吉林省辽河流域耕地生态价值时空分异及差异化生态补偿研究北大核心CSCD

耕地保护生态补偿在确保耕地生态功能持续供应、内化耕地保护外部性方面扮演着重要角色。本研究基于耕地“三位一体”保护逻辑,通过引入景观格局指数,充分考虑耕地景观空间配置差异,建立流域多尺度耕地生态价值核算体系。结合耕地生态可承载能力,制定流域差异化耕地保护生态补偿额度及财政转移路径。研究结果表明:1)2000—2020年,吉林省辽河流域耕地生态价值逐渐凸显,且空间异质性显著,整体北部高于南部,中下游区域是耕地生态价值的主要贡献区域。2)截止2020年,流域内耕地整体处于生态盈余状态,盈余量为48.45万hm^(2)。各区县耕地供需呈现出“县(市)盈余、区赤字”的特点。3)流域耕地保护生态补偿额度和方式存在显著的空间差异和尺度依赖效应。其中流域耕地保护受偿总额度为13.50亿元,各区县耕地保护补偿额度为-0.03亿~6.57亿元。因此,耕地保护生态补偿机制的建立应充分考虑耕地生态服务价值、可承载能力、区域差异及尺度依赖特征等相关因素,提高补偿的精度与有效性。同时,可以通过设立中介平台等方式实现耕地生态补偿的横、纵向财政转移。     

耕地保护利用须全盘联动、全域统筹、全程监管

加快建设农业强国对耕地保护利用提出更高要求。2023年中央一号文件明确加强耕地保护和用途管控、加强高标准农田建设,围绕耕地数量、质量、生态“三位一体”保护理念,需要构建更加高效的耕地保护支撑体系并形成适应我国国情的解决方案。本文从耕地保护与高标准农田建设需要全盘联动、提升耕地生产和生态稳定性需要全域统筹、科技创新和制度创新共同驱动耕地全程监管三个方面提出耕地保护与利用对策。     

基于区域协同的我国耕地保护补偿框架构建及其测算

为构建国家耕地保护补偿机制,创建国家层面的耕地保护补偿框架,测算耕地保护补偿价值,本研究基于生态补偿理论和发展权理论,通过构建耕地保护补偿分析框架,采用国家统计数据,运用生态补偿测算方法和发展权测算方法,从国家层面对耕地保护补偿进行测算。结果表明:1)从全国层面看,耕地面积存在盈余,盈余面积为1 267.89万hm~2;耕地赤字省份和盈余省份各13个,其他为耕地平衡省份;2)耕地生态补偿总支付额为474.52亿元,总受偿金额为355.15亿元;耕地生态补偿的受偿省份和支付省份均为13个;3)全国现实耕地发展权价值为84.85万元/hm~2,高于全国平均的现实耕地发展权价值的省份有8个,低于全国平均的现实耕地发展权价值的省份有23个;4)耕地保护补偿价值是耕地生态补偿价值、未来占用耕地数量与单位面积耕地发展权价值的乘积之和,最终确定耕地保护补偿每年的给付标准。     

我国耕地保护问题研究综述

近年来,耕地保护逐渐成为国家和社会关注的焦点和热点问题,一些学者分别从不同角度和侧面对耕地保护的理论和实践进行了研究。该文在纵观已有研究的基础上,从耕地数量保护、耕地质量保护以及耕地生态保护方面对耕地保护进行了回顾,对我国今后耕地保护有所裨益。     

优质耕地永久保护研究

采用理论研究方法,研究了耕地保护的有效途径。结果表明:(1)优质耕地具有数量少、产量高、易占用、难补偿4个特征;(2)划定优质耕地永久保护区,保护优质耕地(和园地)免于开发和破坏,并且质量稳定提高,对优质耕地实行永久、刚性保护;(3)优质耕地永久保护和基本农田保护在设立原则、保护数量、保护强度上有一定差别。最后提出优质耕地永久保护区划定是保护耕地的有效方法。     

重庆黔江耕地保护存在的问题及其对策

“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”是我国的基本国策，但黔江区在耕地保护工作中存在耕地数量大幅下降、耕地质量不高、补充耕地空间不足、城市发展建设影响等方面的问题，形成耕地保护工作的阻力。本文结合黔江区实际，提出对策建议，为耕地保护工作提供参考和借鉴。     

湖南省耕地保护补偿分区实证研究

进行耕地保护补偿分区研究是建立耕地保护补偿机制的一个重要步骤。文章立足湖南省耕地的实际情况,依据外部性理论,将全省划分为耕地赤字区、耕地平衡区以及耕地盈余区,确定了各市级单位间的耕地保护补偿关系。对补偿分区与传统粮食分区进行比较,显示出了湖南省耕地资源的恶化趋势及补偿的迫切性。分区结果为建立湖南省耕地保护补偿机制及区域横向补偿额度和流向提供了方向性指导。     

