政策激励、农户认知对农户耕地保护意愿的影响——以辽宁省朝阳市为例

探究欠发达地区政策激励和农户认知对农户耕地保护意愿的影响规律,为提升耕地保护政策实施的效率和指向、促进农户参与耕地保护提供参考。以辽宁省朝阳市农户调查数据为基础,利用Tobit模型探讨政策激励、农户认知对农户耕地保护意愿的影响,利用中介效应模型检验农户认知在政策激励影响农户耕地保护意愿过程中的中介效应。研究结果表明:政策激励中的秸秆还田政策对农户耕地保护意愿产生显著正向影响,其他激励方式没有发挥作用。农户认知中,对耕地用途的认知、土地流转或建立新型经营主体认知、秸秆还田认知、有机肥和高效低毒农药认知、绿色生产技术培训认知、低碳生活方式认知与耕地保护意愿为显著正相关关系,农业补贴政策认知与耕地保护意愿无相关关系。农户的耕地生态保护认知在政策激励与农户耕地保护意愿中发挥中介效应,但农户耕地数量质量保护认知没有起到中介效应。因此,应该强化地方政府在耕地保护中的作用。不仅要依靠政府的权威性和监督考核力度来提升政策效果,也要结合农户需求完善政策激励手段,充分发挥宣传培训等的政策效力,并根据本地自然条件和经济水平调整补贴力度和形式,从而降低农户耕地保护的实施成本,提高农户耕地保护积极性;重视农户认知在提升耕地保护意愿中的作用,将生态认知作为推进耕地保护的重要抓手,并且加大对耕地质量和数量保护的宣传力度,通过农村信息化建设或新媒体来扩大耕地质量和数量保护信息的传递渠道,培养农户对耕地保护的综合素养,以实现农户对数量、质量和生态保护认知真正的“内化于心”,提升农民自觉保护耕地的意愿。

基于国土空间三线融合的城市周边耕地分区保护研究

城市周边耕地保护是国土空间规划的重要议题,对保障城市生态安全和粮食安全以及促进城市可持续发展具有重大意义。本研究通过协同量化耕地自然质量特征以及周边立地条件的关系,融合永久基本农田红线、生态红线、城镇开发边界三线划定要求,在土地评价与立地条件分析(LESA)理论基础上构建基于自然质量与立地条件特征的综合评价系统,建立鞍山市主城区周边耕地利用与保护分区,提出耕地保护分区管控措施。结果表明:鞍山市域主城区耕地可分为4类区域:永久基本农田区占80.70%,永久基本农田储备区占10.15%,城镇开发边界弹性用地区占3.98%,生态保育区占5.17%。评价结果综合反映城市主城区周边耕地质量的差异性及立地环境的稳定性,同时融合国土空间中三线划定的政策要求,对城市主城区周边耕地布局进行有效探索,划定了永久基本农田保护区,又在一定程度上满足了城镇开发边界弹性发展空间用地需求和生态红线管控要求。

基于潜在土地利用冲突识别的主城区周边耕地保护

科学的潜在土地利用冲突识别能够判别和协调冲突用地类型,也是有效解决当前日益严峻的土地利用冲突的基础。该研究以鞍山主城区为研究对象,基于耕作和建设适宜性评价系统开展耕地适宜性评价,通过Arc GIS软件以及耦合协调度模型进行冲突分区识别,进而根据冲突类型提出耕地差别化利用建议。研究结果表明:鞍山主城区周边耕地可划分为9类区域,包括3类潜在土地利用冲突区,占总面积的22.20%;3类耕作优势无冲突区,占总面积的67.33%;3类建设优势无冲突区,占总面积的10.47%,综合考虑城市周边耕地自然、区位和社会经济条件,将高度和中度潜在冲突区以及耕作优势区内的优质连片耕地划为永久基本农田;将建设优势区零散耕地作为城市开发边界弹性发展区用地;将生态红线范围内的低度潜在冲突区耕地划为生态用地。该研究结果为耕地利用适宜类型的冲突判别以及城市周边耕地保护提供参考。

