发达地区耕地资源的时空变化及其驱动力实证研究

利用绍兴市近年的土地利用调查数据及相关社会经济资料，从耕地资源的时序变化和空间差异入手，宏观分析了该市耕地动态变化的趋势和规律，并将主成分分析和多元逐步回归相结合，定量研究了该市耕地数量变化的驱动机制。结果表明：绍兴市耕地资源的时空变化特征显著，耕地呈现出逐年减少的总体趋势；耕地减少以建设占用和以市场为导向的农业结构调整为主，基本建设投入力度的加大和人们生活收入水平的提高是影响耕地减少的主要动因。研究结果将为合理利用和保护耕地、为绍兴市农业的可持续发展提供科学依据，为进一步研究沿海经济发达地区的耕地变化提供借鉴。     

我国耕地数量变化研究的回顾——进展及问题

我国作为一个人口众多的农业大国，耕地资源十分紧缺，人口与耕地的矛盾突出，合理、高效和可持续地开发利用耕地资源至为重要。建国以来，许多学者都对我国的耕地资源进行了深入地研究，其中有关耕地数量变化的研究就是近期的一个重要研究内容之一。本文通过对我国耕地数量变化研究的回顾，总结了耕地数量变化研究方面的主要进展，并指出了研究中存在的主要问题及其给人们的启示。     

地理空间视角下耕地资源新认知体系构建

耕地是在自然资源要素和人为活动的共同作用下，以食物生产为核心，兼具生活、生态、文化等多重功能的复杂综合体，其成为资源的本质是“空间的可利用性”。地理学特有的“要素、空间与时间相互融合的视角”为理解耕地资源空间格局、时空变化及影响、驱动因素等问题提供了重要支撑。发展地理空间视角下耕地资源综合认知理论与方法，是探索耕地保护与利用协同路径的关键环节。该文根据已有耕地资源质量、价值研究探讨耕地资源内涵，包括：解析耕地资源自然层、生计层、制度层、意识层的“要素-功能-价值”级联关系；梳理耕地资源多尺度、整体性、区域性与动态性特征。在此基础上，该文提出耕地资源认知理论框架，提出从耕地资源利用-本底-效益三方面综合认知耕地资源格局；发展耦合利用-本底-效益的耕地资源过程模型；解析文化传统、社会经济发展对农作物产量未来需求的影响机制。探讨了土地适宜性、资源环境承载力、耕地质量与价值、耕地集约利用、地理权衡、地理耦合、复杂地理系统等领域理论研究对认知耕地资源的支持。最后，从星空地-体化耕地资源感知、高性能时空数据处理、时空格局与过程分析、多情景空间模拟与优化四方面探讨耕地资源认知关键技术体系及面临难题。     

河北省耕地资源时空格局演变和驱动力

根据河北省1995-2005年耕地变化统计数据,研究耕地利用现状和耕地资源的时空变化规律,应用主成分分析和线性回归模型,定量研究了耕地资源和各社会经济驱动因子之间的关系,结果表明:10 a间耕地总面积和人均耕地面积都经历了"缓慢减少-急剧减少-相对稳定"的变化过程,均呈现总体减少的变化趋势.空间区域差异明显,表现为平原区耕地减少最多,占37.80%;丘陵山区耕地减少面积占26.09%.农业结构调整、农业现代化和社会经济发展水平、粮食安全是河北省耕地资源变化的主要驱动力.加强耕地变化驱动力与驱动机制研究,对合理利用和保护耕地资源、控制耕地面积进一步减少,保持耕地质量和数量的动态平衡,促进区域农业的可持续发展具有一定的现实意义.     

