基于粮食安全视角的南方冬季耕地资源利用潜力空间布局及优化——以鄱阳湖平原为例

研究目的:基于新一轮千亿斤粮食产能提升行动的背景,分析冬季耕地资源利用现状,模拟其兼并作物类型和种植窗口的利用潜力空间布局,评估对区域粮食的增产效应,并探究空间优化方案。研究方法:EcoCrop模型、全球农业生态区划(GAEZ)模型、文献归纳法等。研究结果:(1)鄱阳湖平原近30年冬季作物种植面积比例平均为50%左右,以2007年为突变年份呈显著减小趋势。(2)冬季耕地资源对提高耕地利用效率和提升粮食产量均具有较大潜力。研究区97%耕地适合冬种,完全利用可实现约440万~490万t的产量提升,同时促使水稻增产约42.2万t。(3)冬种作物在不同种植窗口下的分布和产量均存在空间差异,可细化作物种植时空分异性的布局特征,实现协同高适宜性和高产量的空间优化。研究结论:本文提出的兼并作物类型和种植窗口的冬季耕地资源利用潜力空间布局和优化方案,对实际农业生产更具指导价值,可为区域耕地集约化管理和利用、种植结构优化和调整提供路径选择和决策建议。

中国耕地种植制度遥感探测及其时空特征

[目的]耕地种植制度是农业生产方式的具体体现,其形成受自然资源要素与人类土地利用行为综合影响,反映了“人类-自然”的耦合关系。本研究旨在科学掌握全国耕地种植制度格局,为优化农业生产布局、提高农业生产能力、推动农业可持续性发展提供依据。[方法]结合遥感监测与空间决策树模型等手段,构建适合我国农情的跨年度种植制度探测方法体系,并开展空间格局分析。首先,通过辨析种植强度、复种指数等概念,从长期性、周期性、稳定性等方面,定义种植制度的内涵;其次,构建连续度、频度指标,并利用基于时序遥感的2001—2018年中国复种指数监测结果,结合时间滑动窗口方法,在像元尺度分别计算两个指标的具体值;最后,评估耕地的种植强度与种植制度特征的显著性,利用决策树方法确定种植制度类型,从区域差异、动态规律等方面分析不同区域种植制度的时空异质特征。[结果](1)面积上看,一年一熟所占面积最大,占53.52%,超过耕地总面积的一半;其次是一年两熟,占23.28%,季节性休耕(如两年三熟)与年度休耕分别占12.80%和6.94%。(2)空间上看,一年一熟、一年两熟、季节性休耕与年度休耕的集中分布区分别为东北地区、华北地区、长江以南地区与“镰刀弯”地区。(3)时间上看,动态稳定的种植制度从时间维度上揭示了静态复种指数背后的异质性,例如,2018年复种指数为1的区域,其中75.18%属于一年一熟、6.60%属于一年两熟、8.92%属于季节性休耕、8.02%属于年度休耕。[结论]本研究提出了一种结合时序遥感监测与空间决策树模型的跨年度分类体系,揭示了中国耕地种植制度分区聚集、种植强度南高北低的空间格局,直观展现了松嫩平原、“镰刀弯”等空间聚集区;分析了耕地复种与种植制度的时空差异特征,主要表现在种植制度与年度复种指数的空间不一致性,以及种植制度特有的周期性。研究结果可为合理提高耕地复种强度、推动实施“藏粮于地”战略提供案例支撑。

若尔盖高原湿地研究进展

若尔盖高原湿地是我国第一大高原沼泽湿地,也是世界上最大的泥炭沼泽。若尔盖高原湿地对黄河上游的水源涵养与补给及生态平衡的维持起着极其重要的作用,此外对全球气候与环境变化有着紧密联系。随着沼泽旱化、沙化、土壤退化等生态问题的出现,对若尔盖高原湿地的研究越来越受到重视。以湿地退化为主线,在对各种文献资料归纳整理的基础上,该文从湿地分类及信息提取、湿地生物多样性、湿地土壤和湿地温室气体、湿地与全球变化、湿地退化五方面评述了若尔盖高原湿地的研究进展。在此基础上,对若尔盖高原湿地未来的研究方向进行了展望,提出加强若尔盖高原湿地退化的过程和驱动机制研究、湿地生物多样性研究、加强湿地生态恢复与管理保护三方面建议。

