基于TOPSIS和局部空间自相关的永久基本农田划定方法

永久基本农田划定是保护优质耕地、控制建设用地占用优质耕地的有效手段,也是高标准农田建设的基础。本文提出了一种基于优劣解距离法(Technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)和局部空间自相关的永久基本农田划定方法,从耕地的自然禀赋、区位条件、建设水平和生态景观条件4个角度出发,构建较全面的综合质量评价体系,借助TOPSIS法对耕地综合质量进行评价;引入空间聚类的思想对耕地综合质量进行局部空间自相关分析;最后,依据各区域的耕地综合质量及空间聚类特征,将符合要求的耕地划入永久基本农田。以河北省高碑店市为研究区开展实证研究,结果表明,该方法划定的永久基本农田较合理,划定永久基本农田面积为339.61 km2,占高碑店市耕地总面积的81.75%,划定比例达到国家相关规程要求。本文在耕地质量评价中加入生态景观因素,并结合最佳距离阈值和改进的反距离空间权重矩阵的空间聚类方法,为永久基本农田划定提供了新思路。     

基于景观格局与空间自相关的永久基本农田划定研究

在综合考虑耕地综合质量、空间自相关性和景观格局的基础上,进行永久基本农田的划定,对区域粮食安全和生态安全具有重要的意义。以崇仁县为例,借助GIS平台与Geo Da软件,通过耕地综合质量评价体系的构建进行耕地综合质量评价,根据综合质量评价结果进行空间自相关分析,再根据自相关分析结果与耕地景观生态安全格局对应关系,进行永久基本农田的划定。根据研究区土壤理化性质、耕作利用条件和耕作区位条件,提出了一种基于耕地综合质量、综合质量聚类关系和耕地景观结构的永久基本农田划定方法,划定崇仁县永久基本农田305.94 km~2,划入的耕地更符合永久基本农田的要求,有助于基本农田长期的管理和保护,也可为丰富耕地综合质量评价与基本农田划定研究提供参考。     

县域永久基本农田划定方法研究

基于永久基本农田概念、内涵和划定要求,提出了县域永久基本农田的定量评价模型与划定方法,并以河北省定州市为例进行示范验证。定量评价模型包括自然禀赋条件、基础设施条件、社会经济条件和区位条件4方面12个指标,并在改进连片度和田间道路密度计算方法的基础上进行综合评价。根据综合评价结果,将定州市耕地划分为优先保护型(≥76.00)、重点保护型(68.91~76.00)、适宜调控型(60.00~68.91)和后备整治型(0~60.00)4种类型,其中:优先保护型(28 389.22 hm~2)集中分布在城区及镇政府周边,是定州市重要的粮食生产基地;重点保护型(39 084.13 hm~2)主要分布在庞村镇、大鹿庄乡、杨家庄乡等,是永久基本农田的重点建设区域;适宜调控型(16 831.95 hm~2)分布较为分散,主要分布在砖路镇、赵村镇、西城区等,未来通过差别化土地整治再适当调为永久基本农田;后备整治型(5 126.82 hm~2)零散分布在西城区、北城区、息冢镇等,目前不适宜划作永久基本农田。研究结果可为定州市永久基本农田划定与相关规划提供依据。     

基于农用地经济等别的耕地入选基本农田研究

农用地经济等别为科学划定基本农田提供了重要依据。为此,以大兴区为例,建立基于农用地经济等别的综合指标体系,进行基于农用地经济等别的耕地入选基本农田的研究,并使用ArcGIS9.2将所得结果与没有考虑经济等别所划定的基本农田进行叠加分析。研究结果表明:依据农用地经济等别划定的基本农田,避免了主观因素的影响,保证了入选基本农田耕地的质量,使基本农田的空间布局更加合理。该研究成果对于永久基本农田划定、耕地入选基本农田指标的选取以及基本农田的划补具有重要的意义。     

