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。     

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。     

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。     

内蒙古达拉特旗耕地后备资源评价分析

本文在达拉特旗2012年土地利用变更调查数据的基础上,以未利用地为耕地后备资源评价对象,通过11项评价指标进行评价,采取"限制性因子"评价方法,发现影响全旗耕地后备资源开发利用的限制性指标有5项,主要限制因素为生态条件和降雨量与灌溉条件,最终得出全旗宜耕后备资源面积为20078.51公顷。分析结果可以作为达拉特旗耕地后备资源开发利用、耕地占补平衡、土地综合整治等项目参考依据。     

基于SPOT 多光谱影像的耕地质量评价 ——-以山东省即墨市为例

基于2004 年SPOT 多光谱影像、2004 年耕地地力调查数据等, 以山东省即墨市为例, 开展耕地质量评价 研究。采用RS 技术, 从SPOT 多光谱影像中提取耕地质量评价因子, 如反映土壤肥力状况、水分状况、土壤退化状 况等不同信息的NDVI、DVI、RVI, 结合坡度信息、土地利用程度等, 构建了基于RS 技术的耕地质量评价指标体系。 根据压力- 状态- 响应框架( PSR) , 构建评价模型, 旨在开展遥感技术在耕地质量评价中的应用研究。评价结果表明, 即墨市耕地质量普遍较好。研究将该市耕地分为六个等级, 并针对不同等级因地制宜地提出了耕地资源保护的政 策建议。     

基于GIS的山洪灾害风险区划

通过探讨应用地理信息系统技术编制山洪灾害风险区划图的方法。以1:25万地理底图为基础,对影响山洪形成与泛滥的地形坡度、暴雨天数、河网缓冲区、标准面积洪峰流量、泥石流分布密度和洪灾历史统计六项因子进行了分析和叠合评价,完成了红河流域的山洪灾害危险评价图。以人口密度、房屋资产、耕地百分比、单位面积工农业产值作为指标进行了易损性分析,并借助于GIS分析工具,将危险评价图与易损性图进行叠加分析,完成了红河流域的山洪灾害风险区划图。区划结果表明GIS方法能够有效地对影响山洪形成与泛滥的因子数据层进行空间集成分析。该风险区划图可通过对山洪易泛区的不同风险地带的土地利用规划的决策而减轻山洪灾害;此外,也为山洪易泛区的居民提供有关山洪风险信息。     

基于GIS的南方丘陵生态脆弱区土地利用适宜性研究——以衡阳盆地为例

选择了土壤、气候、地形、水文和交通5类11个指标,建立了适用于南方丘陵区的土地适宜性评价指标体系;采用专家打分和层次分析法确定指标权重,并应用GIS技术建立了衡阳盆地的土地适宜性评价模型,对衡阳盆地耕地、林地和建设用地的土地利用适宜性进行了评价.结果表明:耕地适宜性以临界适宜性和一般适宜性为主,耕地不适宜区面积占研究区总面积的49.63%,主要分布在山区;建设用地高度适宜区面积占研究区总面积的5.32%,建设用地不适宜区域分布和数量与耕地不适宜区域分布和数量大致相当;林地适宜性整体较高.通过对比分析评价结果和基于TM数据提取的土地利用现状发现:现有耕地的适宜性以临界适宜和一般适宜类型为主,不适宜区域占耕地总面积的10.56%,主要分布在衡南县东部和西部以及衡阳县南部区域;现有建设用地整体适宜性较高,且分布集中,主要位于衡阳市区.据此提出衡阳盆地土地资源可持续发展对策.     

