沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明:该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm2;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm2;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm2。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm2)和小麦生产潜力(6000 kg/hm2)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。     

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。     

基于DLS模型的城市土地政策生态效应研究——以深圳市为例

以快速城市化典型地区——深圳市为例,结合土地利用变化与生态质量评价模型对城市土地利用的数量控制和空间控制两类生态政策的生态效应进行了评估。结果表明：(1) 在城市化发展过程中,由于城市用地扩张,城市生境面临破碎化增加、连通性降低、生境质量下降等生态风险,生态政策的实施可以在一定程度上缓解上述生态风险。(2) 数量控制的生态政策可以提高土地利用的集约性,遏制景观破碎化和生境质量下降趋势和增强景观连通性,但可能造成城市开发强度上升,对城市用地周边生态环境产生影响。(3) 空间控制的生态政策可以维护生态用地格局,遏制景观破碎化和生境质量下降趋势,但在维护景观连通性方面作用有限。(4) 两种政策同时使用会产生协同效应,其效果优于单独使用两种政策。     

城市土地集约利用内部协调性的时空演变——以武汉市中心城区为例

借鉴系统科学中的结构-功能关系理论,构建了城市土地集约利用评价指标体系,研究了1996~2011年武汉市中心城区土地集约利用内部协调性的时空演变,探索了土地结构、土地功能对土地集约利用水平的影响。研究结果表明：① 武汉市中心城区土地结构与土地功能之间的协调性逐渐增强,但是土地功能一直滞后于土地结构,阻碍了土地集约利用水平的提高。② 土地利用目标与土地利用强度之间的协调性逐渐提高。在研究前期,土地利用目标超前于土地利用强度,而在研究后期,两者的关系则相反。土地利用静态结构与土地利用动态变化之间的协调性比较稳定。两者之间的相对发展速度却起伏不定。③ 土地集约利用水平与土地结构之间的局部协调性逐渐上升,且所处的协调发展阶段也不断提高。而土地集约利用水平与土地功能之间的局部协调性也稳步上升,但所处的协调发展阶段却没有明显变化。④ 武汉市中心城区土地集约利用水平逐步提高,尤其在研究后期提高的速度变大。⑤ 土地集约利用水平与土地结构-土地功能之间的协调性有显著的正相关关系,且前者对后者的影响很大。土地结构、土地功能对土地结构-土地功能之间的协调性均有显著的正相关关系,且土地结构对协调性的影响小于土地功能。     

土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局表征——以广东省惠州市为例

土地利用变化对生物多样性和生态过程有着深刻的影响,与城乡景观格局变化密切相关。尝试将土地利用变化驱动力——土地经济生态位的理论和方法引入到景观生态学当中,为城乡空间景观格局空间表征提供新的方法。通过选取表征景观格局指标的破碎化指数、分形维数,利用Envi4.8、Arcmap10.0,Fragstasts4.1等软件,以广东省惠州市为例,在分析土地经济生态位与景观类型、景观指数之间的关系基础上,对土地经济生态位变化下的城乡空间景观格局进行表征。结果表明：不同景观土地面积数量的增减与该类型土地经济生态位升降具有一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的景观土地面积增大,反之则减小;土地经济生态位越小,表征景观格局的景观破碎化指数、分维数指数越大,破碎化指数与分维数指数的增减与土地经济生态位升降表现出一致性的规律,土地经济生态位上升,相应的破碎化指数、分维数指数则增大,反之则减小;城乡空间景观格局变化的发生主要出现在土地经济生态位高的区域。土地经济生态位的变化是城乡景观格局变化的重要影响因子,能够很好解释城乡空间景观格局特征。     

地图投影与地缘政治理论构建——以麦金德地缘政治思想为例

地缘政治理论的提出和发展深刻烙印了地图的影响。在地缘政治发展史中,不同地图投影既服务于各思想家的理论提出,也深入到各思想家在不同时期对自身理论的动态修正。地图投影到底是如何参与到地缘政治理论构建过程中的?本文在既有地缘政治地图研究的基础上,从空间性和文本性两大地图基本属性出发,通过阐释并沟通地图的空间分析与话语分析功能,探讨地图投影与地缘政治理论构建间的关系。一方面,地图投影变形抽象后的心象地图框架为构建地缘政治理论提供了空间依托;另一方面,地图投影通过地图变形在复杂情境中聚集了丰富的文本性含义。在地图投影各层次文本性的互文（互补性叙事）下,新的地图话语得以产生并渗透进心象地图,具象式推动了地缘政治理论核心概念的生成和逻辑关系的构建。综合考虑麦金德的地图观影响,本文对麦金德“心脏地带”地缘政治思想变迁各阶段（1904年、1919年、1943年）地图投影透视的分析验证了该关系框架的解释力。这启示该分析框架在其他地缘政治理论研究中的潜在适用性,更期待在百年变局和复兴全局等交织下的复杂情境中,基于地图投影创新互文下的中国地缘政治理论构建。     

