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县域尺度下河北省农业碳排放时空演变与影响因素研究

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第4期30卷 570-581页

作者：周一凡李彬张润清河北农业大学经济管理学院保定071000

县域是农业碳排放基本单元,研究县域农业碳排放的时空演变与驱动因素对制定区域差异化农业减排政策有重要意义。本文测算了2009—2019年河北省168个县农业碳排放量,基于探索性空间统计与空间计量方法,研究了县域农业碳排放的时空演变与... 详细信息

县域是农业碳排放基本单元,研究县域农业碳排放的时空演变与驱动因素对制定区域差异化农业减排政策有重要意义。本文测算了2009—2019年河北省168个县农业碳排放量,基于探索性空间统计与空间计量方法,研究了县域农业碳排放的时空演变与影响因素并讨论了空间溢出的边界。研究表明:河北省农业碳排放整体呈下降趋势,农业碳排放中土地管理、畜禽肠道发酵和粪便管理的碳排放分别占33.00%、42.57%和24.33%,县域尺度农业碳排放呈现高度空间集聚的特点。农业碳排放的热点分布与农业产业结构有密切关系,土地管理引发的农业碳排放热点在冀东南的深州、武强、饶阳等县,冀北丰宁、围场、滦平和隆化县为畜牧业排放热点。县域农业碳排放有显著的空间溢出效应,邻近地区农业碳排放对本地区碳排放有正向作用。农业经济发展是农业碳排放增加的主要驱动力,农业产业结构、机械化程度、化肥施用强度、农村能源消费和农民收入是驱动农业碳排放增长的重要因素。城镇化率对农业碳排放有反向影响。农业碳排放受空间外溢与边界效应双重影响,碳排放空间溢出范围大概在6~8个邻近县。本研究为建立区域农业碳减排机制提供了政策依据和定量研究工具。

关键词：县域尺度农业碳排放空间分布空间面板模型

县域尺度农田深层土壤有机质的估算及空间变异特征

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农业工程学报 2019年第22期35卷 122-131页

作者：王国芳张吴平毕如田张茜任健乔磊申若禹王佩浩山西农业大学资源环境学院太谷030801 山西农业大学软件学院太谷030801

县域是实施农业绿色发展的基本单元,农田土壤中不仅耕层的有机质含量会对土壤肥力产生影响,深层有机质的作用也不可忽略,精确估算基于县域尺度农田深层有机质含量具有重要意义。该研究选定位于山西省运城市的永济市农田为研究区,采用多... 详细信息

县域是实施农业绿色发展的基本单元,农田土壤中不仅耕层的有机质含量会对土壤肥力产生影响,深层有机质的作用也不可忽略,精确估算基于县域尺度农田深层有机质含量具有重要意义。该研究选定位于山西省运城市的永济市农田为研究区,采用多点混合取样法,获取了8个样地剖面的18层数据,共144个混合土样的有机质含量数据,建立了表层(0~20 cm)有机质含量估算深层有机质含量的模型,并进行深层有机质含量的估算。基于半变异函数、空间自相关理论分析了0~30、>30~60、>60~90、>90~120、>120~150和>150~180 cm土层有机质含量的空间相关性和聚集特征,并进行了相关性检验,采用克里格插值方法对研究区农田各土层的有机质含量进行了预测。结果表明:1)土壤有机质含量随深度的增加呈负指数递减(R2=0.80,P0.80,RSS县域尺度深层有机质的估算,调整农艺措施、提高土壤肥力、达到土壤减肥增效、绿色增产增效提供依据。

关键词：土壤有机质反演县域尺度农田空间变异克里格插值

县域尺度下草原牧区国土“三类空间”划定及其时空演变研究——以内蒙古四子王旗为例

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县域尺度下草原牧区国土“三类空间”划定及其时空演变研究——以...

作者：赵欣宇内蒙古师范大学

学位级别：硕士

随着县域土地资源利用的加强,农牧结构失衡,资源环境压力越来越大,如何在有限的土地资源基础上,通过结构与布局调控,促进区域经济、社会发展和生态环境保护等多目标综合发展,实现区域土地资源合理有效配置,是目前国土空间规划的重要任... 详细信息