鄂豫地区耕地资源变化时空特征及其影响因素

[目的]研究鄂豫35个地市2000—2015年耕地资源利用变化影响因素的空间分异特征,为保护耕地资源及其可持续利用提供管理参考。[方法]基于鄂豫各地市耕地资源统计数据,分析耕地资源相对变化动态;采用地理加权回归(GWR)模型,分析鄂豫地区耕地资源变化影响因素的空间差异特征,并侧重对残差的空间差异进行分析。[结果]①从空间格局看,耕地资源变化减少区主要分布在东部和西南部区域;耕地资源变化平衡区集中分布在中北部区域;耕地资源变化增加区大部分分布在东南部区域。②人口、固定资产投资与农业机械水平在空间上与耕地资源呈正相关;地区生产总值在空间上与耕地资源呈负相关。③残差高值区出现在耕地资源变化的平衡区和增加区,低值区分布在耕地资源变化的减少区和平衡区中相对变化较小的地区。[结论]保护耕地应根据影响因素的空间特征,在不同地区采取相应的适应性措施。     

我国耕地资源开发利用现状及研究进展

从我国耕地资源开发利用的现状入手,提出了耕地资源开发利用中存在的问题:耕地总量和人均耕地面积减少、耕地质量下降、耕地污染和生态功能退化等。然后从农作物遥感估产、土地变化监测及驱动机制研究、耕地粮食生产力和人口承载力研究等方面探讨了耕地资源及其利用领域的研究进展。最后提出了耕地资源合理开发和可持续利用的思路。     

甘肃省耕地资源势态演变及驱动机制研究

农业是西北干旱地区经济发展的重要组成部分,研究该区耕地资源变化对发展西北经济尤为重要.利用甘肃省近20 a的土地变更数据,在遥感和GIS技术支持下,分析了甘肃省1988-2008年的耕地势态演变,并对引起耕地变化的主要因子进行了灰色关联分析.分析结果表明.经济发展水平、二三产业及农业结构调整这几种因子与耕地变化的关联度分别高达0.898,0.892和0.883;其关联度排序也位居前三,成为推动甘肃省耕地资源变化的主要因素.最后对各影响因素进行了深入分析,并提出了甘肃省耕地资源可持续利用的意见与建议.     

基于3S技术的区域性耕地资源变化影响评价模式研究

针对目前尚未形成国内外公认的耕地资源变化影响评价方法,该文提出基于耕地生产能力评价指标体系、耕地质量评价指标体系以及耕地自然等和利用等指标体系的3种区域性耕地资源评价指标体系,确定3种基于3S技术的耕地资源变化影响评价模式.与基于粮食单产划分耕地等级进行评价的传统方法,共同构成了区域性耕地资源变化影响评价的4种方案.还分析了4种评价方案的思想基础、特点及实用性的差异.并以东北地区为案例,利用耕地自然等和利用等指标体系方法,分析了1993～2003年东北耕地变化对粮食生产能力的影响.此外,提出作物种植结构以及作物品种变化对粮食生产能力影响评价的建议.为区域性耕地资源变化影响评价方法体系提供参考和借鉴.     

中国第二次土地调查以来省域耕地利用时空变化

[目的]分析和研究全国第二次土地调查(简称"二调")以来各省级空间地域单元的耕地利用现势分布和省域耕地利用的时空特征,以期寻求促进耕地资源可持续利用的针对性政策改进措施。[方法]基于2009—2016年全国和省级年度土地利用现状数据,利用GIS空间分析、数学指数模型等方法进行研究。[结果]①2009—2016年间中国耕地面积总体呈减少趋势,其中旱地减少面积多于水田、水浇地增加面积,耕地总面积共减少4.64×10~5 hm~2,但基于各省域间资源禀赋的异质性和社会经济发展差异,耕地面积分布与利用呈现出明显的差异性。②受不同阶段耕地保护政策的影响,耕地面积在时间和空间不同维度上均或多或少受政策调控,这是形成耕地利用时空变化格局的重要原因。③中国的耕地保护政策需要在耕地利用的时空变化分析基础上进一步加以科学优化,并积极引导区域耕地利用与资源环境协调发展。[结论]现阶段耕地资源利用具有较强的空间、时间异质性和动态变动性特征,而全国省域耕地利用变化过程受到全局性和区域性政策演进与人类活动定向干预的双重作用,亟需在及时跟进和把控耕地变化特征差异的基础上,通过适时合理的政策调控实现对省域耕地资源差异化保护和利用,以保障粮食安全和协调资源匹配,促进区域可持续发展。     

