基于GIS的黑龙江省耕地集约利用水平的空间格局分析

利用现代信息手段研究一定尺度的耕地集约利用水平空间分布,为促进区域规模化耕地集约经营以及缩小区域耕地集约利用水平差距具有重要的作用.以黑龙江省64个县(市)为评价单元,采用熵值法和综合指数法定量计算各县(市)耕地集约利用水平,利用GIS手段和地学模型方法,分析和研究各县(市)耕地集约利用水平的空间分布.结果表明,64个县(市)耕地集约利用水平呈现4级分布,东南部耕地集约利用水平明显高于西北部,全局Moran指数,为0.23,各县(市)耕地集约利用水平趋向聚集,但聚集程度不强,耕地集约利用高值区的扩散效应不显著.     

山东省南四湖流域耕地集约利用空间分异特征

在分析耕地集约利用内涵的基础上,以山东省南四湖流域28个县(市、区)为评价单元,采用熵值法、综合指数法和GIS相结合的方法对2011年该流域耕地集约利用空间差异进行了分析。结果表明,山东省南四湖流域耕地集约利用水平受区域自然、经济和社会条件的差异影响,具有明显的区域空间分异特征,表现为湖东低山丘陵区耕地集约利用水平明显低于湖西黄泛平原区;耕地集约利用水平不同的县(市、区),其提高耕地集约利用水平的措施也不相同。     

甘肃省耕地集约利用空间分析

为分析甘肃省耕地集约利用的空间差异,以各县(区)为研究对象,首先选择耕地投入强度、耕地利用强度、耕地产出强度和耕地持续利用强度4个准则层、17个评价指标建立评价体系,运用熵值法和层次分析法综合确定各指标权重,计算出甘肃省各县(区)耕地集约利用度得分;然后,利用Arc Gis对各县(区)耕地集约利用得分进行分级;最后利用Geo Da对其进行空间自相关分析。结果表明:耕地投入强度对耕地集约利用影响最大;全省耕地集约利用整体水平较低,87个县(区)中处于集约利用较低水平的有51个;耕地集约利用水平空间差异大,嘉峪关市最高,合作市最低,嘉峪关市是合作市的45倍;耕地集约利用地域性特征明显,存在空间聚集现象,河西地区西部为耕地集约利用高值聚集区,陇中和甘南高原一带为低值聚集区。     

长沙市耕地集约利用时空变化分析

为准确把握区域耕地集约利用时间变化规律和空间分异特征,利用2001-2009年长沙市各县(市、区)土地利用变更数据和相关社会经济资料,以耕地集约利用为目标,尝试性地构建了包含3个层次、12项具体指标的耕地集约利用评价指标体系;采用以主成分分析为主的方法评价长沙市各区域耕地集约利用时序变化规律;以模糊综合评判为主的方法评判长沙市耕地集约利用空间分异特征。结果表明:2001-2009年,市辖区和东部远郊的浏阳市耕地集约利用度波动式上升趋势明显;东部中郊的长沙县耕地集约利用度经过前期(2001-2004年)短暂的上升-下降后,呈连年快速增长的态势;位于西部中、远郊的望城和宁乡2县耕地集约利用度变化轨迹基本上体现为持续稳步增加。2009年,市辖区和西部中郊的望城县耕地处于高度集约利用状态,集约利用综合评分分别为0.8638、0.8456;东部中郊的长沙县耕地处于中度集约利用状态,集约利用综合评分为0.7643;西、东部远郊的宁乡县和浏阳市耕地处于一般集约利用状态,集约利用综合评分分别为0.6902、0.6645。2种方法的集成运用为相关地区为耕地集约利用评价研究提供了借鉴,研究结果为促使长沙市在经济快速发展过程中耕地集约利用水平的提高提供了决策支持。     

陕西省耕地生产能力的时空分布

为了明确陕西省耕地生产能力的现状,该文利用2008-2010年陕西省各县平均粮食产量数据,结合GIS分析描述陕西省各县耕地实际利用强度、理论利用强度、耕地可实现增产潜力和理论增产潜力及其空间分布变化规律;利用1978-2008年陕西省粮食产量和消费数据计算耕地压力指数的时序变化规律。结果表明:耕地实际利用强度较小地区集中在陕北中部、关中西部,这些地区提高利用强度空间较大,是生产技术投入和劳动力投入的主要区域;耕地理论利用强度呈现出中西部地区高,北部和东南部地区低的分布规律;耕地压力指数时序表明陕西省自1978年以来,耕地压力年级间波动较大,近几年由于科技进步和政策导向致使耕地压力减小,耕地保护与耕地占用之间矛盾缓和;可实现增产潜力较大区域分布于陕北中部和关中西部,而陕南大部分地区可实现增产潜力较小,陕北北部和关中北部可实现生产潜力居中;耕地理论增产潜力呈东南部高,西北部低的空间分布规律,该文为陕西省耕地利用规划、土地整理和粮食安全提供科学依据。     

