北京市平谷区耕地面积变化及其驱动力的数理分析

以北京市平谷区为研究区域,讨论了不同地貌区耕地数量变化的空间差异及其流向,并利用多元回归方法分析了整个研究区以及各地貌区耕地数量变化的驱动机制。研究结果表明:①虽然各地貌区耕地数量变化具有空间差异性,但总体上均表现出强度大、比率高等特点;②整个研究区耕地数量变化的主要流向是园地,其次是建设用地;③对整个研究区以及各个地貌区两个层次上驱动机制的数理分析表明,不同区域耕地数量的变化是由不同的驱动因素导致的,但总体而言,其转化都是由社会经济环境和自然环境共同引起的,其中社会经济环境中的人文因素影响更大;④不论在何种地貌区域,耕地资源禀赋,即耕地本身的数量和质量,并不是一个驱动因子,说明耕地的转化程度不随耕地数量和质量的变化而变化,因此应加大对优质耕地以及重点区域耕地的保护力度。     

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。     

北京山区农村居民点整理用地转换方向模拟

农村居民点用地不同转换方向将对区域景观格局带来不同的环境效应,如何因地制宜地科学确定农村居民点整理方向是当前农村居民点整理工作中需解决的一个重要基础理论问题。该文使用CA-Markov模型对北京山区未来土地利用进行了多情景模拟,进而对其景观格局指数进行了比较分析,以反映不同农村居民点转换方向引起的不同环境效应。研究结果表明,山区农村居民点用地整理去向为耕地和园地时景观效应较差,而依靠适宜性评价结果或整理成林地则取得较好景观效应。因而,在当前北京山区农村居民点整理过程中,应审慎看待整理为耕地或者园地的普遍做法,在科学评价的基础上因地制宜地确定山区农村居民点的整理方向,使其与其周围基质相谐调以更好地优化土地利用总体格局获取最大环境效益。     

北京山区建设用地扩展及其与耕地变化关系研究

基于土地利用详查和变更数据并利用两期土地利用现状图，分析比较了北京山区建设用地空间变化历史形态，力求准确测算建设用地扩展的时空特征及其差异；并对山区建设用地景观格局动态变化进行分析，探讨了其与耕地变化的相关关系。研究结果表明山区建设用地扩展程度逐年增强，圈层性与不规则性并存，并对耕地保护产生巨大压力；将来，必须制定科学的土地利用规划对建设用地扩展进行调控，防止大量优质耕地被占用。     

陕西省耕地质量时空变化特征及其分异规律

为从省域层面、地理区域、市域层面等3个空间尺度系统分析陕西省耕地数量和质量时空变化特征及其分异规律,以期为保护耕地资源、划定基本农田区、制定耕地质量管护对策等提供科学依据。该文基于陕西省2005—2015年长时间序列的耕地分等评价数据,采用GIS的空间分析、数理统计分析、地统计学分析等方法,结果表明:1)陕西省耕地数量在2005—2015年间整体呈下降趋势,近些年通过占补平衡及高标准农田建设,减少趋势已得到遏制,基本达到耕地数量动态平衡;2)陕西省耕地质量整体不高,平均利用等11.33;近十年来全省耕地质量总体上变化不大,但呈下降趋势;3)陕北地区作为陕西省耕地后备资源,积极开展土地整治工程,同时进行生态建设,耕地数量和质量均有所提升。该项研究成果为土地整治等耕地质量建设提供科学依据,为基本农田划定、占补平衡等耕地质量管理提供了基础支撑。     

珠三角丘陵区耕地质量综合评价及指标权重敏感性分析

快速工业化和城市化给珠三角地区的耕地造成一系列土壤环境污染问题,合理评价这些区域耕地质量对指导耕地的有效利用和保护以及实现耕地数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。目前耕地质量评价中,较少考虑土壤污染因素,并且缺乏对指标的权重敏感性分析验证评价结果的可靠性。因此该文以珠三角土壤受污染区之一的增城区为例,综合考虑土壤肥力因素以及土壤环境评价指标,从土壤理化性质、农业生产条件、区位条件、土壤环境4个方面构建耕地质量综合评价指标体系,分析增城区耕地质量总体特征及空间布局与行政区域分布规律,在此基础上基于OAT(one-at-a-time)法来评估各指标权重的不确定性对评价结果的影响程度。结果表明:增城区耕地整体质量较高但优质耕地较少。在耕地质量综合评价中融入土壤污染因素,并对其进行微观定量分析,使得评价体系更全面。不同指标权重变化对耕地质量变化率影响的空间差异较大;对于同一指标,权重增加或减少的值相同时,其对耕地质量评价结果的敏感性相同。最大的MACR(mean absolute change rate)值3.558 2%远低于相应的权重变化率30%,表明评价结果总体相对稳定,该文初始确定的权重是合理的。该研究有助于国土相关部门更好地掌握土壤受污染区域的耕地质量,在空间多准则决策中减少不确定性影响。     

