贵州喀斯特山区农业生态效率测度及影响因素研究——基于生态系统服务改进的对比分析

以期望产出是否包括农业生态系统服务,对贵州喀斯特山区农业生态效率进行对比分析,以期为推动该区农业绿色发展提供理论参考与数据支持。采用超效率SBM模型、GML指数测度2000—2019年贵州9个市(州)2种农业生态效率,并利用Tobit回归模型探讨其影响因素。结果表明:①传统的农业生态效率只有贵阳有效,期望产出考虑了农业生态系统服务后,除六盘水、安顺、黔西南及黔南外,其余市州农业生态效率均值进入到有效区。②研究期内贵州传统的农业全要素生产率(GML)年均增长2%,尤其是2012年以后GML指数增长明显。除了遵义、黔东南和铜仁,其余市州传统的农业全要素生产率(GML)均大于1,各市州农业生态效率提高主要依靠技术进步提升带动。除了遵义和铜仁,其余各市州改进的GML指数均较传统的有所降低。③产业结构、财政支农水平、农业机械化密度与传统和改进的农业生态效率均呈正相关,农民收入水平、化肥使用强度与传统和改进的传统农业生态效率都呈负相关,人均耕地水平与植被覆盖度与改进的农业生态效率呈正相关,但与传统的农业生态效率呈负相关。

基于GIS和遥感技术的贵州喀斯特山区水利工程的影响研究

针对现有监测技术在贵州喀斯特山区水利工程监测评价中存在片面等问题,研究基于地理信息系统与遥感技术,提出遥感生态指数模型,并应用于黔中水利工程分析中。结果显示,整体上遥感生态指数因子呈先减后增的趋势,基本符合实际情况;2005-2020年全局莫兰指数整体呈先降后增的趋势,最高为0.727,呈聚集形式。总体上,贵州喀斯特山区水利工程改善了生态环境,表明研究模型具备有效性,可以应用在实际水利工程影响分析中。

喀斯特山区城市群耕地时空演变特征及驱动因素分析

厘清城市化背景下喀斯特山区城市群耕地现状及影响因素,对推进区域可持续发展和保障粮食安全具有重要意义。以黔中城市群核心经济区为例,基于2010年、2020年耕地数据,利用变化轨迹分析法、耕地指数、空间自相关和地理探测器等方法,探究喀斯特山区城市群耕地时空演变特征及其驱动因素。结果表明:从整体看,黔中城市群核心经济区耕地分布表现为“中部贵阳市低,周边高”的特点;从县域看,研究期内县域耕地分布均以300~500 km^(2)为主。黔中城市群核心经济区耕地同时具有转出和转入的变化特征,但耕地转出面积明显大于转入,使得研究区耕地减少2 309.37 km^(2)。黔中城市群核心经济区耕地转入、转出具有明显的空间集聚特征,且均以高-高聚类为主。影响黔中城市群耕地时空分布的主要因素为经济因素,但随着社会经济发展,经济因素的影响程度有所降低,影响因素逐渐趋于多元化。为最大程度控制黔中城市群耕地减少,建议在发展经济的同时要合理规划土地利用,保障耕地安全。

产业结构演变下西南喀斯特地区产业生态效率时空演变——以贵州省为例

运用基于改进的生态足迹模型方法,分析贵州省产业结构演变下产业生态效率时空变化。研究结果显示,随着贵州省产业结构由“一二三”阶段演变到“二一三”“二三一”阶段以及“三二一”阶段,产业生态效率的增长率分别为8.2%、8.1%、14.1%,整体平均增长率为10.1%,与全国相比还有一定的差距。第一产业的生态效率平均增长率为9.4%,第二产业的生态效率平均增长率为8.2%,第三产业生态效率平均增长率为10.6%。在1986—2019年间,贵州省各市(州)产业生态效率不断增加,产业生态效率与产业生态效率增长率存在一定差距,总体差距呈现减少趋势。根据研究结果提出了新时期贵州省经济发展的相应对策。

