黑龙江省现代农业区农村居民点空间布局优化研究

为使黑龙江省现代农业区农村居民点高效服务农业生产的同时提高居住用地的集约度,以黑龙江农垦建三江管理局所辖八五九农场为研究区,以研究区范围内的农村居民点为研究对象,利用佳木斯市抚远市与双鸭山市饶河县2015年土地利用变更调查矢量数据库以及高分辨率遥感影像,运用空间分析、耕作压力系数与农村居民点规模预测模型相结合的研究方法,对八五九农场进行了农村居民点空间布局优化研究。结果表明:过大的农村居民点耕作半径是导致八五九农场产生大量田间散居住宅,人均建设用地面积严重超标的重要因素;八五九农场应在适宜耕作半径的基础上,建立高耕作压力区即农村居民点拆旧区与低耕作压力区即农村农民居民点建新区的增减挂钩,对研究区农村居民点进行空间布局调整;研究区应建立农村居民点共计22个,第1至第11管理区农村居民点的数量应分别为2,3,1,2,2,2,2,2,2,2,2个,平均规模应依次为8.96,2.77,12.87,8.23,8.10,8.44,7.07,12.80,12.89,16.63,21.60 hm~2,平均可承载人口分别为597,185,858,549,540,563,471,853,859,1 109,1 440人,共可腾退农场居住用地544 hm~2。以耕作压力系数为导向并结合农村居民点规模预测模型进行农村居民点空间布局优化,可在提高农业生产效率的同时实现土地的高效与集约利用。     

基于耕作半径分析的山区农村居民点布局优化

该文以四川省西昌市为例,探讨了基于耕作半径分析的山区农村居民点布局优化方法。首先对西昌市高山陡坡区、低山缓坡区、河谷平原区农村居民点特征进行分析,而后借助GIS欧氏距离分析工具及网络分析模块来分析3个区域适宜的耕作半径,以及西昌市农村居民点向"0.5、1、2、3、4、5 hm~2"农村居民点聚集后耕作半径的变化,最后提出西昌市不同区域"合村并居"策略。研究结果表明:西昌市农村居民点破碎化程度高,微型与小型农村居民点数量占总数量的94.8%。河谷平原区、低山缓坡区、高山陡坡区适宜的耕作半径分别为3000~4000、750~950、550~750m。河谷平原区农村居民点向大于3 hm~2农村居民点聚集后,可形成具有一定规模的村庄,并满足耕作半径要求;低山缓坡区部分农村居民点可向大于1 hm~2,且交通便捷的农村居民点集中,从而形成具有一定规模的农村居民点;高山陡坡区农村居民点就地迁并价值不高,除部分少数民族聚居点以外,其他农村居民点迁并工程应与退耕还林还草、异地扶贫搬迁、山地保护与修复等工程协同推进,逐渐向低山缓坡区与河谷平原区迁移。该方法可用于计算不同区域适宜的耕作半径,及不同合村并居情景对耕作半径的影响,从而提高合村并居规划的合理性。     

山地丘陵区农村居民点空间分布特征及影响机制分析（英文稿）

山地丘陵区是受人类活动和自然因素干扰的特殊区域,也是人地关系矛盾突出的地区,是国土空间治理的重点与难点区域。分析山地丘陵区农村居民点的分布特征,对实现乡村重建与乡村振兴具有重要意义。 该研究试图构建研究框架,结合重庆石船镇的案例,从定量和定性两方面探讨山区农村居民点的空间分布特征。结果表明：1）山地丘陵区农村居民点空间分布存在显著差异;农村居民点大多位于低海拔、平缓地形、低灾害风险、离水中等距离、靠近城镇和道路的地区,人口规模、宜居环境等因素影响农村居民点的发展、选址和扩张。2）山地丘陵区高密度地区农村居民点空间分布呈现随机分布、分散分布或均匀分布的特征,而低密度地区农村居民点空间分布呈现聚集分布的特征。 农村居民点更有可能集中在人口密度高的地区,如海拔较低、坡度较缓、距水源中等、地质灾害风险低的地区。3）自然因素、区位因素和社会经济因素相互关联,在不同时期表现出不同的耦合模式,决定了山区农村居民点的数量和分布。随着区域经济社会的发展,自然因素对乡村聚落空间分布的影响逐渐减弱,而区位因素、城镇化、产业发展、交通条件、政府政策等规划因素是改变山区农村居民点空间形态的主导力量。 空间治理的差异性策略是实现山区乡村聚落可持续利用和优化布局的必要条件。     

