黄土高原南部地区农业用地驱动力分析与动态模拟

利用黄土高原南部地区TM和ETM+遥感影像,在获取区域农业土地利用变化及其驱动因子数据的基础上,采用Binary Logistic回归模型,定量分析区域内农业用地的动态演化特征与空间分布格局,并运用ArcGIS软件进行不同类型农业用地变化模拟与输出。结果表明:1)黄土高原南部地区耕地的分布主要受距县城中心的距离、高程、坡度、坡向、人口密度、地均GDP的影响,其中受坡度影响最大,发生比expβ是0.83130204,高于其他因子;其次是高程和人口密度,发生比expβ分别为0.99932988和1.00011472。2)林地的分布主要受坡度和坡向的影响,坡度影响最大,坡向次之,发生比expβ分别为1.09136459和0.99209087。3)草地的分布受坡度和人口密度的影响较大,发生比expβ分别为1.02784089和0.99843133。影响黄土高原南部地区农业土地利用的自然和人文因素相对集中,主要包括坡地形度和人口密度,这说明该区域农业土地利用的人为干扰较强烈,人类活动是研究区农业土地资源和土地生态系统变化速率不断加快的重要因素。     

黑龙江垦区耕地利用效率变化分析

利用Malmquist方法,对1992-2012年黑龙江垦区耕地利用效率情况和空间变化进行了分析,利用计量模型分析了影响耕地利用效率变化的因素。结果表明:21年来耕地技术效率的平均值为1.003,总体上耕地利用效率很高,但期间存在不同程度的浮动;空间变化分析得到:哈尔滨管理局耕地利用效率没有发生改变,一直稳定在较优状态,其他管理局均有不同程度波动;对影响黑龙江垦区耕地利用效率的因素进行了回归分析得到技术投入对耕地利用效率的影响程度较大。     

西南地区耕地复种指数的时空格局演变及影响因素

基于复种指数和"热量-降水"定量化关系模型,分析了西南三省(四川省、贵州省、云南省)从1990—2015年间耕地复种指数的变化趋势、格局演变及其影响因素。结果表明:从1990—2015年云南、贵州和四川复种指数比分别降低27.04%、1.67%和25.83%,复种指数均值分别为147.37%、239.69%和206.05%。2006—2015年为三省粮食作物复种指数波动变化最大的时期,该期粮食作物复种指数年际变动率为四川贵州云南,其值分别为-41.01%、-33.55%和-29.60%。西南地区耕地复种指数总体上呈东高西低的空间分布格局,其中东部地区耕地复种指数明显高于西部地区,中部地区高于北部和南部地区。2010—2015年,中国西南地区潜力复种指数均为东部和南部地区高于中部和西北部地区,其中四川东部地区潜力复种指数最大;云南省耕地复种可提升潜力值,明显高于贵州和四川,贵州省可提升潜力地区最少。耕地复种指数年际变化受自然因素和人类活动的影响较大,其中复种指数与年均温度、≥0℃积温、人口数量和农业生产总值呈显著的正相关关系;一般而言,丘陵地区耕地复种指数低于平原地区;气候因子中的温度变化与西南地区复种指数之间的变化呈显著的正相关关系(P0.01),但温度变化是其变化的关键因子。     

基于粮食安全的渭干河流域农业结构调整

基于渭干河流域近30 a耕地利用数据,分析流域耕地资源和耕地压力,探讨耕地利用效益的影响因素,并尝试在保障粮食安全的前提下,探讨流域农业结构调整的合理空间。结果表明：① 近30 a渭干河流域耕地面积总体呈增长趋势,人均耕地趋于下降;流域始终处于耕地盈余,盈余量在波动中有所增加,但各县之间、不同时期的耕地变化与耕地压力情况不一致。② 粮食作物播种面积比例较大的县,人均农业产值和农牧民人均纯收入相对较少,调整农业结构,降低粮作比,有助于增加农业产值,提高农牧民经济收入。③ 在控制流域耕地面积,保障流域粮食安全,满足粮食库存消费比30%的要求下,流域2015年和2020年的粮作比需求预测值低于2009年实际粮作比,农业结构具有一定的调整空间。考虑各县差异,对粮作比预测值进行调整,得出各县合理的粮作比。地区应该加大粮食种植补贴力度,提高流域农民种植粮食作物的积极性。     

