稻虾共作快速发展背景下潜江耕地时空变化特征分析

虾稻共作综合种养模式近年来在长江中下游地区快速发展，探索虾稻共作对农业土地利用的影响，对于科学调控虾稻田发展、确保粮食和生态双安全具有重要意义。该研究以虾稻共作模式发源地——湖北潜江市为研究区域，利用空间分析和破碎度指数方法，分析虾稻共作模式快速推广下潜江市农业土地利用时空格局变化。结果表明：（1）近20年来，耕地时空格局变化过程是以园林办事处（主城区）为中心的建设用地向西至广华镇、南至杨市镇不断扩张，耕地转为新增建设用地达28.64 km2，约18.59 km2耕地转换为水域；（2）耕地格局呈现破碎化，主要由城市发展过程中建设用地扩张占用耕地，以及虾稻田快速发展后造成；（3）虾稻田主要由水田转换而来，部分旱地及水域也转换为虾稻田。虾稻田的不断扩张，特别是旱地和水域转换为虾稻田，一定程度上带来耕地破碎化。因此，在我国农业劳动力不足、农民收入不高和种地积极性不强等因素下，未来虾稻田种植模式对耕地利用具有较好的潜力和空间，但也需要重点关注虾稻共作模式的可持续发展，重点基于水田发展虾稻田种养模式。     

耕地集约化利用研究进展评述

耕地集约化利用是人类作用下的一种耕地发展模式,对于国家粮食安全、农产品供给保障、生态安全和经济社会可持续发展等具有重要作用,开展耕地集约化利用研究具有重要的科学意义。论文基于文献回溯和综合概括的方法,从科学内涵、描述指标、时空格局探测、归因分析、环境效益评估等方面对国内外耕地集约化利用的研究进展进行系统总结和评述,并提出了未来耕地集约利用研究的重点方向。从现有的研究进展来看,耕地集约化利用研究呈现如下特点：1）集约化利用的科学内涵既涉及到社会经济层面,也涉及到自然地理层面,不同学者从不同学科角度逐渐丰富其内涵,但尚未形成广泛认可的、综合自然属性和社会经济属性的耕地集约化利用内涵;2）集约化利用的评价指标具有多样性,不同指标描述了不同的特性,实际应用需要根据研究目标和区域特点,对各类指标进行筛选,选取具有典型代表性的单一或多指标;3）集约化利用时空格局及其变化的研究方法多样,统计方法和空间技术法是现有的主流方法,两种方法各有优势和不足,两者的结合是未来重要的发展方向;4）影响耕地集约化利用的因素具有复杂性和动态性,由于区域差异和尺度效应,尚不存在统一的主导因素;5）耕地集约化利用具有多功能和多效应,目前研究多关注于集约利用的粮食产出功能,对生态环境效应分析较为薄弱。未来研究需要注重社会经济科学和自然科学等多科学、多方法的交叉,重点加强耕地集约化利用的研究范式、时空格局探测技术、综合效应评估等方面的研究,实现耕地“可持续集约化利用”的最终目标。     

中国大豆进口关税调整对全球水土资源转移的影响评估

中美贸易争端背景下,评估中国大豆贸易对全球水和耕地资源的影响,对粮食安全和环境可持续意义重大。基于GTAP（Global Trade Analysis Project）模型,以中国及其主要大豆供应国（美国、巴西、阿根廷、乌拉圭、加拿大）为研究区,模拟中国对美国大豆加征关税前后的情景,评估相应情景下中国大豆进口对全球水和耕地资源的影响。结果表明：在加征关税前后情景下,中国大豆进口总量保持稳定,进口量中供应国之间占比变化较大,特别是加征关税后美国占比明显减少;虚拟耕地进口总量保持稳定,虚拟水进口总量减少;在全球尺度上,从巴西进口大豆水资源利用率最高、从美国进口大豆耕地资源利用率最高。取消除美国外其他四国关税可同时减少全球水和耕地资源的消耗。     

江汉平原土地利用演变对区域径流量影响

江汉平原是我国重要的粮食基地也是武汉城市群发展的腹地,了解区域土地利用演变对流域水文的影响有助于为土地规划政策及水资源可持续发展提供决策支持。以2000～2004年为模型校准期,2005～2009年为模型验证期构造SWAT模型并模拟区域内主要流域的月、年径流量。然后借助双累积曲线研究江汉平原内主要江河的人类活动对径流的扰动作用并对比分析1980和2010年二种土地利用模拟情景下径流量的变化情况。结果表明：模型验证能较好的模拟区域内长江及汉江的径流量;随着降雨量的减少,土地利用变化对径流量的影响在增加;1980～1990年人类活动对径流的影响主要体现在水利设施的投入和林地减少上,2000年之后土地利用尤其是建设用地的增加对径流的影响日趋变大     

