三江平原现代农业区景观生态安全时空分异分析

作为与自然关系紧密的生态产业,现代农业不仅是经济社会发展和粮食安全保障的基础,其生态安全也是生态文明建设的重要内容。该研究以位于中国三江平原现代农业区的国营友谊农场为研究区域,以1984年、1995年、2004年和2014年4期Landsat TM/OLI影像为主要数据来源,以景观格局安全指数和生态质量指数为变量构建现代农业区景观生态安全评价模型,对近30 a来研究区的景观生态安全时空分异进行分析。结果表明:研究区景观生态安全格局变化明显,4个时期研究区的景观生态安全指数依次为0.65、0.57、0.55和0.60,整体呈现出先下降后回升的趋势;景观生态安全值的空间集聚性呈先增加后降低的趋势,生态安全分布的热点和冷点面积比例持续降低,不显著区域的面积比例持续增加。研究结果一方面说明农业开发对景观生态系统具有一定的负面影响,另一方面也说明积极的土地整治对景观生态安全具有促进作用,为此,后续的土地整治工作应在促进现代农业发展的同时,保障土地资源的可持续利用。     

GIS支持下的湖南省生态环境质量综合评价

采用GIS技术与层次分析法相结合,对湖南省生态环境质量状况进行了综合评价。通过建立综合评价的指标体系和基本评价单元,应用层次分析法确定各评价指标的权重,再运用GIS技术,计算评价单元的质量指数和分指数,自动生成湖南省生态环境综合评价等级图,并从自然环境、灾害状况、环境污染和社会经济状况方面进行了空间分界规律分析。结果表明,社会经济与自然环境状况的空间格局大体吻合,湖南省生态环境质量基本上由东向西逐渐降低,但局部地区有差异。说明自然条件对湖南省生态环境质量的空间分异起主要作用,但灾害状况、社会经济和环境污染等因素也在一定程度上影响了生态环境质量的空间格局。     

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。     

基于生态承载力的国土空间开发布局方法研究

为揭示城市生态承载力空间特征,探讨国土空间开发格局优化方法,该文以湖北省鄂州市为例,构建"资源环境承载力-生态弹性力-社会经济协调力"生态承载力综合评价模型,采用状态空间法在市域范围进行生态承载力综合评价,利用三维魔方法设计生态承载力综合评价与国土空间开发格局的关联模型,结合生态承载力的空间分异特征与评价单元主体功能分区结果进行国土空间开发布局分析。结果表明:1)生态承载力综合评价指数最大值为0.233 8,位于梁子镇,最小值为0.050 9,位于临江乡。受到资源环境本底和社会经济投入条件影响,研究区生态承载力较高地区主要分布在西南沿湖一带,北部相对较低,总体呈现南高北低的空间分异格局。2)国土空间格局划为城市经济核心区、城市经济拓展区、农业生产区、生态功能涵养区四大功能区域和一类禁止开发区域,能够较好地反映生态承载力综合指数的空间分异特征。结果能够为国土空间开发格局优化理论与实践提供科学依据和实证基础。     

山丘生态保护区乡村聚落空间分异及格局优化

合理优化乡村聚落空间格局对区域生态环境保护具有重要意义。该文以山丘生态保护区山东省泗水县为例,运用最近邻点统计、空间关联测度模型、空间韵律测度等方法分析泗水县乡村聚落空间分异特征,并从生态保护与建设的视角,运用最小累积阻力模型从森林、水体2个方面构建生态保护格局,探讨泗水县乡村聚落格局优化方向。结果表明:泗水县乡村聚落空间集聚态势显著,平均密度在1.6~4个/km2范围内,呈现出的"南北密,中间疏"的空间分异特征;聚落规模以小型聚落居多,斑块数量占总数的45.43%,存在低值集聚的冷点区,表现为"中部大,南北小"的分布态势;乡村聚落斑块形状较为复杂,连续性差,破碎化明显;聚落主要分布在高程73~250 m、坡度0~5?以及距河流600 m范围内。通过构建生态保护格局并根据乡村聚落对森林、水体的影响将其划分为重点整治型、限制扩张型、适度建设型和优先发展型4种格局优化类型,该研究结果可为生态保护与建设背景下区域乡村聚落的规划发展提供依据。     

