基于趋势面的耕地质量空间分异特征及影响因素

耕地质量监测工作的本质不仅是要掌握耕地质量现状,更重要的是探究其分布规律的内在机理,以对区域整体的发展趋势进行预测评价。对影响耕地质量的因素进行分析研究,从空间上揭示耕地质量分异的特性,可在耕地质量建设过程中有针对性地提出差别化管理措施,切实满足提升区域耕地综合生产保障能力的需要。结合农用地分等成果,以北京市大兴区为例,运用趋势面分析和相关分析相结合的方法研究了耕地质量空间分布规律及影响因素。研究得出了大兴区耕地质量总体呈现由东北部到西南部以斜向条带状降低的趋势的结论,并在此基础上将大兴区的耕地质量分布划为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级质量潜力区;Ⅰ级区是大兴区质量一般的耕地,其利用价值提升空间最大。各级区内耕地质量具有较强的空间相关性,Ⅰ级区内质量分异主要源于土壤有机质;Ⅱ级区内质量分异主要源于土壤质地;Ⅲ级区内质量分异主要源于土壤质地,据此提出了差别化的耕地质量分区管控的建议。     

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。     

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...     

基于限制因子改良与耕地质量潜力耦合的耕地整治分区

科学划定耕地整治重点区对于实现区域土地资源可持续利用具有重要意义。该研究以内蒙古河套-土默川平原为研究区，从农用地可改良限制因子角度出发，采取自然等提升潜力指数模型和局部空间自相关模型划分耕地质量提升潜力区，在耦合限制因子改良程度分级的基础上，确定耕地整治分区。研究结果：1）研究区耕地质量提升主要受限于土壤有机质含量和盐渍化程度，耕地整治难度整体呈现两边高中间低的趋势。2）研究区自然等提升潜力指数呈现西高东低的分布趋势，且耕地质量提升潜力空间差异明显，潜力提升呈现"低-低"聚集特征的耕地多分布在东部，呈现"高-高"聚集特征以及无聚集特征的耕地多分布在西部。3）研究区耕地共划分为4种整治类型，其中重点整治型耕地为0.84万hm2，是实施耕地整治的重点区域；选择整治型耕地为22.22万hm2，应选择其质量提升潜力相对较高且集中连片的地块进行整治；保护整治型耕地为54.98万hm2，应当被划入到基本农田保护区内；不宜整治型耕地为26.46万hm2，应当进行有选择地退出还林还草。该研究提出的研究方法可为细化限制因子在耕地整治分区中的应用提供参考，同时研究成果对半干旱区耕地整治具有现实指导意义。     

综合适宜性与迫切性的非粮化耕地整治分区方法

非粮化耕地治理是实现田块复耕复种的重要措施。科学确定非粮化耕地整治的优先次序及分区对提高非粮化耕地复耕复种治理工程空间布局的合理性具有重要意义。该研究以行政村为评价单元，从立地、耕作和利用状态3个维度建立了非粮化耕地整治适宜性评价模型，以功能管制区内非粮化比率建立了非粮化耕地整治迫切性评价模型，利用四象限分区法，构建了综合整治适宜性和迫切性的非粮化耕地整治分区方法体系，并以陵水县为案例区开展了非粮化耕地整治分区划定和整治策略研究。结果表明：1）恢复耕地用于粮食作物耕作，提高稳定利用耕地规模和质量，满足区域耕地保护任务和保障粮食供给是非粮化耕地整治的核心。2）通过整治适宜性评价筛选出优质耕作地块，利用整治迫切性评价明确整治的优先次序，两者的综合能有效明确复耕复种的工作指向；3）陵水县非粮化耕地整治可分了4个区，即优先整治区、重点整治区、后备整治区和限制整治区，建议基于耕作状态、自然地貌和利用条件的组合差异，制定差别化的非粮化耕地整治策略。研究结果可为编制耕地保护专项规划及引导耕地"进出平衡"空间布局提供科学依据。     

山地丘陵区村级尺度耕地质量评价及保护分区

科学开展耕地质量评价,合理划定耕地保护分区,是实现耕地差异化保护和管理的重要前提。研究采用空间自相关方法,以重庆市荣昌区为例,以国家等耕地质量指数为空间变量,从村级尺度探讨山地丘陵区耕地质量的空间关联性与集聚特征,并基于局部空间自相关分析结果提出了耕地保护分区方案。结果表明:(1)荣昌区耕地质量全局空间上呈现较弱正相关性,全局Moran′s I值表现为耕地等别指数>利用等指数>自然等指数;局部空间上呈现较强变异特征,70%以上空间类型表现为随机分布,正相关类型(HH型和LL型)多以"组团"形态存在,负相关类型(LH型)以"点状"形态存在;(2)基于局部空间自相关类型特征及顺序组合,将耕地保护划分为重点保护区、重点改良区、适度改良区和适度调整区4类,并针对性提出耕地保护措施及管控说明。因此,在自然地理条件欠佳的山地丘陵区,研究结果可为各级行政主体精准有效地实施耕地保护和质量建设提供参考。     

