近30年西藏耕地面积时空变化特征

耕地对保障粮食安全、促进社会经济发展起着至关重要的作用。西藏生态环境脆弱,深入了解西藏耕地分布及其变化过程,可以为指导西藏农业发展、保障生态安全提供参考。本研究以4期遥感资料为数据源,采用土地利用动态度、土地利用区位指数和土地区域差异模型,对1980-2010年西藏耕地面积时空变化特征进行研究。结果表明:1)近30 a西藏耕地面积总体呈增长趋势,从3 252 km2增加到3 703 km2,占西藏土地总面积的比例从0.27%上升到0.31%,年变化量15.37 km2,年变化率0.46%。2)西藏耕地主要分布在日喀则、拉萨、山南、昌都4个地区,海拔3 800~4 200 m之间,28°~30°N地区,其中拉萨、海拔3 800~4 000 m、28°~29°N是耕地最为集中的地区。3)近30 a西藏耕地相对增加较快的是昌都地区、海拔3 200 m以下和4 200 m以上地区、30°~33°N地带,西藏耕地的变化表现出向高、低海拔地区、纬度较高地区扩展的趋势。近30 a西藏耕地的时空变化特征是气候等自然地理条件与人类活动综合作用的结果。     

东北黑土区耕地分布解译的遥感数据源对比

为了解国家基础地理信息中心的全球地表覆盖遥感制图数据(Globalland30-2010)和中国科学院全国1∶10万比例尺土地利用数据库2010年度更新数据(LUCC-2010)在东北黑土区耕地范围界定研究中的适用性,选择位于东北典型黑土区的北安市、克东县、龙江县和梅河口市为研究区,利用高空间分辨率的地方土地利用数据建立耕地漏分和误增两个指标,对两种数据进行对比分析。研究结果表明:在耕地连续均匀分布的地区,两种数据的耕地精度都比较高;在林地和耕地混合分布区域,Globalland30-2010高估了耕地面积;在耕地和草地、水域混合区域,LUCC-2010低估了耕地面积。Globalland30-2010的总体精度略高于LUCC-2010,但是LUCC-2010耕地一类的精度高于Globalland30-2010。     

基于模糊证据权模型的青藏高原区土地适宜性评价

在中国耕地保护形势日益严峻的情况下,如何在青藏高原区有效地开发耕地后备资源备受关注,开展自然质量适宜性评价研究是进行耕地后备资源开发利用的重要前提。该文以西藏一江两河流域为典型研究区,选取地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4个方面的8个因子,引入知识与数据驱动一体化的模糊证据权模型,得出全域耕地后备资源自然质量适宜性等级,并与综合指数模型评价结果进行对比分析。结果表明：1）模糊证据权模型的评价结果显示, 99.38%的耕地"参照物"处于适宜性三等以上,说明该模型能有效评价耕地后备资源自然质量适宜性;2）对比综合指数模型评价结果中90.83%的耕地"参照物"处于三等以上,说明模糊证据权模型较综合指数模型在某种程度上能够更好地克服评价因子权重确定的主观性和自然条件多样化所带来的计算复杂性等问题;3）研究区11 434.1 km2耕地后备资源在自然质量上具有不同程度的适宜性,其中一等占9.6%,二等占5.5%,三等占38.6%,四等占22.8%,五等占23.4%;耕地后备资源开发可以重点关注日喀则市、贡嘎、扎囊、拉孜、乃东、拉萨市和白朗等县市。该文可为耕地后备资源适宜性评价提供方法借鉴,并为西藏一江两河流域耕地后备资源的合理开发提供依据。     

耕地地力调查中北方平原-山地复合区耕地资源遥感提取方法

耕地资源信息的准确获取是耕地地力调查和评价工作的重要内容。针对平原-山地混合区的地物光谱特征混杂严重的特点,该文选择山东省青州市为试验区,研究平原-山地复合区的耕地资源遥感提取方法。在基于波谱知识的分类试验以及监督分类试验基础上,提出了将知识分类和监督分类相结合的耕地资源信息提取方法：根据监督分类的误差评估报告,采用将漏分的像元补充进来而将错分的像元剔除的方法确定各类型所包括的像元,然后,结合光谱、经验知识、土地利用现状信息、地形地貌和耕地地力调查等资料,建立各耕地资源类型的提取规则。研究结果表明,该方法的精度较高,总体精度为88.57%,实现了该地区快速和较高精度的计算机自动分类,达到了实际应用的精度要求,该方法可为有类似情况的县市提供参考。     

