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湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价

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水土保持通报 2024年第1期44卷 118-126页

作者：李丽夏卫生周浩湖南师范大学地理科学学院湖南长沙410081

[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法]根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各... 详细信息

[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法]根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配。[结果]湖南省2020年共养殖猪当量4.27×10^(7)头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和TN,TP耕地负荷分别为19.04t/hm^(2),94.85,24.99kg/hm^(2),耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市、娄底市、怀化市、郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23×10^(8)头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%。各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市、益阳市、岳阳市、邵阳市、长沙市、永州市、衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00×10^(6)头以上。在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市、娄底市、怀化市、郴州市要鼓励林地、园地的作物管理者增加有机肥的施用比例,加大粪污消纳量,才能降低耕地环境污染风险。[结论]湖南省畜禽养殖耕地环境风险整体上较低,畜禽养殖业发展空间很大,但是部分地市州存在耕地污染风险,必须调整粪污消纳去向,才能缓解耕地的粪污消纳压力,推动农业可持续发展。

关键词：畜禽养殖耕地负荷土地承载力湖南省

国家安全视角下中越边境广西段土地利用模拟研究

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世界地理研究 2024年

作者：莫成鑫黄天能夏卫生范清瑶周浩广西财经学院经济与贸易学院湖南师范大学地理科学学院

探索边境土地利用规律和趋势，对维护边境土地安全和推进边境高质量发展意义重大。采用改进的K均值聚类算法进行空间地理分区，运用核密度分析、地理探测器等方法分析中越边境广西段用地变化趋势。通过审视现有边境安全问题，设置自然... 详细信息

探索边境土地利用规律和趋势，对维护边境土地安全和推进边境高质量发展意义重大。采用改进的K均值聚类算法进行空间地理分区，运用核密度分析、地理探测器等方法分析中越边境广西段用地变化趋势。通过审视现有边境安全问题，设置自然发展、国家安全两类情景模拟预测研究区未来土地利用变化，结果表明：①空间地理分区后的模拟精度显著提高，模拟设置的条件参数符合国家安全战略发展的研究需求；②自然发展情景下，不合理用地结构持续加剧边境虚空态势。国家安全情景下，建设用地保持较高增长速度，永久基本农田、中高郁闭度林地减少趋势得到遏制；③两种情景的土地利用差异主要体现在耕地、中高郁闭度林地、建设用地三类用地，社会变迁、经济发展需求与土地利用方式之间的矛盾潜移默化影响着中越边境广西段的安全；④未来，中越边境广西段的土地利用应以国家安全战略为指引，通过实施差异化的边境国土空间管控、沿边村庄原地城镇化等措施引领边境地区安全稳定发展。

关键词：土地管理国家安全元胞自动机空间聚类中越边境广西段

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影响湖南省AQI的主要气象因子分析

湖南师范大学自然科学学报 2024年

作者：陈冬素李巧媛阎丽夏卫生湖南省环境保护科学研究院湖南省气象台湖南师范大学地理科学学院

为了落实《湖南省大气污染防治攻坚行动工作方案》对空气质量预报精细化的要求，本研究基于湖南省主要城市2015—2022年间的空气质量数据和气象要素数据，采用统计分析、相关分析、主成分分析法（PCA）等方法，分析了湖南省空气质量指数... 详细信息

为了落实《湖南省大气污染防治攻坚行动工作方案》对空气质量预报精细化的要求，本研究基于湖南省主要城市2015—2022年间的空气质量数据和气象要素数据，采用统计分析、相关分析、主成分分析法（PCA）等方法，分析了湖南省空气质量指数（AQI）与气象条件之间的关系，提取了影响湖南省不同等级AQI的主要气象因子，并分析了不同等级污染天气的主要气象影响因子。结果显示：（1）在研究期内，湖南空气质量优良天数优于全国平均水平，污染天数分布存在显著的区域差异，部分城市没有出现过严重污染天气。（2）多个气象要素组合构成的气象因子共同对AQI产生影响，影响湖南省AQI的主要气象因子包括气温、水汽与日照组合、平均风速以及降水量；除严重污染天气外，气温因子是影响湖南AQI的首要因子。（3）单个气象要素与AQI之间的相关性较弱。（4）地形的影响使气象条件分布更复杂，而且主要影响AQI的气象因子存在区域差异，增加了AQI精细化预报的难度。