黄土丘陵沟壑区土地利用空间分布与地形因子关系研究

以地处黄土丘陵沟壑区的安塞县为例,以土地利用现状图和数字高程模型为基础数据,在ArcGIS9.3软件的支持下,分别从高程、坡度、坡向三个方面对地形数据和土地利用数据进行叠加分析处理,研究土地利用空间分布格局与地形因子的关系。研究结果表明:土地利用空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。随着海拔的增加,草地的分布比例增大,林地的分布比例先增大后减小,耕地、园地、水域和工矿用地均呈减少趋势;平坦地区是耕地、园地、水域和工矿用地的优势分布区,大坡度区域是林地和草地的优势分布区;坡向由阴坡转向阳坡的过程中,林地的分布比例减小,耕地、园地、草地和工矿用地的分布比例增加,水域基本不受坡向影响。在此基础上,构建研究区土地利用空间分布三维景观图,再现土地利用空间分布与地理环境的关系。该研究有助于实现不同地形上土地利用类型的合理布局,优化该区的土地利用结构。     

黄土高原土石山区土地利用空间分布研究

在陕西省陇县土地利用数据和1∶5万地形图的基础上,利用ArcGIS 9.3软件和Spss17.0软件探讨不同海拔、坡度与坡向上土地利用类型的分布特征及土地利用的空间分布与地形因子的相关关系。结果表明:除林地、草地外,其他土地利用类型分布主要集中在海拔小于1300m、坡度小于15°的区域中;耕地在平地占优势地位,其他坡向级别中林地占最大比例,其次是耕地和草地,其他土地利用类型分布较少。耕地、林地、居民点及工矿用地、未利用土地与海拔相关关系均达显著水平;除水利设施用地外其余各类土地利用类型与坡度均显著相关;除耕地、草地和居民点及工矿用地外,其他土地利用类型与坡向的相关关系均不显著。     

新疆耕地变化及驱动力分析

利用1949~2003年的统计和普查数据,分析探讨了新疆54年来耕地数量变化趋势、变化速度、区域差异及驱动因素。结果表明:新疆耕地数量经历了迅速上升→波动→下降→回升的变化历程;耕地变化区域差异显著;人口增长、经济发展和农业科技进步是影响新疆耕地动态变化的三类主要动因,政策因素是影响耕地变化的间接驱动力;通过模型计算,人类行为对耕地变化的影响尤其显著。并对研究结果应用GIS进行了空间表达。研究内容和分析结论对新疆农业可持续发展具有重要意义。     

我国农业碳排放的区域差异与影响因素分析

文中在分析我国地区农业碳排放现状的基础上,从农业碳排放总量、人均碳排放和碳排放强度等方面对我国农业碳排放的区域差异进行了评价,最后运用LMDI因素分解模型对影响各地区农业碳排放的主要因素进行了实证分析。结果表明:从农业碳排放总量来看,各地区呈现持续增长的趋势,西部增长最快,东部地区农业碳排放呈现波动阶段性特征,特别是近几年增长速度下降。农业碳排放总量和碳排放强度的区域差距表现出逐渐缩小的趋势。农业经济发展水平是影响各地区农业碳排放增长的主要因素,农业能源利用效率的提高、内部结构的优化和农业劳动力的转移都有助于农业碳减排。相比于东西地区,效率因素更有助于中部的碳减排。相比于中西部,农业内部产业结构的优化和农业劳动力转移更有助于东部的碳减排。     

