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饶河流域水源涵养服务供需演变及驱动因素

水土保持通报 2024年第2期44卷 389-399,464页

作者：高明会蔡海生张学玲佘艳彭思卿江西农业大学江西省自然资源利用科技与管理创新研究基地/南昌市鄱阳湖生态重点实验室富硒农业产业发展研究中心江西南昌330045 江西农业大学国家林草局鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复实验室江西南昌330045 自然资源部大湖流域国土空间生态保护修复工程技术创新中心江西南昌330045 江西省国土空间调查规划研究院江西南昌330045

[目的]探究流域水源涵养服务供需的时空分异特征及主要驱动因素,为流域水资源管理和优化配置及生态安全与保护提供科学依据和参考。[方法]以饶河流域为研究区,基于InVEST模型和多源数据定量评估研究区水源涵养服务供给、需求,根据供需... 详细信息

[目的]探究流域水源涵养服务供需的时空分异特征及主要驱动因素,为流域水资源管理和优化配置及生态安全与保护提供科学依据和参考。[方法]以饶河流域为研究区,基于InVEST模型和多源数据定量评估研究区水源涵养服务供给、需求,根据供需指数得到水源涵养服务供需匹配空间关系,利用地理探测器进一步探究水源涵养服务供需关系空间异质性的主要驱动因素。[结果]①2005—2020年水源涵养服务供给和需求量均呈现先增后减的趋势,不同土地利用类型的水源涵养能力具有显著差异,其中林地和草地水源涵养能力明显高于耕地和城乡工矿用地;②水源涵养服务供给和需求空间分布具有明显的空间异质性和不匹配特征,水源涵养供需匹配赤字区主要分布在西部鄱阳县、万年县、乐平市、昌江区和珠山区,盈余区分布在北部浮梁县、东部婺源县、德兴市和弋阳县;③自然因素中年潜在蒸散发、高程和林地覆盖率是影响水源涵养服务供需关系的主要因素,同时,城乡工矿用地和耕地覆盖率等人为因素起主导作用,自然因素和人为因素交互作用,加剧水源涵养服务供需失衡。[结论]饶河流域水源涵养服务供需关系优化存在挑战,未来应在该地区加快建立生态补偿机制,优化林地水源涵养功能,提高水源涵养服务供给,提升水资源利用效率,进一步实现区域水源涵养服务供需平衡,促进生态系统与社会经济系统协调发展。

关键词：水源涵养服务供需关系 InVSET模型地理探测器饶河流域

基于地理探测器的江西省万安县生态脆弱性时空演变及驱动力分析

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水土保持通报 2018年第4期38卷 207-214页

作者：张莹张学玲蔡海生江西农业大学江西省鄱阳湖流域农业生态工程技术中心/南昌市鄱阳湖生态重点实验室/农村土地资源利用与保护研究中心江西南昌330045

[目的]对江西省万安县生态脆弱性近30a的脆弱性进行定量研究,为县级土地脆弱性定量评价提供借鉴方法,以此促进县级社会—经济—生态可持续发展。[方法]运用1987,1995和2015年3期遥感影像数据,在分析生态脆弱性概念与评价方法的基础上,依... 详细信息

[目的]对江西省万安县生态脆弱性近30a的脆弱性进行定量研究,为县级土地脆弱性定量评价提供借鉴方法,以此促进县级社会—经济—生态可持续发展。[方法]运用1987,1995和2015年3期遥感影像数据,在分析生态脆弱性概念与评价方法的基础上,依循"压力—状态—响应"评估框架,选取景观分维数、破碎度、优势度、景观适应度4个景观格局指数,以及人类活动干扰指数、植被覆盖度指数、地形指数、景观类型指数,从生态压力度、敏感度、恢复力3个方面出发运用熵权灰色关联法构建生态脆弱性评价模型,基于格网尺度对万安县生态脆弱性进行动态评价和分析。[结果]1987—2015年万安县生态脆弱性不断加剧,其中存在68.72%的样本区生态脆弱度指数增大。通过万安县生态脆弱性分布图和趋势图可知,全县生态脆弱度高值区域集中在中北部地区而低值区集中于南部和西北部。采用空间自相关分析法分析万安县土地生态脆弱性指数空间上的集聚特征和显著性,1987—2015年万安县土地生态脆弱性存在较高的空间自相关性,空间自相关性呈现上升趋势。运用地理探测器方法,表明万安县生态脆弱性主要驱动因素是乡镇人均纯收入、单位耕地面积化肥施用量和非农业人口比重。[结论]研究区生态环境严峻,亟需针对万安县资源、气候、地形、土壤等条件,合理规划用地,科学系统划分生态功能区。