关键词：湖南省空气质量指数主要气象影响因子主成分分析法

秦岭东段洛河流域土地利用变化的地形梯度效应研究

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湖南师范大学自然科学学报 2024年第3期47卷 10-18页

作者：佟涛颜俊君王亚星周浩夏卫生河南省资源环境调查一院郑州450007 河南省自然资源科技创新中心(资源环境承载能力评价与监测预警研究) 郑州450007 湖南师范大学地理科学学院长沙410081

明晰典型地势起伏区土地利用变化与地形因素的关系,对国土空间布局及区域协调发展具有重要现实意义。基于秦岭东段洛河流域多期土地利用数据及DEM数据,运用土地利用图谱法、标准差椭圆分析法和地形位分析法,揭示自2000年以来当地土地利... 详细信息

明晰典型地势起伏区土地利用变化与地形因素的关系,对国土空间布局及区域协调发展具有重要现实意义。基于秦岭东段洛河流域多期土地利用数据及DEM数据,运用土地利用图谱法、标准差椭圆分析法和地形位分析法,揭示自2000年以来当地土地利用变化的时空分异特征,并探讨在不同土地利用变化下的地形梯度效应。研究结果表明:(1)20年间,土地利用变化多围绕耕地、草地和建设用地进行,且表现出显著的类型异质性及阶段差异性特点。(2)以耕地和林地为主的稳定型图谱面积占比达到88.17%,前期变化型和后期变化型分别为7.44%和3.51%,耕地被建设占用更偏向于无序化发展。(3)中低及其以上地形梯度的耕地逐渐趋向于低地形梯度区发展,林地的地形分布指数呈“S”型上升态势,草地则表现出中间高两边低的正态分布规律。(4)各图谱的地形分布指数随地形位增加表现出不同的趋势性规律,土地利用变化呈明显地形梯度效应。研究认为当地国土管理工作应重点关注反复变化型图谱和持续变化型图谱,并注意科学缓解和引导耕地水土流失及坡耕地开发利用问题。

关键词：土地利用变化地形效应地学图谱秦岭东段洛河流域

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基于椭球体建模的多机器人碰撞检测方法研究

机床与液压 2024年第1期52卷 74-78页

作者：许晓群侯忠平王昌顺杜能夏卫生湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂湖北武汉430040 华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074

多机器人协同工作共享的工作空间使得机器人彼此之间存在交互运动,这将不可避免地导致机器人在运动过程中发生碰撞现象,一旦碰撞发生就会造成严重的操作事故,所以碰撞检测是多机器人协作技术中重要的环节之一。针对多机器人碰撞检测问题... 详细信息

多机器人协同工作共享的工作空间使得机器人彼此之间存在交互运动,这将不可避免地导致机器人在运动过程中发生碰撞现象,一旦碰撞发生就会造成严重的操作事故,所以碰撞检测是多机器人协作技术中重要的环节之一。针对多机器人碰撞检测问题,主要研究基于离散的碰撞检测,在规划的路径上划分时间步,反复地进行静态碰撞检测,从而完成机器人在运动过程中的碰撞检测。针对基于椭球体建模的多机器人碰撞检测问题,采用椭球体包围机器人连杆、关节等结构,获取空间椭球体间最短距离来判断机器人间是否有碰撞发生。针对椭球体间最短距离的求解,采用基于椭球坐标系的最短距离求解算法,以其中一椭球体中心为原点和椭球的半轴长建立局部椭球坐标系,利用等高面的概念来求解另一椭球体到椭球坐标系原点的最短距离,计算效率更快。对机器人结构参数进行初始化,并提取规划路径的空间位置参数,在路径上划分时间步,在每一个时间步上反复调用碰撞检测算法函数,从而获取机器人运动过程中各个离散点的最短距离,最终得到最短距离变化曲线,进行碰撞检测。并通过一个仿真算例验证了此方法的有效性。

