环京津地区耕地利用系统健康评价研究

环京津区已成为京津冀城市圈发展的战略区域,保障耕地资源健康和可持续利用是打造环京津战略的重要基础。因此为合理利用耕地资源,对耕地利用系统健康进行评价来判断其是否处于可持续利用状态。本论文利用PSR模型构建了耕地利用系统健康评价指标体系,采用改进的TOPSIS方法,从压力和状态两方面分析影响耕地利用系统健康的障碍因素,通过对2014年环京津区72个县(市)的耕地利用系统健康进行评价,得到了环京津区耕地利用系统健康综合指数,研究表明:1)从压力角度分析,人口密度和人均水资源量的压力分值在研究区中排位靠前,其是影响系统健康的主要障碍因素;农用化肥折纯量分值在排序中位于中部,人类的生产活动是影响耕地利用系统压力的次要障碍因素。2)从状态角度分析,土地垦殖率和灌溉保证率指标分值均排在前40%,土地垦殖率和灌溉保证率是影响耕地利用系统健康指数的主要障碍因素;受灾面积的状态指数分值排在前50%的位置,其是影响耕地利用系统健康指数的次要障碍因素。3)本文将环京津地区耕地利用系统健康状态划分为病态、不健康、亚健康、健康四个等级,依据划分结果可看出研究区在空间结构上呈现出"中间低,四周高"的空间分异特征。耕地利用系统处于健康和亚健康状态的县(市)有40个,主要分布于远京津山地丘陵和远京津平原区,属于高风险-低压力区,耕地利用压力、社会经济的发展和耕地利用系统响应性能较高是影响这些县(市)耕地利用系统健康状态的主要因素;耕地利用系统处于不健康和病态的县(市)有32个,主要分布于近京津山地丘陵区和近京津平原区,属于高风险-中压力区,耕地利用率低是限制这些县(市)耕地利用系统健康的主要成因。     

沙化土地整治背景下的沙漠化监测预警

为保障中国粮食及生态安全,对沙化土地整治开发过程进行沙漠化监测预警尤为必要。该文以科尔沁左翼后旗为例,基于Landsat 8 OLI影像,利用决策树分类实现沙漠化监测,并将监测结果引入"压力-状态-响应"模型,综合沙漠化影响因素和人为响应措施,实现沙漠化预警,最后与各类土地整治项目标准进行比对分析,对研究区土地整治项目实施的效果进行评价。1)研究区沙漠化形势较为严峻,沙漠化面积占研究区总面积的88%,其中以轻度和重度沙漠化为主,两者占研究区总面积的61%,另外极重度沙漠化占6%,主要位于科左后旗西部;2)沙漠化预警警度分为重警、中警、轻警和无警,其中沙漠化中警面积最大,沙漠化重警与极重度沙漠化空间分布大致相同,但前者更趋向于研究区西北方向的牧区,沙漠化无警和轻警则主要位于科左后旗东部的农区;3)在土地整治项目中,高标准基本农田建设项目和农用地整治项目以沙漠化无警面积最大。宜农后备土地开发项目、土地复垦项目以沙漠化轻警和中警为主,而沙漠化重警则主要零星分布于农用地整治项目、宜农后备土地开发项目和饲草料基地建设项目中。总体来看,研究区在土地整治背景下,进一步沙漠化的风险不高,但局部沙漠化重警区须加以关注。研究结果可为研究区后续土地整治规划调整提供决策依据。     

