2000—2020年河南省耕地利用显性转型时空特征

[目的] 研究河南省耕地利用显性转型时空特征,为北方集约粮食主产区耕地合理优化配置和可持续利用提供科学依据。[方法] 基于2000—2020年5期Landsat TM影像解译数据,构建耕地利用变化贡献度、幅度、速度模型,从显性视角定量刻画耕地数量形态和空间形态时空变化特征,并借助“3S”手段予以空间可视化。[结果] ①2000—2020年河南省耕地利用转型数量形态经历了剧烈的转型过程,耕地净减少量为5 609.93 km²,减少幅度达22.78%。 ②分阶段而言,2015—2020年河南省耕地利用转型数量变化幅度最大。 ③耕地空间形态上整体呈现以郑州为中心向外扩散的分布特征;豫中片区耕地利用转型幅度变化最大,豫西片区耕地利用转型幅度变化最小,豫北、豫南和豫东片区变化适中。[结论] 2000—2020年河南省耕地利用显性转型时空特征存在明显的规律性差异,需要重点关注耕地利用转型数量和豫中片区耕地利用转型幅度。     

内蒙古耕地资源变化过程与粮食生产安全问题研究

内蒙古自治区地域辽阔,水热等基本条件相差悬殊,土地资源分异非常显著,耕地资源也表现出较明显的地域差异。本文利用内蒙古自治区50多年的统计数据和近9年的土地利用变更调查数据,分析了内蒙古自治区耕地面积、人均耕地面积变化过程,耕地面积变化过程的地域差异及耕地面积变化与粮食产量的关系。结果表明,内蒙古人均粮食产量的变化趋势随人均耕地的增减有较大起伏,两者的变化基本同步,并随社会经济的发展和人口的不断增加,人均耕地面积有减少的趋势,故从粮食生产安全角度考虑,保护耕地成为粮食生产安全的根本保障。基于此,从珍惜和保护好现有耕地,大力改善农业基础设施建设、特别是水利工程建设,严格控制非农业建设侵占耕地,切实保护耕地资源,加强基本农田的行政管理和社会监督及建立耕地利用考核体系,缩减土地征用利益空间等方面提出了耕地保护与保障粮食生产安全的对策。     

鄂豫地区耕地资源变化时空特征及其影响因素

[目的]研究鄂豫35个地市2000—2015年耕地资源利用变化影响因素的空间分异特征,为保护耕地资源及其可持续利用提供管理参考。[方法]基于鄂豫各地市耕地资源统计数据,分析耕地资源相对变化动态;采用地理加权回归(GWR)模型,分析鄂豫地区耕地资源变化影响因素的空间差异特征,并侧重对残差的空间差异进行分析。[结果]①从空间格局看,耕地资源变化减少区主要分布在东部和西南部区域;耕地资源变化平衡区集中分布在中北部区域;耕地资源变化增加区大部分分布在东南部区域。②人口、固定资产投资与农业机械水平在空间上与耕地资源呈正相关;地区生产总值在空间上与耕地资源呈负相关。③残差高值区出现在耕地资源变化的平衡区和增加区,低值区分布在耕地资源变化的减少区和平衡区中相对变化较小的地区。[结论]保护耕地应根据影响因素的空间特征,在不同地区采取相应的适应性措施。     

陇东黄土高原耕地变化趋势及驱动因子分析

利用1986—2002年陇东地区耕地统计资料,对该区耕地资源利用与变化的基本特征、耕地数量变化的基本过程、空间差异、耕地流向以及耕地数量变化的主要驱动机制进行了分析。结果表明:(1)16 a来陇东地区耕地数量呈明显的波动减少趋势,经历了缓慢减少—急剧减少—缓慢减少的变化过程。(2)耕地的主要流向是工矿用地、居民点和各类交通用地以及果园;耕地的增加主要是未利用土地的开垦。(3)经济发展、人口增长和政策是耕地面积减少的主要宏观驱动因子,耕地变化过程中的明显突变与国家宏观政策背景相关联,耕地快速减少在发生时间上与经济的快速增长基本同步,在空间分布上与地区经济发展速度水平的差异相一致。     