山东低山丘陵土地整治区耕地生态价值评价

耕地具有重要的生态价值,但难以定量评价。低山丘陵是中国土地整治的重要区域,整治前后耕地生态价值发生变化。该文以山东省莱芜市里辛土地整治项目为例,基于生态服务价值评价理论,采用替代法、市场定价法等方法,探讨了低山丘陵土地整治区耕地生态价值评价方法及整理前后耕地生态价值变化。结果表明,研究区耕地气体调节、营养循环、水源涵养和土壤保持4种生态服务功能的整理前后总价值分别为428.61和774.90万元,耕地具有较高的生态价值,其中气体调节价值最大。整理后耕地生态价值比整理前增加346.29万元,增值率80.79%,土地整理生态效益显著,其中气体调节价值增加最多。该研究方法对耕地生态价值定量评价有借鉴意义,评价结果可为莱芜市里辛土地整理绩效评价提供科学依据。     

基于多尺度分形特征的ETM+影像耕地提取

耕地是重要的农业资源,如何利用经济可行的遥感技术快速准确地提取耕地已成为研究的热点和难点。以北京密云县为研究区,建立了基于多尺度分形特征的ETM+遥感影像提取耕地的方法：将计算表面分形维的双层地毯法用于计算每一个像元的上分形信号和下分形信号,并对上分形信号和下分形信号进行耕地特征分析;选用下分形信号的第3尺度和第4尺度做差值处理进一步增强耕地信息,利用简单的图像分割提取出密云县耕地信息的空间分布;基于ArcGIS的空间分析利用密云县同期的土地利用现状图进行耕地信息提取精度评价。结果表明,全县耕地总面积精度达到91.0%,全县耕地点位匹配精度达71.8%;耕地中的旱地提取精度较差,而耕地中的水浇地和菜地提取精度较高,点位匹配精度可以达到86.6%。该方法可快速有效地提取出耕地信息,也可供以后耕地信息的相关研究参考。     

基于资金盈亏平衡的江苏省耕地保护区域补偿研究

[目的]基于资金盈亏平衡视角对江苏省进行耕地保护区域补偿的系统性研究,为耕地保护制度的完善提供理论支撑与实证借鉴。[方法]尝试将耕地资源非市场价值纳入耕地保护补偿分区的影响因素,运用补偿标准调整耕地需求量进而倒推补偿分区,测算资金在区域内封闭运行时各地区耕地保护补偿或受偿金额。[结果](1)2010年江苏省耕地保护区域补偿价值标准为5.685元/(m2·a)(包括耕地经济、社会和生态价值补偿标准),江苏省各省辖市可划分为5个耕地赤字区与8个耕地盈余区,省内资金盈亏平衡时耕地赤字区5市应向耕地盈余区8市支付补偿金额3.78×1010元;(2)一般而言,经济相对发达地区多为耕地赤字区,经济相对欠发达地区多为耕地盈余区。[结论]中国应建立耕地保护区域补偿制度,完善激励机制,同时应提高规划的科学性与合理性。     

基于土地整理的耕地经济价值评定及其变化

耕地经济价值评定是土地整理重要技术工作之一,其评价结果是土地整理经济效益评价的重要依据。该文以莱芜市里辛土地整理项目为例,采用GIS技术、实地调查和室内分析相结合,探讨了基于土地整理的耕地经济价值评定指标体系、评价方法及整理前后价值变化。研究结果表明,研究区在土地整理前后,耕地经济价值的级别空间分布、面积和总价值都发生很大改变。整理前耕地主要是旱地,经济价值级别主要为二、三和四级地,占总耕地面积的87.20%,一级地很少;整理后耕地全部为菜地和水浇地,级别基本为一、二级地,占总耕地面积的99.88%。整理后的耕地经济总价值是整理前的1.286倍,土地整理经济效益显著。该研究方法对土地整理耕地经济价值评定有借鉴意义,评价结果可为莱芜市里辛土地整理绩效评价提供科学依据。     

工业化区域撂荒耕地空间格局演变及影响因素分析

该文以箱包产业发展迅速的河北省高碑店市为研究区,基于1999-2001年、2007-2009年、2015-2017年间18期Landsat TM/OLI数据,采用CART决策树分类方法提取出研究区的撂荒耕地范围并分析其空间格局变化及影响因素。研究表明:1)对CART决策树分类结果进行精度验证,18期影像的分类精度介于87.5%～96.4%之间,可以满足本研究的精度要求。2)高碑店市耕地撂荒类型以季节性(春季)撂荒为主,并且季节性撂荒和常年撂荒的耕地面积均呈现出逐渐减少的趋势。3)耕地撂荒的主要形式由大规模集中式撂荒向小规模分散式撂荒转变。4)农村工业发展是导致耕地撂荒的主要驱动因素,距离产业中心越近的地区其耕地撂荒率越高;交通条件及耕作半径也在一定程度上影响耕地撂荒,但其影响程度逐年减弱;作物收益水平差距导致耕地撂荒呈现出季节性差异,而耕地流转能有效抑制当地耕地撂荒现象。该研究结果能为全国其他类似地区的撂荒耕地研究提供参考,并对制定保障国家粮食安全以及促进区域可持续发展的相关政策提供依据。     