韩江流域下游耕地变化趋势及其驱动力——以汕头市为例

利用1949-2003年的统计资料，分析了近55年来汕头市耕地面积变化的总体趋势、空间差异和驱动因子。应用GIS进行空间分析，通过建立多元回归模型，对汕头市2010年、2015年和2020年的耕地数量进行了初步预测。分析结果表明；汕头市耕地总面积、人均耕地面积呈明显递减态势，经济发展、人口压力、农业产业结构调整和农业科技进步4类因素是影响耕地数量变化的4个主成分，其结果将为进一步研究粤东北潮汕平原耕地变化提供借鉴，为合理利用和保护耕地、促进区域可持续发展提供科学依据。     

北京山区建设用地扩展的景观表现

在描述山区景观镶嵌体水平景观格局的前提下，立足建设用地扩展的景观表现，重点测算了山区建设用地景观镶嵌体以及单一景观要素2个水平下的景观形状和分布指数变化，以系统地分析北京山区建设用地景观格局动态。研究结果表明，在北京山区的城市化进程中，山区生态建设的开展引发绿色空间不断增加，景观有向单一化、均一化方向发展的趋势。建设用地总体连通性变强，空间分布上呈现集中、密集的趋势，但尚未形成集聚效应。同时，建设用地景观的碎裂化特征也很显著，独立工矿用地则更趋不规则和破碎。应结合山区实际采取科学有效的规划措施引导建设用地的扩展。     

京津冀鲁地区耕地等别空间分布特征研究

为了总体上把握京津冀鲁地区耕地等别分布特征。该文以4省、直辖市2014年耕地质量等别县级年度更新省级汇总结果为基础,运用面积加权平均法、GIS空间分析法、数理统计分析法,揭示京津冀鲁地区耕地等别空间分布特征。结果表明:京津冀鲁区耕地等别分布为4～15等,平均等别9.5等,略高于全国总体水平,耕地类型以高等地和中等地为主;京津冀鲁各省(市)耕地等别差异明显,山东省耕地等别较高,集中在7～9等,河北省耕地等别较低,集中在9～14等;京津冀鲁区东南部县际耕地等别高于西北部;各二级指标区耕地等别分异明显,黄淮海区耕地等别较后山坝上高原区高5.7等;从耕地质量区位聚集度分析,平原区耕地等别聚集度高于山区。该研究可为区域统一规划、区域耕地资源安全、永久基本农田保护及划定、耕地占补平衡及土地整治等耕地质量管理提供依据。     

江西省耕地的动态变化及驱动因子

利用江西省1990—2009年耕地变化数据以及社会经济资料,分析了该区域耕地动态变化的时空特征,并将主成分分析和多元线性回归分析相结合,揭示了江西省耕地数量变化的主要驱动力。结果表明,江西省耕地数量变化在时序上呈现出先减少后增加的趋势;在空间上区域差异性较大,不同时期各市耕地利用动态度波动较大;江西省耕地动态变化的主要驱动因子包括经济增长、社会发展和农业科技提高3个主要类别,总体上,耕地数量变化与人口、GDP、全社会固定资产投资、3大产业、耕地产出率以及农机机械总动力之间存在着显著相关性,在第1主成分中经济和人口两大因子是主要的驱动因素,第2主成分中农业科技进步是主要因子。     

基于耕地质量评价的鄱阳湖区耕地整理规划

区域耕地质量评价是耕地整理的基础工作，为耕地整理专项规划、耕地整理项目设计提供了科学依据。从耕地整理的基本要求出发，选取耕地自然条件和耕地利用条件2个基本因素，土层厚度、土壤质地、土壤有机质、土壤侵蚀、地形坡度、排灌状况、田间道路状况、田块规整度等8个影响因子，建立耕地质量评价指标体系。采用多因素综合评判法将环鄱阳湖区12县(市)的耕地分成4个等级，分析其空间分异特征，并结合各区域耕地质量主要限制因子，提出可行性耕地整理措施，为区域耕地整理宏观控制提供了一种新思路。     

基于改进农业生态区划法的耕地综合量能指数模型构建

研究粮食产量与耕地产能间的关系以及区域差异,对于挖掘区域增产潜力,提高耕地资源利用效率,实现区域均衡增产,保障粮食安全战略具有重要意义。该文在农业生态区划法估算土地生产潜力基础上,提出基于耕地质量新内涵的耕地质量修正的耕地产能核算方法。通过探讨耕地综合产能的概念体系,构建了反映粮食产量与耕地产能关系的耕地综合量能指数模型,模型由耕地综合量能指数、耕地质量产能指数和耕地数量产能指数构成。并以曲周县为例,对该模型进行了实证研究,曲周县耕地综合量能指数为0.16,耕地质量产能指数为0.31,耕地数量产能指数为0.99,耕地总体产出效率不高,粮食增产的潜力较大,耕地粮食生产平均开发程度也不高,但数量增加潜力较小。     