基于DEA的东北黑土区耕地利用效率研究——以嫩江县为例

通过黑龙江省嫩江县的实地考察及入户调研访谈,采用以数据包络分析为基础的两步法,对研究区域内不同利用模式下耕地利用效率及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)嫩江县整体耕地利用效率为0.874,个人承包耕地利用效率最高。(2)研究区域内不同作物耕地利用效率有很大差异,玉米种植区域普遍处于规模报酬递减阶段,大豆等其他作物呈规模收益递增状态。(3)单位化肥投入量、农机马力水平、每公顷收益等因素对耕地利用效率存在显著影响。政府应加强规模生产管理、提高技术效率、重视监督与引导,切实提高黑土区耕地利用效率,保护黑土区耕地资源和保障农民收益。     

半干旱区城乡接合部景观镶嵌结构研究--以兰州市西固区为例

在RS与GIS的技术支持下，以地处西北半干旱区的城乡接合部-兰州市西固区为区域背景，利用景观生态学方法研究了在不同的坡度、高程下景观镶嵌结构的空间布局与空间镶嵌作用的机制。结果显示：随着坡度的增加景观镶嵌结构的多样性指数减小，斑块数量、破碎度先增加后减少，优势度先增加后减少；随着高程的增加，多样性指数，斑块数、破碎度先减少后增加，优势度则相反。景观镶嵌体在坡度与高程的分布上具有一致性，综合坡度与高程分区的景观分形模型模拟结果显示：人类活动影响较小的自然景观类型的复杂性远高于人工景观类型，而稳定性后者高于前者。由此得到以下结论：⑴影响本区景观格局最主要的因素是气候因素；⑵景观格局分布的垂直变化明显；⑶河流廊道在构建本区景观格局中也扮演重要角色；⑷2 类有可能通过改变景观类型的复杂性和影响着自然生态环境。     

河西走廊绿洲农业土地综合利用探析——以张掖市为例

以河西走廊中部的张掖市为例,进行了土地人口承载力的计算和农业内部产业效益分析。结果表明:种植粮食作物的人口承载力要远远大于畜牧业,而从农业内部不同产业综合效益分析来看,草畜业要大于种植业。考虑到土地对人口的承载力,将未来绿洲农业土地的利用模式调整为:耕地种植业和耕地草畜业的用地比例为1∶2左右;耕地种植业中,稳定口粮生产,压缩饲料粮生产,提高饲草种植比例;畜牧业中,压缩耗粮型猪禽养殖数量,发展节粮型草畜(牛、羊)的数量,提高食草性畜牧业比重;调整种植业、养殖业和农畜产品加工业结构,建立绿洲生态经济体系,实现经济、社会、生态效益的兼容。     

黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化研究

在Arcgis空间分析功能和SPSS数理统计功能支持下,利用隶属度模型、层次分析法、综合指数模型、障碍度诊断模型、叠加法等方法,分析黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化状况与区域生态问题,诊断识别耕地土壤养分障碍因子与最佳量化表征性指标,空间表达土壤养分障碍类型区。结果表明:(1)全省70.58%耕地处于轻度及以上土壤养分贫瘠程度,从西南到东北逐渐减弱,其中重度贫瘠区主要分布在松嫩平原西部,占耕地面积的2.95%,农田生态问题是土壤沙化严重,中度贫瘠区主要分布在松嫩平原中部构造上属于断陷的中央凹陷区、三江平原西北部处于山前平原向平原的过渡带,占耕地面积的41.09%,农田生态共性问题为易积水,其中松嫩平原还存在土壤盐渍化问题,轻度贫瘠区主要分布在松嫩平原东部、东北和东南地区,少量分布在三江平原西部、西北和西南部,占耕地面积的26.54%,农田生态问题是水土流失;(2)有机质和全氮是区域土壤养分贫瘠化的主要障碍因素,累积占比达88.37%;(3)有机质是耕地土壤养分贫瘠化指数及养分因子含量最佳量化表征性指标;(4)区域47.92%的耕地存在中度及以上障碍因子,障碍类型区共计14类,以双因素MC-MN,三因素MC-MN-MP、MC-MN-MK占比最大,累积占比率为39.84%。     