关键词：机器人运动学碰撞检测椭球体建模最短距离

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无人机助推智慧农业发展

湖南农业科学 2024年第1期 93-98页

作者：陈武强莫成鑫田波藤召友伍艳夏卫生长沙巨鼎工程技术有限公司湖南长沙410081 湖南师范大学地理科学学院湖南长沙410081

探究无人机技术在现代化农业中的应用是发展智慧农业的重要内容之一。运用文献研究的方法,综述了无人机技术在农业领域中的应用进展,认为无人机技术在智慧农业中的应用包括农作物信息数据监测、精准植保以及农业生产布局等,且相比传统... 详细信息

探究无人机技术在现代化农业中的应用是发展智慧农业的重要内容之一。运用文献研究的方法,综述了无人机技术在农业领域中的应用进展,认为无人机技术在智慧农业中的应用包括农作物信息数据监测、精准植保以及农业生产布局等,且相比传统生产方式具有快速、精确、高效、环保等独特优势,同时明确了无人机技术在农业生产中的作用,有助于推动智慧农业进一步发展。

关键词：无人机智慧农业精准农业数字农业综述

湖南省坡耕地区耕地质量时空分异特征及管理分区研究——以凤凰县为例

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灌溉排水学报 2022年第12期41卷 89-96,106页

作者：董曼慧夏卫生李丽周浩湖南师范大学地理科学学院长沙410000

【目的】探明湖南省坡耕地区所在区域综合质量的时空分异格局及变化成因。【方法】利用层次分析法和隶属度函数模型、综合指数模型以及局部自相关模型,以凤凰县第二次全国土地调查和第三次全国国土调查的耕地数据为底图,对凤凰县2010年... 详细信息

【目的】探明湖南省坡耕地区所在区域综合质量的时空分异格局及变化成因。【方法】利用层次分析法和隶属度函数模型、综合指数模型以及局部自相关模型,以凤凰县第二次全国土地调查和第三次全国国土调查的耕地数据为底图,对凤凰县2010年及2020年的耕地质量进行定量化评价,分析其时空分异的特征及其影响因素。【结果】①凤凰县耕地质量在2010—2020年整体呈上升趋势,全县耕地以中等质量耕地为主。②凤凰县2期耕地质量等级的区间分布情况和空间分布情况具有一定的相似性,区间分布变化主要由耕地的农田管理、养分状况的相关指标变化引起,而空间分布的变化的原因主要是高标准农田、坡耕地治理等工程建设。③凤凰县耕地质量存在空间自相关性,区域间的生产要素流动性增强,区际耕地质量差异缩小是导致高-高型和低-低型分布形态发生变化的原因。④考虑坡耕地区安全生产、平稳经济及保护生态等目标,将凤凰县划分为优先保护区、适宜改良区、质量挖潜区以及综合整治区4个管理分区。【结论】凤凰县2020年耕地综合质量较2010年提高约0.08个等级,在坡耕地区因地制宜地实施坡耕地治理等工程措施对于耕地质量有一定的正向影响,未来可结合质量管理分区结果对坡耕地的质量维护和提升进行现实指导。

