黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动因素空间分异

为精准把握黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动力,该文采用探索性空间数据分析、最小二乘法和地理加权回归,探究并明确县域尺度下黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动因素空间分异特征。结果表明:1)黑龙江省各县域(市辖区)耕地系统整体安全警情较高。72个被评定县域中,有69个处于预警状态,处于轻警、中警和重警状态的分别有28、32和9个;2)耕地系统安全预警空间差异性和集聚性特征明显。西部警情最高,东部次之,南北轴带地区最低。正、负相关类型在空间分布上呈现鲜明的对比特征,正相关类型(高-高型和低-低型)县域以"组团"形式凸显,聚集性较强,负相关类型(高-低型和低-高型)县域较少且零星分散;3)地形及气候等自然因素和投入产出、水土资源配置等社会经济因素对研究区耕地系统安全预警有着显著的影响,且回归系数空间差异明显。研究可为合理制定缓解区域耕地系统安全警情方案提供科学依据。     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素,以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域,选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标,采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局,通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg,速效钾含量降低了9 mg/kg,土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性,土壤pH呈弱变异性;2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31,年度间稳定,呈中等变异性和中等空间自相关性,耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%,2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%;3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异,是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势,肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主,提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

中国耕地多功能耦合协调时空演变及其驱动因素

为探究耕地多功能耦合协调演变规律及其驱动因素,该研究依据2000－2018年中国30个省级行政区统计数据,综合评价耕地\     

西藏阿里地区耕地的时空分异特征及其影响因素

研究西藏阿里地区耕地时空分异特征,为阿里土地利用现状、农业用地规划、耕地可持续发展等提供参考。该研究基于Google Earth 高分影像,目视解译获取2005、2013和2020年3期阿里地区耕地数据,运用ArcGIS软件识别耕地时空分异及影响因素。结果发现：1)阿里地区耕地分散破碎,以普兰县西南部和札达县中部的河谷地带较集中,且以小斑块为主。2)在空间分异上,耕地主要分布于海拔3500～4500 m、坡度0～6°、坡向西南方、年均降水量0～25 mm、年均温0～5℃、距道路和河流< 200 m的区域。3)在时间分异上,2005—2020年,耕地面积整体呈增长趋势,集聚区呈多区域化。阿里南部地区增加缓慢甚至有下降趋势,北部地区增加明显。总体而言阿里地区耕地以区位条件和水热条件为基础条件,并受人口数量、非农化发展水平、市场需求等影响存在时空分异特征,且不同地区耕地分布和面积变化存在差异。     

陕西省耕地质量时空变化特征及其分异规律

为从省域层面、地理区域、市域层面等3个空间尺度系统分析陕西省耕地数量和质量时空变化特征及其分异规律,以期为保护耕地资源、划定基本农田区、制定耕地质量管护对策等提供科学依据。该文基于陕西省2005—2015年长时间序列的耕地分等评价数据,采用GIS的空间分析、数理统计分析、地统计学分析等方法,结果表明:1)陕西省耕地数量在2005—2015年间整体呈下降趋势,近些年通过占补平衡及高标准农田建设,减少趋势已得到遏制,基本达到耕地数量动态平衡;2)陕西省耕地质量整体不高,平均利用等11.33;近十年来全省耕地质量总体上变化不大,但呈下降趋势;3)陕北地区作为陕西省耕地后备资源,积极开展土地整治工程,同时进行生态建设,耕地数量和质量均有所提升。该项研究成果为土地整治等耕地质量建设提供科学依据,为基本农田划定、占补平衡等耕地质量管理提供了基础支撑。     