关键词：景观格局生态脆弱性空间自相关万安县地理探测

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鄱阳湖平原耕地多功能时空演变及其驱动机制

水土保持通报 2023年第3期43卷 245-253页

作者：张宇佳蔡海生张学玲陈理庭何庆港江西农业大学江西省自然资源利用科技与管理创新研究基地/农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室/南昌市鄱阳湖生态重点实验室/富硒农业产业发展研究中心江西南昌330045

[目的]科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法]运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果]①2000—2020年鄱阳湖... 详细信息

[目的]科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法]运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果]①2000—2020年鄱阳湖平原各县区耕地综合功能总体呈上升趋势,受社会经济发展水平影响显著,具体表现为耕地综合功能的提高优先发展于社会经济发展较快地区,如南昌县、安义县等南昌市周边地区。②20 a间鄱阳湖平原耕地多功能变化趋势不同,其中生产和景观美学功能呈现增长趋势,生态维持和社会保障功能则出现下降趋势,说明鄱阳湖平原耕地生产功能虽有所提高,但难以保障日益增长的粮食、经济需求,同时第二、三产业的飞速发展使耕地所能提供的经济贡献比重逐渐下降。③鄱阳湖平原耕地多功能发展水平受社会和自然两方面影响,社会因素可通过实施改善农业生产基础条件,保障农村居民最低收入,提高农村居民医疗福利标准等政策调节,自然环境方面则需要人类共同保护、修复生态环境。[结论]多种因素共同影响鄱阳湖平原耕地多功能发展水平,合理制定耕地保护利用政策、保障农村居民生活水平对提高耕地多功能发展水平具有促进作用。

关键词：耕地多功能时空演变地理探测器驱动机制鄱阳湖平原

基于景观格局及元胞自动机-马尔科夫模型的县域生态风险评价——以江西省婺源县为例的实证研究

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林业经济 2020年第8期42卷 50-63页

作者：何庆港蔡海生张学玲张婷陈艺王立国曾珩江西农业大学江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室/江西农业大学富硒农业产业发展研究中心南昌330045 江西旅游商贸职业学院南昌330100 江西省土地开发整理中心南昌330002

开展县域生态风险评价,是客观认知区域景观生态风险变化规律、诊断土地景观生态问题的重要途径,可为县域科学管理和保护生态环境提供科学依据。文章以江西省婺源县为研究区域,基于2005年、2010年及2015年三期景观类型数据,构建景观生态... 详细信息

开展县域生态风险评价,是客观认知区域景观生态风险变化规律、诊断土地景观生态问题的重要途径,可为县域科学管理和保护生态环境提供科学依据。文章以江西省婺源县为研究区域,基于2005年、2010年及2015年三期景观类型数据,构建景观生态风险指数,运用空间分析等方法,对婺源县景观生态风险及其时空演变特征、地形梯度特征进行分析。进一步结合元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)模型,对婺源县2025年景观格局及其生态风险进行预测分析。结果表明:研究期内,婺源县以中度景观生态风险和较低景观生态风险为主,整体上形成了南高北低的景观生态风险格局。2005年、2010年和2015年,婺源县景观生态风险Moran’s I指数分别为0.426421、0.380273和0.37414,表现为正的空间相关性,且相关性在逐年减弱。研究期内,婺源县整体景观生态风险呈现由南向北迁移的趋势。随着地形高程和坡度的增大,婺源县景观生态风险呈现下降的趋势。综合分析,人类活动的干扰是影响婺源县景观生态风险变化和迁移的主导因素,在未来的发展过程中,应加强保护管理,注重开发建设活动的有序性和集约性。文章考虑了不同评价单元尺度对景观破碎化的影响,根据婺源县实地情况,选择了3km×3km的格网作为评价单元,同时对边缘地区的评价单元进行了优化处理,用景观面积代替评价单元面积,避免了评价结果异常值的出现。