ARIMA-LSTM组合模型在基于SPI干旱预测中的应用——以青海省为例

开展干旱预测是有效应对干旱风险的前提基础。利用1958—2017年青海省38个气象站点逐日降水量数据计算多尺度标准化降水指数（SPI）,并建立了SPI序列自回归移动平均模型（ARIMA）、长短时记忆神经网络模型（LSTM）和基于二者优点提出的ARIMA-LSTM组合模型;对模型参数进行率定和验证后,利用所建立的模型,以西宁站点为例,对多尺度SPI值进行预测,借助均方根误差（RMSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）和决定系数R²对所有预测模型的有效性进行判定。结果表明：ARIMA-LSTM组合模型在SPI1和SPI12的RMSE值分别为0.159 7和0.181 0,均低于ARIMA模型的1.265 4和0.293 3,说明ARIMA模型与ARIMA-LSTM组合模型对SPI的预测精度都与时间尺度有关,ARIMA模型的预测精度随着时间尺度的增加而逐渐提高;结合GIS并利用实测数据与模型的预测数据相比较说明ARIMA-LSTM组合模型相比于单一ARIMA模型的预测精度更高,且能够很好拟合不同时间尺度的SPI值。     

陆面过程模型CoLM与BATS1e的模拟精度比较——以东北玉米农田为例

利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现： 两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高于BATS1e模型,模拟值对实测值解释能力分别偏高3%、22%、1%、10%,NS (Nash-sutcliffe效率系数)分别偏高1.042、0.266、0.023、0.138。从各月情况看,两模型在7月对感热、潜热模拟能力都较高,而在其它月份CoLM模型模拟精度明显高于BATS1e模型,土壤热通量和次表层土壤温度在5~8月前者模拟精度高于后者。由于CoLM模型对潜热更高精度的模拟可证明其对表层土壤湿度模拟精度高于BATS1e模型。     

基于生态系统服务的大气安全理论构建与综合评价——以京津冀及周边地区2+26城市为例

大气不仅是地球自然环境的组成部分,更是人类赖以生存的基础资源。随着大气污染和气候变化逐渐成为全球关注的重大议题,传统大气污染等概念大多阐述大气研究的单一维度,未能全面反映大气的整体功能和特殊之处,因此本文提出“大气安全”概念。通过梳理大气的生态系统服务,构建大气安全的理论框架。最后,应用该框架对京津冀及周边地区2+26城市进行综合评价。在总结大气安全分维度、分区域的特点后,提出相关建议,以期明确大气治理的重点区域和领域,为政府决策提供参考。     

江苏沿海滩涂围垦耕地质量演变趋势分析

淤涨型沿海滩涂作为中国重要湿地和耕地后备资源,承担着生态保护、社会保障、经济发展等多重服务功能。选取江苏中部淤涨型滨海滩涂开展实证分析,分析围垦年限为0~40年滩涂垦区耕地质量因子空间差异,采用“时空代换”方法揭示滨海滩涂围垦后耕地质量的演变趋势,为沿海滩涂围垦区耕地资源可持续利用提供决策参考。结果表明：江苏中部沿海滩涂土壤总体呈现盐碱度高、养分贫瘠等特征且土壤理化性质变异程度高,土壤质地呈现显著南北和陆海梯度特征。滩涂垦区围垦初期地形、植被状态和围垦后滨海滩涂转变为耕地路径对耕地质量演变趋势均具有重要影响。沿海滩涂转为耕地路径由垦区自然条件、开发主体、开发规模等因素共同作用,江苏中部沿海滩涂转为耕地路径已从“盐生植被→养殖水体→耕地”转变为“盐生植被→耕地”,该转变缩短了滩涂转为耕地的周期,但同时也带来围垦滩涂撂荒闲置现象。围垦后沿海滩涂土壤逐步向耕地土壤转变,耕地质量因子演变趋势可分为四种：上升型,如土壤全磷、有效磷、粘粒含量;下降型,如土壤砂粒含量;下降—上升型,如有机质、全氮、碱解氮和CEC;上升—下降型,如土壤盐分和pH。围垦初期,滩涂土壤脱离海水环境,土壤有机质发生矿化过程呈现下降趋势,土壤盐分和pH受到蒸发和蒸腾作用急剧上升;围垦中期,受到人类耕作作物秸秆等有机物输入以及施肥的影响,土壤有机质、养分等呈现上升趋势,土壤盐分和pH呈现下降趋势;围垦后期,耕地质量因子受到耕作管理影响存在一定幅度的波动,由于沿海滩涂垦区耕地形成时间短,耕地质量对耕作管理等因素敏感度高。     