山地岩溶区生态系统服务时空演变特征分析——以贵州省为例

从水平空间与纵向空间对山地岩溶区开展长时序的生态系统服务演变研究可以增进对山地岩溶区生态系统发展演变规律的理解,为山地岩溶区生态保护政策和石漠化防止措施的制定提供科学参考,对区域可持续发展具有重要意义。基于InVEST模型,实现了2000-2020年研究区陆地生态系统服务产水量、土壤保持与生境质量功能的定量评估,并揭示研究区在水平空间和纵向空间的生态系统服务功能变化特征,更为立体的了解山地岩溶区生态系统服务功能变化特点。研究结果表明,(1)2000-2020年,研究区土地利用类型变化最大的为建设用地,变化最小的为耕地。(2)从水平空间看,不同土地利用类型的产水量、土壤保持及生境质量功能存在显著差异。2000-2020年间,研究区裸地的单位面积产水量最高,林地单位面积产水量最低。土壤保持功能则与之相反,表现出林地单位面积土壤保持量最高而裸地单位面积土壤保持量最低。建设用地与裸地的生境质量均较低。(3)从纵向空间看,产水量、土壤保持和生境质量功能在不同海拔等级具有显著的空间异质性。2000-2020年,研究区产水量与土壤保持功能均表现出随海拔升高而波动式降低的变化特点;生境质量随海拔上升呈现出先下降后上升(浅U型)的分布特征。(4)根据研究结果,研究区生态保护及石漠化防治政策和措施应重点关注裸地、建设用地和林地,同时也应关注不同海拔等级各类生态系统服务功能变化特点,必要时可以对高海拔和低海拔区域实施有差别的生态保护措施。这些发现可为山地岩溶区的生态可持续性提供更切实可行的措施,并为其他类似地区提供参考。

喀斯特山区城乡人类活动强度及其效应时空演变研究

[目的]探究城镇与乡村人类活动强度,以及城镇与乡村地区人类活动的经济效应、生态效应的时空演变,为全面定量评估城乡人类活动机制、生态文明建设与社会经济发展等提供一定理论支撑和决策指引。[方法]通过构建城镇与乡村地区的人类活动强度指数、人类活动强度阈值及人类活动效应等模型方法,对贵州省各地市城乡人类活动强度及阈值演变进行了研究。[结果]2010—2018年,贵州省各地市乡村人类活动强度减弱(降低7.57%~28.57%),城镇人类活动强度增强(增加22.72%~124.83%),城镇人类活动强度大于乡村人类活动强度。各地市乡村人类活动强度最低与最高阈值总体呈降低变化,但多数地市超过最高阈值(1.02~1.62倍),山区土地系统承受较高乡村人类活动强度影响。各地市城镇人类活动强度阈值呈增加变化,2018年城镇人类活动强度趋近最高阈值(0.940~0.997倍),城镇人地系统承受着较大压力。各地市单位城镇人类活动经济效应与单位乡村人类活动生态效应均呈增长变化(年均增长率8.60%~13.53%),单位乡村人类活动生态效应比城镇人类活动经济效应更显著(2.24~14.84倍)。[结论]尽管贵州省乡村人类活动强度呈减弱变化,城镇人类强度及阈值均呈增加变化,但其土地系统承受人类活动强度均较高,单位乡村和城镇人类活动经济与生态效应均增长变化,未来应该继续深入探究城镇与乡村人类活动强度测算方法体系。

贵州喀斯特山区农业生态环境的脆弱性及可持续发展对策

贵州喀斯特山区的农业生态环境极为脆弱 ,对农业的可持续发展带来了很大的不利影响。本文认为其脆弱性主要是由喀斯特自然过程和人为活动共同作用的结果。并据此探讨了其环境整治和农业可持续发展的战略途径及相应的发展模式。

脆弱生态约束下贵州岩溶山区农业可持续发展

贵州岩溶地貌发育,山多地少,水土流失严重,生态环境恶化,农业生产条件差、水平低,发展可持续农业既是贵州特殊农业生态环境的客观要求,也是兴黔富农和实现农业现代化的必由之路,然而贵州岩溶山区脆弱的生态环境束缚着该区农业的可持续发展。对贵州岩溶山区生态环境脆弱性成因进行了分析,归纳为:地形的复杂性、地质环境的特殊性、降水的不均匀性和人为因素4个方面。从土地农业生产、水资源利用和自然灾害3个方面阐述了该区脆弱的生态环境对农业可持续发展的约束作用,最后提出了相应的对策。

脆弱生态约束下贵州岩溶山区农业可持续发展

贵州岩溶地貌发育,山多地少,水土流失严重,生态环境恶化,农业生产条件差、水平低,发展可持续农业既是贵州特殊农业生态环境的客观要求,也是兴黔富农和实现农业现代化的必由之路,然而贵州岩溶山区脆弱的生态环境束缚着该区农业的可持续发展。对贵州岩溶山区生态环境脆弱性成因进行了分析,归纳为:地形的复杂性、地质环境的特殊性、降水的不均匀性和人为因素等4个方面。从土地农业生产、水资源利用和自然灾害等3个方面阐述了该区脆弱的生态环境对农业可持续发展的约束作用,最后提出了相应的对策措施。

