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下辽河平原区耕地非农化时空演变特征及驱动机制

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第8期32卷 1420-1431页

作者：刘洪彬王红红金子位潘春玲沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866 沈阳农业大学经济管理学院沈阳110866

探索耕地非农化的时空演变特征及其驱动机制是耕地保护的前提,分析下辽河平原区2000—2020年耕地非农化的时空演变特征及驱动机制,可以为该地区耕地保护政策的制定与防止耕地非农化提供理论依据。本文基于2000年、2005年、2010年、2015... 详细信息

探索耕地非农化的时空演变特征及其驱动机制是耕地保护的前提,分析下辽河平原区2000—2020年耕地非农化的时空演变特征及驱动机制,可以为该地区耕地保护政策的制定与防止耕地非农化提供理论依据。本文基于2000年、2005年、2010年、2015年和2020年5个时期的土地利用数据,以下辽河平原区为研究区域,结合社会经济数据,运用ArcGIS 10.2空间叠加分析,计算耕地非农化面积,采用重心迁移模型、核密度分析、地理探测器等统计学和地理信息系统的空间分析方法,揭示下辽河平原区耕地非农化特征及其演变趋势,并探讨其耕地非农化的驱动因素。研究结果表明:1)在时间上,下辽河平原区耕地非农化面积和非农化率呈现周期性波动,耕地非农化总面积为2201.52 km^(2),耕地非农化率为7.11%。2)在空间分布上,耕地非农化的重心主要从辽中区向东北方向迁移至于洪区,下辽河平原区耕地非农化东部地区高于西部地区,核密度最大值1657.3,主要在于洪区、浑南区、沈北新区、苏家屯区附近;耕地非农化的次集中区域为新民市和昌图县,其核密度最大值分别为1033.18和1018.49。3)在驱动因素上,耕地非农化驱动因素影响依次为农业机械总动力>户籍人口>城镇人口>固定资产投资>第三产业增加值>GDP>粮食产量>第二产业增加值,交互作用探测器表现为双因子增强或非线性增强关系。综合来看,耕地非农化是社会、经济因素综合作用的复杂结果。鉴于此,本文建议通过严格控制城市建设用地占用耕地的规模、挖掘农村居民点利用潜力、转变经济发展方式、推动农业产业结构调整等措施治理耕地非农化。

关键词：耕地非农化重心迁移模型核密度分析地理探测器下辽河平原区

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山东县域城市建成区扩张影响因素的时空异质性研究

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地理研究 2024年第7期43卷 1675-1699页

作者：张志辉张敏张晓光青岛农业大学资源与环境学院青岛266109 武汉愿景土地咨询有限公司武汉430064

为提高山东城市用地的利用效率,促进山东城市经济可持续发展,基于山东137个县区2010年、2015年、2021年三个时点的城市用地扩张数据集,采用探索性空间分析、GW概要统计量和MGWR模型,对城市建成区扩张及其影响因素的时空异质性进行分析... 详细信息

为提高山东城市用地的利用效率,促进山东城市经济可持续发展,基于山东137个县区2010年、2015年、2021年三个时点的城市用地扩张数据集,采用探索性空间分析、GW概要统计量和MGWR模型,对城市建成区扩张及其影响因素的时空异质性进行分析。研究发现:(1)山东县域城市建成区面积总体不断扩张,具有鲁中、鲁东部地区大于其他地区的空间分布特征,形成以济南、青岛为“双核心”的城市扩张态势。(2)建成区扩张驱动机制由“经济城市化驱动为主,人口城市化驱动为辅”转向“人口城市化驱动为主,经济城市化驱动为辅”,且二者存在不协调不匹配的问题。(3)地均投资对建成区扩张的影响,从整体负向效应演变为正负效应并存态势,至2021年51%的县区不具有显著的负向效应,表明半数以上的县区已丧失内涵式发展潜力。(4)经济发展水平、财政收支缺口率、出口依存度对建成区扩张的影响相对较小,但各变量均具有显著的时空异质性效应。其中经济发展水平从整体正向效应转向正负效应并存,再演变为整体正向效应;财政收支缺口率从整体负向效应转向增强的正负效应,再转为减弱的整体负向效应;出口依存度从整体的正向效应演变为整体的负向效应。鉴于山东县域城市建成区扩张驱动机制显著的时空异质性演变规律,应通过综合性与差异性的政策措施,推动山东县域城市化建设的协调可持续发展。