基于多目标粒子群优化算法的永久基本农田划定模型

针对传统的永久基本农田划定方法不能较好地统筹兼顾永久基本农田的耕地质量、空间布局集中连片等目标问题，提出了一种基于粒子群优化算法的多目标永久基本农田划定模型，该模型包括土地适宜性、连片性、稳定性3个子目标函数，同时考虑生态保护红线、地形地貌等约束条件。选取河南省浚县为研究区域，根据目标偏好不同设置对照实验。结果表明，该模型在永久基本农田划定工作中具有可操作性，避免了划定过程中主观因素带来的不利影响，且可以提供多情景的永久基本农田布局方案，促进了永久基本农田划定结果的科学合理性。     

永久基本农田保护区合理性评价及空间布局研究——基于国土空间规划视角

为满足当前国土空间规划的总要求，促进永久基本农田保护区的布局调整与优化。以新疆生产建设兵团第十师已划定的永久基本农田为例，从国土空间规划视角出发，选取6个指标，运用熵值法和综合评价法，借助ArcGIS空间分析及核密度分析等工具，对第十师已划定的永久基本农田保护区进行了合理性评价研究及空间布局分析。第十师永久基本农田合理性指数在51.20~99.40之间，平均值为81.36，合理性指数较高，但部分与第十师国土空间规划有冲突；空间布局整体呈“东密西疏”分布，局部呈“中间密四周疏”分布，核心区域永久基本农田斑块聚落密度在20~25个/hm2。依据评价结果，将第十师永久基本农田划定为优先保留区、稳定保持区、整治加强区、保留发展区及缩减调出区，将优先保留区和稳定保持区用作区域发展的“保命田”，整治加强区要补齐利用短板，提高永久基本农田整体优势，保留发展区要依托整治手段，守住永久基本农田的基本要求，而缩减调出区多为分布零散的边缘化耕地，不宜继续划为永久基本农田保护区，应予以调出。     

我国耕地面积为20.25亿亩

正2016年4月21日公布的《2015中国国土资源公报》显示,2015年,国土资源部门严守耕地保护红线,全国106个重点城市周边永久基本农田划定工作取得积极进展。本年度,国土资源部会同农业部,部署开展106个重点城市周边永久基本农田划定工作,按照城镇由大到小、空间由近及远、耕地质量由高到低的顺序,以城镇周边永久基本农田划定为重点,分步推进永久基本农田划定工作,106个重点城市周边     

丘陵山区基本农田空间布局优化及评价

划定基本农田、实行永久保护已上升为国家战略;但基本农田划定和质量评定工作依然面临许多技术挑战。以重庆荣昌县为研究区,在地理信息系统技术支持下,通过构建耕地质量综合评价模型和引入景观格局分析方法,探讨了丘陵山区开展基本农田划定和质量评定工作的技术方法与手段。研究结果表明:①丘陵山区基本农田布局调整更具综合性,不仅要结合土地资源条件,还要考虑经济社会发展因素和生态建设需求;②通过基本农田空间布局调整和综合质量评价,荣昌县划定基本农田面积48 717.40hm2,基本农田质量分值较调整前增加19.73;③从景观格局来看,调整后基本农田的斑块破碎度降低、连片性提高,为发展现代农业和规模经营创造了条件。研究认为,依托地理信息系统技术平台,综合耕地质量评价和景观格局分析方法,能够为丘陵山区基本农田划定和质量评定工作提供科学支撑。     

基于GIS的佛冈县基本农田调整划定研究

科学合理地划定基本农田对于保护耕地以及实现区域可持续发展将起到十分重要的作用。为此,以广东省佛冈县为例,通过预测基本农田保护量和调出量确定基本农田补划量;同时,根据现状耕地的各种指标,综合运用层次分析法、熵技术修正、TOPSIS法与GIS技术确定待选入基本农田的耕地的优先次序,结合基本农田补划量对基本农田进行空间优化,从而为新一轮县域土地利用总体规划中的基本农田保护规划提供借鉴。     