三江平原耕地归一化植被指数对气候因子的时滞响应

三江平原位于我国中温带北段,近年来气候变暖和耕地利用变化较为显著。基于2000—2015年三江平原耕作期(5—9月)耕地利用数据、旬气候数据、旬归一化植被指数(NDVI)数据,利用变异系数、趋势系数以及时滞互相关的研究方法在分析气候因子时间变化特征和耕地NDVI空间变化差异的基础上,分析区域旬气候因子对耕地旬NDVI的时滞影响情况。研究发现:(1)三江平原耕作期气温年际变化较降水量变化更加稳定,在月际变化上更显规律性。(2)耕地NDVI年际稳定,9月植被覆盖度最大;16年的变化在空间差异上呈现以西部区域为代表的低值-不稳定-增加趋势区域以及东部为代表的高值-稳定-减少趋势区域的二元模式。(3)区域气温对耕地NDVI的影响程度大于降水对其的影响,大多数县域耕地NDVI对气温的响应时间大于对降水的响应时间。(4)气温对区域水田NDVI的影响较大;旱地NDVI对区域气候因子的响应时间大于水田的响应时间。研究结果可为指导区域应对气候变化的耕作生产、保障粮食安全等提供依据。     

松嫩高平原黑土区耕地动态变化特征分析--以黑龙江省巴彦县为例

耕地动态变化特征的研究对耕地保护、整理和开发利用具有极其重要的意义。以巴彦县1991,2006和2009年3期遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,提取3个时点耕地动态变化数据,分析了该区耕地变化幅度与速度特征、耕地转入转出特征、耕地变化空间分布特征及耕地景观格局分布特征。结果表明,巴彦县3个时点耕地面积持续增加,但年均净增速度却呈现下降趋势。未利用地、林地和建设用地始终是向耕地转变的主要土地利用类型;耕地主要向林地、未利用地、草地和建设用地转变。巴彦县耕地变化空间差异显著,新增耕地主要来自于研究区南部松花江沿岸河漫滩开垦、东北部低山丘陵地区毁林开荒及西北部建设用地转变。耕地斑块数量和斑块密度呈上升趋势,人类干扰程度加大,破碎化程度不断加剧;耕地景观形状指数和分形维数呈下降趋势,耕地景观的斑块形状更趋简单并越来越有规律;较高的耕地景观连通性,表明耕地景观在空间分布上具有较高的聚集度。     

2005-2010年河南省土地利用结构变化分析

土地利用结构变化是实施土地利用总体规划关注的核心内容。根据2005年和2010年的2期土地利用空间数据,运用GIS技术和土地利用转换矩阵等方法,分析了2005—2010年河南省土地利用结构的变化。从全省来看,土地利用结构的数量变化主要表现为:城乡工矿居民用地和未利用地增加(增幅分别为6.71%和16.97%),而耕地和水域减少(减幅分别为1.26%和0.98%)。空间变化主要表现为:耕地与林地、耕地与水域、耕地与城乡工矿居民用地之间的空间位置的变换,以及水域向未利用地的转变。从土地利用综合区来看,土地利用结构的数量变化主要表现为:各区城乡工矿居民用地增加(增幅为3.70%~16.71%),耕地减少(减幅为0.48%~2.15%)。此外,中原城市群区未利用地和林地的增加、水域的减少,豫北区林地和水域的减少,豫西南区水域的增加,以及黄淮四市区草地的增加也较显著。空间变化主要表现为:各区耕地和城乡工矿居民用地之间的空间位置的变换。此外,中原城市群区耕地和林地、耕地和水域之间的位置变换,豫北区林地和水域向耕地的转变,豫西南区耕地向水域的转变,以及黄淮四市区耕地和水域之间的位置变换、耕地向草地的转变也较显著。研究结果为河南省土地利用总体规划(2006—2020)的实施提供了科学依据。     

