不同耕作方式对矿区复垦耕地的碳库时间效应和耕地生产力的影响

对采矿破坏土地进行复垦并探究科学的田间管理方式对于缓解人地矛盾、迅速提高复垦耕地生产力具有重要的意义。基于煤矿区复垦耕地长期定位试验,通过对比不同耕作措施下土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(AOC)含量、碳库管理指数(I_(CPM))和产量变化,探索有助于复垦土壤质量迅速提升的耕作模式。在小麦播种前设置免耕(NT)、浅耕(ST)、深耕(DT)、深耕-浅耕交替轮耕(DST)共4个耕作处理。结果表明:(1)不同耕作措施通过影响固碳速率(R_(CS))而对SOC积累有不同的影响。与NT相比,DT有助于复垦前期迅速提高各土层SOC和AOC含量,DST有助于复垦后期各土层保持较高的SOC和AOC含量。ST有助于表层SOC和AOC积累,对深层土壤SOC和AOC的影响小于DT和DST。(2)不同耕作措施对有机碳层化比(R_(S))有不同的影响。在复垦前期,ST、DT和DST处理的R_(S)都显著高于NT。但到复垦后期NT和ST保持较高的R_(S),DT和DST的R_(S)显著降低。(3)不同耕作措施通过影响SOC和AOC积累而影响各土层的碳库指数(I_(CP))和碳库活度指数(I_(A)),从而影响其I_(CPM)。复垦8a后,ST、DT和DST处理各土层的I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)均大于NT。DST积累了最高的SOC和AOC,因此其I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)为最高。DT由于长期过度翻耕促进了SOC的矿化分解,导致其I_(CP)、I_(A)和I_(CPM)低于DST。ST虽可提高表层SOC和I_(CP),但其I_(A)低于DT和DST,导致其I_(CPM)也较低。(4)不同耕作方式通过影响土壤固碳也影响了作物生产。在复垦前期,ST、DT和DST的增产率和产量均大于NT,DT有最高的产量和增产率,而到复垦后期,DST的产量和增产率最高。相关分析表明,在复垦前期DT通过迅速提高各土层SOC含量有助于产量提高,而到后期,DST则通过提高整个土层的SOC、AOC含量和降低SR有助于作物高产。总之,基于土壤固碳和作物生产能力,在复垦早期宜采用DT措施,到复垦后期DST则是更好耕作方式,而NT和ST不利于复垦耕地的土壤碳固存和产量的快速提升。

吉林省2009~2022年耕地生产力变化分析及其对策研究

吉林省是中国主要的粮食作物和商品粮基地,对2009-2022年吉林省农田生产力进行全面、客观的研究,对于进一步发掘该地区的农业增产潜力,促进农地资源的可持续利用,保证该地区的粮食安全,都有着十分重要的作用。通过对吉林省农业生产现状的综合评价,得出了在2009-2022年期间,由于自然因素、不合理的农业种植方式、土壤侵蚀等造成的影响,从而导致了农业生产的不稳定。本文还对吉林省目前耕地开发中出现的一些问题进行了分析,并针对这些问题,提出了一些解决这些问题的建议。

基于村域尺度的传统耕作制度对耕地生产能力提升的思考

耕地是农业发展的根基,只有提升耕地生产能力,才能守住粮食安全底线。从村域尺度,采用文献研究法、实地调查法,分析粮食生产现状,剖析了研究区的传统耕作制度及其耕地生产能力制约条件,从中得出提升耕地生产能力的思考。结果表明:①研究区早籼稻和晚籼稻生产成本呈现增加趋势,其中机耕成本为170~180元/亩、收割成本为120~300元/亩、农药成本为120~130元/亩、化肥成本为120~230元/亩、水稻种子成本为47~50元/斤。②耕地生产能力制约因素主要是耕作方式陈旧、收割业务不完善、生产成本高、种植粮食补贴少以及农田基础设施落后,从提升农民生产意识、改进耕作方式、发展农业机械化、完善农村基础设施4方面提高耕地生产能力,为当地管理土地、增加粮食产量、促进农业农村现代化发展提供参考。