随着县域土地资源利用的加强,农牧结构失衡,资源环境压力越来越大,如何在有限的土地资源基础上,通过结构与布局调控,促进区域经济、社会发展和生态环境保护等多目标综合发展,实现区域土地资源合理有效配置,是目前国土空间规划的重要任务之一。草原牧区草地是其主要用地类型之一,草地生态系统不仅是畜牧业发展的基础更具有巨大的生态价值,如何促进草原牧区可持续发展,在我国社会主义新牧区建设进程中既是一个重大的战略问题,又是一个亟待解决的现实问题。因此草原牧区国土“三类空间”的划定显得尤为重要。本文以四子王旗为典型案例区,结合当地实际,从目标层、准则层和指标层构建国土空间适宜性评价指标体系进行适宜性评价,运用Arc GIS的空间叠加功能和相应运算方法,基于评价结果划定国土“三类空间”并对其进行时空演变分析,据此提出调控建议。论文主要研究结果如下:(1)对研究区2000年、2005年、2010年、2015年和2020年分别进行国土空间适宜性评价,将结果分为适宜、较适宜、一般适宜和不适宜,其中,生态保护适宜性评价结果:研究区在2000-2020年间,适宜和较适宜区域面积占比较大且保持逐年增加趋势,主要分布在北部及中部的荒漠草原地带,一般适宜和不适宜区域面积占比较少且保持逐年减少趋势,主要分布在研究区南端农牧交错带区域,说明研究区生态适宜性良好,需继续加强生态保护;农业生产适宜性评价结果为:适宜和较适宜区域面积占比较小且呈现逐年减少趋势,主要分布在研究区南端农牧交错带区域;一般适宜和不适宜区域面积占比较大且保持逐年增加趋势,主要分布在研究区北部及中部荒漠草原地带,说明研究区适宜农业生产的国土空间面积较少,且适宜区域主要分布在水利灌溉设施较好,交通便利的区域;城镇建设适宜性评价结果为:适宜和较适宜区域面积占比较小且呈现逐年减少趋势,主要分布在研究区南端人类活动频繁区域和北部农村居民点附近;一般适宜和不适宜区域面积占比较大且保持逐年增加趋势,主要分布在研究区北部及中部荒漠草原地带,说明研究区北部较不适宜城镇建设发展,适宜区域主要位于乌兰花镇及沿线公路网附近。(2)基于适宜性评价结果,遵循最适宜等级优先原则、生态保护优先原则和因地制宜原则,最终确定2000年、2005年、2010年、2015年和2020年国土“三类空间”,其中,生态空间面积占总面积比例较大,主要分布在研究区北部及中部荒漠草原地带,农业空间和城镇空间面积占总面积比例较小,主要分布在研究区南部农牧交错带及城镇建设用地附近。(3)研究区国土“三类空间”时序变化特点为:20年间研究区内有2947.058km面积发生了变化,变化的趋势为生态空间面积增加,农业空间和城镇空间面积减少。2000-2020年研究区国土“三类空间”空间分异特点为:2000-2020年间,生态空间呈现集聚式发展,标准差椭圆整体走势为西北-东南方向,重心主要分布在研究区中部与北部,迁移长度整体较大。农业空间在2000-2015年呈现向外扩张发展的趋势,但在2015-2020年,发展趋势变为向中心集聚,标准差椭圆整体主趋势为西北-东南方向,重心主要分布在研究区南部,迁移长度整体较大。城镇空间呈现扩张与集聚交替式发展,标准差椭圆整体主趋势为东-西方向,重心在研究区南部不断迁移变动,但迁移长度整体较短。(4)总结研究区目前在国土“三类空间”识别划定中存在的问题,并根据各类空间的自然条件、存在的问题和现状产业结构,提出具有针对性的调控措施。

关键词：县域尺度草原牧区国土“三类空间” 国土空间适宜性评价四子王旗

基于MSPA-Conefor-MCR的县域尺度生态网络构建——以延庆区为例

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应用生态学报 2023年第4期34卷 1073-1082页

作者：杜箫宇吕飞南王春雨宇振荣中国农业大学园艺学院北京100193 中国农业大学资源与环境学院北京100193 北京首创环境工程有限公司北京102100

城镇化进程的加速与自然灾害的频发导致生境破碎化加剧,生态连通性降低,进而导致乡镇可持续发展受阻。构建生态网络是近年来国土空间规划中的重点方向,通过加强源地保护、廊道建设和生态管控,能够有效缓解区域生态与经济发展不平衡的矛... 详细信息

