河南省县域耕地非农化的时空演变——基于水系流域的视角

以河南省境内分属于4个水文流域的县域行政单位为研究对象,从县域耕地和县域人均耕地两个视角探索4个流域在不同研究时期耕地规模、耕地非农化数量、耕地非农化率,以及耕地非农化对粮食生产的影响。研究表明:(1)河南省境内的4个流域的耕地规模及其空间分布均与流域内的土地面积和地形地貌有关。各流域内部县域耕地面积增减的态势和空间格局不尽相同。(2)在研究前期(1994-1999年),全省大部分县域耕地面积变化率为负,且区间分布集中,而在研究后期(1999-2004年),全省大部分县域耕地面积变化率为正,且区间分布分散。(3) 4个流域的人均耕地面积均减少,在不同研究时期各流域人均耕地面积减少的幅度却有差异。(4)全省及其4个流域的耕地非农化均以中产田为主,各流域因耕地非农化而造成的粮食损失都较大。     

近25年临汾市耕地资源与粮食安全动态分析

利用耕地、人口和粮食统计数据,采用耕地相对变化率和敏感度分析模型,研究了山西省临汾市近25a县域尺度耕地资源时空变化规律和粮食安全趋势。结果表明:(1)耕地总面积呈增加趋势,而人均耕地面积却呈减少趋势;(2)耕地资源空间变化差异明显,东西部山区相对变化较大,而中部平原区相对变化较小。东西部山区耕地资源对粮食产量的敏感度高,而中部平原区由于科技水平提高,单产增加,耕地面积对粮食产量变化不敏感。人口数量和粮食总产量持续增加,而人均粮食占有量减少,劳动力资源对粮食产量和耕地面积影响很大。保障粮食安全的主要措施是保护基本农田、提高耕地质量和科技水平等。     

基于GIS和空间自相关模型的耕地空间分布 格局及变化特征分析——以成都市龙泉驿区为例

耕地资源是人类生存和发展的基础性资源,科学判定耕地空间分布格局及其变化特征,对促进耕地保护及空间优化布局等方面具有重要意义。本文利用四川省成都市龙泉驿区2005年、2009年及2013年土地利用数据提取耕地数据,运用核密度计算、耕地集中度指数、空间自相关等研究方法开展耕地空间分布格局及其变化特征研究。研究结果表明:1)2005—2013年龙泉驿区耕地空间分布密度呈现出集聚态势,耕地整体呈现出西北及北部密集、中部及南部稀疏的空间分布特征,其中耕地分布密度高值区域呈现出由西北向西南扩张的趋势,低值区域则以城镇为中心有零星扩散的情况。2)从耕地面积分布情况来看,整体呈现出北高南低的空间分布特征,耕地分布相对集中,而且在时间序列上有进一步增强的趋势,但耕地空间变化区域差异较为显著。3)耕地空间分布存在显著的全局空间正相关性,但局部空间异质性有所增强,耕地面积比例较高的空间单元集中分布在北部、西北部一带,并呈现出向西缩减的趋势,耕地面积比例较低的空间单元分布在以城镇为中心的建成区及边缘地带,并经历扩张与收缩两个阶段;2005—2013年因城镇建设占用耕地和农村土地整治影响而出现局部异质性"热点"与"冷点"区域。该研究结果在一定程度上为掌握区域耕地空间变化趋势、制定耕地保护与优化布局政策提供理论方法和参考借鉴。     

典型山区耕地面积与粮食产量时空格局分析——以四川省凉山州为例

以西南山区的四川省凉山州为例,运用描述性统计分析、耕地压力指数、聚类分析等方法,分析了耕地面积和粮食产量时间变化特点和空间差异特征。结果表明:（1）1999—2011年,凉山州耕地总面积和粮食总产量总体上呈上升趋势,人均耕地面积呈减少的趋势;人均粮食产量、单位耕地面积粮食产量呈波动上升趋势;耕地压力指数始终小于1,凉山州总体上无耕地压力。（2）凉山州耕地面积、粮食产量、最小人均耕地面积和耕地压力指数空间差异明显,有8个县的耕地压力较大,7个县基本无耕地压力,2个县无耕地压力。最后,对山区耕地保护和实现粮食安全的对策进行了简单探讨。     

