基于DEM的辽宁省兴城市耕地地形条件评价

[目的]评价辽宁省兴城市耕地地形条件,为指导兴城市的农作物耕作,耕地质量评价,水土流失及泥石流灾害防治,耕地生态环境保护等提供依据。[方法]利用遥感和地理信息空间分析技术,以数字高程模型为基础,选取坡度、坡向、地表起伏度、平面曲率、地形粗糙度为评价因子,对研究区的耕地地形条件进行多因子综合加权评价。[结果]兴城市耕地地形条件为:Ⅰ和Ⅱ级的良好耕地占总耕地面积的85.57%,地形条件为Ⅲ和Ⅳ级的一般耕地比例为14.17%,只有0.26%的耕地地形条件为Ⅴ级,需要适当调整。[结论]兴城市耕地地形条件整体较为良好,极少数耕地地形条件差,不宜开垦耕地,需退耕。     

广东省耕地利用质量评价、时空跃迁及障碍因子诊断

耕地利用质量是区域多种因素综合作用的结果，耕地利用质量提升是实现中国式现代化的重要粮食安全保障。该研究运用压力—状态—响应（pressure-state-response, PSR）框架、探索性时空数据分析（exploratory spatial temporal data analysis, ESTDA）与障碍度模型揭示2005—2020年广东省县域耕地利用质量的时空特征及诊断其障碍因子。研究表明：1）2005—2020年广东省耕地利用质量指数年均增长率为1.03%，说明区域耕地开发、利用与保护成效较好，并且耕地利用质量指数从高到低依次为山区、珠三角、东翼、西翼，而耕地利用质量指数增速从快到慢依次为珠三角、西翼、东翼、山区；2）珠三角、西翼与山区的部分县区耕地利用质量的空间结构波动较大，整体上耕地利用质量的空间结构具备较强的时空依赖性并兼具跃迁惰性与活性；3）人均农业产值、地形分布指数与地均农业产值是影响广东省耕地利用质量排名前3的障碍因子，充分表明资源禀赋依赖与社会经济结构是决定耕地利用质量的关键因素。为实现广东农业布局现代化与高质量发展，该研究提出持续推进现代农业产业园建设以充分发挥农业典型示范效应，遵循耕地资源的空间结构差异以有序推进耕地“非粮化”治理，以及依托全域国土综合整治积极探索承包地细碎化试点等政策建议。     

西藏一江两河地区耕地垦殖强度影响因子及其临界值确定

西藏"一江两河"地区耕地分布的空间面积狭小,限制性因素突出,识别和测度其耕地分布的影响因子,对今后区域农业发展和耕地利用具有现实意义。根据西藏"一江两河"耕地数据,应用GIS对其不同地貌类型、海拔高程的垦殖强度进行分析,在此基础上选择代表地形、气候、土壤、水文、可达性等12个因子作为自变量,1 km×1 km网格内耕地垦殖强度为因变量,运用偏最小二乘回归方法构建回归模型,并用变量投影重要性指标衡量各因子对变量的解释能力。测度结果表明:坡度是最重要的影响因子;太阳辐射、最暖月气温、海拔高度和降水等对耕地分布有重要影响,说明西藏"一江两河"地区耕地分布主要受地形、气候两大因素控制。     

中国森林乡村空间分布特征及其影响因素分析

森林乡村是生态文明建设的基本单元，是建设美丽中国和生态宜居乡村的重要载体，开展相关研究对推动乡村高质量发展具有重要的现实意义。基于全国7 586个森林乡村样本数据，采用非均衡指数、Moran''s I、热点分析和核密度估计工具识别森林乡村的空间分布特征，利用地理探测器测算主要影响因子对森林乡村空间分异的解释力。结果发现：1） 中国森林乡村呈现出"东部密中部散西部疏"的空间分异特征，分布方向为"东北-西南"走向，与胡焕庸线、气温和地形所形成的地理格局具有空间一致性。2）森林乡村呈集聚分布模式，空间溢出效应显著，热点区域范围北至沧州，南抵中山，西至商洛，东抵舟山（118°～126°E，24°～38°N）；极化现象突出，形成6个一级核心区和10个二级核心区。3） 公路密度、林业产值密度、乡村文化密度、年均气温、城镇化率、平均海拔和地形起伏度是森林乡村空间分异的主要影响因子，单因子空间分异解释力差异明显，双因子交互解释力强于单因子作用，公路密度、乡村文化密度和林业产值密度是交互解释力增强的关联主导因子。4）自然环境是影响森林乡村空间分异的基础性因素，并呈现出显著的气温和地形指向特征；城镇化率和林业产值密度是重塑其空间格局的主要动力，公路密度和乡村文化密度是其空间形态变化的引导力量，森林乡村空间格局是多因子长期交互作用的结果；研究还发现，随着公路密度、林业产值密度和城镇化率的增加，森林乡村数量和密度总体上呈现"先增后减"的阶段性变化特征。5）将森林乡村划分为都市型、交通型、产业型、文化型和综合型5大类，其中，都市型森林乡村主要分布在省会城市，区位优势显著，交通型、产业型和文化型森林乡村在不同区域形成集聚分布，单要素优势特征明显，而综合型森林乡村多要素作用相对均衡。未来，中国森林乡村建设与发展应根据其空间分布特征及其影响机制，按照因地制宜、分类推进和差异化发展原则，通过科学规划、合理布局和城乡统筹，有序推进森林乡村增量扩展和存量更新，有效解决乡村生态环境恶化和传统文化衰败问题。同时，不断提升主导因子的驱动能力，发挥不同类型森林乡村的比较优势，促进城乡融合发展，推动森林乡村全面振兴。     