典型农作区农村居民点空间布局优化研究

  目的  按照最少数量农村居民点提供最大化农业服务能力的思路,探寻优化农作区农村居民点空间布局的方法。  方法  结节性指数、场强模型、集合覆盖模型、土地规模经营模型可以用作农村居民点优化的评价指标。  结果  （1）黑龙江省望奎县农村居民点以非城镇化型农村居民点为主,数量占比为94.26%,其特点为综合发展潜力较高、城镇化发展引力较低;（2）以耕作半径4720 m为约束条件,通过集合覆盖模型不仅实现了以最少数量农村居民点提供最大化农业服务能力的目标,而且还保证了布局优化后农村居民点空间分布的均衡性;（3）在城乡收入均等化条件下,望奎县农业适度经营规模为户均9.60 hm2,布局优化后的农村居民点农村人口承载规模为6.81万人,用地总规模为953.40 hm2,用地平均规模为4.54 hm2。  结论  以耕作半径为约束条件,通过集合覆盖模型筛选实现农业服务能力最大化的农村居民点,并提出农村居民点布局优化方案,为农作区农村居民点空间合理布局调整提供了一定的借鉴和参考。     

1950-2009年中国大陆地区冰雹灾害的时空格局分析

通过构建中国大陆地区1950-2009年县域单元的冰雹灾害案例数据库,并采用GIS技术,对近60a冰雹灾害发生时间、区域范围、县域频次等进行统计分析,揭示了雹灾的时空格局变化规律。结果表明：（1）中国大陆地区雹灾空间分布呈现一带多区的特点,从东北至西南形成一个雹灾带,有黄土高原、环渤海、东北平原、云贵高原、江淮平原、新疆阿克苏、青海东部和华中地区共8个多雹灾区;（2）雹灾季节变化明显,长江中下游和华南地区雹灾主要集中在2-4月,其它地区集中在5-9月,随着年初至年末月份的变化,多雹灾区呈由南向北推进,然后再南撤的变化过程;（3）1987年以前,年冰雹灾害发生的县次数总体呈上升趋势,1987年之后呈下降趋势,20世纪70年代-90年代中期为雹灾高发期。     

基于潜力衰减模型的东北-华北平原旱作区耕地生产力评价

在中国耕地资源日益紧缺、粮食安全问题愈发严峻的背景下,耕地生产力研究具有重要的现实意义。该研究以东北-华北平原旱作区为研究区域,以主要粮食作物玉米的光温生产潜力空间分布数据及相关县域统计数据为基础,结合土地利用、降水、土壤、社会经济等数据,运用潜力衰减模型,研究评价了东北-华北平原旱作区1995-2015年耕地生产力时空格局及其影响因素。结果表明:研究区光温-水生产力、光温-水-土生产力、光温-水-土-社会经济生产力均整体呈现东北平原旱作区高于华北平原旱作区的空间格局,且在东北平原旱作区和华北平原旱作区内部也均表现出南高北低的宏观趋势;通过分析各环境因子的订正系数发现,人为社会经济投入对当前耕地生产力的保障极为重要,特别是在耕地自然条件逐渐变差的华北平原旱作区表现的尤为显著;水分因子产量差在空间上整体呈现南低北高、东低西高的分布格局,土壤因子产量差明显呈现南高北低的空间格局,社会经济因子产量差呈现明显的北高南低空间格局,这与中国水热条件的地带性分布、东北平原地区优质的土壤条件及较高的自然禀赋等因素有关;研究区社会经济因子产量差>土壤因子产量差>水分因子产量差,且社会经济因子产量差在华北平原旱作区整体较小、土壤因子产量差在东北平原旱作区整体较小,进一步说明了社会经济投入是维系华北平原旱作区耕地生产力的最重要因素,而耕地本身的立地条件是保障东北平原旱作区耕地生产力的最主要原因。潜力衰减模型的应用对大尺度区域耕地生产力研究的方法创新方面有所裨益,评价结果可为不同农业区保持高产、稳产及耕地保育等方面提供科学参考。     

