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。     

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。     

2000—2020年中国人口分布格局演变及影响因素

基于第五、六、七次全国人口普查数据,本文分析了2000—2020年中国人口分布的空间格局、集散态势和影响因素。结果表明,中国人口分布依然保持东密西疏的基本格局,胡焕庸线两侧的自然地理环境差异性决定了这一格局的长期稳定性;人口空间集中化趋势在21世纪初的10年内主要发生在东南半壁,但在2010—2020年间成为各区域的共同特征。省会城市的人口集聚能力持续增强,2010—2020年的优势更加凸显,但这种行政力量主导的首位度提升效应将随着全省发展阶段的演进而逐渐弱化。人口变动的区域分化明显：沿海城市群的空间连绵化逐渐形成了强吸引力、高承载力的沿海人口增长带,东北地区几乎转向全面的人口收缩,中部各省依托省会展开的人口竞争依然激烈,川渝黔地区普遍实现了人口的止降回增,西北地区则面临人口收缩风险。此外,区域人口增长的驱动因素逐渐从经济要素主导转为经济要素和舒适性要素并重,各地区舒适性的差异可能将成为影响未来人口空间格局变化的重要因素。     

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。     

2015—2020年中国土地利用变化遥感制图及时空特征分析

持续地开展国家尺度土地利用/覆盖变化遥感监测对于新时代国土空间规划和“美丽中国”蓝图绘制具有重要的科学价值。本文采用Landsat 8 OLI、GF-2等卫星遥感数据,融合遥感大数据云计算和专家知识辅助人机交互解译方法,研发了中国土地利用变化（2015—2020年）和2020年土地利用现状矢量数据（CLUD 2020）,建立了完整的30 a（20世纪80年代末—2020年）每隔5 a的30 m分辨率中国土地利用动态数据库。基于CLUD 2020数据,从全国和区域两个尺度揭示了2015—2020年中国土地利用变化的总体规律、区域分异和主要特征。研究表明：将遥感大数据云计算生成的30 m分辨率植被覆盖变化和地表类型变化检测信息融入到人机交互遥感解译方法,可有效地提高大范围土地利用变化遥感制图的效率和变化图斑辨识的准确性;精度评价表明,CLUD 2020一级类型制图的综合精度达95%。总体上,全国范围内国土空间开发强度与2010—2015年比较进入相对稳定状态。期间全国耕地面积仍保持减少态势,空间分异特征为耕地南减北增,东北松嫩平原及其与三江平原交界区大规模的旱地向水田转移,西北新疆南部开垦和北部退耕/撂荒并存;全国城乡建设用地持续增加,空间分异特征表现为由以往的沿海地区和超大、大城市集聚转向中西部地区的大中小城镇周边蔓延为主。全国范围的林草自然生态用地面积持续减少,但强度与2010—2015年比较有所下降;受气候变化的持续影响,青藏高原地区的河流湖泊等水域面积显著增加。以上土地利用变化格局与“十三五”期间国家高质量发展、生态文明建设宏观战略和气候变化的影响密切相关。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

2001—2020年中国地表温度时空分异及归因分析

地表温度（LST）变化对陆面过程的能量收支平衡与生态系统稳定有着至关重要的影响。本文基于MOD11C3数据,使用回归分析、GIS空间分析、相关性分析及质心模型等方法,分析了中国2001—2020年LST变化及其时空分异格局;运用地理探测器识别中国38个生态地理分区下LST变化的主导因子,进而探寻其形成原因。结果表明：① 中国2001—2020年LST气候平均值为9.6 ℃,整体呈东南及西北干旱区高、东北及青藏高原低,平原高、山区低的基本格局;LST与海拔呈显著负相关,相关系数达-0.66;第一阶梯负相关性最为显著,相关系数达 -0.76,LST递减率为0.57 ℃/100 m;② 中国2001—2020年LST倾向率为0.21 ℃/10 a,升温区占国土面积的78%,整体呈现“多核式升温,轴线式降温”的空间特征;③ 中国LST及变化具有显著的季节性特征,冬、夏两季均温空间分布较其他季节的差异较大且波动更为明显;季节性升/降温区的质心轨迹呈环状,且运动呈现出对应的季节性反向轨迹,降温区质心移动幅度更大,说明降温区的区域差异性和季节变异性较大;④ 中国LST变化由自然影响与人类活动共同驱动,其中自然因素贡献更大,日照时数和海拔是关键因子;两大主导类型在空间分布上与“胡焕庸线”高度吻合,其以东区域多以人类活动强度为主导并与地形因子共同作用,而以西区域则多以自然因素为主,通过与气候、地形、植被等因子的相互耦合从而增强/削弱LST变化幅度。本文可为应对气候变化、解析地表环境模式、保护生态环境等方面提供科学参考。     

