青藏高原东北部甘加盆地古梯田地层与年代初探

梯田是人类几千年来利用和改造自然能力的象征,在人类社会发展中发挥了重要的作用。甘加盆地位于青藏高原东北部甘肃省夏河县,盆地内的丘陵、山麓地带分布大面积的层状梯形景观,疑似弃耕的古代梯田。本文在实地考察的基础上,基于卫星遥感资料,通过GIS手段分析发现古梯田面积为42.2 km²（约63000亩）,主要分布在盆地内央曲河及其支流两侧海拔2936~3326 m间的山坡上。通过对3个古梯田剖面样品的磁化率、总有机碳/氮（TOC、TN）含量、孢粉、粒度等环境代用指标分析,同时对比具有准确年代控制的自然剖面磁化率与粒度。研究结果显示：梯田开垦于晚全新世（距今3000 a）古土壤,梯田剖面顶部25~35 cm不同于自然剖面而呈均一化的指标证实了耕作层的存在（距今约1000 a以下层位）;但耕作层之上TOC、TN含量的增多,以及梯田剖面与自然剖面整体一致的指标变化趋势说明了梯田被短期利用后长期废弃;结合历史文献资料推断夏河古梯田是在北宋“弓箭手屯田”制度（1074—1125年）下开垦的;气候重建资料显示该时段温度较高、降水增加,整体有益于农业生产。本文提供了过去人类社会适应气候变化的典型案例。     

平原农区土地综合整治与乡村转型发展协同机制

平原农区是保障国家粮食安全的核心区,土地综合整治与乡村转型发展协同有利于缓解平原农区经济发展、耕地保护、生态保育等多重压力,保障乡村振兴政策落实。本文以“问题研判—策略梳理—机制构建—实证检验”为研究主线,探讨两者协同机制。研究表明：① 平原农区“三生”空间利用冲突显著,生产空间低值低效、生活空间无序空废、生态空间污损衰退共同制约乡村转型发展;② 面向土地价值提升、人居环境改善、产业融合发展的土地综合整治优化策略,有利于推动乡村转型发展;③ 新时期,土地综合整治由“以地为本”单要素调控转向“人、地、业、权”多要素协同综合整治,权利重组、空间重构、产业重塑是推动土地综合整治与乡村转型发展协同的核心机制;④ 平原农区典型地区禹城市,聚焦土地权属调整、空心村整治和现代产业培育,实现土地综合整治与乡村转型发展的协同推进。本文有利于深化平原农区人地系统科学新认知,为构建现代化国土空间治理体系和全面推进乡村振兴提供实践参考。     

基于小波变换的生态系统服务权衡尺度效应与影响因素研究——以珠江三角洲为例

识别生态系统服务间的多尺度权衡关系及其影响因素对于指导管理决策和推进可持续发展至关重要,然而尺度响应特征及差异变化成因尚不明确,其中一个重要原因是缺乏科学合理的尺度划分方法。本文评估了珠三角地区的土壤保持、水源涵养、生境质量、自然游憩共4种关键生态系统服务量,基于小波变换的特征尺度估算方法,确定了研究权衡关系的最佳聚合规模序列。应用相关性分析和地理探测器方法,定量化识别权衡强度在各个尺度的影响因素,并比较了不同尺度间主导影响因素的差异特征。结果表明：① 权衡强度在6条样线上的特征尺度突出,2000~11500 m是研究权衡关系的最佳尺度序列范围。② 自然游憩与水源涵养、生境质量之间存在协同关系,自然游憩与土壤保持互为权衡关系。三对服务组合之间的相互作用大多随着尺度的增大而增强,特别是在县级行政管理规模上,所有配对服务表现出最强的协同或最弱的权衡关系。③ 植被覆盖度对权衡强度的驱动作用突出且相对稳定。地形因素是小尺度范围内权衡关系变化的主导影响因素,而气候因素和景观格局指数在较大尺度的影响作用显著。本研究通过优化传统的多尺度研究序列构建方法,为调控各类驱动因素以制定多级管理决策提供参考。     

