耕地生态位及其数学测度模型构建研究

生态位理论是生态学重要的基础理论之一。以生态位理论为基础,提出了耕地生态元和耕地生态位的概念,并对耕地生态位的主体、本质、类型、特征及其演替规律作了系统阐述;构建了耕地生态位数学测度模型,包括耕地生态位宽度模型、耕地生态位扩充压缩度模型、耕地生态位商模型和耕地数量生态位重心模型,从而为区域耕地数量和质量变化研究提供了新的理论与方法。     

基于生态位理论的厦门市耕地数量演变及驱动力研究

耕地数量变化及其影响的土地利用结构,对理解城市化过程和区域可持续发展具有重要指示意义。基于生态位态势、生态位扩充与压缩等生态位理论,本文测算了1990—2015年厦门市各种土地利用类型和厦门市六区的生态位宽度与熵,分析了厦门市耕地数量的时空演变特征和机制,探讨了厦门市耕地数量变化驱动因素。研究结果表明：1）1990—2015年,厦门市的耕地数量生态位逐渐下降,年均压缩率1.45%,这与建设用地数量生态位的扩充直接相关。综合来看,厦门市耕地数量生态位的演变处于后期滞缓阶段。2）厦门各区的耕地数量生态位变化与厦门市一致,总体呈下降趋势。耕地面积占有率及耕地面积减少速度在各区之间分异较大,根据各区耕地数量生态位的演变特征可以划分为3类,按成熟度递减排序依次为湖里区和思明区、集美区和海沧区、同安区和翔安区。3）厦门市的耕地与建设用地综合效益生态位差逐渐变大,这驱动了耕地数量生态位的演变,其中经济效益是主导效益。研究结果有助于生态位理论在社会生态领域的发展以及城市区域耕地的保护。     

中国土地资源的可耕性评价及其保护策略

人多地少是中国的基本国情，人均耕地面积大约只有世界平均水平的1/3。突破现有耕地保护内涵对重新认识耕地保护具有重要意义，能更大程度保障国家粮食安全。该研究界定可耕地内涵，运用生态位模型和GIS空间分析法对全国范围内的土地开展可耕性评价，测算可耕地规模和空间布局，分析可耕地与现状耕地空间冲突，并提出耕地保护转型策略。结果表明：1）可耕地数量充足，约为现状耕地的2.05倍，主要分布在胡焕庸线以东区域。2）可耕地质量从东南向西北呈阶层分布，质量逐渐降低。3）可耕地与现状耕地存在空间错配，16.83%的现状耕地分布在不可耕作区。可耕地的提出为耕地保护转型提供了方向，可耕性评价有助于摸清中国可以耕作的土地资源本底，开展可耕地分级分区保护并依据分级分区结果适当调整现状耕地、新增耕地布局，进而实现良田粮用，确保国家粮食出现危机时及时提供足量的耕地投入农业生产。     

生态足迹模型及其改进模型在耕地评价中的应用

耕地是一种公众资源,承载着保证粮食安全、满足工业化和城市化用地需求,以及生态建设退耕还林还草要求等功能。运用传统生态足迹模型及区域能值足迹模型、耕地能值足迹模型两种能值改进模型,从时间序列上(1978～2007年)对新疆耕地资源利用进行了评价,并分析了3种模型的优缺点。结果表明:1978～2007年间,新疆人均耕地生态足迹不断上升,而人均生态承载力呈无规律变化,但变化幅度较小;新疆耕地生态可持续发展指数不断下降。耕地能值足迹模型显示,新疆耕地可持续发展指数由1978年的5.63下降到2007年的0.60,新疆耕地利用逐步由可持续状态(1978～2000年)恶化为不可持续状态(2001～2007年)。3种模型的对比研究表明:区域能值足迹模型不适合对耕地利用进行评价,只能从总体上分析一个区域的可持续状况;耕地能值足迹模型评价效果最好,能更客观地反映出耕地利用的可持续状态及其变化,在一定程度上克服了传统生态足迹模型的不足和缺陷。     

三位一体视角下三峡库区耕地资源内外转换轨迹和特征——以江津区为例

耕地资源约束趋紧下,区域发展和多维消费需求取决于耕地数量、质量、生态“三位一体”保护,揭示变化耕地的转换轨迹及“数、质、生”特征是确保耕地得到有效三位保护的前提,也是未来耕地保护的施策重点。基于2009—2018年土地利用数据和耕地质量等级评价成果,采用土地利用转换矩阵和景观生态风险指数等方法,从耕地内部和外部变化两个方向切入,找出不同时段耕地内外转换的轨迹,解析转换水旱地的“三位”特征,探究了转换耕地的时空变化规律。结果表明：(1)耕地转换以外部转换为主,2009—2012年、2012—2015年、2015—2018年3个阶段均有发生,主要转换类型为耕地与城乡建设用地间的互转,内部转换仅发生在2015—2018年,旱地转水田和水田转旱地数量基本相当。(2)转换耕地质量总体偏高,其中转出旱地主要在10—11等,转出水田主要在8等,而转入旱地以8—12等为主,转入水田以8—9等为主。(3)转换耕地主要分布在低和较高生态风险区,其中旱地转出转入与水田转出均主要发生在低生态风险区,而水田转入主要发生在较高生态风险区。由此可见近10年来耕地转换轨迹从单一外部转换向内外部多元地类转换,同时水田与...     