农业景观农地和非农绿地斑块属性特征及其结构优化研究——以河南省封丘县为例

现代农业的发展导致大量非农绿地斑块从农业景观中消失,结构简单、类型单一的农业景观使得农业生态系统功能与服务遭到了严重制约。本研究选择了黄河中下游平原的河南省封丘县为研究区域,结合遥感影像调查和景观格局分析,对研究区绿地斑块进行提取和分类,并着重分析了该区域农田基质大背景下的非农绿地斑块的结构属性特征。研究结果显示,研究区总体绿地率较低,绿地斑块总面积较小;人工林为优势绿地斑块类型,但多围绕居住区分布,呈现环状的分布特征;斑块类型较为简单且空间分布比较分散,斑块多样性指数较低,破碎化程度较高。建议加大对研究区绿地斑块的改造,通过增加斑块类型、设计农田边界、加强不同类型斑块间的连接度等措施,提高农业景观中绿地斑块的数量与质量。本研究为进一步探讨研究区景观结构的合理布局,并为今后多功能景观的构建奠定理论与实践基础,具有重要的研究意义。     

基于GIS技术的农村居民点空间演变与特征研究

基于2005年和2010年两期遥感影像,提取了成都市龙泉驿区农村居民点的空间分布信息,运用GIS技术和空间分析模型,定量分析了龙泉驿区农村居民点的时空分布特征及其演变规律。结果表明:通过380个面积为2.43 km²的方格网覆盖整个研究区域,比较各格网中农村居民点分布的数量得出,2005年和2010年龙泉驿区农村居民点的分布存在显著的差异;通过计算最近邻点统计量,得出2005年龙泉驿区农村居民点的空间分布总体上呈现显著的分散趋势;2010年农村居民点的空间分布则表现出聚集的态势,但却不具有统计显著性;2010年与2005年相比,农村居民点的数量不断减少,分布形态也愈发地趋于集聚。该研究可为农村居民点的空间布局提供决策依据,为新农村建设、增减挂钩规划、农村土地综合整治等提供应用参考。     

基于空间平滑法的旱作区粮食产量时空变化与影响因素研究

在中国北方水资源约束愈发严峻的情境下,旱作区粮食产量格局及其驱动因素研究具有重要的现实意义。以1995—2015年县域粮食统计数据为基础,结合土地利用栅格数据等资料,应用空间平滑法,对东北及华北平原旱作区粮食产量的空间格局与演化过程进行了研究。在此基础上,分析了不同农业区影响粮食产量的自然及社会经济驱动因素。结果发现:1)近20a东北-华北平原旱作区粮食产量整体稳步提高,高产区范围逐渐扩大,具有明显的空间集聚特征,且华北平原旱作区粮食总产高于东北平原旱作区;2)粮食产量增速以中速增产为主,其次依次为慢速增产、高速增产、绝对减产,且东北平原旱作区粮食增产速率高于华北平原旱作区;3)东北平原旱作区粮食单产整体高于华北平原旱作区,且经过空间平滑处理后粮食单产栅格像元频率分布基本呈高斯分布,与客观规律相契合;而随着时间演替,直方图像元的峰值逐渐右移,且单产栅格呈逐渐分散的趋势,表明耕地生产力水平整体提升的同时差距也随之扩大;4)自然因素中的年均气温与燕山-太行山山麓平原农业区的粮食单产的相关性最高,年降水量及汇流能力与冀鲁豫低洼平原农业区的粮食单产的相关性最高,土壤类型与松嫩-三江平原农业区的粮食单产的相关性最高;5)粮食单产与社会经济因素的分析结果表明,粮食生产由劳动密集型逐渐向技术密集型方向转变,农业机械化的投入对研究区特别是东北平原旱作区的贡献尤为明显,化肥投入对研究区粮食增产始终发挥着巨大作用,而灌溉条件对于华北平原旱作区粮食生产的保障起到重要作用。研究结果可为粮食产量时空格局研究的方法创新方面有所裨益,并对不同农业区保持高产、稳产及耕地保育等方面提供参考。     

