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• 2018年, 33卷, 第12期
  刊出日期：2018-12-20

    

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  资源利用与管理

  中国水土资源本底匹配状况研究

  孙侦, 贾绍凤, 严家宝, 朱文彬, 梁媛

  2018, 33(12): 2057-2066. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171204

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  论文以中国水资源二级区为基本单元,利用单位面积水资源量法和基尼系数法,以二级区水资源总量和潜在可开垦耕地面积为数据基础,评价中国水土资源本底匹配状况,为中国水土资源优化配置提供科学依据。首先根据适宜农作物耕种的高程、坡度和土壤类型条件,得到中国潜在可开垦耕地分布;然后,计算单位潜在可开垦耕地面积水资源量,评价中国水土资源本底匹配分布状况;最后,绘制水土资源洛伦兹曲线,计算基尼系数,对中国水土资源本底匹配总体状况进行评价。研究结果表明： 1）中国北部区域潜在可开垦耕地较多,西南部和南部沿海区域分布较少,未来具有较大耕地开发潜力的区域主要分布在北方; 2）中国本底水资源和潜在可开垦耕地资源空间分布存在严重错位; 3）较之已有研究成果中依据水资源量和耕地面积计算的基尼系数0.566,论文以本底水资源和潜在耕地为基础数据计算的基尼系数0.712要大很多,表征中国本底水土资源不匹配程度要严重得多,中国80%的水资源服务不到23%的潜在可开垦耕地。
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  中国土地流转的时空演变特征及影响因素研究

  王佳月, 李秀彬, 辛良杰

  2018, 33(12): 2067-2083. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171215

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  为了在全国尺度上全面了解中国的土地流转发展状况及其影响因素,论文在详细分析中国土地流转时空演变特征的基础上,利用因子分析方法在省级尺度对影响土地流转的因素进行了归纳和提取。结果表明：1）当前中国土地流转发展迅速,2007—2015年,中国土地流转率由5.2%增至33.3%。但土地流转程度区域差异明显,南部与西部地区流转较慢,规模较小,平原地区流转较快,规模较大。2）土地流转对规模经营（经营规模>3.33 hm²）的促进效果尚不明显,中国规模经营比例仍然偏低,经营规模在3.33 hm²以上的农户仅有1.42%。3）土地资源禀赋、经济发展水平、流转交易成本、地权稳定程度、农户流转意愿和交通通达性等方面因素是影响中国土地流转发展的主要因素。4）土地流转条件成熟程度存在区域差异,黑龙江、内蒙古、吉林最高,贵州、云南、广西最低。政策启示是：交易成本过高阻碍了土地流转效果的实现,土地细碎化是导致交易成本增加的重要原因,进行农地制度改革,推动农地承包权在一定区域范围内流转,可以促进细碎地块的集中,有效降低流转的交易成本,有效地提高农户的耕地经营规模。同时,在制定政策推动土地流转时,还应重视土地流转条件成熟程度和土地流转主要限制因素的区域差异,分区制定政策解决影响土地流转的障碍,鼓励适合当地的适度规模经营。
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  1982—2015年长江流域植被覆盖度时空变化分析

  张亮, 丁明军, 张华敏, 文超

  2018, 33(12): 2084-2097. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171056

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  量化植被覆盖变化及其与气候变化之间的关系,是当前全球变化和陆地表层生态系统研究领域的热点和难点。论文基于GIMMS-NDVI数据和气象数据,运用趋势分析、突变分析、偏相关分析以及残差分析,探讨长江流域植被覆盖度时空变化特征及其对气候和人类活动干扰的响应机制。结果表明：1）1982—2015年间长江流域除岷-沱江和太湖流域植被覆盖度为下降趋势外,其余均呈上升趋势,呈上升趋势的区域占流域总面积的69.77%,其中45.09%的区域呈显著上升趋势（P<0.1）;2）基于Mann-Kendall突变分析发现,1982—2015年间长江流域植被覆盖度年际变化存在突变现象,且区域差异性显著;3）气温与植被覆盖度的偏相关系数绝对值最大的像元占研究区总面积的43.31%,表明气温是长江流域近30 a植被覆盖度年际变化的主要影响因素;4）人类活动对长江流域植被覆盖度的影响力以持续增强为主,人类活动减弱的区域主要分布在金沙江流域、岷-沱江流域、汉水流域局部区域以及各大省会城市区域。
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  基于“三生空间”的土地利用功能转型及生态服务价值研究——以福州新区为例

