地理探测器与Tobit模型在粤西地区粮食生产效率及影响因子分析中的比较应用

为明晰粤西地区粮食生产效率及其关键影响因子，实现优化资源配置效率和推进粮食生产转型升级，基于1999—2018年粤西地区茂名、阳江、湛江3市粮食生产数据，采用交叉效率DEA模型测算区域粮食生产效率，揭示近20年粮食生产效率的时空变化特征，并利用Tobit模型和地理探测器模型比较分析粮食生产效率的关键影响因子。结果表明：粤西地区粮食生产效率平均值为0.77，其中，茂名市粮食生产效率最高（0.88），阳江市次之（0.78），湛江市最低（0.65）。Tobit模型和地理探测器测算粤西地区粮食生产效率影响力（贡献力）最大的投入因子是农业机械总动力，分别为-1.082和0.942。Tobit模型测得的7个投入因子仅化肥施用量（0.015）与粮食生产效率呈显著正相关，有效灌溉面积、粮食播种面积、农药使用量3个因子与粮食生产效率相关性不显著，农用塑料薄膜使用量、从业人口、农业机械总动力3个因子呈显著负相关。而地理探测器测得所有因子均对粮食生产效率产生显著影响。阳江市投入因子贡献力与粤西地区大致相同，但化肥施用量贡献力高出有效灌溉面积0.008。湛江市与茂名市化肥和农药投入的贡献力仅次于农业机械总动力，有效灌溉面积贡献力均最低。但茂名市粮食播种面积的贡献力依次大于从业人口和农用塑料薄膜使用量，湛江市则相反。研究表明，20年来粤西地区粮食生产效率不高，整体呈中等效率水平，粮食生产效率先降后升的变化趋势显著；地理探测器测度结果无不显著因子存在，探测因子影响力比Tobit模型所得结果更稳定且偏误小；农业机械总动力是影响粤西3市粮食生产效率的主导因子，但不同城市粮食生产效率的因子贡献力差异较大，湛江和茂名对化肥、农药等污染较大的生产要素依赖性更强。     

基于随机森林的中大尺度农田产能提升潜力评价——以广东省为例

[目的]中大空间尺度上农田产能提升潜力的客观准确评价,对于预测区域粮食安全保障能力至关重要,但现有方法过于追求大而全,评价指标多重共线性显著,相互干扰噪声强,指标体系离散性明显。[方法]以广东省2011-2015年高标准农田建设前后农田可实现产能潜力的变化值为因变量,以文献法整理的17个影响因素为自变量,采用随机森林模型测度的影响因素重要性,构建农田产能提升潜力评价指标体系,并以广东省为例研究区进行测算验证。[结果]①根据随机森林模型测度结果,不同因素对农田产能提升潜力重要性(I值)在0.21～12.71,其中水源与农田匹配系数与土壤性质的重要性大于基础设施配套状况、交通状况。②根据随机森林模型测度结果,地形坡度、水源与农田匹配系数、有机质含量、有效土层厚度、剖面构型等5个指标的重要度大于5.00,为农田产能提升潜力评价的核心指标。③经测算,广东省农田产能提升潜力在1.04×10~4～6.06×10~4 hm~2,农田产能具有较大的提升潜力。[结论]中大空间尺度上农田产能提升潜力与地形水文、土壤条件、农田基础设施状况、交通状况等有关,但不同因素的重要性存在较大差异,通过随机森林模型构建的评价指标体系降维收敛效果显著,其测算结果具有较强的科学性和合理性。     

农用地综合生产能力调查评价信息系统研制与应用

为提高农用地综合生产能力调查评价工作效率、保证测算精度、提高成果质量,面向不同来源、不同层次采集的大样本数据,集成多种分析、筛选方法,构建多类型质量等指数-农用地综合生产能力模型进行比较优选,“一键式”完成农用地综合生产能力与利用强度、利用潜力的测算,对于推进GIS技术在土地资源管理规划中的应用具有重要的理论和实践意义.     

健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子识别——以广州市从化区为例

在国际粮食供需环境剧变及国内耕地非农化压力下，保障国家粮食安全，保证健康状态下耕地的粮食产能是全社会的重中之重。但是现有的耕地质量认知仍偏重于“自然环境本底”与“投入-产出”作用的耦合效应，缺乏从健康视角对耕地粮食产能关键限制因子的多维度考量。以广州市从化区为研究区，在大量样本采样检测和实地调研测产的基础上，采用地理探测器识别了健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子。结果表明：我国南亚热带水田粮食产能受地理环境健康背景、土壤健康状况和农田健康人工环境3个健康维度协同影响，三者贡献力分别为2.702、2.025和1.200，13个影响因素贡献力（q值）介于0.012~0.865之间，36个影响因子贡献力介于0.004~0.537之间。健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子主要为农田水文条件、土壤物理与微量元素健康状况、土壤侵蚀状况、生产保障措施和人为管理强度中的7个因子，其贡献力介于0.299~0.537之间，贡献力大小依次为：表土质地 > 平均水位变化 > 农作活动频率 > 土壤侵蚀程度 > 灌溉保障能力 > 有效硅含量 > 灌溉方法。受现代农业种植策略影响，我国南亚热带水田中土壤肥力、酸碱度和生物健康水平普遍较高，但土壤有效硅含量严重不足，基于灌溉保障和灌溉方法的农田精准水环境管理措施也亟需重视。可见，农田粮食产能的“木桶效应”仍严重威胁粮食安全，导致粮食产能的不稳定性与空间差异性，建议高度重视不同土壤类型中的微量元素健康状况及农作物生长过程中水环境的精准管理。     