基于作物生长期的江苏省沿海地区气候生产潜力估算

江苏沿海地区是中国重要的耕地后备资源基地之一,气候生产潜力能够反映该地区粮食安全保障能力大小。考虑作物不同生长期光温水协调程度,对现有气候生产潜力模型基于作物生长期进一步改进,估算江苏沿海地区14个县市三大粮食作物气候生产潜力。结果表明：基于作物生长期的气候生产潜力模型具有可行性。江苏省沿海地区水稻和小麦作物气候生产潜力受太阳有效辐射、温度和降水因素共同影响;玉米气候生产潜力主要受太阳有效辐射和温度影响,不受降水因素限制。从地域分布特征看,江苏沿海地区水稻和玉米气候生产潜力南北方向呈现梯度递增规律;小麦气候生产潜力南北方向差异不大。     

近代以来江苏沿海滩涂围垦历史演变研究

近百年来江苏沿海进行了大规模的滩涂围垦开发。本研究评估了近代以来江苏沿海滩涂围垦历史演变情况,分析其演变机理。研究搜集整理了清末至今多种历史地形图、地方志、遥感资料,利用统计分析以及空间分析,定量地揭示近百年来江苏沿海围垦时空变化,并简要分析变化背后的机理。研究结果表明：（1）在围垦的时间分布上,不同时期的历史围垦程度不同,其中民国时期1910 年代和解放以后的1950 年代的围垦规模分别为解放前和解放后的两个围垦高峰时期;（2）在围垦的空间分布上,总的来说,盐城市围垦面积最大,总量占全省总围垦面积近70%,南通、连云港市相对较少,而沿海三市围垦面积排名前五名的分别是大丰市、射阳县、连云区、响水县、如东县;（3）从围垦特点看,空间缓冲区分析显示历史上江苏沿海围垦多为鱼鳞似的圈围,用途则以农业生产、水产养殖、国营盐场为主,工业用地、港口建设用地大大不足,用地综合效益不高。     

以生态-经济为导向的江苏省土地开发适宜性分区

随着城市化和工业化进程的加快,经济发达地区大量的农业及生态保护用地被侵占,开发可持续性受到威胁。从协调经济、人口、资源、环境相互关系出发,空间开发强调因地制宜,即让开发成本低、资源环境容量大的地区承担高强度的工业化和城市化等社会经济活动;而让生态价值高、开发难度大的区域承担农业和生态维护功能。土地开发适宜性分区,以生态-经济为导向,借鉴已有区划方法,采用要素层-关系层-逻辑层-应用层的技术路线,评价适宜各单元的开发强度,划分开发与保护空间。将这一方法运用于江苏省的案例研究之中,以县和省辖市市区为基本评价单元,通过选择自然生态与经济社会两方面的指标,综合分析生态和经济重要性指数,将江苏全省划分为优先开发区域、适度开发区域、适度保护区域、优先保护区域和灰色区域等五大类型区。这一结果可以作为引导空间开发秩序、实施区域建设空间管制的重要依据。     

江苏沿海生态旅游资源开发研究

通过对江苏沿江和沿海旅游业现状和问题的对比分析 ,论述对江苏沿海生态旅游资源重点开发的可能性和必要性。指出对江苏沿海生态旅游资源规划的思路、客源市场选择、旅游特色项目和旅游业支持系统构建的原则等。     

新疆昌吉州耕地开垦轨迹对土壤肥力变化的影响

定量刻画区域尺度耕地开垦轨迹(初始地类、初始土壤类型和耕作年限)对土壤肥力变化的影响,对指导区域农业施肥管理措施、提高农田土壤肥力具有重要意义.本文以新疆昌吉州为研究区,通过叠加5期土地利用数据来识别耕地开垦轨迹,基于1980年和2018年两期大量样点数据,分析耕地开垦前的土地利用方式和土壤类型以及开垦后耕作年限的差异...     