辽宁省不同地貌区耕地景观格局与耕地质量空间关联特征及作用机制

探讨耕地景观格局与耕地质量的关联特征对实施耕地三位一体保护具有重要支撑作用。现有研究缺乏耕地景观格局指数对耕地质量的作用机制分析,制约了从耕地景观格局角度提升耕地质量工作的发展。为此,本文以辽宁省中部平原区、东部山地区和西部丘陵区为研究对象,运用空间自相关分析法探讨不同地貌区耕地景观格局指数与耕地质量之间的关联特征,应用空间误差模型分析各个耕地景观格局指数对不同地貌区耕地质量的具体作用影响。研究表明:1)不同地貌区耕地景观格局综合指数和耕地质量整体呈现中部平原区较优,西部丘陵区和东部山地区较差的综合特征。2)不同地貌区耕地景观格局综合指数与耕地质量之间存在正向关联性,其中东部山地区最为显著,相关系数为0.45;中部平原区居中,相关系数为0.24;西部丘陵区较低,相关系数仅为0.17。3)不同地貌区耕地景观格局指数对耕地质量作用影响机制不同。其中最大斑块指数对不同地貌区耕地质量提升均具有显著影响;而景观形状指数、平均斑块大小、聚合度指数分别对中部平原区、东部山地区、西部丘陵区耕地质量提升影响较大。研究成果揭示了不同地貌区的耕地景观格局指数与耕地质量之间具有不同程度的正向关联性,同时各个耕地景观格局指数对不同地貌区耕地质量作用影响不同,为实现耕地景观格局与耕地质量高效协同作用提供借鉴。

基于最小数据集与LESA体系的县域耕地质量评价

建立科学合理的县域耕地质量评价体系对快速准确摸清耕地质量家底和建立耕地保护分区具有重要指导意义。该研究基于主成分分析法建立最小数据集精选指标,构建土地评价与立地条件分析(land evaluation and site assessment,LESA)体系,开展耕地质量综合评价,分析耕地质量区域分布特征及差异性特征并划定耕地保护分区。结果表明:(1)自然质量指标最小数据集由砂粒、有机质、全钾、有效磷、pH值、综合污染指数、耕层质地、容重、阳离子交换量组成,立地环境指标最小数据集包括排水条件、连片度、生态兼容性、河流距离、路网密度、灌溉能力、农田林网化率、耕地利用类型。(2)采用LESA评价模型计算耕地自然质量指数及立地环境指数,确定LESA体系为FLESA=0.5FLE+0.5FSA(FSA、FLE、FLESA分别为耕地立地环境条件、自然质量条件和综合分值),采样点综合评分为51.517~81.838。综合比选各插值误差检验结果后采用普通克里金法进行耕地质量结果空间插值,评价单元耕地质量综合评分为52.148~79.624。(3)铁岭县耕地资源可划分为5个等级区:1级区划分为永久基本农田核心保护区,占比20.52%;2级区划分为耕地自然地力条件重点治理区,占比36.79%;3级区和4级区耕地土壤和立地条件均存在多样性的限制因素,可划分为耕地综合整治区,占比36.33%;5级区划分为耕地生态自然保育区,占比6.36%。(4)经计算基于最小数据集与LESA相结合的评价结果有效系数为0.615,相对偏差系数为0.009,说明该体系耕地质量评价结果准确,可信度较高。该研究成果简化了县域耕地质量评价指标体系,量化了自然质量与立地条件协同关系,为开展耕地质量提升和保护利用提供了理论和方法依据。