基于局部空间自相关的高标准基本农田建设分区

加快高标准基本农田建设是实现中国耕地质量保护与管理的有效措施之一。为合理划定高标准基本农田建设区域,该文以广宁县为例,在综合评价耕地质量的基础上,引入局部空间自相关分析(LISA,local indicators of spatial association)进行相关研究。结果表明:广宁县耕地质量整体平均水平较高;村级耕地质量在分布上存在一定的空间正自相关性;根据局部空间自相关结果可将全县分为高标准基本农田建设优化区域、重点区域、后备区域和一般区域。在未来整治与建设过程中,可结合不同自相关类型的特点,针对不同的建设区域采取差别化开发整治措施和有序性建设时序安排。该研究综合考虑了耕地自然属性、社会经济属性以及空间属性的差异,体现出耕地规模、质量与空间聚集"三位一体"的分区保护思路,能够为耕地保护和农田整治建设提供依据。     

集成"质量-格局-功能"的中国耕地整治潜力综合分区

面向新时期耕地资源多功能综合保护的新要求,科学评价耕地整治潜力,合理确定整治分区是聚焦"新三农"、服务国土综合整治的有力抓手。该研究围绕耕地自然资源禀赋、空间格局、要素功能等3方面,构建了集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价指标体系,在对全国耕地进行整治潜力综合评价的基础上,采用k-means聚类方法划定耕地整治潜力综合分区,得到以下主要研究结果:1)通过构建集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价框架,采用"一级区-二级区-三级区"3个层级的潜力分区体系,并结合"聚类区域+农业格局+整治类型"的分区方法开展耕地整治潜力综合分区,对因地制宜布局农业生产格局、差别化开展新时期国土综合整治具有积极作用;2)中国耕地资源整治潜力在质量、格局及功能之间存在显著的空间分异,质量改善潜力区主要分布于长江流域、海河流域和淮河流域等地区;格局优化潜力区主要集中于黄河流域、东南诸河流域、内陆河流域及长江中下游等地区;功能提升潜力区主要分布于长江流域、珠江流域及内陆河流域等地区;3)采用k-means空间聚类分析方法,从整治潜力视角将中国耕地资源划分为7个一级分区、38个二级分区和409个三级类型区。研究结果有利于因地制宜推进以全要素整合为核心的耕地综合整治,提高耕地资源供给服务能力及区域农业资源配置效率。     

中国土地资源的可耕性评价及其保护策略

人多地少是中国的基本国情，人均耕地面积大约只有世界平均水平的1/3。突破现有耕地保护内涵对重新认识耕地保护具有重要意义，能更大程度保障国家粮食安全。该研究界定可耕地内涵，运用生态位模型和GIS空间分析法对全国范围内的土地开展可耕性评价，测算可耕地规模和空间布局，分析可耕地与现状耕地空间冲突，并提出耕地保护转型策略。结果表明：1）可耕地数量充足，约为现状耕地的2.05倍，主要分布在胡焕庸线以东区域。2）可耕地质量从东南向西北呈阶层分布，质量逐渐降低。3）可耕地与现状耕地存在空间错配，16.83%的现状耕地分布在不可耕作区。可耕地的提出为耕地保护转型提供了方向，可耕性评价有助于摸清中国可以耕作的土地资源本底，开展可耕地分级分区保护并依据分级分区结果适当调整现状耕地、新增耕地布局，进而实现良田粮用，确保国家粮食出现危机时及时提供足量的耕地投入农业生产。     