中国耕地利用绿色转型效率的时空分异特征及其影响因素

耕地利用绿色转型（Green Transformation of Cultivated Land Use,GTCLU）是对绿色中国和经济转型等国家发展战略的积极响应,也是破解耕地利用生态困境的有力举措。该研究提出GTCLU这一概念,并据此构建GTCLU测度指标体系,选取2003—2017年中国30个省市区数据,运用三阶段DEA-Malmquist和Tobit模型,先后测算GTCLU效率的时空分异特征及其影响因素。结果表明：1）初始的Malmquist测度结果显示GTCLU效率总体呈“先下降,后上升”的增长态势,大多数年份效率值小于1而处于绿色转型无效状态。2）通过SFA回归剔除环境因素和随机误差的影响后,调整后的结果显示中国GTCLU效率均值为1.001而处于效率递增状态,表明中国存在GTCLU且绿色转型程度不断加深。其中,技术进步是效率提升的主要原因,而技术效率变化、纯技术效率和规模效率则成为GTCLU效率提升的重要瓶颈。3）中国GTCLU效率在区域上存在明显差异,中部地区处于效率相对最佳区域,东北和东部地区次之,西部地区相对最低;在时序上呈波动上升态势,年均增长率为0.84%。4）农业经济水平、耕地资源禀赋、政府扶持力度和技术使用强度对中国GTCLU效率均有显著影响。为更好地保障、推进GTCLU,需在把握技术进步的同时注重制度和管理创新,充分发挥资源禀赋与技术使用的促进作用,在耕地利用投入和产出中不断强化绿色要素以培育GTCLU内生优势。     

中国耕地低碳利用效率时空演变及其驱动因素

探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。该研究构建耕地低碳利用效率评价体系,采用超效率SBM模型测度1998-2018年中国30个省级行政区耕地低碳利用效率,分别采用核密度估计、可视化制图和总体分异测度指数刻画耕地低碳利用效率时序特征、空间格局和区域差异,进而采用地理探测器模型识别耕地低碳利用效率演变驱动因素并剖析各因素驱动机制。研究结果表明：1）研究期内中国耕地低碳利用效率逐步提高并呈现\     

武汉城市圈耕地集约利用时空分异特征

为加强对武汉城市圈耕地集约利用时空变化规律的认识,该文从投入强度、利用程度和产出效益3个方面构建了包含10项指标的耕地集约利用评价指标体系;以县级单元作为基本分析尺度,运用全局主成分分析方法,对划分的35个评价单元2002－2009年间的耕地集约利用水平进行综合评价,分析武汉城市圈耕地集约利用的时空分异特征。结果表明：2002－2009年,随着资本投入和科技投入的波动性增长,武汉城市圈耕地集约水平呈现出"稳定上升-平稳发展-阶段下降-迅速上升"的变化过程,平均分值由58.40提高至61.62,整体保持了增长态势;受区域地貌特征、耕作条件的影响,武汉城市圈各地区耕地集约利用水平差异显著,集约度较高的区域主要分布于东西沿江平原一线,南北丘陵山区耕地集约度较低,总体呈现"中间高、两翼低"的空间分异格局;但随着城市圈整体集约度的提高,各地区间耕地利用集约度的差异正在逐步缩小并趋于稳定;研究期内,各地区耕地集约度变化呈现明显的空间分异特征,多数地区耕地集约度变化呈现波动上升趋势,但城市圈中心武汉市区及其周边部分地区,由于耕地产值的大幅下降,耕地集约度有所下降。该文为武汉城市圈耕地集约利用水平的提高提供了科学依据。     

山区县耕地"非粮化"空间分异规律及关联因素

准确测算耕地“非粮化”率，掌握耕地“非粮化”的空间分异规律及其影响因素，对于科学管控耕地“非粮化”、保障粮食安全具有积极意义。研究以江西省信丰县为例，从种植结构和产业结构2个方面测算耕地“非粮化”率，综合运用空间关联分析研究山区县耕地“非粮化”的空间分异特征，并采用空间计量模型揭示影响耕地“非粮化”生产的关联因素。研究表明：1)信丰县耕地总体“非粮化”率为30.28%，其中种植结构“非粮化”和农业产业结构“非粮化”面积分别为6 601.94 hm²和7 679.98 hm²,“非粮化”率分别为13.84%和16.44%。但不同地形区“非粮化”空间分布异质性明显，高山丘陵区主要为农业产业结构“非粮化”，而低丘岗地区域主要表现耕地种植结构型“非粮化”。2)信丰县耕地“非粮化”呈集聚型空间格局，种植结构“非粮化”在中部低丘岗地区域呈高值集聚，农业产业结构“非粮化”在高山丘陵区域呈高值集聚。3)严格的耕地管护政策对于“非粮化”生产具有抑制作用。4)“非粮化”生产存在空间扩散效应。自然资源禀赋差异和社会经济发展的不均衡性，对山区县不同类型的耕地“非粮化...     