不同类型村庄对耕地近地表节肢动物分布的影响

农业景观中村庄多分布在耕地内部或周边,是一种特殊的非耕作生境,但其对耕地生物多样性如何作用尚不明确。本研究选择了辽宁省昌图县南部的3类村庄(内含高、中、低比例半自然生境),使用陷阱法调查了村庄相邻耕地不同距离梯度处近地表节肢动物分布情况,采用方差分析和稀疏外推曲线探究了村庄类型、距离梯度对耕地近地表节肢动物群落整体与不同功能团的影响。结果表明:1)村庄相邻耕地中植食性物种数量最多,占总数量75.34%,为研究样地近地表节肢动物主要营养级;其次为捕食性物种,占总数量17.94%。2)村庄相邻耕地近地表节肢动物多样性和优势度均呈从农田边缘向耕地内部递减趋势;较高比例的半自然生境可使得村庄成为近地表节肢动物迁移源地。3)村庄可增加耕地中捕食性天敌的丰富程度,但也会扩大植食性物种的活动密度,而内部含有较高比例半自然生境的村庄能够促进更多捕食性天敌扩散至耕地,进一步遏制害虫爆发。综上,村庄作为一种特殊的非耕作生境类型,其内部半自然生境的残存及比例大小是对相邻耕地生物多样性产生影响的关键。增加村庄内部半自然生境面积,使其成为捕食性天敌的栖身地与避难所,在害虫爆发时能增益农田生物防控效应。

非耕作生境对相邻耕地步甲和蜘蛛分布影响的差异性

在农业景观中非耕作生境通常会为地表节肢动物提供适宜的生存场所,步甲和蜘蛛群落作为天敌类地表节肢动物的重要组成部分,非耕作生境类型对其多样性和空间分布的作用有所差异。本文在辽宁省昌图县调查了非耕作生境(即果园、草地、乔木林地和其他林地生境)以及其相邻耕地内部和耕地边缘的步甲和蜘蛛个体数、物种数和多样性,采用方差分析、聚类分析和冗余分析等方法,讨论了不同生境内步甲和蜘蛛群落分布特征以及非耕作生境类型对邻近耕地边缘及内部步甲和蜘蛛多样性的影响机制。结果表明:1)不同非耕作生境类型对耕地内部溢出效应明显,但产生的影响有所差异,草地对耕地内部步甲多样性影响显著,其他林地对耕地内部蜘蛛的多样性影响显著。2)不同非耕作生境类型产生的边缘效应与溢出效应规律一致,均会促进耕地内部步甲和蜘蛛的多样性;步甲的多样性在邻近草地的耕地边缘显著高于其他边缘类型,蜘蛛的多样性在邻近其他林地的耕地边缘显著高于其他边缘类型。3)非耕作生境的植被盖度和多样性显著影响步甲和蜘蛛的多样性。总体而言,非耕作生境对提升耕地内天敌多样性有积极作用,林地和草地作用效果更为明显,并且非耕作生境内植被群落结构越复杂,越有利于维持较高的天敌多样性,进而提高生物控害功能。因此,在农业景观中,增加非耕作生境景观建设,如设置合适农田边界带、种植合适的植被群落等,可以促进农业景观中的生物控制服务,提升害虫防治功能维持生态系统稳定,对建设高标准农田具有重要意义。

东北三省农业碳排放时空分异特征及其关键驱动因素

推动农业低碳发展是应对气候威胁和农业面源污染的有效途径。本文基于IPCC和农用物资投入数据核算2000—2019年东北三省农业碳排放,利用空间自相关等方法分析其时空分异特征,通过LMDI指数分解模型和地理探测器探究农业碳排放驱动因素及其交互作用关系。结果表明:1)东北三省2015年农业碳排放总量达到峰值,约为1759.66万t,较2000年(1048.19万t)增加67.88%,年均递增4.53%;研究期整体呈现“先上升后下降”态势,碳排放增量变动可划分为“波动上升期(2000—2009年)—过渡期(2010—2015年)—平稳下降期(2016—2019年)”3个阶段。化肥施用是主要碳源,占比75.12%。2)分解模型测算结果表明,农业生产效率、农业产业结构和农业劳动力规模对碳排放具有抑制作用,其碳减排比例分别为207.31%、21.56%、20.72%;农业经济发展水平对碳排放表现出较强的推动作用,实现349.59%的碳增量。3)相较于单因子来说,农业经济发展水平、农业生产效率与农业产业结构之间交互结果对农业碳排放的影响呈非线性增强特征,农业劳动力规模与其他因素叠加均呈现出双因子增强的作用效果。以上研究结果表明东北三省农业碳排放受周边地区影响且影响程度不断加强,同时碳排放关键驱动因素之间存在协同作用。本研究成果为推动农业低碳发展提供理论基础与政策依据。

