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。     

北京市耕地后备资源开发适宜性评价

根据北京市自然、社会、经济资料及图件资料,在考虑各种影响耕地后备资源开发因素的基础上,结合GIS的空间分析功能,分别从自然适宜性和生态安全性角度构建了北京市耕地后备资源开发评价体系,通过对评价要素的空间叠加、计算,评价北京市耕地后备资源在不同条件下适宜性开发的面积和空间分布情况,并从经济可行性方面探讨北京市耕地后备资源开发的适宜性。结果表明：从自然适宜性评价上来看,北京市耕地后备资源能够开发的面积为 11 675.25 hm2,考虑生态安全因素后,适宜开发且不引起生态退化的耕地后备资源面积为11 221.14 hm2,如纳入经济可行性因素,北京市耕地后备资源全部不适宜开发。综合指数法与限制条件相结合的评价方法能够有效提高评价结果的合理性,评价结果可为北京市土地开发整理政策的制定提供理论参考依据。     

半岛丘陵区城市周边永久基本农田划定研究——以山东省海阳市为例

基本农田红线是土地利用总体规划"三线"划定的重中之重,城市周边永久基本农田的划定是基本农田红线划定工作中的难点。本研究以半岛丘陵区山东省海阳市为例,以"三线"协同划定的思想为切入点,采用生态优先、建设用地严格举证、优质耕地尽量划入永久基本农田和市场配置资源的思路,将生态安全网络构建、建设用地适宜性评价、耕地质量综合评价等多种方法有机结合,并对土地评价和立地分析(LESA)方法进行改进,通过Arcgis空间分析功能,综合划定海阳市城市周边永久基本农田。结果表明:1)生态安全网络中耕地面积为12.11 hm~2,优先建设区与重点建设区中已举证的耕地面积为154.99 hm~2,此部分耕地均不适宜划入永久基本农田。2)根据耕地综合质量分值将耕地划分为4个等级,其中,优先划入型和适宜划入型耕地,自然质量和立地条件均比较优越,可划定为永久基本农田,重点调控型和后备资源型耕地则不宜划入;其中优先划入型耕地面积为458.05 hm~2,将其中427.82 hm~2划入永久基本农田,适宜划入型耕地面积为771.83 hm~2,将其中500.67 hm~2划入永久基本农田。3)划定后城市周边永久基本农田面积1 305.22 hm~2,新划入永久基本农田的耕地面积为928.49 hm~2,占城市周边耕地总面积的60.26%,永久基本农田保护率提高了42.66%,永久基本农田中耕地的国家利用等平均值(9.04)高于全市耕地平均利用等别(9.56),且坡度均低于15°。4)城市周边生态安全用地、永久基本农田、建设用地空间布局更加优化,有利于城市的有序发展和土地的可持续利用。本研究采用基于改进的LESA评价方法,并综合考虑生态安全用地、永久基本农田和建设用地的空间布局,丰富了永久基本农田划定方法,达到了海阳市城市周边永久基本农田划定目标;同时研究结果具有较强的实用性,为海阳市永久基本农田的保护和土地利用总体规划"三线"划定工作提供了科学依据。     

江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合研究

耕地后备资源的开发利用是补充耕地、确保耕地总量动态平衡与国家粮食安全的重要措施。本文在农用地分等成果基础上,采用GIS支持的空间图形分析和两维图论聚类等方法,对江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合进行了研究,揭示该省耕地后备资源的质量潜力区域分异明显,其中农地整理类潜力苏北＞苏中＞苏南,而其他三类（农村建设用地整理、土地复垦、未利用地开发）则苏南＞苏中＞苏北;以县级行政区为单元,根据地域潜力相似性等建立了全省耕地后备资源的开发组合序列,为该省耕地后备资源的合理开发利用尤其是优先开发区域的确定提供了科学依据。     