北疆农区土壤盐渍化遥感监测及其时空特征分析

基于MODIS数据,利用归一化植被指数和盐分指数的二维特征空间关系建立土壤盐渍化遥感监测模型,对北疆农区2000年以来的土壤盐渍化状况及其空间动态变化进行了监测分析,并探讨了典型区土壤盐渍化的主要驱动因素。结果表明:1土壤盐渍化遥感监测指数可以从宏观上定量刻画北疆农区的土壤含盐量;2北疆农区土壤盐渍化空间特征呈现出总体上逆转、局部严重发展的态势;3土壤盐渍化等级在不同时间段的发展或逆转的方向主要由中度向重度及重度向盐土间的相互转化,其中重度盐渍化农用地的转化幅度最大;4不同土壤盐渍化等级中盐土的形成与农区降水量和干燥程度具有较好的相关性,未盐渍化(正常)和中度盐渍化与农区有效灌溉面积和农作物播种面积分别呈相关系数较高的正相关和负相关。

呼伦贝尔草原物候变化及其与气象因子的关系

草原物候是草原生态系统气候变化的敏感指示器,探索物候变化与气候变化的关系,对草原生态系统保护及全球气候变化研究具有重要意义。以呼伦贝尔草原为研究对象,基于2000—2015年MOD09Q1数据和气象数据,利用D-L拟合法对NDVI时间序列进行重构,采用动态阈值法提取草原物候期,利用相关分析法,分析了物候与气象因子之间的关系。研究表明:(1)返青期发生时间介于4月下旬～6月上旬(平均为第138 d),枯黄期发生时间介于9月～10月下旬(平均为第277 d),生长季长度主要在3. 5～6个月之间(平均为136 d)。空间上,西部和北部返青期较早,枯黄期较晚,生长季长度最长;中东部返青期较晚,枯黄期较早,生长季长度较短。(2)年际变化趋势上,返青期和枯黄期均以提前趋势为主,提前趋势的像元比例分别为61. 2%和63. 83%,生长季长度以延长趋势为主,延长趋势的像元占比为54. 95%。(3)冬季降水增加是返青期提前的主要原因,而春季降水增多和秋季温度升高是枯黄期提前的主要原因。研究结果有助于加深物候对气候变化响应的认识,以期更好地为草原物候研究和放牧优化管理提供参考。

东北三省2020-2022年间10 m空间分辨率耕地资源空间分布数据集

及时准确地获取耕地空间分布数据对于农业生产管理、种植结构调整、保障粮食安全等具有重要意义。本研究以东北三省(黑龙江省、辽宁省、吉林省)为研究区,基于哨兵二号(Sentinel-2)卫星影像数据,建立每一省份特定年份的耕地与非耕地样本12个月份的归一化差分植被指数(NDVI)数据集库;利用Google Earth Engine遥感计算平台,依据耕地与非耕地样本的NDVI的差异性特征进行监督分类,建立了黑龙江省、辽宁省、吉林省等东北三省2020—2022年间逐年10 m空间分辨率耕地资源空间分布数据集。该数据集为东北地区最近年份的耕地资源空间分布数据集更新,可为该地区的黑土地科学保护、“藏粮于地,藏粮于技”战略实施以及粮食安全保障提供数据支撑和科学服务。