“二调”以来湖北省耕地变化的时空特征及其驱动因子识别

为了识别耕地动态变化特征与驱动机制,基于湖北省第二次土地调查以来的土地利用数据,从省域、县域与地块3个尺度,系统分析了2009—2016年湖北省耕地变化的数量和景观格局特征,运用回归分析定量识别了驱动耕地变化的主要因子。结果表明:(1)湖北省耕地面积呈现出不断下降的趋势,耕地与其他地类之间的转换关系复杂而频繁,城乡建设用地整治已成为耕地补充的重要来源;(2)湖北省大部分地区的耕地斑块密度都呈现出小幅增长的态势,耕地斑块平均规模有下降趋势,耕地斑块形状趋于复杂化,耕地破碎化程度趋于严重。(3) 2009—2016年,经济驱动因素对湖北省耕地变化的作用明显,尤以人均GDP的影响最为显著,而自然因素对耕地变化的影响作用相对较小。研究将为统筹耕地资源保护与社会经济发展动态关系,制定区域差异化的耕地资源保护策略提供决策思考。     

湖北县域土地整治新增耕地的时空特征及其影响因素分析

为加强对湖北省土地整治新增耕地数量时空格局的认识,以2001-2010年批复实施的土地整治项目为基础,以县域为研究单元,运用区位基尼系数、地理集中度和地理探测器模型等研究方法,分析了全省土地整治新增耕地数量的时空差异及其影响因素。结果表明:随着城镇化的快速发展和土地整治资金、技术的持续投入,2001-2010年湖北省土地整治新增耕地总量呈显著增长趋势,地理分布上表现为高度集聚;2001-2010年县域新增耕地数量具有明显的地域差异性,其地理重心呈现了由西向东、由南向北偏移的运动轨迹;县域新增耕地来源结构以整理来源型、开发-整理来源型和综合来源型为主,区域差异特征明显,鄂西南山地区、鄂中平原区和鄂东丘陵区的新增耕地主要为整理来源型,鄂北岗地区主要为开发-整理来源型,鄂西北山地区以及黄石、随州、孝感等地多为综合来源型;2010年县域新增耕地数量空间格局的主要影响因子及其影响力为耕地面积(24.26%)、地貌类型(23.65%)、项目投资(19.94%)、建设规模(18.16%)和人均GDP(11.05%),自然条件和土地整治政策为主要影响要素,社会经济要素对2010年新增耕地数量空间分异的影响偏小。该研究为湖北省土地整治战略制定和重大工程布局安排提供科学依据。     

泾河流域耕地-人口-粮食系统与耕地压力指数时空分布

根据泾河流域1990-2005年耕地、人口和粮食的数据动态变化情况,计算了流域内31个县(区)的耕地压力指数,在此基础上分析了该指数在时间上的变化和在空间上的区域差异,并进一步探讨了以上变化和差异产生的原因。分析结果表明:耕地面积总体呈持续减少趋势,人均粮食产量呈上升趋势,这与粮食单产的提高有很大关系;最小人均耕地面积逐年减少,耕地压力总体减小,但旱灾期间突变性增大;流域内各县(区)耕地压力差异较大,西北部的丘陵沟壑区和六盘山地区耕地压力相对较大,中下游的南部丘陵沟壑区和冲积平原地区的耕地压力相对较小;复种指数、人口密度、粮食作物播种面积比例、粮食单产等要素对各县(区)指数的作用强度存在差异。最后提出了解决耕地压力的一些有效措施和方法,并对此领域的研究方向提出展望。     

基于地理加权回归模型的长江中游地区人均耕地面积变化影响因素分析

[目的]利用GWR模型揭示长江中游地区人均耕地面积变化影响因素的空间异质性,为今后管理该区域耕地资源提供科学依据。[方法]在总结该地区人均耕地面积现状的基础上,分析人均耕地的Moran’s I指数,利用相关年份数据分析了最小二乘法(OLS)和地理加权回归方法(GWR)的差异,采用GWR模型对该区域各市人均耕地面积的影响因素进行分析。[结果](1)城镇化率对人均耕地的影响由正相关向负相关变化,影响程度增强,系数值空间差异较大;(2)人口增长率与人均耕地大部分地区呈负相关,局部地区呈正相关,影响程度减小,空间差异较大;(3)第一产业总产值比重与人均耕地大部分地区呈正相关,局部呈负相关,影响程度下降,空间差异较大;(4)粮食单产与人均耕地由负相关向正相关变化,影响程度增强。[结论]GWR比OLS更能反映影响因素的空间异质性,成功揭示了各因素对人均耕地的影响程度和区域差异。     