东北地区农业现代化发展水平测度与时空演变分析

率先实现农业现代化是全面振兴、全方位振兴东北老工业基地的重大任务。根据中国农业现代化理论内涵和实践要求,从投入、产出、社会发展3个维度构建农业现代化评价指标体系,对2008年、2018年东北地区40个地级行政单元的农业现代化水平进行测度与阶段划分。结果表明：① 从空间格局看,东北地区农业现代化水平呈现出“沿东北-西南轴线地区较高,轴线东西两侧地区较低”的空间格局,三江平原、松嫩平原及环渤海地区为高值集聚区;② 从发展速度看,东北地区各地市农业现代化水平整体有所提高,北部地区发展速度整体大于南部;③ 从所处阶段看,2018年处在农业现代化“初步实现”的地市占比达86%,东北地区农业现代化水平总体处在由“初步实现”向“基本实现”的转变阶段;④ 农业现代化发展水平3个分维度指标在地理空间上也表现出一定的地域分异格局;⑤ 不同地区应针对发展优势及资源禀赋,走符合自身特点的农业现代化路径。     

鄱阳湖环湖区生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

基于修订的当量因子表,结合1988—2020年7期土地利用数据,运用GIS数据处理和空间分析等方法探究了鄱阳湖环湖区生态系统服务价值的时空演变特征,同时引入生态系统服务权衡协同度模型对食物生产、水文调节、土壤保持等7项生态服务功能进行权衡与协同分析。结果表明：① 1988—2020年鄱阳湖环湖区生态系统服务价值从577.95亿元增至592.50亿元,呈先增后减再增的波动变化特征。② 生态系统服务价值的空间分布表现为明显的不均衡性,ESV显著减少的区域为南昌市区、九江市区以及其它各区县的城镇建成区,生态系统服务价值增加的区域均匀分布在研究区东北和西北地区以及靠近研究区外侧的东南和西南地区。③ 协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系较少且主要存在于食物生产与其他服务之间。     

生态系统服务社会价值与生态价值的权衡与协同关系——以普达措国家公园为例

以香格里拉普达措国家公园为研究区,借助SolVES模型和InVEST模型,分别度量其社会价值（美学价值、文化价值、游憩价值）和生态价值（生境质量、碳储量、水源供给）的空间特征,并运用双变量空间自相关分析对二者空间权衡与协同关系进行研究。研究表明：① 社会价值的高值区呈“多核心,多条状”的空间格局,社会价值指数高达8.6（该指数介于1~10）,且距水体的距离越近对社会价值的贡献越大（贡献度为45.9%）;② 生态价值良好及优的空间范围占园区面积的1/2（49.91%）,主要位于原始森林保存良好的碧塔海片区和尼汝东北部扎诺一带;③ 社会价值与生态价值之间存在显著的空间依赖性,其中社会价值低,生态价值高的区域是园区最主要的空间聚集特征。该研究可为生态系统服务的可持续管理决策提供科学依据,以及有助于完善基于生态系统服务的社会?生态系统分析理论框架。     

基于贝叶斯网络的生态系统服务空间格局优化——以泾河流域为例

城市高速发展引起了区域土地利用格局的改变,不仅影响生态环境质量,而且还对生态系统服务的空间格局产生影响,在此基础上优化生态系统服务显得至关重要。在泾河流域2000—2020年净初级生产力（Net primary productivity, NPP）、农业生产力、土壤保持和产水服务空间评估的基础上,将贝叶斯网络和生态系统服务相结合,在关键变量子集和可视化的最优状态子集的基础上,评估了4种生态系统服务需要优化的区域,为区域经济和生态和谐发展提供参考。结果表明：（1） 水文评价模型（Soil and water assessment tool, SWAT）模型能较准确地模拟区域的径流量。通过模拟值和观测值对比分析,该模型具有较高的决定性系数（R²>0.6）和纳什效率系数（NSE>0.5）,可为进一步评估产水服务提供保障。（2） 2000—2020年泾河流域4种生态系统服务的时空差异性较为显著。在时间尺度上,4种生态系统服务均呈现波动中上升的趋势,在空间尺度上呈现较为稳定的变化趋势。（3） 通过对4种生态系统服务优化区域进行叠加分析,发现综合优化区域集中在彭阳县的中部和西南部以及环县的零星区域。研究结果对指导优化区域进行生态系统的可持续管理以及改善生态系统的退化状况具有重要意义。     

