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。     

长江中游城市群耕地利用碳排放“总量-强度”的空间关联特征

[目的] 揭示长江中游城市群耕地利用碳排放“总量—强度”的空间关联特征,为实现高质量发展提供理论和现实指导。[方法] 采用IPCC系数法、总体耦合态势模型和双变量空间自相关法分析相关指标。[结果] ①2010—2013年长江中游城市群耕地利用碳排放总量呈显著上升趋势,年均增率为2.0%;2014—2020年则呈下降趋势,年均降幅为2.6%,且碳排放的市域间差异趋于扩大。②长江中游城市群耕地利用的碳排放强度总体处于波动下降态势,年均降幅达4.9%,但受边际递减效应影响,碳排放强度进一步改善的难度不断加大。③2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放量与碳排放强度的加权中心距离从0.571 km减少到0.312 km,移动方向夹角总体也呈减小趋势,总体耦合态势不断加强。④2010—2020年长江中游城市群耕地利用碳排放总量与强度存在显著空间正相关,同时存在空间异质性。聚集态势主要表现为武汉城市圈“双高”聚集区和环长株潭城市群“双低”聚集区。[结论] 应采取差异化手段对耕地利用碳排放总量与强度进行分区调控,完善碳排放总量和强度“双控”机制。     

太原市近15年城市景观格局时空变化及其驱动力

[目的]探讨不同尺度下太原市城市景观格局的时空变化特征,以期为解释城市化进程中景观格局演变的时空规律、评估社会经济发展对其的影响提供重要的科学依据。[方法]基于2000—2015年3期时间序列的Landsat TM遥感影像获得一级景观类型的太原市土地利用覆盖空间数据,利用Fragstats 3.4软件计算景观格局特征指数,研究太原市全市域和主城区的城市景观格局时空变化特征,并利用SPSS软件系统剖析了影响太原市景观格局的驱动作用。[结果](1)15a间,林地、耕地和草地始终是全市域的主要景观类型,分别占总面积的比例由33.60%,31.80%和27.47%变化为35.18%,27.97%和25.49%。城乡、工矿、居民用地的面积明显增加,占总面积的比例由5.86%增长为10.27%,其中耕地和草地是城市化用地扩张的主要来源;主城区土地利用的强度呈逐年增加的趋势,城乡、工矿、居民用地占总面积的比例由21.65%增长为33.82%,成为主城区的主要景观类型,而城乡、工矿、居民用地占用耕地的数量比全市域更加明显。(2)在全市域尺度上,景观格局指数变化表现为耕地、林地的斑块破碎化程度高,景观蔓延度下降,景观多样性增加;而主城区尺度上城乡、工矿、居民用地斑块破碎化程度显著升高,景观蔓延度呈先下降后上升的趋势,但景观多样性却呈先上升后下降的趋势。[结论]太原市全市域和主城区尺度上的城市景观格局特征存在一定的差异性,社会经济的发展、政策因素以及城市规划与发展理论的阶段性调控作用是影响其演变的主要驱动力。     

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。     

四川省宜宾市1980-2018年耕地时空格局变化及其驱动因素

[目的] 分析四川省宜宾市耕地时空演化特征及其驱动因素,为区域土地资源管理和农业发展规划提供决策参考。[方法] 基于土地利用数据和社会经济数据,借助土地利用转移矩阵、核密度分析、景观指数和PLUS模型,探究了宜宾市1980—2018年耕地的时空格局变化特征及其驱动机制。[结果] ①1980年以来,耕地面积呈持续减少趋势,共减少了247.92 km²,主要转出至建设用地与林地之中。②耕地的空间分布具有明显的差异性,呈“北密南疏”的空间分布格局,且空间密度逐年下降。③耕地的空间聚集程度不断下降,而分散程度持续增加,造成耕地破碎化程度加剧。④人口、GDP、道路等社会经济因素和高程、水域等自然环境因子是影响耕地变化的主要驱动力。[结论] 在高程、水域等自然因素的限制下,人口、经济和交通条件等社会经济因素共同作用,驱使耕地发生变化,面积持续减少,细碎化程度逐渐增加。     

