黑龙江省垦区耕地利用功能转型与调控建议

客观评价耕地利用功能,分析其演化特征及权衡协同关系,既是耕地利用转型理论研究的有益探索,又可以为自然资源资产评估和耕地利用调控提供依据。本文通过构建耕地利用功能评价指标体系和土地系统功能权衡度模型(LFTD),研究分析1995—2018年黑龙江省垦区耕地利用国民经济贡献、粮食安全保障、社会就业保障和生态安全维护4个功能的时空转型特征和权衡协同关系。结果表明:1)耕地利用总功能呈下降—上升—平稳趋势,耕地利用子功能主要经历了由国民经济贡献功能和社会就业保障功能为主向以生态安全维护功能和粮食安全保障功能为主的转型过程,转型过程可分为总功能衰退、总功能提升和主体功能凸显三个阶段;2)耕地利用功能转型三阶段,三江平原垦区和松嫩平原垦区的耕地利用功能转型呈现出明显的空间非均衡性;3)耕地利用功能转型三阶段,功能间权衡协同关系分别为权衡—协同—持平,转型过程趋于相互促进。此外,针对耕地利用功能在转型过程中面临的突出问题,从完善社会保障、农业产业体系、现代企业管理制度以及加强垦区耕地生态建设方面提出相应的调控建议。     

四川省耕地生态安全的时空格局及生态阻力分析

针对四川省耕地生态安全状况,以四川省21个市(州)为研究对象,构建基于压力-状态-响应(pressurestate-response,简称PSR)模型的耕地生态安全评价指标体系,综合运用地理信息系统(geographic information system,简称GIS)空间分析法、综合指数法、耕地生态安全动态指数模型对2004—2014年四川省耕地生态安全时空格局和阻力值进行分析。结果表明,从时间上看,2004—2014年期间,四川省耕地生态安全压力指数先上升后下降、响应指数呈连续上升趋势、状态指数与综合指数呈"V"字形变化趋势,综合指数安全等级由一般安全级变为比较安全级。从空间上看,四川省耕地生态安全空间分布格局由环状向片状变化,一般安全级大范围向四川省东部地区延伸,省域内耕地生态安全综合指数值具有较强的空间相关性,空间集聚格局明显。生态阻力方面,单位耕地面积化肥负荷、旱地占比、有效灌溉面积比、污水排放量、人均粮食占有量等成为阻碍耕地生态安全状况改善的主要阻力因子。     

新时代广州市耕地多功能评价及时空演变分析

在新时代城乡融合发展背景下，基于耕地多功能理论，构建耕地多功能评价指标体系，选取2000—2018年面板数据，运用改进的CRITIC-熵权法组合权重模型与TOPSIS模型，定量评价和分析广州市耕地多功能水平及时空变化。结果表明：高度城市化地区耕地内涵不断丰富，从传统农业生产功能逐渐衍生出农地价值显化后的经济贡献功能、三权分置后对农户仍重要的社会保障功能、与全体国民休戚相关的生态安全维持功能、促进城乡融合的景观游憩功能及后疫情时代的社会安定维护功能。总体变化上，2000—2018年广州市耕地综合功能小幅波动但总体平稳趋势，功能水平稳定在0.442左右。农业生产功能、经济贡献功能保持在较弱等级，社会保障功能呈下降趋势，生态安全维持功能逐步上升并稳定为较强等级，社会安定维护功能呈现“一般-较弱-一般”特征，景观游憩功能呈先小幅下降后大幅上升趋势。总体结构上，生态安全维持、社会安定维护和景观游憩功能为广州市占比较高的三类功能。区域层面上，荔湾区经济贡献、生态安全维持及景观游憩功能为其主导功能，海珠区、天河区、黄埔区和番禺区的主导功能为生态安全维持功能，白云区和增城区的主导功能为农业生产功能，南沙区的主导功能为社会保障、生态安全维持、社会安定维护及景观游憩功能，花都区、从化区的主导功能为生态安全维持功能。子功能时空演变上，2000—2018年广州市农业生产功能空间分布情况较为稳定，经济贡献、社会保障、社会安定维护和景观游憩功能表现出中心老城区地带向外围呈近似圈层结构逐渐递增特征，生态安全维持功能在中心城区、近郊及远郊呈现“低-低-高”分布特点。未来各区可根据耕地主导功能的不同因地制宜地利用耕地，以提高耕地利用多功能水平。     