关键词：山东县域城市 GW模型城市用地扩张时空异质性

长江经济带生态系统服务权衡与协同及其驱动因素

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环境科学 2024年第6期45卷 3318-3328页

作者：何刘洁郑博福万炜谢泽阳宋旭朱锦奇刘忠南昌大学资源与环境学院江西生态文明研究院南昌330031 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4... 详细信息

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4项生态系统服务的时空变化特征,运用相关性分析和地理加权回归识别和量化了生态系统服务间的权衡与协同关系,在此基础上应用偏最小二乘结构方程模型探究自然与人类活动对生态系统服务的影响,再通过地理探测器分析生态系统服务关系变化的驱动机制.结果表明:①近20年来,碳固定服务年均值由946.14 t·km^(-2)增至1202.73 t·km^(-2),粮食供给均值则由32.73万元·km^(-2)增至127.22万元·km^(-2);产水和土壤保持服务增加幅度较小.②整体上,碳固定与土壤保持、粮食供给与产水为协同关系,其他生态系统服务之间为权衡关系;生态系统服务间的关系在不同地区存在一定的差异.③地形和气候是生态系统服务及多对生态系统服务权衡与协同关系的重要驱动因素,其中结构方程模型结果表明,气候对产水为正向影响(S=0.73),地形对粮食供给为负向影响(S=-0.57);地理探测器结果揭示,影响碳固定与产水在空间上关系的主要驱动因子为海拔(q=0.38)和降水(q=0.19).研究结果可为长江经济带生态系统服务可持续管理和实现该区域生态环境保护与社会经济的协同发展提供科学参考.

关键词：生态系统服务(ESs) 权衡与协同驱动机制空间异质性长江经济带

基于文献计量视角的国内外耕地非农化研究进展：脉络、热点及展望

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中国农业资源与区划 2024年第8期45卷 173-183页

作者：刘洪彬王红红潘春玲沈阳农业大学土地与环境学院沈阳农业大学经济管理学院

[目的]耕地非农化研究受到国内外学者广泛关注，通过梳理国内外耕地非农化的研究进展，探究研究热点与发展趋势，为未来耕地非农化研究与实践提供新的视角与方向。[方法]文章采用文献计量学方法，对2010—2023年Web of Science核心合集... 详细信息

[目的]耕地非农化研究受到国内外学者广泛关注，通过梳理国内外耕地非农化的研究进展，探究研究热点与发展趋势，为未来耕地非农化研究与实践提供新的视角与方向。[方法]文章采用文献计量学方法，对2010—2023年Web of Science核心合集数据库和中国知网（CNKI）数据库收录的耕地非农化领域相关文献，采用CiteSpace软件从作者、研究机构、关键词等方面进行可视化分析，系统分析国内外耕地非农化研究演进脉络与热点趋势。[结果]（1）国外对耕地非农化的研究起步较早（20世纪50年代），与国外相比，国内在该领域研究相对较晚，20世纪90年代学者对此展开研究，国内外耕地非农化研究文章整体上可以划分为稳定发展阶段、波动上升阶段和快速发展阶段，国内整体发展较为缓慢，国外发文数量明显高于国内；（2）中国的研究学者与机构在该领域占据主导地位，中国是发文量最高的发文国家，其次是美国，国内整体研究力量相对薄弱，机构间的合作有待加强；（3）国际研究主要聚焦于城市扩张、土地利用变化、土地管理、驱动因素等关键词，国内研究主要涉及粮食安全、耕地保护、城镇化等领域；（4）国际研究主题可分为“耕地转换与耕地保护”和“驱动机制和监测技术”，国内研究主题可分为“非农化”“驱动机制”和“耕地保护”；（5）国际关键词突现频次最高的是farmland conversion，国内关键词出现最早的是经济增长，近年来更加注重粮食安全。[结论]未来国内应加强耕地非农化的相关研究，加强不同地区、机构、人员间的合作，提高科研影响力，为挖掘出新的研究方向提供参考。

