基于GIS与灰色星座聚类的巢湖流域土地整治分区

土地整治分区是土地综合整治与规划有效进行的前提和基础。该文以巢湖流域为例,从自然条件、区位优势、社会经济和土地利用4个方面因素考虑,构建分区指标体系,利用熵值法确定权重,采用GIS空间数据可视化对指标体系空间分布特征进行分析,在此基础上,运用灰色星座聚类法将研究区划分为4种整治类型区,根据综合指标值的排序和最大相似性原理、自然空间连续性对分区结果进行调整。研究认为,Ⅰ区(生态涵养型土地整治区)应着重低丘缓坡开发利用整治模式;Ⅱ区(城镇发展型土地整治区)应依据城市发展需求以服务城市的郊野公园生态化土地整治模式为主;Ⅲ区(基本农田型土地整治区)应以提高耕地数量提高耕地质量的高标准基本农田建设模式为主;Ⅳ区(综合整治型土地整治区)应以迁村并点、内部挖潜为主进行农用地与建设用地的综合土地整治。研究结果可为巢湖流域制定土地整治规划提供科学合理的依据。     

中国西北部生态脆弱区典型区域土地综合整治分区——以甘肃省兰州市为例

[目的]探讨土地整治规划的重要内容——土地整治分区,为确定土地整治重点区域和土地整治规划提供参考依据。[方法]以西北部生态脆弱区典型区域甘肃省兰州市为研究区域,基于生态保护视角,在充分考虑区域自然地理特征、土地利用特点及区域主要生态问题的基础上,从地形地貌、降雨、土壤类型、植被类型、水土流失、土地利用等5方面选取指标因子初步构建分区指标体系,并从水资源供给、水系分布及行政区划等方面进一步完善。同时运用ArcGIS空间叠加分析功能,使用综合分析法进行土地综合整治分区。[结果]形成了"方位+地貌+土地利用类型"命名的土地整治两级分区体系,二级分区较为详细。兰州市划分为7个一级区和15个二级区。[结论]中国西北部生态脆弱区域在土地综合整理过程中应该通过选择合理的指标体系分区进行整治。各分区应该针对其土地资源、水资源、生态环境状况等具体特征,基于生态保护视角采取有效措施进行土地综合整治。     

矿区耕地整治潜力评价与整治分区

探索矿区耕地整治潜力评价方法,为新时期矿区耕地整治的实施提供科学依据。该研究以山西省长河流域为例,从耕地的利用低效利用度、生态脆弱度和土地损毁度3个维度构建矿区耕地整治潜力指标体系,在进行分项测度的基础上,结合地形和社会经济因素进行修正,集成测算了耕地整治潜力,并利用自组织双重聚类和DB指数(Davies-Bouldin Index)确定耕地整治分区和整治策略。结果表明:1)长河流域耕地低效利用度、生态脆弱度、土地损毁度及整治潜力的空间分异显著;2)长河流域划分为健康利用提升区、耕地资源整理区、重点生态修复区、损毁土地复垦区、土地治理优配区和综合土地整治区6类分区,并据此制订差异化的整治策略;3)基于自组织双重聚类划定的耕地整治项目区空间连片性较高,利于耕地整治的全域覆盖,研究为同类区域开展耕地整治潜力评价提供借鉴,也为新时期矿区土地整治规划提供指导。     

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。     

灾后重建区农村居民点整治模式确定

农村居民点整治潜力测算及模式确定是土地整治规划的重要组成部分。该文针对灾后重建区农村居民点整治的复杂状况,采用实地调查数据与户均建设用地标准法,以行政村为单元,介绍了一种灾后重建区农村居民点整治潜力的测算方法;在此基础上,选取了包括整治潜力在内的影响重建区整治模式的15个典型指标,通过分析处理土地利用、数字高程模型及社会经济与人口等数据,运用地理信息系统软件ArcGIS对各指标进行定量描述,并结合多元统计分析软件SPSS（statistical product and service solutions）提取6个主成份指标,通过层次聚类法将155个行政村进行量化分析,最终确定了5种农村居民点整治模式。研究表明,绵竹市农村居民点整治潜力为1763.23hm2;适宜改造提升模式的村有81个、适宜特色整治模式的村15个、适宜迁村并点模式的村16个、适宜集聚扩展模式的村28个、适宜生态搬迁模式的村15个。该研究成果可为灾后重建地区农村居民点整治规划及整治模式的选择提供理论支撑和实践指导。     