滁州市耕地承载定量分析

基于2000—2010年滁州市TM数据,结合研究区耕地生物资源数据,运用生态足迹方法,对滁州市耕地承载进行定量分析。结果表明:2000—2010年滁州市人均耕地减少16.4%,人均耕地面积明显低于联合国粮农组织规定的人均耕地警戒线;2010年滁州市人均耕地生态承载力远低于全球水平,人均耕地生态承载力减少与人口数量增长呈负相关关系;2000—2010年滁州市耕地生态承载等级从富富有余转变为超载与平衡临界状态,琅琊区耕地生态承载等级由富富有余转化为过载,南谯区耕地生态超载等级变化较小。划定基本农田范围,严守耕地保护红线,发展现代农业,提高耕地整体性和机械化水平,是缓解滁州市耕地生态超载的基本措施。     

煤粮复合区耕地生态系统重分类及生态效应分析

开展煤粮复合区耕地生态系统空间格局及其演化特征研究,有利于明晰区域耕地可保有容量与煤矿区生态修复预期目标。以典型煤粮复合区——江苏省徐州市沛北煤矿区2000、2004、2008年地球观测系统(SPOT)遥感影像与土地利用现状数据为基础,将研究区内耕地生态系统重新划分为未沉陷一般耕地子系统、沉陷未积水耕地子系统、季节性积水耕地子系统和常年淹水绝产耕地子系统等4类,进而对位于我国东部平原的徐州市沛北煤矿区范围内的耕地生态系统功能状态变化及其生态效应进行分析。结果表明,煤粮复合区内耕地生态系统的生态效应变化主要源自未沉陷一般耕地、沉陷未积水耕地子系统的面积减少与季节性积水耕地、常年淹水绝产耕地子系统的面积增加,2000—2008年采煤活动对煤粮复合区耕地生态系统的生态效应产生了较大影响; 4类耕地子系统在2004—2008年期间产生的生态效应强度均远远小于2000—2004年,常年淹水绝产耕地子系统的面积变化对研究区耕地生态效应的贡献率最大。结果可为我国东部平原高潜水位煤矿区耕地生态系统演化研究提供科学依据。     

基于熵值法的中国省域耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是改善农田生态系统、促进耕地可持续利用的基础性工作。根据耕地资源生态安全内涵及其影响因素,从自然、社会、经济3个方面选取17个指标,构建了耕地生态安全评价指标体系,选择熵值法确定指标权重,并运用综合评价模型计算全国省域单位2005—2014年的耕地生态安全指数,划分耕地生态安全等级。结果表明:近10年来全国总体耕地生态安全等级由"临界安全"逐步转变为"较不安全",耕地生态安全指数整体呈波动下降态势,耕地生态安全朝逆向演化的方向发展。北京市、上海市近10年耕地生态安全相对稳定,且基本处于"较安全"等级;2006—2014年天津市耕地生态安全等级经历"较安全—临界安全"的变化,但在2012年后有明显提升;2006—2014年吉林、黑龙江耕地生态安全明显呈下降态势,大致经历了"临界安全—较不安全—临界安全"的演变历程;近10年江苏、浙江、新疆、西藏、内蒙古、海南地区耕地生态安全相对稳定,处于"临界安全";云南、贵州、广西地区耕地生态安全指数呈波动上升趋势,但也处于"不安全"等级;其他地区近10年耕地生态安全总体上虽然小有波动,但一直处于"较不安全"等级。     

河南省耕地生态安全预警研究

为保障粮食安全和耕地生态系统持续健康发展,系统反映河南省耕地生态系统的健康程度及发展状况,依托驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型构建了耕地生态安全预警评价指标体系,采用综合评价法和障碍度模型评价了河南省2008—2018年耕地生态安全预警DPSIR模型状况,并采用GM(1,1)模型对其发展趋势进行预测。结果表明,河南省耕地生态安全预警呈增长态势,警情由中警转变为轻警,耕地生态安全整体向好发展;河南省耕地生态安全预警子系统障碍因子大小排序为压力(26.34%)>影响(20.15%)>响应(19.95%)>状态(17.68%)>驱动力(15.64%),且障碍因子存在时间差异;2019—2023年河南省耕地生态安全预警模拟预测值呈现增长趋势,警情逐渐由轻警向无警转变。河南省应制定合理的耕地生态安全保护中短期规划,完善耕地、水资源安全储备与人口适配的预警机制。     