中国粮食主产区耕地利用效率区域差异及影响因素——基于179个地级市的实证研究

[目的] 粮食主产区在实现粮食稳产保供中具有重要的战略地位。研究粮食主产区的耕地利用效率及其时空演变特征,旨在为促进粮食主产区耕地资源高效利用、保障粮食安全及实现农业可持续发展提供参考。[方法] 创新性地运用两阶段动态网络DEA模型,测算粮食主产区2010-2020年179个地级市耕地利用效率,并通过ArcGIS可视化技术和核密度估计分析其时空演变特征,构建Tobit模型并探究耕地利用效率影响因素。[结果] 2010-2020年粮食主产区整体效率水平呈"小幅下降-快速上升-波动增长"的阶段趋势,整体效率水平偏低,仍具有较大提升空间。分阶段来看,生产阶段效率水平始终高于消费阶段,且两阶段效率水平差距有进一步增大的态势;粮食主产区耕地利用效率提升受两阶段效率水平共同作用的影响,生产阶段是效率提升的主要动力,阻力来自于消费阶段效率。分区域来看,松花江流域>长江流域>黄河流域的耕地利用效率,区域不均衡性显著。从空间上来看,整体效率、生产阶段效率高值区呈东北-西南空间分布,并逐渐形成"高-高"集聚和"低-低"集聚的空间格局,消费阶段效率高值区呈离散化分布格局,并未呈现出向提升方向收敛的发展态势。整体、生产阶段和消费阶段的外部影响因素不尽相同,涉及社会经济发展水平、城乡发展水平、科技水平及农业基础设施建设。同时不同因素对不同区域的整体及各子阶段耕地利用效率作用强度及作用方向也存在显著差异。[结论] 未来粮食主产区不但要探索区域差异化耕地利用路径,加强各地级市间合作,更要在提升生产阶段效率的同时,重点关注各地级市消费阶段效率提升收敛速度以及与生产阶段效率差距之间的协调。     

耕地空间保护格局影响因素及整治规划对策——以甘肃省平凉市崆峒区为例

[目的] 通过对耕地保护现状空间格局成因及其空间相关性分析,划分科学的耕地整治规划分区,为进一步优化崆峒区耕地布局,提升耕地质量,科学利用、保护耕地提供参考。[方法] 以甘肃省平凉市崆峒区为例,采用景观格局指数法、多目标决策法、Spreaman秩相关法、聚类分析法,选取耕地坡度、耕地保护政策、城镇化影响来分析耕地景观格局现状与其在空间上的存在的协同或权衡关系,构建耕地保护格局相关性分析评价指标体系。[结果] ①研究区整体上耕地景观格局指数2010—2022年上升3.55%,耕地集聚程度大部分区域呈现下降趋势,但在整个过程中呈现波动。区域土地利用程度整体上呈上升趋势,各乡镇耕地布局特征及土地利用程度差异明显。②耕地保护指数2022年较2010年上升315.30%,2°～6°耕地增加120.96%,15°～25°耕地减少32.64%,>25°耕地减少100%,耕地质量提升明显,与耕地景观格局在空间上高度协同;城镇化影响指数呈上升趋势。2010—2022年城镇化影响指数上升25.17%,城镇化对耕地布局影响加大,与耕地景观格局在空间上存在权衡关系。③划分耕地质量提升重点区、耕地质量提升一般区、耕地新增开发潜力区、耕地协调保护区等4个耕地整治规划单元。[结论] 甘肃省平凉市崆峒区耕地布局特征各乡镇差异性明显,耕地整体保护成效明显。影响研究区耕地空间格局的主要因素为政策因素、城镇开发影响以及农民种植意愿和耕地保护意识等。     

近14年安徽省耕地资源安全的时空特征

[目的]探究近14a安徽省耕地资源安全时空特征,为安徽省社会经济发展和耕地保护提供依据。[方法]从耕地资源数量、质量和生态安全3个方面选取27个评价指标,构建耕地资源综合安全评价体系。[结果](1)安徽省耕地数量和质量安全程度分别呈下降和上升趋势,生态安全等级较为稳定,综合安全呈缓慢上升趋势;(2)耕地资源数量安全总体呈皖东、皖北高于皖南的空间格局;质量安全呈现皖中、皖南高于皖北的特征;生态安全表现为皖中部和皖南较低,其余较高的空间格局;综合安全与数量安全空间分布具有相似性,且在时间上,低安全等级地市呈现"集中—分散"的空间特征,高安全程度地市反之。(3)近14a安徽省耕地资源数量、质量和生态安全的主要障碍因子具有明显的时间变化特征。[结论]安徽省耕地资源安全情况不容乐观,各地区需因地制宜,提高安全保障程度。     