面向对象的土地利用/覆盖遥感分类方法与流程应用

为了进一步提高干旱/半干旱地区土地利用/覆盖分类精度,该文以新疆石河子垦区为研究区,利用NDVI时间序列分析的方法确定了土地利用/覆盖遥感分类最佳时相组合;采用最佳指数因子OIF对参与图像分割的谱段进行选择;选择不同分割参数建立4级分割层次,构建了不同尺度的分类对象;针对其不同特点,分别选择基于知识的模糊分类和基于样本的监督分类方法;建立了面向对象的土地利用/覆盖遥感分类流程。采用地面实测数据对分类效果进行评估,与基于像元的分类方法相比,该文方法能够获取更高的分类精度,可为同类的研究与应用提供借鉴。     

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。     

城乡建设用地挂钩中补充耕地质量等别确定方法

针对目前城乡建设用地增减挂钩工作补充耕地质量无法保证的现状,该文以农用地分等成果为基础,构建了“事先(专项规划环节)-事中(实施规划环节)-事后(归还环节)”3个环节的补充耕地等别评定程序;并针对“挂钩”不同环节中补充耕地的“状态”不同,构建补充耕地等别不同评定方法.诸如:在专项规划环节构建运用相邻地域法、最低限值法来“模拟”补充耕地的自然质量属性值,并计算相应自然质量等别,最后利用各等别面积权重值计算出全部拆旧地块补充耕地的自然质量综合等别的评定方法;在实施规划环节构建利用复垦方案中复垦工程标准,采用目标值法给拆旧地块补充耕地自然质量属性赋值,并计算相应的自然质量等别.最后利用构建的“挂钩”中补充耕地评定程序和方法,对沈北新区城乡建设用地增减挂钩项目进行实证分析,并取得了较好预期效果.     

流域坡耕地利用与综合治理研究——以重庆市黔江区为例

重庆市黔江区地处武陵山区腹部,属于典型的山区地貌,15°以上的坡耕地面积占耕地总面积的84.52%,面积大,范围广,集中分布在全区三大流域。在分析区域坡耕地利用状况的基础上,针对坡耕地利用中存在的水土流失严重、生态环境日益恶化的问题,提出了以小流域为治理单元对坡耕地进行综合治理。     

黑龙江省巴彦县耕地资源价值体系及价值定量测算

耕地资源不仅具有经济价值,还具有社会价值和生态价值。其社会价值和生态价值往往在政府决策及耕地流转交易中被忽视,导致大量耕地资源被过度开发及低效利用。全面显化耕地资源价值,有利于耕地保护和农业可持续发展。以巴彦县为例,在界定耕地资源价值内涵基础上,借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法及成果参照法等研究方法,对耕地资源经济价值、社会价值和生态价值进行了测算。结果表明:（1）巴彦县耕地资源每年提供的功能价值高达672 415.79元/hm²,其中,经济价值为67 661.78元/hm²,社会价值为573 852.33元/hm²,生态价值为30 901.68元/hm²,耕地资源总价值是显化的耕地资源经济价值的9.94倍;（2）巴彦县耕地资源价值以社会价值为主,占其总价值的85.34%,而经济价值和生态价值分别占其总价值的10.06%和4.60%,其中,耕地的社会价值主要体现在社会保障功能上,占其社会价值的67.52%。合理确定巴彦县耕地资源的真实价值,对维护市场等价交换交易,激励农民自觉经营生产和保护耕地,促进区域农业经济的健康稳定发展有一定现实意义。     

自然因素与社会经济因素对耕地质量贡献率研究

以标准粮产量作为耕地质量指标,在CIS支持下,研究了自然因素与社会经济因素对南阳市卧龙耕地质量的贡献率问题。结合LESA的评价模式,将耕地质量评价分为自然因素评价和社会经济因素评价两个部分,然后根据耕地质量综合分值与标准粮产量的相关关系确定自然因素与社会经济因素对耕地质量的贡献率。结果表明,在卧龙区,自然因素与社会经济因素的最佳贡献率比例为3∶2,而不是美国1983年LESA手册所规定的1∶2,同时阐明了耕地质量内涵的不同是产生该差异的根本原因。该研究结果为提高耕地质量评价结果在土地管理工作中的高效应用提供了基础数据与研究思路。     