21世纪初中国海岸带土地利用空间格局特征

基于GIS空间分析技术、条带分割法以及优势度和土地利用程度综合指数,分析了21世纪我国海岸带区域（海岸线向陆30km范围）土地利用的数量、结构、空间格局和集约化特征。研究表明：21世纪我国海岸带土地利用以耕地、林地和建设用地为主。距海远近不同,土地利用的结构特征和空间格局差异显著,水域和建设用地的向海特征最为显著,其次...     

清代中期江苏省土地利用格局网格化重建

针对当前历史土地利用空间重建研究多基于单一地类且空间分辨率较低的特征,提出较高分辨率全地类土地利用空间重建方法。以1820年为时间断面,以现代江苏省域为研究区,以历史文献记载、历史地理学研究成果、现代统计数据、自然环境数据等为支撑,将土地利用类型划分为耕地、聚落用地（含城镇用地、农村居民点用地）、水域和其他用地（含林草地及未利用地）,考虑区域自然资源和社会经济特征,提出理论假设,对府级耕地、城镇用地、农村居民点用地数量进行修正;沿用以现代土地利用格局为基础反演历史土地利用格局的基本思路,从人地关系角度出发,采用治所邻近度分析、综合评价等方法重建了1820年100 m×100 m空间格网下的江苏省土地利用格局,同时,通过不同地理分区统计及降尺度对比间接验证等分析了重建结果。结果表明：① 1820年江苏省耕地、城镇用地、农村居民点用地、水域用地及其他用地面积分别占区域总面积的48.49%、4.46%、0.16%、15.03%和31.86%;② 1820年研究区内土地垦殖率较高,但建设用地比率较低,受人口分布、地形及河网密度等影响,不同地理分区土地利用差异较为显著;③ 农村居民点用地及耕地的降尺度分析结果均呈显著线性正相关,在一定程度上表明研究结果具有合理性。     

2000—2017年湖南省土地耕作适宜性、气候生产潜力与LUCC过程动态特征

定量分析土地耕作适宜性、气候生产潜力与土地利用/土地覆盖变化(LUCC)的动态特征是科学规划土地利用、有效保护耕地资源的基础。本文基于湖南省气候、土地覆被、地形等数据,采用气候生产潜力估算和趋势分析方法,以300 m×300 m栅格为计算单元,获得湖南省2000—2017年耕地气候生产潜力的变化趋势,并分析湖南省土地耕作适宜性、气候生产潜力与LUCC过程的关系。结果显示:湖南省最适宜耕作的土地主要分布在北部平原、中部和南部盆地、丘陵区,气候生产潜力为19 530~40 375 kg/ha,整体呈现东南部高西北部低。北纬28°以南的中部、中东部丘陵盆地区,是土地耕作适宜性和气候生产潜力组合最好的区域。86.5%的新增人造地表为最适宜耕作的耕地,说明新增人造地表主要以牺牲优良的耕地为代价。气候变化、气候生产潜力变化与LUCC过程密切相关,LUCC过程中流向耕地多为气候生产潜力增加区,而耕地转为林地等土地类型则属于气候生产潜力下降区,指示气候变化在驱动不同类型土地相互转变中的作用。上述结果可望为湖南省土地规划整治及山地资源开发等提供决策参考。     

Quantitative estimation and spatial reconstruction of urban and rural construction land in Jiangsu Province, 1820–1985

Land cover is the most evident landscape signal to characterize the influence of human activities on terrestrial ecosystems. Since the industrial revolution, the expansion of construction land has profoundly changed the status of land use coverage and changes. This study is proposed to reconstruct the spatial pattern of construction land (urban construction land and rural settlement land) for five historical periods over the past 200 years in Jiangsu Province with 200 m × 200 m grids on the basis of quantitative estimation. Urban construction land is estimated based on data about city walls, four gates along walls, and other socio-economic factors. Rural settlement land is calculated based on the rural population and per capita housing allowance. The spatial pattern of historical construction land is simulated based on the distribution of modern construction land in 1985 with a quantitative-boundarysuitability control method and thorough consideration over connectivity of different land use types. The study concludes that: (1) the amount of construction land in Jiangsu Province is estimated at 963.46 km² in 1820, 1043.46 km² in 1911, 1672.40 km² in 1936, 1980.34 km² in 1952 and 10,687.20 km² in 1985; and (2) the spatial distribution of construction land features the great proclivity to water bodies and main roads and the strong polarization of existent residence. The results are verified directly and indirectly by applying the trend verification of construction land changes and patterns, the correlation analysis between rural settlement land and local arable land, and quantitative accuracy test of the reconstructed construction land to actual historical survey maps covering four sample regions in 1936.