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。     

黄土丘陵沟壑区耕地细碎化评价与土地整治工程分区——以吴起县为例

为研究黄土丘陵沟壑区耕地细碎化的特征,提高农业机械化水平,以延安市吴起县为研究区,以行政村为单元,基于ArcGIS与Fragstats软件,运用景观指数、地理探测器等方法评价了吴起县的耕地细碎化程度,分析影响因素,并划分土地整治工程分区。结果表明:(1)吴起县耕地综合细碎化程度总体较高,各程度细碎化的行政村数量排序为中度细碎>重度细碎>轻度破碎。轻度细碎化集中分布于吴起县北部,重度细碎化主要分布在中部、南部、西南部,中部地区的重度细碎化呈现出西北—东南走向的条带状。吴起县耕地细碎化的主要类型为面积细碎化,形状细碎化与分布细碎化程度相对较低。(2)吴起县耕地综合细碎化的主要影响因素为高程、坡度、距河流的距离、距农村居民点的距离,影响力大小排序为距河流的距离>坡度>高程>距农村居民点的距离。坡度、距河流距离分别与距农村道路距离、距农村居民点距离有很强的交互作用。(3)基于耕地细碎化评价与影响因素分析结果,划分土地权属调整区、土地平整工程主导区、农田水利工程主导区、农村道路工程主导区、土地工程综合整治区共5个整治工程分区,为吴起县耕地细碎化整治提供方向性引导。可见,吴起县耕地细碎化水平较高,空间异质性较强,主要受地形、水源、耕作便利性等多因素影响,需要以权属调整、土地整治等手段改善。     

集成"质量-格局-功能"的中国耕地整治潜力综合分区

面向新时期耕地资源多功能综合保护的新要求,科学评价耕地整治潜力,合理确定整治分区是聚焦"新三农"、服务国土综合整治的有力抓手。该研究围绕耕地自然资源禀赋、空间格局、要素功能等3方面,构建了集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价指标体系,在对全国耕地进行整治潜力综合评价的基础上,采用k-means聚类方法划定耕地整治潜力综合分区,得到以下主要研究结果:1)通过构建集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价框架,采用"一级区-二级区-三级区"3个层级的潜力分区体系,并结合"聚类区域+农业格局+整治类型"的分区方法开展耕地整治潜力综合分区,对因地制宜布局农业生产格局、差别化开展新时期国土综合整治具有积极作用;2)中国耕地资源整治潜力在质量、格局及功能之间存在显著的空间分异,质量改善潜力区主要分布于长江流域、海河流域和淮河流域等地区;格局优化潜力区主要集中于黄河流域、东南诸河流域、内陆河流域及长江中下游等地区;功能提升潜力区主要分布于长江流域、珠江流域及内陆河流域等地区;3)采用k-means空间聚类分析方法,从整治潜力视角将中国耕地资源划分为7个一级分区、38个二级分区和409个三级类型区。研究结果有利于因地制宜推进以全要素整合为核心的耕地综合整治,提高耕地资源供给服务能力及区域农业资源配置效率。     

基于景观指数的巢湖流域各县区耕地细碎化研究

选取巢湖流域14个县区为研究对象,基于2015年高分一号遥感影像数据提取了巢湖流域耕地的空间分布数据,以景观格局为视角,构建基于6个景观指数的耕地细碎度度量指标体系,并进行了主成分分析,形成两个主成分（F₁,F₂）的耕地细碎化综合测算模型,以期为巢湖流域的土地整治工作提供理论基础和可行建议。结果表明:所选取的6个景观格局指数综合了面积、形状和分布等因素,是度量巢湖流域耕地细碎化程度的重要指标体系;主成分分析法的前两个主成分方差累计贡献率达96.969%,能够表达6个原始景观指数的大部分信息,其中,第一主成分是描述斑块平均面积和分布的综合指标,第二主成分是代表斑块形状信息的综合性指标。巢湖流域各县区耕地细碎化空间差异大,东部细碎程度最低,可大力促进农业规模化的发展;西部和南部四个县区细碎程度中等,主要与原始地形起伏较大有关,建议通过平整土地、合并零星地块的方式降低细碎度;北部三个县可以通过土地整治规整田块形状来降低耕地细碎化;合肥市所辖四区耕地细碎程度最大,与城市的扩展对农田的占用具有一定的联系,在城市发展中应当合理考虑城市拓展与耕地保护的关系。     

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。     

基于空间聚类的平原旱作农区土地平整单元区划分方法

平整工程是土地整治项目的重要组成部分,其工程量和投资都占整个项目的很大比例,平整过程中通过合理规划土地平整单元区可以有效降低工程投资,并最大限度地满足农业生产需求。该文提出通过空间聚类划分平整单元区的方法,并基于工程量、平整度和单元区斑块规则度构建了用于确定最佳分区数及其平整单元区分布的目标函数。采用该方法对研究区进行平整单元区划分并计算相应评价参数,结果表明:随着分区数的增加工程量逐渐降低、分区间高程差升高,平整度下降、分区形状指数减小规则度升高,目标函数值随分区数增加呈现先降低后升高的趋势,根据目标函数的低谷可确定最优分区数目;相对于经验法,空间聚类法的工程量下降24%,高程极差下降11%,对于平整后项目区的平整工程量和平整度有较大地改善,但分区斑块形状指数增大11%,分区规则性降低,因此在实践中可将空间聚类法划分结果作为基础,再依靠专家经验对方案进行调整,以充分发挥2种方法各自的优势。     