基于GIS和模糊数学的川西地区生态安全评价

[目的] 对川西生态安全进行评价研究，以期为该地区生态环境建设、社会经济发展规划提供科学依据。[方法] 基于GIS和遥感技术，从自然和人为影响两个方面构建评价指标体系，通过模糊数学模型对川西地区2000，2005，2010，2015年和2018年的生态安全状况进行评价。[结果] 川西40%的区域生态安全状况处于较危险状态，呈现出“东高西低”的空间分布格局。川西生态安全2000—2018年总体变化趋势为“上升—小幅度下降—上升”。川西地区生态安全Moran’s I指数在0.5左右，西部白玉、巴塘、理塘一带生态安全状况好转，东部九龙、雅江、木里和若尔盖一带生态安全质量有所下降。地形植被是川西生态安全最主要的影响因子。[结论] 川西整体生态安全状况偏差，但呈现出改善趋势，具有较强的空间聚集性，对川西生态安全状况的治理要充分考虑其空间分异特征。     

黄土高原山丘区土地生态安全动态评价及预测

以2001—2010年晋城市土地生态安全相关数据为基础,运用PSR框架模型构建了土地生态安全动态评价指标体系,运用主成分分析法确定指标权重,对晋城市土地生态安全状况进行了动态评价,并采用GM（1,1）模型对未来土地生态安全状况进行了预测。研究结果表明:晋城市土地生态安全综合值总体上呈上升的趋势,土地生态安全等级从2001年的Ⅲ级变成2010年的Ⅱ级,土地生态安全状态从2001年的“敏感”状态变成2010年的“较安全”状态。晋城市土地生态安全状况空间分异显著,不同区县（市）由于社会经济发展水平、自然条件状况、环保投入水平、土地利用结构和产业布局的不同,导致全市土地生态安全格局分布的差异性和空间演化的异质性。该研究为黄土高原山丘区土地生态安全动态评价提供一种思路,为制定科学有效的生态环境相关政策和土地整治提供依据。     

旅游地生态安全评价研究——以开封市为例

以生态安全理论为基础,根据压力-状态-响应模型,从资源环境压力、资源环境状态和人文环境响应3个方面构建了旅游地生态评价的指标体系。在此基础上,以开封市为研究对象,对开封旅游的生态安全进行了定量的研究,提出了开封市旅游生态安全建设的若干建议。     

洞庭湖区农业生态安全评价

生态安全是一定时间尺度内，不同层次、不同类型的生态系统保持其自身正常结构与功能和满足人类持续发展需要的状态。它是农业可持续发展的核心和基础。在分析农业生态安全面临的问题、构建农业生态安全评价指标体系的基础上，运用层次分析法和GIS技术，采用“农业生态不安全指数”对洞庭湖区各县（市）的农业生态安全状况进行了综合评价。结果表明，湖泊调蓄功能衰退，洪涝灾害威胁加剧，水土流失严重，环境蒋染加重是洞庭湖区农业生态安全面临的主要问题。洞庭湖农业生态安全表现出明显的地域分异特征，生态农业生态不安全指数由湖边向丘陵、山地区递减。本研究成果可直接为洞庭湖区生态环境保护及建设提供科学依据，其研究方法可为区域农业生态安全评价借鉴。     

保定市休闲农业发展潜力评价研究

休闲农业发展水平影响着地区农民收入、经济发展水平。基于此,从经济基础、产业基础、社会基础、基础设施建设、经营管理能力,以及资源、生态、社会可持续发展能力构建保定市休闲农业发展潜力评估指标体系。以保定市休闲农业为评估对象,运用2009—2016年休闲农业发展统计数据,评估保定市休闲农业发展潜力。     

长江经济带耕地产能变化及土地整治影响分析

耕地产能改善是中国在耕地资源数量约束下确保粮食安全的重要手段。土地整治是提升耕地产能的重要途径，但目前在大尺度区域对不同类型土地整治影响耕地产能的空间分异规律认识仍不充分。因此该研究以长江经济带为例，基于MODIS-EVI遥感数据评估了2001—2017年研究区耕地产能及变化特征，使用地理加权回归模型分析了80 920个土地整治项目对耕地产能影响的空间格局和分区特征，结果表明：1）耕地产能变化趋势有显著空间分异特征，单季作物、双季作物第一和二季产能分别呈减速上升、加速上升和先增后减趋势，长江上游产能增幅最大，下游单季作物和双季作物第二季产能降幅最大；2）土地整治对耕地产能影响机制存在空间分异，长江上游单季作物主要受土地整治建设规模和投资标准的积极影响，长江下游双季作物第二季产能受土地整治消极影响；3）根据耕地产能变化特征及土地整治影响机制差异可以将长江经济带可划分为西南山地整治区、四川盆地整治区、南方丘陵整治区和长江下游平原整治区。该研究可以为各区域土地整治政策优化提供参考。     

