喀斯特山区县域耕地占补平衡预警

科学地开展喀斯特山区县域耕地占补平衡的预警分析,提前反映耕地占补平衡变化趋势,对确保耕地占补平衡和保障粮食安全具有重要意义。运用对象属性解析法从土地利用总体规划、耕地占补平衡、人地关系、生态环境、耕地利用效果5个方面构建喀斯特山区县域耕地占补平衡预警指标体系。运用指数和法和回归分析法,对黔西县耕地占补平衡预警进行分析。研究表明,1996-2008年期间黔西县耕地占补平衡预警综合值波动性较大,预警警度分为无警、轻警、中警、重警和剧警5个级别。2009-2020年期间,黔西县耕地占补平衡预警综合值不断降低,耕地占补平衡分为无警、轻警和中警3个级别,其中,2009-2015年黔西县耕地占补平衡处于无警状态,2016年,耕地占补平衡将出现轻警状态,2017-2020年,耕地占补平衡将出现中警状态。提出稳定和提高黔西县耕地占补平衡水平的针对性对策措施。该研究可为科学调控区域耕地占补平衡和保障区域粮食安全生产提供科学依据。     

黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动因素空间分异

为精准把握黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动力,该文采用探索性空间数据分析、最小二乘法和地理加权回归,探究并明确县域尺度下黑龙江省耕地系统安全预警及其驱动因素空间分异特征。结果表明:1)黑龙江省各县域(市辖区)耕地系统整体安全警情较高。72个被评定县域中,有69个处于预警状态,处于轻警、中警和重警状态的分别有28、32和9个;2)耕地系统安全预警空间差异性和集聚性特征明显。西部警情最高,东部次之,南北轴带地区最低。正、负相关类型在空间分布上呈现鲜明的对比特征,正相关类型(高-高型和低-低型)县域以"组团"形式凸显,聚集性较强,负相关类型(高-低型和低-高型)县域较少且零星分散;3)地形及气候等自然因素和投入产出、水土资源配置等社会经济因素对研究区耕地系统安全预警有着显著的影响,且回归系数空间差异明显。研究可为合理制定缓解区域耕地系统安全警情方案提供科学依据。     

利用IANN建立县域种植业可持续发展预警模型

区域种植业系统的生存和发展易受到来自种植业经济社会、资源和环境等因素的干扰,使其可能偏离正常的运行轨道,产生各种警情。该文基于加权主成分分析算法,从优化网络初始权值入手,对误差反传BP算法进行改良,形成快速收敛和高精度的加权主成分网络模型WPCA-NN。从而将黄色预警法与非线性模拟方法巧妙结合,建立了科学合理的短期县域种植业可持续性预警指标体系和模型体系,并以黄河下游沿岸典型县市垦利和封丘为案例进行了实证研究。研究表明:1)种植业可持续性的空间尺度属性非常重要,以改进人工神经网络(IANN)为核心的县域种植业可持续性预警模型体系具有良好的可操作性。2)WPCA-NN既能反映决策者对各指标的偏好程度,又能规避经典BP算法学习速度慢和易陷入局部极小的缺陷。3)县域种植业可持续性预警实证分析达到预期结果并符合实际。2010-2014年两县警情以轻警和中警为主,资源和环境方面警兆的异常波动,尤其是权重较大的警兆指标对警情有着更为直接的影响。     

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。     

基于PSR模型的能源-生态复合区生态安全预警研究——以山西省忻州市为例

[目的]以山西省忻州市为例,探讨能源与生态复合区生态安全预警,为区域生态保护规划及区域高质量发展提供依据。[方法]基于PSR概念模型框架,从人口、资源、经济、环境、生态要素选取了21个指标建立了能源—生态复合区生态安全预警评价指标体系,采用熵值法确定权重,对山西省忻州市2000—2018年生态安全预警进行分析。[结果]①2018年忻州市14县综合预警值介于0.356 2～0.587 0之间,平均值为0.491 2,预警等级处于中警至轻警范围内。其中忻府区、定襄、五台、繁峙、静乐5县(区)警情为中警状态,其余7县(市)均为轻警状态,忻州市整体生态安全并不乐观,生态安全等级较低。②2000—2018年忻州市生态安全预警值呈波动缓慢上升趋势,警情为中警等级的县减少,轻警等级的县增加。[结论]研究区生态安全空间上呈现不均衡性,警情整体趋于改善,主要取决于系统压力中的经济、资源、环境压力趋缓。     