耕地质量观的演变与再认识

耕地质量对农业效益、粮食安全、耕地资源可持续利用能力具有重要影响。明确耕地质量概念、构成、特点和影响因素,对于加强耕地质量基础理论研究、推动土地整治与高标准农田建设、开展耕地质量管理实践工作具有重要意义。该文在梳理当前3种主要耕地质量观、剖析质量与土地质量内涵的基础上,阐述了新的耕地质量观。主要结论如下:1)当前主要存在基于耕地自然属性、自然-经济双重属性和多重属性的3种耕地质量观,他们既存在先后演化关系,又同时并存、互有区别;2)质量是产品一组固有特性满足要求的程度,土地质量是土地满足某种利用类型特定要求的能力和程度;3)耕地质量是耕地本身的特性满足农业生产并获取经济利润,以及满足人类福祉的程度,包括地力质量、工程质量、空间质量、生态环境质量、美学与文化质量;4)耕地质量具有生产性、内在性、综合性、空间性和时间性,耕地质量受到自然要素、工程要素和社会因素及其组合特征的影响。在耕地质量的理论研究与管理实践中,应充分考虑耕地质量的综合性,防止以偏概全;应将耕地质量的客观性与耕地质量需求的主观性有机统一;应根据耕地评价目的、监测的空间尺度和时间频率,科学构建耕地质量指标及评价指标体系,以科学合理地评价耕地质量状况。     

基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量评价

耕地利用方式变化下耕地质量的变化研究意义重大。该文以浙江省耕地质量监测试点松阳县为例,以变化向量凸显耕地利用方式变化,探讨基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量变化的快速评价方法。充分考虑各特征向量之间的联系以及不同意义不同量纲元素间的共同作用问题,选择典型相关分析CCA(canonical correlation analysis)构建变化向量;采用CCA为基础的多元变化检测MAD(multivariate alteration detection)最大限度的消除相关性影响,以方差最大的形式凸显耕地利用方式变化下耕地质量的变化;选择基于高斯混合模型(GMM)的期望最大化算法(EM)快速评价耕地利用方式变化下耕地质量的变化情况。重点分析基于快速评价的耕地利用方式变化下耕地质量变化区域的空间分布及其和传统因素法的对比分析。结果表明:基于变化向量法得到的耕地质量变化结果与传统的因素法在监测耕地质量水平不变的吻合度在80%~100%以上,耕地质量水平提高的吻合度在16.6%~50%,耕地质量水平下降的吻合度在66.7%~100%。提出的基于变化向量法的耕地质量变化评价模型能对耕地利用方式变化下耕地的质量变化做出正确的评价,评价方法科学、合理、易操作推广,为合理优化配置耕地利用方式提供定量数据支撑。     

基于多层级指标的省域耕地质量评价体系构建

为了更好表征耕地质量的空间差异,服务耕地的保护与管理,合理的耕地质量评价体系更为重要。省域尺度耕地质量评价现有思路与方法的改进,能够科学量化省域内耕地质量的分布,实现耕地质量省级统筹可比。该研究试图建立以表征气候影响的熟制为控制轴,以土地条件和工程条件为评价轴的评价体系,并且构建级别评价三维魔方,创新评价结果查询模式。选择河北省内丘县为研究区进行试点评价,评价结果显示,1级地9 681.30 hm~2,占全县耕地总面积的31.88%;2级地11 708.28 hm~2,占38.56%;3级地6 739.46 hm~2,占22.19%;4级地2 112.59 hm~2,占6.96%;5级地123.55 hm~2,占0.41%,多层级指标方法评价结果对内丘县域内耕地质量的分布规律有较好的表达,与县域自然地貌条件分布趋势基本一致。评价结果与农用地分等定级成果对比分析表明,多层级指标方法技术操作简捷,显化了整治工程因素,实现了省域耕地质量可比,可为土地整治、耕地占补平衡、基本农田保护及其他有关土地管理工作提供依据。     