“三位一体”视角下重庆库区水旱地分布格局及影响因素

  目的  耕地“三位一体”保护实质是数量、质量、生态协同保护,且耕地具有类型与结构的差异。剖析耕地内部水旱地数量、质量和生态空间格局差异,找出影响不同区域水旱地空间分布的主导因子,为“三位一体”耕地差异化保护提供参考。  方法  以2018年土地利用现状数据和耕地质量等级评价成果为数据源,采用地形分布指数、景观格局指数和地理探测器研究重庆库区库首巫山县、库中万州区、库尾沙坪坝区水旱地数量、质量、生态特征及影响因素。  结果  ① 沙坪坝、万州和巫山水旱面积比分别为42∶58、51∶49和9∶91。水田（旱地）多分布于低（高）海拔、坡度缓（陡）、地形分布指数较低（高）地区。② 旱地质量等级沙坪坝 > 巫山 > 万州;水田质量等级沙坪坝 > 万州 > 巫山。③ 沙坪坝水旱地斑块密度指数分别为28.53和24.46,比其他两区高出10倍,巫山水旱地香农多样性指数分别为5.6和4.43,是其他两区的10倍。④ 乡村劳动力和坡度是影响库区水旱地分布主要因素。交互探测后,坡度、乡村劳动力对旱地的解释力分别升至1和2位;坡度对水田的解释力升至1位。  结论  生态涵养发展区的巫山和万州水旱地数量总体多但质量偏低,都市功能核心区的沙坪坝水旱地数量虽少但质量更优。水旱地分布受区域地形影响较大,应因地制宜、分区分类进行差别化保护。     

考虑"资源-资产-资本"属性的云南山区耕地质量评价与管理分区

市场经济体制下树立耕地"资源-资产-资本"属性观并开展耕地"三资"管理实践是实现耕地高效利用和配置的重要手段。本研究按照属性分析-质量评价-分区管理的基本思路，归纳总结了耕地"三资"属性内涵，并以此为依据运用多源数据构建了云南山区典型农业县寻甸县的耕地"三资"质量评价体系，通过耕地质量评价结果空间集聚特征，划定寻甸县耕地"三资"管理分区，提出了针对性管理措施。结果表明：1）耕地资源属性指耕地在一定的光温水土气热自然条件下进行农业生产活动获取农产品的属性；资产属性指处于社会关系中的耕地资源，通过法律制度确定权属，可以为产权主体带来收益的属性；资本属性指耕地在市场中进行交易和流通以获得高额利润的属性。耕地的"三资"属性相互影响，逐渐递进，是耕地资源价值化的必经之路。2）寻甸县耕地"三资"质量分布和空间格局存在差异。耕地资源质量较资产、资本质量变异特征较小，分布稳定。而在空间格局上资源质量呈现出"东西高，中部低"的空间格局，而资产和资本质量分别呈现出"向城镇中心梯度递减"和"东南高，西北低"的空间格局。3）以行政村为单位，将寻甸县划分为市场化建设先行区、市场化发展培育区、高效利用提升区和整治修复集中区4个耕地管理分区，并提出差异化的分区管理措施。该研究成果可对寻甸县耕地保护和发展建设提供指导，并对云南山区耕地管理实践工作提供科学借鉴。     

基于地貌分区的河北省近10年耕地时空变化分析

地貌可以制约地表水分和热量的分配，对耕地质量具有决定性的意义。该研究基于土地利用现状、地貌区划和降水等数据，利用空间分析、单一地类流向分析等方法，分三个时段从地貌分区的角度研究了河北省2009－2018年耕地时空变化情况。结果表明：1）近10年耕地面积基本保持稳定。耕地共减少2.91万hm2，平均每年减少0.32万hm2；平原和盆地耕地减少，丘陵、山地和高原耕地增加。2）耕地重心向北移动，耕地"上山"现象明显。2009－2012、2012－2015、2015－2018这3个时段内流入耕地较流出耕地平均海拔分别升高了321.89、120.25、102.78 m；流入耕地重心较流出耕地重心向分别向西北、东北、北方向移动了78.19、38.05、18.06 km。3）耕地向降水少、气温低的区域转移。流入耕地平均降水和气温低于流出耕地。降水量小于400 mm的区域耕地面积增加1.57万hm2，降水量大于400 mm的区域耕地面积减少4.48万hm2；平均气温大于8 ℃的区域耕地面积减少5.06万hm2，平均气温低于8 ℃的区域耕地面积增加2.15万hm2。4）流入耕地的主要来源为未利用地，流出耕地的主要去向为建设用地，村庄建设占用是最主要的去向。研究结果可为完善耕地占补平衡政策和耕地后期监管提供决策支撑。     

