤质量分区。结果可见,湿地土壤质量总体较低,土壤有机质和全氮含量平均值分别低于全国第二次土壤普查养分的分级标准6 g/kg和0.5g/kg,属于最差等级。土壤盐度和有效磷含量空间变异性很高(变异系数100%)。从14个土壤理化指标中筛选出全磷含量、全氮含量、盐度、铵态氮含量和全硫含量,构成最小数据集,用于计算土壤质量综合指数;耕作区湿地的土壤质量最高,新生湿地和天然稳定湿地土壤质量居中,退化湿地土壤质量最差。基于克里金(Kriging)空间插值,将研究区湿地的土壤质量分为4个区域,结果与4种湿地类型的分布基本一致。对于新生湿地,2012年的土壤质量综合指数高于2007年,表明土壤质量明显提升。     

柴达木盆地典型风蚀区土壤质量评价

开展土壤质量评价是有效保护土壤的关键环节,对保障生态系统稳定和区域生态安全及可持续发展至关重要。柴达木盆地是青藏高原土壤风蚀最严重的地区,风蚀导致的土壤系统的变化深刻影响着青藏高原生态安全屏障和水源涵养功能。本研究基于对柴达木盆地典型风蚀区表层土壤的理化性质分析,利用主成分分析法建立最小数据集,构建土壤质量综合指数并进行土壤质量评价。结果表明：（1）柴达木盆地土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、容重、碳酸钙含量仅达到全国第二次土壤普查六级土壤肥力分级标准下的四级到六级水平指标评分空间分布上,有机质、全氮、有效磷、全磷、砂粒含量东高西低,速效钾、砾石含量则西高东低。（2）柴达木盆地土壤质量评价最小数据集（MDS）包括容重、有机质、全磷、速效钾、砂粒含量5个指标,基于最小数据集构建的土壤质量综合指数（MDS-SQI）具有较好的代表性和适用性。（3）盆地整体土壤质量较差,且呈现出东部土壤质量优于西部的分布规律。将研究区的土壤质量由高到低划分为Ⅰ～Ⅴ级,Ⅰ～Ⅱ级土壤样点主要分布在东部地区,且所占面积较小,中部和西部地区主要分布Ⅲ～Ⅴ级样点。（4）MDS-SQI和风蚀强度显著负相关,柴达木盆地土壤风...     

基于地貌分区的1990-2015年中国耕地时空特征变化分析

地形地貌通过分配地表水分和热量制约耕地的利用形式和成效,对耕地质量具有非常重要的决定意义,以地貌分区的视角研究中国耕地变化具有重要意义。根据1990-2015年中国6期土地利用空间数据和地貌分区数据,运用GIS空间叠加分析方法,分析中国耕地1990-2015年的面积变化和空间分布格局,进一步探讨不同地貌分区下的耕地新增与流失方向。结果表明,中国耕地面积略有增加,但总体变化不大,耕地面积从1990年的17715万hm²增加到2015年的17851万hm²,平均每年增加5.44万hm²,每年增幅仅为0.03%。耕地主要分布在平原地区,台地、丘陵次之;新增耕地主要来源为草地、林地和未利用地。东部平原低山丘陵区（I）耕地面积最大,而西北高中山盆地高原区（IV）耕地动态度明显高于其他地貌区。空间上呈现“南减北增,新增耕地的重心向西北移动”的特征。1990-2015年间,西北高中山盆地高原区（IV）和东部平原低山丘陵区（I）为耕地面积增长区,平均每年增加耕地面积分别为8.9万hm²和5.4万hm²;东南低山丘陵平原区（II）和西南中低山高原盆地区（V）为耕地面积减少区,平均每年减少耕地面积分别为5.9万hm²和2.8万hm²;而华北—内蒙东中山高原区（III）和青藏高原高山极高山盆地谷地区（VI）耕地面积几乎没有变化,平均每年变化仅为0.15 万hm²和0.06万 hm²。耕地流失主要发生在东部平原低山丘陵区（I）和东南低山丘陵平原区（II）,主要原因为城镇化进程加快带来的建设用地对优质耕地的大量占用;而新增耕地主要发生在西北高中山盆地高原区（IV）,多来自于对草地和未利用地的开垦。     