城镇化进程的加速与自然灾害的频发导致生境破碎化加剧,生态连通性降低,进而导致乡镇可持续发展受阻。构建生态网络是近年来国土空间规划中的重点方向,通过加强源地保护、廊道建设和生态管控,能够有效缓解区域生态与经济发展不平衡的矛盾,促进生物多样性提升。本研究以延庆区为例,通过形态学空间格局分析、连通性分析和最小累积阻力模型等方法综合构建生态网络,从县域角度分析各网络要素,为乡镇发展提供建议。结果表明:构建的延庆区生态网络整体呈现出“一山一川”分布特点。识别生态源地12个,面积为1085.54 km^(2),占比达到54.4%。筛选生态廊道66条,总长度1057.18 km,包括21条重要廊道和45条一般廊道,长度占比分别为32.6%和67.4%。识别出一级生态节点27个,二级生态节点86个,在千家店镇、珍珠泉乡等山区乡镇集中分布。不同乡镇的生态网络分布与其地理环境和发展定位有密切联系:千家店镇和珍珠泉乡等位于“山区”,覆盖生态源地和生态廊道广泛,加强源地保护是网络构建的重点,促进乡镇生态与旅游协同发展;刘斌堡乡和张山营镇等位于“山区-川区”衔接处,以强化廊道连通性作为主要方向,推动乡镇生态景观建设;延庆镇和康庄镇等位于“川区”,生态源地和廊道缺乏,景观破碎化严重,可通过增加生态节点与加强生态修复,打造绿色宜居小镇。本研究丰富了县域尺度生态网络构建,探讨与国土空间规划的衔接,加强生态修复与生态管控,对促进乡镇可持续发展与多尺度生态网络建设具有一定的参考价值。

关键词：空间主成分分析最小累积阻力模型形态学空间格局分析生态网络县域尺度国土空间规划

县域尺度下的宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价及区划

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干旱区地理 2020年第3期43卷 652-660页

作者：徐玉霞许小明方锋贺锐宝鸡文理学院/陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 兰州区域气候中心甘肃兰州730020

为探究农业洪水灾害发生机理和降低洪水灾害对农业生产的不利影响,以宝鸡市为例,利用辖区内2014年降水数据与2015年社会经济统计资料,依据自然灾害脆弱性理论,从易损性和适应性2个因子着手,选取了年降水量等12个分指标,构建了宝鸡市农... 详细信息

为探究农业洪水灾害发生机理和降低洪水灾害对农业生产的不利影响,以宝鸡市为例,利用辖区内2014年降水数据与2015年社会经济统计资料,依据自然灾害脆弱性理论,从易损性和适应性2个因子着手,选取了年降水量等12个分指标,构建了宝鸡市农业洪水灾害脆弱性评价指标体系,运用均方差赋权法确定权重,利用ArcGIS 10.2技术以县域尺度视角对研究区农业洪水灾害脆弱性进行了综合评价与区划。结果表明:(1)高易损性区主要集中在岐山县、金台区等年降水量较高且耕地比重较大的区县。(2)高适应性区主要包括渭滨区、金台区等经济发达地区。(3)高脆弱性区为太白县、千阳县;较高脆弱性区为陇县、麟游县、岐山县、扶风县;中等脆弱性区为陈仓区、凤翔县;低脆弱性区为金台区、渭滨区、眉县、凤县。整体来看,宝鸡市农业水灾高脆弱区集中分布在辖区东北部,宝鸡市政府及有关部门应加强水灾风险研究,根据各区县的地理环境特征和经济发展水平来因地制宜调整土地利用结构和农业种植结构,重视防洪工程建设,降低农业水灾脆弱性以减轻农业洪水灾损。

关键词：农业洪水灾害脆弱性评价及区划县域尺度宝鸡市

县域尺度下河北省农业碳排放时空演变与空间效应研究

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县域尺度下河北省农业碳排放时空演变与空间效应研究

作者：周一凡河北农业大学

学位级别：硕士

温室气体排放引发的极端气候变化已成为全球各国共同面对的严峻挑战。农业与气候变化之间有着复杂的联动关系。农业机械化快速发展破坏了农业生态碳平衡,使农业成为了仅次于工业的第二大碳排放部门,而温室气体排放引发的极端气候变化也... 详细信息