基于遥感的吉林省中西部耕地数量和质量空间格局变化分析

耕地数量和质量变化直接关系到国家粮食安全和社会稳定,研究粮食主产区耕地数量和质量变化具有重要的现实意义。该研究利用2000年、2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感数据和2351个样点土壤实测数据,对吉林省中西部耕地分布的空间变化和由此引起的不同质量等级耕地的时空特征进行分析。结果表明:2000—2013年期间,吉林省中西部耕地总量稍有增加,面积由5.61×104 km2增加到5.64×104 km~2,其中旱田面积增加645 km2,水田面积减少350 km~2。研究区耕地分布表现出明显的西部增加、东部减少的趋势;新增耕地最主要来源于湿地(66.04%)和草地(21.12%),传统耕作区(主要为城市周边)耕地大面积减少,其中45.08%转化为人工表面,28.85%和22.61%转化为林地和湿地;水田与旱田之间的相互转化比较剧烈。2000—2013年期间,研究区耕地质量总体呈下降趋势,净减少的耕地为一、二等地,其中一等地净减少305 km~2,长春市占96%,净增加的耕地是三、四和五等地,分别为235、148和218 km~2,主要分布在白城市和松原市。城市化占用和耕地保护政策的实施是该区域耕地数量和质量变化的主要驱动因素,研究时段内吉林省中西部优质耕地流失严重,存在突出的占优补劣问题。     

基于农用地分等修正的土地整治项目对耕地质量的影响评价

土地整治可提升耕地自然质量,改善耕地生产条件,研究土地整治项目对耕地质量的影响具有一定意义。该文以上高县2012年土地整治项目为例,在耕地质量等别年度更新的基础上,分析土地整治项目工程对耕地自然质量和生产条件的影响,通过判别耕地自然质量稳定因素和变化因素,增加土地利用修正因素构成评价体系,按农用地分等思路,从整治前后耕地质量等别的变化来研究土地整治项目对耕地质量的影响,并通过多元回归分析方法分析对耕地质量影响较显著的因素。研究结果为：整治后研究区自然质量等从9.06等提升至8.81等,利用等从6.03等提升至4.68等;土地整治项目对耕地质量变化影响较显著的因素主要有：有机质含量、土壤pH值、排水条件、灌溉保证率、田块规整度、路网密度。研究结果表明：耕地自然质量变化因素和土地利用修正因素的选取可准确反映土地整治项目工程特征,评价结果也符合耕地质量真实情况。该文的农用地分等修正方法对于整治后耕地质量评价是可行的,同时评价结果可作为土地整治绩效提供依据。     

我国耕地资源开发利用现状及研究进展

从我国耕地资源开发利用的现状入手,提出了耕地资源开发利用中存在的问题:耕地总量和人均耕地面积减少、耕地质量下降、耕地污染和生态功能退化等。然后从农作物遥感估产、土地变化监测及驱动机制研究、耕地粮食生产力和人口承载力研究等方面探讨了耕地资源及其利用领域的研究进展。最后提出了耕地资源合理开发和可持续利用的思路。     

黑龙江省耕地资源安全预警分析及预警系统的构建

耕地资源安全预警是保护耕地和实现耕地资源可持续利用的有效手段。该文以黑龙江省为研究区,从耕地保护角度,结合研究区的耕地数量、质量和生态环境3个方面,构建耕地资源安全预警指标体系,利用纵比判断法,以研究区1996-2008年耕地资源安全定量评价值为基础数据,确定研究区耕地资源安全度的阈值。应用灰色模型GM(1.1)与BP人工神经网络技术,对黑龙江省2012-2015年耕地资源安全度及变化趋势进行了预测和分析,并构建了耕地资源预警系统框架体系。结果表明,1996-2008年黑龙江省耕地资源安全值呈不规则下降趋势。2012年黑龙江省耕地资源警度为轻警、2013-2015年为中警,警度有上升趋势;2012年耕地质量略有升高,但耕地数量减少幅度较大,2013-2015年,随着耕地数量的增加,耕地质量不断下降,2012-2015年生态环境呈平缓上升趋势。耕地数量与耕地质量不协调发展是黑龙江省耕地资源在预测期主要致警原因,城市化水平、水土流失比率和抗逆指数等是影响黑龙江省耕地资源安全状况的敏感因子。该文为相关预警研究提供参考。     

黄淮海平原耕地变化及对粮食生产格局变化的影响

研究区域耕地资源时空变化特征及其对粮食生产格局变化的影响是保障区域粮食安全的重要基础。该研究采用耕地变化强度模型、分异指数模型、粮食生产空间转移模型等方法,分析黄淮海平原2000-2008年间耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产格局变化的影响。结果表明,2000-2008年黄淮海平原耕地数量净减少38.49万hm2,形成北京-保定-石家庄-邯郸-新乡-郑州和天津-沧州-济南-济宁-徐州-连云港2条耕地锐减廊道,造成粮播面积净损失46.45万hm2,而耕地质量降低则造成粮食产量净损失270.37万t。粮食播种面积和高等地的增加主导海河平原东、东南部和黄淮平原东、南部县域粮食生产能力增强,而粮食播种面积减少和低等地补充大量被占用的高、中等地则主导海河平原西、北部和黄淮平原东北、西北部县域粮食生产能力退化,为黄淮海平原粮食安全政策制定和土地利用规划提供重要依据。