河南省农业水土资源时空分异与匹配格局

水土资源是人类生产、生活的核心资源,其空间分布对区域粮食生产和耕地可持续利用有重要影响。河南省是我国重要的粮食主产区,为了解河南省水土资源的空间分布与匹配状况,在构建农业水土资源匹配模型的基础上,对河南省18个地市1999—2013年水土资源时空匹配程度进行了分析评价。结果表明:(1)研究期内,河南省耕地面积增加了19%,净增131.3万hm~2,农业用水比重降低了13%、净减少23.8亿m~3;河南省耕地资源优势明显,而水资源匮乏;水土资源数量不匹配。(2)河南省水资源主要分布在河南省北部和南部,耕地资源主要分布在河南省东部和南部,水土资源空间不匹配。(3)河南省水土资源匹配系数为0.21万m~3/hm~2,仅为全国平均水平(0.56万m~3/hm~2)的38%;研究期内河南省水土资源匹配系数降低了25%。(4)河南省水土资源匹配空间差异显著,呈现出"北部最优、南部东部优于中部和西部"的格局。全省76%耕地水土资源匹配程度为"较差"(0.33R≤0.50)或"极差"(0.09R≤0.15),仅有6%的耕地水土资源匹配程度"较优"(0.33R≤0.50)。水资源是河南省农业的主要限制因子,全面加强水利基础设施建设、加强节水农业技术综合运用、优化农业水土资源配置是提高河南省水土资源匹配程度,保障粮食生产的重要途径。     

湖北省耕地变化与粮食生产的特征分析

耕地资源是保障粮食安全及社会稳定的基石.在分析湖北省1978-2008年耕地面积和粮食产量变化的基础上,进一步分析了最小人均耕地面积和耕地压力指数的变化特点;采用GM(1,1)方法对未来10 a耕地、人口、粮食产量、最小人均耕地面积和耕地压力指数进行了预测.结果表明:(1)1978年来,湖北省人均耕地面积和人均粮食产量不断减少,最小人均耕地面积总体变化呈波浪式降低而耕地压力指数呈波浪式上升.(2)未来10 a,最小人均耕地面积将逐年降低而耕地压力指数将逐年升高,人均耕地面积降低速度快于实际最小人均耕地面积的降低速度,耕地面积难以保证粮食生产安全.并对此提出了相关建议.     

湖北省耕地压力的区域差异及动态演进分析

为充分认识湖北省耕地压力区域差异、动态演进规律,以保障湖北省的粮食安全,该文用修正耕地压力指数测度湖北省及其17个城市耕地压力大小,从时序和空间两方面分析湖北省区域内耕地压力变动差异,并利用核密度估计方法分析湖北省区域内耕地压力演变规律。结果表明:1)2000-2016年,湖北省平均耕地压力为警报压力,区域内人均所需最小耕地面积与实际人均供给面积差距较小,能够实现湖北省区域内粮食安全有效供给。2)2000-2016年,湖北省区域内耕地压力变化不一,其中鄂东区域耕地压力最大,鄂中区域耕地压力最低。3)耕地压力的总体水平在2000-2016年间逐渐减小,但是地区差距也不断加剧,极化现象十分明显。4)分区域看,鄂东地区的耕地压力总体水平不断减小,地区差距较大,两极化现象较突出;鄂中耕地压力水平低,地区差距不大,两极分化不明显;鄂西耕地压力水平居中,存在地区差距,两极分化没有鄂东地区明显。     

河南省耕地集约利用时空变化特征研究

耕地集约利用水平影响着国家粮食安全及区域的可持续发展,以河南省18个地级市为评价单元,采用最优组合赋权法、协调度评价模型、聚类分析法、GIS空间分析方法定量分析了1989—2008年间河南省耕地集约利用水平的时空变化特征。结果表明:1989—2008年间河南省耕地集约利用水平呈波动上升的趋势,其耕地投入强度和利用效益对耕地集约利用水平影响较大;省域范围内耕地集约利用水平空间差异显著,呈现4级分布,河南北部、东部、南部地区耕地集约利用水平较高,中部次之,西部相对较低;区域间投入强度、利用程度和利用效益差异明显,且出现错位发展。1989—2008年间河南省耕地集约利用水平逐步提高,平原地区的耕地集约利用水平高于山地丘陵地区,且向山地丘陵地区不断扩展,评价结果与现实情况基本一致。     

基于MODIS的河南省遥感干旱监测研究

基于遥感的大面积干旱监测发挥着重要作用,但多种不同的遥感干旱指数在不同区域的空间适应性研究相对较少。利用MODIS数据分别计算归一化植被指数、距平植被指数、植被状态指数和温度状态指数等,并结合传统气象干旱指数分析近10a来河南省的干旱情况。结果表明,2000—2009年有6a发生了不同程度的干旱,其中豫北和豫西地区的干旱程度严重,遥感干旱监测的结果与气象干旱指数基本一致;分析了河南省不同区域和时段内基于遥感的干旱指数与气象干旱指数的相关性,总结出4种基于遥感的干旱指数在时空格局中的适用性,为干旱监测提供技术支持。     