雄安新区耕地质量空间分布特征与建设占用推荐分区

为识别雄安新区耕地质量现状空间特征,以2016年雄县、容城县、安新县的耕地质量等级补充完善成果作为基础数据,应用面积加权平均法、等别均值二分法、局部自相关分析法,揭示新区耕地等别的空间分布特征,分析不同尺度的耕地等别特征、平均等别、质量差异以及新区耕地质量空间聚集特征,并以此作为建设用地占用耕地分区的基础。研究表明雄安新区耕地质量分布在6~14等之间,平均等别为9.42等,总体上以中等地为主;耕地质量离差在–3.42~4.58之间,质量离散程度较低耕地主要分布在新区北部和东部,离散程度较高的耕地主要分布在中部和南部;耕地质量在空间分布上表现出较强的正相关性,LL型(高等地聚集型)耕地主要分布在新区东北部和西南部,HH型(低等地聚集型)耕地主要分布在新区西北部、东部及南部的部分区域。根据耕地局部空间自相关类型制定了建设占用耕地区域划定规则,将新区耕地划分为建设优先占用区、建设后备占用区、耕地保持区和水系调控区等建设占用耕地推荐分区,并对其合理性进行了分析。基于以上结果以及新区建设不可避免会占用耕地的现实,建议优先安排占用建设优先占用区耕地,尽量保护耕地保持区和水系调控区的现状。     

江西省县域耕地集约利用水平时空差异研究

在构建衡量耕地集约利用水平的P—S—R模式指标体系基础上,以县域为基本空间单元,将GIS技术与空间相关分析等方法相结合,测度了江西省耕地集约利用水平状况,划分为5个利用水平等级与4种分异类型,并从时空角度探讨集约利用水平变化及其空间分异性。结果表明:近年来江西耕地集约利用总水平与单项水平不断提高,状态准则为影响主导因素;集约利用水平呈现出较明显的空间集聚特征与区域差异性,平原区集约水平高于丘陵与山区,经济发展较快地区水平相对较高;局域空间上,水平高、低区域各自集聚;LISA集聚类型中,以“H—H”、“L—L”类型为主,分别对应于高、低水平等级。其中,“H—H”关联的县域主要分布在北部平原区、经济实力较强的县（市）,而赣东北、西北及南部的丘陵山区则表现出较为明显的“L-L”关联特征。     

粮食作物种植视角下东北粮食主产区耕地利用的时空分化特征

作物种植是耕地最直接的利用方式。基于粮食作物种植视角研究耕地利用问题,是耕地利用领域研究的进一步细化,也是粮食安全的基础。该研究以东北粮食主产区典型地域为研究区,基于主要粮食作物大豆、玉米和水稻的不同耕地利用方式,以乡镇为单元,综合运用标准差椭圆、重心模型及探索性空间数据分析法,阐明2016—2019年研究区粮食作物的耕地利用空间分化特征。结果表明:1)研究区主要粮食作物的耕地利用结构变化明显,大豆与玉米的耕地种植面积出现明显"剪刀差"变化特征,水稻的耕地种植面积基本保持稳定。2)研究区主要粮食作物的耕地利用空间分布呈现"西北-东南"动态格局,种植大豆和玉米的耕地利用重心位于研究区的中东部地区,分别向东偏南和西偏南方向迁移。3)研究区种植主要粮食作物的耕地利用结构具有较强的正负空间关联性,正相关类型聚集性较强,表现出明显的区域一致性;负相关类型无明显聚集区域,面积较小,且零星分布。研究结果较好地反映了种植结构调整政策实施阶段研究区种植主要粮食作物的耕地区域空间布局分化和耕地种植结构的空间关系,为区域种植结构调整及保障粮食结构性安全提供科学依据。     

进出平衡视角下耕地恢复潜力重点区域识别

科学识别耕地恢复潜力重点区域，对落实耕地进出平衡、保障国家粮食安全与优化国土空间格局具有重要意义。该研究以山东省济宁市汶上县为研究区，基于“三调”数据，综合农业生产适宜性、新增耕地恢复潜力、地类集聚连片性与经济发展水平4个维度，构建进出平衡视角下栅格尺度的耕地恢复潜力重点区域识别模型，定量识别耕地恢复潜力重点区域并探究其空间分布格局。结果表明：1）汶上县农业生产适宜性较高，适宜性指数为[0.33,0.79]，呈现自东向西逐级递减的地带性分异规律，地域差异较明显；耕地恢复潜力类型以工程恢复为主，可恢复地类中林地分布广泛，占比72.89%；地类集聚连片程度整体较好，高、中连片性区域占比达71.85%，呈“中部低、四周高”的分布态势；经济发展水平存在空间差异性，分布特征与新增耕地恢复潜力和地类连片性互补。2）结合耕地恢复综合评价，共识别23处耕地恢复潜力重点区域，总面积56.31 km²，分布于县域中部、南部与东西边缘地带，重点区域分布广泛。该模型可用于以平原为主的农业主产区重点区域的识别，可为耕地恢复整治项目筛选、耕地进出平衡方案编制与实施提供科学依据，对促进耕地进出平衡制度的落地、耕地可持续利用与国土空间格局优化有重要意义。     