基于CA-Markov模型的昌化江流域土地利用动态变化

为研究土地利用空间变化趋势,找出系列变化与其驱动因子间的关系,该文以海南昌化江下游流域为研究区域,采用CA-Markov模型,基于1998年、2008年土地利用解译数据,结合降雨、坡度、距离等因素对2018年土地利用类型进行了模拟和预测。并模拟出2009年预测数据与解译数据进行对比,得到模拟精度为77.67%,说明模型可信度较高。进一步分析了天然地类(河流、天然林)的转出与人均GDP、人均农业产值和人口数量3个地类变化驱动因子之间的关系。结果显示,天然林和河流面积主要转出变为了果园。从与变化驱动因子的关系上看,河流转出面积随着人均GDP的升高而增大,天然林在分布上主要在低人均GDP水平的地区转出;人口在20～47万规模的地区河流与天然林面积转出最多,因此,需要加强这些地区的天然资源的保护措施,改变发展模式,保护和利用好该地区的生态环境资源,该文的研究可为生态保护与资源优化配置提供决策的依据。     

峡江县土壤养分空间特征及与地形因子的相关性

研究区域耕地土壤养分的空间特征及其与地形因子的相关性,可为土壤养分的有效保持和耕地资源的高效利用提供依据。以江西省峡江县为例,运用地统计学方法与GIS技术,对土壤养分的空间特征与空间自相关性进行了分析,并探讨土壤各养分与地形因子之间的相关性。结果表明:(1)峡江县土壤养分分布均符合正态分布,变异系数由大到小依次为有效磷(56.64%)速效钾(37.69%)碱解氮(26.67%)有机质(22.60%)。(2)峡江县土壤养分总体呈现中部低,四周高,东部含量大于西部的特点,桐林乡土壤养分含量较高,巴邱镇含量较低,空间分布不均匀。经空间自相关分析可知,土壤养分H—H型聚集主要集中于研究区东部,L—L则位于研究区西部。(3)高程与土壤养分之间均为显著正相关关系;坡度与有机质、有效磷、碱解氮均呈现显著负相关;坡向与有机质、速效钾显现出显著正相关关系,碱解氮则显现出极显著正相关关系;曲率和地形起伏度与土壤养分均未表现出显著的相关关系,坡度变率与土壤养分均显现出显著的负相关关系。     

新疆农业产值的空间化表达与分析

为使以行政单元为单位的农业产值合理分配到地理单元上,以新疆各县农业用地面积及河流长度为自变量建立多元回归模型,采用面积权重的方法进行农业产值的空间化,实现新疆农业产值1 km?1 km格网模拟。对新疆2012年农业产值的分析表明:1)农业产值与耕地、林地、草地面积及河流长度密切相关。2)农业产值的多元回归模拟效果比较满意,预测值与实际值拟合度达到0.82。3)空间模拟表明,新疆农业产值整体水平较低,大部分地区不足5 000元·km-2;农业产值空间分布整体上呈现带状分布和片状分布相结合的特征,块状高值区主要分布在伊犁地区、塔城地区、天山北坡等,南疆地区普遍较低;带状农业产值高值区主要沿塔里木河上中游、孔雀河流域、叶尔羌河流域,伊犁河谷等分布。同时离道路越近,农业产值越高。4)河流与农业产值的空间分布关系说明水资源是干旱区农业发展的制约因素。5)影响模拟精度的因素有自然地理条件、人文因素、地域差异以及土地利用类型内部生产力差异等。与以往研究相比,本研究结合了干旱区的实际情况,重点突出了水资源对干旱区农业的贡献,这对今后研究具有一定的参考价值。     