中国农业雹灾灾情及其季节分区

根据中国雹灾灾情数据库资料,中国雹灾受灾、成灾面积均呈下降趋势,但成灾率仍呈上升趋势。雹灾季节变化明显,春夏为全国降雹的主要时段,4～9月出现的冰雹次数约占全年总次数的92.3%。降雹与成灾在空间分布上有明显的差异,成灾中心集中在黄淮海平原及江南丘陵地区。本文基于县级雹灾季节类型图和农业综合区划图,采用"自上而下"和"自下而上"相结合的方法对雹灾进行了季节分区,将全国分为5个雹灾类型大区:夏季型(I)、春末夏初-夏季型(II)、春末夏初-双峰型(III)、春季型(IV)、夏季-双峰型(V),以及16个二级雹灾亚区,28个三级雹灾区。     

基于高光谱遥感和HJ 1卫星的冬小麦SPAD反演研究

冬小麦SPAD（Soil and Plant Analyzer Development）是评价其健康状况的重要农学参数,传统监测方法效率较低,旨在将田间监测和遥感技术相结合,探讨我国江汉平原地区冬小麦SPAD的遥感监测方法。研究选取湖北省潜江市后湖管理区为研究区域,利用ASD Fieldspec 3地物光谱仪和SPAD 502叶绿素仪在田间采集冬小麦冠层光谱和叶片SPAD,选取4种植被指数与叶片SPAD进行回归分析并构建预测模型。经模型精度检验,NDVI较适合对该地区冬小麦SPAD反演。然后将NDVI SPAD反演模型与HJ 1卫星影像相结合,进行研究区域的冬小麦SPAD反演,通过比较HJ 1卫星影像反演SPAD与田间实测值,经分析均方根误差（RMSE）为632。结果表明,利用NDVI植被指数模型能够较好进行研究区内冬小麦SPAD反演。实现了从地面监测到卫星遥感不同尺度的冬小麦SPAD反演,为大面积冬小麦SPAD监测提供技术和方法     

基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法

农作物空间格局反映了农作物种植结构和特征,是了解生产资源利用状况及进行农业结构调整的重要依据。研究旨在探索农作物播种面积统计数据空间化的方法,实现对历史农业统计数据的空间化表达。将传统的农业统计调查与先进的遥感技术、空间地理信息技术相结合,通过多元Logistic回归分析农作物格局与自然地理因素和社会经济因素之间的关系,构建农作物空间适宜性分布概率,在此基础上将农作物播种面积统计数据利用空间迭代分配方法,实现统计数据空间化的研究。论文选取中国东北三省作为方法研究区,实现了对该地区2000—2010年农作物播种面积空间化表达,经检验,该方法对东北三省水稻空间化精度为0.76,能够较好地完成农作物时空播种面积统计数据空间化工作。该方法是农作物调查和遥感时空格局解译研究的有效补充,为丰富农作物空间数据提供了技术手段。     

微塑料对城市污水中胞内和胞外抗性基因的富集特征研究

作为近年来国内外关注的焦点问题,微塑料不仅本身具有生物毒性,还能携带多种污染物构成复合污染.然而目前对于微塑料携带抗性基因的污染特征尚鲜有研究.考察了聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯及再生聚乙烯4种微塑料对城市污水中胞内与胞外抗性基因的富集特征与影响因素.结果表明:4种微塑料对胞外抗性基因的富集倍数在3.12×102~4.07×103之间,显著高于胞内（4.44×101~2.14×103）,且对于同种污水类型,最高能达胞内的13.1倍.微塑料对二沉池出水中抗性基因的富集倍数（2.14×103~4.07×103）显著高于污水厂进水（3.12×102~7.61×102）和活性污泥（4.44×101~5.84×102）.微塑料类型对抗性基因的富集有显著影响,其中聚丙烯的富集能力最强,最高达3.03×1014 copies/g（胞内抗性基因）和6.27×1013 copies/g（胞外抗性基因）;聚苯乙烯对胞外基因的富集倍数高于聚乙烯,而对于胞内基因的富集倍数低于后者;再生聚乙烯与聚乙烯的富集能力无显著差异.微塑料对抗性基因的富集量与微塑料的粒径、浓度均成反比,富集过程遵循准二级动力学模型.研究显示,微塑料能大量富集污水中的抗性基因,特别是胞外抗性基因,从而显著提高抗性基因的迁移能力,增大后续公共健康风险.