城乡一体化进程中耕地利用变化的驱动因素及区域比较

耕地利用变化与经济发展密切相关,阐明不同经济发展阶段耕地资源变化的驱动特征,有利于缓和耕地保护与经济发展的矛盾。基于苏皖各城市社会经济发展统计数据,运用因子分析和系统聚类方法,提取影响耕地利用变化的主要驱动因子,考察其对耕地资源变化的作用机理及苏皖耕地变化驱动特征的区域差异。研究结果表明,耕地利用变化驱动力可归结为经济发展、人口与农业和制度与政策因素,经济发展带来耕地面积“N 型”变化,人口与农业因子和耕地数量之间存在高度正线性关系。城市耕地资源变化驱动类型受经济发展阶段及自身条件双重影响,工业化高级阶段城市主要受经济发展与结构调整驱动;工业化初级阶段城市人口与农业因素缓解了耕地流失;较为复杂的是工业化中级阶段城市,因经济结构、资源禀赋条件及城市功能定位等因素差异,耕地利用变化驱动力出现分异。因此各市应根据本地实际做出理性的决策,转变经济增长方式,坚持最严格的耕地保护制度,节约集约使用土地,提高土地产出效率。     

中部粮食主产区土地利用变化及其驱动机制研究——以湖北省鄂州市为例

区域土地利用变化过程、格局与驱动力研究是揭示全球与区域尺度土地利用/覆盖变化规律的有效方法。基于鄂州市1991年、2004年和2009年3个时期土地利用空间数据和社会经济统计数据,采用土地利用转移矩阵、主成分分析法等模型方法,分析土地利用变化总体特征、各地类转化方向以及土地利用变化驱动因素。结果表明:（1）18 a期间,鄂州市土地利用变化显著,耕地面积减少最大,减幅达到28.39%,主要转移方向为建设用地、养殖和林地。（2）养殖水面和建设用地大量增加,增幅分别为200.62%,84.83%,主要增加来源为耕地和水体。（3）土地利用变化主要驱动因素为经济增长、人民生活水平提高和人口增加,政策和城市规划也是重要的驱动因素。     

黄河三角洲耕地变化及其驱动力的卫星遥感分析

Taking Kenli County in the Yellow River Delta, China, as the study area and using digital satellite remote sensing techniques, cultivated land use changes and their corresponding driving forces were explored in this study. An interactive interpretation and a manual modification procedure were carried out to acquire cultivated land information. An overlay method based on classification results and a visual change detection method which was supported by land use maps were employed to detect the cultivated land changes. Based on the changes that were revealed and a spatial analysis between cultivated land use and related natural and socio-economic factors, the driving forces for cultivated land use changes in the study area were determined. The results showed a decrease in cultivated land in Kenli County of 5321.8 ha from 1987 to 1998, i.e., an average annual decrement of 483.8 ha, which occurred mainly in the central paddy field region and the northeast dry land region. Adverse human activities, soil salinization and water deficiencies were the driving forces that caused these cultivated land use changes.     

张掖绿洲耕地和建设用地变化驱动力比较研究

基于张掖绿洲1998-2007年土地利用和自然、社会、经济数据,采用数理统计分析方法,定量综合探讨耕地和建设用地变化驱动力.结果表明,社会经济因子对耕地、建设用地变化驱动方向和大小表现出差异性;其次,主分量驱动因素的影响作用方向和大小也不同,即对于耕地面积的变动来说,经济发展水平和经济结构都是负向驱动,而对于建设用地面积变动都是正向驱动;相同驱动因素的影响敏感性也表现出差异性.     

不同轮作制度下土壤中不稳定有机碳组分的变化

Taking Kenli County in the Yellow River Delta, China, as the study area and using digital satellite remote sensing techniques, cultivated land use changes and their corresponding driving forces were explored in this study. An interactive interpretation and a manual modification procedure were carried out to acquire cultivated land information. An overlay method based on classification results and a visual change detection method which was supported by land use maps were employed to detect the cultivated land changes. Based on the changes that were revealed and a spatial analysis between cultivated land use and related natural and socio-economic factors, the driving forces for cultivated land use changes in the study area were determined. The results showed a decrease in cultivated land in Kenli County of 5321.8 ha from 1987 to 1998, i.e., an average annual decrement of 483.8 ha, which occurred mainly in the central paddy field region and the northeast dry land region. Adverse human activities, soil salinization and water deficiencies were the driving forces that caused these cultivated land use changes.     

宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析

利用1978年MSS、1987年、1996年及2007年TM遥感影像,借助遥感和GIS技术及相关分析、主成分分析方法,对宁夏中部干旱带1978-2007年土地利用变化及驱动力进行了分析。结果表明：1978-2007年耕地、城镇用地面积快速增加,沙地面积减少了281 682hm2。草地以年均0.17%的速率不断增加,林地面积减少了近3万hm2。土地利用系统无序化程度增加,土地利用利用结构复杂性和多样性增大。人口、经济、产业结构、农业生产、投入、富裕程度、政策和自然因素是驱动研究区土地利用变化的主要因素,其中,人口作为社会经济活动的主体,对土地利用变化起着推动作用。     

国家尺度耕地变化驱动力的定量分析方法

该文使用中国1987～1989年和2000年两期土地利用遥感调查数据,探索了国家尺度土地利用变化驱动力分析的定量研究方法。以全国耕地变化为例,首先通过GIS和遥感技术对全国耕地变化与自然、社会经济状况进行综合分区,然后利用人工神经网络对各类型区的耕地变化的主导因素进行了分析。研究发现,东部沿海地区及四川盆地自1987年到2000年发生的耕地流失严重,城市化导致的城镇人口增长进而导致城镇扩张、市场经济条件下区域经济之间的相互作用、第二、三产业的迅速发展是其主导原因。在变量选取中大样本的神经网络训练得到较好结果,表明神经网络在土地利用变化驱动力研究中具有强大能力,并说明了先分区后筛选变量的研究思路的合理性。该研究方法对其他类型的土地利用变化驱动力研究以及全球变化研究具有借鉴作用。     

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。     

海晏县耕地变化驱动力模型及因子分析

利用多元统计学与系统动力学原理和方法建立了海晏县耕地利用变化的驱动力模型,从县域规模水平上对海晏县耕地利用变化的驱动因子及其作用机理和过程进行了分析。结果发现,在海晏县除进入模型的总人口、年末存栏羊数是耕地利用变化的主要决定因子外,国家大政方针和政策也是该县耕地利用变化的主要驱动因子之一。最后探讨了该县土地资源可持续利用的对策和措施。     

三峡库区耕地动态变化驱动力研究——以涪陵区为例

利用涪陵区1980～200年长序列耕地统计数据及相应的社会资料、经济资料,宏观分析了该区耕地的变化趋势和现状.应用相关分析和因子分析,对影响涪陵区耕地数量动态变化的自然条件、人口状况、社会经济发展水平、农业科技发展水平、非农业建设占地5类驱动要素进行定量分析,揭示出耕地变化的驱动机制.在此基础上,运用多元回归分析构建1980～2001年耕地变化回归模型,估算出相同驱动要素影响下涪陵区2002、2003、200年的耕地面积,与实际耕地面积相比较,分析这三年临时性、变动性大的退耕还林还草、国家减负和提高粮食价格的政策驱动要素对相应时期耕地数量变化的影响程度,从而完善驱动机制的研究.研究内容和分析结论可对三峡库区农业可持续发展提供借鉴.     

基于TM数字图像的耕地变化检测及其驱动力分析

以黄河三角洲垦利县为研究靶区，采用多时相陆地卫星TM 数据，对耕地的动态变化及其驱动力进行了系统研究。采用人机交互式的目视解译和人工修正方法提取耕地信息，以分类后比较法和历史土地利用专题图支持下的目视检测方法进行耕地变化信息的获取。在此基础上，建立了基于TM数字图像的耕地变化及其自然和人为驱动力指标，通过耕地变化及其相关因素分析、空间一致性分析等，确定了耕地变化的驱动因子。结果表明：从1987年至1998年，垦利县耕地面积减少了5 321.8 hm²，平均每年减少483.8 hm²，耕地的减少主要分布于中部稻田区和东北部旱区。不良的人为活动、土壤盐渍化和水源的匮乏是该区耕地动态变化的驱动因子。