重庆农村居民点用地与农村人口变化耦合关系研究

该文以重庆市镇域单元为研究对象,建立了农村居民点用地与农村人口数量变化的耦合关系模式,基于净变化率和结构变化率,采用组合特征分析、空间分析和趋势面分析等方法,从区域整体和局部样带层次,探讨了二者数量变化的耦合关系。研究表明:尺度特征上,镇域单元的农村居民点用地和农村人口数量变化体现出更多异质性;二者数量变化格局存在部分空间重合;"人减地减""人增地增"等同向变化是主要耦合类型,且主要分布在渝西地区、长江沿线地区;逆向变化类型中,"人增地减"型主要分布在渝西地区,"人减地增"型主要分布在渝东北地区;经济发展水平对农村居民点数量和农村人口变化的耦合关系作用显著,居人弹性系数在东西方向和南北方向呈现出地带性分布规律。着眼于乡镇单元分析农村居民点和农村人口变化的关系模式,有利于为制定更加切合乡村发展实际的土地利用政策提供参考。     

1990-2014年长江中游经济带生态系统服务价值时空变化特征

基于1990-2014年长江中游经济带土地利用变化过程,参照"中国生态系统单位面积生态系统服务价值当量表",采用Costanza的计算模型估算生态系统服务价值并分析其时空变化特征。结果表明:1990-2014年间,长江中游经济带生态系统服务价值增加113.84亿元,年均增长0.016%,总体呈"山区 > 丘陵区 > 平原区"的空间分布格局,上升区集中于江汉平原南部及洞庭湖平原西部,下降区主要沿"石首市-渝水区-九江县"分布;从不同功能价值来看,区域供给、支持服务功能价值分别下降28.08亿元,35.55亿元,调节、文化服务价值分别上升156.90亿元,20.57亿元,供给、支持和文化服务价值均呈山区高、平原低的分布格局,调节服务价值高值、低值区均集中于平原区,4种生态功能价值主要沿"石首市-渝水区-九江县"下降,调节、文化服务价值在江汉平原南部及洞庭湖平原西部上升,支持服务价值在江汉平原西南部上升,供给服务价值无上升集中区。     

松嫩平原粮食主产区农村居民点格局及影响因素分析

揭示粮食主产区农村居民点格局及其影响因素,对城镇化背景下农村居民点整理有重要意义。该文综合运用GIS空间统计、核密度分析、全局聚类检验及空间热点探测法,从农村居民点规模、密度以及集聚特征分析农村居民点格局,并探索地形地貌、农业生产力水平及区位条件对农村居民点格局的影响。结果表明：1）微型、小型及中型居民点数量繁多,其公共基础设施不配套,破坏耕地完整性,已不适应农业生产力的发展及内部居民生活;2）农村居民点核密度最高值为1.58个/km2,整体分布密度相对较低,规模呈现全局低值集聚特征,符合粮食主产区特点。克山镇、双河镇北部、古北乡北部、向华乡东北部、北兴镇中部以及河南乡中部农村居民点呈小规模集聚,西联镇、西河镇、发展乡、克山农场、西建乡部分区域以及古城镇、向华乡、北联镇的零星区域的农村居民点呈大规模集聚;3）地形地貌是农村居民点初始区位形成的基础,但随着社会经济的转型,农业生产力水平的提高对粮食主产区农村居民点格局调整有较大的推动作用。区位因素中城镇辐射对居民点格局影响仅限于一定范围,交通道路显著改变居民点局部空间格局,具有明显的距离衰减效应。该研究可为松嫩平原粮食主产区农村居民点布局优化与调控提供参考。     