基于耕地连片度的高标准基本农田建设划区

为提高高标准基本农田划定区域的耕地连片性,在耕地综合质量评价和耕地连片网络基础上,提出了局部耕地连片度计算公式来评价耕地的连片性,并采用四象限法空间耦合耕地质量和连片度2个时空属性。结果表明:献县高标准基本农田优先建设区域面积为24 803.45 hm~2,重点建设区域面积为19 688.77 hm~2,有条件建设区域面积为19 538.64 hm~2,与面积累加方法相比,优先建设区域连片度提高了15.55%,而有条件建设区域连片度减小了37.82%,表明该方法明显提高了高标准基本农田建设划区的耕地连片度。     

基于耕地质量评价和局部空间自相关的高标准农田划定

高标准农田建设是优化农田空间布局,改善耕地基础设施,提高耕地质量和综合生产能力的重要举措。而科学合理地划定建设区域是高标准农田建设的重要环节。以河南省焦作市为例,构建了耕地综合质量评价体系,并通过层次分析法对各个评价指标赋权。再结合理想点逼近法和局部空间自相关分析对高标准农田建设分区及时序提出了方案。研究结果表明:焦作市耕地整体质量较好,且在空间分布上体现出了较强的正相关性;利用局部空间自相关分析可将耕地分为4个高标准农田建设区域。     

基于CLUE-S模型的煤矿城市土地利用变化模拟

以淮南市为研究区,选择1985、1995、2005、2016年土地利用数据,在分析土地利用动态变化特征的基础上,利用CLUE-S模型模拟预测了未来土地利用格局。结果表明：1985—2016年,研究区耕地面积减少11.62%;建设用地和水体面积百分比分别增加7.98个百分点和4.29个百分点。2005—2016年是各地类变化最强烈的阶段,其综合土地利用动态度最大,为13.46%。建设用地变化速率最快,其土地利用动态度为5.19%。土地转移主要发生在耕地、水体和建设用地之间,以耕地向建设用地和水体的转换为主。耕地转为建设用地的面积达207.61 km²,新增水体集中分布在潘谢矿区。加入空间自相关性和土壤质量因子后,耕地和建设用地的Logistics回归效果显著改善,ROC分别增加0.201和0.133。年均降水量是影响耕地变化的主要驱动因子,与耕地分布概率呈负相关;而建设用地变化主要驱动因子为GDP。土地利用模拟的Kappa系数为0.74,CLUE-S模型在研究区域具有较好的模拟能力。运用CLUE-S模型预测了研究区2028、2034、2040年土地利用空间分布,未来...     

基于CLUE-S情景模拟的挠力河流域耕地适宜性评价研究

以挠力河流域为研究区,选择2000、2010、2020年3期土地利用数据,从土地利用动态度和转移矩阵两方面分析土地利用时空变化,运用CLUE-S模型对研究区2030年土地利用变化格局进行模拟验证,设基线、农业发展和生态保护3种情景预测2030年土地利用变化格局,最后对3种情景下耕地适宜性进行评价。结果表明：研究区土地利用类型以耕地为主,2000—2020年森林、湿地、水体和人造地表呈增加趋势,耕地和草地呈减少趋势。2000—2020年土地利用转移主要发生在耕地、草地和森林之间,2000—2010年草地面积转入最多,耕地次之,森林最少,转出面积相反;2010—2020年森林转入转出面积最多,草地次之,耕地最少。CLUE-S模型对挠力河流域土地利用变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.894,模拟总体精度为91.18%;基线情景下耕地、草地和水体地类面积减少,其他地类面积增加;农业发展情景下耕地面积增加23.68%,人造地表面积未发生变化,其他地类面积均较少;生态保护情景下与农业发展情景正好相反。依评价指标体系和评价模型,分析计算出3种情景下耕地位于适宜区的面积占研究区总面积的96%...     