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。     

基于熵权可拓物元模型的耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是改善耕地生态系统状况,促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)概念模型的评价指标体系,建立了熵权可拓物元模型,并以四川省为例进行了实证分析。结果表明:(1)2000-2008年四川省耕地生态安全水平呈逐步改善态势,但2008年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地农药负荷、单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素。因此,为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;加大环境治理力度,有效控制水土流失。     

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。     

鄱阳湖生态经济区耕地利用效率时空差异及其影响因素分析

为了解鄱阳湖生态经济区的耕地利用情况,运用数据包络分析(DEA)方法、GIS技术,以县域为评价单位,建立耕地利用效率评价指标体系,对鄱阳湖生态经济区25个县(市)1999—2010年耕地利用效率进行了测度,并采用Tobit回归模型揭示了耕地利用效率变化的影响因素。结果表明:1999—2010年鄱阳湖生态经济区耕地利用的综合技术效率为0.844,说明耕地利用的整体水平有待提高;综合技术效率受纯技术效率和规模效率的变化影响,但规模效率对其影响更大;鄱阳湖生态经济区各县(市)耕地利用效率存在较大的时空差异性;从耕地利用效率的影响因素来看,各因素对耕地利用效率具有不同方向和不同程度的影响,按从大到小排序是:耕地复种指数农业政策乡村人口占总人口比重单位耕地面积拥有农业机械总动力农民人均纯收入。研究结果可为鄱阳湖生态经济区耕地资源有效利用,提高耕地利用潜力提供科学依据。     

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。     

汪清县农村居民点用地整治潜力评价研究

科学合理地测算汪清县农村居民点用地整治潜力,是为汪清县农村居民点用地整治工作的开展提供理论依据。以汪清县9个乡镇为评价单元,采用人均建设用地标准法测算汪清县农村居民点用地整治理论潜力,并选取整治意愿、整治能力和景观细碎化因素,构建腾退潜力综合修正指标体系,对理论潜力进行综合修正。然后综合考虑自然、区位和土地利用结构因素,构建综合评价指标体系进行适宜性评价,基于ArcGIS 10.2软件平台生成Voronoi图,测算汪清县各乡镇新增耕地潜力和新增耕地系数,最后以新增耕地潜力作为潜力分级标准,运用聚类分析法将整治潜力划分为4个级别。结果表明:（1）汪清县农村居民点用地Voronoi图的C_v值为134.82%,空间分布类型属于集群性;（2）汪清县农村居民点用地整治新增耕地潜力为265.06 hm²,新增耕地系数为6.33%;（3）各乡镇综合修正系数介于0.15~0.65之间,东光镇综合修正系数最高,为0.65,天桥岭镇最低,为0.15;（4）建议将Ⅰ级和Ⅱ级潜力区作为整治重点区域,实施重点挖潜,合理有序地推进汪清县农村居民点用地整治工作。     

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。     

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。     

农村居民点用地整理现实潜力测算及分区——以重庆市丰都县为例

农村居民点整理潜力与结构优化是农村居民点问题研究的核心,对统筹城乡土地利用具有重大意义。针对丰都县各乡镇的自然、社会和经济因素,采用定性分析和定量计算相结合、层次筛选法、SPSS聚类分析的方法,测算农村居民点用地整理现实潜力,并根据耕地系数对全县进行聚类分区。结果表明:①丰都县2011—2020年农村居民点整理现实潜力为1 287.78hm²,耕地增加率为13.37%;②依据整治潜力可将研究区划分为生态型整理乡镇7个、适度型整理乡镇16个、重点型挖潜乡镇7个,分区调控提高了农村居民点用地效率和集约化程度。     