基于PSR-GM(1,1)模型的华池县耕地生态安全评价与预测

运用PSR模型建立评价指标体系,用综合评价法计算生态安全值,对华池县2009—2014年的耕地生态安全状况进行评价,在此基础上,通过GM(1,1)模型对2015—2020年的耕地生态安全状况进行预测并建立障碍度模型确定障碍因子。结果表明:2009—2014年,华池县的耕地生态安全状况良好且逐渐改善,2015—2020年耕地生态环境将继续改善,生态安全状况的主要障碍因子包括城镇化水平、农村人均纯收入、有效灌溉面积、机械总动力、单位耕地农膜压力5个方面,为耕地保护指明了方向。     

基于主成分分析的长春市土地生态安全评价

结合长春市土地资源现状和社会经济发展的实际情况,从自然、经济、社会3个方面共选取了15个因素作为评价指标,采用主成分分析法,运用SPSS 22.0软件,对2008—2014年长春市的土地生态安全状况进行评价。结果表明,2008—2014年长春市的土地生态安全变化趋势分为3个时期:2008—2009年为下降期;2009—2012年为迅速增长期;2012—2014年为平稳上升期;总体呈现波动递增的趋势,土地生态环境安全状况改善显著,土地生态安全等级由极不安全的Ⅴ级转变至理想安全的Ⅰ级,处于良好发展阶段。     

基于生态足迹理论的盐源县可持续发展分析

通过对2000—2014年盐源县生态足迹的计算,评价盐源县生态现状及生态可持续状况。结果表明,2010年盐源县生态足迹最高,达4.418 0 hm~2/人。生态赤字也在2010年达到最高,为3.349 0 hm~2/人,在2010年后生态赤字状况有所改善。2000—2014年生态承载力呈下降趋势,在2014年达到最低,仅1.040 3 hm~2/人。从盐源县生态足迹结构分析可知,盐源县耕地所占的生态足迹过大,超过其他5种土地类型的生态足迹总和。盐源县的生态赤字状况在2010年后呈下降趋势,可见盐源县的生态状况向乐观方向发展。     

近30 年珠海市耕地生态安全评价及未来预测

开展耕地生态安全评价有利于耕地资源的可持续利用与国家粮食安全。为了解珠海市耕地生态安全状况,构建了基于PSR模型的评价指标体系。运用熵值法确定各项指标权重,定量分析1985—2014年珠海市耕地生态安全值,采用等间距法将耕地生态安全级别划分为不安全、较不安全、临界安全、较安全、安全5个等级,并引入灰色系统理论预测2015—2020年珠海市耕地生态安全等级,分析其驱动因素。研究结果表明:1985—2014年珠海市耕地生态安全综合值呈U型变化,安全等级经历了较安全-临界安全-较安全-临界安全-较不安全-临界安全-较不安全-临界安全的演变历程,耕地生态安全等级于1999年之后显著转好;2015—2020年珠海市耕地生态安全综合值呈上升趋势,安全等级由临界安全发展到较安全,未来耕地生态安全水平较为乐观;人口增长与经济发展导致的人地矛盾仍是影响耕地生态安全水平的关键因素。     

德州市耕地利用效益评价

运用多因素综合评价法,从经济、社会、生态3方面选取14项指标定量测度德州市2000—2014年耕地利用效益,采用熵值法确定指标权重,并通过协调系数衡量各效益之间的协调性,最后与发达粮食主产区青岛市的耕地利用效益做对比。结果发现:2000年以来德州市耕地利用经济效益和社会效益不断提高,分别从2000年的0.040和0.052提高到2014年的0.262和0.435,生态效益波动下降,从2000年的0.190降低到2014年的0.070;耕地利用各效益间的协调度较低,15年中只有4年在基本协调以上水平,且波动变化大;青岛市耕地利用效益波动上升;德州市与青岛市的差距在于生态效益。德州市在今后的耕地利用中需关注农业生态环境的改善,控制农药和化肥的施用量,提高耕地利用生态效益,实现可持续发展。     

基于灰色理论的黄淮海平原耕地压力指数分析及预测

耕地压力与粮食安全保障密切相关,本文根据2000—2018年黄淮海平原5省2市数据,运用最小人均耕地面积和耕地压力指数研究了该区域的耕地压力大小的变化,借助灰色预测GM (1.1)模型对影响黄淮海耕地压力指数的人均耕地面积、粮食单产等进行预测,并分析了黄淮海平原2019—2033年的耕地压力指数的趋势。结果发现,耕地压力指数总体呈现递减趋势,由研究初期的耕地压力较大威胁粮食安全向耕地压力较小粮食安全有所保障转变。提出区域间耕地压力指数分化严重,应对区域间耕地压力分化问题予以关注,避免大城市粮食供应过度依赖粮食绝对安全地区;严格把控耕地数量,提高耕地质量;进行土地用途整理,改良废弃土地,增加耕地资源的储备量;在不影响稳定发展的基础上可以适当采取措施来保护生态环境等一些相关的建议。     

