基于GIS的新疆后备耕地资源评价

明确后备耕地资源的总量及分布是耕地资源跨区域流动的前提.该文构建了新疆后各耕地资源的自然-生态-经济适宜性评价指标体系,以1 km2栅格数据和统计数据为基础,基于GIS评价县域后备耕地资源数量及分布.结果表明:①自然-生态适宜的后备耕地资源147.41万hm2,各县分布面积从0.01～17.55万hm2不等;②自然-生态-经济适宜的后备耕地总量为97.61万hm2,分布在65个县;③适宜开展耕地跨区域开发的后备耕地资源97.19万hm2,分布在51个县.随着评价约束条件的增加,新疆适宜开发的后备耕地资源总量逐渐减少,生态风险和经济成本对耕地跨区域流动的影响需要更深入地研究.     

基于生态安全的黄河三角洲未利用地开垦潜力评价

未利用地的开垦是土地开发人们关注的重要议题,其中评价指标体系的构建是重要的研究方向。该文深入分析影响研究区土地开发利用的各种因素,从生态安全性、自然适宜性、经济可行性3个方面构建未利用地宜耕性评价指标体系。以土地利用空间数据库为基础,利用GIS空间分析功能对各评价要素空间图层进行叠加和统计分析,研究未利用地在不同条件下适宜性开发的面积和空间分布格局。研究表明,东营市未利用地总规模为27.14万hm2,考虑生态因素后,可开垦的未利用地面积为7.72万hm2,所占比例为28.44%。从自然适宜性评价来看,可开垦利用的未利用地面略有减少,面积为7.49万 hm2。考虑经济因素之后,可开发利用的未利用地为3.67万hm2,所占比例为13.72%。研究结论,生态因素和经济因素是制约东营市未利用地开垦的主要因素,可开发利用的未利用地为3.67万hm2。该研究结果可为东营市未利用地开发整理规划提供参考。     

基于3S技术的古浪县耕地后备资源调查与评价

采用3S技术、野外实地考察与测量等方法,结合土壤、农业、土地利用、土地整治、生态环境保护等资料,综合考虑区位、交通等开发条件,构建自然-生态适宜性评价指标体系,采用限制性评价指标法开展古浪县耕地后备资源的调查与评价。结果发现:古浪县共有未利用地182 155.00 hm2,可开垦的易耕性土地15 878.29 hm2,占全县未利用土地资源的8.73%;后备资源中可开垦的其他草地和沙地规模占绝大多数,为总规模的97.88%。建议统筹考虑古浪县石羊河流域、北部沙漠区的生态效益,结合水利、农业、林业等规划编制耕地后备资源开发利用专项规划,以避免盲目开发利用。在耕地开发利用过程中应配套采取工程、生物、节水等技术,要加强区域综合治理的力度,提高开发耕地的利用效率。     

藏粮于地视角下西北地区耕地适宜性及开发潜力评价

中国耕地资源匮乏,人均耕地不足世界平均水平的40%。西北"水三线"地区是中国耕地后备资源的关键区域,识别潜在耕地资源中适宜开发的土地数量及空间分布,对确保极端情况下国家耕地红线和粮食安全、推动西部大开发进入新格局具有重大现实意义。基于多源栅格数据,采用综合指数法与极限条件法评价潜在耕地资源的自然适宜性潜力;同时考虑土地利用结构风险、土壤侵蚀风险、土地荒漠化风险限制,构建潜在耕地开发的生态风险模型;将自然适宜性潜力和生态风险评价结果进行叠置分级,评估潜在耕地资源的综合开发潜力。结果表明:旱地农业情景下,西北"水三线"地区具备耕地开发潜力的土地面积约0.2万km~2,主要分布在内蒙古半干旱草原区;灌溉农业情景下,西北"水三线"地区具备耕地开发潜力的土地面积约9.5×10~4 km~2,这些土地需要通过引水灌溉和土壤改良等措施才能实现粮食生产,主要集中在天山北麓、塔里木河流域、疏勒河流域和内蒙古东部等内陆干旱区,未来如果具备灌溉水源条件,实施适宜的土壤改良措施,有较大可开发潜力。     

基于生态适宜性的济南市山地丘陵区荒地资源开发研究

荒地资源是重要的后备耕地资源,其开发应以土地适宜性为依据,在生态安全目标的约束前提下,保证生态免受破坏。以济南市山地丘陵区为研究区域,构建土地利用生态适宜性综合评价模型,估算宜耕荒地的开发潜力。结果表明:受生态条件和土地限制性因素的制约,研究区荒地资源质量较差,其中最适宜开发为耕地的荒地仅占3.33%,中等适宜开发为耕地的荒地占19.38%,勉强适宜开发为耕地的荒地占24.66%,不适宜开发的荒地面积最大,占52.63%。研究结果可为济南市山地丘陵区荒地资源的合理开发利用提供科学依据。     