关键词：生态风险评价生态景观格局 CA-Markov模型婺源县

湖口县土地生态状况时空格局演变及其分区管控研究

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湖口县土地生态状况时空格局演变及其分区管控研究

作者：尚俊江西农业大学

学位级别：硕士

人类社会的快速发展进程中,对自然的攫取经历了一段漫长的毫无节制的时期,使生态环境遭受到了无法估量的损害。由此引发的全球变暖、气候异常、土地退化、环境污染等全球性生态问题在二十世纪接踵而至,生态文明建设迫在眉睫。土地生态... 详细信息

人类社会的快速发展进程中,对自然的攫取经历了一段漫长的毫无节制的时期,使生态环境遭受到了无法估量的损害。由此引发的全球变暖、气候异常、土地退化、环境污染等全球性生态问题在二十世纪接踵而至,生态文明建设迫在眉睫。土地生态评价可对地区生态系统做出全面综合、科学合理的判断。通过土地生态评价,分析地区生态现状,寻找改善生态系统质量的途径,是落实生态文明建设的重要方式。湖口县位于江西省北部,长江与鄱阳湖交汇处,具有重要的生态意义。本文以九江市湖口县为例,从管理学和生态学的角度出发,基于自然基底—结构要素—胁迫特征—效益因子构建区域土地生态状况评价指标体系,运用遥感、统计年鉴、监测站点等多源数据进行土地生态状况综合评价。在此基础上,通过空间自相关分析及泰尔指数探究区域土地生态状况时空格局演变,利用岭回归分析及权衡协同分析法研究土地生态状况内部驱动机制。同时结合研究结果,划分区域生态功能分区,并提出各分区管控对策。主要结论如下:(1)2009-2017年湖口县西北部的双钟镇和马影镇LESI下降最为严重,西北中心城区扩张迅速。流泗镇及武山镇下降情况较为严重,区域经济发展快速发力。衢九铁路的建设是局部LESI指数下降的重要因素。LESI出现增长的区域在全县均有零散分布。村域土地生态状况等级最低的区域集中在双钟镇及马影镇,较差的区域在中部平原地区自西南向东北城带状分布,土地生态状况等级较高的区域主要分布在研究区东南部。(2)2009-2017湖口县土地生态状况Moran’I分别为0.7046、0.7083、0.7117,空间正相关程度较强。东南部土地生态状况高值区呈现规模聚集;西北部土地生态状况低值区规模聚集。西北部低值区八年间扩张明显。土地生态状况东南高、西北低的对立格局明显。2009-2017年全县土地生态状况变异系数由0.0904增加到0.1047,增长了15.8%。泰尔指数8年间由0.0163增加到0.0200,增长了22.7%。空间异质性的高低情况为:西北滨江区>东南丘陵区>中部平原区。地带内的空间变异情况是引起全县空间变异的主要原因。(3)2009-2017年湖口县全境岭回归模型/均接近100%,具有很强的“鲁棒性”。西北滨江区与东南丘陵区岭回归模型定量预测能力较强。中部平原区岭回归模型定量预测能力较差。西北滨江区土地利用/覆被情况复杂,同时受到城镇空间扩张带来的人口密度增长的生态压力以及森林公园高植被覆盖带来的生态效益的综合影响。中部平原区受均质化的耕地影响较小,主导因素为林地、水域等生态空间提供的生态服务以及城镇发展水平不一在地理空间上的差异。东南丘陵区受地形梯度以及植被所带来的生态效益的影响较大。2009-2017年全境自然基底-胁迫影响,结构要素-效益因子之间均存在明显的协同关系,自然基底-效益因子、胁迫影响-效益因子之间均存在明显的弱权衡关系。境内土地生态结构更好的区域产生的效益以及生态修复措施整体更好的现象明显,自然基底更好的区域受到的外部干扰整体更大的现象较为明显。(4)湖口县土地生态功能区分为:西北城镇生态脆弱区、西北城镇-农业生态缓冲功能区、西北滨江河湖岸线保护生态脆弱区、西北城镇-山地-农业复合生态功能区、西北水源涵养生态农业区、中部农林复合生态农业区、中部水源涵养生态农业区、中部城镇-农业生态敏感区、西南山地-湿地生物多样性保护生态功能区、西南平原生态农业区。东南山地生物多样性保护生态功能区、东南农林生态缓冲功能区、南部山地生态农业区13类。西北滨江区各生态功能区应围绕加强规划管控,合理利用岸线资源策略执行生态保护政策;中部平原区应加强农业现代化生产水平,开展因地制宜、与生态保护任务相匹配的农业生产活动;东南丘陵区应重视生态基底的保护,建立以生态效益为主导的经济发展模式。