  戴文远, 江方奇, 黄万里, 廖李红, 姜坤

  2018, 33(12): 2098-2109. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171197

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  分析土地利用功能转型及带来的生态服务价值转变,是快速城镇化地区土地资源开发利用和“三生空间”管控的重要依据。论文基于福州新区2000、2009和2015年3期Landsat ETM+/OLI遥感数据和“三生”土地利用主导功能分类体系,应用GIS定量研究了福州新区15 a土地利用功能转型特征及生态系统服务价值时空演变,结果表明： 1）15 a间福州新区的生活生产空间增长迅速,面积增加了11 224.63 hm²,增长率达82.31%;生态生产空间面积出现先下降后增长趋势,总体增长了19.94%;生活生产空间的增长源于对生态空间和生产生态空间的侵占,生态生产空间的增长源于对湿地、海域等生态空间的侵占。2）15 a间福州新区生态系统服务价值下降了21.69%,其中生态空间下降总量最大,减少了6.822 8亿元,生活生产空间下降幅度最大,下降了92.10%。3）区域生态系统服务价值存在提高和下降两种相反趋势,导致研究区生态系统服务价值降低的主要原因是生活生产空间对生态空间和生产生态空间的侵占,贡献率分别达38.60%和18.77%,其次为生态生产空间对生态空间的侵占。4）推进福州新区“三生空间”协同布局,应加强区内生态林地、闽江河口、海岸线等重点生态空间的保护,稳步推进新区核心区域生活空间基础设施优化,集约利用生产空间,增加产出效益。
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  抚育对粗枝云杉人工林生长和空间结构的影响

  冯宜明, 曹秀文, 刘锦乾, 李波, 齐瑞, 赵阳, 陈学龙, 李毅

  2018, 33(12): 2110-2123. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171301

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  森林抚育是实现人工林科学、高效、可持续经营的基本要求。以甘肃省沙滩国家森林公园云杉（Picea asperata）人工林为研究对象,设置幼龄林和中龄林两个试验区,对5种抚育方式后的林分生长情况和空间结构特征进行6 a连续调查分析。结果表明,封禁（FJ）、卫生伐（WF）、机械疏伐 [隔一伐一（JF1）、隔二伐一（JF2）]、生态疏伐（SF）后,幼龄林林分的平均胸径、单株材积和蓄积6 a生长量均较对照显著增加,平均胸径分别比对照高-0.3、0.2、2.1、4.5、2.3 cm,单株材积6 a生长量分别是对照的1.2、1.1、4.0、7.8、10.2倍,蓄积6 a生长量分别是对照的1.5、1.4、1.8、8.1、10.4倍。中龄林阶段,FJ、WF、JF1、JF2、SF实施6 a后平均胸径分别比对照高0.2、0.3、2.8、2.6、1.6 cm;抚育明显地增加了林分的蓄积量生长量,除JF1为负增长-16.8 m³/hm²外,FJ、WF、JF2、SF分别是对照的2.1、2.6、11.7、18.2倍,且SF最有利于增加林分蓄积。抚育对林木隔离程度作用效果不显著,对林木大小分化程度影响较小,林分平均角尺度值显著减小,左侧频率之和大于右侧接近正态分布,林分空间格局调整为随机分布或均匀分布;抚育对中龄林林分大小比和角尺度的调节作用优于幼龄林。综合分析得出,云杉人工林高效抚育方式为：密度为4 500~4 800株/hm²幼龄林采用SF、JF2均可,经营密度宜为3 200~3 500 株/hm²;密度为1 630~ 2 151株/hm²的中龄林只能采用SF以加快胸径、蓄积生长,留存密度以1 500株/hm²左右为宜。
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  快速城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异探讨：以浙江省义乌市为例

  熊昌盛, 谭荣, 岳文泽

  2018, 33(12): 2124-2135. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20170948