基于生态系统服务权衡的粤港澳大湾区土地利用冲突识别研究

基于生态系统服务权衡视角表征土地利用冲突空间范围和强度,并以粤港澳大湾区为例进行区域实证分析。结果发现：1) 2010—2020年,粤港澳大湾区土地利用变化较为剧烈,其中耕地面积减少了1 440.90 km2（减幅为8.20%）,而城镇用地面积增加了1 649.92 km2（增幅为28.01%）。2）研究期间区域碳固定、土壤保持和产水量服务呈上升趋势,而食物供给和生境质量服务则呈下降趋势。其中,粮食供给和碳固定的高增益区以及产水量与土壤保持的高减损区均主要分布在研究区的西南部和西北部。3）研究区的土地利用冲突指数为1.05,土地利用冲突较强。主要原因是研究区权衡服务类型较多,且权衡关系较强。各分区的土地利用冲突强度由强到弱依次是自然或半自然区域（1.10）>半自然-半人工区域（0.97）>人工区域（0.77）>半自然区域（0.45）。4）空间分布特征方面,研究区土地利用冲突空间分布范围以弱冲突和中等冲突区域为主,但局部区域土地利用冲突较为剧烈。冲突等级从研究区外围到中部整体呈中等—弱—中等的空间分布结构。     

土壤流失方程在山区耕地可持续利用适宜性评价与土地利用规划中的应用

应用已建立的土壤流失方程进行了滇东北山区基于可持续利用的耕地适宜性评价,以土壤抗蚀年限为主要指标,将山区耕地适宜性和可持续性程度分为高度适宜（高度持续）、中度适宜（中度持续）、低度适宜（低度持续）、有条件适宜（有条件持续）、不适宜（不可持续）５个等级。研究结果表明,土壤流失方程在山区耕地适宜性与可持续性评价以及土地利用规划工作中具有较大的应用价值。     

高温热浪暴露风险评价——以内蒙古包头市为例

高温热浪事件作为气候变暖带来的严重后果之一,其对社会经济和人群健康影响较大,已成为政府及学术界共同关注的焦点。以包头市为例,采用2001-2014 年气象和遥感数据,通过人口高温暴露风险评价模型,分析包头市高温热浪时空分布特征,并进行人口高温暴露风险评价。结果显示：（1）包头市高温热浪出现在2001、2005、2010 年和2011 年,尤其2010 年出现连续8 d 以上的高温热浪,极端最高温达到40.1 ℃,2005 年出现最高温40.4 ℃,2003、2004 年和2009 年温度较低,高温区分布在工业、住宅和商业区,林地、耕地、园地、公园及广场绿地和水域等地温度普遍较低。（2）人口高温暴露极高和高风险区处于东河区,中等风险区主要分布于昆都仑区和青山区住宅和商服用地,低风险区分布在青山、昆都仑和九原区工业和人口分布相对较少区,无风险区分布在城市绿地覆盖和水域等区域,低、中等风险区面积有所增长,高风险区逐渐转成中等风险区,极高风险区影响不大。     

农牧交错区生态环境质量遥感动态监测——以宁夏盐池为例

以26 a（1989-2015年）4期Landsat TM/OLI遥感数据为基础,提取不同年份的湿度指数、植被指数、地表温度以及土壤指数,利用主成分分析法,构建盐池县4个时期遥感生态指数（RSEI）和生态环境质量综合指数（ESI）,对其生态环境质量进行了评价,探讨区域生态环境的时空变化特征。结果表明：（1）湿度、绿度对区域生态环境质量起正面作用,而热度和干度则起负面作用,其中代表绿度指标的植被覆盖度（NDVI）对生态指数的贡献最大。（2）1989-2015年间,4个年份RSEI均值分别为0.41、0.54、0.51、0.57,生态环境质量呈上升-下降-上升且整体变好的特征。26 a间研究区生态环境明显转好的面积约占全县面积的20.01%,而生态环境质量中明显变差的面积仅占全县面积的1.64%。改善区域主要分布在研究区北部的盐池县城-高沙窝镇-王乐井乡以及惠安堡镇以南-麻黄山地区,中部的冯记沟乡生态环境质量有所变差。（3）盐池县生态环境质量受气候影响明显,退耕还林还草、草地禁牧以及禁止乱砍乱伐等措施对生态环境质量的提升起到了重要的促进作用。     