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。     

基于生态位理论的东北黑土区耕地整治适宜性评价——以公主岭市为例

耕地整治是保护耕地的重要举措,耕地整治适宜性评价则是开展耕地整治的重要前提和基础。本研究以生态位理论为基础,以吉林省公主岭市为例,从自然条件、基础设施条件、生态可持续性和空间稳定性4个维度选取14个指标,采用Delphi与AHP相结合的方法确定指标权重,在评判影响耕地整治的各项指标实际值(现实生态位)与耕地整治在理想条件下各项指标能够达到的最佳状态(最适生态位)的贴近程度的基础上,确定了3种类型指标的评价模型,并通过加权求和模型计算各评价单元耕地整治生态位适宜度,最终通过Ward聚类法将公主岭市耕地整治适宜性划分为4个等级,同时引入障碍性因素模型,定量确定不同等级区域耕地整治的障碍性因素,并提出整治的方向和对策。研究结果表明,研究区可分为4个整治区,Ⅰ级高度适宜区生态位适宜度大于0.75,耕地面积13 799.89 hm2,占总耕地面积的4.16%,主要障碍性因素为农田防护林覆盖率、道路通达度和田块规整度;Ⅱ级中度适宜区生态位适宜度在0.70到0.75之间,耕地面积77 754.36 hm2,占总耕地面积的23.41%,主要障碍性因素为灌溉条件、道路通达度和农田防护林覆盖率;Ⅲ级轻度适宜区生态位适宜度在0.61到0.70之间,耕地面积177 192.38 hm2,占总耕地面积的53.36%,主要障碍性因素为土壤有机质含量、距主交通干线距离和土壤pH;Ⅳ级不适宜区生态位适宜度小于0.61,耕地面积63 325.61 hm2,占总耕地面积的19.07%,主要障碍性因素为土壤质地、灌溉条件和耕层厚度。研究基于生态位适宜度模型对耕地整治适宜性进行评价,丰富了耕地整治适宜性评价方法,同时评价结果为耕地整治分区建设以及整治方向提供了科学依据。     

内蒙古巴林右旗耕地及耕地后备资源生态安全研究

耕地及耕地后备资源的生态安全问题是当下的热点问题,对于耕地及耕地后备资源生态风险的研究势在必行。本研究首次从小尺度出发,以内蒙古巴林右旗的耕地及耕地后备资源图斑为研究对象,假拟耕地后备资源为耕地,以宜耕资源图斑为微观尺度的生态系统,应用AHP层次分析模型从土地暴露度、立地条件与土壤属性及斑块景观格局三个方面选取评价指标,建立巴林右旗耕地及耕地后备资源生态安全评价指标体系,并通过熵权法对模糊综合评价模型的获取权重过程进行改进,借助地统计学、土壤学和景观生态学的理论方法,对内蒙古巴林右旗耕地及耕地后备资源的生态安全进行评价分析。研究结果表明,耕地图斑面积为91995.49 hm2,耕地后备资源图斑面积为275960.00 hm2,总面积共367978.21 hm2。其中,耕地中有26.59%属于高度风险状态;耕地后备资源中55.09%属于高度风险,二者面积总和占评价总面积的47.97%。巴林右旗土地荒漠化严重,耕地及耕地后备资源生态风险总体处于严重水平,有待于针对性治理。     

基于SOTER的中国耕地后备资源自然质量适宜性评价

耕地后备资源适宜性评价能够为保证粮食安全而进行的耕地后备资源合理开发利用提供科学依据。该文以1︰100万SOTER数据库为基础,将全国的耕地后备资源作为评价对象,选取了气候、地形和土壤3个方面的9个评价因子,采用模糊隶属度函数、层次分析法和专家打分的方法进行评价因子模糊化处理和权重的确定。利用极限条件和综合指数模型相结合的方法,进行全国耕地后备资源自然质量适宜性评价。评价结果表明：全国有56.6万km2耕地后备资源具有不同适宜程度的自然质量,其中,一等级的占15.9%,二等级的占19.5%,三等级的占25.8%,四等级的占19.1%,五等级的占19.7%;全国的耕地后备资源开发可以重点关注黑龙江、吉林、辽宁、陕西、河北、贵州、广西、山东和江西等省;最主要的限制因子具有区域分布特征,并随着适宜等级的降低,由土壤条件逐渐转变为气候和地形条件;模糊函数以及极限条件和综合指数模型相结合的评价方法能够有效提高评价结果的合理性。     