新疆察布查尔县农耕层土壤养分空间特征及其与地形因子的关系

[目的]研究土壤养分的空间变异程度、分布规律以及与地形因子间的相关关系,为干旱区绿洲农业的施肥区划、土壤资源的可持续利用及精准农业的推广等提供理论依据。[方法]以新疆伊犁河谷典型绿洲区察布查尔县为研究区,应用GIS技术与地统计学相结合的方法,研究伊犁河谷典型绿洲区农耕层土壤养分的空间分布特征及变异规律,并进一步应用典范对应分析(CCA)技术,对土壤养分空间变异与地形因子的关系进行分析。[结果](1)有机质、碱解氮、速效钾含量的变异系数介于24.22%~46.76%,属于中等变异,而速效磷的变异系数为107.51%,属于强变异;区域内存在中等和较强程度的空间自相关性,且速效钾的空间自相关性稍强,碱解氮的空间自相关性稍弱;(2)土壤养分在空间分布上多呈斑块状。有机质在东部相对含量较低;碱解氮中部含量相对较低且在东西方向上变异较强烈;速效磷在东北和西南方向上相对较低;速效钾在中部偏北和东南方向上相对较低且在东部变异较强烈。(3)碱解氮与高程和地形起伏度呈极显著正相关(p0.01),有机质与坡度、地形起伏度呈显著负相关(p0.05),速效钾与平面曲率、剖面曲率呈正相关关系。(4)高程、坡度、地形起伏度、剖面曲率是影响该区域土壤养分空间分布的主要地形因子。[结论]在今后的农业施肥过程中,适当增加东部有机肥的投入,应适当增加中部氮素的输入,应适当增加东北方向上磷钾元素的注入。     

基于地形信息的遥感生态指数在水土保持区域评估中的应用

科学评估区域水土流失状况是有效防治水土流失的重要基础和关键，然而因开发区面积较小，对基础数据的空间精度要求较高，故中国土壤流失方程较难在开发区尺度上运用。以遥感生态指数RSEI为基础，融入地形因子，构建了基于地形信息的遥感生态指数TRSEI,并以太湖西山岛为例，对比分析两种遥感生态指数在平原区和山区两种地貌类型区域的水土流失状况评估能力，以期为水土保持区域评估提供新思路。结果表明：融入地形因子后的TRSEI能够更清晰地还原出山区土壤侵蚀的形态特点，对于山脊、沟谷等水土流失易发区的纹理细节展现更加细致，更符合实际情况。     

日照市茶树种植区表层土壤重金属环境质量评价

以日照市茶树种植区为研究对象,对其表层土壤重金属元素的空间分布特征进行分析,利用内梅罗综合指数法评价其环境质量状况,并将评价结果利用ARC/MAP地统计模块中的克里金插值法插值处理。结果表明,日照市茶树种植区重金属元素分布较为均匀,仅Cd,Hg的空间变异性相对较大;根据单因子污染指数评价结果,大部分地区环境质量较好,仅在局部地区存在Cd,Ni污染;根据内梅罗综合污染指数空间分布,大部分地区土壤属于Ⅰ级,少部分属于Ⅱ级和Ⅲ级,整个区域未出现Ⅳ级和Ⅴ级土壤。     

农地集约利用的碳排放效率分析与低碳优化

提高农地利用集约水平与控制农地利用碳排放量容易陷入两难选择的困境,理想的碳排放效率可以寻找到以碳排放作为成本,适度的农地利用集约水平。该文构建农地集约利用度计算模型与农地集约利用投入产出指标,计算中国31个省份的农地集约利用度;基于松弛测度(slacks-based measure,SBM)模型,构建SBM模型投入产出指标,计算各省份的农地集约利用碳排放总效率、技术效率与规模效率。研究结果表明:农地集约利用程度高低与农地集约利用碳排放总效率高低并不保持普遍一致;农地集约利用碳排放总效率有效省份集中分布在西部地区,农地集约利用度较高的长三角、珠三角、京津冀地区主要省份的农地集约利用碳排放总效率普遍较低;区域农地集约利用碳排放技术效率不足是导致总效率偏低的主要原因,而规模效率不足对总效率影响较小。因此针对总效率无效省份,给出调整投入冗余量、期望产出不足量与非期望产出冗余量的低碳优化方案,并构建结合了东、中、西部地区区域农地利用与经济发展特点的低碳优化策略,以期最终可以改善农地集约利用碳排放效率。     