关键词：耕地非农化文献计量可视化研究热点 CiteSpace

来源：博看期刊

连续7年施肥提升复垦土壤肥力提高玉米产量的驱动因子

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农业工程学报 2024年第1期40卷 142-152页

作者：谢钧宇张慧芳罗云琪孟会生张杰洪坚平徐明岗山西农业大学资源环境学院太谷030801

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a(2014—2020年)复垦定位肥料试验基地,设置不施肥... 详细信息

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a(2014—2020年)复垦定位肥料试验基地,设置不施肥对照(CK)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施无机肥(MNPK)4个处理,采集0~20 cm土层土壤样品,研究不同施肥处理对作物产量、土壤化学指标(包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁锰铜锌含量)、土壤物理指标,即团聚体分布比例及其碳氮含量以及土壤生物指标,即与碳循环相关的土壤酶活性的影响。结果表明,施化肥及有机肥较CK均显著提高了玉米籽粒产量,且以M处理的增幅最大。M处理显著提高了土壤有机质、全氮、速效钾及有效锰含量,增幅分别为21.50%、12.50%、98.37%及20.19%;MNPK处理改善了土壤的基本性质,显著提高了大粒径团聚体(>2 mm)中有机碳和全氮含量,增幅分别达68.68%和471.43%,但是显著降低了土壤有效铜和有效锌含量,降幅分别为16.67%和16.46%。而且施加有机肥后,加速了大团聚体(0.25~2 mm)的破碎,伴随着粉黏粒组分(土地生产力较好的农田管理措施。结合冗余分析结果可知,β-葡萄糖苷酶是评价土壤肥力的敏感性指标,它对玉米籽粒产量和土壤有机质含量的贡献率高达72.40%。因此,在现有的农田管理条件下,单施有机肥主要通过增强β-葡萄糖苷酶活性进而促进复垦土壤肥力的形成,最终提高了作物产量,是维持该复垦区作物高产稳产和培育耕地质量的有效措施。

关键词：土壤有机肥复垦产量微量元素 β-葡萄糖苷酶

土壤圈与岩石圈固碳是实现碳中和的主力军吗?

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土壤通报 2024年第3期55卷 862-866页

作者：吉德昌丁凡汪景宽沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳110866

岩石圈和土壤圈是陆地上两个最大的碳库,正确评价两者的固碳作用对制定和推动国家碳中和战略至关重要。通过讨论两者碳库的数量及时间尺度、人工固碳措施效果、认识局限,深入剖析了两者碳中和的局限与不足。如果我国实施所有的碳汇目标... 详细信息

岩石圈和土壤圈是陆地上两个最大的碳库,正确评价两者的固碳作用对制定和推动国家碳中和战略至关重要。通过讨论两者碳库的数量及时间尺度、人工固碳措施效果、认识局限,深入剖析了两者碳中和的局限与不足。如果我国实施所有的碳汇目标导向型管理措施(包括部分草原和灌木地植树造林、50%退化草地封育、60%的农田进行秸秆还田、30%的农田开展免耕等),不同生态系统土壤每年总固碳量将为0.20 Pg C,仅占我国能源活动碳排放量的5.8%~7.1%。但是,实施以上所有措施在实践上还存在很大难度,所以该碳汇量仅在理论上成立。尽管通过一些管理措施可以增加一定的土壤碳汇,但由于土壤固碳的稳定性和持续性问题,土壤固碳不太可能决定碳中和的走向。岩石圈的人工固碳措施成本高昂,回报率低,目前已开展的商业项目固碳量仅为0.07 Pg C,也不太可能是实现碳中和的主要途径。因此,土壤圈与岩石圈固碳是实现碳中和不可忽略的组成部分,但不是主力军,目前不宜过度强调土壤和地质在碳中和战略的重要性。本文提供一个全新视角系统评价了两者在碳中和中的地位,为碳中和政策制定和施行提供了参考。