基于限制因子的粤北丘陵山区耕地宜机化整治分区

耕地宜机化整治是推进丘陵山区农业机械化的重要途径。该研究以粤北为研究区,以行政村为评价单元,基于限制因子可改良程度,运用加权求和法和改进障碍度模型确定整治潜力和难度,进而运用四象限法划定耕地宜机化整治分区。结果表明：1）高潜力整治区主要分布在丘陵山地,低潜力整治区主要分布于盆地。2）机耕道建设数量不足,地块较为分散,地块形状不规整是制约研究区耕地宜机化的主要原因。3）按整治潜力和难度,分为优先整治区、稍加整治区、全面整治区和后备整治区,面积占比分别为10.48%、46.57%、34.52%和4.80%。4）制定耕地宜机化整治专项规划,出台相关技术标准,因地制宜,建设为互联互通地块、水平条田、水平梯田、缓坡旱地、梯台旱地等不同类型宜机化耕地。基于整治潜力和整治难度的耕地宜机化整治分区方法能够用于耕地宜机化整治规划,利于后续耕地宜机化整治决策,研究结果在一定程度上指导耕地宜机化整治时序安排。     

基于地理加权回归的青龙满族自治县耕地细碎化及影响因子分析

以青龙满族自治县为例,依据景观生态学相关理论,重点从地块平均面积大小、地块形状的规则度以及地块分布方面选取平均地块面积、边界密度、面积加权平均形状指数和聚集度4个指标,借助数理统计方法和GIS技术对研究区耕地细碎化程度进行测算分级,并应用地理加权回归模型分析了研究区耕地细碎化综合指数与坡度、距村落距离、距河流距离、距道路距离之间的空间关系。结果表明:青龙满族自治县耕地细碎化以中度细碎化和重度细碎化为主,占比分别为45.18%,49.19%;距村落距离、距道路距离与耕地细碎化程度呈负相关关系,距河流距离、坡度与耕地细碎化程度呈正相关关系;各影响因素影响度都表现出了显著的空间非平稳性,且在空间上波动较大。研究所得结论对耕地规模化经营和土地利用效率的提升具有一定的参考意义。     

嘉兴市耕地细碎化和空间集聚格局分析

为了探索耕地细碎化与区域社会经济的空间格局耦合关系,该文基于土地利用现状数据,获得嘉兴市耕地细碎化指数及其空间分布。基于空间自相关性分析的耕地细碎化结果表明,嘉兴市3个耕地细碎化指数的空间聚集程度顺序是斑块面积指数>斑块分散指数>斑块形状指数;嘉兴市3个耕地细碎化指数的局部空间自相关集中在H-H型(高-高关联)和L-L型(低-低关联)的镇(街道)占到了80%以上。耕地斑块面积指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区西部的桐乡市和海宁市,耕地斑块分散指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区东部的平湖市、南湖区和海盐县,耕地斑块形状指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区东部的平湖市和嘉善县。进行耕地细碎化和社会经济发展的空间耦合性分析表明,农村居民点分散度指标和斑块面积指数以及斑块分散指数的空间耦合性最好。分析嘉兴市耕地细碎化空间格局及其与社会经济发展的关系能够为耕地保护在空间格局优化上提供参考和建议,对于农村土地整治和土地利用效率的提升具有指导意义。     

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。     

土地整治对耕地细碎化影响评价指标适用性分析

为分析土地整治对耕地细碎化影响评价的指标适用性,综合现有研究成果,采用土地利用数据和村域土地权属信息,基于景观指数视角选择27项评价指标,分析了不同数据来源、数据类型和粒度水平下土地整治前后的耕地细碎化状况,探讨了可有效表征项目区耕地细碎化变化的景观指标。研究结果如下:1)受基础数据类型、分析方法选择及空间格网粒度等因素的影响,项目区尺度下耕地细碎化的评价结果存在较大差异;2)基于矢量的景观指数对耕地细碎化的表征能力较强,但考虑到评价指标的全面性,仍需结合栅格数据计算,在项目区尺度粒度以10 m为宜;3)常用的景观指标应用于耕地细碎化评价存在内涵重复、方法依赖、粒度敏感和结果歧义等问题,可有效表征耕地细碎化程度的景观指标包括斑块个数(number of patches,NP)、平均斑块面积(mean patch size,MPS)、边界密度(edge density,ED)、斑块密度(patch density,PD)、斑块面积变异系数(patch size coefficient of variation,PSCOV)和香农均匀度指数(Shannon’s evenness index,SHEI)共6项;4)土地整治对耕地细碎化程度改善效果明显,表示地块数量、形状不规则程度的指标有所降低,NP、PD和ED分别降低了997、0.16和141.73;而表示地块规模和空间分布均衡性的指标有所增加,MPS、PSCOV和SHEI分别增加了0.118 hm~2、23.56和0.004。因此,在进行耕地细碎化景观指数评价时应注重基础数据的选择,筛选适宜指标,确定合理粒度。     