1985—2018年内蒙古自治区耕地集约利用时空变化及其驱动因素

[目的] 探索内蒙古自治区耕地集约利用时空变化规律,为改善该区耕地集约利用方式,实现耕地资源可持续利用提供科学依据。[方法] 运用主成分分析方法对内蒙古自治区全区及其12个盟市的耕地集约利用水平进行综合评价,并揭示其时空变化特征及驱动因素。[结果] ①从全区层面分析,1985—2018年期间,内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,耕地集约度由63.30增长至88.12,增幅高达39.21%,耕地集约利用总体呈波浪式增长。②从空间层面分析,通过自然分界法将内蒙古自治区各盟市耕地集约利用水平划分为5个等级,其中巴彦淖尔市和呼伦贝尔盟为高度集约型(Ⅰ级),锡林郭勒盟、兴安盟、阿拉善盟、鄂尔多斯市为较集约型(Ⅱ级),呼和浩特市为一般集约型(Ⅲ级),赤峰市、通辽市为较粗放型(Ⅳ级),乌兰察布市、包头市、乌海市为粗放型(Ⅴ级)。③从驱动因素分析,人均GDP、农民人均可支配收入、财政用于农业支出以及第一产业固定资产投资额对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著正向驱动作用,而第一产业生产总值、城镇化率以及治理水土面积对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著负向驱动作用。[结论] 内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,未来应规范耕地流转,加强耕地用途管控,协调产量与生态的关系,进一步提高耕地集约利用程度。     

湘西北退耕还林初期坡面产流产沙规律研究

为科学合理地评价湘西北退耕还林生态效益,对湘西北女儿寨小流域3个地质类型区的11个退耕还林类型进行定位观测研究。结果表明：1）同一地质类型区,各退耕还林类型在退耕还林初期可不同程度地减少地表产流量和产沙量,其中板页岩类型区地表产流量减少29．45％、产沙量减少47．02％,花岗岩类型区地表产流量减少56．54％、产沙量减少64．04％,石灰岩类型区地表产流量减少14．16％、产沙量减少36．27％;2）在退耕还林初期,坡改梯工程措施能大幅减少地表产流量和产沙量,退耕还林结合坡改梯工程措施后,其地表产流量和产沙量仅为坡耕地直接退耕还林类型平均值的34．92％、3．66％;3）地表产流量和产沙量随降雨量下降而急剧减少,各退耕还林类型径流小区在降雨量大于50mm的坡面,平均产流量和平均产沙量分别占年平均总产流量的52．17％和年平均总产沙量的70．79％。     

河北省退耕还林工程生态效益评估

采用分布式测算方法,对河北省退耕还林工程的生态效益进行评估。结果表明:1)2013年河北省退耕还林工程生态效益总价值量为970亿8 000万元,1年内创造的生态效益价值量远远超过工程自实施以来国家的总投资,6项生态服务功能的生态效益价值量由大到小的顺序为涵养水源、固碳释氧、生物多样性保护、净化大气环境、保育土壤和林木积累营养物质,涵养水源总物质量占该省年均水资源总量的26.54%,固土总物质量占该省年平均土壤侵蚀量的20.90%,固碳总量占"十二五"期间年碳排放量的40.96%,吸附污染物量和滞尘量远远超过了《京津冀及周边地区重点工业企业清洁生产水平提升计划》的要求;2)不同植被恢复类型生态效益价值量由大到小的顺序为宜林荒山荒地造林、退耕地还林和封山育林;3)不同林种类型的生态效益价值量由大到小的顺序为生态林、经济林和灌木林。评估结果可真实地反映河北省退耕还林工程的生态效益。     