关键词：坡耕地区耕地质量等级时空变化凤凰县

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湖南省地块尺度土壤重金属污染及成因研究

环境科学与技术 2023年第S1期46卷 60-66页

作者：董曼慧夏卫生周浩朱捍华湖南师范大学地理科学学院湖南长沙410081 中国科学院亚热带农业生态研究所湖南长沙410125

准确评价地块尺度的农田重金属污染状况及识别土壤重金属污染成因对农田土壤生态保护具有重要的实践价值。经长株潭重金属污染耕地修复综合治理试点调查发现,湘潭县部分远离工矿企业的地块存在成因未明的重金属Cd污染,文章选取湘潭县Y镇... 详细信息

准确评价地块尺度的农田重金属污染状况及识别土壤重金属污染成因对农田土壤生态保护具有重要的实践价值。经长株潭重金属污染耕地修复综合治理试点调查发现,湘潭县部分远离工矿企业的地块存在成因未明的重金属Cd污染,文章选取湘潭县Y镇某Cd污染水田地块为研究对象,通过测定土壤中重金属含量,基于内梅罗污染指数法和UNMIX模型,评估土壤重金属污染状况,识别其污染成因。结果表明:(1)研究区生态环境整体处于中等风险状况,水田土壤中元素Ni、Cr、Pb、Zn、Cd、Hg、As的含量均值分别达到了湖南省土壤环境背景值的149%、158%、246%、144%、554%、274%、135%,以农用地土壤污染风险筛选值作为标准,Cd的点位超标率达到了45.83%,综合污染指数达到了2.27,污染较为严重;(2)UNMIX模型对地块尺度的农田重金属污染源解析问题具有适宜性。Ni、Cu、Cr、Pb、Hg、As含量变化主要受土壤自身理化性质的影响,而土壤中Zn、Cd主要来源于人为活动,无序的农业投入是造成Cd污染异常的主要原因。

关键词：重金属污染地块污染评价污染成因 UNMIX模型湘潭县

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耕地规模、细碎化对化肥面源污染的影响

中国生态农业学报（中英文） 2023年第7期31卷 1081-1093页

作者：文高辉王夏玙胡贤辉夏卫生湖南师范大学地理科学学院长沙410081 地理空间大数据挖掘与应用湖南省重点实验室长沙410081

不科学不合理的化肥投入所导致的化肥面源污染问题日益严重,而耕地作为农业生产最基本、最稀缺的资源,耕地规模、耕地细碎化等耕地资源禀赋特征直接制约着农户的化肥投入行为,因此,探究耕地规模、细碎化等耕地资源禀赋特征对化肥面源污... 详细信息

不科学不合理的化肥投入所导致的化肥面源污染问题日益严重,而耕地作为农业生产最基本、最稀缺的资源,耕地规模、耕地细碎化等耕地资源禀赋特征直接制约着农户的化肥投入行为,因此,探究耕地规模、细碎化等耕地资源禀赋特征对化肥面源污染的影响机制,对化肥面源污染治理,促进农业绿色转型和可持续发展有重要意义。本文将耕地规模细分为耕地经营规模与地块规模,从理论上探讨耕地经营规模、地块规模、耕地细碎化三者间的关系及其对化肥面源污染的影响机理,并基于洞庭湖区域595份农户问卷调查数据,利用Tobit模型进行实证检验。研究表明:1)耕地细碎化会增加化肥面源污染,且随耕地细碎化程度加深,会削弱耕地经营规模或地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响;2)耕地经营规模与化肥面源污染排放强度之间呈“U”型关系,耕地经营规模的扩大有利于削弱耕地细碎化产生的负向影响,加强地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响;3)地块规模对化肥面源污染有显著削减作用,且地块规模扩大,能削弱耕地细碎化加深产生的负向影响,加强耕地经营规模扩大产生的正向影响。据此,为减少化肥面源污染,应将土地整治与耕地流转相结合,鼓励农户在适度范围内扩大耕地经营规模的同时,推动地块规模的扩大,降低耕地细碎化程度,有效发挥耕地规模效益。

关键词：耕地经营规模地块规模耕地细碎化化肥面源污染