基于人粮关系的湖南省耕地资源人口承载力研究

从人粮关系角度估算土地生产潜力,对耕地资源人口承载力进行研究,对保障国家粮食安全和区域可持续发展都具有十分重要的意义。通过应用土地资源人口承载力和土地资源人口承载指数模型研究了湖南省2000—2008年耕地资源的人粮关系状况,结果如下:(1)在现有生产力水平下,湖南省耕地资源可承载人口7 423.38万人,人口承载力指数为0.922,人粮关系基本平衡,但人粮关系状况分布不均衡,地区差异较大。(2)湖南省中北部、西部和南部3大区域耕地资源人口承载力2000—2004年处于逐年下降趋势,之后则逐年上升。(3)中北部人粮关系2004年后由盈余状态转为富裕状态,西部一直处于超载和临界超载的边缘,南部则多为盈余状态。表明湖南省耕地资源人口承载力地区差异较大,人口增长空间十分有限,今后应加强土地综合整治,改善土地生产条件,提高农业科技水平,以实现区域资源、人口与环境的可持续发展。     

河南省土地利用/覆盖景观格局变化分析

以河南省1980年代和2005年土地利用/覆盖分类图为数据源,通过类型面积差异检测统计和景观格局指数计算,对1980s—2005年6种主要土地利用/覆盖类型的演变情况和景观格局变化进行了现状和动态分析。结果表明:(1)两个时期河南省耕地面积比重始终最大,未利用土地面积始终最小。从1980s—2005年,耕地面积总体减少的最多,建设用地面积总体增加的最多,引起土地利用/覆盖变化的主要人为驱动因素是人口增长、经济发展、城镇化推进和行政因素。(2)1980s—2005年,景观水平指数斑块个数、斑块密度、平均斑块形状指数、平均斑块分维数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈增大趋势,而最大斑块指数、聚集度指数、蔓延度指数和优势度指数处于降低趋势。最后,针对土地利用过程中存在的问题,提出了今后土地资源可持续利用上的建议。     

河北省耕地功能供需转型时空演变及利用分区

[目的]以河北省县域为研究单元,测算耕地多功能供需转型的幅度与速度,探寻耕地多功能利用的优化路径。[方法]基于土地利用现状数据及社会经济数据,采用价值量法测算2000年、2010年、2018年各单元耕地功能供需水平,利用四象限模型实现河北省县域耕地利用分区。[结果]研究期内,河北省绝大部分县域耕地功能供给量和需求量增加,耕地功能供给量分布为东高西低; 耕地功能需求量集中分布于环京津的沧州市、廊坊市和唐山市。河北省耕地功能供给转型幅度高值区为承德市、秦皇岛市和唐山市,耕地功能需求转型幅度高值区为京津周边的沧州市、廊坊市和唐山市; 河北省大多县域耕地功能供需转型速度逐步提升,从空间分布看承德市耕地功能供给转型速度快,廊坊市和唐山市耕地功能需求转型速度快。[结论]河北省耕地功能供需匹配由盈余转为赤字,耕地利用分区研究为高供给高需求、高供给低需求、低供给高需求和低供给低需求4类耕地功能区提供优化路径。     

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。     

韩江流域下游耕地变化趋势及其驱动力——以汕头市为例

利用1949-2003年的统计资料，分析了近55年来汕头市耕地面积变化的总体趋势、空间差异和驱动因子。应用GIS进行空间分析，通过建立多元回归模型，对汕头市2010年、2015年和2020年的耕地数量进行了初步预测。分析结果表明；汕头市耕地总面积、人均耕地面积呈明显递减态势，经济发展、人口压力、农业产业结构调整和农业科技进步4类因素是影响耕地数量变化的4个主成分，其结果将为进一步研究粤东北潮汕平原耕地变化提供借鉴，为合理利用和保护耕地、促进区域可持续发展提供科学依据。     

基于低碳理念的河南省建设用地集约利用研究

将低碳理念纳入到建设用地集约利用研究中, 运用比重法、熵值法、多因素综合评价法, 建立低碳的建设用地集约利用评价指标, 求得河南省各个市的建设用地集约综合值。结果表明, 河南省的建设用地集约利用类型可分为四类:> 7为集约型,> 6为较集约型,> 5为较粗放型,< 5为粗放型。集约型城市为濮阳市、郑州市、焦作市; 较为集约型的市域为洛阳市、济源市;较粗放型的城市为安阳市、平顶山市、许昌市、漯河市、三门峡市和周口市;粗放型的城市为开封市、鹤壁市、新乡市、商丘市、南阳市、信阳市和驻马店市。研究结论表明,将低碳排放指标纳入建设用地集约利用中, 河南省经济最为发达的省会城市郑州集约度并不是最高的。