新疆绿洲农区土壤盐渍化遥感监测方法的比较研究

土壤盐渍化是制约绿洲农业可持续发展的重要因素之一。准确监测土壤盐渍化的程度和面积，可为绿洲农区土壤盐渍化防治提供科学信息支撑。本文利用Landsat-ETM＋影像和MODIS09A1产品数据，结合已有土壤盐渍化遥感指数监测土壤含盐量的方法．通过遥感波段数据挖掘出反映盐渍化的敏感信息，分别提出了SRI和NDSI两个监测土壤含盐量的遥感指数，依次与对应空间位置的实测土壤含盐量构建数学模型，研究表明：（1）基于NDVI构建的土壤含盐量监测模型在空间分辨率较高或是低空间分辨率覆盖范围广的遥感数据源中的拟合优度都较好；（2）构建的盐分响应指数SRI和归一化盐分指数NDSI监测土壤含盐量具有较好的效果，它们与实测土壤含盐量之间的拟合度均比SI、NDVI、GARI和CRSI所构建的监测模型精度高；（3）从数据源看，Landsat-ETM＋遥感数据适宜选用NDSI监测土壤含盐量，MODIS09A1遥感数据适宜采用SRI监测土壤含盐量。在未来土壤含盐量的遥感反演中可基于不同遥感数据源有针对性的选择适宜的遥感指数。

Distribution and pollution assessment of trace metals in seawater and sediment in Laizhou Bay

Selected trace metals （Pb, Cd, Cu, Hg） and arsenic in seawater and surface sediments of Laizhou Bay were determined, to evaluate their spatial distribution, pollution risk and potential ecological risk. Concentrations of the elements were 0.56-2.07, 0.14-0.38, 12.70-18.40, 0.014-0.094, and 1.13- 2.37 μg/L in the seawater and 8.94-32.2, 0.18-0.67, 4.51-30.5, 0.006-0.058, and 5.75-15.3 mg/kg in sediments for Pb, Cd, Cu, Hg and As, respectively. High concentrations of the trace metals and arsenic in seawater and surface sediments were generally observed near the fiver estuary. The pollution risk result of the elements showed that Cu was the prominent trace metal pollutant in seawater, followed by Hg, Pb, Cd and As. The metal complex pollution index in seawater was at a medium level. The most important trace metal pollutant in sediments was Cd, followed by As, Cu, Pb, and Hg. Our pollution assessment suggests that trace metal pollution in Laizhou Bay sediments was at a low level. The potential ecological risk was also low in surface sediment.

大学生事务管理中“服务育人”的探索与思考

高校作为培养国家栋梁之材之地,其学生管理工作一直是高等教育改革的一个关键环节。在当今错综复杂的国际、国内形势下,高校学生管理工作面临着许多新的问题,需要各个高校与教育学研究人员继续努力探索,尝试改革创新之路,从而使高校的学生管理工作变得更加高效。新形势下大学生事务管理工作与服务育人有效结合,是提高高校大学生三全育人的有效路径。本文分析当代大学生特点,从大学生事务管理的现状入手,探讨了服务育人从以下几个方面入手:确立以学生为中心的服务理念,树立服务育人的教育理念;与时俱进完善高校学生管理制度;塑造专业化学生事务管理者服务队伍;将思想政治教育工作贯穿大学生事务管理工作。

新时代高校学生骨干综合素质提升路径研究

在新时代新形势的大背景下,高校学生教育管理工作出现了新的难题与挑战。大学生骨干作为学生群体中的先进分子,是协助教育者进行学生管理教育工作的核心力量。新时代高校学生骨干培养现状为:学生骨干思想觉悟水平更高;学生骨干抵抗挫折能力更强;学生骨干综合素质获评不一等。面临的问题为:学生角色定位不当;存在“官僚化”现象;培养内容较为片面。本文就以上问题进行分析并提出具体改进措施:注重综合素质发展;建立健全组织制度;加强思想道德建设。