基于RBF模型的广东省土地生态安全时空演变预警研究

基于压力—状态—响应(P-S-R)模型构建土地生态安全预警评价指标体系,运用熵权法和RBF模型对2000—2016年广东省土地生态安全进行评价与预警研究,同时分析2012年广东省21地级市土地生态安全空间格局。结果表明:(1)广东省土地生态安全水平总体呈波动上升趋势,其中2000—2006年处于重警状态,2007—2009年处于高警状态,2010—2012年处于中警状态。2013—2016年,若不出现较大变故,全省土地生态安全将仍保持这一发展趋势,平稳中略有上升,仍处于中警状态;(2)2012年广东省土地生态安全基本上呈粤北、粤西警情高,珠三角和粤东警情低的格局;(3)影响广东省土地生态安全的主要因素包括自然灾害受灾面积比重、公路密度、建成区面积比重、人均GDP、经济密度、农民人均纯收入、自然保护区面积比重等,这些是今后调控的重点。     

基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警

定量评价区域粮食安全及客观的预警指标权重选取对于区域粮食安全至关重要。该文考虑影响粮食供给和需求等因素构建区域粮食安全预警指标体系,结合熵权和可拓学理论,建立基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警模型,并对安徽省近11a(2000-2010年)的粮食安全进行预警分析。研究结果表明:安徽省粮食安全状况可以分为3个阶段,分别是重警阶段(2000-2004年)、中警阶段(2005-2006年)和安全阶段(2007-2010年);粮食安全预警安全度变化与单项预警指标值波动基本一致,综合安全度逐渐提高。该文建立的粮食安全预警模型能够提高区域粮食安全预警能力、定量评价粮食安全状态并有效预警,为实施粮食安全过程监管提供了新思路和方法。     

村镇土地利用预警系统设计与实现

土地利用的监测、评价、预警是保证土地资源合理配置的技术依据。该文通过总结土地利用预警研究现状,从耕地保护、建设用地节约集约、生态安全3个方面出发,以村镇为研究主体,提出了土地利用预警研究的总体思路。基于已有研究成果,构建土地利用预警指标体系,研究指标值获取、指标预测预警模型选择和警度区间划定等方法,进行土地利用预警系统功能模块设计及实现。最后对北京市房山区2015年耕地利用情况进行预测预警,得出房山区部分乡镇在2015年将可能出现较为严重的耕地利用警情。结果表明,土地利用预警系统具有动态、实时的监测及预警     

黑龙江省耕地资源安全预警及调控研究

本研究从压力、状态、响应三个子系统构建耕地资源安全预警指标体系,结合Matlab编程,采用灰色关联法,引用经济学中敏感度的概念,对2005年以来黑龙江省耕地资源安全进行预警分析,在此基础上进行调控研究。研究结果表明:(1)从各子系统的安全警度来看,2005~2014年,黑龙江省耕地资源安全压力系统的警度经历了"无警-轻警-中警"的变化过程;状态系统警度基本处于"中警"水平,响应系统的警度由"轻警"上升为"中警"。2015~2019年,耕地资源安全压力系统的警度由"中警"转变为"重警",状态系统和响应系统的警度一直维持"中警"水平。(2)2005~2014年,黑龙江省耕地资源安全总体警度呈逐步上升趋势,2015~2019年,黑龙江省耕地资源安全将一直处于"中警"水平,但预警的指标值持续降低,接近"重警"的水平。(3)黑龙江省耕地资源安全需针对城市化水平、水土流失治理、盐碱地治理及防止耕地污染等方面加以调控。     