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  已有城市扩张文献多将建设用地视为单一对象,而较少考虑不同类型的建设用地可能受差别化的驱动因素的影响。针对此,论文以浙江义乌为例,采用无序多分类Logistic回归模型,分析了2006—2014年间义乌商住用地与工业用地扩张所受驱动力的差异。结果表明：商住用地与工业用地扩张均受到自然环境、社会经济区位、邻域状态及空间政策等多重因素的综合影响,但也存在明显的内部差异：一是驱动商住用地扩张的因素并不必然作用于工业用地,反之亦然;二是作用于两类用地扩张的同一驱动因素,其作用方向也可能截然相反;三是对两类用地扩张具有相同作用方向的驱动因素,其作用强度也往往不同,并形成了义乌“产城分离”的城市发展格局。论文揭示了城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异特征,对现有驱动力研究进行了一定拓展,能够为城市规划和城市用地分类管理提供科学依据和直接参考。
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  2007—2016年上海市暴雨特征及其与内涝灾情关系分析

  李海宏, 吴吉东

  2018, 33(12): 2136-2148. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20180559

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  利用上海市30个自动气象站2007—2016年逐小时降水数据和上海市应急联动平台110接报内涝灾情数据,分析了近10 a上海市暴雨和内涝灾情特征,并进一步研究致灾暴雨过程与内涝灾情的关系。结果表明：1）上海市暴雨空间分布反映了明显的城市雨岛特征,在水汽充沛的东部沿海和城市化水平较高的中心城区相对容易出现极端雨强;2）暴雨内涝灾情年变化较大,月分布呈单峰型,日分布呈双峰型,且内涝灾情数在中心城区及各区中心较为密集,反映了承灾体的空间分布特征;3）暴雨过程对内涝灾情的贡献作用明显,内涝灾情数与暴雨过程雨量、逐小时最大雨量和最大雨强显著相关,与持续时间和影响站次低度相关;4）逐小时最大雨量等于过程雨量且<60 mm时,内涝灾情数基本在20次以下,随着过程雨量增加,特别是过程雨量>100 mm时,灾情数急剧增加。暴雨特征与内涝灾情关系研究对于暴雨内涝的预报、预警和服务具有重要意义。
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  1951—2014年中国北方地区季节气温突变与变暖停滞年份的时空变异性

  梁珑腾, 马龙, 刘廷玺, 孙柏林, 周莹, 柳杨

  2018, 33(12): 2149-2166. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171187

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  利用中国北方357个气象站1951—2014年的季（月）平均最低气温,平均气温和平均最高气温数据,应用Mann-Kendall检验等方法,分析了中国北方地区三类气温季节突变与变暖停滞年份时空变异性。结果表明：平均最低气温、平均气温和平均最高气温各季节整体随纬度降低突变和变暖停滞年份变晚,突变至变暖停滞周期缩短。东北春、冬季突变和变暖停滞整体最早（20世纪70年代至80年代、1993—2002年）,华北次之,西北最晚（20世纪80年代至21世纪前10 a、1996—2010年）;夏、秋季突变华北最早（20世纪70年代和90年代）,东北次之,西北最晚（20世纪90年代至21世纪前10 a）,变暖停滞年份地区差异较小。平均最高气温未突变和平均最低气温未停滞站点较多,均主要分布在山地、高纬度地区和华北平原南部,其周边区域突变及停滞年份相对偏晚。同类气温突变和变暖停滞年份整体上分别按冬（1981—1990年）、春、秋、夏季（1994—2008年）和冬（1995—2008年）、秋、夏、春季（1998—2010年）顺序依次变晚,冬→春→秋→夏季突变至变暖停滞周期依次缩短。春、夏和冬季均为平均最低气温整体突变最早（1972—1999、1987—1999、1971—2000年）,平均气温次之,平均最高气温最晚（1975—2008、1994—2008、1972—2006年）,秋季与之不同。春、夏季整体按平均最低气温（1994—2008、1997—2008年）、平均气温、平均最高气温（均为1997—2010年）停滞依次变晚,秋、冬季与之相反。各季节突变至变暖停滞周期整体按平均最低气温（9~18 a）、平均气温和平均最高气温（5~12 a）依次缩短。夏季三类气温均在华北南部（低纬度）突变最早,与研究区整体规律相悖,该地区大部分站点未停滞,亦与突变早停滞也早的整体规律不同。
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  基于生态协调性和建设适宜性的山区基本农田布局研究——以福建省永安市为例

  侯现慧, 赵敏娟, 刘婧鸣, 张道军

  2018, 33(12): 2167-2182. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171112