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。     

基于遥感影像的县域土地功能分类及功能转换分析

城市化、工业化引起的土地利用/覆被变化改变了土地功能。为探索区域土地功能的演变规律,该文以河北省黄骅市为研究区,首先对土地功能进行分类,并应用GIS和RS数据,分析2008—2014年土地功能的空间分布特点及变化规律,采用生产能力核算模型和净初级第一生产力计算模型分别计算了生物性生产功能及生态环境功能值,从而揭示土地功能用地面积及功能值的演变过程。结果表明,参照建立的土地功能分类方法,研究区可以分为6大功能类及21个功能亚类。2008—2014年土地功能特别是生产和承载功能变化较剧烈;生物性生产功能与土地质量等别关系很大,而生态环境功能与土地利用方式密切相关;2008—2014年生物性生产功能值增长1%,而生态环境功能值则减少了1.1%,生物性生产功能的提升保障了粮食安全,但生态环境功能的降低则要求严格保护生态用地。该研究结果可以为土地功能评价、生态红线划定及土地利用规划等工作提供科学依据。     

丘陵区土地流转与整治联动下的资源整合及价值变化

土地顺畅流转并带动各种资源高效整合和土地价值提升是农业产业化可持续发展的关键,该文以重庆市江津区慈云镇小园村和永兴镇黄庄村、旸岩村为研究区,将流转地块图件数据与农村经济统计数据、农户调查数据有机结合,采用收益还原法、市场价格法、机会成本法和影子工程法对耕地经济价值、社会价值、生态价值和发展权价值进行估算,探讨了土地流转与整治联动下土地分散小户经营与集中规模经营的资源整合及价值变化。结果表明:土地流转与整治联动下田块规模扩大、形状趋于规则、田面更加平整,农业基础设施体系完善。田块平均面积、平均形状指数和平整度指数的相对改善程度分别为38.19%、2.54%和30.95%,田间道路密度与沟渠密度指数的绝对改善程度分别达50和75 m/hm2以上;生产成本增加,但综合效率明显提高。土地流转后每公顷人工成本和农资成本分别高出流转前的1.58~24.84倍和1.22~8.04倍,而劳动生产率、土地产出率和资本产出率分别高出流转前的21.46~45.74倍、6.26~14.59倍和1.09~3.71倍,且总投入产出率均高于流转前的1.1倍以上;农业发展投资主体由一元化转为多元化。土地流转前农户自筹资金占100%,土地流转后自筹资金与政府投资占比分别介于24.53%~79.31%和20.69%~75.47%之间,且样区Q1和Q6分别引入了18%和13.54%的社会资金;经济价值与社会价值在土地流转后均提高2倍多,而生态价值降低,平均损失率达34.83%,价值结构不均衡在加剧。因此,在产业政策导向下整合各涉农部门资金集中进行田块规划和农业基础设施改造或续建,建立以土地整治为先导,在市场利益驱动和政府引导下农户自主或委托村集体实现农村土地承包经营权流转的新思路,既促进土地向专业大户、龙头企业、家庭农场顺畅流转,带动产业类型与经营模式双重转变,又有效整合土地、设施、资金、劳动力和农资等农业生产要素,发挥资源整合效率,还极大提升了土地综合价值。     

基于Clue-S模型的石马河流域东莞段生态系统服务价值变化情景模拟

[目的]探究生态系统服务价值演变的内在作用机制,旨在寻求以流域为单元的生态农业和城镇的优化配置模式。[方法]基于土地利用及生态服务价值相关理论与方法,以石马河流域东莞段2010-2020年土地利用数据为基础,利用Clue-S模型对2025年土地利用格局进行模拟,得出2025年区域在生态安全、耕地优先和建设发展3种情景下的土地利用空间布局和优化配置结果,分析各情景下流域生态系统服务价值时空格局。[结果]在2010-2020年,石马河流域东莞段生态服务价值下降了1.80×10⁷元,主要为耕地、林地、园地转出。2025年在耕地优先、生态安全、建设发展的情境下ESV分别为9.44×10⁷,9.62×10⁷,9.38×10⁷元,除了生态安全之外,其余两个情景较2020年生态系统服务价值ESV都有下滑。[结论]对处于快速城镇化发展且生态与发展矛盾突出的地区,进行流域生态系统服务价值进行模拟与分析,有利于增强对区域在不同发展模式下生态系统服务价值空间布局的认识和理解,为土地利用规划与生态经济协调发展提供宏观的参考。     