藏-羌聚落交错区耕地坡谱与信息熵变化特征

以藏-羌聚落交错区为研究单元,提取该地区1999、2009年和2014年耕地空间信息,通过信息图谱与信息熵定量刻画交错区耕地的坡度分异特征,阐明坡耕地利用的合理程度。结果表明:1999-2014年间,藏-羌聚落交错区耕地总量下降显著,≥24°的耕地坡谱段递减明显,陡坡耕地耕作率由1999年的83.67%到2009年的71.97%再到2014年的55.03%,发生明显下降;坡度≤14°的耕地坡谱段呈现上升趋势,缓坡耕作率三年分别为16.33%,28.03%和44.97%,说明交错区耕地利用逐渐向坡度缓和的方向移动,缓坡耕地将逐步成为当地的农作物集中分布区。在退耕还林和5·12地震及其次生地质灾害的双重影响下,藏-羌聚落交错区耕地信息熵由1999年的1.253增加为2009年的1.515,进一步增至1.707,呈逐渐增加的态势,这表明缓坡耕地与陡坡耕地的占比差距缩小,耕地在不同分级坡段间的分布趋于均匀,利于当地水土保持。     

吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析

本文在 GIS平台支持下 ,分析了近 2 0年来吉林省土地利用变化的空间格局 ,阐明了耕地变化的人文驱动力。结果表明 ,1 980 - 2 0 0 0年 ,吉林省土地利用变化主要趋势为草地、林地、未利用地转化为耕地 ,其中草地向耕地的转化占总变化面积的 35 .0 1 % ,动态度最大。人文景观的影响程度有所增强。吉林省土地利用变化空间差异明显 ,西部变化较为剧烈。草地和未利用地转为耕地主要分布在西北部地区 ,林地转耕地多分布在森林边缘地带 ,耕地向城镇用地转化主要分布在中部城市聚集区 ,西部地区部分草地退化导致其向未利用地转化。人口增加、经济发展和宏观政策是该区域土地利用变化的主要驱动力。     

基于PSR模型的新疆县域耕地集约利用时空演化特征

科学合理地提高耕地集约利用水平,是保证地区粮食安全和促进地区可持续发展的有效途径。以新疆83个县域为研究单元,基于PSR模型构建指标体系,采用熵权法确定指标权重,以综合加权求和模型确定耕地集约利用程度,并构建耕地PSR系统协调度模型评价耕地PSR子系统的协调性,同时引入纵向比较系数和综合比较系数,借助Arc GIS 10.2空间分析工具来揭示和分析2000—2013年新疆县域耕地集约利用时空演化特征,利用多元回归分析对造成新疆县域耕地集约利用时空演化特征的影响因素进行深入探讨。研究发现:2000—2013年新疆整体耕地集约利用压力指数(P)平稳上升,状态指数(S)波动变化最终有所下降,响应指数(R)波动变化最终有所上升,且S与R在不同时段变化趋势相反;耕地集约利用程度(F)较平稳上升,耕地PSR系统协调度(D)波动下降;83个县市中F提升的县市多于降低的县市,D降低的县市多于提升的县市,仅15个县市F和D均提升,多数县市耕地集约利用不尽科学合理;耕地集约利用程度具有明显的空间差异,表现为由空间聚集向空间均衡发展;各县市农业科技发展情况、人口、自然条件和经济发展水平均不同程度地影响着县域耕地集约利用程度,但年际间各影响因素与耕地集约利用程度的关系又略有不同。     

石羊河流域植被净初级生产力时空变化及驱动因素

利用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力（NPP），分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势，并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明：（1）2000—2020年石羊河流域植被NPP多年平均值为291.01 g C·m-2·a-1，呈不显著增加趋势，空间分布呈南高北低的分布格局。（2）2000年以来植被NPP呈增加趋势的区域占总面积的86.4%，其中极显著增加和显著增加的区域分别占6.7%和10.1%。（3）NPP变化在中等波动以上（变异系数Cv≥0.25）的区域所占比例为50.4%。（4）从未来变化趋势看，石羊河流域植被NPP恢复的持续性较弱，呈增加并反持续的地区所占比例达到57.1%。（5）流域的植被NPP变化与气温、降水均成正相关，对气温的响应更为敏感。NPP随海拔高度和坡度增加呈现增大后减小趋势，近年来流域实施的一系列人工造林、退耕还林还草等措施对植被NPP的增加具有明显促进作用。     