供水工程影响下中国北方地区耕地后备资源开发潜力

灌溉水源是北方地区耕地后备资源能否有效开发的关键。当前,中国正在推动国家水网工程规划建设,为北方地区耕地后备资源开发提供了新的机遇。在以往研究基础上,该研究考虑北方地区已建、在建及规划的供水工程,基于自然适宜、利用高效、发展稳定三方面评价准则,结合三维魔方空间分类方法,开展了雨养情景和供水灌溉情景下耕地后备资源开发潜力分析。结果表明：雨养农业情景下,北方地区勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积分别为2.9万、1.0万和0.6万km²。灌溉农业情景下,耕地后备资源面积明显增加,勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积将分别达到5.4万、7.6万和6.5万km²,主要集中于新疆、内蒙古和甘肃3省（自治区）。该研究结果可为中国耕地后备资源开发利用及国家水网工程效益发挥提供参考。     

集成"适宜性-集聚性-稳定性"的永久基本农田储备区划定

永久基本农田储备区是永久基本农田的直接补划来源，划定并建设永久基本农田储备区对于稳定永久基本农田保护区格局，保障国家粮食安全具有重要意义。该研究从适宜性、集聚性、稳定性三个维度构建永久基本农田储备区评价体系，在一般耕地区开展综合质量评价基础上划定永久基本农田储备区；进一步结合三维魔方空间分类方法，制定了永久基本农田储备区的整治分区方案，并以江苏省常州市金坛区开展了方法实证。结果表明：1）从约束准则和评价准则两方面构建永久基本农田储备区划定准则，有利于提高永久基本农田储备区筛选的科学性和合理性；2）研究区基于耕地适宜性、集聚性、稳定性指标综合评价，在研究区划定了永久基本农田储备区7 307.8 hm2；3）结合耕地综合质量和空间分类方法可将永久基本农田储备区划分为综合利用潜力区、生产改善潜力区、发展提升潜力区、生产改善-发展提升潜力区等4种类型，针对不同类型区实施相应的整治措施，可进一步提升永久基本农田储备区的质量，为后续永久基本农田补划提供了坚实的基础。     

基于土地适宜性的耕地规划CA模拟及验证

为探究科学合理的耕地规划方法,以河南省兰考县为例,从影响耕地规划的适宜性、限制性及竞争性3个方面对土地适宜性进行分析,并运用CA(cellular automata)模拟系统,模拟2020年兰考县指标控制下的耕地规划情况。结果表明,兰考县2020年耕地面积为76 411.32 hm~2,其中因城镇发展导致耕地面积减少226.44 hm~2,村庄、内陆滩涂及果园等其他土地转化为耕地的面积为8 227.13 hm~2。结合耕地适宜性评价结果对比发现,质量上模拟规划的耕地高于现行的土地利用规划中的耕地,空间分布上同时避开城镇发展、生态保护及其他因素的影响,具有稳定性。该研究为管理者制定耕地规划提供重要的方法参考。     

河北省怀来县宜耕未利用地开发适宜性及生态风险评价

未利用地作为重要的耕地后备资源,研究其开发适宜性及开发生态风险是实现土地可持续利用的重要举措,对保障我国粮食安全、实现经济发展和生态文明建设均具有重要意义。在此背景下,以河北省怀来县为例,利用综合指数法对其他草地、裸地和内陆滩涂等未利用土地进行开发适宜性评价及开发生态风险评价,进而解决开发时序之间的权衡问题。研究表明:(1)其他草地宜耕开发可分为3个等级,呈中部高南北低趋势,主要为三级宜耕其他草地,面积为29 027.84hm~2,占全县其他草地面积的59.75%;(2)裸地宜耕开发可分为2个等级,集中分布在县中北部,主要为二级宜耕裸地,面积为1 994.39hm~2,占全县裸地面积的93.35%;(3)内陆滩涂全部为一级适宜性,面积为7 658.19hm2,分布在县中部官厅水库周围;(4)生态风险区可分为5级,呈两端生态风险高中间生态风险低的格局,主要为高生态风险区,面积为20 975.10hm~2;(5)高生态风险区和中高生态风险区应以生态保护为主,中生态风险区尽量不用作第一开发时序用地,低生态风险区和中低生态风险区可用作首选开发用地。     