耕地利用功能转型的空间尺度特征及驱动机制——对四川省嘉陵江流域的考察

经济高质量发展背景下把握耕地利用(功能)形态旨在为深化耕地多功能管理与可持续利用提供依据。从结构分析视角出发,运用数理量化综合分析法分析了2011—2018年四川省嘉陵江流域耕地利用功能转型空间尺度特征,并探究其驱动机制。结果表明:(1)嘉陵江流域耕地利用功能实现了社会生态型转向经济社会型,正迈向经济生态型;(2)3大市域流域耕地利用功能表现为广元流域基本实现社会生态型转为经济社会型、南充流域逐步从经济社会型转向经济生态型、广安流域由社会生态型转向经济社会型;(3)16个县(市)区耕地利用功能大致呈现西北、东北和东南地区为社会生态型向经济社会型过渡,西南地区为经济社会型和经济社会型向生态经济型过渡两种形态;(4)嘉陵江流域不同空间尺度耕地利用结构均在优化,耕地利用功能具有空间尺度效应,且正向更为协调的功能转变;(5)嘉陵江流域耕地利用功能驱动机制表现为城镇化进程加速耕地市场价值显化,加之农业比较效益下降,诱导农业生产结构发生替代,引致耕地利用结构变化,驱动耕地利用功能形态转变,且城镇化发展是持续驱动力,农业收益是重要因素。综上,提出立足耕地资源本底以加大耕地规划管制力度、协调主体利益矛盾以建构耕地多功能协调机制、深化农业产业体系以保障耕地高质高效利用、强化耕地生态建设以促进耕地可持续性利用的对策建议。     

中国第二次土地调查以来省域耕地利用时空变化

[目的]分析和研究全国第二次土地调查(简称"二调")以来各省级空间地域单元的耕地利用现势分布和省域耕地利用的时空特征,以期寻求促进耕地资源可持续利用的针对性政策改进措施。[方法]基于2009—2016年全国和省级年度土地利用现状数据,利用GIS空间分析、数学指数模型等方法进行研究。[结果]①2009—2016年间中国耕地面积总体呈减少趋势,其中旱地减少面积多于水田、水浇地增加面积,耕地总面积共减少4.64×10~5 hm~2,但基于各省域间资源禀赋的异质性和社会经济发展差异,耕地面积分布与利用呈现出明显的差异性。②受不同阶段耕地保护政策的影响,耕地面积在时间和空间不同维度上均或多或少受政策调控,这是形成耕地利用时空变化格局的重要原因。③中国的耕地保护政策需要在耕地利用的时空变化分析基础上进一步加以科学优化,并积极引导区域耕地利用与资源环境协调发展。[结论]现阶段耕地资源利用具有较强的空间、时间异质性和动态变动性特征,而全国省域耕地利用变化过程受到全局性和区域性政策演进与人类活动定向干预的双重作用,亟需在及时跟进和把控耕地变化特征差异的基础上,通过适时合理的政策调控实现对省域耕地资源差异化保护和利用,以保障粮食安全和协调资源匹配,促进区域可持续发展。     

基于“质量-产出-效率”的辽宁省耕地利用分区

耕地利用分区是引导区域耕地未来发展方向的重要依据,保证区片空间的连通是增强耕地利用分区管理可实施性的关键。以辽宁省为研究区,采用两维图论聚类和GIS空间分析相结合的方法,基于耕地利用"质量-产出-效率"的分区指标进行耕地利用综合分区,并探究各分区耕地利用方向。结果表明:1)研究区各县(市)耕地自然质量、产出水平和利用效率之间存在一定空间差异,高值区主要分布于辽宁中部和北部地区,低值区主要分布在辽宁东部和南部,西部地区耕地利用状况参差不齐;2)将辽宁省划分为辽西粮食生产及生态保护区、辽中耕地综合开发先导区、辽东水田及特色农业种植区、辽南耕地效率及产能挖掘区和辽中南耕地利用转型升级区5个耕地利用区;3)两维图论聚类和GIS空间分析相结合的分区方法有效保证了耕地利用分区相邻单元空间上的连通性和行政区界的完整性,对于耕地利用分区具有较好的适用性。研究结果有利于耕地利用分区的统一管理和实施,对综合引导区域耕地利用方向具有一定参考作用。     

