“哈长城市群”农业空间网络结构及要素优化配置

农业空间是包含固定物理载体与可流动生产要素在内的复杂地域系统,掌握其中流动要素在地域间的传导、辐射能力,使之与耕地要素达到适配状态,是实现全要素提质增效、促进农业现代化发展的关键。该研究针对东北农业现代化发展滞后、基础要素错配等问题,尝试依托“哈长城市群”发展体系,采用修正引力模型与社会网络分析,探究农业空间流动要素的网络结构,并通过耦合协调度模型分析其中心性与耕地要素间的配置关系,优化发展布局。研究表明:1)哈长城市群农业空间流动要素的网络层级特征明显,中部地区具备较高的控制力及连通性。其中长春网络中心地位明显,是资源要素跨区域流动与调配的枢纽;但作为区域农业发展规划的另一核心,哈尔滨在劳动力、政策制度及资本投入网络中的影响力有待提升。2)耕地质量与耕地规模均呈现东低西高的分布特征,而耕地可持续利用水平较高的地级市主要位于中部地区。3)城市群中长春、四平、松原的流动要素中心性与耕地要素适配良好,可作为核心区先后引导东向与北向产业辐射逐渐改善农业空间内要素配置状况,形成“两区两轴”的现代农业发展格局。研究结果丰富了区域农业空间要素优化配置理论,为通过产业规划手段提升东北农业现代化水平提供依据。

基于Landsat-8影像的中国与美国黑土区土地利用格局对比

为探究中国东北黑土区和美国密西西比河流域黑土区土地利用情况的差异,笔者通过Google Earth Engine平台解译得到两地2017年土地利用数据,对比两地土地利用结构和土地利用景观格局,并利用地理探测器对影响土地利用结构的自然因素进行分析。结果表明:中国黑土区和美国黑土区土地利用结构相似,土地利用结构指数分别为-11.30、-56.11,中国黑土区土地利用格局相对较好;气候对两地土地利用结构影响最大(99.90%),其次为地质条件(93.00%),自然因素综合作用的影响相对较大;中国黑土区可借鉴美国保护性耕作方式,提高土地利用潜力,在提高粮食生产能力的同时稳定其生态功能。

食物系统韧性视角下的城市区域耕地利用再地化转型

研究目的:探索食物系统韧性视角下的城市区域耕地利用再地化转型路径,旨在为国家农产品稳产保供战略与高质量城镇化发展提供依据。研究方法:归纳分析法与文献资料法。研究结果:(1)城市区域食物系统韧性涉及短期抗冲击能力和长期可持续性,关键在于权衡全球供应和本地自给的关系、适当缩减食物系统耦合距离。(2)国外主要通过增量控制与内部挖潜的方式盘活城市及其周边耕地资源,以规划约束为主、政策激励为辅;国内城市区域耕地利用再地化转型主要受转型动力不足、规划设计缺位以及弹性优化受限等因素制约。(3)城市区域耕地利用再地化转型涵括三个层面:市区遵循节地原则预留、复垦、创造农业空间;城郊耕地利用由刚性约束转向结构和功能性调控;区域乡村腹地以去中心化和产需均衡为目标优化生产基地布局。研究结论:城市区域耕地利用再地化转型应突破城乡二元土地结构冲突的惯性思维、重构都市—农业关系,统筹兼顾粮食安全底线与重要农产品有效供给、高质量城镇化发展与现代农业发展、耕地刚性管制与弹性调控。

基于DEM的辽宁省兴城市耕地地形条件评价

[目的]评价辽宁省兴城市耕地地形条件,为指导兴城市的农作物耕作,耕地质量评价,水土流失及泥石流灾害防治,耕地生态环境保护等提供依据。[方法]利用遥感和地理信息空间分析技术,以数字高程模型为基础,选取坡度、坡向、地表起伏度、平面曲率、地形粗糙度为评价因子,对研究区的耕地地形条件进行多因子综合加权评价。[结果]兴城市耕地地形条件为:Ⅰ和Ⅱ级的良好耕地占总耕地面积的85.57%,地形条件为Ⅲ和Ⅳ级的一般耕地比例为14.17%,只有0.26%的耕地地形条件为Ⅴ级,需要适当调整。[结论]兴城市耕地地形条件整体较为良好,极少数耕地地形条件差,不宜开垦耕地,需退耕。