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。     

生态文明建设目标下的广东省城市土地集约利用时空演变分析

[目的] 探究生态文明建设目标下广东省城市土地集约利用水平的时空格局特点,促进土地可持续及集约利用。[方法] 利用熵值法确定权重测度土地集约利用水平指数,然后利用核密度估计和空间自相关分析方法分析其时空格局分布特点。[结果] ①时序方面,根据最佳自然断裂点方法将广东省土地集约利用水平值划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 4个级别。在2012—2019年期间,该区土地集约利用水平值呈现上升趋势。广东省各地级市城市之间土地集约利用水平具有一定差距,但差距在缩小。②空间方面,土地集约利用水平具有集聚的特点,在空间上的集聚态势分别为低—低、低—高、高—高3种类型的区域。高值区域主要分布于珠三角部分区域,低值区分布在粤北等区域,存在明显的空间正自相关性。同时区域间的相关性表现出整体减弱的特点。③广东省各城市土地集约利用水平在时序上存在差距,但城市土地集约利用水平得到提升。部分城市土地集约利用水平在空间上具有集聚的特点且存在关联性。[结论] 广东省各城市应朝着因地制宜的方向发展。珠三角区域应继续优化产业结构,而粤西、粤北等地区则要在政府政策的帮扶下加强区域间的联系,进而缩小区域差距。     

农牧交错带耕地数量变化对粮食产量影响的时空关联性——以内蒙古乌兰察布市为例

[目的]分析耕地变化和粮食生产的时空动态特征及其相互关联性,为研究区耕地集约利用水平的提高与粮食产量的增加提供科学依据。[方法]利用遥感解译获取的土地利用变化数据和粮食产量等统计数据,采用地理学和经济学理论、技术与方法,分析区域耕地与粮食产量的时空动态格局,构建"粮耕弹性系数"反映农牧交错区耕地资源变化与粮食生产的互动关系,揭示耕地数量变化对粮食产量的影响机理。[结果](1)1990—2000年耕地扩张明显,研究区中部、北部增加而东部减少。粮食产量逐渐上升,四子王旗粮食产量对耕地面积具有高敏感度,其它地区粮食产量对耕地数量变化的敏感度较低。(2)2000—2013年,耕地总量明显减少,耕地利用变化主要发生在研究区中部和南部,粮食产量出现先减少后增加的趋势,乌兰察布市东部和西部地区粮食综合生产能力明显提高,粮食产量对耕地数量变化的敏感度变低。[结论]1990—2013年乌兰察布市耕地数量变化对乌兰察布市粮食产量的影响显著。全市粮食产量对耕地数量变化的敏感度有着明显的区域差异,且2000—2013年的敏感度相对1990—2000年而言较低。     

山区城市建设用地集约利用时空分异研究——以玉溪市为例

受区域土地资源禀赋限制,山地区域城市建设用地节约集约利用时空变化上与平原地区有很多区别之处。为完善山区城镇建设用地评价及管理,以云南省玉溪市为例,通过构建城市区域建设用地节约集约利用评价指标体系,对玉溪市及其下辖各县(区)的建设用地集约利用程度和水平定量评价,判定土地集约利用类型,进而分析了玉溪市及下辖县(区)5年度评价指数的变化和集约用地水平的时空分异特征。结果表明:(1)区域指数之间差异明显,且各区域评价存在短板指数;(2)各县(区)的建设用地集约水平存在空间分异,市辖东部坪坝县(区)节约集约水平优于西部山地民族自治县(区);(3)玉溪市空间主要分异因素为投入产出水平、产业结构、人口聚集状况和存量建设用地供应水平。玉溪市应结合区域实际,实现山区城市建设用地集约利用要进一步加快区域经济发展,协调区域发展关系,优化资源配置,提高土地时空效率。     