基于RS和GIS的土地利用/覆被变化及其功能转型特征分析——以新疆叶城县为例#br#

以土地利用遥感影像数据解译的基础及相关遥感技术支持,将土地利用类型分为6大类型的LUCC数据源,通过选取土地利用动态度与土地利用程度指数,结合采用土地利用程度和转移矩阵模型,对新疆喀什地区叶城县近15年的土地利用/覆被变化及其功能演变进行综合分析。研究结果表明：2005—2020年期间叶城县的草地、耕地、水域面积及建设用地整体呈现增长的趋势,分别增加421.21 km2、181.25 km2、120.49 km2、7.37 km2,沙地、冰川及永久积雪、林地及其他未利用地面积在不断减少,分别减少 320.58 km2、303.92 km2、61.16 km2、43.21 km2;土地利用程度方面,在近15年研究区的土地利用程度呈现上涨,表明土地利用正处于发展期,尤其是2010—2015年期间土地利用程度指数与其他时期相比较高;由土地利用转移矩阵可知：研究区主要转入土地类型为耕地、草地、建设用地、水域等,土地面积都呈现一定幅度的增加,而林地、沙地、冰川及永久积雪和其他未利用地的面积都有所减少;在研究期间,土地利用功能类型中生态生产用地增加幅度最大,增加480.92 km2,其次是生产生态用地排列第二,为181.02 km2,而生态容纳用地呈现减少趋势,减少667.82 km2,说明叶城县土地利用功能类型的变化受到人为影响较大。研究结果可为新疆叶城县土地资源的可持续利用,科学管理和生态规划提供依据。     

基于分等因素组合和物元分析的耕地质量潜力研究

为了科学测算和评估耕地质量潜力,以河北省涿州市为研究区,以400 m×400 m规则网格为评价单元,基于涿州市2013年耕地质量等别数据,运用改进的因素组合法、层次分析法、物元分析模型等,分别计算耕地整治的自然质量潜力和利用质量潜力。研究结果表明:灌溉保证率和有机质含量是涿州市耕地自然质量的可改造限制因素,且灌溉保证率是主导限制因素;涿州市耕地基础设施水平整体偏低,应通过水利灌排、田间道路修建、增加防护林等工程改善利用条件。通过提升可改造限制因素和影响土地利用系数的指标值,涿州市耕地质量国家自然等、国家利用等可分别提升0.53等、0.73等。提出的研究方法为精细化评估区域耕地质量、制定县域土地整治规划提供了方法参考。     

基于宜耕性评价的耕地利用效率分区与提升路径

在宜耕性的基础上,为合理提高耕地利用效率、加强生态文明建设和资源可持续利用,以原阳县为例,综合考虑耕地利用效率与宜耕性评价结果,对耕地利用效率进行分区,提出各区域耕地利用效率提升路径。结果表明：从耕地利用效率来看,原阳县耕地利用整体水平不高,其综合效率均值为0.837,纯技术效率和规模效率均有较大的提升空间;从宜耕性评价结果来看,原阳县耕地的适宜宜耕区、基本适宜宜耕区、低适宜宜耕区、流域保护区面积分别占耕地总面积的37.84%、41.36%、19.09%、1.71%,整体宜耕性较强。叠加组合耕地利用效率和宜耕性评价结果,将原阳县耕地利用效率分为保持区、提升区、调整区、保护区。从可持续利用和生态保护角度考虑,结合差异化的整治措施,保持区宜耕性和耕地利用效率均较高,应以维持现有耕地利用效率、延伸耕地的生态和经济价值为重点;提升区宜耕性强、耕地利用效率较低,应通过规模化经营最大限度地提高其有效利用效率;调整区宜耕性差,不宜提升耕地利用效率,应发展生态农业或设施水培农业,在提高耕地经济效益的同时,缓解耕地与生态保护压力;保护区内耕地应逐步退出,充分发挥其湿地功能与生态功能。本研究可为耕地资源的可持续利用提供决策参考。     

耕地入选基本农田整备区评价与决策

耕地入选基本农田整备区包括耕地质量排序和耕地入选两个过程,根据这两个决策过程的特点,构建了耕地入选基本农田整备区的指标体系。应用GIS技术提取相应的指标评价值,并选用耕地模糊优选模型、理想点法这两种模型对耕地质量进行评价、排序,最后通过一般农地入选整备区的0-1整数规整模型,实现了耕地入选基本农田整备区的决策。