基于SPOT-VGT数据的锡林郭勒盟草原返青期遥感监测

使用1999-2012年SPOT-VGT NDVI数据,采用D-L滤波方法对NDVI时间序列进行重建,基于动态阈值法提取锡林郭勒盟草原返青期,结合地面实测返青期数据对结果进行验证。研究表明:1提出的草原植被遥感返青期监测和地面验证相结合的新方法,采用25%动态阈值系数提取了锡林郭勒盟草原的返青期,其精度可达68%。2锡林郭勒盟大部分地区的遥感返青期发生在4月上旬-5月中旬,呈现由南向北推迟的空间格局。1999-2012年锡盟草原返青期整体上呈现提前的趋势,为-1.5 d/10a。论文成果为增强中国对气候变化的应对能力、指导当地的农牧业生产、保护脆弱的草原生态系统具有重要的理论和实际价值。

1996—2016年松嫩平原传统大豆种植结构的时空演变

在转基因大豆冲击下,我国传统大豆种植面积大幅下降,研究大豆主产区传统大豆种植结构及其动态变化对我国大豆进出口贸易和保障国家粮食安全意义重大.本研究基于1996—2016年Landsat TM/OLI遥感影像,以遥感、地理信息系统技术为支撑,利用随机森林方法提取大豆空间分布信息,并结合景观格局指数分析松嫩平原大豆种植结构时空演变特征.结果表明:1996—2016年,松嫩平原大豆种植面积呈波动变化;在与其他地物类型面积转换中,大豆与其他作物面积间的转换最明显;大豆斑块面积占作物总面积的比例呈先增后减特征,而斑块密度指数和分离度指数均呈先减后增趋势.松嫩平原传统大豆种植结构时空演变表现出种植面积波动变化、破碎度增加、空间分布趋于离散的特征;国内外市场及政策导向成为传统大豆种植结构变化的重要影响因素.

近10 a武汉市城市热岛效应演变及其与土地利用变化的关系

城市化进程的加快,农村人口大量涌入城市,城市布局及局部气候改变等因素使得城市热岛效应问题日益突出,已成为当前城市环境研究热点之一。以武汉市为例,应用遥感技术与地理信息系统技术,选取2004~2015年5个时相Landsat系列影像数据,利用单窗算法反演地表温度,并以此为基础进行热岛强度分级,获取了近10 a武汉市城市热岛效应变化结果,并分析了武汉市11个辖区城市热岛效应动态变化特征及热岛效应与土地利用变化的关系。研究结果表明:(1)自2007年后,武汉市老城区热岛面积持续减少,而新城区热岛面积则持续增加,呈现出以老城区为中心向新城区扩张的趋势,至2015年,新老城区热岛面积仅相差20.74 km^2;(2)东西湖区、蔡甸区、江夏区与洪山区是近些年城市热岛面积增长较为显著的辖区,其中江夏区的热岛面积年际变化最大,最高值达95.42 km^2;(3)城市热岛效应与土地利用类型的面积年际平均值拟合关系显示,2004~2015年,城市热岛效应与建筑用地的R2值最大,为0.681 2,建筑用地面积的增加是城市热岛强度面积扩张的重要影响因素。

中国大豆进口关税调整对全球水土资源转移的影响评估

中美贸易争端背景下,评估中国大豆贸易对全球水和耕地资源的影响,对粮食安全和环境可持续意义重大。基于GTAP(Global Trade Analysis Project)模型,以中国及其主要大豆供应国(美国、巴西、阿根廷、乌拉圭、加拿大)为研究区,模拟中国对美国大豆加征关税前后的情景,评估相应情景下中国大豆进口对全球水和耕地资源的影响。结果表明:在加征关税前后情景下,中国大豆进口总量保持稳定,进口量中供应国之间占比变化较大,特别是加征关税后美国占比明显减少;虚拟耕地进口总量保持稳定,虚拟水进口总量减少;在全球尺度上,从巴西进口大豆水资源利用率最高、从美国进口大豆耕地资源利用率最高。取消除美国外其他四国关税可同时减少全球水和耕地资源的消耗。