耕地景观生态安全评价方法及其应用

耕地作为重要战略资源,其生态安全关系到区域稳定及社会可持续发展。该研究以秦皇岛东北部低山丘陵及东部沿海耕地景观为研究对象,以景观生态学及生态安全理论为依据,构建耕地景观生态安全评价模型,利用1990年、2000年和2010年3期TM(ETM+)遥感影像,对研究区耕地景观生态安全进行综合评价,并对生态安全格局、重心演变及其驱动力进行分析。结果表明:研究区耕地景观生态安全不断降低,耕地景观生态安全指数从1993年的0.63下降为2000年的0.50,低山丘陵区的耕地破碎化更为严重,其生态安全低于沿海区域;研究区域耕地景观生态安全格局变化明显,1993-2000年,Ⅰ级区基本无变化,ⅡⅢ级区相互转化,2000-2010年,Ⅰ级区和Ⅱ级区均出现了扩展,大部分由Ⅲ级区转化而来;近20 a来,耕地景观生态安全重心逐渐向秦皇岛市相邻区域靠近,沿海地区耕地景观生态安全明显增强。降雨量及径流量的减少、人口及经济增长以及土地利用政策是耕地景观生态安全格局变化主要驱动因素。     

生态位适宜度方法在基于GIS的耕地多宜性评价中的应用

以江汉平原后湖地区耕地为研究对象，将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中，采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、小麦、棉花和油菜4种作物的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，最大值达0．958，生境条件基本能满足作物的需求；评价结果以1、2级为主，所占面积达75％；水稻的适宜性面积在该区最大，达65．54％，小麦次之；限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为：速效磷、CEC和道路通达度。该研究结果能直接指导农业生产实践，促进耕地的合理利用与管理。     

基于生态位理论的黄土丘陵区耕地整治优先度及模式研究

[目的]从生态适宜性角度构建耕地整治适宜性评价体系,确定耕地整治优先度及其模式,为制定差别化耕地整治政策提供科学依据。[方法]以生态位理论为基础,以山西省太谷县为例,从生产潜力、空间形态、区位条件3个维度构建了黄土丘陵区耕地整治生态位适宜度评价体系,通过评判耕地现实生态位与最适生态位的贴近程度确定各研究单元耕地整治生态位适宜度,并采用GIS标准分类法对此进行耕地整治优先度划分,最后结合关键指标组合法确定不同区域的耕地整治模式。[结果]研究区耕地整治生态位适宜度范围介于26.02～93.57之间,且整体分布非均衡性突出。根据耕地整治生态位适宜度评价结果,可将研究区划为优先、一般和限制整治区域,分别占研究区耕地面积的49.50%,30.28%和20.22%。划分结果与研究区耕地利用现状基本吻合。通过对关键指标的组合分析确定了耕地整治的3种模式:坡改梯模式、农田水利建设及完善模式和道路通达度提升模式。[结论]运用生态位适宜度模型研究耕地整治优先度科学合理,是一种可行的方法。     

基于GIS和NFM的耕地多宜性评价方法与应用研究

生态位适宜度是对经典生态位理论和方法的深化与发展，在合理优化利用环境资源，发挥作物、环境最大共生效应，及工农业布局和指导农业生产中具有重要的实际意义。在可持续发展理论的指导下，以江汉平原后湖地区耕地为研究对象，将生态位适宜度模型引入到多宜性评价研究中，采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、油菜、小麦和棉花4种作物的生态位适宜度进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，生境条件基本能满足作物的需求；部分地块的生境条件需要改善；限制该地区土地生产潜力的生态因子主要为：CEC，速效磷和全氮。研究结果能直接指导农业生产实践，促进耕地的合理利用与管理。     

生态位理论及在土地利用研究中的应用——以固原上黄试区为例

生态适宜性是生态规划的核心,生态位适宜度表示资源现状条件对发展需求的适宜性程度。在分析生态位适宜度的基础上,尝试分析了土地利用生态位适宜度,提出了土地利用生态位适宜度指数模型,并与地理信息系统技术相结合,对上黄试区主要农业土地利用生态位适宜度指数进行了分析。结果表明,该试区果园及耕地的土地利用生态位适宜度指数分别达到4.00和3.09,说明这两种土地利用较为合理,目前土地资源供给能满足果业的现时发展要求,但不能完全满足农业发展对耕地资源的需求。     