基于两级选择性聚类集成的农用地整治时空配置分区

针对传统聚类算法易陷入局部最优、不兼顾地理空间的问题,该研究以湖南省怀化市为例,从生态敏感性、用地适宜性与整治迫切性3个维度建立分区评价指标体系,应用一种基于混合距离,同时具有聚类方案质量识别功能的两级选择性聚类集成方法对怀化市农用地整治进行时空配置。通过聚类运算,将怀化市300个聚类单元划分为：近期重点整治区、近期适度整治区、中期重点整治区、中期适度整治区和远期限制整治区5个类型,面积比例分别为9.05%、30.48%、22.58%、7.33%、30.56%,符合怀化现状条件;相较于传统聚类方法,两级选择性聚类集成方法具有聚类质量识别与兼顾地理空间的优势,且更适用聚类单元较多、属性空间复杂的情况。研究结果在客观上为未来土地整治工作与聚类方法的创新提供了可供借鉴的思路。     

基于多元国土空间整治情景模拟的生态系统服务功能分区

生态系统服务功能分区是科学管理生态系统的重要手段。国土空间整治能够通过综合治理闲置、低效和生态退化国土资源，改变国土空间结构与布局，从而对生态系统功能产生影响。现有研究较少关注土地整治措施对未来生态系统服务空间集聚模式的潜在影响作用，整治措施的生态导向性有待提升。因此，该研究以山东招远市为例，设计了基准情景、废弃矿区修复情景以及城乡建设用地整治情景，定量化预测生态系统服务变化特征，并运用模糊C均值聚类算法开展生态系统功能区划定。结果表明，整治情景下土地利用数量结构变化显著，各生态系统服务能力均有所提升。全域可以划分为生态综合区、生境保育区、固碳释氧区、固碳产粮区、生态维护区5个生态功能区。与基准情景相比，废弃矿区修复情景下各生态功能区60%生态系统服务水平持平，28%处于劣势，仅12%显著提升。城乡建设用地整治则能够显著提升全域自然娱乐能力，总体增长了1.89%。生境保育区的水源涵养和粮食生产能力平均值分别增加了0.25和0.10，固碳释氧区的生境质量、水源涵养能力分别增长了20.69%和100%。研究表明全面提升生态系统多功能性需要综合开展多元的国土空间整治措施。     

陕西省靖边县农用地整治潜力分区研究

根据靖边县农用地分等定级资料,结合GIS软件分析土地利用基础数据,得到靖边县待整理耕地面积为100 209.9 hm2,占总耕地面积的92.33％.在确定待整理耕地面积的基础上,靖边县被划分为3个农用地整治潜力分区,1级区和2级区可增加耕地面积为3 245.76 hm2,3级区的整治工作一方面受制于自然条件,另一方面需要满足生态服务功能而受到限制.通过多因素综合指数法与GIS相结合的评价方法能够有效提高分区结果的合理性.农用地整治潜力分区结果可确定土地整治的重点方向,为靖边县土地整治政策的制定提供理论参考.     