基于WOFOST模型与遥感数据同化的县级尺度玉米估产研究

区域尺度的作物生长动态监测和产量预测对于保障粮食安全和农业政策的制定具有重要参考依据。遥感数据同化应用极大提高了作物估产的时效性和精度。为及时、准确地实现县级尺度粮食产量的估测,以及提升产量估测的精度,以辽宁省铁岭县为研究区,采用WOFOST(world food studies)模型与遥感同化相结合的方法对铁岭县玉米进行估产研究。通过采用扩展傅里叶幅度敏感性检验算法(extened Fourier amplitude sensitivity test,EFAST)敏感性分析方法实现玉米估产敏感性参数的分析,以及本地化;通过采用参数自动率定程序PEST(parameter estimation)实现参数的优化,验证结果为采样点产量的平均误差为852.39 kg·hm^(-2),模型模拟的精度达到92.82%。为进一步提高和优化模型估产精度,将遥感反演得到的叶面积指数采用集合卡尔曼滤波算法与模型模拟的叶面积指数进行数据同化,平均误差从同化前的852.39 kg·hm^(-2)降低为435.01 kg·hm^(-2),估产精度从92.82%提高到96.33%,有效提高了WOFOST模型估产的精度。结果表明:水分对玉米的生长发育限制并不大,其产量形成主要受光温影响,对温度、光能利用效率和最大同化速率有关的参数具有较高的敏感性;优化后的模型能够较好模拟铁岭县玉米生长发育情况,产量验证表明优化后的模型模拟的效果较好,但仍存在一定的误差;比值植被指数与叶面积指数的相关性最高,反演模型精度较好,反演结果表明叶面积指数在抽雄吐丝期差距较大,而在成熟期的差距不大;经过作物模型与遥感数据同化之后,估产的精度得到明显提高,说明遥感与作物模型同化是一种有效地提高作物估产和产量预测精度的方法。

辽宁省资源枯竭型城市转型发展时空动态变化分析

转型发展是资源枯竭型城市实现可持续发展的必由之路。为明晰辽宁省15个资源枯竭城市在辽宁老工业基地振兴关键期的转型发展时空动态演变特征,根据转型发展内涵,从经济发展、民生保障、环境污染治理三方面构建评价指标体系,运用熵值法计算2009—2019年的转型发展分值,ArcGIS 10.2进行空间分析。利用夜光遥感数据验证分析转型发展时空动态演变特征,并对两种方法的分析结果进行空间耦合。结果表明:(1)熵值法和夜光遥感分析结果的空间耦合性总体较好,空间耦合相一致区域占比为73.33%。(2)辽宁资源枯竭地区在10年间的转型发展动态变化率差异较大,葫芦岛市、盘锦市、北票市和葫芦岛南票区的转型发展提升率较高,抚顺市、调兵山市、义县和葫芦岛杨家杖子开发区的提升率较低。(3)资源枯竭城市转型发展中的共性问题是产业转型力度不够,第三产业占比较少;民生发展受下岗职工安置和再就业问题制约;生态环境恢复时间较长,短期内难见明显成效。(4)辽宁资源枯竭城市转型发展均以经济转型为主,民生转型次之,以生态环境转型为辅,多数地区存在发展短板,制约区域转型整体效果。

2006-2020年沈阳市耕地多功能权衡协同关系演变分析

研究目的:揭示沈阳市耕地多功能时空演变格局及功能间权衡协同关系,探讨格网尺度下耕地功能组合分区方案,为耕地多功能协调发展和空间合理布局提供实施路径和理论借鉴。研究方法:用斯皮尔曼和空间自相关分析方法。研究结果:(1)2006—2020年沈阳市耕地功能呈现不同变化趋势。耕地生产保障功能处于较高水平,2006年和2020年Moran’s I分别为0.973和0.766,社会保障功能持续增加,其Moran’s I由0.485上升为0.564。(2)耕地功能间自相关整体显著权衡且片状分布,协同程度呈增强趋势,局部权衡协同空间格局存在重叠特征。(3)根据耕地多功能权衡协同演变特征,可将沈阳市耕地划分为单功能主导区,双功能协同区、多功能协同区、高协同区和低协同区。研究结论:沈阳市耕地多功能权衡协同区具有明显空间异质性和重叠性,通过对不同分区内耕地多功能优化组合,可实现对耕地资源的科学保护和合理利用。