基于适宜性和安全性评价的干旱区绿洲后备耕地资源开发——以渭干河—库车河三角洲绿洲为例

选择典型干旱区渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,基于遥感、地理信息系统技术和相关应用软件,在详实的野外实测数据、土地利用数据和遥感数据支持下,应用空间插值、叠置分析、逐步回归、神经网络、层次分析等方法,建立评价模型,进行自然、生态、土地利用和综合适宜性评价,相应确定后备耕地资源开发的适宜性等级、适宜度及其分布;提取三期遥感影像信息并进行分类,根据后备耕地资源利用/覆被类型的特征,构建后备耕地资源开发的安全性指数计算模型,加入水源保证条件限制,构建综合安全性评价模型,进行后备耕地资源开发综合安全性的时空分析;基于适宜性与安全性评价,进行叠置分析、综合性分级。研究表明：后备耕地资源开发综合性等级的区域分布呈现环状特征,适合后备耕地资源开发的区域面积与禁止开发的区域面积数量相差十倍。最后提出后备耕地资源开发的举措建议。     

撂荒耕地的提取与分析——以山东省庆云县和无棣县为例

由于城镇化的快速发展和农村劳动力不断流失,中国部分地区出现大面积的撂荒现象。利用遥感技术可以间接提取撂荒耕地的规模和数量,对耕地的保护和粮食安全有重要意义。以山东省庆云县和无棣县为研究区,基于Landsat数据和HJ1A数据,采用CART决策树分类方法,制作了1990-2017年的土地利用图,制定了撂荒地的识别规则,在此基础之上提取了研究区的撂荒地空间分布、持续撂荒时间分布和撂荒地复垦区域。结果显示：1990-2017年基准期影像的CART决策树分类精度高于85%;1992-2017年间,研究区撂荒地面积最大值为5503.86 hm²,最大撂荒率为5.37%,其中1996-1998年撂荒率最高,2006-2017年撂荒地面积的整体趋势逐年降低;1992-2017年间最大持续撂荒时间为15年,大部分耕地持续撂荒时间在4年之内,少数耕地持续撂荒时间超过10年;1993-2017年撂荒耕地复垦面积最大为2022.3 hm²,最小复垦面积约为20 hm²,复垦率最大值为67.44%,年均复垦率为31.83%。研究结果不仅能够为研究区撂荒驱动因素分析提供数据支撑,而且也可以为其他地区的撂荒耕地识别提供参考。     

近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究

依据全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析1980s末至2005年末中国农业主产区内耕地资源数量和空间格局的动态变化,并对由此带来的耕地质量和产能的变化做出宏观评估。主要结论如下:1)2005年农业主产区耕地面积①为9 321.96万hm2,较1980s末增加175.53万hm2。2)耕地在空间上呈现"北增南减"的变化格局。北方的内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区,共增加354.41万hm2,各区分别增长10.29%、19.10%、10.91%和14.14%;偏南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区,各区分别减少2.17%、2.00%、3.15%和5.61%。3)根据土地资源图对耕地质量的划分结果,20年间农业主产区内耕地面积和空间格局的变化导致一等耕地减少3.24%,二、三等耕地和宜林宜牧地分别增加2.91%、7.81%和14.10%。4)考虑各区耕地复种指数和耕地质量的影响,结合耕地单产数据进行耕地产能的核算,结果显示,在耕地数量净增1.92%的情况下,耕地的总体产能依然下降0.84%。     

区域尺度土壤养分空间变异及其影响因素研究

江苏北部5市土壤表层(0~20cm)全氮含量连云港东北部、淮安南部和盐城西部显著高于其它地区;全磷含量呈现由北到南、自西向东升高的趋势;速效磷含量高值区位于北部的灌云县和南部的金湖县;速效钾含量东部沿海高于其它地区。土壤类型和成土母质对土壤养分产生显著影响:对于土类而言,沼泽土和水稻土养分较高;各成土母质中,湖相沉积物发育的土壤养分含量最高。在研究区1:5万尺度范围内,土壤类型对全氮和全磷的变异起主导作用,而速效磷受成土母质的影响较大,土壤类型和成土母质对速效钾的影响较小,土壤类型和成土母质对全量养分的影响要大于速效养分。     