电子商务专业村空间格局演化及影响因素研究——基于2015—2020年中国淘宝村数据

电子商务专业村是数字经济时代中国农村产业转型升级的新模式。论文基于2015—2020年全国淘宝村空间数据,采用GIS空间分析和地理探测器等方法探求电子商务专业村的空间格局及演化特征,揭示不同影响因素作用机理。结果表明：① 淘宝村总体空间分布格局与中国基本地理格局高度吻合,时空演化呈现由中心向外围逐渐扩散特征;② 淘宝村呈现显著的空间集聚特征,空间集聚强度逐年增强,高强度集聚范围逐年扩大,华北平原传统农区出现高强度淘宝村集聚区;③ 淘宝村呈现显著的空间聚类分异特征,空间聚类区分布相对稳定,高—高(HH)集聚区集中分布在苏南、浙江、福建的泉州、莆田和潮汕揭城市群;④ 各影响因素对淘宝村空间格局演化具有不同的解释强度,产业基础和区位条件是高作用影响因子,政府行为影响力稳步上升,社会经济影响呈“U”型变化态势,三级影响因素中第一产业增加值、农村常住人口的影响程度呈下降趋势。研究结果对推进电子商务专业村发展、深化专业村发展理论、助力乡村振兴具有重要的理论意义和实践价值。     

2007—2020年西藏草面温度时空分布特征

利用2007—2020年西藏38个气象站点平均草面温度（简称草温）、平均气温、平均地表温度、云量、降水量等观测资料,采用气候统计诊断方法分析了西藏草面温度的时空分异特征及其影响因素,以期科学研究当地草地生态系统和开展专业气象服务。结果表明：西藏年平均草温呈自东南向西北递减的分布。草温与海拔高度存在显著的负相关,海拔高度每升高100 m,季平均草温降低0.44~0.70 ℃,年平均草温降低0.58 ℃;与纬度有着显著的曲线关系,29.3°N以南（北）地区,随着纬度增加,草温随之升高（降低）。各站草温呈一峰一谷的日变化特征,日最低值出现在07:00—08:00（北京时间）,日最高值均出现在14:00;草温月平均最低值都出现在1月,月平均最高值出现在6月或7月;76%的站点草温的变化为夏季>春季>秋季>冬季的气候特征。西藏草温年较差为21.4 ℃,较气温年较差偏大3.1 ℃;草温日较差达35.7 ℃,远高于气温日较差,偏大21.6 ℃。草温与气温之差以夏季最大,其次是春季、冬季两者比较接近;草温与地表温度之差以春季最大,夏季次之,冬季最小。在空间分布上,月平均草温与气温、地表温度均呈显著的正相关,与平均风速、积雪日呈显著的负相关;积雪深度对草温的影响,除冬季外二者存在显著的负相关;大部分月份平均草温与总云量、低云量、降水量的关系不显著。86.8%的站点5—9月平均逐小时草温与降水量存在显著的负相关关系。     

土地利用冲突的时空格局刻画与多情景模拟研究——以长江三角洲城市群为例

科学刻画与模拟土地利用冲突的时空演化格局是精准认知区域土地利用结构进而寻求人地关系协调的基础。采用景观格局指数构建土地利用冲突模型,借助GIS等手段分析长江三角洲城市群1980—2020年间土地利用冲突的时空演化特征,并结合斑块生成土地利用变化模拟模型和多目标规划法多情景模拟2035年的土地利用冲突格局。结果表明：①长江三角洲城市群土地利用冲突受地形等因素影响呈现“北高南低”的分布格局,且在高速城镇化和城市无序蔓延等因素作用下,人地关系趋于不协调发展,土地利用冲突程度逐年加剧。②受人口迁徙和城镇化发展阶段的影响,土地利用冲突的热点区域由乡村空间转移至了城市空间。③在土地利用过程中,耕地是各利益主体争夺的核心区域,也是权衡土地利用冲突的“关键地带”。④可持续发展情景兼顾了经济发展与生态保护两方面的用地需求,是缓和土地利用冲突的一种合理选择。     