定西市耕地资源变化社会驱动力及模型研究

根据1994～2004年定西市耕地统计资料,运用主成分分析法对该市耕地资源利用与变化的基本特征和主要驱动机制进行了分析,将其概括为人口、经济和土地生产力三种类型,同时对耕地面积变化及其影响因子的关系进行了定量研究。在此基础上,建立了耕地动态变化与社会驱动因子综合指数之间的线性回归模型。     

1978-2015年中国多尺度耕地压力时空差异分析

为充分认识中国耕地压力的现状、变化趋势和空间分布差异,以保障中国的粮食安全,该文利用修正的耕地压力指数模型计算了中国31个省级行政区域1978－2015年的耕地压力指数,并在此基础上从国家、四大经济区域、省域3个尺度分析了耕地压力指数的时序变化和空间分布差异;该文借鉴力学原理,引入耕地压力重心的概念,通过计算耕地压力重心坐标,进一步揭示了耕地压力指数的空间变动情况。研究发现,中国耕地压力指数表现出明显的地域差异性,耕地压力重心随时间推移逐渐向东南方向移动,具体表现为东部地区耕地压力逐渐增加,西部地区耕地压力始终较高,而中部和东北地区耕地压力基本稳定在安全状态;通过对各省耕地压力指数进行系统聚类,可将中国31个省级行政区分为4种类型,分别为高压力型、中压力型、低压力型和无压力型。最后该文基于上述研究结果,对于不同耕地压力程度和类型的地区提出针对性的建议来缓解耕地压力,以更有效地保障各地区的粮食供给。     

兰州市耕地资源变化的社会驱动力研究

土地利用/覆盖变化已成为当前全球变化研究的前沿和热点之一,而耕地的变化又是区域土地利用变化的核心类型,根据兰州市的统计资料,分析了1992～2002年该市耕地面积变化的趋势.运用主成分分析法对影响耕地面积变化的8个社会驱动因子进行定量研究,将其概括为人口经济因素和土地生产力因素,并建立了多元线性回归模型.     

生态位适宜度评价模型在退耕还林决策中的应用

退耕还林是山地丘陵区治理生态环境恶化的一项重要措施。该文以济南市域内的现状耕地为研究对象，在耕地适宜性评价中引入生态位理论，根据土地利用的现实生态位与需求生态位的匹配关系，从地形因素、土壤条件、生态因素、水利条件四方面选取了7个评价指标，建立耕地生态位适宜度评价模型，并借助GIS技术将属性数据计算与图形数据有机地结合起来，计算各评价单元的生态位适宜度指数，界定区域内需退耕还林的地块。结果显示，济南市80%以上的现状耕地总体质量较好，不适宜作耕地的面积占耕地总面积的6.88％，根据济南市的实际情况，应对这部分地块逐步实行退耕还林。     

乌鲁木齐市近16年建设用地和耕地变化驱动力比较分析

以新疆乌鲁木齐市1996—2011年自然、人文和土地利用数据为依据,基于数理统计分析方法和统计软件,对乌鲁木齐市16 a的建设用地和耕地变化特征和驱动机制进行了探讨和对比分析。结果表明:（1）1996—2011年乌鲁木齐市建设用地经历了平缓上升→迅速增长→减速增长的变化历程,耕地则为平缓减少→迅速增加→逐渐较少。（2）经济发展、人口增长、农业技术进步和产业结构调整是影响乌鲁木齐市建设用地和耕地动态变化的因素,而政策措施对该市的建设用地和耕地变化起直接导向作用。（3）各驱动力对建设用地和耕地驱动方向、驱动力大小、驱动因素影响的敏感性均表现出差异性,且同一土地利用类型在不同时期驱动因素也有差异。本研究旨在揭示建设用地和耕地变化规律及机制的同时为区域土地的可持续利用和生态环境保护提供科学依据。     

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。     

张掖绿洲耕地和建设用地变化驱动力比较研究

基于张掖绿洲1998-2007年土地利用和自然、社会、经济数据,采用数理统计分析方法,定量综合探讨耕地和建设用地变化驱动力.结果表明,社会经济因子对耕地、建设用地变化驱动方向和大小表现出差异性;其次,主分量驱动因素的影响作用方向和大小也不同,即对于耕地面积的变动来说,经济发展水平和经济结构都是负向驱动,而对于建设用地面积变动都是正向驱动;相同驱动因素的影响敏感性也表现出差异性.