澜沧县土地利用变化和土壤侵蚀特征分析

为了研究云南省澜沧县的土地利用和土壤侵蚀的变化特征,以"通用土壤流失方程"为模型,运用ENVI遥感影像解译软件和Arc GIS软件,综合分析了澜沧县2000、2010、2014年3个时期的土地利用变化和土壤侵蚀的特征。结果表明:1)2000—2010年10 a间,土地利用类型表现为草地向林地、桉树林转化,耕地向草地、林地、桉树林转化,林地向桉树林转化,园地向林地转化。2010—2014年,水域、桉树林面积增加明显,草地、耕地、林地面积小幅下降;2)15 a间澜沧县土壤侵蚀总面积变化不大,土壤侵蚀状况呈现先趋向好转之后又趋向严重的变化趋势;3)草地和耕地的侵蚀面积减少,土壤侵蚀量下降;2000—2010年,草地和耕地大量转变为林地和桉树人工林,植被覆盖恢复,土壤侵蚀减缓;2014年由于桉树人工林的轮伐、大型水电站和公路的兴修以及人口增长和城市化进程的加快等方面的原因,多数地区植被覆盖度下降,直接导致了林地、桉树林地的土壤侵蚀加重。     

四川省土地利用多功能性评价及影响因素研究

土地利用多功能性评价对提升土地利用效率及可持续发展具有极强的现实意义,以社会、经济与生态三者协调发展为目标,构建人文-生产-生态三维指标体系,对2004—2014年四川省土地利用多功能性进行评价,在此基础上,运用SAS 9.4的主成分分析法探索影响四川省土地利用多功能性的相关因素。结果表明:2004—2014年四川省土地利用总功能值总体呈现先下降后上升的趋势,功能值由49.35提升到62.84;各功能间协调性逐步增强,生产功能增长最为明显,其次是人文功能,生态功能增长缓慢,其中,社会保障、农产品生产、工业产品生产、资源维持与供给及文化功能均有所提升;通过SAS的主成分分析法得出,影响四川省土地利用多功能性的主导因素分别是工农产业发展水平、收入水平、水资源条件和政策支持等。通过分析四川省土地利用多功能性的变化特征及其影响因素,为实现土地资源的永续利用提供参考依据。     

长江经济带土地利用转型及生态环境效应

研究1990—2015年长江经济带县级尺度下土地利用转型与生态环境效应变化特征,为长江经济带土地利用与生态环境保护提供参考。研究结果如下:(1)1990—2015年,长江经济带土地利用转型的总体特征为耕地、林地和未利用地面积减少,草地、水域和建设用地面积的增加。(2)在1990—2000年、2000—2010年、2010—2015年3个研究期中,长江经济带土地利用动态变化强度从大到小依次是1990—2000年、2010—2015年、2000—2010年。(3)1990—2015年,长江经济带生态环境质量小幅下降;长江经济带生态环境质量空间分布呈现出以长江为分界线北低南高的空间格局。(4)1990—2015年对长江经济带生态环境质量贡献率较高的土地利用类型依次是林地、草地和耕地,而水域、建设用地、未利用地对区域生态环境质量的贡献较小。(5)1990—2015年,导致长江经济带生态环境恶化的主要原因是耕地和林地转型为建设用地、林地转型为耕地以及林地的内部转型。     

湖南省耕地多功能时空分异特征及融合模式探讨

以县域为研究单元,运用变化率指数、均衡度指数模型、空间聚类、功能识别等多种方法,对湖南省耕地多种功能值、综合强度以及均衡度进行测度,分析其时空演化特征,辨识归纳多功能典型融合模式及演进趋势。结果表明:1996～2017年洞庭湖区与湘中南地区耕地经济贡献功能明显增加,长株潭地区受城镇化、工业化的影响,经济贡献功能下降;58%的县域单元耕地社会保障功能增加,下降区域主要分布在湘西和湘南地区;耕地生态安全维护功能的演变呈现先增后减的态势,研究末期下降区县超过89%。耕地多功能综合强度变化较平稳,但区域差异较显著,高值区主要在湘中南和洞庭湖区,低值区分布于湘西和湘南地区。耕地多功能均衡度总体处于较高水平且在不断上升,在空间上经历了由分散向局部集中演变的过程。各县市功能融合形式多样,呈现出多元化特征,共有8种融合模式,但大部分的地域单元在转向功能融合模式,除了生态优先发展模式,其它单一功能主导型的地域单元逐渐减少。     