关键词：土地生态功能分区权衡协同岭回归泰尔指数

全域土地综合整治潜力评价与整治模式研究——以乐平市乐港镇为例

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全域土地综合整治潜力评价与整治模式研究——以乐平市乐港镇为例

作者：向文武江西农业大学

学位级别：硕士

随着乡村振兴战略的深入推进,我国“三农”工作的重心发生了历史性转移。为了解决当前农村地区人口老弱化、土地荒废化、产业滞后化、住宅空心化的现实问题,自然资源部开始实施全域土地综合整治重大行动。通过实施全域土地综合整治,不... 详细信息

随着乡村振兴战略的深入推进,我国“三农”工作的重心发生了历史性转移。为了解决当前农村地区人口老弱化、土地荒废化、产业滞后化、住宅空心化的现实问题,自然资源部开始实施全域土地综合整治重大行动。通过实施全域土地综合整治,不仅能促进耕地保护、土地利用集约节约,还能改善生态环境,为农业农村发展提供空间,推动乡村振兴战略实施。可见全域土地综合整治是乡村持续发展进步的必然举措,而科学客观的整治潜力评价则为全域土地综合整治项目的选取和整治模式的选定提供了保障。因此,研究当前农村全域土地综合整治的经典模式,再进一步构建一套完整的全域土地综合整治潜力评价体系和评价方法,并根据评价结果和经验模式实施整治项目是当前贯彻落实全域土地综合整治试点的一项迫切任务。本文选取自然、经济、社会和生态等多方面指标,构建全域土地综合整治潜力多因素综合评价指标体系,通过层次析分析法和熵权法计算得到指标权重,再通过加权叠加的方式得到综合评价结果,最后运用空间分析法并结合地区实际对乐港镇开展全域土地综合整治提出相关对策。文章从全域土地综合整治的概念内涵入手,研究的主要内容有:(1)系统分析全域土地综合整治与乡村振兴的互馈机制,并总结我国当前土地综合整治的经验模式。(2)集成设计全域土地综合整治潜力评价指标体系和评价方法。(3)以乐平市乐港镇为例,开展实例研究验证全域土地综合整治潜力评价指标体系的适用性,并提出优化全域土地综合整治模式的对策建议。通过实例研究,得出的评价结果是:(1)单一指标评价结果显示乐港镇全域土地综合整治潜力指标达到“优秀”的有7个,达到“良好”的有11个,潜力“一般”的有19个,潜力“较差”的有10个。(2)综合评价结果显示农用地整治潜力“高或较高”的有14个村庄,建设用地整治潜力“高或较高”的有16个村庄,乡村生态保护修复潜力“高或较高”的有10个村庄,乡村历史文化保护潜力“高或较高”的有7个村庄,其余村庄整治潜力不足。(3)整治潜力分区结果显示“重点整治区”有5个村庄,“一般整治区”有12个,“潜在整治区”有13个。论文得出的主要结论如下:(1)全域土地综合整治与乡村振兴之间的互馈机制:乡村振兴是目标导向的发展成效,全域土地综合整治是目标导向下针对突出问题的发展举措,乡村振兴为全域土地综合整治指引了方向,全域土地综合整治为乡村振兴提供了新动力。因此乡村振兴回答了全域土地综合整治为什么出发、到何处去的问题,全域土地综合整治则为乡村振兴目标如何实现的问题提供了新思路。