温室气体排放引发的极端气候变化已成为全球各国共同面对的严峻挑战。农业与气候变化之间有着复杂的联动关系。农业机械化快速发展破坏了农业生态碳平衡,使农业成为了仅次于工业的第二大碳排放部门,而温室气体排放引发的极端气候变化也威胁着全球粮食生产。中国农业碳排放逐年增长,农业部门碳减排对中国实现“双碳”减排目标发挥着积极作用。河北省是中国传统农耕区,农业经济发展水平较高,随着农业规模化、集约化程度提升,农业能源消耗与碳排放量随之增加。为实现区域农业碳减排与农业高质量发展,有必要针对特定地区的自然条件与社会发展状况,在更加深入的层面展开研究。县域是农业碳排放基本单元,研究县域农业碳排放时空演变规律及农业碳排放驱动因素空间效应,对制定差异化区域农业减排政策、治理农业生态环境污染问题有重要意义。为此,本文首先对农业碳排放测算、时空演变、空间效应的国内外相关研究文献进行了系统梳理,对研究中的概念、理论进行回顾,为后续分析奠定理论基础。之后,以河北省168县为研究对象,测算其2009-2019年农业碳排放数据,从总量、结构角度分析了县域农业碳排放空间分布、时序变化规律。接下来,基于空间计量方法分析了县域农业碳排放驱动因素与空间效应,揭示农业碳排放因素空间溢出及边界效应。最后,为河北省实现农业碳排放治理、发展低碳农业提供了对策建议。本文研究结论梳理如下:首先,通过构建县域农业碳排放清单,测算了 2009-2019年河北省县域农业碳排放量。从整体看河北省农业碳排放变化可以分为三个阶段。2009-2012年农业碳排放量小幅上升,2013-2016年农业碳排放波动中略有下降,2017-2019年相比于前两阶段农业碳排放量显著下降。结构上农业碳排放中种植业生产、畜牧业畜禽肠道发酵、粪便管理分别占农业碳排放总量的33%、42.57%、24.33%。空间分布上县域尺度农业碳排放呈现高度空间集聚特点。其次,利用探索性空间统计方法与可视化技术,对县域尺度下农业碳排放时空演变趋势进行了分析。研究发现农业碳排放的热点分布与各县农业产业结构有密切关系,种植业引发的农业碳排放热点集中分布在冀东南的深州、武强、饶阳等县,畜牧业动物肠道发酵与粪便管理引发的碳排放热点集中分布在冀北丰宁、围场、滦平、隆化县。畜牧业是影响区域农业碳排放的重要因素。最后,本文利用多种动态空间权重矩阵研究了县域农业碳排放空间效应及其主要影响因素。研究发现农业经济发展是农业碳排放增加的主要驱动力,农业产业结构、机械化程度、化肥施用强度、农村能源消费和农民收入是驱动农业碳排放增长的重要因素。城镇化率对农业碳排放有反向影响。农业碳排放受空间外溢与边界效应双重影响,农业碳排放空间溢出边界为30公里,其空间溢出范围大概在6-8个邻近县。综上,与以往研究相比本文创新之处为:在新的空间尺度下对区域农业碳排放进行核算。县域是农业碳排放基本单元,也是农业碳排放治理工作的重点,本文丰富了农业碳排放测算空间尺度。其次,对空间溢出效应研究视角创新,在边界效应下研究县域农业碳排放空间效应影响范围。本文基于多种动态空间权重模型研究县域农业碳排放空间效应,在县域层面探究区域内各县域之间碳排放影响因素之间的相互影响。

关键词：县域尺度农业碳排放空间格局时空演变空间面板模型

2种空间数据结构对县域尺度土壤侵蚀评价的影响

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中国水土保持科学 2022年第6期20卷 74-82页

作者：李文龙袁利魏文杰刘卓昊高睿瑜牛勇赵传普张荣华山东泰山森林生态系统国家定位研究站山东农业大学林学院山东泰安271018 淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站安徽蚌埠233001

县域尺度土壤侵蚀评价多以栅格结构为计算单元,导致单个矢量地块存在多个栅格、多种侵蚀强度,较难用于以矢量地块为对象的水土流失治理和规划。以河南省汝州市为对象,采用基于栅格数据的3种方法和矢量数据的2种方法,结合CSLE模型和遥感... 详细信息

县域尺度土壤侵蚀评价多以栅格结构为计算单元,导致单个矢量地块存在多个栅格、多种侵蚀强度,较难用于以矢量地块为对象的水土流失治理和规划。以河南省汝州市为对象,采用基于栅格数据的3种方法和矢量数据的2种方法,结合CSLE模型和遥感监测,分析土壤侵蚀差异性。结果表明:1)栅格统计法用时8 min,可快速反映土壤侵蚀情况,但成图效果差,适用不需成图的县域尺度土壤侵蚀评价。2)软件判断法与栅格统计法侵蚀面积相差0.05 km 2,差异率0.01%,能准确反映土壤侵蚀情况,运算13 min,成图效果好,适合县域尺度土壤侵蚀评价及制图。3)地块评价法运算16 min,计算侵蚀面积相差64.63 km 2,差异率16.02%,且无法生成不同侵蚀强度面积,不适于县域尺度土壤侵蚀评价。4)基于矢量的2种方法侵蚀计算结果差异较大,原始矢量法和细化矢量法数据量分别为180和337 MB,运算分别用时29和45 min,成图效果好,适于地块内部相对均一的平原区土壤侵蚀评价。研究成果可为县域尺度水力侵蚀评价、水土流失动态监测成果应用提供参考。