西藏尼洋河流域土地利用变化对生态敏感性的影响

[目的]以西藏尼洋河流域作为高原生态脆弱区的典型代表,对流域1995—2020年土地利用变化影响下的生态敏感性进行探索分析,为该流域土地利用规划和生态环境保护提供理论依据。[方法]通过计算流域土地利用强度指数和生态系统服务价值,构建土地利用变化下的生态敏感性指数,基于土地利用强度指数和生态系统服务价值在各子流域内的时空变化,利用GIS空间分析技术获得尼洋河流域生态敏感性空间分布状况。[结果] 1995—2020年尼洋河流域林地和建筑用地面积呈增加的趋势,而未利用地和水域面积呈下降趋势;土地利用强度指数由1.725 5上升到1.725 9,土地利用生态系统服务价值减少了约3 000万元。土地利用强度指数上升的区域分布在下游流域;流域生态敏感性指数由0.3增加到9.4,流域中、高敏感区主要分布在中下游流域,且高敏感区面积呈扩增趋势。[结论]流域内区域生态敏感性变化由土地利用类型间的转移流动的方向所决定。总体而言,近25 a来流域生态敏感性对生态系统中土地利用变化的响应较为明显,中下游区域生态敏感性呈恶化的趋势。     

半干旱黄土区降水和气温对北川河径流的影响

[目的]揭示山西省方山县北川河上游流域降水和气温对北川河径流的影响,为分析三川河上游流域乃至黄河中游流域径流量的变化原因提供参考。[方法]利用圪洞控制站数据,采用回归分析、累计距平、多元线性回归模型等方法分析了山西省方山县北川河上游流域1985—2009年间的气象数据、北川河径流变化特征及其相关性。[结果]北川河流域1985—2009年年降水量变化波动性大,整体呈现不明显的下降趋势。最高、最低气温2003年出现骤变,与气温的升高趋势相反,潜在蒸散发呈逐渐下降趋势。北川河年径流量变化差异较大,具有一定的阶段性和突变性,整体呈不明显的下降趋势。[结论]年降水量与温度是影响北川河径流量的主要因子,降水量中汛期降水量占主导地位。     

基于农户视角的陕南坡地利用与治理措施调查研究

[目的]开展基于农户尺度经济视角的坡地利用现状和治理措施调查研究,了解陕南地区坡地弃耕原因,提高土地利用效率,完善坡耕地治理对策。[方法]根据农户尺度经济行为特点设计调查问卷,通过典型村庄农户调查,对陕西省商州区梯田和经济作物坡地的利用现状、经济收益和农民的治理需求进行研究;采用二项Logistic回归模型和比例分析法,研究陕南地区土地利用存在的问题;通过对比坡改梯治理措施效果的优缺点,提出坡地治理建议。[结果]调查共涉及6个村庄,93家农户。2018年农户家庭年均收入约为39 419元;农业生产收入主要来自经济作物,户年均约3 661元,仅占总收入的11.26%;坡耕地经济收入低,导致坡耕地和梯田弃耕现象严重,弃耕率高达15%;弃耕的原因主要有经济收入低,交通不便,农村劳动力不足,土地质量差产出低等因素。坡改梯是提高土地利用效率的重要措施,但仍存在易积水、土层薄等问题,对于梯田田坎类型,干砌石田坎在透水性和耐久性两方面综合性最好。[结论]陕南梯田和坡耕地弃耕现象严重,弃耕原因比较明确;在新的历史时期,需要综合考虑人口、经济效益和环境效益等因素,制定兼具生态与经济效益的水土保持治理与土地利用方案。     

山地村域耕地压力与农村贫困耦合协调性分析

探索耕地压力与农村贫困的内在关系，对于基于耕地资源视角下的农村贫困治理具有重要的意义。该研究在实地调研数据的基础上，以云南省镇沅县109个行政村为研究单元，运用加权求和法、耦合度模型等研究方法，对耕地压力与农村贫困的耦合关系进行研究。结果表明：1）镇沅县村域尺度耕地压力指数与农村贫困指数均较高，利用ArcGIS10.2平台对空间分布进行刻画，呈现"中部低、东西部高、南北部次高"的特点；2）耕地压力与农村贫困耦合水平较高，耦合度值C达到0.79，空间格局特征表现为：呈现区域整体高度耦合状态，耦合程度由中部地区向东西部逐渐降低，呈现"山脊"结构特征，即中部耦合程度高，两边耦合程度低。耦合水平空间关联格局显示，高-高集聚区主要分布于恩乐镇，低-低集聚区主要分布于振太镇；3）耦合协调度结果显示，镇沅县主要以勉强协调、轻度协调和中度协调3中类型为主，空间分布呈现出整体协调、局部失调的特征，空间关联格局呈现高-高集聚区集中于振太镇，低-低集聚区集中于恩乐镇的特点。4）耕地压力与农村贫困具有双向倒逼与胁迫关系，一方面耕地压力增大会加剧农村贫困程度，另一方面农村贫困又会提高耕地压力。     