陕西关中农业现代化时空分异特征

农业现代化是农业发展的必然趋势，是国民经济快速增长的基础。分析区域农业现代化水平的空间分异规律为区域经济发展、城乡融合及生态环境建设提供基础资料。该研究以陕西关中平原为研究区，从农业生产、经济收益、人才、生态4个维度，构建区域农业现代化评价指标体系，探讨陕西关中平原农业现代化发展水平时空变化规律及影响因素。结果表明：1）2010－2020年关中平原农业现代化水平中高西低，整体呈现快速－缓慢提升趋势，西安市及邻县农业现代化达到成熟阶段；2）农业生产与产出水平提升强度相对较大且持续上升，人才与农业生态发展相对落后；3）区域农业现代化相对发展强度在时空上呈现"均衡发展－两极发展"趋势，各县域发展能力从相差较小转变为差异显著，这取决于区域现代农业类型；4）关中平原农业现代化表现出聚集模式的空间特征，且在发展格局上呈现方向性减弱、发展重心向东南方向迁移特征，但空间格局仍以东－西方向为主。研究区域农业现代化发展现状与空间分布规律有利于区域农业"对症下药"，因地发展农业模式，对推进区域农业现代化具有重要意义。     

人地协调的土地整治模式与实践

为丰富转型期中国农村土地整治的理论与实践,该文综合论述了人地协调的土地整治理念、模式与技术途径,并结合典型案例进行了实证。结果表明,作为人地关系系统正向反馈的土地利用调控路径,人地协调的土地整治需立足于生产、生活、生态三大空间的结构优化与功能整合,积极响应社会经济发展阶段需求。在转型期,人地协调的土地整治模式应以保障粮食安全和食品安全、推动农业现代化发展,支撑新农村建设、优化城乡发展空间,构建生态安全格局、提升生态景观服务功能为导向,在整治目标、整治重点、运作模式上与乡村地域空间结构与功能相匹配,在行为理性上坚持价值理性与工具理性的有机统一,在技术上强调生产空间农用地整合技术、生活空间农村建设用地盘活技术和生态空间生态景观提升技术三者的智能融合。通过人地协调的土地整治模式实践,研究区生产空间的适度规模经营面积比例由整治前的18.00%增至整治后的30.53%,户均耕地地块数降低1.6块,耕地灌溉保证率由29.68%增至51.22%,综合机械化率由42.50%增至61.80%,特色优势产业壮大;生活空间24个片块的闲置废弃农村居民点被复垦再利用,乡村景观协调性、田块连片性及聚落的风貌形象得到提升;生态空间形成了以生态节点修复与完善、生态廊道连通、核心生态用地保护为主导,"点—线—面"一体化的生态景观格局。因此,在中国高度紧张的人地关系背景下,土地综合整治的思路应由不同整治类型的组合转向整治内容的融合,从人地关系调控入手确立人地协调的土地整治模式,是应对人地关系、城乡关系矛盾和转型发展需求的理性选择。     

干旱区河谷城市土地利用生态风险动态预测——以新疆伊宁市为例

土地利用规划和土地生态安全是土地资源可持续利用的基础和核心。基于伊宁市土地利用总体规划(2010—2020年),依照规划基期年及末期年土地利用结构特征,借助土地利用变化、土地利用类型动态度和生态风险空间分析方法,测算了土地利用生态风险指数。并通过运用ArcGIS 9.3对生态风险进行了系统采样、半变异函数分析及空间插值,研究伊宁市土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果显示:伊宁市土地利用总体规划对全市土地利用空间结构进行了较大调整,土地生态风险具有明显的区域性,生态安全状况由北向南逐渐加重,且高、较高风险区在南部区域呈圆环式蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在伊宁市河谷构建良好的生态用地格局,提高土地利用的综合效益。     

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。     

土地利用功能分类及空间结构评价方法——以燕沟流域为例

优化国土空间格局是新时期我国生态文明建设的重要内容之一,科学划分生活、生产和生态“三生”空间类型是优化国土空间格局的重要基础。通过对土地利用类型进行功能归类,提出了包括生活、生产、生态以及生产—生态和生活—生态复合类型的5个一级类、20个二级类和61个三级类的土地利用功能类型划分方案;构建了由五形偏离度指标和结构视图表达的五形向量空间结构评价方法,并在延安燕沟流域开展了实证应用。研究结果表明,1988—2010年期间燕沟流域的五形偏离度从0.583减少到了0.567,呈现出微弱的下降趋势;14个行政村的五形偏离度值保持在0.55～0.59,趋同性较强,集中程度普遍较高;从而揭示了五形向量空间结构评价方法可以从定量和结构图示两个方面有效刻画研究地域的土地利用功能结构变化及空间分异等特点的可行性。     