关键词：空间数据结构栅格矢量 CSLE模型水力侵蚀县域尺度

基于县域尺度的江苏农业多功能权衡与协同时空特征

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中国农业资源与区划 2023年

作者：张荣天陈明扬州大学乡村振兴战略研究院

[目的]深入系统揭示江苏县域农业多功能权衡/协同时空关系，是统筹不同农业功能特征地域协调发展的关键。[方法]在解读农业多功能内涵基础上，从“粮食生产-经济发展-社会保障-生态涵养”四个维度构建评价指标体系，综合运用熵值法、ESD... 详细信息

[目的]深入系统揭示江苏县域农业多功能权衡/协同时空关系，是统筹不同农业功能特征地域协调发展的关键。[方法]在解读农业多功能内涵基础上，从“粮食生产-经济发展-社会保障-生态涵养”四个维度构建评价指标体系，综合运用熵值法、ESDA模型及Spearman相关系数等方法分析1978年以来江苏农业多功能时空分异及权衡/协同关系。[结果]①1978-2019年县域尺度江苏农业粮食生产功能空间格局呈现“北移”态势，经济发展、社会保障功能高值集聚在苏南，而生态涵养功能空间上表现“依山傍水”分布格局。②粮食生产功能与经济发展、社会保障功能呈现“先协同后权衡”变化趋势，与生态涵养功能表现出较强的权衡关系；经济发展功能与社会保障功能呈现协同关系，而与生态涵养功能表现出较强权衡关系。③县域尺度粮食生产-经济发展功能协同HH型从苏锡常逐渐向苏北演化；苏南地区粮食生产-社会保障功能由协同HH型演化为权衡LH型；粮食生产-生态涵养功能协同HH型主要集聚在连宿地区；经济发展-社会保障功能协同HH型主要集聚在苏南县域；经济发展-生态涵养功能协同HH型主要分布在宁镇扬及苏北部分县域。[结论]结合不同农业地域功能权衡/协同特征，凸显不同农业地域主导优势功能，提出乡村振兴背景下江苏农业地域功能优化的差异化路径。

关键词：农业多功能权衡协同时空特征县域尺度江苏省

基于县域尺度的湖南省农业碳排放时空特征分析

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中国农业资源与区划 2022年第4期43卷 75-84页

作者：李远玲王金龙杨伶华中农业大学经济管理学院湖北武汉430070 中南林业科技大学商学院湖南长沙410004

[目的]全球各行业碳排放中,农业碳排放占比很大,对全球气候和生态环境的负面影响不可忽视,研究农业碳排放对实现农业节能减排有重要意义。[方法]文章通过分析从农地利用过程碳排放、水稻种植过程甲烷排放、农地氧化亚氮排放和禽畜养殖... 详细信息

[目的]全球各行业碳排放中,农业碳排放占比很大,对全球气候和生态环境的负面影响不可忽视,研究农业碳排放对实现农业节能减排有重要意义。[方法]文章通过分析从农地利用过程碳排放、水稻种植过程甲烷排放、农地氧化亚氮排放和禽畜养殖过程碳排放四个方面碳源构建了农业碳排放测算清单,采用碳转化系数法测算出湖南省农业碳排放总量,并分析了2007—2017年湖南省农业碳排放的时空特征。[结果]2007—2017年湖南省农业碳排放整体呈先上升后下降趋势,碳排放强度呈下降趋势,74.59%的县域单元的农业碳排放总量为负增长,94.26%的县域单元碳排放强度呈下降态势。湖南省各县(市、区)农业碳排放在空间布局上存在显著同质性,11年各县(市、区)空间均质性呈增强之势,空间异质性呈减弱之势。[结论]对湖南省县域尺度农业碳排放不同维度时序特征的分析,有利于依此总结湖南省碳排放变化规律,预测未来农业碳排放走向,对县域农业碳排放空间布局研究有助于各地因地制宜,推行有差别的农业碳减排举措。

关键词：农业碳排放碳源时空特征县域尺度湖南