2006-2012年中国土地整治项目投资时空分析

开展土地整治投资的时空分异研究,对把握其投资强度、空间格局以及发展态势,提高资金投入产出效益具有重要的理论和现实意义。该文基于2006-2012年农村土地整治监测监管数据,以县域为评价单元,分析了"十一五"以来中国土地整治项目投资强度、区域构成和投资类型,而后结合重心分析和空间自相关模型,研究了投资重心转移和空间格局演变特征,得出以下结论:在空间分布上,土地整治投资呈沿海高于内地、经济发达区高于欠发达区、低纬地区高于高纬地区,中、东部地区是土地整治投资的重点活跃区;在投资类型上,土地整治项目由开发投资主导,开发、整理以及复垦投资型县区空间集聚特征显著,而综合投资型县区空间分布较为零星、分散;在重心转移方面,土地整治投资重心偏向东部沿海,南北向未发生显著变化,东西向呈现从东部沿海往中西部内陆转移的趋势;在空间关联上,土地整治投资在空间分布上存在显著正相关性,长江下游、洞庭湖平原和四川盆地东部是整治投资的高-高集聚区,南疆、青海、西藏、川西、滇南和蒙东为整治资金的低-低集聚区。该研究可为宏观层面制定土地整治规划、引导土地整治资金投向、开展绩效评价等提供决策参考。     

黄土侵蚀沟谷土地生态系统健康评价——以杜家石沟为例

健康的生态系统被认为是环境管理的终极目标,进行生态系统健康研究对探索区域生态系统可持续发展具有重要意义。以黄土侵蚀沟谷杜家石沟为例,基于"压力—状态—响应"模型(PSR),利用格网分析法进行数据提取与成图,分析了杜家石沟土地生态系统健康的空间分异,利用地形起伏度及其分布指数探究了生态系统健康与地形之间的空间关系。结果表明:(1)杜家石沟土地生态系统健康空间差异十分显著。健康高值区(27.02%)分布于山地丘陵及其边缘深切沟谷,健康低值区(33.37%)分布于中东部沟谷及其二级侵蚀沟,该类区域应作为格局调控与生态恢复的重点关注区域;(2)生态系统健康与地形起伏度关系密切。人类活动压力随地形起伏度的升高而降低,这一过渡伴随着健康状态值以及响应的差异变化,并最终影响土地生态系统健康的空间分异。     

河南省土地生态安全警情时空演变及障碍因子

中原经济区城镇化、工业化进程的快速推进导致区域土地生态环境压力不断增大,对河南省土地生态进行安全预警评估十分有必要。基于2005—2016年河南省土地生态安全数据,构建了基于PSR-EES模型的土地生态安全指标体系,运用熵权法与综合指数法和障碍度模型,分析了2005—2016年河南省18个地市土地生态安全警情时空演变和限制性因子。结果表明:(1)从时间序列看,2005—2016年河南省土地生态安全综合预警指数由0.725下降到0.388,警度从"中警"下降到"预警",压力预警指数呈上升趋势,警度由"安全"上升为"较安全",状态和响应预警指数呈下降趋势,警度均处于"安全"。(2)从空间格局看,2005—2016年河南省土地生态安全综合警情南北差异显著,压力系统和状态系统空间格局呈中部高、周围低的格局,响应系统呈中部低、西部高的空间分布格局。(3)东部和北部区域的主要障碍因子集中在与人口增长和环境保护相关的指标上;南部和西部区域主要障碍因子集中在与生态环保和经济发展有关的指标上;中部平原区域主要障碍因子则与农业发展、生态环境治理和经济发展状况密切指标。     

基于PSR-TOPSIS模型的山东省土地生态安全评价

为山东省土地生态安全保护工作的开展提供科学依据,论文基于PSR模型,从压力、状态、响应3个方面构建山东省土地生态安全评价指标体系;运用基于熵权改进的TOPSIS法对2013年山东省各地市间的土地生态安全状况进行空间差异性研究。结果表明:(1)山东省土地生态安全评价等级包括"较安全"、"临界安全"和"较不安全",空间差异明显,呈现从东部沿海向西部内陆逐渐递减的规律;(2)影响山东省土地生态安全空间差异的主要因素为人均耕地面积、人均水资源量、土地产出率、单位播种面积粮食产量、经济密度、环保投资占GDP比重、农业机械化水平等,是今后工作的重点。     