玉溪市南盘江流域石灰岩地区景观格局变化研究--以江川县路居片区小流域为例

以江川县路居片区小流域1987-2003年土地利用现状图和万分之一地形图为基础，在地理信息系统软件MapGis6．6工作平台支持下．处理各种属性数据、图形数据等信息．建立空间信息库，提取相关土地利用现状和水土流失现状数据，建立各种数据信息库。选取了斑块数、平均斑块面积、斑块形状指数、破碎化指数、分维数、景观异质性指数和景观均匀度指数等指标进行研究分析。研究结果表明：17年间．景观斑块从124个增加到162个．土地利用现状类型增加较为明显的是坡耕地、疏幼林、岩石裸露地三种类型；水土流失现状各类型都有不同程度的增加．土壤侵蚀面积共增加了289．9hm^2。景观斑块个数增加，斑块平均面积出现不同程度的减少，景观斑块平均面积减少了5．7hm^2，景观破碎化指数1987年为0．914，2003年为0．922．破碎化指数增加，景观破碎程度加大。水土流失景观向多元化及破碎化方向发展。     

黑土区拜泉县耕地破碎化时空变化分析

为识别黑土区拜泉县耕地破碎化类型和评估耕地破碎化程度,基于2000年、2005年、2010年和2015年4期耕地利用数据,利用移动窗口技术,在像元水平上定量反映耕地破碎化过程,揭示了耕地破碎化的基本特征和时空格局,并在县级尺度和村级尺度上分析了耕地破碎化的变化规律和特征。结果表明:(1)2000—2015年拜泉县耕地破碎化程度整体呈现“缓慢—急剧—缓慢”的趋势,2005—2010年是耕地破碎化变化的快速时期;(2)拜泉县耕地破碎化空间上呈现“孔洞耕地为主导,核心耕地分布集中”的特点,2010年后斑块耕地一直处于增加的趋势,耕地破碎化问题日益突出;(3)乡镇级尺度上,2000—2005年西部和东部地区耕地破碎化程度较大,2010—2015年除中部地区外,其余地区斑块耕地比例均稳定增加,核心耕地比例减少,耕地破碎化程度呈上升趋势;(4)村级尺度上,拜泉县各个村的耕地破碎化程度有较大差异;(5)拜泉县耕地破碎化原因主要受自然、利用、设施和管理切割力的影响。综上,自然—人文双重因子作用导致研究区耕地破碎化的时空差异。     

农地确权成果在耕地景观格局分析中的应用

如何将农地确权数据成果应用于农业发展尚在探讨中。研究将农地确权数据成果应用在耕地景观格局分析中,以郑家镇为例,基于2015年农村土地承包经营权确权登记工作中实测法得到的承包地块矢量数据,结合多光谱遥感影像数据,采用景观指数法,分别从镇级、村级两种空间尺度对耕地的自然景观和权属景观格局特征进行了对比分析。结果表明,相同空间尺度下,耕地自然景观与权属景观存在差异,承包经营权制度对耕地景观格局具有影响。在村级尺度下,各村耕地分配具有差异性。郑家镇耕地整体景观表现为一致的聚集程度高,但不同空间尺度下耕地破碎化、连片分布情况和斑块形状复杂程度不一致。农地确权数据成果可在不同空间尺度支持耕地景观格局分析,依据分析结果可以支持不同行政级别的农村耕地承包地权属分配、流转用地经营空间布局和耕地利用整理等农业管理工作,辅助智慧农业发展。     

大都市边缘区三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制

针对大都市边缘区城市拓展与农地保护矛盾尖锐、景观破碎化、权属细碎化、整体布局稳定性差等问题,开展三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制研究,对大都市边缘区保红线保发展促集约促创新具有重要意义。该文以北京市昌平区为例,提出三级基本农田集中保护区划定的总体思路,构建基本农田集中保护区识别指标体系,划定基本农田集中保护区,并将基本农田集中保护区分为市区乡三级,在此基础上探讨基本农田集中保护区分级调控机制。研究划定了1个市级基本农田集中保护区、6个区级基本农田集中保护区、6个乡级基本农田集中保护区,规划土地整治复耕1 149.97 hm2,使单位基本农田经营规模提高到38.76 hm2,使3 hm2以下细小图斑降低至1.21%,实现了昌平区内96.63%的基本农田集中连片保护,建立了规划调控、用途管制、奖惩联动分级调控机制。研究结果可为国家制定基本农田保护区分级保护政策和开展同类研究提供参考,为地方政府提高基本农田保护区保护质量和管理效率提供思路借鉴。