天山北坡经济带宜耕未利用地开发潜力分区及评价 ——以新疆阜康市为例

新疆地区拥有比较丰富的未利用地资源,合理开发利用该区域未利用地在一定程度上有助于缓解日益严峻的人地矛盾和保障区域粮食安全。本研究以阜康市为研究区域,采用生态位适宜度模型,选择土壤含盐量、土层厚度、土壤质地、有机质含量、地貌类型、林地覆盖率、灌溉保证率、土壤侵蚀模数、≥10℃积温、距离河流距离、流域地均径流量以及年均降水量共12个指标构建评价指标体系,进行未利用地开发利用适宜性评价。研究结果表明,阜康市较适宜开发耕地的未利用地(主要包括高度适宜和基本适宜)占未利用地总面积的22.21%,分布于山前冲积扇中下部和地形较为平坦的地区。勉强适宜的未利用地仅占未利用地总面积的16.36%,主要分布在北部沙漠边缘和南部山前冲积扇上部。不适宜开发利用的未利用地占未利用地总面积的61.43%,主要分布于南部的坡地、山前冲积扇边缘以及靠近北部沙漠边缘。在评价结果的基础上选择潜力指数、新增耕地潜力、乡镇未利用地面积、宜耕未利用地开发面积、宜耕未利用地比重、平均地块面积、地块破碎度等指标构成未利用地开发潜力矩阵,并利用系统聚类分析对未利用地资源进行潜力分区。结果表明,研究区可以划分为5个潜力区,Ⅰ级潜力区适宜开发未利用地的面积为21 000.97 hm2,可以新增耕地潜力为15 222.92 hm2;Ⅱ级潜力区适宜开发未利用地的面积为12 875.69 hm2,新增耕地潜力为10 155.41 hm2;Ⅲ级潜力区适宜开发未利用地的面积为5 008.84 hm2,可以新增耕地潜力为4 165.35 hm2;Ⅳ级潜力区适宜开发未利用地的面积为878.67 hm2,可以新增耕地潜力为753.78 hm2;Ⅴ级潜力区的未利用地均不适宜开发利用。潜力分区可以从时序和空间上为阜康市未利用地的开发利用提供理论参考,对未来未利用地差别化开发利用模式的探索具有一定指导意义。     

云南山区宜耕未利用地开发适宜性评价与潜力分区

为更好地引导云南山区宜耕未利用地的开发,该文以云南省典型的山区县―弥渡县为例,将GIS（geographical information system,GIS）空间分析技术、层次分析法（analytical hierarchy process,AHP）及特尔菲法（Delphi）相结合,分别构建宜耕未利用地开发适宜性评价模型、新增耕地指数及补充耕地潜力模型、宜耕未利用地开发潜力分区评价模型,对云南山区宜耕未利用地开发适宜性与潜力分区进行了分析。结果表明,研究区宜耕未利用地开发适宜性分为4个等级：最适宜、中等适宜、勉强适宜、不适宜,面积分别为71.21、1177.39、1681.00和62.00 hm2,分别占研究区总面积的2.38%、39.36%、56.19%、2.07%。研究区宜耕未利用地实际开发潜力为1248.60 hm2,预计新增耕地面积977.45 hm2。潜力分区结果表明,研究区可划分为5个潜力区和1个非潜力区。其中,Ⅰ级潜力区实际开发潜力164.97 hm2,可新增耕地144.21 hm2;Ⅱ级潜力区实际开发潜力53.38 hm2,可新增耕地46.66 hm2;Ⅲ级潜力区实际开发潜力210.64 hm2,可新增耕地164.01 hm2;Ⅳ级潜力区实际开发潜力773.93 hm2,可新增耕地590.11 hm2;Ⅴ级潜力区实际开发潜力45.68 hm2,可新增耕地32.46 hm2。研究结果的应用表明,该种方法得出的适宜性评价结果、新增耕地测算结果及潜力分区结果与当地实际较为吻合。     

沽源县未利用地生态重要性空间识别及其地形梯度特征分析

未利用地作为重要的后备土地资源与生态系统的一部分,不仅在缓解土地供需矛盾中发挥着重要作用,同时还为生态系统稳定提供着强有力的支撑。本文以地处农牧交错带的河北省沽源县为例,根据其生态状况,从灾害防护、生境与水资源防护、人类干扰3方面选取指标,构建了沽源县未利用地生态重要性空间识别指标体系,结合GIS空间分析功能,对沽源县未利用地的生态重要性进行空间识别,将其划分为4个级别:极重要、重要、较重要、一般重要。并根据沽源县地形特点进行地形梯度的划分,划分出4级高程梯度带和4级坡度梯度带,以分析沽源县未利用地的地形梯度分布特征。结果表明,沽源县生态重要性为极重要、重要、较重要、一般重要的未利用地面积分别为11 082.78 hm2、11 209.05 hm2、11 450.25 hm2和4 803.12 hm2,分别占研究区未利用地总面积的28.75%、29.08%、29.71%和12.46%,生态重要性等级为一般重要的未利用地较少。从地形梯度角度分析,沽源县未利用地主要分布在1 400~1 600 m高程梯度带以及0°~5°和5°~15°两个坡度梯度带;生态极重要未利用地主要分布在1 400~1 600 m和1 600~1 800 m两个高程梯度带以及5°~15°坡度梯度带;随着高程与坡度的增加,各地形梯度带生态重要性等级为极重要的未利用地的比重变大,由最初的11.31%和13.86%提升到97.95%和93.64%。研究结果可以为沽源县未利用地开发利用与生态保护提供数据支撑和科学依据。