基于样地法的喀斯特山区县域耕地质量等别变化监测评价——以重庆市秀山县为例

[目的]对喀斯特山区县——重庆市秀山县耕地质量等别变化进行监测评价,为该区耕地保护工作提供科学依据。[方法]采用样地法开展监测评价。[结果]首先通过对秀山县自然条件及社会经济现状进行分析,对该县耕地质量监测因素区域划分及叠加分析后,构建了10等旱地沉陷等40个秀山县2014年度耕地等别渐变类型区。在此基础上,利用样地法获取各等别渐变类型区监测指标。根据获得的监测因素值,按照"农用地质量分等规程"计算得到2014年耕地利用等指数。[结论]通过测算,秀山县2014年度各等别渐变类型区耕地平均等别表现稳定。耕地质量不同等别之间变化较小、各等别渐变类型区平均等别表现稳定和各等别之间面积增减较小3个方面。     

成渝城市群城市土地-耕地利用效率时空耦合研究

[目的]评价成渝城市群城市土地利用效率及耕地利用效率,促进成渝城市群新型城镇化与农业现代化的共同发展。[方法]基于2005—2014年统计数据,建立城市土地利用效率与耕地利用效率的指标体系,综合运用Super SBM模型、重心转移模型及耦合协调度模型,分析成渝城市群城市土地利用效率、耕地利用效率的时空格局及二者的耦合协调水平。[结果](1)2005—2014年,成渝城市群城市土地利用效率呈波动向上发展,效率重心垂直向南移动幅度较大;(2)耕地利用效率整体上呈现V形波动,效率重心在水平方向上向东转移趋势明显;(3)研究区域内城市—耕地利用效率耦合协调类型数量呈"纺锤状"结构分布,高耦合中协调度型城市数量众多,南—泸一线城市耦合协调类型变化强烈。[结论]成渝城市群城市土地—耕地利用效率耦合协调度较高,呈良性发展态势。     

山东省西部经济隆起带耕地集约利用评价与空间分异研究

[目的]以山东省西部经济隆起带各县(市、区)为研究对象,对山东省西部经济隆起带耕地集约利用与空间分异进行评价和研究,为科学规划该区耕地资源,提高耕地集约利用水平,增加耕地产出及统筹区域农业发展提供参考。[方法]基于县域尺度采用熵权TOPSIS法和GIS计算山东省西部经济隆起带各县(市、区)的耕地集约利用水平和空间格局。[结果]山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平分布表现为以东平县为界南部耕地集约利用水平低,北部高,北部中又以东北部耕地集约利用水平高,西南部低,中间一般,并存在"俱乐部趋同"的态势,即同一集约利用水平的耕地表现为集中成片分布态势;耕地集约利用水平各县(市、区)数量上呈现"金字塔"的趋势,即水平越高数量越少,水平越低数量越多;从指标层指标来看,化肥投入指数、机械投入指数、复种指数、机械化率、粮食安全指数、耕地安全指数、粮食单产和人均产粮是影响山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平的主要指标。[结论]山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平分布具有明显的空间差异。     

基于地理空间适宜性指数自相关的农村居民点整理分区

农村居民点整理是提高建设用地节约集约利用水平的重要手段,为研究基于地理空间属性的区域农村居民点差异化整理方向和模式,提高整理效率,该文以甘肃省临夏县北塬地区为例,从农村居民点地理环境、空间区位、空间分布和空间形态4个方面构建居民点整理地理空间适宜性评价指标体系,通过对各指标标准化值加权求和并进行空间自相关分析,获取适宜性程度的空间聚集特征并结合各行政村超标可整理面积进行农村居民点整理分区,针对不同分区特征提出差异化的整理方向和模式。结果表明：1）地理空间适宜性值为32.093～85.226,空间分异明显,指标体系可较好地反映区域农村居民点地理空间属性差异;2）全局Moran指数为0.66,在0.01显著水平上极显著,呈显著正空间自相关性,LISA 图显示只存在显著高高、低低聚集,与全局分析一致;3）分区划为优先整理区、次级整理区、并点整理区和选择性整理区,包含空间聚集特征,可较好地识别居民点整理适宜性和整理效益差异。研究可为农村居民点整理实践作参考,为农村居民点整理分区研究提供新的思路和方法。     