基于多功能评价与权衡-协同关系的福建省耕地区划管控

为促进耕地功能协调发展,实现耕地的科学保护与合理利用,该研究构建耕地多功能评价体系,以县域为评价单元,运用综合分析法和Pearson积矩相关系数法,评价2005—2020年福建省耕地多功能水平,分析其时空变化特征和各维度功能间权衡-协同关系。研究结果表明：1）耕地多功能水平在福建大部分地区微幅下降,高值区集聚于耕地生产条件和生态条件优越,且对农民生活和就业保障能力较高的闽东和闽西地区。其中,生产功能呈现上升趋势;生态功能略微下降;社会功能与景观功能均有所提高,前者空间变化由山区向沿海地区减弱,后者相反。2）各维度功能间多以权衡关系为主,仅生产-生态功能和生产-景观功能呈现协同关系的区域占50%以上。呈现权衡关系的栅格数量比例由高到低分别为生态-社会功能、生产-社会功能、社会-景观功能与生态-景观功能,且各对功能组合的权衡-协同关系存在空间异质性。3）根据耕地现状条件,结合各地区农业生产特点,通过叠加耕地单项功能组合与不同功能间权衡-协同关系,将耕地功能区划分为4类区域,包括优势保护区（38.52%）、严格管控区（36.71%）、整治修复区（6.98%）和转型退出区（17.79%）,并提...     

陕西省2000-2018年土地利用时空演变及驱动因素

[目的] 分析陕西省土地利用变化及驱动因素,为促进该省土地资源综合优化配置和社会经济可持续发展提供科学依据。[方法] 基于2000,2010和2018年陕西省的土地利用遥感监测数据,通过土地利用动态度、土地利用转移矩阵、空间自相关等方法定量分析陕西省土地利用的时空演变特征,并利用主成分分析法对其土地利用变化的驱动力进行分析。[结果] 各土地利用类型面积均有不同程度的变化。其中,耕地面积下降最多,工矿建设用地面积增速最快,水域面积变化最小。土地利用类型受自然条件的影响,空间差异性显著。农村居民用地、未利用地、耕地、林地、草地的空间聚集性强,水域、城镇居民用地和工矿生产用地的空间集聚性性相对较弱,草地、工矿建设用地形成新的集聚区。陕北高原和关中平原土地利用转移相对频繁,陕南山区土地利用转换相对较小。榆林市和延安市主要表现为耕地向林地和草地转移以及未利用地和草地向工矿建设用地转移,西安市主要表现为耕地和农村居民用地向城镇居民用地转移。土地利用变化的主要因素是城市化发展过程中社会经济的发展以及产业结构的调整。[结论] 陕西省土地利用变化区域差异较大,应因地制宜制定土地利用规划,促进人口—经济—生态之间的协调发展。     

广东省1992-2015年土地覆被变化的时空差异及其成因

[目的] 从地形和社会经济两个因素出发探讨广东省土地覆被变化的时空差异及成因，为土地资源的可持续利用提供依据。[方法] 基于1992-2015年间广东省土地覆被数据，使用土地利用动态度、土地利用转移矩阵、灰色关联分析等方法量化土地覆被变化的时空特征与差异。[结果] 广东省土地覆被变化以2000年为节点可分为前期（1992-2000年）和后期（2000-2015年）两个阶段。前期耕地面积显著增加，建筑用地面积增速缓慢；后期耕地面积减小，建筑用地面积扩张迅速。地形因素造成土地覆被变化存在空间差异性。在高程低，坡度缓的区域土地覆被变化主要是耕地转化为建筑用地，而在坡度中等区域主要是林地转为耕地。社会经济因素造成土地覆被变化呈现较明显时间差异性，多种因子驱动广东省土地覆被发生变化。但对于不同的土地覆被类型，驱动因子前后期的关联度大小不同，土地覆被发生变化是多种因子驱动叠加的结果。[结论] 地形因素会造成土地覆被变化的空间差异，而社会经济因素导致土地覆被变化的时间差异。     