基于BP神经网络的宁夏耕地资源动态变化及预测

利用2000~2014年统计数据,分析了宁夏近15 a来的耕地动态变化特征,采用主成分分析法提取影响耕地变化的主要驱动因子,将驱动因子作为输入数据,构建了预测耕地资源变化趋势的BP神经网络,并开展预测研究。结果表明:宁夏耕地资源变化经历了增加—迅速减少—波动增长—迅速增长4个阶段,人均耕地经历了迅速减少—缓慢减少—迅速增加3个阶段;其中,2002~2004年和2010~2012年的土地利用动态度K0,2003年动态度最小(K=-7.673%),2005~2010年和2012~2014年的土地利用动态度K0,2014年动态度最大(K=11.424%);宁夏耕地资源主要驱动因子概括为农业发展、经济发展及退耕还林,经济发展对耕地产生巨大压力,而农业科技进步某种程度减小了人口对耕地的压力,退耕还林也是宁夏耕地减少的重要原因,三者相互作用共同对宁夏耕地产生影响;预测宁夏耕地资源的BP神经网络模型为3层(3×16×1),对2011~2014年的耕地资源预测取得较好效果,最小误差仅为376 hm~2。     

河北涞水地区城镇化发展对耕地功能的影响

在城镇化快速发展的背景下,为探求城镇化对耕地功能的影响,对河北省涞水县城镇化与耕地功能进行相关性分析,并评价耕地功能分值。结果表明,涞水县城镇化与耕地生产、社会保障和生态功能的相关系数分别为0.854 0、0.944 0、0.918 1,相关性显著;在显著相关的基础上对耕地功能分值进行评价,在城镇化影响下,涞水县耕地功能分值呈现波动变化,功能总值在2000—2003年降低较快,由0.679 6降至0.32 12,下降52.74%,在2003—2005年保持低速升高,至2005年为0.395 1,在2005—2007年下降至0.2722,2007年后,耕地功能总分值保持了快速增长,至2010年达到0.591 4,增长117.27%。今后,涞水县城镇化将进一步发展,城镇化率进一步提高,亟需积极采取节约耕地和保护耕地的措施,缓解城镇化对耕地的不利影响,强化全民耕地保护意识,确保耕地发挥其多项功能。     

广州市耕地生态风险评价与预测研究

【目的】开展市域耕地生态风险综合评价与预测,是有效揭示区域性耕地利用格局与生态环境演变关系的重要途径,以期服务于广州市生态文明建设。【方法】基于相对风险模型,构建“问题形成 - 分析阶段 -风险表征 - 分区防控”风险路径的耕地生态风险评价指标体系,对 2000—2018 年广州市耕地生态风险进行综合评价,并运用灰色预测模型,以广州市 2000—2015 年每隔 5 年的各指标数据为初始值,预测 2020—2025 年广州市耕地生态风险,提出相应的调控与优化措施。【结果】2000—2005 年,广州市耕地生态风险处于较低风险状态,其中 2000、2005 年耕地生态风险综合评价的平均指数分别为 0.3327 和 0.3272;2010—2018 年,广州市耕地生态风险处于低风险状态,其中 2010、2015、2018 年耕地生态风险综合评价的平均指数分别为 0.3296、0.3016和 0.3078。综合评价表明,广州市耕地生态风险以低风险等级和较低风险等级占主导地位,较高生态风险区（Ⅳ区）主要分布在天河区、黄埔区,高生态风险区（Ⅴ区）主要分布在白云区东北部和黄埔区西北部。预测广州市 2025 年前耕地生态风险等级均处于低风险,2025 年耕地生态风险预测值为 0.2836。【结论】研究期内广州市耕地生态风险状况呈现转好趋势,从 2000—2005 年的较低风险状态转为 2010—2018 年的低风险状态;未来短中期内,广州市耕地生态风险状况将保持低风险等级,应持续协调自然环境、社会经济发展和耕地景观格局之间的关系。