1985—2018年内蒙古自治区耕地集约利用时空变化及其驱动因素

[目的] 探索内蒙古自治区耕地集约利用时空变化规律,为改善该区耕地集约利用方式,实现耕地资源可持续利用提供科学依据。[方法] 运用主成分分析方法对内蒙古自治区全区及其12个盟市的耕地集约利用水平进行综合评价,并揭示其时空变化特征及驱动因素。[结果] ①从全区层面分析,1985—2018年期间,内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,耕地集约度由63.30增长至88.12,增幅高达39.21%,耕地集约利用总体呈波浪式增长。②从空间层面分析,通过自然分界法将内蒙古自治区各盟市耕地集约利用水平划分为5个等级,其中巴彦淖尔市和呼伦贝尔盟为高度集约型(Ⅰ级),锡林郭勒盟、兴安盟、阿拉善盟、鄂尔多斯市为较集约型(Ⅱ级),呼和浩特市为一般集约型(Ⅲ级),赤峰市、通辽市为较粗放型(Ⅳ级),乌兰察布市、包头市、乌海市为粗放型(Ⅴ级)。③从驱动因素分析,人均GDP、农民人均可支配收入、财政用于农业支出以及第一产业固定资产投资额对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著正向驱动作用,而第一产业生产总值、城镇化率以及治理水土面积对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著负向驱动作用。[结论] 内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,未来应规范耕地流转,加强耕地用途管控,协调产量与生态的关系,进一步提高耕地集约利用程度。     

生态脆弱区土地生态安全动态评价——以河北省张家口市为例

[目的]通过研究河北省张家口市土地生态安全的演变趋势及时空差异特征,旨在为张家口市土地资源管理及可持续利用提供科学依据。[方法]从土地自然基础状况、土地利用状况、土地污染、退化状况、土地景观格局状况、土地生态建设状况及土地社会经济状况6个方面构建张家口市土地生态安全评价指标体系,运用综合指数法对张家口市2000和2010年土地生态安全状况进行动态评价,分析其土地生态安全动态变化趋势及其空间异质性特征。[结果]2000—2010年张家口市多数区县的土地生态安全评价综合指数呈增长趋势,且土地生态安全状况多处于安全、较安全及敏感态,土地生态安全状况处于风险态和恶劣态的区县主要集中在中部市区及其周边地区。[结论]近10a来,张家口市土地生态安全状况总体变好,这与退耕还林还草工程及其他生态建设工程的实施具有密切关系。     

基于LMDI模型的黄淮海地区县域粮食生产影响因素分解

实现粮食的持续稳定增长是保障区域粮食安全的关键。分解各因素对粮食生产的作用及影响强度,识别其主导因素,对提升粮食产量具有积极意义。该文运用对数平均迪氏分解方法（logarithmic mean weigh division index method,LMDI）建立因素分解模型,定量评价并对比分析1980-2010年间黄淮海地区县域粮食生产变动的区域因素。结果表明,1）1980-2010年间,黄淮海地区粮食产量增加了1.01亿t,县域粮食产量“南高北低”的空间分异格局明显,苏北、皖北、豫东和鲁西地区的粮食增产显著;2）4个因素中,粮食单产对粮食产量变化起到显著的正向促进作用,复种指数次之,而粮作比例和耕地面积在较大程度上抑制了黄淮海地区粮食产量的增加;3）县域粮食生产因素分解结果表明,县域之间在耕地面积、复种指数、粮作比例和粮食单产效应方面存在明显差异。总体而言,粮食单产效应叠加上复种指数效应使苏北、皖北和豫东多数县域粮食总产量显著增加;而粮作比例效应、复种指数效应和粮食单产效应的叠加使鲁西县域的粮食总产量增加明显。     

基于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“社会-经济-生态”模型的福建省城镇土地利用绩效空间差异研究

[目的]评价福建省城镇土地利用绩效的水平及其空间分布差异,为福建省土地利用绩效的优化提升提供科学依据。[方法]分别从社会绩效、经济绩效、生态绩效3个维度构建福建省城镇土地利用绩效评价指标体系,采用AHP法和主成分分析法确定权重,运用协调度函数计算分析福建省土地利用绩效水平。[结果]福建省9个设区市城镇土地利用绩效水平呈现"西低东高,北低南高"的特征格局,各设区市的土地利用绩效水平差异较为显著。社会、经济、生态3个绩效子系统分别具有不同的空间分布特征,其中社会绩效与经济绩效2个子系统呈现较强的空间集聚特征,而生态绩效子系统的空间分布趋势则较为分散。福建省9个设区市的城镇土地利用综合绩效可以划分为4种绩效类型:高度绩效区为厦门市;中度绩效区包括泉州市与福州市;较低绩效区为漳州市;低度绩效区包括莆田市、三明市、南平市、龙岩市和宁德市。[结论]福建省各设区市土地利用绩效水平差别较大,各个设区市土地利用绩效评价系统内部各子系统发展具有不均衡性,协调度整体水平与经济发展水平有较大关系,绩效内部的协调度体现为高绩效区带动下的周边区域整体水平趋高。     