过去20年中国耕地生产力区域差异变化研究

依据县域农业统计数据，以单位耕地面积的粮食产量作为衡量耕地基本生产力的指标，对比分析了1985—1987和2002—2004两个时段的耕地生产力空间变化情况。结果表明：①过去20年全国大部分地区耕地生产力普遍提高，在农牧交错带及其以西地区耕地生产力增加幅度尤为显著，这些地区耕地生产力的提高对全国粮食总产量增加具有重要意义；②受中国降水空间分异影响，耕地生产力的东西差异依然显著，农牧交错带耕地生产力最低；农牧交错带以东，自西北向东南耕地生产力逐渐增高，耕地生产力区内差异在2002～2004年已表现得不踞显；农牧交错带以西，耕地生产力相对增长速度明显快于东侧和农牧交错带；东部地区，由于北方耕地生产力增幅明显，以温度为主导的南北差异已经缩小。

不同后顾生计来源农户的耕地生产投资行为研究——重庆市白林村471户农户调查实证

研究目的:剖析不同后顾生计来源农户在耕地租赁、生产资料、生产技术、生产劳动力4方面的投资行为及投资方向。研究方法:农户参与式评估,农户模型,比较分析法。研究结果:(1)非农经营后顾生计来源型农户因耕地转包、转赠、撂荒等原因,基本不参与或由其他类型农户代为参与耕地生产投资;(2)农户耕地生产投资行为在耕地租赁、生产资料、生产技术和生产劳动力4方面均表现为:农业规模化经营后顾生计来源型农户>农业多样化经营后顾生计来源型农户>兼业化经营后顾生计来源型农户,其中以生产技术投资差异最为明显;(3)农业规模化经营后顾生计来源型农户的耕地投资行为中以水浇地为主要投资方向,农业多样化经营和兼业化经营后顾生计来源型农户则更倾向于对水田进行投资。研究结论:研究为引导农户耕地流转、规模化、集约化经营提供了理论依据,促进了耕地产业化水平的提高。

山东省耕地生产效率及影响因素分析

本文运用数据包络分析(DEA)方法,对1999-2008年山东省耕地利用效率进行测算,通过Tobit模型分析影响耕地生产效率的主要因素。研究结果表明:近十年来山东省耕地利用的综合效率均值为0.883,耕地生产效率较高;将山东省各地区耕地生产效率划分为三类,第一类地区耕地生产效率最优,分布范围较广,集中分布于山东省中部。第二类地区纯技术效率低下,分布较分散,主要包括济宁、德州、青岛和潍坊;第三类地区规模效率较低,分布于山东省东部沿海,主要包括滨州、东营、威海;有效灌溉面积、耕地复种指数、单位功耗率等因素对山东省耕地利用效率具有不同方向和不同强度的影响,其中耕地复种指数对耕地生产效率的影响作用最大且显著,单位耕地功耗率与有效灌溉面积对耕地生产效率呈显著的负相关,而二、三产业比重对耕地生产效率的影响不是很大;耕地生产效率的提高应针对本地区的实际情况,既要注重生产过程中的资源投入比列,又要改善耕地生产的外部环境。

黄淮海平原气候变化及其对耕地生产潜力的影响

利用1991年和2000年黄淮海平原气象台站的历史观测资料,分析该地区气温、降水的变化趋势,并利用农业生态地带(AEZ)模型估算黄淮海平原各农业生态区的耕地生产潜力。通过分析气温、降水与耕地生产潜力的关系,评价气候变化对耕地生产潜力的影响。研究发现,黄淮海平原耕地生产潜力与降水量、气温呈显著正相关。对各农业生态区的回归分析表明,如果气温或降水量提高10%,耕地生产潜力将分别提高3.2%与0.3%。该研究对制订应对气候变化、保护耕地与提高耕地生产潜力方面的决策具有参考价值。

太湖流域土地利用变化对耕地生产力的影响研究

以城镇化过程持续加速而耕地流失及粮食供需形势日趋严峻的太湖流域为研究区,结合遥感、土壤、气象及农业统计数据,借助AEZ模型和GIS开展1985-2010年土地利用变化对耕地生产力的影响分析及评价。结果表明：1流域耕地生产力水平较高,高产耕地分布广泛;2近30 a来就地城镇化和工业化发展导致流域建设用地快速扩张,耕地数量锐减;3由于减少的多为城市周边及交通沿线水土条件优越的优质耕地,新增的则多是来源于土地复垦或整理的低产耕地,＂高产耕地锐减-低产耕地缓增＂导致流域耕地生产力水平下降,且在不同发展阶段下降格局不同;4高产田锐减导致流域粮食大幅减产,不同县域由于经济发展水平和耕地利用条件不同,粮食减幅呈现显著空间差异。