贵州喀斯特山区生态重建的基本模式及其环境效益

贵州为典型的喀斯特高原山区 ,喀斯特发育的碳酸盐类岩出露面积达全省总面积的 73 %。由于自然因素和人为干扰活动的影响 ,致使生态环境严重退化 ,水土流失面积达 43 5 % ,石漠化面积达 1 33万km2 ,且每年还正以 933hm2 的速率扩展 ,已成为制约社会经济发展的主要障碍 ,恢复与重建生态环境已成了十分突出的问题和任务。文章从理论上阐述了喀斯特山区生态恢复与重建的基本措施和模式 ,并结合实例分析了它们所能产生的环境效益 。

贵州喀斯特山区的土壤侵蚀性退化及其防治

论述了贵州喀斯特山区土壤侵蚀性退化的三种类型 (石漠化、土壤贫瘠化、土壤结构性恶化 )及特征 ,从岩性、地貌、人类活动等方面详细剖析了土壤侵蚀性退化的成因机理 ,指出土壤生态系统的脆弱性是喀斯特山区土壤侵蚀性退化的内因 ,而不合理的人类活动则是该地区土壤侵蚀性退化的诱因和外动力。在此基础上 ,根据各喀斯特地域的具体情况 ,结合实施西部大开发战略中有关生态建设的要求 ,提出了保护抢救喀斯特山区土壤资源、防治土壤退化的对策措施。

贵州喀斯特山地碳足迹和植被碳承载力动态研究

为了解贵州喀斯特山地碳排放与碳固定的平衡状况及其动态变化规律。利用2002-2012年贵州省能源消费量及植被面积等数据，通过构建数量模型，分析碳足迹、植被碳承载力和碳生态压力指数等指标的动态变化规律。研究结果表明：贵州省碳足迹总量由2002年的12643．6677吨上升到2012年的35153．63万吨，增长幅度为278．03％，年均增长16．18％，其中化石能源消费的碳足迹占总碳足迹的84．35％-93．78％，表明化石能源消费是导致碳足迹增长的主要因素。同期植被碳承载力从2002年的8988．8377吨上升-12012年的15032．65万吨，增长幅度为67．24％，年均增长6．11％，其中森林固碳量76．94％-85．63％，园地固碳量占11．79％-21．00％，农作物仅占1．90％-3．48％，揭示森林的固碳量最高。2002-2012年碳赤字呈现出上升的趋势，由2002年的3654．83万吨上升到2012年的20120．98万吨；碳生态压力指数由2002年的1．41上升到2012年的2．34，而单位GDP碳足迹表现出下降的趋势，从2002年的10．17吨／万元下降到2012年的5．13吨／万元。分析结果表明贵州在碳减排方面的政策措施有一定成效，但碳排放与碳固定之间不平衡，碳循环的生态环境压力有持续增加的趋势。

贵州喀斯特山区生态环境脆弱性及其生态整治

贵州是我国喀斯特地貌最发育的省份之一，属典型的生态环境脆弱区通过对人口容量、生物生产力与生物量、敏感性和承灾能力等４个方面的分析阐述了贵州喀斯特山区生态环境脆弱性的基本特征，探讨了喀斯特脆弱环境形成的自然因子和人类活动因子的影响机理，根据我国西部大开发中生态建设的要求，提出了贵州喀斯特山区脆弱生态环境的整治对策．

贵州喀斯特山区的石漠化及其生态经济治理模式

分析了贵州喀斯特山区石漠化的分布及其影响效应 ,详细探讨了石漠化治理缓慢的难点与症结 ,阐述了石漠化治理应坚持的六条原则。在此基础上结合贵州喀斯特山区的自然、社会、经济发展的实际情况 ,从生产 (技术 )、生态、生活与发展等三个层面提出贵州喀斯特山区石漠化治理的生态经济优化模式。

发展生态农业是贵州喀斯特(石漠化)山区退耕还林的基本途径

贵州喀斯特山区山多坡陡、坡耕地面积比重大,生态环境脆弱,水土流失和石漠化严重,是国家退耕还林的重点地区。本文分析了生态脆弱的贵州喀斯特退耕区发展生态农业的重要性,阐述了该地区生态农业发展的目标、任务和原则,探讨了适合喀斯特退耕区地域特征的生态农业发展的4种模式:即自给型粮食种植业、生态经济型林(果、药)业、效益型畜牧业和增值型绿色产品加工业,并提出了创新生态农业建设的投入机制、加快推进农村小城镇建设、加大生态农业建设关键技术的研究和推广力度、重点扶持生态农业建设的龙头大企业等相应的对策措施。

基于SAR技术的贵州喀斯特山区烟草估产模型

以贵州清镇市流长国家现代烟草农业基地单元为研究区,针对贵州喀斯特山区烟草种植特性,首先利用SAR遥感技术,对烟草叶片进行反演并计算叶面积指数,其次对烟草生长适宜性进行评价。结合烟草的叶面积指数、适宜性等参数建立适用于喀斯特山区的烟草估产模型。经建立模型计算得出研究区每666.7 m2产量为76.17 kg,与研究区实际产量对比精度在92%以上,满足喀斯特山区大面积快速估产需要,为喀斯特山区烟草估产提供技术支撑。