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。     

北京市顺义区土地资源竞争与土地利用变化分析

社会对有限土地资源的多样需求导致土地利用竞争的发生，其实质是一种利益竞争，结果是土地利用类型的转换。该文在界定利益相关者和土地利用竞争概念的基础上，结合土地利用变化的热点区域——北京市顺义区，诊断确定了该区土地利用的利益相关者及其土地资源利用目标，系统分析了多种土地资源利用方式对土地资源的竞争及其导所致的土地利用变化。由于对土地利用经济效益的追求，顺义区耕地不断转换为建设用地和园地，其中水田的转移速率大于旱地；农业系统内部经济效益的差异使得粮食作物的种植面积逐渐减少，而经济作物的种植面积扩大。另外，随着人们对居住环境的要求逐步提高，顺义区生态用地的扩大也侵占了耕地。     

基本农田保护区规划调控下的土地利用空间重构分析

为了提高基本农田保护区专项规划对土地利用的空间导向作用,加强基本农田建设,探索土地利用空间重构的技术方案。该文以顺义区杨镇基本农田保护区专项规划分析为例,通过划定12个基本农田保护区,利用农用地分等成果,辅助耕地邻域替代评价和适宜性评价方法,确定了保护区内设施农用地、农村居民点用地、未利用地的土地整治方向,以及整治地块的空间分布和时序安排。分析结果显示,一、二、三级土地复垦整治地块面积为459.44hm2,未利用地高、中度适应性评价面积为35.12hm2,对该部分地块的整治能有效地增加基本农田保护区内耕地的比例;农田景观指数分析结果显示,随着待整治地块向耕地转变,基本农田保护区内耕地的集中连片度不断提高。基于土地整治行为的土地利用空间重构方式,成为编制基本农田区专项规划的有益探索,深化了对土地利用规划的研究。     

县域耕地后备资源与规划期内数量质量并重的占补平衡分析

耕地后备资源是耕地的重要补充来源,在耕地占补平衡中具有重要作用,但在补充耕地能力上长期存在偏主观、重数量等情况。利用国土部新一轮耕地后备资源调查评价试点县成果,在新增耕地系数和等级折算系数的基础上提出了耕地数量与耕地数量质量并重的平衡测算方法,分析县域规划期内实现耕地占补平衡的能力。以湖南省沅江市为例,测算至2020年实现数量平衡和数量质量平衡需开发的耕地后备资源面积。结果显示,满足耕地数量平衡需开发耕地后备资源面积为1 083.37 hm2;满足数量质量并重平衡,最低需开发耕地后备资源面积1 083.37 hm2,最高需开发1 351.65 hm2。通过测算,沅江市耕地后备资源开发可满足县域耕地占补数量、质量平衡的需要,但存在较大压力,尤以数量质量并重平衡为甚。因此,明晰县域耕地后备资源补充耕地的能力有利于合理安排新增建设项目,确保实现土地利用总体规划保护耕地的目标。     

基于农用地分等修正的土地整治项目耕地质量评价

提高耕地质量是土地整治的核心任务之一。在现有国土资源调查评价成果的基础上,快速有效地在项目尺度上对整治后的耕地质量进行评价,是当前土地整治研究与实践的迫切要求。该文从分析土地整治项目对耕地质量的影响入手,甄别敏感因素及稳定因素,在农用地分等基础上,补充自然质量和生产条件修正因素,建立相应的评价体系,并以海南省陵水县典型土地整治项目进行实证分析。研究结果表明:修正后的项目区综合自然等别由4.7提升至4.2,综合利用等别由4-3提升至3.2,修正后利用等指数与基准作物实际产量的相关系数为O.86,高于修正前的O.82,说明所构建的评价体系能有效反映土地整治项目对耕地质量的影响,分析结果满足实践中耕地质量的变化评价的需要。该研究可为项目尺度土地整治耕地质量评价提供参考和借鉴。     