基于辐射模型及潜力模型划分城乡地域功能的土地整治模式

"乡村振兴"战略背景下,土地整治应与城乡地域功能紧密结合,因地制宜,从耕地增加单目标工程转型为"三生"空间重塑和人口结构优化的系统工具。该研究以扬州市41个镇(街道)619个行政村(社区)为例,通过辐射模型和潜力模型进行城乡地域功能划分,在此基础上构建不同转型目标的土地整治分区,由此将土地整治空间从乡村地域拓展为城乡全域、整治过程从空间重构拓展为人地关系重构。结果表明:1)扬州市区可划分为城镇核心功能区、城镇功能拓展区、中心村功能区、生态农业区4类地域功能区,分别占研究区总面积的7.76%、27.62%、6.55%、58.07%;2)根据功能区设定,将扬州市区土地整治区划分为都市拓展区、镇区拓展区、中心村、生态农业区,分别分布于沿江平原、交通轴线沿线、生态农业区中心地带、宁镇扬丘陵区与里下河平原区;3)都市拓展区空间目标在于重塑"工业生产+生活+公共服务"空间,人口转型目标在于实现兼业生产者向城市型生产者转型;镇区拓展区空间目标与都市拓展区类似,人口转型目标在于实现农业生产者向兼业生产者转型;中心村土地整治区空间目标在于重塑"生活+公共服务"空间,人口转型目标在于实现兼业生产者要素整合能力的提升;生态农业区空间目标在于重塑"生态+农业生产"空间,人口转型目标在于实现兼业生产者向高素质农业生产者的转型。     

东北地区国土空间开发保护现状评估与优化

[目的] 探究东北地区37个地市国土空间开发保护现状及内部差异性，及时识别和发现国土空间开发保护的风险和问题，为编制东北地区国土空间规划和探索东北地区国土空间开发保护格局优化路径提供理论依据。 [方法] 运用压力-状态-响应(PSR)模型，以安全、创新、协调、绿色、开放、共享为评价要素构建国土空间开发保护现状评价指标体系，对东北地区37个地市国土空间开发保护的现状水平及其内部各要素的互动关系进行综合评价。 [结果] ①2018年东北地区各地市国土空间开发保护现状评估综合分值在7.35～61.41分之间，各地市平均得分为18.65分。 ②黑龙江省、辽宁省、内蒙古自治区和吉林省国土空间开发保护现状评估得分平均值分别为20.35，18.92，16.77，16.34。 ③东北地区各地市压力层、状态层、响应层平均分值分别为5.21，7.69，5.75。 [结论] 2018年东北地区37个地市国土空间开发保护水平总体不高，且区域联动效应较差；东北地区各地市国土空间开发保护压力层、状态层、响应层得分差异较大，没有统筹安全、创新、协调、绿色、开放、共享的协同发展。     

四川省土地整治项目时空分异格局分析

从不同空间尺度分析特定时期土地整治项目的分布特征,可为制定下一阶段土地整治规划及优化空间布局提供决策参考。基于2011—2015年土地整治项目数据,以县域为评价单元,采用变异系数法、重心模型法和空间自相关模型法,探讨了四川省土地整治项目在不同空间尺度的分布特征,分析了重心转移和空间格局演变特征。研究表明:(1)从时间维度看,四川省土地整治项目总量呈下降趋势,项目绝对规模差异、相对规模差异逐步减小,呈现均衡化趋势。(2)不同空间尺度下土地整治项目具有不同特征。区域层面上,土地整治项目集中分布在盆地丘陵农用地整治区;市域层面上,项目主要集中在成都市和宜宾市,而甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州和攀枝花市分布较少。(3)重心移动轨迹中所有重心点均落在盆地丘陵农用地整治区内,空间分布具有一定的地域均衡性。(4)土地整治项目在县域尺度分布存在较为显著的集聚性。高-高集聚区主要集中在盆地丘陵农用地整治区的东北部,低-低集聚区主要分布在川西北高山高原生态整治区。由于受项目区社会经济、人口、地形条件和政策的影响,四川省土地整治项目时空格局均衡性有待进一步提高。该研究明确了四川省土地整治规划重心在盆地丘陵农用地整治区,今后土地整治发展方向在于适时适度地开展川西南山地河谷农用地整治区、川西北高山高原生态整治区土地整治,有利于优化四川省土地空间开发利用格局。     