基于GIS的黄土高原地貌复杂区县域耕地地力评价——以陕西省澄城县为例

以黄土高原地貌复杂区的陕西省澄城县为研究区,通过野外采样调查和室内分析,获取大量耕地地力相关信息,并借助GIS技术和综合运用层次分析法、模糊数学法、综合指数法等对研究区耕地地力进行自动化、定量化和可视化评价。结果表明:澄城县耕地地力可分为5等,其中1等地占19.05%,2等地占22.75%,3等地占31.3%,4等地占16.97%,5等地占9.94%。1、2、3等地主要分布在地势较平坦、灌溉条件较好、肥力较高的黄土塬面上,而4、5等地主要分布于坡度较大、水土流失严重、土壤耕层较薄、肥力低的丘陵沟壑区,利用类型主要为旱地。在全县14个乡镇中,寺前镇、韦庄镇和城关镇耕地地力水平较高,而尧头镇耕地地力较差。     

基于AHP的西宁市人口压力变化分析

西宁市是青海省人口密度最大的地区,其面临的人口压力对西宁市可持续发展有重要意义,运用层次分析法、人口压力指数对西宁市2004年、2008年、2013年人口压力进行分析。10年来西宁市区、湟源的人口压力经历升高、下降。大通的人口压力呈上升趋势,湟中人口压力不断下降。人口压力受经济发展水平的高低、资源丰富与否的影响,社会经济发展水平高、人均资源丰富的地区人口压力就小,反之亦然。社会经济相较于自然资源更易变化,是影响人口压力变化的主要因素。     

陕西渭北旱塬区县域耕地时空变化及其对粮食生产影响

耕地资源是国家粮食安全的根本保障,掌握耕地数量与质量状况是合理利用区域耕地资源的前提.以位于陕西渭北旱塬东部的韩城市为研究区域,运用GIS空间分析技术,结合耕地质量评价模型、区位指数模型与重心迁移模型,分析韩城市2009—2018年耕地时空变化及其对粮食生产的影响.结果表明:(1)2009—2018年研究区耕地空间分布...     

2007年中国耕地资源安全评价

本文从耕地资源的数量安全、质量安全和生态安全3个方面,选取14个指标评价和分析了2007年中国的耕地资源安全状况。本文的数据主要来源于国土资源部土地利用变更数据、农用地分等定级数据、第二次土壤普查数据和统计数据。研究显示：（1）2007年,中国耕地资源安全评价分值为0．517,资源安全保障程度不高。区域上,耕地资源安全呈现出东部高、西部低的特点,高耕地资源安全省份主要有东部和中部的山东、福建、浙江等10个省份以及西部的新疆和西藏;低资源安全省份则大多分布在西部地区,包括陕西、内蒙古、甘肃、青海、宁夏等省份。②耕地资源数量安全评价分值为0．195,资源安全分布呈现出东北部较高,黄土高原、华北平原和四川盆地较低的特点。生态退耕和建设占用带来的耕地快速减少,以及区域粮食生产定位形成的较高耕地保有量目标是造成以上地区耕地数量安全程度较低的主要原因。③耕地质量安全评价分值为0．151,呈现出东部高、东北部和西部较低的特点。区域耕地自然本底质量（耕地自然质量等别）是造成区域耕地质量安全差别的主要原因。④耕地生态安全的评价分值为0．171,呈现出东北部高、东部低的特点。东部地区耕地资源生态安全偏低的主要原因是化肥、农药、农膜的过量施用及其引起的土壤污染问题;西部地区耕地生态安全程度不高的主要原因是相对严重的耕地水土流失状况。     

近年来的黄土高原耕地时空变化与口粮安全耕地数量分析

基于遥感调查数据集定量分析了1990—2015年中国黄土高原地区耕地的时空变化特征和口粮绝对安全最小耕地保障面积的数量变化。结果表明：黄土高原耕地面积从1990年的192 529.65 km²至2015年的182 688.50 km²，净减少了9 841.14 km²，幅度达5.11%，其中2000—2010年的减幅最大，净减少8 483.00 km²；较大的耕地动态变化图斑主要分布于中部和西部区域，细碎的变化图斑广泛分布；耕地地类转出面积（31 875.82 km²）大于转入面积（21 815.25 km²），耕地面积的增加主要由草地和林地转化而来，主要分布在灌溉农业区和东南部平原区，减少的耕地主要转化为草地和林地，主要分布在中部沟壑区的雨养农业区。此外，该时期耕地转化为建筑用地和交通用地等人工表面的面积逐渐增加，主要分布在东南部低海拔平原地区；黄土高原口粮绝对安全所需最小耕地保障面积呈明显减少特征（从1990年的70 913.37 km²下降到2015年的33 981.64 km²），占该区耕地总面积比例呈明显缩减态势（从1990年的36.83%缩减到2015年的18.60%），目前耕地总量的净减少未对口粮绝对安全的耕地保障数量造成大的影响。     