耕地科技创新的战略思考

习近平总书记多次强调,要“切实加强耕地保护,全力提升耕地质量,稳步拓展农业生产空间,提高农业综合生产能力”。这既有耕地数量问题,又有耕地质量问题,而加强耕地科技创新是贯彻耕地数量、质量和生态“三位一体”保护理念的重要实施路径。耕地科技创新势重点是理论创新和技术攻关,基于对我国耕地现状、耕地质量问题、国内外耕地科技发展趋势及差距的综合考量,笔者团队所在的中国农业科学院农业资源与农业区划研究所以耕地科技的理论创新和技术攻关为重点,以耕地保护与利用为核心,在全国六大不同区域开展耕地监测、耕地改良、耕地培肥、耕地利用创新等系列研究,成效颇丰。     

浙江省补充耕地质量评定的主要做法与思考

耕地是最基本的农业生产资料,耕地的数量和质量,直接关系到农业增效、农民增收,关系到农业的可持续发展。浙江省人多地少,“七山一水二分田”的省情决定了耕地后备资源十分匮乏。随着经济社会快速发展,用地范围不断扩大,非农建设用地占用了大量的粮田和熟地,而新增的土地大多是围垦海涂和山地丘陵,更加决定了保护耕地数量和质量的极其重要性。开展补充耕地质量评定,是准确衡量耕地质量,强化耕地质量监管,确保耕地占补平衡的重要技术手段。浙江省从2011年起组织开展补充耕地质量评定工作,推动耕地保护与经济社会协调发展发挥了重要作用。     

乌昌经济区耕地保护实施效果评价

以耕地保护为目标层;耕地数量、耕地质量、可持续发展为准则层;耕地数量变化、人均耕地面积、复种指数、粮食总产量、粮食单产、人均粮食保障系数、单位机械动力投入量等为指标层,构建了一套多层次评价指标体系;并综合运用专家打分法和因子分析法确定了各指标的权重。将1996-2007年乌昌经济区的耕地面积、粮食产出、经济发展等数据标准化后,建立了乌昌经济区耕地集约利用总体评价模型,从综合耕地数量、耕地质量、可持续发展3方面分析了乌昌经济区耕地保护政策的总体实施效果。结果表明,乌昌经济区的耕地保护实施效果总体来说不断向好的方向发展,但在2000-2003年存在一定的波动性,2004年至今处于稳步上升阶段,2007年为最大值0.779,1996年为最小值0.242,1996-2007年的平均得分为0.454;耕地保护工作从最早的严格控制耕地数量,然后关注耕地质量,再逐步过渡到耕地可持续利用上来。     

基于无线传感器网络的温室大棚环境监测系统设计

针对目前温室大棚环境监测系统存在布线困难、灵活性低和成本高等问题,构建了基于无线传感器网络(WSN)的温室大棚环境监测系统,并重点对传感节点和网关节点进行了设计。该系统的传感器节点负责对环境参数进行采集,并通过无线传感器网络将数据发送到网关节点,网关节点再向远程监测平台传输数据。节点硬件的微处理器模块采用MSP430F149单片机进行数据处理和控制;无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,负责对数据进行传输和接收;传感器模块采用AM2301传感器进行数据测量;电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5.0 V电源。节点的无线路由协议和时间同步算法均采用C语言开发,实现节点数据采集与处理、规则转发和远程传输等功能。远程监测软件采用NET.ASP、HTML和C#开发,为用户提供形象直观的Web模式远程数据管理平台。该系统在青海省西宁市温室大棚进行了组网测试,结果表明系统运行稳定可靠,网络平均丢包率为2.4%,有效解决了温室环境监测系统中存在的问题,满足温室大棚栽培环境监测的应用要求。     

基于ZigBee无线传感器网络的林区局地环境监测系统

针对林区局地环境监测实时性差、长期监测困难等不足,设计并实现了一种基于ZigBee无线传感器网络的林区局地环境监测系统。系统运用无线网络协议ZigBee搭建无线传感器网络,结合GPRS通讯技术将获取的数据发送至监控中心,实现数据的实时显示、存储、分析与可视化。系统主要由传感节点、路由器、网关与监控中心组成,结构简单实用,节点放置位置灵活,不受地理环境限制,能够较好的监测空气中温湿度、大气压强、光照强度、二氧化碳浓度、土壤含水率等林区关键环境因子。通过太阳能供电系统,采用CC2530和CC2591无线通信模块,并将多传感器集成到传感节点,较好解决了无线传感器网络在林区应用过程中的节点能量不足、通信距离短以及监测参数不全等问题,实现了对林区局地环境的实时监测。试验表明,节点在空旷地方有效通信距离最大可达510.6 m,在树林中有效通信距离最大可达177.5 m;在太阳能与锂电池共同供电下,节点能量能够自给自足;在组网测试中,整个网络收包率为96.7%,能够满足林区环境监测要求。     