烟台地区耕地资源流向及宏观驱动机制研究

利用改革开放20多年来烟台地区耕地统计资料和近5年土地详查与变更数据,研究揭示了该区耕地资源利用与变化的基本特征,耕地数量变化的基本过程、空间差异及耕地流向,初步探讨了耕地数量变化的主要驱动因子及其影响机制,得出以下结论:(1)20多年来,烟台地区耕地数量呈明显的波动减少趋势,经历了缓慢减少至急剧减少到缓慢减少的变化过程,并在1985年前后、1987～1990年和1991～1993年出现了3次明显的耕地流失高峰;(2)耕地的主要流向是工矿用地、居民点和各类交通用地以及果园,耕地的增加主要是未利用土地的开垦和工矿用地的整理与复垦;(3)经济发展、人口增长和政策是耕地面积变化的主要宏观驱动因子,耕地数量变化过程中的明显突变与国家宏观政策背景相关联,耕地快速减少在发生时间上与经济的过热增长基本同步,在空间分布上与地区经济发展速度和水平的差异相一致;此外,人口增加对耕地减少的驱动也不可忽视.     

基于遥感数据的栖霞市耕地资源动态变化及其驱动力分析

利用1990年和2000年夏季1:10万TM遥感影像,分析了山东省栖霞市10年间耕地资源的动态变化。结果表明:改革开放10年间,栖霞市耕地数量明显减少,耕地的主要流向是园地、住宅用地、工矿仓储用地、交通运输用地,耕地的增加主要是未利用土地的开垦和工矿用地的整理与复垦。农业内部结构调整、经济发展和政策是栖霞市耕地面积变化的主要宏观驱动因子。     

基于标准样地国家级汇总的耕地质量动态监测点构架研究

该文以黑龙江、吉林、辽宁、山西、河南、安徽、湖南、湖北、江西中部九省为研究区域,以农用地省级汇总成果为主要数据来源,首次将标准样地国家级汇总成果与耕地质量动态监测相结合,对基于标准样地国家级汇总的耕地质量监测点的选取进行初步探讨,完成中部九省标准样地国家级汇总数据库建设,并分析九省国家级标准样地在不同等别及二级区上的分布情况,在此基础上,进行基于标准样地的耕地质量动态监测点的选取,最后,对标准样地体系提出参考性建议。     

耕地分等因素对粮食产量的影响

为探讨耕地分等因素对粮食产量的影响,本文采用空间分析、模型分析、定量与定性分析相结合等方法,分别建立了耕地分等单因素与粮食产量间定量关系序列和因素组合与粮食产量的关系模型。模型分析结果表明：分等单因素的级别变化会引起粮食生产能力的改变,变化幅度在45～1 335 kg/km2,变化最大值是有效土层厚度在2～3级间的改变,最小值为排水条件1～2级间的改变;因素组合对产量的影响表现出某一因素指标值的改变,会引起耕地自然质量分的改变和产量的变化,自然质量分在0.5～2.4之间变化,对应的粮食产量变化范围为760～11 000 kg/km2,即自然质量分每变化0.1,粮食产量变化500 kg/km2。研究结论表明,耕地分等单因素及其因素组合的变化对粮食产量均产生较大影响,粮食生产能力建设应根据耕地分等不同区域的因素特征制订具体措施。     

气候波动对海伦市粮食产量影响的风险分析

粮食生产具有不确定性特征,气候波动是影响粮食产量年际变化的主要因素之一。本研究采用风险分析方法,基于海伦市22个乡镇1978～2007年大豆和玉米产量的统计资料,以相对气象产量作为农作物受气候波动影响程度的指标,采用非参数信息扩散方法中正态扩散模型,对各乡镇大豆和玉米产量不同减产程度出现的概率进行了计算,进而获得各乡镇大豆、玉米单产受气候波动影响的风险度。在此基础上,基于海伦市气象站逐日降雨量和气温资料,按照气候干燥度将所有年份分为偏干旱年份、正常年份和偏湿润年份,分别计算不同水热耦合年份下各乡镇粮食产量受气候波动影响的风险程度。结果表明,大豆和玉米极端减产年出现的概率高于极端高产年;北部大豆减产风险小于南部,玉米在总体上呈现出和大豆减产概率空间分布相反的趋势;在不同水热耦合年份中,海伦市旱田农作物生产风险具有空间差异性,其中大豆生产风险空间分布与河网相关性较玉米高。     