基于DPSIR模型的土地整治规划环境影响评价

[目的]对甘肃省庆阳市20个土地整治规划环境影响进行评价,为黄土高原山区的土地整治项目环评提供借鉴。[方法]基于DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)模型,建立科学合理的评价指标体系,对庆阳市20个土地整治规划项目环境影响进行评价。[结果](1)人均GDP与新增耕地量对土地整治变化具有较强的驱动作用;土壤污染情况对生态环境的压力最为突出;城市的森林覆盖率对项目区土地资源状态有重要影响;公众对环境的满意度对各类土地整治变化及其人口、资源和环境所产生影响相对突出;固体废弃物综合利用对环境影响的响应最突出。(2)研究区域环境影响的综合评价最大值和最小值分别为镇原县山岔镇周家庄土地整治项目(0.256 9)和庆城县太白梁乡庙山土地整理项目(0.130 4)。[结论]各个项目区的综合指标基本在0.150 0~0.250 0浮动,说明庆阳市20个项目区生态环境提升潜力较大。     

基于县域尺度的中国土地整治新增耕地空间差异分析

为探索中国土地整治新增耕地在数量及来源上的空间分布特征,利用2006-2012年土地整治项目信息,基于县域尺度,采用空间自相关方法,对近年来中国土地整治新增耕地数量及来源结构的空间差异进行分析,结合自然资源条件、经济发展水平、土地利用政策等分析了差异产生的原因,得到以下研究结论：在空间分布上,土地整治新增耕地总体呈现东部高于西部、经济发达区高于欠发达区、粮食主产区高于非粮食主产区、平原地区高于山地丘陵区;在空间关联性上,县域尺度下新增耕地在空间分布上存在较为显著的空间正相关性,东部沿海经济发达区、土地开发重点区为新增耕地高-高集聚区,中、西部欠发达、自然资源条件较差及后备资源有限的地区为新增耕地低-低集聚区;在新增耕地来源结构上,具有显著的区域及省际间差异。东部发达地区主要以整理和复垦来源为主,北方地区的新增耕地多由土地开发和整理获得,中部地区来源复杂,四川、重庆以整理来源居多,陕西中部、湖北大部多为整理、复垦类型;南方广东、广西、贵州、湖南、江西多为开发类型。经济水平及资源条件相似的广东与浙江、辽宁与吉林等省份之间具有明显的省际差异。该研究结果为相关宏观决策提供数据参考。     

中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

基于主成分分析和GIS的统筹市域土地利用分区研究——以甘肃天水市为例

以乡镇为研究单元,从土地利用的经济发展、社会发展、生态、土地利用现状和效益等5个方面,建立区域土地利用综合分区的指标评价体系,利用主成分分析法对天水市土地利用程度进行综合评价,结合空间聚类分析,将天水市分为3大土地利用区。根据土地适宜性评价结果,结合DEM、坡度、土壤、气温、降雨等资料,利用GIS空间分析方法,将天水市划分为5个管制分区,并提出各分区内土地利用的管制措施。为区域土地利用规划、生态环境保护与建设规划提供科学依据。     

松嫩平原西部土地整理区景观格局指数的粒度效应研究

以松嫩平原西部大安市土地整理项目区为研究区,基于大安市土地整理前（2008年）1∶10 000土地利用现状图和土地整理后（2014年）项目区1∶10 000土地整理规划设计图,运用GIS技术绘制研究区土地整理景观类型图。运用Fragstats软件分别计算2种不同空间幅度土地整理区整理前后的景观格局指数,选取10个能综合反映土地整理景观格局特征的景观指数,在5～300 m之间的21个粒度范围内分析景观格局指数的粒度效应,并使用数学模型对景观格局指数随粒度增加的变化趋势进行曲线拟合。结果表明:景观格局指数随粒度增加呈现单调上升或下降、先上升后下降和无规律变化3种变化趋势;不同空间幅度下部分景观格局指数粒度效应的转折点存在差异,土地整理前后部分景观格局指数随粒度增加而变化的敏感性不同;斑块数量、斑块密度、最大斑块指数等8个指数能用数学模型很好的拟合,斑块面积方差和Shannon多样性指数拟合效果并不理想,斑块数量、斑块密度、最大斑块指数、斑块面积方差和景观形状指数整理后的拟合效果优于整理前;大安市土地整理项目区景观格局分析的适宜粒度为15～35 m。     