关键词：气候危机碳排放人工固碳碳中和

基于物质–文化互动视角的传统村落形态识别及优化策略研究：以湖南省郴州市庙下村为例

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生态与农村环境学报 2024年

作者：刘海玲范文君刘黎明中国农业大学土地科学与技术学院

在乡村振兴战略实施过程中，乡村聚落形态识别及规律分析对传统村落的传承发展与创新保护具有重要意义。本文基于表征与非表征理论和康泽恩形态学理论，从物质－文化互动视角构建涵盖历史形态、结构形态和功能文化形态的传统村落形态识... 详细信息

在乡村振兴战略实施过程中，乡村聚落形态识别及规律分析对传统村落的传承发展与创新保护具有重要意义。本文基于表征与非表征理论和康泽恩形态学理论，从物质－文化互动视角构建涵盖历史形态、结构形态和功能文化形态的传统村落形态识别体系。以湖南省郴州市庙下村为案例，通过实地调研、参与式评估、问卷调查、深度访谈等方式对村落进行调查分析，研究结果表明：（1）从历史形态演化维度看，受不同时期历史文化与社会文化的影响，庙下村聚落物质形态呈现出限制性扩张、集聚式增长、外延式发展和沿路式扩张等4个阶段。（2）从结构形态的特征维度看，村落内部形成了点、线、面交织形成的完整有序结构。其中，点要素在东北宗祠附近及中心处集聚，线要素呈交叉纵横的棋盘式布局特征，面要素的功能板块在村落中呈现界限清晰的规则有序布局。（3）不同点、线、面承载的文化空间有所差异。从文化形态维度来看，以乡村聚落内的1 086处现存建筑为评价单元，选取用地类型、建筑年代、建筑质量、建筑风貌、建筑层数、屋顶形式6个评价指标，采用2.5D空间形态表达方式探究文化价值的差异性，庙下村文化价值特征的不同方面在空间上均呈现出显著集聚、相似与连续的特征。（4）基于物质—文化形态特征，将庙下村分为传统文化区、现代化生活区和传统生活区等6种功能类型，根据不同区域存在问题以及治理主体差异，进一步从管理策略上归并为保护区、整治区和更迭区，从村民、政府和企业主体构成的行动者网络为逻辑出发点，针对不同区域的开发保护提出建议，为促进传统村落可持续发展提供新视角。

关键词：传统村落景观形态表征与非表征理论城市形态学理论

化肥有机替代对连作花生产量和根瘤固氮的影响

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 539-548页

作者：张勇勇冯良山赵凤艳沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866 辽宁省农业科学院耕作栽培研究所沈阳110161

为了探究蚓粪和生物有机肥部分替代化肥对连作花生产量和氮素吸收固定的影响,通过花生两年连作定位试验,设置蚓粪替代化肥处理(VM)、生物有机肥替代化肥处理(BF)、单施化肥处理(CF)3个施肥处理,另设不施肥处理(CK)作为对照,研究化肥有... 详细信息