黄土丘陵区不同退耕还林地土壤颗粒结合态碳库分异特征

为揭示黄土丘陵区不同退耕还林土壤有机碳库差异及变化机制,比较分析了15 a生刺槐、山杏、杨树、沙棘、柠条5种退耕还林地土壤砂粒(≥53~2000μm)、粉粒(≥2~53μm)、黏粒(2μm)结合碳的质量分数与分布变化状况。结果表明,与坡耕地比较,不同退耕林地从表层0~10cm到40~60 cm土层土壤总有机碳质量分数增加了1.0~1.9 g/kg,砂粒碳、粉粒碳、黏粒碳质量分数分别增加了0.5~0.1、1.0~0.6、0.4~0.3 g/kg。同时,各林地0~20 cm土层土壤总有机碳和粉粒碳密度差异为杨树=柠条沙棘山杏刺槐,两种碳库增幅分别为2.4~5.8和1.2~3.5 Mg/hm2;但不同林地该土层黏粒碳和砂粒碳基本无显著差异,平均增幅分别为0.7和0.9 Mg/hm2。土层深度为0~60 cm时,土壤总有机碳、粉粒碳、黏粒碳密度均表现为沙棘=杨树=柠条山杏=刺槐,3种碳库增幅分别7.1~12.1、3.8~6.8、1.8~3.2 Mg/hm2;该土层砂粒碳密度在不同林地间仍无显著差异,平均提高了1.5 Mg/hm2。不同林地土壤颗粒碳组分占全有机碳比例均以粉粒碳最高(56.8%)、黏粒碳次之(29.3%),砂粒碳最低(13.8%)。综上,不同退耕林地均以粉粒碳为土壤碳库变化和累积的主要形式,但以刺槐和山杏林提升退耕土壤总有机碳及颗粒碳组分库效应最明显,可作为该区域优选的退耕还林生态固碳技术。     

安徽大别山区退耕还林工程可持续发展模式

 对安徽大别山区生态环境特点、退耕还林的规模以及可持续经营模式等进行了分析。结果表明:安徽大别山区是个极其重要的水源涵养、水土保持功能区,适度退耕还林有利于保障7大水库和淠史杭灌区发挥长期效益、促进社会经济可持续发展;库区可适当扩大退耕还林规模,而在非库区,因人口稠密不应追求退耕还林规模;退耕还林工程的实施应注重模式选择和农民增收,实现大别山区社会经济可持续发展。     

三江平原典型区水田时空变化及驱动因素分析

为阐明区域水田时空变化特征及其驱动因素,该文以三江平原典型地区富锦市为例,运用网格单元法和地理探测器模型分析不同时段(1989—2002年、2002—2015年)水田时空变化特征及驱动因素,探讨各驱动因子在水田时空变化中的作用及其相互关系。结果表明:1)1989—2015年富锦市水田扩张明显,新增水田34.99万hm~2,垦区水田化进程早于农区。1989—2002年,东部垦区水田扩张度较高,南部次之;2002—2015年,水田扩张度较高的地区主要分布在西南部农区与北部垦区。2)1989—2002年,水田扩张的主要驱动因素为政策因素和土壤类型,各因子间的交互作用大部分是双因子增强;2002—2015年,自然因素对水田变化影响减弱,水田扩张的主要驱动因素是到河流距离和到铁路距离,各因子间的交互作用大部分是非线性增强,水田化发展到成熟阶段。富锦市水田时空变化差异是由多种驱动因子共同作用的结果,研究结果可为三江平原耕地资源合理利用及水田规模科学管控提供借鉴和参考。