江苏中部海岸互花米草扩展对滩涂围垦的响应

根据2001-2013年遥感影像和野外观测数据,对江苏中部海岸互花米草(Spartina alterniflora Loisel)在滩涂围垦期间的扩展过程进行定量化分析。结果显示：2001-2013年互花米草扩展对围垦的响应大体分为三个阶段：2001-2007年,海堤外米草面积较大,每年新增米草面积及米草年扩展率均和新增围垦面积变化同步,且相关性显著;2008-2010年,海堤外米草面积较小,但米草年扩展率仍然较高;2011-2013年,随着围垦的持续进行,米草扩展进入稳定期。因此,互花米草扩展对于滩涂围垦的不同速率和阶段具有不同的响应。若围垦时保留足够宽度的堤前米草,则围垦可以提高米草的年扩展率,其机理是互花米草种子产量和前缘淤积环境是影响米草扩展的主要因素,而围垦对这两方面都有影响。在后期滩涂围垦时,应保证堤外米草宽度在0.9~1 km之间,实现土地资源的可持续利用。     

Heavy metals and phosphorus in tidal flat sediments of the Yangtze estuary

Concentrations of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cr and Cd), and phosphorous (P) were determined in surface tidal flat sediments of the Yangtze estuary and Shanghai coast. Results demonstrate that there were significant differences among the accumulation of the heavy metals in sediments, following the order: Zn > Cu > Cr > Pb > Cd. The spatial distribution and chemical forms of heavy metals in tidal flat sediments were closely related to the distribution of pollution resources (outlet of sewage) and the local sedimentary and hydrodynamic conditions. The dominated form of non-residual heavy metals is bound to Fe/Mn oxides, and the next form is bound to carbonates. Moreover, contents of total P in sediments range from 18.0 μmol.g⁻¹ to 31.4 μmol.g⁻¹ along the coastline, speciation of P in sediments was different, most of P in tidal flat sediments is associated with calcium phases (as Ca-P) similar to marine sediments.     

Heavy metals and phosphorus in tidal flat sediments of the Yangtze estuary

Concentrations of heavy metals (Cu, Pb, Zn, Cr and Cd), and phosphorous (P) were determined in surface tidal flat sediments of the Yangtze estuary and Shanghai coast. Results demonstrate that there were significant differences among the accumulation of the heavy metals in sediments, following the order: Zn > Cu > Cr > Pb > Cd. The spatial distribution and chemical forms of heavy metals in tidal flat sediments were closely related to the distribution of pollution resources (outlet of sewage) and the local sedimentary and hydrodynamic conditions. The dominated form of non-residual heavy metals is bound to Fe/Mn oxides, and the next form is bound to carbonates. Moreover, contents of total P in sediments range from 18.0 μmol.g-1 to 31.4 μmol.g-1 along the coastline, speciation of P in sediments was different, most of P in tidal flat sediments is associated with calcium phases (as Ca-P) similar to marine sediments.     

The variation of sediments organic carbon content in Chongming east tidal flat during Scirpus mariqueter growing stage

The investigations on the organic carbon (OC) of core sediments were carried out in Chongming east tidal flat (CM) during Scirpus mariqueter growing stage (from April to December 2004) in Yangtze Estuary. The Yangtze River annually transports a runoff discharge of 30,000 m3/s, carrying about 480 million tons of sediments to the estuarine and coastal area, which formed a great OC pool. In the sampling spots, seven quadrats of 50 cm × 50 cm and five sediments cores of 20 cm deep (40 cm deep in December) were randomly established in order to collect vegetations and core sediments samples during the low tide each month except November. After pretreatment, the core sediments were sieved and their OC contents were measured according to the potassium dichromate method. The results show that the higher surface sediment OC content in summer comes from allochthonous terrigenous particle settlements on the Chongming east middle tidal flat S. mariqueter zone. In autumn and winter, the decomposing of the defoliated S. mariqueter increases the surface sediments OC content. Settling velocity, sediment temperature and S. mariqueter growth are the main factors that can control the sediment carbon content. Summer is the "carbon losing" period of the tidal flat sediments, while from September, it changes into the "carbon accumulating" period of sediment OC pool because of the decomposing of dead S. mariqueter community in the sediments. From this alternation of "carbon losing" period and "carbon accumulating" period, we conclude that carbon in the OC pool of the middle tidal flat S. mariqueter zone sediments mainly comes from the atmospheric carbon rooted by S. mariqueter photosynthesis.     