遥感数据驱动的耕地生产潜力模型与应用

采用传统的潜力递减法模型,在GIS空间建模技术支持下,分别计算光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力和耕地生产潜力。本研究以遥感数据驱动模型构建:首先,通过日本的静止气象卫星GMS-5数据反演每日的实际蒸散、相对蒸散,用以计算气候生产潜力;其次,通过SPOT5高分辨率遥感数据提取耕地空间位置和耕地类型信息,用以计算耕地生产潜力。研究表明模型估算的耕地生产力与现实粮食产量整体相差在10%左右,模型估算耕地生产潜力比现有粮食产量提高30%左右;同时研究表明,耕地生产潜力受高程、坡度和水源的影响较大。

基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价研究

【目的】对黄土台塬区县域耕地生产潜力现状进行评价。【方法】针对陕西合阳县耕地资源现状,选取立地条件(地貌类型、坡度、海拔)、耕层土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)、理化性质(土壤pH、有机质)、剖面性状(土壤剖面构型、土壤结构)、农田管理(农田基础设施、灌溉能力、障碍类型)5个方面的13个因子,建立耕地生产潜力评价体系,利用层次分析法和模糊评价法对合阳县耕地生产潜力进行定量分析。【结果】在陕西合阳县87 316.93hm2耕地中,1～6级耕地面积分别为872.23,13 124.13,25 365.18,30 323.57,16 440.34,1 191.48hm2。其中1～3级耕地主要为水浇地,集中分布在沿黄滩区或低台塬区;4级耕地多为旱地,主要位于平缓高台塬区;而5级和6级耕地则主要分布在坡度较陡的高台塬区和山地坡脚,地形破碎,土层较薄,速效养分含量低,且常伴有土壤侵蚀作用。【结论】成功建立了基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价体系,这为该地区耕地资源可持续利用及农业结构调整提供了理论依据,同时也为我国西北黄土台塬区耕地生产潜力评价体系构建与评价方法进行了有益探索。

重庆地区耕地生产潜力及承载力分析

通过确定并计算土壤有效系数和社会有效系数,得到耕地社会生产潜力,运用"机制法"理论计算重庆地区耕地资源生产潜力。通过预测重庆地区未来人口数量变化趋势、人均粮食需求量、粮经比、复种指数和耕地面积,探讨重庆地区耕地人口承载力问题。研究结果表明:粮食单产虽然增产潜力比较大,但总产增产潜力不大。耕地资源短缺与锐减及其导致的粮食资源不足问题会越来越严重。

对可持续利用下耕地生产力评价的再认识

在回顾生产力评价研究工作的基础上，从持续利用角度出发，探讨生产力评价的再认识，围绕生产力更新方面提出其概念上的框架，在此基础上提出耕地生产力更新评价研究的总体框架，并以河北省雄县为例进行研究。

沿河县耕地生产潜力及人口承载力

以沿河县为例,运用逆向因子修正法研究耕地生产潜力,并运用灰色模型对耕地、粮食产量、人口进行预测,进而对该县耕地资源承载力进行评价。结果表明,沿河县耕地生产潜力仍有46.27%可供利用,潜力较大;结合温饱型、宽裕型、小康型及富裕型这4种生活类型所需的营养结构,通过承载率比的计算,2010年、2020年沿河县耕地资源人口承载力达到小康型水平,富裕型在现有生产条件下较难实现。

黄淮海平原作物灌溉需水与耕地生产潜力的耦合分析

对1991年和2000年气象数据进行空间插值,获得了黄淮海平原气象指标1km×1km空间网格数据,然后借助GIS数据处理与空间分析功能,通过计算参考蒸散量、作物需水量,估算了1991年和2000年黄淮海平原耕地作物灌溉需水量,并分析了其时空变化规律。利用农业生态地带模型(AEZ)计算了耕地生产潜力,通过对作物灌溉需水与耕地生产潜力的空间耦合分析,发现作物灌溉需水与耕地生产潜力之间呈线性正向相关,表明黄淮海平原灌溉需水满足程度是耕地生产潜力的一个制约因素。