海伦地区粮食生产资源利用系统分析

采用机制法对作物生产潜力模型进行了光、温、水、土逐级订正,对海伦地区的主要粮食生产潜力进行估算;并选取产量衰减量、资源满足率和资源增产潜力三个指标评价了农业资源的利用效率。结果表明,光合生产潜力为16801.4kg/hm2,光温生产潜力为12483.9kg/hm2,气候生产潜力为9799.1kg/hm2,农业自然生产潜力为8248.4 kg/hm2。如果以光温生产潜力作为目标产量,海伦地区尚有74.01%的上升潜力,且玉米的资源增产潜力高于大豆。社会经济因素是影响生产潜力实现的重要因素,自然资源中温度对产量的限制作用最大,其次是水分和土壤。在此基础上结合实地考查,对当地的粮食生产资源进行了系统分析,寻找影响粮食产量持续增长的限制性因素。     

黑土耕作区侵蚀沟治理紧迫度空间分布特征

综合把握侵蚀沟发育状态及其治理紧迫程度可为有效判断区域侵蚀沟防控方向与治理重点提供重要参考。论文结合侵蚀沟形态数据,构建区域侵蚀沟治理紧迫度评价指标体系,从乡镇与网格尺度揭示区域侵蚀沟侵蚀程度及其空间分布规律。结果表明：① 从数量特征看,海伦黑土耕作区侵蚀沟分布呈非均衡状态,沟道长度以微/小型(≤500 m)为主,沟道面积以一/二级(≤0.8 hm²)为主。② 从空间规律看,网格尺度侵蚀沟密度等级呈现由西南向东北逐步增加趋势,而侵蚀沟密度等级以轻度侵蚀(≤2 km/km²)为主且在县域内无明显空间差异;乡镇尺度侵蚀沟密度以轻度侵蚀(≤2 km/km²)为主,主要分布在海伦西部,而侵蚀沟裂度以中/强度侵蚀(0.10%~0.35%)为主,主要分布在海伦西北与东南部。③ 从治理紧迫度看,2017年海伦黑土耕作区侵蚀沟以低紧迫治理(0.03~0.26)状态为主,主要分布在海伦低山低丘地区,位于海伦中西部乡镇;而紧迫/极紧迫治理紧迫度主要分布于低山/漫川漫岗区,位于海伦东北部。在未来区域侵蚀沟防治监测监管中,县级部门可依据乡镇侵蚀沟治理紧迫度优先防治侵蚀严重区域,而乡镇部门可依据网格尺度侵蚀沟治理紧迫度进行实地察看与重点监测。     

西藏自治区小康示范村土壤养分状况及效益分析

建设小康示范村是西藏自治区实现全面小康的合理选择。文章以山南地区为研究对象,采集土壤样品并以常规方法分析了琼结县下水村、乃东县昌珠村、桑日县吉荣村、扎囊县孟嘎如村等小康示范村土壤养分含量,研究了养分指标之间以及与农作物能量的关系,结果如下:土壤养分含量具有总体上为中等偏下、全量养分低磷中氮富钾、速效养分高磷中氮、钾,但速效磷含量变幅大的特点;相关分析和回归分析表明各养分指标中除全K含量和pH外,其余养分指标间相关系数均达到了0.01极显著性水平,具有极显著的直线相关性;表层土壤养分含量在一定范围内与农作物能量值具有较强的一致性。最后,提出了研究区土壤施肥的一些建议。     

Improved mappint of the Lake Agassiz Herman strandline by integrating geological and soil maps

Several discontinuous, segmented strandlines that mark the former shores of Lake Agassiz can be found in eastern North Dakota. These strandlines are difficult to map and correlate because of their segmented nature. Better mapping would benefit researchers working on a number of problems involving Lake Agassiz including dating the strandlines, reconstructing the lake's history, and calculation of asthenosphere viscosity beneath the Lake Agassiz basin. Elongated soil delineations representing beach-indicative soils with a north-northwest trend and extending from currently mapped areas of the Herman strandline were identified on Grand Forks County soil maps. This information was combined with the geologic map of Grand Forks County in an attempt to better define the location of the Herman strandline in the southern part of the county. This approach worked well, and it is recommended that similar studies be attempted on other Lake Agassiz strandlines in North Dakota and the surrounding area.     