韩国济州岛柑橘园景观与空间分布演变（1526—2019年）

韩国济州岛的柑橘园景观具有重要的文化遗产价值,是当地人利用济州岛特殊的气候、水文、植被环境所塑造的独特农业景观。16世纪朝鲜王朝建立柑橘进贡制度,济州官府设置柑橘园,此后至今,济州岛柑橘园区域分布与地理景观都呈现较大变迁。文章结合气候、水资源等自然因素与韩国柑橘产业政策、市场、社会变化与技术进步等人文因素,分析16世纪以来济州岛柑橘园景观与空间分布变化,探讨济州岛柑橘生产空间变迁原因与驱动力。结果显示：16世纪至2019年,济州岛柑橘生产经历了发展、没落、强力复兴的大起大落发展历史,呈现从北到南的生产空间大迁移,柑橘生产空间逐渐扩大。济州岛的柑橘园生产经历从朝鲜时期的官府果园到现代观光体验农场的转变。柑橘生产空间变迁与地理景观变化的原因与驱动力较复杂,水资源是影响朝鲜时期柑橘园分布的主要自然因素。社会制度、交通与市场是16世纪以来影响柑橘园生产空间扩展的主要人文因素,在近500年的柑橘生产空间发展变迁的过程中,人文因素不断加强,影响柑橘空间与地理景观的优化调整。20世纪70年代以来,水资源开发技术的进步改变了现代柑橘园生产空间分布格局。对济州岛柑橘园长时段的生产空间与地理景观变化及其作用机制的研究,可以为中国传统柑橘栽培地区打造具有地方特色柑橘园文化景观与民俗、文化产品,以及中国柑橘产业的升级发展提供参考。     

胡麻生理生化代谢指标对干旱胁迫的响应及其模拟模型的研究

为进一步研究胡麻生理生化代谢指标响应干旱胁迫时对胡麻产量的影响,采用盆栽控水法模拟胡麻干旱胁迫,依据2013—2014年甘肃省定西市西巩驿镇胡麻试验数据,建立并检验胡麻干旱胁迫模型,模拟干旱胁迫时对胡麻生理生化指标及产量影响,利用均方根误差（RMSE）和决定系数（R²）描述模型拟合度。结果表明：（1） 模型产量模拟值的RMSE为41.3159~155.6685 kg·hm^-2,平均值为80.1837 kg·hm^-2;R²为0.8929~0.9894,平均值为0.9387,该模型具有较好的拟合度、可行性也较强。（2） 在重度干旱胁迫下,抗氧化代谢指标——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）中,CAT活性表现趋势为下降,终花期POD活性增幅（26.09%~28.00%）最大;渗透调节的3种物质含量均显著上升,其中脯氨酸增幅最大,达236.22%。（3） 呈现出极显著相关性的各指标有3组,分别是脯氨酸与叶绿素、丙二醛和CAT活性;可溶性蛋白与丙二醛和CAT活性;POD活性与SOD活性。胡麻生理生化指标响应不同程度干旱胁迫与胡麻的产量有极强的关联,此模型的建立是对胡麻生理生化指标响应干旱胁迫的科学补充,进一步为胡麻的高效生产管理及农业生产系统提供理论依据和支持。     

Nutrient export via overland flow from a cultivated field of an Ultisol in southern China

Understanding the influence of complex interactions among hydrological factors, soil characteristics and biogeochemical functions on nutrient dynamics in overland flow is important for efficiently managing agricultural nonpoint pollution. Experiments were conducted to assess nutrient export from Ultisol soils in the Sunjia catchment, Jiangxi province, southern China, between 2003 and 2005. Four plots were divided into two groups: two peanut plots and two agroforestry (peanut intercropped with citrus) plots. During the study period, we collected water samples for chemical analyses after each rainfall event that generated overland flow to assess nutrient export dynamics. The concentrations of potassium (K) and nitrate‐N (NO₃^––N) in overland flow were higher during the wetting season (winter and early spring). This reflects the solubility of K and NO₃^––N, the accumulation of NO₃^––N during the dry season and an increase in desorption processes and mixing with pre‐event water caused by prolonged contact with soil in areas with long‐duration, low‐intensity rainfall. In contrast, concentrations of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were higher during the wet season (late March to early July) and during the dry season (mid‐July to the end of September or early October). This was due to the interaction between specific hydrological regimes, the properties of the Ultisol and particulate transport processes. Variations in nutrient concentrations during storm events further identified that event water was the dominant source of total nitrogen and total phosphorus, and pre‐event water was the dominant source of NO₃^––N. In addition, the results obtained for the different land uses suggest that agroforestry practices reduce nutrient loss via overland flow. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.