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  在生态文明建设背景下,探索兼顾生态环境保护和耕地资源保护的基本农田布局方法不仅是划定永久基本农田的首要任务,更是构建土地利用开发新格局的主要内容。目前,针对基本农田布局的相关研究仍侧重于耕地的资源属性,忽视了耕地在区域生态系统中产生和存在的合理性问题,导致生态环境问题持续加重。论文借鉴景观生态学等相关理论分析了耕地与区域生态系统之间的相互关系,提出了一种兼顾生态协调性和建设适宜性的基本农田布局方法,并以福建省永安市为例开展了实证研究。结果表明：该布局方法不仅保证了基本农田保护制度保护优质耕地的内在要求,而且突出了耕地与区域生态系统在景观尺度上的相互影响,促进了山区耕地利用与生态环境的协调发展,同时可为今后基本农田的科学划定提供参考。
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  重庆山区县域高标准基本农田建设综合成效评估——以重庆市垫江县为例

  马雪莹, 邵景安, 曹飞

  2018, 33(12): 2183-2199. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171185

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  高标准农田建设综合成效评估对高标准基本农田规划实施、政府决策等有重要意义。论文基于粒子群优化算法的投影寻踪模型,使用访谈数据、图件数据和统计数据,构建综合绩效评价指标体系,评估样区高标准农田建设综合成效。结果表明：1）与建设前相比,农地平整状况维度中耕地连片度增加13.56%。耕地破碎度呈显著离散性,梯田化率明显提升;农业生产条件维度中道路通达度提升25%,空间离散度略微增加,有集聚效应。道路硬化率建设后分布仍呈中部高、两端低的态势。灌溉保证率和沟渠密度显著增加,空间分布均与南部产业结构、地形密切相关;农田生态环境维度植被覆盖率在建设后空间分布仍呈显著离散性。有效土层厚度明显增加,空间分布格局与道路通达性相当;多主体满意度维度农民满意度和公司企业满足度在空间上均表现为南部鹤大台地区满意度最为明显,农民人均新增年收入建设后空间分布较为均匀。2）Ⅰ级成效区,综合成效评价最佳,4个子目标也引起了足够重视,占比为53.26%;Ⅱ级成效区的综合评价次之,4个子目标的投影值也与之匹配,是高标准农田建设的选址及建成后综合成效凸显的重点区,占比37.62%;Ⅲ级成效区的综合成效相对较差,4个子目标所得投影值也相对较低,占比为9.12%。高标准农田建设的评价,应考虑区域独有特点,制定科学合理的评价程序,有序开展差别化评价。
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  2000—2015年深圳市建设用地坡谱演变研究

  彭秋志, 唐铃, 陈杰, 吴亚玲, 陈相泽

  2018, 33(12): 2200-2212. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171159

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  在受地形约束的快速城市化地区,建设用地水平扩张常伴有垂直爬坡过程。通过分析建设用地坡谱曲线形态及其变化特征,有助于认识该过程的时空分异及演变规律,进而科学指导相关国土规划实践。论文以深圳市及其所辖10个区为例,利用DEM及2000—2015年遥感影像构建地面坡谱和4期建设用地坡谱,借助陡峭度、均匀度、累加关键值等坡谱研究手段,分析该市建设用地坡谱演变特征。结果表明：深圳市建设用地坡谱变化特征总体表现为爬坡与填海共存,且以爬坡为主,总体爬坡速度保持相对稳定;该市各辖区建设用地坡谱曲线呈现不同变化特征,可归纳为爬坡主导型、填海主导型、混合型和稳定型;各辖区建设用地布局均集中于平缓区域,建设用地上坡程度整体属于轻度至中度,建设用地主流上限坡度分布范围为4°~14°,建设用地极端上限坡度分布范围为7°~20°。深圳市仍将面临建设用地继续爬坡的压力,相关坡度上限标准的科学制定与严格执行是把控建设用地爬坡进程的关键。
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  经济平稳增长下长江经济带碳排放峰值研究——基于全球夜间灯光数据的视角

  陈志建, 刘月梅, 刘晓, 孔凡斌

  2018, 33(12): 2213-2222. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171145