中国农村居民点用地变化类型及调控策略

农村居民点用地变化主导着农村土地利用转型,从全局上掌握农村居民点用地的动态变化与空间格局,进而制定宏观调控策略,对于推进农村土地整治、建设新农村、优化村镇建设格局具有基础性的指导作用。该文利用全国农村居民点栅格数据(1 km×1 km),基于"公里格网-县域-省域"的不同空间尺度,通过构建和运用综合指标法、空间自相关分析法,揭示1995—2005年间全国农村居民点用地变化的数量特征、变化地域类型和空间分布特征,并提出相应的调控策略。研究结果表明:1)综合指标法综合考虑了总变化率、净变化率及份额修正,将全国县域农村居民点变化类型划分为增长型活跃区、增减平衡型活跃区、减少型活跃区、变化迟缓型区等4种类型,避免了单一指标将农村居民点集中分布区与小规模分布区因变化速率相当而划为一类的缺陷(实际上变化量与变化活跃程度差异巨大),同时较好地消除了部分区县被高估或低估的偏差。2)4种类型在空间上呈现显著的正相关关系,其中高值区主要分布在平原区大城市周边,低值区集中分布在华中、西南、青藏等自然地理条件较差的区域。3)4种类型区表现出不同的空间特征,对应不同的国家宏观战略区,宜采取针对性的调控策略。     

中国土地整治战略重塑与创新

中国土地整治自1997年发展至今,内容不断丰富、功能不断拓展,对于实行中国最严格的耕地保护和节约集约用地制度的作用越来越显著。该文回顾了近20 a来土地整治的理论研究和实践探索,认为中国土地整治经过3个阶段的发展,正在经历1次新的调整,迈向以生态理念为导向的第4阶段。当前,中国土地整治存在的主要问题是:国土综合整治实践程度较低,资源环境压力没有得到有效缓解,建设用地整治的实施效果区域差别大,土地生态整治实践水平不高,土地整治资金稳定性不足。为适应时代发展要求,一要创新理念,引导土地整治向绿色化为主导特征的方向转变;二要顺应发展要求,重构土地整治新战略,稳定布局、消除障碍、阻止退化、修复污染,分类型、分区域、分程度规划组织土地整治工程项目;三要重点建设生态良田,使中国高标准生态良田达到6.67×107 hm~2以上;四要依托土地整治工程实施全面节地战略;五要推进土地综合整治,优化土地利用空间格局;六要加强示范建设、完善政策机制。     

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。     

粮食主产区耕地生态安全障碍诊断及调控策略

生态安全作为耕地“三位一体化”的核心保护任务,越来越得到政府、公众及学术界广泛关注,耕地生态安全评价视为关键技术及重要依据。基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,以国家粮食主产区安徽省为例,综合运用改进熵权法、TOPSIS模型、ESDA模型及障碍诊断模型,评价安徽省2000年以来,以及分市级2000年、2010年、2018年3个年份的耕地生态安全度,剖析耕地生态安全时空分异特征,进一步诊断耕地生态障碍因子及对应调控策略。结果表明：(1)安徽省耕地生态安全度具有一定波动性,总体呈现上升趋势,由2000年的0.234 1增至2018年的0.724 7,大致分为低位震荡阶段、快速增长阶段及高位爬坡阶段;(2)近20年来耕地生态安全状态进一步呈现不平衡、不均衡演变趋势,导致全省耕地生态安全空间格局差异显著,尤其是以高风险、安全两类区域分布空间集中区域发生很大改变,基本呈现皖南地区安全程度高并由皖中地区过渡至皖北地区风险程度高的空间梯度格局,耕地生态安全空间集聚情况并未显著;(3)从全省维度分析,障碍因子以建成区绿化覆盖率、污水处理率等响应准则层为主,逐渐转变至复种指数、单位耕地粮食产量、...