贵州岩溶山区地下河径流路径分类探讨

地下河作为岩溶山区水资源的重要运移及储存场所,对于地下水开发利用和保护有着重大的意义。根据贵州岩溶地区地下河径流路径与地层产状、构造的关系,将地下河径流路径划分为走向型、倾向性(顺倾向型、逆倾向型、其它型)、断裂带型及褶皱轴线型(沿向斜轴线型、沿背斜轴线型)4种类型,并对研究区不同构造单元下地下河径流路径进行统计。结果表明:自遵义拱断-六盘水断陷-黔南台陷方向,地下河径流路径由走向型为主逐渐过渡为倾向型为主,且地下河平均长度及河网密度都有增大的趋势。

贵州喀斯特山区植物营养元素含量特征

贵州喀斯特山区是我国乃至世界喀斯特分布面积最大的片区之一,由于其生态系统的脆弱性,加之人类活动的干扰,使得该区的植被退化较为严重。文章选择该区的12种主要植物作为研究对象,对其营养元素进行了研究。结果表明:>1000μg·g-1的元素有N、P、K、Ca、Mg、S,100～1000μg·g-1的元素有Fe、Mn、Al,10～100μg·g-1的元素有Zn、Sr,<10μg·g-1的元素为Cu、Mo,其中Mo含量最低,仅为0.17μg·g-1。这些元素中,Ca、P、K元素高于所报道的陆生植物的含量范围。元素含量特点是Ca>K>Mg型。N、P、K、Mg元素的频数分布为正态分布,Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、S元素为对数正态分布。变异系数大于100%的元素有Al、Fe、Mn、Sr,变异系数小于60%的元素有N、P、K、Ca、Mg、S、Cu,其中Ca的变异系数最小,仅为11.8%。不同生境下相同植物的营养元素含量有较大的差异,石灰土上植物的N、P、K、Ca、Mg、Al、Cu、Mo元素含量要高于黄壤上植物的。元素间的相关分析表明:P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn元素具有显著相关关系;N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo元素具有一般相关关系。

贵州喀斯特山区大型土壤动物多样性研究

为了解贵州喀斯特地区土壤动物生物多样性特点,选取贵州4个典型喀斯特山地为研究区进行大型土壤动物多样性和群落特征分析。得出如下结论:(1)4个研究区共获得的大型土壤动物分别隶属于3门8纲21目,共21个类群。优势类群为4类(占总个体数的10%以上),分别是鞘翅目(占19.7%)、腹足纲(占17.86%)、蚁科(占17.03%)、蜘蛛目(占11.69%)。(2)大型土壤动物的类群数依次是荔波>毕节>清镇>花江;荔波研究区采集到20个类群,该区土壤动物类群组成相对完整,可以作为喀斯特生态系统退化程度的参照标准。土壤动物个体数依次是荔波>清镇>毕节>花江;Shannon-Wiener多样性指数反映出与类群数同样的结果:荔波>毕节>清镇>花江。喀斯特生态环境因子的改变对腹足纲、蜘蛛目、带马陆目等类群的组成结构和数量产生了很大的影响,可以作为喀斯特生态退化程度的指示种。(3)相似性分析表明,毕节研究区大型土壤动物群落与荔波最相似,生态环境较好,清镇次之,花江最差,同时也与其石漠化等级程度相吻合。

喀斯贫困山区土地资源承载力动态分析与预测

运用土地资源承载力评估模型、承载指数模型及灰色预测模型对贵州土地资源承载力进行动态分析和预测。结果表明:2003—2013年贵州年末总人口、土地资源承载力指数、人口超载率总体上表现出波动上升趋势;年末粮食生产总量、土地资源承载力、粮食盈余率表现出波动下降趋势。说明贵州省所能承载人口远远低于实际总人口,土地资源承载力一直处于超载态势,粮食盈余率表现出负增长,粮食严重不足。土地承载力指数表现出波动上升的趋势,揭示粮食自给率比较低,人口与粮食之间矛盾十分突出。灰色预测结果显示,2014—2023年的土地资源承载力表现出逐年下降趋势,由2014年的2 527.42万人下降到2023年的2 248.73万人,10年间下降了11.03%;土地资源承载力指数表现出逐年上升的趋势,由2014年的1.75上升到2023年的2.25,10年间上升了28.57%,表明如果按照当前趋势发展下去,未来10年研究区土地资源承载力将会严重过载,人地矛盾日趋严峻,影响经济社会可持续发展。研究可为缓解人地矛盾及实现区域可持续发展提供科学依据。