基于地形特征的中美黑土区土地利用对比

【目的】黑土区作为全球主要的农产品基地,其退化是备受关注的重大科学问题之一,通过研究中美黑土区环境特征的差异性及其规律,可为进一步揭示黑土退化机理奠定基础。【方法】以DEM数据为基础,选取中国东北和美国密西西比河流域两大黑土区为研究对象,提取坡度、坡向、地形起伏度等地形因子并划分基本地貌类型,从地形条件、地形分布指数、人类活动强度、水土流失风险四方面对两大黑土区的土地利用分布特征进行对比分析。【结果】(1)美国密西西比河流域黑土区整体地形条件优于中国东北黑土区,其坡度小于8°的黑土区土地面积高达78%。(2)两大黑土区的坡度与草地、耕地和建设用地的分布均呈负相关,与林地分布量正相关,而坡向并未显著影响土地利用的空间分布。(3)两大黑土区的人类活动强度均受地貌限制,但美国密西西比河流域黑土区在山地和中海拔地区的人类活动强度高于中国东北黑土区。(4)两大黑土区的土地开发强度普遍较高,水土流失中高风险区面积均超50%。【结论】黑土保护需考虑地形特征,在地势平坦区合理权衡城市发展与耕地保护的关系,对于坡耕地的保护性耕作推广应因地制宜,同时重视草地、林地等自然生态系统在防治黑土退化中的作用。

黑土区城郊耕地重金属污染空间扩散机制

城郊复杂环境条件下的耕地土壤重金属污染空间扩散机制是落实土壤污染源头防控和保障黑土地质量安全的基础.针对以往溯源研究中污染源头难定位和扩散趋势不明确等问题,以长春市城郊地区为例,以耕地土壤As、Pb、Hg和Cd元素为研究对象,采用近邻传播(AP)算法和空间自回归的扩散格局-驱动因素组合分析法尝试揭示黑土区城郊耕地重金属污染空间扩散机制.结果表明,ω(As)和ω(Cd)均值分别为39.35mg·kg^(-1)和0.183 mg·kg^(-1),累积水平较高.内梅罗指数显示研究区有52.38%的耕地已出现轻度污染.AP算法识别出As存在3个影响幅度相似的潜在污染源地,均位于远离城市的典型农耕区;Pb元素的2个潜在污染源地集中分布于范家屯镇附近的工业区;Hg和Cd元素的扩散格局复杂,尤其是Cd元素,呈现多地并发的污染扩散特征.空间滞后模型表明,As元素的空间扩散格局和农药施用强度有关;Cd元素主要受土壤类型和设施农业布局的制约;Pb元素受区域城镇化和工业化发展的影响;Hg元素和区域污染迁移条件相关.污染调蓄功能未对4种元素的空间扩散格局产生显著影响.研究丰富了耕地重金属污染的空间分析理论和方法,对落实城郊黑土地的污染源头防控具有科学意义.

农产品视角的城郊黑土地农田重金属风险分区

农产品是重金属经土壤-作物系统危害人体健康的直接途径,其质量安全是我国粮食安全体系的重要组成部分.针对目前农田重金属分区研究对农产品考虑的不足,以农产品重金属累积特征及其导致的人体健康风险为指标,构建了基于农产品视角的农田重金属风险分区体系,同时以黑土地中重金属污染风险更高的城郊地带为研究区进行实例探讨.结果表明,农产品综合质量指数(IICQ_(AP))为1.09,整体呈重金属微弱累积状态且以Pb和Ni这两种元素的积累为主;人体健康风险高危指数(Q_(HI))为0.61,即无风险;分区结果显示,研究区目前仅有无风险安全耕种区(89.45%)和少量低风险预警监控区(10.55%),建议分别对应采取优先保护和预警监控的策略,并从干预重金属向农产品方向富集、种植结构调整和适当进行原位钝化修复等手段对该区提出了具有实际参考价值的管控措施.本研究结果对于丰富农田重金属分区防治的内涵、加强黑土区农产品质量安全管理水平和制定黑土地城乡差别化农田分区防治策略等具有可探索的现实意义.