2000-2010年黄河源区植被覆盖率时空变化及其影响因素

黄河源区是对环境变化敏感的重要冻土区,监测黄河源区内植被的动态变化,并分析其对相关环境影响因子的响应机制,对了解该区近年来冻土及水资源变化机理有着重要意义.基于2000-2010年的MOD44B植被盖度(Vegetation Continuous Field-MOD44B)产品对黄河源区内植被覆盖率的变化进行分段线性回归及趋势转折分析,从时间和空间角度揭示植被覆盖率的变化特征,探讨降水、坡度、高程等因素对植被覆盖率变化的影响,并选择主要影响因素建立模型对黄河源区内的植被覆盖率进行预测.结果表明:2000-2010年黄河源区内植被覆盖率呈现较强的纬度地带性,并在年际间表现出波动上升趋势;植被改善区域主要分布在扎陵湖和鄂陵湖以南地区,退化区域则主要分布在两湖以北,空间上存在明显的分界线;研究时间段的气温和降水均呈波动上升趋势,线性增长率分别为0.09℃·a-1和8.9 mm·a-1,整个区域内植被变化对于气温更加敏感.与植被改善区相比,植被退化区平均坡度和海拔更低,表明人类活动可能对植被退化产生了影响.     

咸阳市耕地变化特征及对粮食安全的影响

耕地资源和粮食安全不仅是国家层面的研究问题,也是区域层面的重要课题。文中利用55年的耕地统计数据和粮食总产量和人口数据,揭示了咸阳市耕地总体变化特征,分析了咸阳市耕地减少态势的空间差异,对粮食供需状况进行了分析和预测。研究结果表明:咸阳市的耕地面积在建国以后的55年内,经过小幅度的波动,总体上呈减少的趋势,而人均耕地面积持续减少;咸阳市各县区在近20年里耕地减少的幅度北部高于南部;咸阳市的粮食需求量随着人口的增长而增大,但是粮食的供给受多种因素的影响波动较大,总体上呈增长的趋势。预测结果表明,咸阳市的耕地面积还将继续减少,但是在提高复种指数和粮食单产的基础上,粮食供给在人均粮食消费量400kg/a.人情况下,未来10年还能保持较高的粮食自给水平,至2020年,咸阳市的粮食自给还能保持在90%的状态,仍将处于安全状态。     

扎鲁特旗退耕还林还草分析

运用GIS和RS方法,从不同数据源获取所需的土地利用、地形坡度、土地沙漠化、土地适宜性等数据资料,在分析单项因子的基础上,研究了扎鲁特旗的旱耕地与其它因子的关系,确定了退耕地的面积、空间分布及其利用途径,主要结论是:旱耕地是扎鲁特旗的主要耕地组成,也是退耕的主要对象。坡度大于15o的旱地面积占旱地面积的0. 14%;沙化耕地面积占旱地的9. 68%,而且,旱耕地中,大部分为宜林宜牧土地,即使是多宜性耕地,宜农等级也较低。应退耕旱地面积14661hm2,占旱地面积的5. 34%。在退耕地中,宜还林地面积为5635hm2,还草地面积9026hm2。退耕地主要分布在南部,该旗南部边界多适宜退耕还林,而东南部边界的退耕地适宜种草,发展牧业。     

基于空间技术的岷江上游土地利用空间分布现状分析

岷江上游生态环境与土地利用息息相关。要建设岷江上游生态屏障,调整土地利用结构,改善岷江上游地表覆被是重要的切入点。本文利用遥感、地理信息系统和全球定位系统等空间技术研究了岷江上游土地利用空间分布现状,详细分析了高程、坡度等地形因子对山地系统土地利用空间分布的重要影响,并进一步分析了该区县域土地利用水平的差异,结合区域地形、地貌特点以及资源和环境状况,提出了该区土地利用结构调整和规划的优化方向。