基于单片机的大棚温湿度检测系统的应用

该系统是一个专门为温室大棚温湿度控制而设计的智能系统。通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、A/D转换模块、显示模块、控制模块的设计;软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图,并通过汇编语言和C语言实现。通过实践证明,该系统具有性能好、操作方便等优点,实现了对温湿度的显示、调节、自动控制和手动控制。     

在线式水田渗透量监测仪的研究

目前测量渗透量的方法主要是用改进的日式渗漏仪目测测管的刻度来计算渗透量。但不能实现实时监测的目的,为了实现对稻田渗透量的实时监测,设计了一种在线式水田渗透量监测仪。其硬件主要包括水箱、渗桶、液位仪、土壤水分传感器、泵、无线模块、主机。以MSP430单片机为核心,土壤水分传感器和液位传感器把水分和液位信息传到单片机,供水泵由液位或水分值来控制,实现饱和渗透量的测量及非饱和渗透量的测量,用无线模块把数据传输到监测室的上位机。通过试验,采集的数据满足精度要求,给灌区的规划管理、合理运行、水资源的合理调配与实施节水灌溉提供了可靠的渗透量数据。     

基于WSN的温室环境信息远程监测系统

针对当前温室环境监测中存在的信号遮挡物多、监测范围大、管理不便等问题,设计一种基于无线传感器网络的温室环境信息远程监测系统。无线传感器网络采用433MHz射频进行信息传输,无线传感器节点和汇聚节点分别采用MSP430F149和LPC2478作为微控制器,实现温室环境信息的实时采集、信息汇聚和数据融合。系统采用星型网络拓扑结构,通过定时休眠、传感器掉电控制等方法来减少能量消耗,并通过基于CSMA/CA算法的无线传输协议,避免了节点间信息传输冲突,保证了传输成功率。无线传感器节点通信性能测试结果表明:使用10dBm射频功率时,距地表1.5m节点的有效通信距离为192m;在无太阳能充电且节点工作周期为30min18s的情况下,无线传感器节点生命周期理论值为98d。温室环境信息远程监测应用结果表明,该系统具有低功耗、高稳定性等优点,节点平均丢包率仅为1.1%。     

稻飞虱迁飞环境监测网络中的ZigBee网关实现

[目的]实现稻飞虱迁飞环境监测系统中的ZigBee无线网络与因特网融合。[方法]提出了一种基于ARM9微控制器S3C2410的ZigBee多功能网关实现方案,并详细介绍了关键模块的硬件构成及原理。[结果]该网关采用ZigBee和GPRS无线传输技术来以实现传感器节点与远程监控中心通信。对系统的实际测试结果表明,该无线网关稳定、丢包率低,实现了对稻飞虱迁飞环境的无线监控。[结论]为稻飞虱迁飞的监测预警提供了参考。     

基于GSM和WSN的温室环境监控系统设计

针对温室环境监控的应用需求,设计了一种基于GSM无线技术和无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术的智能温室监控系统。该系统以GSM网络为远程通信平台,以无线传感器网络作为监测和近距离通信平台;采用ARM9微处理器和MSP430单片机为核心构建系统硬件平台实现对温室环境的远程监控。该系统具有操作简单、可扩展性强和装设灵活等特点,是一种实现智能监控温室环境的有效途径。     

黄瓜温室水肥耦合无线监测系统的设计与实现

设计实现了基于Zigbee无线传感网络的黄瓜温室水肥耦合无线监测系统.采用具有Zighbee无线数据传输功能的CC2430芯片,配接CC2591RF前端,以及ECH2O型土壤水分传感器EC-5为核心组成采集节点,部署于温室各处对土壤水分信息进行采集和无线发送,通过网关与Internet连接,将采集数据传送至远程主机,实现远程实时监控.试验表明,该系统能够在实际生产过程中减少人力操作和人工测量的误差,降低农业生产的成本,并可以最大程度地实现信息自动精确的实时采集.     

基于ZigBee的农业大棚监控系统的设计

本文设计了一种基于ZigBee技术的智能农业大棚实时监控系统。基于micro2440核心芯片组建M2M网关,并完成传感器模块和无线通信模块的构建,准确获取温度、湿度、光照等传感器数据,通过节点将采集数据传送到M2M网关处理,与服务器实时的交换数据,成功实现了大棚信息的采集。服务器根据各节点数据以B/S架构搭建网页平台,实时观测大棚变化。实验表明,本设计的智能农业大棚监控系统传输数据快,控制准确,有很好的实用价值。     

粮库检测系统的网络设计

针对大型粮库粮食存储环境监测点分散的现状，设计一种树状拓扑结构的无线传感器网络中央监测系统。该系统以ZigBee无线传输技术为核心，结合温湿度传感器模块，构成无线传感器网络检测子节点。系统能够对现场环境实时检测，同时通过路由节点将检测到的数据上传给上位机，其中路由节点采用无线传输方式与终端节点进行通讯，使得现场检测到的数据能够实时传送给中央监控计算机，最终实现粮库内部的多点检测及和实时监控。