沿海滩涂围垦区土壤质量演变研究——以江苏省如东县为例

对江苏省如东县不同年限的滩涂围垦区和光滩土壤样品进行分析,运用SPSS软件对垦区间土壤指标进行单因素方差分析和差异显著性检验,采用土壤质量综合指数法进行土壤质量评价,引入土壤质量障碍因子诊断模型分析关键改良因子。结果表明：滩涂围垦60 a来,研究区土壤质量随围垦时间变化轨迹为“急剧提高—相对稳定—持续提高”。围垦前10 a土壤质量急剧提高,土壤质量指数（SQI）由0.19增至0.37,年均增长11.84%,垦区差异显著;围垦10~30 aSQI由0.37增至0.42,年均增长0.54%,围垦30~40 aSQI由0.42增至0.45,年均增长0.71%,垦区差异不明显,因此围垦30 a左右土壤质量处于相对稳定状态;围垦40~60 a土壤质量持续提升,SQI由0.45增至0.56,年均增长1.22%,垦区差异显著。土壤质量的障碍因子分析显示较低的TOC、TN和粒含量是土壤质量的主要限制因子,且与pH、盐分显著负相关,因此盐碱度降低是研究区土壤质量提升的根本原因,肥力提高以及土壤质地的改善是土壤质量进一步提升的关键。     

县域尺度下的陕西省洪涝灾害风险评估及区划

洪涝灾害风险评估和区划研究对区域洪灾综合管理具有重要意义。以陕西省洪涝灾害气候背景和社会经济环境为基础,利用辖区内34个气象测站1954-2015年、月降水数据和2015年社会经济统计资料,运用自然灾害风险评估理论及方法,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和防灾减灾能力4个子系统选取17个评价指标,建立洪涝灾害风险评价指标体系,借助GIS技术进行洪涝灾害风险评估和区划。结果表明：（1）陕西省洪涝灾害致灾因子危险性等级自北向南呈递增趋势,高和次高危险区分布在陕南地区和关中盆地西部。（2）孕灾环境脆弱性空间分布差异较大,高和次高脆弱区分布在榆林北部长城沿线各县、延安市区、关中盆地渭河沿岸主要区县、陕南汉中盆地和安康市区。（3）承灾体暴露性各区县分布不均,大部分市区和农业发达地区暴露程度较高。（4）城市和经济发达地区防灾减灾能力较高,其他地区相对较低。（5）陕西省洪涝灾害综合风险等级表征为陕南汉江谷地、丹江流域和关中盆地渭河沿岸区县偏高,其他区县相对偏低。总体来看,中等以上风险区县占陕西省所辖区县的61.54%,其中陕南汉江谷地、丹江流域、关中盆地西部和渭南市应为陕西省洪涝灾害防范的重点区域。     

海南省耕地地力水平分布及影响因素——以澄迈和陵水县为例

以澄迈和陵水黎族自治县为研究区,在构建包含土壤理化性质、土壤养分、立地条件和土壤管理在内的4个子目标、11个具体指标的耕地地力评价指标体系的基础上,采用模糊数学理论确定指标隶属度,结合层次分析法进行加权求和,对澄迈和陵水进行耕地地力水平综合评价,阐明其耕地地力水平的分布特征和影响因素。结果表明：1）澄迈和陵水的耕地地力为中等水平,且澄迈的耕地地力相对较高,母质和地形因素是两县耕地地力水平差异的主导因素;2）耕地地力水平分布格局与地形和水系分布关系较为紧密,谷底平原、平原和山麓平原地区耕地地力水平较高,降雨和地形因素是导致区内耕地地力分布不均的主要因素。     

BIO-NORM与EO耕地质量评价方法对比研究

以江西省余江县为研究区域,利用专家经验法(expert opinion,EO)和新建的Bio-Norm法,分别确定耕地质量评价指标、指标权重和隶属度函数,对研究区水田耕地质量进行评价。两种评价方法的对比分析表明,采用EO法时不同专家组选取的参评指标不尽相同,评价结果具有不稳定性。Bio-Norm法得出的指标权重及确定的隶属度函数临界值,比起EO法更能反映水稻生长的实际要求;耕地质量综合指数(IFI值)与水稻产量回归方程的决定系数(R²)高于EO法,且IFI值与水稻产量各等级区域分布特征更吻合。采用Bio-Norm法评价耕地质量更为科学合理。