宜昌市耕地生产潜力和人口承载力研究

应用灰色系统模型GM(1,1)对宜昌市未来15a内耕地生产潜力和人口数量进行了预测。结果表明:到2010年、2020年时,全市耕地面积将分别减少到333 270 hm2和294 530 hm2,粮食平均单产量分别为4 902.90 kg/hm2和5 064.14kg/hm2,复种指数分别为150.5%和151.2%。以温饱型粮食消费水平计,宜昌市耕地—人口承载率可达到97.66%~99.58%;若以宽裕型粮食消费水平计,承载率为85.45%~87.13%,缺口粮食21.79万t/a^25.34万t/a;若以小康型粮食消费水平计,承载率为75.96%~77.45%,缺口粮食42.96万t/a^47.11万t/a。因此,耕地的供应与粮食的需求存在着一定的矛盾,最后还概述了提高耕地—人口承载率应采取的措施。表5,参7。

21世纪以来环渤海地区耕地生产潜力时空动态

以桑斯维特纪念模型为基础,利用空间统计分析方法,测度并分析了环渤海地区2000—2010年耕地生产潜力变化及其空间自相关特征。结果表明,21世纪以来:1环渤海地区耕地生产潜力呈下降趋势,重心南移;2环渤海地区耕地生产潜力区域差异显著,山东省和京津冀地区耕地生产潜力较高且降速较快,辽宁省耕地生产潜力较低且降速较慢;3环渤海地区耕地生产潜力呈显著空间自相关,高—高集聚区主要由河北省南部和山东省北部向山东省全域移动,低—低集聚区主要由河北省北部和辽宁省北部向河北省西北部移动。

土壤侵蚀对坡耕地生产力影响的微区模拟试验

通过红壤旱坡地铲土覆土微区试验,模拟土壤侵蚀对坡耕地生产力的影响。结果表明,覆土厚度与玉米籽粒产量、秸秆产量呈极显著正相关,表明随着坡耕地表土冲刷损失数量的增加,玉米籽粒和秸秆产量极显著减产。铲除耕作层熟化表土15 cm,玉米减产29.62%;铲除耕作层熟化表土10 cm,玉米减产17.31%;铲除耕作层熟化表土5 cm,玉米减产12.69%;覆土耕作层熟化表土5 cm,玉米增产10.00%;覆土耕作层熟化表土10 cm,玉米增产15.77%;覆土耕作层熟化表土15 cm,玉米增产17.69%。

中国耕地生产力变化及其区际保护策略

保护耕地并保育农田生产力是实现粮食安全的重要保障之一。本研究从耕地生产力总量平稳增长和耕地面积动态平衡两个维度出发,探讨区际耕地保护策略。基于遥感解译的土地利用数据,分析了2000～2010年耕地面积变化和耕地用途转移态势;应用农田生产力估算模型(ESAP)估算耕地生产力,并与土地利用数据叠加分析了耕地用途转移对耕地生产力总量的影响。论文提出在经济快速增长区实行集约化发展,适量放宽耕地资源配置;在农业主产区严格控制耕地转移,实行耕地保护补偿政策;在西部地区改良中低产田,提高耕地生产力,保证耕地面积动态平衡。

近30年西北地区耕地生产力动态演变及能力评价

为了明确西北地区耕地生产力及其动态演变过程,掌握该区在全国粮食生产中的整体水平,利用1982—2012年西北地区耕地生产力数据,结合GIS分析描述了该区近30年耕地生产力和耕地压力指数动态演变过程,及该区在全国粮食生产中的整体水平,结果表明：近30年来,西北地区耕地生产力呈现出小范围波动、连续上涨的发展趋势,从1982年的2078.28kg.hm-2上升至2012年的5643.75 kg.hm-2,翻了近3番,但其年均增长率不稳定,年际间变化幅度相对较大,在1996年到达历史最高水平23%;西北地区耕地生产力在全国的比重明显上升（由1982年的0.455上升到2012年的0.749）,但又始终低于全国平均水平（耕地粮食生产力指数始终小于1）,随着时间的推移,该区粮食生产中心主要向粮食生产能力较高的新疆和陕西地区集中;西北地区耕地压力指数在阶段性波动变化中呈现出略微减小趋势,耕地压力有所缓解,但其缓解幅度并不大,耕地压力级别始终处在Ⅱ级预警值（0.91～1.10）范围内。