城市边缘区农业劳动生产率综合评价——以四川郫都林盘农耕文化系统为例

提高农业劳动生产率是促进农业农村发展的重要路径,是乡村振兴战略的基本要求,对农业劳动生产率的综合评价是因地制宜地提出乡村发展路径的基础。位于城市边缘的传统农耕地区面临路径选择的困境,对这类地区农业劳动生产率等指标的测算和评价,可为地区经济发展、劳动力转移等研究奠定基础。本研究以地处成都市郊的中国重要农业文化遗产四川郫都林盘农耕文化系统为例,对遗产地各镇(街道)的农业劳动生产率、劳动参与率、劳动强度指数等进行了定量测算和空间格局评价,并运用多元回归分析方法对影响农业劳动生产率的生产条件因素进行了分析研究。结果显示:1)遗产地农业劳动生产率和劳动强度指数总体水平分别为4.03万元·人~(–1)和54.69%; 12个农业镇(街道)之间的农业劳动生产率和劳动强度指数差异较大。2)各镇(街道)农业劳动生产率和劳动强度指数空间格局上均呈现出北高南低的特征;其中,唐元镇农业劳动生产率最高(6.35万元·人~(–1)),郫筒街道最低(1.72万元·人~(–1))。3)各镇(街道)农业劳动参与率与城镇化程度呈空间异质性,农业参与率总体上呈西北高东南低的趋势;其中,新民场镇劳动参与率最高(45.57%),红光镇最低(8.46%)。4)各农业生产条件因素中,单位农业产值能耗、单位农用地面积化肥施用量、人均农用地面积和农业劳动参与率的提高均对农业劳动生产率具有促进作用,前两个因素对农业劳动生产率的影响大于后两个因素。基于此,郫都林盘农耕文化系统农业发展应从空间差异化、生产现代化和产业多样化等方面着手,发挥城市边缘区在资本、技术等方面的优势,维持农地轮作模式,保障西北部各镇农业持续生产,加强东南部各镇基础设施和加工业建设。同时鼓励农民开展多种经营拓宽增收渠道,促进该地区的乡村振兴。     

The level of threat to restricted-range bird species can be predicted from mapped data on land use and human population

A key element in the efficient allocation of scarce resources for conservation is the identification of areas of high biological value and high threat. Habitat loss and human population density have proved useful predictors of spatial variation in the current threat status of species albeit at coarse spatial resolution. We present a global analysis, intersecting Endemic Bird Areas (EBAs), to which restricted-range bird species are endemic, with fine-scale data of agricultural extent and human population density and test: (a) how well variation in land use mapped at 0.5° × 0.5° resolution predicts spatial variation in threat status of species and (b) how the predictive power compares with that of human population density mapped at the same resolution. Variation among EBAs in the proportion of restricted-range species that are threatened can be predicted by both the proportion of land used for agriculture and human population density. Agricultural land use was a better predictor of threat status than human population. Further, the average levels of threat attributable to agriculture were better predicted by land use than human population density, whereas threats due to causes other than agriculture were equally well predicted by land use and human population density. We fitted quantitative empirical models to describe these relationships. These results could be used, together with spatially explicit future scenarios of land use change, to project the geographical distribution and magnitude of future threats to birds at global and regional scales.     

都市农业功能空间分异研究--以西安都市圈为例

城市化导致都市农业功能呈现明显的空间分异特征,其研究有助于实现都市农业功能的空间合理布局与优化、协调与城市社会经济功能的发展。结合西安都市圈都市农业的发展现状,构建都市农业的生产经济功能、就业功能、文化休闲功能和生态功能的评价指标体系,运用ArcGIS的格网化技术从0.5 km×0.5 km尺度测评并分析都市农业功能的空间分异特征。结果表明:受农业自然资源条件和城市化水平空间分布差异的影响,生产经济功能整体上表现出从西南向东北递增、从近郊平原区向中远郊平原区递增的空间格局;就业功能受区县农业发展水平以及社会经济综合发展水平的作用,表现出秦岭山区低于平原区、近郊平原区向中远郊平原区递增趋势的空间分布规律;文化休闲功能受距离衰减规律支配表现出明显的中心—外围型的圈层空间结构,道路、河流、旅游景区又进一步影响各种功能值分布区的具体空间形态;西安都市圈的地貌地形、都市农业用地类型及其破碎化程度决定都市农业生态功能在空间上表现出由都市圈边缘区域至中心区域逐渐下降的趋势特征,并且各种生态功能值分布区的破碎零散化现象比较严重。