基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划

以统一工程建设形式和刚性工程建设标准为引导,以规整化和硬质化为目标,以高强度工程建设为手段的传统土地整治,虽在稳定耕地数量、改善农业生产条件过程中发挥了积极作用,但在当前生态文明建设的要求下亟待转型。江南水乡作为现代化进程与传统农业冲突最为剧烈的地区,通过生态型土地整治实现生态改善、景观提升的需求更为迫切。该研究以景观生态学理论为指导,按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路,基于空间聚类算法及最小阻力模型等GIS方法,选取典型项目提出了生态型土地整治规划方案。通过规划实施可在保证农业设施得到改善前提下新增人工湿地面积1.24hm2,水系廊道连通度和环通度分别提升55.43%和454.95%,实现项目区景观生态安全指数提升35.56%。该研究可为丰富土地整治规划方法,探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴。     

中国土地整理工程发展回顾与展望-基于《农业工程学报》"土地整理工程"专栏2002-2020年刊载文献的计量学分析

土地整理工程是保障国家粮食安全与生态安全的重要手段。为了促进土地整理工程学术交流与科技创新,《农业工程学报》自2002年开始开设"土地整理工程"专栏,随着土地整理工程研究领域和内涵的不断拓展,2020年5月第9期开始,"土地整理工程"专栏更名为"土地保障与生态安全"。该文基于文献计量方法对《农业工程学报》"土地整理工程"专栏2002—2020年期间刊发的论文进行统计分析,并对不同研究方向的研究进展进行总结,提出未来土地资源保障与国土生态安全领域的研究重点,以期为中国的粮食安全与生态安全战略提供支撑。研究发现:土地整理工程主要研究方向包括土地利用、土地评价、农地整理、耕地质量与安全、3S和土地信息技术、工矿废弃地复垦、农村居民点整理、土地生态、土地修复、基本农田建设与保护、节约用地、乡村空间格局与发展、耕地开发、市地整理等方向;土地评价、农地整理和耕地质量与安全是学者们比较关注的热点,发文量分别占比10.52%、10.16%和8.51%;围绕土地评价、农地整理、耕地质量与安全、3S和土地信息技术和工矿废弃地复垦等方向,"土地整理工程专栏"形成了10个在全国处于领先研究地位的作者合作网络组团,以及5个关键词聚类;"土地整理工程专栏"刊发论文覆盖了土地整理工程的各个方向,近年来学者们更加关注生态化土地整治,基于景观生态学等理论来构建土地利用安全格局、分析土地整治的生态效应,同时关注土地整治单项工程的生态化设计与修复技术、农村居民点的格局演变与布局优化等内容。未来土地资源保障与国土生态安全研究将更注重"系统化、生态化、信息化和智能化",研究区域生态系统保护修复的理论、方法和机理,实现"山-水-林-田-湖-草"的"整体保护、统一修复、综合治理";借助基础信息大数据,开展自然资源一张图智能化管理研究,构建国土生态安全格局。     

“三生空间”视角下宜昌市景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以湖北省宜昌市为研究对象,基于2000—2015年4期土地利用遥感监测数据和社会经济数据,从三生空间视角构建“三生空间”(生产空间、生活空间和生态空间)土地利用分类模型,对宜昌市近15年间景观生态安全时空演变特征及耦合协调度进行了系统分析。结果表明:(1)2000—2015年,宜昌市以林地为主的生态空间面积占比最大,且各时期占比均在71%以上;(2)2000—2015年,宜昌市景观生态安全整体呈现西北—西南高、东部低的空间分布特征,安全区集中分布在土家族自治县、夷陵区,不安全区主要分布在当阳市等低海拔地区;(3)2000—2015年宜昌市景观生态风险冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。(4)宜昌市“三生空间”景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现“东高西低”的空间分布特征,西北、西南山区景观生态安全耦合协调度明显优于东部地区。研究结果表明区域土地利用格局和人类社会经济活动影响以及制约区域景观生态安全及其耦合协调性,故需优化区域生态空间格局、提升土地资源集约利用效率,促进宜昌市生态环境可持续发展。     

西北地区植被重建的生态学基础

西北地区生态脆弱,环境压力大,虽然经过长期建设,整体状况并未得到根本改善 .其中有主观和客观两方面的原因.文章从生态学基础角度,反观近50年来的生态建设, 对西北地区植被建设目标的理论依据、植被的多样性和景观的异质性、植被生态系统的自我 恢复与循环、植被类型的空间分异等4个方面做了初步论述,以期对西部大开发中的新一轮生态建设有所参考.