鞍山市耕地生态安全评价研究

本文以辽宁省鞍山市为研究对象,结合鞍山市的实际情况,运用PSR(压力-状态-响应)模型法,综合考虑影响耕地生态安全的各种因素,选取了13个指标对鞍山市的耕地生态安全评价指标体系进行构建,采用无量纲化中的极差法对指标进行标准化处理,运用值法计算指标权重,分别得出鞍山市耕地的压力、状态、响应以及综合生态安全指数并划分安全等级,对2010-2019年鞍山市的耕地生态安全状况进行了综合的评价。

基于三维生态足迹模型辽宁省耕地生态补偿额度估算分析

[目的]基于省域尺度的地理环境、社会发展、经济状况和支付意愿差异,通过分析耕地生态盈余与赤字情况,科学量化耕地生态补偿额度,为耕地资源数量、质量和生态三位一体保护提供可行路径。[方法]文章基于碳足迹和产量因子修正的三维生态足迹模型,利用系数修正法测算各市耕地生态补偿额度。[结果](1) 2019年辽宁省锦州市、阜新市和盘锦市3市为耕地生态补偿区,补偿额度为0.53亿元;沈阳市、大连市等其他11市为耕地生态受偿区,受偿额度为16.70亿元。(2) 2019年全省耕地生态服务价值总体是向外输出状态,应得补偿费为16.18亿元;生态消费区与生态服务区不存在“空间异位”现象,生态赤字区主要集中在辽宁西部区域。(3)全省各市化肥施用强度均超过800kg/hm^(2),导致沈阳市、大连市、阜新市、铁岭市和朝阳市的耕地碳足迹均较高。[结论]耕地生态补偿有助于推动资源节约型和环境友好型的社会建设。研究成果对耕地生态补偿机制的建立具有指导作用,可为区域耕地生态补偿额度测定提供理论和方法参考。

基于古诗词的中国古代耕地生态系统辨识

【目的】中国数千年传统农耕文明中蕴含的生态智慧折射了人与自然和谐共生的理念,通过挖掘中国古代田园诗词中反映的古代耕地特征,辨识古代耕地生态系统,为当前耕地生态管护提供中国思维。【方法】运用网络爬虫技术获取原始古诗词数据,并进行预处理筛选,提取古诗词中隐含的耕地信息,结合GIS空间分析和SketchUp模型对古代耕地空间分布形态,耕地要素及耕作行为进行分析,探析古代耕地生态系统特征。【结果】①中国古代耕地主要分布于长江、黄河流域及其周边地区,主要包括江西、陕西、江苏、浙江、河南、四川六个省级行政区,自然人文经济条件优越,既是耕地分布集中地区,也是中国各个朝代统治疆域主要重叠区,其耕地特征具有代表性。②古诗词样本描述了93种耕地要素,可划分为空间和生物两类,其中,古诗词样本中桑树出现频次最高,牛次之,水稻和麦子再次之,耕地要素的出现频次与古时社会经济生产具有紧密的联系。③古诗词反映了古人秉承“天人合一”、“道法自然”等思想开展农事生产活动,推行生态循环农业生产方式。例如,以草木灰施肥,增加土壤养分的同时杀菌灭虫。④在古代耕地生态系统中,空间是生物的载体,为动植物提供生存空间和营养与食物,动植物为空间物质能量交换提供媒介,各种空间要素与生物要素各自发挥重要的生态功能,形成相互依存、和谐共生关系。【结论】古诗词中的耕地不是孤立出现,空间上呈现以山为载体和基底,以田为中心,环绕溪、林、塘、草和村庄的生态系统。

基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析

土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明:1)CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2)在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3)法库县2013—2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。