基于区位势理论的农村居民点用地整治分区与模式

农村居民点整治是农村土地整治的重要抓手,也是新农村建设的必然选择.该文引入经济地理学的区位势理论,从区位角度对农村居民点开展定量研究,提出农村居民点区位势的概念,分析影响区位势的因素,构建农村居民点区位势模型,计算农村居民点的区位势和区位势能.以居民点区位势和区位势能为表征量,采用 GIS技术对农村居民点进行分区,并对居民点采用不同整治模式.以河北省曲周县为例,运用该技术方法对居民点用地进行整治,研究结果体现了影响农居点用地发展的各项因素和现势性,符合当地实际,在土地整治规划应用中取得良好的效果,验证了理论的可行和实用.该研究为实现农村居民点多元化和因地制宜的整治和发展模式,为农村居民点整治规划开辟了一条途径.     

基于Ward系统聚类的中国农用地整治实施状况分析

为科学分析当前中国农用地整治的实施特征和空间格局特点,厘清实施状态与规划目标的协调状态,该文基于土地整治项目管理信息,以县域为研究单元,通过整治强度、整治潜力和整治难度3项指标,采用Ward系统聚类法,对2006-2012年中国农用地整治实施状况进行综合分区,并结合既定的规划目标,对实施状态进行了定量分析,得出以下结论:1)高整治强度区主要位于华北平原、三江平原、长江三角洲等传统农区;高整治潜力区主要位于青甘农牧区、黄土高原区等半湿润半干旱地区;高整治难度区主要位于秦巴山地和云贵高原等地形较为复杂的地区。2)研究期内中国农用地整治实施状态可划分为"中高-低-中"(Ⅰ类)、"中-中低-中"(Ⅱ类)、"中高-中高-中高"(Ⅲ类)、"低-中-高"(Ⅳ类)和"高-中低-中"(Ⅴ类)等5种类型,其中以Ⅲ类最为集中,Ⅰ类和Ⅱ类次之,Ⅳ类、Ⅴ类数量较少且分布零散。3)从实施状态与整治规划的协调性看,实施现状与规划确定的农用地整治重点区域、高标准基本农田建设示范县,以及基本农田整治重大工程等重点任务,均存在一定偏差;从与表征经济发展、粮食生产、土地整治活动的分区对比来看,区域差异不甚明显,整治重点尚不突出。该研究成果可为中国土地整治规划评价和宏观制度设计提供参考。     

五常市北部地区农村居民点用地适宜性评价与整治分区规划

农村居民点用地适宜性评价是实现农村土地合理布局、挖掘土地整理潜力的重要依据。以五常市北部地区为例,从自然、经济社会和生态三方面构建典型粮食产区农村居民点用地适宜性评价指标体系,结合地区内部特点量化指标因子;依据适宜性评价分级和区域模式差异,综合考虑人口城镇化影响实现居民点的整治分区规划。结果表明:北部12个乡镇中农村居民点用地适宜性区间为0~3.996 8,不存在最高适宜的居民点用地,域内以高适宜和中适宜用地为主,低适宜和不适宜的居民点用地相对比例之和5.02%,地区仍有部分居民点需重点整治;兴隆乡、营城子乡、民乐乡等部分地区应引导村内人口外迁,八家子乡、常堡乡、牛家镇等应积极迁村并点,兴隆乡部分地区、八家子乡和卫国乡实施内部改造,保留发展型均有分布。研究结果可为该地区居民点整理规划提供科学依据。     

浅谈基本农田整理的景观效应——以河北省邢台市平乡县寻召乡基本农田整理项目为例

基本农田整理通过对田、水、路、林、村的综合整治,是提高土地集约利用率和产出率,改善生产、生活条件和生态环境的过程,同时也是对项目区的农田景观重新进行优化配置,形成新的景观格局的过程.运用景观生态学的原理和分析方法,以河北省邢台市平乡县寻召乡基本农田整理项目为例,通过对项目区整理前后的景观特征进行对比分析来探讨基本农田整理的景观效应.     