农户土地用途变更空间决策行为分析——以江苏省常熟市、如东县和铜山县为例

在理解农户土地利用决策机制的基础上,利用江苏省的铜山县、如东县和常熟市329份农户问卷调查数据,采用Tobit模型以及方差分析方法探讨了影响农户土地用途变更空间决策的影响因素。研究表明:自主经营人数比重越高,农户选择改变用途地块的距离就越远,而打工导致的劳动力转移对于农户土地用途变更空间决策则没有显著影响;农户的存款越多资金越充足,农户改变用途地块的距离可能就越远;相对于铜山县,如东县和常熟市两地农户改变土地用途的地块距离相对较远;变更后地块的用途不同对于改变用途地块的选择也有影响,变更为渔业养殖用地则通常会选择离家较近的地块,而在种植业内改变用途,通常会选择离家较远的地块。     

Extraction and spatiotemporal evolution analysis of tidal flats in the Bohai Rim during 1984-2019 based on remote sensing

Tidal flats, a precious resource that provides ecological services and land space for coastal zones, are facing threats from human activities and climate change. In this study, a robust decision tree for tidal flat extraction was developed to analyse spatiotemporal variations in the Bohai Rim region during 1984-2019 based on 9539 Landsat TM/OLI surface reflection images and the Google Earth Engine (GEE) cloud platform. The area of tidal flats significantly fluctuated downwards from 3551.22 to 1712.36 km² in the Bohai Rim region during 1984-2019, and 51.31% of tidal flats were distributed near the Yellow River Delta and Liaohe River Delta during 2017-2019. There occurred a drastic spatial transition of tidal flats with coastline migration towards the ocean. Low-stability tidal flats were mainly distributed in reclamation regions, deltas, and bays near the estuary during 1984-2019. The main factors of tidal flat evolution in the Bohai Rim region included the direct impact of land cover changes in reclamation regions, the continuous impact of a weakening sediment supply, and the potential impact of a deteriorating sediment storage capability. The extraction process and maps herein could provide a reference for the sustainable development and conservation of coastal resources.     

沿海不同年限围垦区土壤剖面有机碳同位素与粒度特征——以江苏省东台市为例

根据江苏沿海不同年限围垦区土壤剖面有机碳稳定同位素(δ13C)与粒度资料,研究了不同年限围垦区土壤粒度特征变化情况与有机质来源变化特征。结果表明,在气候和母质基本相同的条件下,土壤δ13C和粒度特征主要受围垦年限和人类活动干扰影响。随着围垦年限的增加,土壤平均粒径显著降低,表现为DT7(33.93μm,林地,已围垦近60 a)DT1(46.10μm,农用地,已围垦16 a)DT6[48.21μm,盐蒿(Suaeda salsa)滩,已围垦2 a]。其中,DT6、DT7(30 cm以下)、DT1剖面粒度记录均具有自下向上逐渐变细的特点,粗颗粒组分逐渐减少,反映了粉砂淤泥质海岸围垦前原始潮滩沉积物的自然演化特点,DT7剖面30 cm以上逐渐变粗则可能主要由于已围垦近60 a里表层堆积了大量枯枝落叶所致。人类活动干扰在沉积记录中也较明显,DT6盐蒿滩剖面δ13C值总体上表现为海洋自生有机碳,主要反映原始沉积母质特征。DT1农用地剖面0~40 cm耕作层由于受开垦、翻耕、除草、施肥等各种人类活动干扰较大,各粒度组成及粒度参数均开始出现显著变化,这在表层迅速变轻的δ13C值也有所反映。DT7林地剖面尽管受人类干扰相对较小,但由于受到表层堆积的大量枯枝落叶等凋落物的影响,各粒度组成及参数在上部均也表现出明显变化,特别是表层0~10 cmδ13C值已呈明显的陆源性。δ13C值所表现出的陆源和海洋自生有机碳特征与根据经验公式计算的结果也具有较好的一致性。     

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...