陕西省城镇化与耕地利用生态效率耦合协调时空分析

[目的]探究陕西省耕地利用生态效率与城镇化进程的耦合协调关系,为陕西省城镇化开发和耕地保护相关政策制定提供理论依据。[方法]基于陕西省2005—2019年各县域面板数据,建立耕地利用生态效率评价指标体系和城镇化发展水平评价指标体系,测算县域单元耕地利用生态效率及城镇化水平,采用耦合协调度模型探索两者间的耦合协调关系,利用空间自相关方法分析各县域单元耕地利用生态效率和城镇化发展的空间格局演化特征。[结果]2005—2019年陕西省耕地利用生态效率水平由0.765下降至0.684,但整体耕地利用生态效率值相对较高,且县域间存在空间差异性,各区县耕地利用生态效率以团块状聚集,陕北、关中和陕南地区间差异随时间逐渐缩小;2005—2019年陕西省综合城镇化水平提高了198.24%,整体呈“中部高、南北低”的分布态势,关中地区是人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化的核心区域,变化速率整体表现为：经济城镇化>人口城镇化>土地城镇化;2005—2019年,陕西省县域单元耕地利用生态效率与城镇化耦合度等级主要处于低水平耦合向拮抗耦合过渡阶段,25%的区县耦合度有所提高;2005—2019年,陕...     

湖北省粮食生产及其影响下的土地资源承载力格局

[目的]为科学评估湖北省土地资源和人口可持续发展现状,对湖北省1949—2012年的粮食生产特征和土地资源承载力进行分析。[方法]通过引入粮食生产相对波动指数、土地资源承载力模型和土地资源承载指数模型进行详细评估。[结果]研究期内湖北省粮食生产呈周期性波动特征,生产过程受自然灾害和政策影响显著,平衡外界影响因素能力薄弱,容易出现起伏;人口增幅小于粮食产量增幅,人均粮食占有量呈4个明显波动周期;2012年湖北省土地资源承载力主要以人口超载、粮食短缺为主要特征。中部平原湖区耕地资源丰富,人粮关系协调,为粮食盈余区域;西部山区和东南部武汉城市圈耕地资源缺乏,人口压力较大,粮食短缺,为人口超载区域。[结论]保护耕地,发展农业科技,提高单产,扩大农业生产规模和稳定粮食生产政策是切实保障湖北省农业稳定发展的重要途径。     

基于DEM的烟台市农用土地适宜性评价

[目的]根据"耕地优先,兼顾园、林、草用地"的原则,进行烟台市农用土地适宜性评价,为烟台市土地合理利用提供理论依据。[方法]以山东省烟台市为研究区域,以DEM数据为基础,运用ArcGIS的空间分析功能提取海拔高度、坡度、地表起伏度,结合有效土层厚度因子,确定最佳农用土地适宜性评价指标体系,生成耕地、园地、林草地的适宜性等级分布图,最终得到烟台市农用土地适宜等级的空间布局。[结果]与烟台市第二次土地调查数据进行对比,烟台市目前的土地利用以耕地为主,占土地总面积的33%,大于适宜性耕地面积;实际园地面积小于适宜性面积;林草地的实际面积略小于适宜性面积。[结论]烟台市土地利用存在一定的不合理性,具有一定的调整空间。     

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。     

基于RS和GIS的滨州城区土地利用变化研究

[目的]研究山东省滨州城区在城市化过程中的土地利用变化规律,为城区土地合理规划和利用提供参考。[方法]以Landsat影像为主要数据源,获取滨州城区1996—2014年5期土地利用分类信息,引入土地利用动态度、转移矩阵和土地利用空间重心,定量分析城区土地利用时空变化规律。[结果]1996—2014年,耕地以平均3.63%/a的速率减少,林地、水体和建设用地表现出增加的趋势,变化率分别为5.43%/a,0.79%/a和5.70%/a。林地和水体以转出为主变为转入量大于转出量,2005—2009年时段林地转入量出现峰值,2001—2005年时段水体转入量达到峰值。耕地和建设用地重心分别位于市政广场的西南侧和东侧,耕地重心往西南方向远离市政广场,建设用地重心往西迁移逐渐靠近市政广场。[结论]城区土地利用变化表现为耕地面积不断减少,林地和水体面积先减后增,建设用地面积不断增加的总体趋势,土地利用转移主要发生在耕地和建设用地之间,林地和水体转移受城区水利工程和绿化工程实施的影响较大,建设用地重心迁移与西城区的开发建设密切相关。