(2)我国当前阶段全域土地综合整治的主要模式有:“以农用地整治为重点的现代农业引领模式”、“以建设用地整治为重点的城乡融合发展模式”、“以生态保护修复为重点的生态环境治理模式”、“以历史文化保护为重点的传统村落保护模式”、“全域土地综合整治融合发展模式”五种。(3)本文构建的全域土地综合整治潜力评价指标体系包含4个一级评价指标,11个二级评价指标和47个三级评价指标。运用论文所构建的评价体系和方法,评价结果比较全面客观的反映了乐港镇各村庄开展全域土地综合整治的潜力大小,表明所设计的潜力评价体系能适用于全域土地综合整治项目。最后,为了优化全域土地综合整治模式,从提升全域土地综合整治成效视角,提出了对策建议:一是目标任务方面要更加突出生态保护修复目标、更加紧密结合村庄发展和土地利用格局目标、开展全域土地综合整治制度建设;二是评价模型方面要强化全域土地综合整治项目专题调研、因地制宜构建指标体系;三是整治模式的选择方面要科学合理选择全域土地综合整治模式、保障实施全域土地综合整治规划项目,具体保障措施包括加强组织领导、完善全域土地综合整治公众参与机制、加强后期管护、探索形成资源市场交易机制。

关键词：全域土地综合整治潜力评价优化对策乐港镇

基于多时相Sentinel-1水稻种植范围提取

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自然资源遥感 2022年第3期34卷 184-195页

作者：查东平蔡海生张学玲何庆港江西农业大学/江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045 江西旅游商贸职业学院南昌330100

通过遥感手段监测与提取水稻种植范围的是农业现代化管理的重要手段,南方地区春夏季节多云雨天气,难以获得有效的光学数据。为了准确提取多云雨地区的水稻种植范围,以江西省南昌县蒋巷镇为研究区,以Sentinel-1多时相数据为数据源开展研... 详细信息

通过遥感手段监测与提取水稻种植范围的是农业现代化管理的重要手段,南方地区春夏季节多云雨天气,难以获得有效的光学数据。为了准确提取多云雨地区的水稻种植范围,以江西省南昌县蒋巷镇为研究区,以Sentinel-1多时相数据为数据源开展研究。通过早稻生长关键物候期Sentinel-1 SAR数据各地类后向散射系数,计算不同物候期条件下水稻田与其他地类的J-M距离,分析不同物候期SAR数据组合情况下水稻田与其他地类的J-M距离变化,获得提取水稻种植范围的最佳物候期影像。分别采用随机森林法、最大似然法、支持向量机和神经网络法进行分类,并对比验证分类精度。结果表明,孕穗期(6月14日)、三叶期(4月21日)、移栽期(5月3日)、二季晚稻移栽期(7月26日)组合SAR数据为水稻田提取最优时相组合。采用随机森林方法进行分类能够获得较高精度,研究区地物分类总体精度达到0.943,Kappa系数0.932。研究对于多云雨地区采用SAR数据开展水稻田制图,在时相选择和分类方法上有一定的借鉴意义和参考价值。

关键词：遥感监测信息提取 SAR Sentinel-1