基于生态位模型的岷江上游典型县域乡村聚落用地适宜性评价

乡村聚落用地适宜性研究不仅有利于揭示人类活动与生态环境、社会经济之间的匹配程度,亦能为乡村聚落重构及国土空间优化提供科学依据。该研究基于乡村地理学、景观生态学及生态位理论方法,以岷江上游典型县域理县为研究区,采用遥感影像、社会经济统计、土地利用现状等多源数据,通过景观格局分析、数理统计分析、GIS空间分析等技术手段,首先判识了理县乡村聚落用地适宜性研究的最佳空间尺度,然后借鉴生态位适宜度测算模型,对理县乡村聚落用地适宜性进行评价。结果表明:1)根据8个乡村聚落景观指数对20种乡村聚落空间粒度的响应变化情况,综合8个景观指数的第一尺度域判识得到理县乡村聚落景观格局及适宜性研究的最佳空间尺度为60 m;2)在60 m最佳空间尺度下,利用GIS空间叠加分析得到理县乡村聚落适宜性土地面积占县域国土面积的4.58%,主要集中分布于东部、东北部乡镇及杂谷脑河下游、317国道沿线;3)理县乡村聚落低度适宜区主要位于水源保护区、生态保护区及地质灾害多发区,不适于人类长期生存发展;中度适宜区在自然资源、区位等方面具有相对优势,特色产业突出,具备现代农业发展潜力;高度适宜区在区位、经济、自然与文化资源等方面具有明显优势,乡村发展功能较齐全,应作为乡村人口和产业的主要聚集区;中、高度适宜区是理县乡村振兴战略的主要支撑空间。     

1990-2018年黄河流域(河南段)土地利用格局时空演变

研究长时间序列的土地利用时空演变规律，对科学推进黄河流域生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。该研究基于1990、2000、2010和2018年土地利用遥感数据，以具有中游和下游双重属性的黄河流域（河南段）为研究对象，利用土地利用变化指数、弦图（Chord Diagram）可视化模型及重心迁移模型，探讨了近30年黄河流域（河南段）土地覆被变化的流量、流向、多样性程度及政策启示。结果表明：1）粮食保障用地（约55%）和生产生活用地（约10%）主要分布在平原地带，生态保育用地（约35%）主要集中在海拔较高的山地。2）1990－2018年间旱地的流出和流入行为均体现出显著的主导性，水田、水域和草地以流出行为为主导，城镇用地、农村居民点和其他建设用地以流入行为为主导。3）中心城市的土地利用变化在整个时期内具有明显的区域带动效应。4）粮食保障用地和生态保育用地的重心均向西迁移且面积呈减少趋势，说明下游平原地带的优质耕地减少且生态系统服务功能在逐步减弱；生产生活用地面积逐年增加，城镇用地重心向东迁移表明下游各城镇的社会经济发展逐渐活跃，农村居民点和其他建设用地重心向西迁移表明中游的人口规模逐渐增大。     

中国农村居民点用地变化类型及调控策略

农村居民点用地变化主导着农村土地利用转型,从全局上掌握农村居民点用地的动态变化与空间格局,进而制定宏观调控策略,对于推进农村土地整治、建设新农村、优化村镇建设格局具有基础性的指导作用。该文利用全国农村居民点栅格数据(1 km×1 km),基于"公里格网-县域-省域"的不同空间尺度,通过构建和运用综合指标法、空间自相关分析法,揭示1995—2005年间全国农村居民点用地变化的数量特征、变化地域类型和空间分布特征,并提出相应的调控策略。研究结果表明:1)综合指标法综合考虑了总变化率、净变化率及份额修正,将全国县域农村居民点变化类型划分为增长型活跃区、增减平衡型活跃区、减少型活跃区、变化迟缓型区等4种类型,避免了单一指标将农村居民点集中分布区与小规模分布区因变化速率相当而划为一类的缺陷(实际上变化量与变化活跃程度差异巨大),同时较好地消除了部分区县被高估或低估的偏差。2)4种类型在空间上呈现显著的正相关关系,其中高值区主要分布在平原区大城市周边,低值区集中分布在华中、西南、青藏等自然地理条件较差的区域。3)4种类型区表现出不同的空间特征,对应不同的国家宏观战略区,宜采取针对性的调控策略。     