重庆市城市周边地区划定永久基本农田方法研究

国土资源部、农业部于2014年要求在北京、上海、广州、重庆等14个大城市周边及交通沿线将优质耕地划定永久基本农田。科学划定城市周边及交通沿线基本农田具有重要意义。本研究以重庆市北碚区为例,借助GIS空间分析技术,采用美国的LESA评价体系,选取并建立相应的评价指标体系对城市周边耕地进行质量和立地条件评价,兼顾城市周边耕地的优质性和稳定性;然后对耕地进行局部自相关分析,识别出重点保护区域;最后将LESA评价结果与局部空间自相关分析结果相叠加,筛选出基本农田区域。本研究将北碚区城市周边耕地分为优先划定区、鼓励划定区、后备资源区和不宜划定区;将优先划定区、鼓励划定区及后备资源区的一等耕地纳入永久基本农田。研究区新划定永久基本农田面积为2 310.9 hm~2,占城市周边耕地总面积的21.13%,地块平均综合分值为64.47,综合质量较优。新划定的基本农田面积比原基本农田多9.94 hm~2,且在优先划定区和鼓励划定区的优势耕地比同水平的原基本农田多2 111.79 hm~2,地块平均分值也较高。和以往的基本农田划定方法和成果相比较,本方法定量分析了耕地的质量、立地条件和空间分布特征,实现了基本农田在优质性、稳定性和空间集聚性上的统一,有利于保护优质耕地、推动城市发展转型及改善城市生态环境。     

地理空间视角下耕地资源新认知体系构建

耕地是在自然资源要素和人为活动的共同作用下，以食物生产为核心，兼具生活、生态、文化等多重功能的复杂综合体，其成为资源的本质是“空间的可利用性”。地理学特有的“要素、空间与时间相互融合的视角”为理解耕地资源空间格局、时空变化及影响、驱动因素等问题提供了重要支撑。发展地理空间视角下耕地资源综合认知理论与方法，是探索耕地保护与利用协同路径的关键环节。该文根据已有耕地资源质量、价值研究探讨耕地资源内涵，包括：解析耕地资源自然层、生计层、制度层、意识层的“要素-功能-价值”级联关系；梳理耕地资源多尺度、整体性、区域性与动态性特征。在此基础上，该文提出耕地资源认知理论框架，提出从耕地资源利用-本底-效益三方面综合认知耕地资源格局；发展耦合利用-本底-效益的耕地资源过程模型；解析文化传统、社会经济发展对农作物产量未来需求的影响机制。探讨了土地适宜性、资源环境承载力、耕地质量与价值、耕地集约利用、地理权衡、地理耦合、复杂地理系统等领域理论研究对认知耕地资源的支持。最后，从星空地-体化耕地资源感知、高性能时空数据处理、时空格局与过程分析、多情景空间模拟与优化四方面探讨耕地资源认知关键技术体系及面临难题。     

中国土地整治新增耕地时空变化及其分析

土地整治是生态文明建设的重要手段,研究中国土地整治时空变化及未来发展方向,对发挥土地整治在生态建设中的作用具有重要意义。通过对中国土地整理、开发、复垦新增耕地面积的时空变化进行分析,表明,2001-2008年土地整理、开发、复垦新增耕地分别占土地整治新增耕地的21.8%、63.2%和15.0%;土地整理新增耕地主要分布在东部区域,土地开发新增耕地以西部和东部地区为主,土地复垦新增耕地在区域与年际方面变异性较大,没有明显的规律性;2001-2011年土地整理新增耕地面积加权重心逐渐向中国西部移动,2010-2011年与2001-2006和2007-2009年相比,向西移动的距离为769.59和603.44 km;土地开发新增耕地面积加权重心在2001-2006年位于中国地理重心的北部和西部,且有从西部往北部移动的趋势,2007-2011年呈从东部往西部移动的趋势;土地复垦新增耕地面积加权重心移动的方向存在不确定性。基于以上分析,认为:在中国进行生态建设和耕地面积基本稳定的背景下,应通过土地整治规划,减少土地开发项目,并在区域间合理布局土地开发项目,防止土地开发新增耕地面积加权重心向西部移动;土地整治应以土地整理提高耕地质量、建设优质农田为主;充分发挥土地复垦对局地的生态修复及建设作用。