基于AVC理论的农村居民点适宜性评价及分区管控

对农村居民点现状的正确认识和变动趋势的科学判断,是合理调整村镇布局、规划新农村建设的基础。本文以大同市南郊区农村居民点为评价单元,利用AVC理论构建农村居民点适宜性评价,采用专家咨询法设置、筛选评价指标;利用主成分方法确定各指标因子的权重;应用综合指数法计算各指标得分值,得到农村居民点的吸引力、生命力和承载力评价值和其适宜性综合值,并对研究区进行分区。研究结果表明将该理论应用于农村居民点整理,结果更加优化和合理,验证了该理论的实用性。研究结果可为区域新农村建设和土地整治规划编制提供有益探索和科学支持。该研究从景观与旅游角度为土地利用分区的定量化研究提供了新的技术方法。     

干旱区盐碱化土地整理工程实证研究——以陕西省蒲城县卤泊滩土地整理项目为例

盐碱化不仅降低了耕地的生产力，而且严重制约着耕地持续利用，直接影响着农业的可持续发展。结合土地整理，治理和改良盐碱地，提高盐碱地的土地利用率和产出率，是盐碱地治理的新思路。该文以陕西省蒲城县卤泊滩盐碱地土地开发整理项目为例，从土地整理工程的角度研究盐碱地治理。     

干旱区盐碱化土地整理工程实证研究--以陕西省蒲城县卤泊滩土地整理项目为例

盐碱化不仅降低了耕地的生产力,而且严重制约着耕地持续利用,直接影响着农业的可持续发展.结合土地整理,治理和改良盐碱地,提高盐碱地的土地利用率和产出率,是盐碱地治理的新思路.该文以陕西省蒲城县卤泊滩盐碱地土地开发整理项目为例,从土地整理工程的角度研究盐碱地治理.     

有机质与黏粒含量对黑土压缩-回弹特性的影响

为探明有机质和黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响,以典型黑土区耕作土壤为研究对象,通过人工添加腐植酸、人工分离-提取-添加黏粒、恒温恒湿培养的方法各配制3个梯度的重塑土。采用室内固结的方法,通过压缩系数、压缩指数及回弹指数的测定与分析,研究了2种含水量条件下黑土压缩与回弹对有机质和黏粒含量变化的响应行为。结果表明:(1)压缩指数均随有机质含量的增加而增大,且在高含水量时二者呈极显著正相关,有机质含量最高时压缩指数为0.246 3,但有机质含量对回弹无显著影响。(2)无论含水量高低,压缩指数均与黏粒含量呈极显著正相关,而回弹指数随着黏粒含量的增加逐渐降低,且在低含水量时二者呈显著负相关。(3)含水量不同,有机质与黏粒对黑土压缩-回弹特性的影响亦不同;黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响更为显著。     

Seasonal variations in soil erosion resistance during concentrated flow for a loess-derived soil under two contrasting tillage practices

Soil erodibilty during concentrated flow (K_c) and critical flow shear stress (τ_cr), both reflecting the soil's resistance to erosion by concentrated runoff, are important input parameters in many physically-based soil erosion models. Field data on the spatial and temporal variability of these parameters is limited but crucial for accurate prediction of soil loss by rill or gully erosion. In this study, the temporal variations in K_c and τ_cr for a winter wheat field on a silt loam soil under three different tillage practices (conventional ploughing, CP; shallow non-inversion tillage, ST; deep non-inversion tillage, DT) in the Belgian Loess Belt were monitored during one growing season. Undisturbed topsoil samples (0.003 m³) were taken every three weeks and subjected to five different flow shear stresses (τ = 4–45 Pa) in a laboratory flume to simulate soil detachment by concentrated flow. To explain the observed variation, relevant soil and environmental parameters were measured at the time of sampling. Results indicated that after two years of conservation tillage, K_c(CP) > K_c(DT) > K_c(ST). K_c values can be up to 10 times smaller for ST compared to CP but differences strongly vary over time, with an increasing difference with decreasing soil moisture content. The beneficial effects of no-tillage are not reflected in τ_cr. K_c values vary from 0.006 to 0.05 sm⁻¹ for CP and from 0.0008 to 0.01 sm⁻¹ for ST over time. Temporal variations in K_c can be mainly explained by variations in soil moisture content but consolidation effects, root growth, residue decomposition and the presence of microbiotic soil crusts as well play a role. τ_cr values increase with increasing soil shear strength but K_c seems more appropriate to represent the temporal variability in soil erosion resistance during concentrated flow. The large intra-seasonal variations in K_c, which are shown to be at least equally important as differences between different soil types reported in literature, demonstrate the importance of incorporating temporal variability in soil erosion resistance when modelling soil erosion by concentrated flow.     