基于MCR-InVEST模型的城郊耕地多功能评价及功能分区

城郊地区作为城乡融合区域，展现出既不同于城市建成区又异于传统乡村的特征，显化城郊地区耕地资源多功能的空间分异特征对于提高城郊地区耕地资源价值，推动耕地的保护与发展具有重要意义。该研究以南昌市城郊作为研究区，全国第三次国土调查耕地图斑及乡镇为基本研究单元，进行实地土壤采样与调研，基于多源数据使用综合指数法、MCR模型、InVEST模型量化耕地的多功能，分析耕地多功能空间差异并根据区域差异进行耕地多功能分区。结果表明：1）南昌市城郊耕地生产功能等级较高，中高等级耕地面积为16 358.31 hm2，占比78%，主要位于东湖区、青山湖区、湾里管理局；文化景观功能等级高，耕地处于中高等的面积为15 295.73 hm2，面积占比为73%，高等级区域位于东湖区以及高新区麻丘镇；大部分耕地的生态功能处于中等，为11 010.19 hm2，占比52%，高等级区域主要位于湾里管理局。2） 根据耕地多功能分区理论框架和乡镇耕地多功能结果识别出6个功能一级分区，11个二级分区。南昌市城郊不同区域耕地的多功能具有不同的差异与特征，要根据区域耕地功能特色采取差异化的耕地利用、发展与保护策略。研究结果可为科学规划城郊耕地功能、优化空间布局促进耕地多功能综合发展提供依据。     

长江经济带耕地集约利用多尺度时空特征与影响因素分析

科学分析区域耕地集约利用时空分异及影响因素,对于促进耕地资源集约潜力挖掘和高效利用具有重要现实意义。以长江经济带作为研究案例地,从投入强度、利用强度、产出效率及持续状况等维度上构建耕地集约利用评价指标体系,运用投影寻踪模型定量测度1978—2016年长江经济带耕地集约利用水平;基于流域、省域、市域多尺度视角,通过变异系数、ESDA、GIS模型,探究长江经济带耕地集约利用多尺度时空分异格局;运用地理探测器模型揭示长江经济带耕地集约利用分异的影响机制。结果表明:1)1978年以来流域尺度上长江经济带耕地集约利用水平表现提升态势,但演化过程中呈现"东高西低"差异特征;省域、市域尺度上长江经济带耕地集约利用呈现空间集聚特征,并且尺度越小空间集聚越显著。2)研究期间省域、市域尺度空间关联类型均以正向相关为主,且市域尺度上长江经济带耕地集约利用存在空间集聚"俱乐部趋同"现象,表现为H-H(high-high)型主要集聚在上海及苏南地区,并逐渐向绍杭、皖江地区演化;而L-L(low-low)型主要集聚在川西高原区。3)自然因素、人口增长、经济社会发展及制度政策可有效解释长江经济带耕地集约利用时空分异,其中人口因素、经济社会因素对耕地集约利用分异影响显著,而政策因素呈现较强驱动效应。4)最后从开展土地综合整治、加大要素投入力度、优化调整耕地结构、推进农业科技创新等方面提出促进长江经济带耕地集约利用提升政策建议。     

考虑耕地质量差异影响的江苏省耕地集约利用评价

为了耕地集约利用评价在不同区域间具有可比性,该研究首先阐释了耕地集约利用评价的可比性问题,然后利用耕地可实现产能利用强度指标消除耕地质量差异对粮食产出的影响,分析江苏省不同地区耕地可实现生产能力的发挥程度,在此基础上评价了江苏省的耕地集约利用水平。研究结果表明：耕地质量较优的苏南地区耕地可实现产能利用强度普遍较低,苏中、苏北部分耕地质量较差地区较高;江苏省耕地集约利用水平一般,苏中地区耕地集约度高于苏南和苏北,集约度较高的地区主要集中在沿江、环太湖及盐城、徐州的部分地区。耕地集约利用水平较均衡的是南京、常州、淮安等市,差异较大的是无锡、苏州、盐城等市,苏南各地耕地集约利用水平相比苏中、苏北更不均衡。