黑土区土壤有机质和全氮含量遥感反演研究

以东北典型黑土区耕地为研究区,以Sentinel-2A（全球环境与安全监测计划的第二颗卫星,于2015年6月23日发射）影像作为数据源,构建光谱指数,分别采用多元逐步线性回归（Multiple Stepwise Linear Regression, MSLR）和随机森林（Random Forest, RF）算法建立土壤有机质（SOM）和土壤全氮（STN）预测模型,并采用十折交叉验证方法评估模型的性能。研究对比分析了不同气候、土壤类型和地形下土壤有机质和全氮的空间分布差异。研究表明：① 海伦示范区的SOM和STN含量最高,其年均温最低,高程最高,年降水量多,SOM含量升高,其年均温最低,年降水量多,STN含量升高;② 与基于多元逐步线性回归算法建立的SOM和STN预测模型相比,随机森林算法建立的SOM和STN预测模型,有着更高的精度和稳定性;③ 运用RF算法建立的SOM反演模型的R²为0.96,均方根误差为5.49 g/kg,STN反演模型的R²为0.95,均方根误差为0.27 g/kg; ④ 不同示范区统一建立SOM和STN预测模型,有助于提高预测精度,实现跨区域建模与制图。     

Rule-based GIS-modelling for management purposes: A case study from the islands of Froan,Sør-Trøndelag,mid-western Norway

The coastal heath region along the western coast of Norway, dominated by Calluna vulgaris, is undergoing rapid change. Vegetation changes are caused by changes in management, including reduced frequency or abandonment of periodic heath burning and reduced cutting and grazing. The islands of Froan, in the outermost part of Sør-Trøndelag County in mid-western Norway, are dominated by coastal heath in a state of recession due to reduced traditional land use. The coastal heath is acknowledged as vulnerable and valuable by national environmental authorities, and local landscape management is supported by different national subsidies. The authors mapped the vegetation on Froan and used rule-based GIS-modelling to predict the relative potential for future vegetation changes. The model was based on a range of map layers, including management themes such as history of heath burning and peat removal, current practices of sheep grazing, and also themes derived from the vegetation map, such as soil nutrients, soil moisture and present management status. The resulting model output provides relative probabilities of future changes under different land-use scenarios, and highlights where management efforts should be focused in order to maintain the traditional landscape character.     

近40年来金沙江南岸干热河谷区的土地利用变化及其土壤侵蚀治理研究 ——以云南宾川县为例

云南金沙江流域生态环境极为脆弱,在人为作用下土地利用/土地覆被变化较为显著,水土流失严重,生态环境日益恶化,目前已被我国政府列为全国生态环境建设的重点区域。本文选择金沙江中游中山高原与干热河谷区较为典型的宾川县作为研究实例,采用航片判读、实地调查与GIS等方法编制1960、1980和2000年土地利用与土壤侵蚀图,据此分析了该县1960 ~ 2000年的土地利用/土地覆被变化及其引发的土壤侵蚀变化特征,重点揭示区域土地利用/土地覆被变化的基本规律及其引发的土壤侵蚀变化过程,并提出土壤侵蚀治理的工程与技术措施。     

东北温带旱作农业主要作物生产潜力及资源利用效率评价——以黑龙江海伦市为例

将作物生产潜力模型(PS123模型)与常规方法相结合,对1999~2001年海伦市玉米、大豆、小麦作物生产潜力进行计算;选取产量损失量、资源满足率和资源组合利用率,定量评价资源利用效率,寻找影响资源集约高效利用的限制性因子及其定量制约程度。结果显示,自然资源中温度对于产量的限制最大,其次为水分和土壤,如果把光温生产潜力作为目标产量,玉米、大豆、小麦的光温生产潜力分别为11998、7068、8813 kg/hm²,资源利用率分别为51.0%、29.0%、20.2%,海伦市粮食生产仍有较大潜力。在特定自然资源状况下,海伦市的社会经济状况是限制潜力实现的重要因素,在实地调查基础上,本文提出了提高该市作物产量的主要措施。