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  碳排放达到峰值的时间和水平,将影响各地区的发展空间,对于长江经济带地区协调发展有着深远的影响,这也是应对气候变化和区域管理需要引起高度重视的问题。为此,论文通过1995—2013年的全球夜间灯光数据对长江经济带的GDP进行了估算和校准,进而在经济平稳增长条件下,预测长江经济带地区2014—2050年的GDP,根据碳强度衰减速率,设置了3种模拟情景。研究表明：以“十二五”时期的碳强度下降速率衰减,江苏和江西地区尚未出现碳峰值,其他地区在2050年之前出现碳峰值;其中云南在2025年就率先达到碳峰值。以“十三五”时期的碳强度下降速率衰减,江苏仍未出现碳峰值,安徽和江西地区在2040年之后出现碳峰值,四川、重庆、贵州均在2031年左右达到碳峰值;云南在2023年就率先达到碳峰值。上述两种模拟情景表明,长江上游地区碳排放达峰的时间要早于长江中游地区。进一步以长江经济带实现“2030年达到碳峰值”为目标的模拟情景发现,各地区碳强度衰减速率的差异显著,这从云南碳强度衰减速率2.58%、江西碳强度衰减速率7.53%,便可窥见一斑。由此可以看出,制定碳减排方案的要义,在协调好碳强度和经济增长率之间有效调控的同时,应充分考虑区域发展不平衡,分区域、分阶段推动碳排放达峰的减排政策,这将有利于经济平稳增长下顺利实现碳峰值目标。
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  不同耕作措施对渭北旱塬土壤碳库管理指数及其构成的影响

  张霞, 杜昊辉, 王旭东, 李军

  2018, 33(12): 2223-2237. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171206

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  以渭北旱塬9 a（2007—2016年）的不同耕作定位试验为对象,研究了在秸秆还田条件下3种连年单一耕作即翻耕（CC）、免耕（NN）、深松（SS）和3种轮耕措施即免耕-深松（NS）、深松-翻耕（SC）、翻耕-免耕（CN）对农田土壤固碳速率（CSE）、碳库管理指数（CPMI）、小麦产量和秸秆还田后表观腐殖化系数的影响。结果表明：以翻耕（CC）作为参照土样,免耕提高了0~10 cm表层土壤的固碳速率、有机碳（SOC）及其易氧化组分（EOC）的含量,并增加了表层（0~10 cm）土壤的碳库管理指数（CPMI）,在>10 cm土层SOC、EOC含量虽有所减少,但提高了有机碳的稳定系数（K_OS）;深松则提高了表层和35~50 cm土层的SOC、EOC含量、CSE及CPMI,并增加了0~10 cm、35~50 cm土层的EOC/SOC值和10~20 cm土层的K_OS;轮耕处理各土层的CSE、SOC和EOC含量均有所增加,且增加了0~10 cm、35~50 cm土层的EOC/SOC值,其中NS和CN轮耕处理各层CPMI都有所增加。深松、免耕和轮耕处理提高了小麦产量和小麦秸秆量,其中NS处理增加幅度最大,分别为14.3%（籽粒）和12.9%（秸秆）;进行9 a小麦秸秆还田,免耕、深松和轮耕措施提高了还田秸秆的表观腐殖化系数,其中NS处理的表观腐殖化系数显著高于翻耕处理。
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  台风“杜鹃”降水δ¹⁸O的云雨区效应初探

  许涛, 蔡健榕, 孙晓双, 崔梦月, 雷国良, 姜修洋

  2018, 33(12): 2238-2248. https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20171244

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  我国东南地区台风降水显著,但对这种强降水事件中的稳定同位素研究较少,限制了对短时间极端降水稳定同位素变化过程和影响因素的认识。论文根据2015年9月28日至29日第21号台风“杜鹃”两次登陆（台湾宜兰、福建莆田）前后台北、福州两地气象数据和降水稳定同位素数据,分析了此次台风的降水稳定同位素变化特征及影响因素。台风期间,两地降水δ¹⁸O波动范围为-3.4‰~-15.0‰,变化幅度达11.6‰。台风前端和尾端两地降水同位素值相对偏正,平均值为-4‰~-6‰而台风中端两地降水同位素值极其偏负,平均值分别为-12.4‰和 -13.2‰。台风前端与尾端降水同位素值偏正,水汽受蒸发效应影响明显;而台风中端降水δ¹⁸O值极端偏负主要受“云雨区效应”的影响,即云雨区气流急剧上升,水汽在过饱和环境中快速凝结降落,受动力分馏作用小,降水δ¹⁸O极端偏负。结合降水δ¹⁸O变化特征、过量氘及模拟水汽轨迹,得到台风“杜鹃”降水主要的水汽来源为西太平洋海域。