气候变化对我国农业旱涝灾害的影响

最近几十年来,气候变化导致我国水资源的变化并给农业生产带来一系列影响,已经引起越来越多的关注。本文根据全国分区统计数据,分析了农业水旱灾害情况的变化,试图评述由气候变化引起的水资源变化对我国农业生产的影响。结果表明,气候变化对我国水资源变化的影响具有强烈的时空差异,导致了我国北旱南涝的情形加重;东北、西北和华北地区旱灾成灾比例显著上升,而华中地区、华东、华南和西南地区水灾比例有所上升。本文还就如何采取应对措施,减缓气候变化对农业水资源利用的影响,提出了看法和建议。     

1990-2012年淮河流域粮食生产的时空演进及驱动机制

[目的]动态研究粮食连增及农业政策调整背景下淮河流域1990—2012年的粮食产量时空变化进程及影响因素,为淮河流域科学合理粮食安全政策构建提供理论参考。[方法]采用区域重心计算模型和空间自相关技术。[结果]（1）淮河流域粮食总产量及县域均值持续增长。高产县域集中在流域中游皖北地区,中高产县域逐步向中上游推进,低产县域日趋边缘化。（2）淮河流域粮食产量重心呈西进南移态势变动,西进速率减缓,南北波动幅度较小,空间格局趋向稳定。（3）县域粮食产量分布呈显著空间聚集性特征,且有持续增强趋势。高产县域聚集于流域中游豫皖交界及下游苏中沿海地区;低产县市逐步集中连片聚集于流域上游豫西北边缘地区;高—低与低—高聚集县域规模较小,空间分布变化剧烈。[结论]水土资源变化、农业新技术及政策倾斜、种粮比较效益等主导因素共同驱动流域粮食产量空间格局演进。     

1984-2005年黑龙江省主要农区土壤湿度的变化特征

土壤湿度是干旱预报、农业生产、作物布局和农业决策的重要指标之一。应用黑龙江省1984—2005年26个农业气象观测站土壤湿度资料,采用气候倾向率和趋势系数统计方法,分析黑龙江省主要农区土壤湿度的时空变化特征及影响因素。结果表明：土壤湿度空间分布存在明显差异,与气温、降水量空间分布分别呈负相关和正相关,三江平原和中部农区土壤湿度相对偏高,松嫩平原土壤湿度相对偏低;近22a来各地土壤湿度变化主要呈下降趋势,各季节土壤湿度下降幅度不同,秋季下降最显著,春季次之,夏季不显著。研究认为气候、气候变化、农事活动对黑龙江省主要农区土壤湿度分布及变化趋势有重要影响,松嫩平原干旱可能加重,三江平原东部春涝可能得到缓解。     

黄淮海平原耕地变化及对粮食生产格局变化的影响

研究区域耕地资源时空变化特征及其对粮食生产格局变化的影响是保障区域粮食安全的重要基础。该研究采用耕地变化强度模型、分异指数模型、粮食生产空间转移模型等方法,分析黄淮海平原2000-2008年间耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产格局变化的影响。结果表明,2000-2008年黄淮海平原耕地数量净减少38.49万hm2,形成北京-保定-石家庄-邯郸-新乡-郑州和天津-沧州-济南-济宁-徐州-连云港2条耕地锐减廊道,造成粮播面积净损失46.45万hm2,而耕地质量降低则造成粮食产量净损失270.37万t。粮食播种面积和高等地的增加主导海河平原东、东南部和黄淮平原东、南部县域粮食生产能力增强,而粮食播种面积减少和低等地补充大量被占用的高、中等地则主导海河平原西、北部和黄淮平原东北、西北部县域粮食生产能力退化,为黄淮海平原粮食安全政策制定和土地利用规划提供重要依据。