为了探究蚓粪和生物有机肥部分替代化肥对连作花生产量和氮素吸收固定的影响,通过花生两年连作定位试验,设置蚓粪替代化肥处理(VM)、生物有机肥替代化肥处理(BF)、单施化肥处理(CF)3个施肥处理,另设不施肥处理(CK)作为对照,研究化肥有机替代对花生产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,VM处理可以提高花生收获指数和植株干物质积累,VM、BF处理的花生产量较CK分别提高63.18%、33.51%。CF处理显著降低了根瘤数和根瘤鲜质量,降幅分别为18.78%~50.82%和24.29%~34.74%,BF和VM处理较CF处理根瘤数、根瘤鲜质量分别提高53.20%和69.56%、63.90%和66.31%。BF和VM的根瘤固氮酶活性分别是CK的1.16倍和1.20倍,是CF的1.15倍和1.19倍。施肥处理的花生籽粒、叶、茎、根的氮素含量和氮素积累量均高于CK,其中,VM处理最高,BF处理次之。花生氮素分配比率表现为籽粒大于叶、茎、根。VM提高了根瘤固氮酶潜力和氮素向籽粒分配比率的同时降低了氮素向根的分配比率,而CF结果相反。VM的氮肥农学效率分别是BF和CF处理的1.85倍和5.08倍。VM(5.02 kg·kg^(-1))和BF(4.11 kg·kg^(-1))的氮肥偏生产力显著高于CF(3.43 kg·kg^(-1))和CK(3.08 kg·kg^(-1)),与CF和BF相比,VM表现出了更强的氮素吸收利用能力。综合来看,蚓粪替代化肥后增强了花生光合同化产物转化为经济产品的能力,表现出较强的产量优势。单施化肥表现出明显的“氮阻遏”效应,而有机肥(特别是蚓粪)替代化肥后具有缓解“氮阻遏”的作用,主要归因于蚓粪替代化肥可通过提高花生根瘤固氮酶活性来保持根瘤的固氮潜力,并改变花生植株氮素分配,最终使花生植株氮素吸收利用能力增强。

关键词：蚓粪生物有机肥花生产量结瘤特性根瘤固氮潜力

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长期不同施肥的棕壤胶体凝聚动力学比较

土壤学报 2024年第2期61卷 484-494页

作者：任凯璐左研寇琪张广才张昀汪景宽高晓丹沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866 中国科学院南京土壤研究所南京210008

土壤胶体的凝聚与土壤团聚体的形成密切相关。施肥改变土壤溶液环境,对土壤团聚体形成、土壤结构和土壤物质组成产生影响。探索长期不同施肥影响土壤胶体微观性质和相互作用进而影响土壤宏观现象的关联十分必要。依托35年棕壤长期定位... 详细信息

土壤胶体的凝聚与土壤团聚体的形成密切相关。施肥改变土壤溶液环境,对土壤团聚体形成、土壤结构和土壤物质组成产生影响。探索长期不同施肥影响土壤胶体微观性质和相互作用进而影响土壤宏观现象的关联十分必要。依托35年棕壤长期定位施肥监测试验站,选取不施肥处理(CK)、施用氮肥(N)、施用有机肥(M)、氮肥与有机肥配合施用(N+M)四种处理的棕壤为研究对象,采用动态光散射技术监测不同施肥处理的棕壤胶体凝聚动力学过程,通过对比分析棕壤有机质含量、表面化学性质和棕壤矿物组成等探究不同施肥处理对棕壤胶体凝聚过程的影响。研究发现:四种长期不同施肥处理的棕壤胶体凝聚特征均表现为在低电解质浓度条件下发生慢速凝聚(RLCA)与高电解质浓度条件下的快速凝聚(DLCA);不同施肥处理胶体在相同电解质体系中的临界聚沉浓度的大小顺序均为M>N+M>CK>N。有机肥的长期施用增加了棕壤有机质含量,从而提高了胶体颗粒表面电场强度,加大了胶体颗粒间的静电斥力,加之有机质组分的空间位阻效应使得胶体的凝聚现象减弱;另一方面,长期不同施肥处理并未改变棕壤黏土矿物组成类型,但对其相对含量产生影响:其中,有机肥的长期施入使2︰1型伊利石的相对含量增加,1︰1型高岭石的相对含量减少,长期施用氮肥使伊利石相对含量减少而高岭石相对含量增加。综上,长期不同施肥处理会改变棕壤胶体的基本理化性质和矿物组成比例关系,进而影响棕壤胶体的凝聚动力学过程。

关键词：长期定位施肥棕壤临界聚沉浓度 X射线衍射光散射