Influence of simulated rainfall on physical properties of a conventionally tilled loess soil

Rainfall simulations were conducted on a loess derived silt loam soil (Henan province, P.R. China) under conventional tillage. This tillage practice is widespread and involves the turning of the plough layer and the wheat stubble in July (primary tillage), followed by a secondary tillage operation in October. Soil samples were collected and in situ measurements were done before each rainfall simulation in order to analyse soil physical properties after successive simulated rainfall events. The purpose of this study was to determine rainfall induced changes in saturated hydraulic conductivity, bulk density, penetration resistance, water retention and soil erodibility. The results only showed significant differences in soil bulk density and erodibility when applying successive rainfall events. Penetration resistance and water retention (at matric potentials ≤ − 3 kPa) were not significantly affected and soil surface sealing was not observed. This was also confirmed by the infiltration measurements, where no significant differences in saturated hydraulic conductivity were found. From a soil conservation point of view, this study indicated that the primary tillage operation (i.e. ploughing at the beginning of July) is rather disadvantageous: the saturated hydraulic conductivity is not significantly affected, but the soil erodibility is considerably higher in comparison to a consolidated soil. Furthermore, the beneficial effects of the wheat stubble on soil and water conservation are lost by the tillage operation.     

基于遥感的现代与传统农业区域土地利用格局差异分析

该文以黑龙江省富锦市为研究区,以第二次土地调查数据库成果为数据源,基于GIS平台和景观指数法分析国营农场辖区即现代农业区和地方政府辖区即传统农业区的土地利用景观格局的差异,旨在为土地整治项目布局提供依据。结果表明:研究区内林带、道路、渠沟构成了区域土地利用空间格局的框架,直接影响着各种地类的规模和形状。国营农场辖区即现代农业区内林带、道路、渠沟等农业基础设施纵横交错、体系健全、井然有序,林网密度为传统业农区的1.72倍,路网密度为传统农业区的1/2,渠网密度为传统农业区2.3倍。园地、林地、牧草地、其他土地、城镇村及工矿用地散布于研究区内。耕地作为区域景观的基质,遍布整个研究区,但现代农业区与传统农业区内耕地类型存在明显差别,前者水田比例明显高于后者。土地经营管理制度不同,是导致国营农场辖区与地方政府辖区土地利用格局差异的重要原因。该项研究为科学安排土地整治项目提供参考。     

基于熵权可拓模型的农村居民点整理潜力研究--以河北省太行山山前平原区为例

定量评价区域农村居民点整理潜力对于区域经济增长和社会发展具有重要意义。本文引入整理效益因素并结合经济、社会和自然因素构建区域农村居民点整理潜力指标体系, 运用熵权和可拓学理论, 对太行山山前平原区农村居民点整理潜力进行实证研究。结果表明: 不同区域农村居民点整理潜力差异较为显著, 石家庄市周边县市以及环北京市13个县市区整理潜力值为[0.7, 1.0], 属于优先整理区; 重点整理区包括保定市中部、石家庄市南部以及邯郸市北部的12个县市区, 整理潜力值为[0.4, 0.7); 邢台市、邯郸市南部以及保定市西部13个县市区整理潜力值为[0, 0.4), 属于适度整理区。根据研究结果针对不同的整理区提出了不同的整理模式, 本文建立的熵权可拓模型将有助于推进区域农村居民点进行有序整理和土地整治规划的编制。