基于空间自相关的农村居民点空间格局演变及其分区

农村居民点形态特征是自然地理条件和社会经济发展水平的集中体现,其形态特征空间集聚格局可为农村居民点分区提供基础依据。该文以北京市平谷区为例,基于空间自相关方法,分析平谷区农村居民点的空间格局及其演变特征,测度其空间关联性,获取农村居民点空间形态集聚格局,进而结合村庄定位、相关规划等,提出平谷区农村居民点分区方案。研究结果显示,农村居民点规模、形状、分布均呈显著空间自相关,正相关类型多以组团形式出现,而负相关类型则呈零星分布。不同的自然与社会经济特点区域表现出不同的集聚格局,地形地貌等自然条件控制下的农村居民点规模、形状和分布的集聚区域空间一致性较强,而城市化、工业化等人文过程则降低了其空间一致性。可据此将农村居民点分为5个管理区域,平原区农村居民点管理应注重其用地综合效益的提升,适时调整优化农村居民点用地结构以改善生产生活条件;半山区应因地制宜推行区域统筹的综合管理模式;而山区则应突出村庄特色,完善居民点内基础设施建设,实现农村居民点整合发展。     

长江上游流域土地利用对面源污染影响及其差异

基于遥感与地理信息系统技术,对比分析了长江上游流域2000—2006年土地利用变化;利用输出系数模型,计算了土地利用引起的面源污染负荷,并从面源污染TN和TP负荷量、负荷强度和不同来源等角度,综合分析得出长江上游流域土地利用变化对面源污染影响及其差异。2000—2006年,长江上游流域耕地面积减少约1.10×104km2,林地面积增加约1.10×104km2,其他土地利用变化很小,表明西部大开发以来,天然林资源保护、长江防护林和退耕还林等工程实施效果明显。长江上游流域土地利用造成的TN和TP负荷量2000年分别为114.14×104t和3.39×104t,2006年分别为111.21×104t和3.31×104t。四川省西北部雅砻江中游流域、大渡河上游流域、岷江上游流域和贵州省北部乌江中游流域,2000—2006年面源TN和TP负荷显著减少。     

关于土地退化及其综合整治

水土保持对于山区、丘陵区和风沙区退化土地的治理 ,对于协调人与自然的关系具有重要作用。我国退化土地广泛分布 ,土壤水蚀是严重的土地退化现象。长江上游水蚀面积 3 5 2万km2 ,年土壤侵蚀量达 15 6亿t。综合整治长江上中游山地环境 ,要合理调整土地利用结构 ,坚决实行陡坡退耕还林 ,积极推广坡地改梯田、坡地绿篱、横坡种植等措施 ,对城镇、矿山、道路等基础设施建设实行严格的管理和监测     

中国耕地景观细碎度时空变化特征及其影响因素

耕地细碎化是中国耕地利用效率提高和农业现代化转型的关键制约因素。2014年以来中央政府试图通过鼓励土地经营权流转以实现耕地细碎度降低和适度规模经营耕地的目标。然而，少有研究开展中国全域尺度的耕地细碎化趋势分析，土地经营权流转政策的相关实施效果也尚不明晰。该研究基于长时序土地利用数据，辅以景观格局指数、趋势分析和动态面板模型等方法，对1990-2020年中国耕地景观细碎度的时空变化特征进行了识别，并剖析了土地流转政策实施对耕地景观细碎化的影响。结果表明，1）中国耕地景观细碎度大致呈"平原、盆地低、山地、高原高"的分布格局，东北平原、黄淮海平原、长江中下游平原以及四川盆地、准噶尔和塔里木盆地等地区耕地景观细碎度低，而二三级地势阶梯过渡地带以及黄土高原、云贵高原和东南丘陵等地区耕地景观相对细碎；2）1990-2020年中国耕地景观细碎度大致呈"持续细碎化-细碎化改善-波动细碎化"变化特征，其中2004-2013年耕地景观整体呈细碎化趋势，超过70%的县域耕地斑块密度（Patch Density，PD）/形状指数（Landscape Shape Index，LSI）显著增加、聚集度指数（Aggregation Index，AI）显著减小，集中分布在黄淮海平原、长江中下游平原、四川盆地以及两广地区，但2014-2020年70%的省份耕地景观细碎度有所改善，以两广地区表现最为典型；3）土地流转政策显著降低了耕地景观细碎度，此外，区域土地利用变化、非粮化耕地利用、坡度以及灌溉条件等因素也是影响中国耕地景观细碎度变化的重要因素。该研究从全域尺度剖析了中国耕地景观细碎度的时空变化特征并揭示土地流转政策等因素对其的影响，研究结果可为区域耕地景观细碎度变化以及不同土地利用/生态系统类型变化分析提供新思路。