宁夏原州区生态移民村生境景观连接度变化及其驱动因素

[目的]分析生态移民土地利用过程中生境景观连接度变化及其驱动因素,为生态移民的生态风险管理及移民可持续性提供科学依据。[方法]以宁夏原州区"十二五"时期4个生态移民村(丰泽、金轮、和润及泉港)为例,基于2016年高分影像数据,同时参考移民前谷歌地球2010年数据和第二次全国土地调查数据(2010年),经野外GPS校验,通过计算障碍影响指数和生境景观连接度指数,分析生态移民村土地利用生境景观分异。[结果]丰泽村和金轮村的生境景观连接度呈下降态势,和润村和泉港村呈上升态势。4个生态移民村的变化趋势明显,但极高连接度和高连接度比例很小。生态移民村生境景观变化驱动力主要为人为因素,建设用地占用耕地、园地普遍,其中泉港村与和润村建设用地面积年均增长率分别高达27.49%和21.28%,同时金轮村、和润村、泉港村无后备土地资源,生态压力突出。[结论] 4个生态移民村人口密度增大导致建设用地占用耕地明显,生态用地被分割,移民的非农活动比重大造成耕地撂荒,景观破碎化和孤岛化现象明显,生境景观呈现出不稳定状态,生态压力增加。     

基于矢量属性的宁夏中部干旱带土地利用变化信息挖掘

[目的]增加对土地利用变化矢量属性的认知,进一步挖掘潜藏于土地利用变化中的特征和规律,丰富土地利用变化研究方法,为区域土地资源调控提供参考依据。[方法]基于土地转移流视角,提出土地转移率和土地转移链概念,采用Landsat MSS/TM/ETM遥感影像数据,对宁夏中部干旱带同心县的土地变化过程进行研究。[结果]1978—2015年同心县耕地和草地比例增大,未利用地减少。区县尺度上土地转移率渐次降低;类型尺度上,耕地转移率先升后降,草地转移率先降后升,未利用地转移率呈"降—升—降"特征。1978—1987年的土地转移流以草地转未利用地为主,1987—1996年则呈现多元特征,1996年表现为退耕还林还草和对未利用地的改造利用。1978—2015年土地利用转移围绕着耕地的流失与保护进行,土地转移单向链以31型(草地转耕地)和61型(未利用地转耕地)为主,往复链以Ⅱa型为主,主要是161型(耕地—未利用地—耕地)和131型(耕地—草地—耕地)。[结论]同心县土地利用变化存在较大份额的"往复链"。在土地资源开发与管理中要重视往复链所揭示的内涵并采取针对性措施。     

2018-2019年河南省兰考县土地利用变化对耕地风蚀的影响

[目的]探索淮河流域黄泛平原风沙预防区耕地风蚀现状、年度动态及其变化原因,为区域风蚀研究与治理提供科学依据。[方法]选取河南省兰考县为研究对象,通过高分辨率遥感影像解译2018,2019年土地利用信息,采用耕地风蚀模型计算风蚀模数,分析土地利用年度变化对耕地风蚀的影响。[结果]①2018-2019年,兰考县土地利用以水浇地为主,出现土地利用变化的区域面积为21.40 km²,水浇地动态度为-1.54%,主要变化类型为水浇地转为其他林地,面积7.19 km²。②兰考县耕地风蚀主要为微度,其次为轻度。2018-2019年,轻度侵蚀面积减少17.04 km²,动态度为-12.13%。③2018-2019年,兰考县耕地风蚀变化的主要原因是水浇地面积、空间位置的变化,因水浇地转出导致侵蚀减少的面积为3.36 km²,主要位于仪封乡、城关镇等区域;因水浇地转入造成侵蚀增加的面积为0.98 km²,主要位于仪封乡、葡萄架乡等区域。[结论]淮河流域黄泛平原风沙预防区土地利用结构、耕地风蚀特点鲜明,水浇地变化直接影响耕地风蚀。因此,区域应多关注耕地风蚀治理及耕地合理利用。