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。     

大城市近郊县域耕地保护预警方法

县域是耕地保护及预警最为合理的研究尺度,综合应用土地利用规划、年度计划和农用地分等定级成果,预测耕地资源“量”与“质”的变化趋势是科学合理地保护耕地的有效手段。该文在单项指标和综合指标2个层次上,从耕地数量、稳定生产能力、易变养分的空间变化和综合4个方面构建了县域耕地保护预警体系,并对北京市顺义区进行了耕地保护预警研究。顺义区耕地保护单项指标预警结果表明,2007、2008年顺义区耕地数量出现轻警,2009、2010年则为无警;耕地稳定生产能力在2007、2009年为中警,2008年为重警,2010年为轻警;而易变养分含量变化的警情则不尽相同。综合指标预警结果表明：2007年顺义区耕地保护出现重警,2008年和2009年为中警,2010年为轻警。研究结果从预警的时间尺度和空间尺度出发,全面考虑了耕地的数量变化和质量变化,并使警情判定与土地管理和农业生产工作相衔接,是进行区域耕地保护预警研究的有效方法。     

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。     

基于熵权TOPSIS法与ARIMA模型的四川省耕地生态安全动态预测预警

耕地生态安全预警研究能够有效引导耕地资源可持续利用。以四川省21个地市州为研究对象,构建了基于DPSIR模型的耕地生态安全预警评价指标体系,采用改进的熵权TOPSIS法进行警情分析,并运用ARIMA模型模拟未来5年警情变化趋势。结果表明:(1)ARIMA模型拟合度高,能够较好地拟合2015—2019年四川省耕地生态安全发展趋势;(2)总体而言,2005—2019年四川省耕地生态安全警情由"重警"变为"中警",预警指数由0.397(2005年)上升至0.501(2019年),最高值为0.524(2014年),总体呈波动上升的态势,表明出现严重生态安全问题的可能性小。(3)就各子系统而言,2005—2019年耕地生态安全压力系统是影响警情的变化的主要系统,该系统中预警值呈波动下降趋势,警度将升至"巨警"状态;驱动力、状态、影响与响应系统,预警值则逐年增大,警度等级逐年降低。(4)未来5年,四川省各地市州耕地生态安全压力区域差异明显,不同的区域应对措施不同,一二级区域将是以后调控的重点区。     

耕地生态经济系统动态监测研究

在分析中国耕地生态经济系统运行的波动性、结构的复杂性、“体质”的脆弱性和调控的滞后性4个特征的基础上，指出开展耕地生态经济系统的动态监测，可使耕地管理由静态、被动状态走向动态、主动状态，实现耕地生态经济系统调控的超前性，切实有效地保护耕地。并阐述了耕地生态经济动态监测预警系统所包含的警义、警源、警兆和警度4个方面的基本内容以及构建中国耕地生态经济动态监测机制的基本思路与方法。     

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。     

耕地生态经济系统动态监测研究

在分析中国耕地生态经济系统运行的波动性、结构的复杂性、“体制”的脆弱性和调控的滞后性４个特征的基础上，指出开展耕地生态经济系统的动态监测，可使耕地管理由静态、被动状态走向动态、主动状态，实现耕地生态经济系统调控的超前性，切实有效地保护耕地。并阐述了耕地生态经济动态监测预警等所包含的警义、警源、警兆和警度４个方面的基本内容以及构建中国耕地生态经济动态监测机制的基本思路与方法。     

中国耕地资源安全预警系统探讨

该文尝试设计和建立中国耕地资源安全预警系统,为耕地资源安全预警技术规范的编制和耕地资源的合理保护利用提供参考。耕地资源安全预警系统包括监测、评价和预警3个组成部分;耕地资源安全的监测、评价和预警指标体系由距离耕地保有量差值、耕地减少率、基本农田减少率、自然质量等别、耕地结构质量、耕地退化面积比重、化肥农药农膜负荷、耕地重金属污染面积比重和耕地水土流失面积比重9个指标构成,各指标的监测周期在1～10 a间;短板效应模型可以作为耕地资源安全预警的综合评价模型。耕地资源预警系统的建立需要借助于多个行政部门的合作。     

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。