基于最小数据集与LESA体系的县域耕地质量评价

建立科学合理的县域耕地质量评价体系对快速准确摸清耕地质量家底和建立耕地保护分区具有重要指导意义。该研究基于主成分分析法建立最小数据集精选指标，构建土地评价与立地条件分析（land evaluation and site assessment，LESA）体系，开展耕地质量综合评价，分析耕地质量区域分布特征及差异性特征并划定耕地保护分区。结果表明：1）自然质量指标最小数据集由砂粒、有机质、全钾、有效磷、pH值、综合污染指数、耕层质地、容重、阳离子交换量组成，立地环境指标最小数据集包括排水条件、连片度、生态兼容性、河流距离、路网密度、灌溉能力、农田林网化率、耕地利用类型。2）采用LESA评价模型计算耕地自然质量指数及立地环境指数，确定LESA体系为FLESA=0.5FLE+0.5FSA（FSA、FLE、FLESA分别为耕地立地环境条件、自然质量条件和综合分值），采样点综合评分为51.517～81.838。综合比选各插值误差检验结果后采用普通克里金法进行耕地质量结果空间插值，评价单元耕地质量综合评分为52.148～79.624。3）铁岭县耕地资源可划分为5个等级区：1级区划分为永久基本农田核心保护区，占比20.52%；2级区划分为耕地自然地力条件重点治理区，占比36.79%；3级区和4级区耕地土壤和立地条件均存在多样性的限制因素，可划分为耕地综合整治区，占比36.33%；5级区划分为耕地生态自然保育区，占比6.36%。4）经计算基于最小数据集与LESA相结合的评价结果有效系数为0.615，相对偏差系数为0.009，说明该体系耕地质量评价结果准确，可信度较高。该研究成果简化了县域耕地质量评价指标体系，量化了自然质量与立地条件协同关系，为开展耕地质量提升和保护利用提供了理论和方法依据。     

黑龙江省巴彦县耕地资源价值体系及价值定量测算

耕地资源不仅具有经济价值,还具有社会价值和生态价值。其社会价值和生态价值往往在政府决策及耕地流转交易中被忽视,导致大量耕地资源被过度开发及低效利用。全面显化耕地资源价值,有利于耕地保护和农业可持续发展。以巴彦县为例,在界定耕地资源价值内涵基础上,借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法及成果参照法等研究方法,对耕地资源经济价值、社会价值和生态价值进行了测算。结果表明:（1）巴彦县耕地资源每年提供的功能价值高达672 415.79元/hm²,其中,经济价值为67 661.78元/hm²,社会价值为573 852.33元/hm²,生态价值为30 901.68元/hm²,耕地资源总价值是显化的耕地资源经济价值的9.94倍;（2）巴彦县耕地资源价值以社会价值为主,占其总价值的85.34%,而经济价值和生态价值分别占其总价值的10.06%和4.60%,其中,耕地的社会价值主要体现在社会保障功能上,占其社会价值的67.52%。合理确定巴彦县耕地资源的真实价值,对维护市场等价交换交易,激励农民自觉经营生产和保护耕地,促进区域农业经济的健康稳定发展有一定现实意义。     

山区耕地细碎化对农户耕地撂荒的影响

研究山区耕地细碎化对耕地撂荒的影响对保障山区粮食安全、促进山区耕地整治与可持续利用具有重要意义。该研究以贵州省剑河县白都村为例,基于无人机高分辨率影像数据和农户调查数据,在提取农户耕地地块空间信息数据的基础上,选取综合指标测度法对农户耕地地块细碎程度进行刻画,从地块和农户两个层面分别运用Logistic和Tobit模型分析耕地地块细碎化对农户耕地撂荒的影响,探析农户耕地细碎化程度与其撂荒规模之间的关系。结果表明：1）研究区耕地细碎化程度较高,耕地撂荒现象严重。农户平均地块面积为0.044 hm2,平均耕地撂荒占比为29.50%;2）从地块层面看,耕地地块细碎化会加剧耕地撂荒,其中地块耕作距离对农户耕地撂荒具有显著的正向作用,地块面积对农户耕地撂荒具有显著的负向作用,且地块面积对农户耕地撂荒的作用强度高于地块耕作距离;3）从农户层面看,农户耕地细碎化程度越高,耕地撂荒规模愈大,农户耕地细碎化指数每提升10%,其耕地撂荒比例增加4.22%。研究结果可为推动山区细碎耕地资源的可持续利用与管理提供借鉴。