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。     

GIS支持下的鄱阳湖生态经济区耕地资源可持续利用评价

以地理信息系统(GIS)叠加分析和多因素综合加权法为技术方法,从资源、环境、经济和社会等四个方面选择11个评价指标,在适宜性评价的基础上,应用实地调查和统计数据对鄱阳湖生态经济区耕地资源利用进行可持续评价。结果表明:鄱阳湖地区耕地资源的可持续利用水平较高,其中高度可持续和中度可持续利用的面积比例达到69.05%,不可持续的只有5.23%,说明鄱阳湖地区农业生产能力较强、农业生态环境较优、农业经济水平较高。研究结果可为区域耕地资源利用与保护、农业结构调整提供科学依据。     

半岛丘陵区城市周边永久基本农田划定研究——以山东省海阳市为例

基本农田红线是土地利用总体规划"三线"划定的重中之重,城市周边永久基本农田的划定是基本农田红线划定工作中的难点。本研究以半岛丘陵区山东省海阳市为例,以"三线"协同划定的思想为切入点,采用生态优先、建设用地严格举证、优质耕地尽量划入永久基本农田和市场配置资源的思路,将生态安全网络构建、建设用地适宜性评价、耕地质量综合评价等多种方法有机结合,并对土地评价和立地分析(LESA)方法进行改进,通过Arcgis空间分析功能,综合划定海阳市城市周边永久基本农田。结果表明:1)生态安全网络中耕地面积为12.11 hm~2,优先建设区与重点建设区中已举证的耕地面积为154.99 hm~2,此部分耕地均不适宜划入永久基本农田。2)根据耕地综合质量分值将耕地划分为4个等级,其中,优先划入型和适宜划入型耕地,自然质量和立地条件均比较优越,可划定为永久基本农田,重点调控型和后备资源型耕地则不宜划入;其中优先划入型耕地面积为458.05 hm~2,将其中427.82 hm~2划入永久基本农田,适宜划入型耕地面积为771.83 hm~2,将其中500.67 hm~2划入永久基本农田。3)划定后城市周边永久基本农田面积1 305.22 hm~2,新划入永久基本农田的耕地面积为928.49 hm~2,占城市周边耕地总面积的60.26%,永久基本农田保护率提高了42.66%,永久基本农田中耕地的国家利用等平均值(9.04)高于全市耕地平均利用等别(9.56),且坡度均低于15°。4)城市周边生态安全用地、永久基本农田、建设用地空间布局更加优化,有利于城市的有序发展和土地的可持续利用。本研究采用基于改进的LESA评价方法,并综合考虑生态安全用地、永久基本农田和建设用地的空间布局,丰富了永久基本农田划定方法,达到了海阳市城市周边永久基本农田划定目标;同时研究结果具有较强的实用性,为海阳市永久基本农田的保护和土地利用总体规划"三线"划定工作提供了科学依据。     

哈尔滨市耕地利用效益特征分析

提高耕地利用效益是缓解粮食供应压力的有效手段。以黑龙江省粮食主产区哈尔滨市为例,从经济效益、社会效益及生态效益3个方面构建耕地利用效益评价指标体系,以哈尔滨市1997-2006年的数据为基础,运用熵值法确定各指标权重,并通过建立协调度模型,定量评价出1997-2006年哈尔滨市耕地利用效益系统协调度。结果表明:1997-2006年哈尔滨市耕地利用系统协调度处于波动状态,耕地综合利用效益并不稳定,但总体呈上升趋势。耕地利用经济效益和社会效益协调度变化不大,综合效益与生态效益的协调度曲线走势趋同,表明哈尔滨市耕地利用综合效益主要受生态效益的影响。最后从根本上提出有效措施实现哈尔滨市耕地利用效益的提高。     

县/市尺度农用地整治新增耕地潜力评价——以浙江省温州市为例

[目的]探索提高县(市)尺度农用地整治新增耕地潜力评价效率、精度,降低评价成本的方法,为土地利用总体规划和土地整治专项规划提供参考。[方法]以GIS全域空间分析方法为主的农用地整治新增耕地潜力评价技术方法体系,即基于区域"二调"更新、土地利用总体规划、农用地整治经验等国土数据成果,在现阶段县/市尺度农用地整治新增耕地潜力评价技术思想及技术原则下,先确定待整治农用地规模,再测算新增耕地面积,最后计算新增耕地系数,进而进行新增耕地潜力类型区划分。[结果]温州市农用地整治新增耕地潜力测算结果合理,且具有较强的实用性。[结论]该技术方法体系实现了从基础图件数据输入整理、到潜力测算评价、再到成果图表输出的程序化操作,不仅有效提高县/市尺度农用地整治新增耕地潜力评价效率,降低评价成本,而且紧密衔接于当前土地管理工作实际,具有较高的推广应用价值。