村镇建设用地再开发景观生态环境 保护规划研究初探

随着我国现代化建设的开展,工业化、城镇化进程加快,景观生态环境形势严峻,景观格局不稳定,生态 系统受到威胁,环境功能日益退化。因此,加强景观生态环境保护规划是实现可持续发展的必由之路。围绕国家城乡 统筹全面发展与新农村建设的方针政策,在村镇建设用地再开发的背景下,概述了景观生态环境保护规划国内外的 研究进展,从法律法规体系和理论方法研究两方面进行比较分析,结合我国国情,提出值得我国借鉴的经验,为将来 开展更深入的研究作准备。     

土地利用规划环境影响评价指标体系确立与案例研究

以广东省阳江市为例探讨区域土地生态环境敏感性评价指标的确定及土地适宜性分析,研究中运用了GIS技术,解决了传统方法难以进行定量分析的问题,分析的结果较为精确。图件的直观性较好。     

弃耕行为对亚热带农田土壤有机质时空变化作用机理研究

为明晰弃耕行为对耕地质量关键性指标——土壤有机质时空变化的作用机理，以粤东粮食主产区海丰、陆丰和陆河3个县（市）农田为研究对象，2015─2018年连续4年对205个典型亚热带农田样点进行跟踪监测，综合野外调查采样、农户调查走访及室内检测分析，采用统计分析与地理探测器相结合的方法，构建了研究区典型弃耕行为模式，分析了不同地理情境下弃耕行为对农田土壤有机质含量变化的作用机理。结果表明：研究区农田弃耕行为主要表现为季节弃耕、调整弃耕、年轮弃耕、长期弃耕4种模式，在总体监测样点中具有弃耕行为的农田样点173个，占总数的84.39%，其中年轮弃耕和长期弃耕综合占比达59.03%。各种弃耕行为模式农田土壤有机质均呈增长趋势，而长期耕作则导致整体下降，监测样点4年间土壤有机质平均增加量表现为：季节弃耕（1.55 g·kg^-1） > 调整弃耕（1.43 g·kg^-1） > 年轮弃耕（0.27 g·kg^-1） > 长期弃耕（0.24 g·kg^-1） > 长期耕作（-0.42 g·kg^-1）。在不同地理情景下，随着海拔高度增加，弃耕农田的土壤有机质整体下降；田间含水量过大或较少，会导致弃耕行为对农田土壤有机质影响显著；相对于滨海沙土，容重较大的赤红壤和红壤农田土壤有机质对弃耕行为的响应更强，应重点防范台地、水浇地及容重较大的土壤类型农田因弃耕行为导致的耕地质量下降。研究表明，农田弃耕行为在我国部分地区表现异常严重，且弃耕类型在不同地理情景下对土壤有机质含量影响不同，亟需通过制定相关政策制度将无序弃耕规范为有序休耕。     

基于随机森林算法的耕地质量定级指标体系研究

【目的】分析研究区域内的耕地质量差异,优化耕地利用与布局,为耕地保护提供参考依据。【方法】以青海省共和县、都兰县和乌兰县的耕地为研究对象,根据历史及现有文献收集耕地质量的影响因素,采用随机森林算法和相关性分析筛选定级指标并确认权重,通过加权求和法计算定级指数并划分级别,得到定级结果。与常用的特尔菲法定级成果进行比较分析。【结果】随机森林算法得到的变量重要性(I)范围在0.03～11.94,相关性分析结果显示,大部分影响因素间相关性不显著,有8个为显著相关,综合I值和相关性分析结果将30个影响因素收敛为4个纬度下的14个定级指标,其中影响研究区域耕地质量的主要因素为生态系统脆弱性、生长季平均降水和年总太阳辐射量,权重分别为0.11、0.10和0.09,随机森林算法评价结果与实际情况相符。【结论】与常用的特尔菲法比较,随机森林算法稳定性更好,级别指数变幅区间更小,更有利于构建省级空间尺度的耕地级别可比序列。     

青海省耕地生态承载力评价

【目的】对青海省的耕地生态承载力进行研究，为其农业产业结构调整、生态安全预警、区域经济发展及土地利用总体规划编制提供决策依据。【方法】以青海省 2017 年耕地生态承载力为研究出发点，运用GIS 空间分析和生态足迹模型分析生态承载力的供需平衡指数，对青海省耕地生态足迹供需平衡现状进行分析与评价，并定性分析其驱动因素。【结果】（1）青海省耕地生态足迹东部地区较大，西部地区相对较小，测算结果与各市（州）人口总数有较好的一致性；（2）耕地生态承载力的相关比值在区域分布上不匹配，主要因为各市（州）的耕地总面积存在差异性；（3）从整体上看，青海省各市（州）耕地生态承载状况都属于耕地生态盈余区与耕地生态平衡区，并未出现耕地生态赤字区；（4）青海省耕地生态承载力供需空间分布依然存在不平衡性，西部地区的耕地生态承载力供需平衡状况较东部地区好，东北部的海北州、海南州和海东市已经处于临界超载的状态，且临界超载区与经济发展速度较快区域具有较好的吻合性。【结论】对于青海省土地的总体规划要格外慎重，要做好生态和经济两方面工作；同时在耕地资源方面坚守原则，为生态的可持续发展提供保障。     

宏观尺度村镇建设用地再开发生态化规划技术研究

从宏观层面构建村镇建设用地再开发景观生态环境评价指标体系,根据全国各地的经济、社会、景观生态环境状况,结合国家政策及相关规划,将全国划分为4个景观生态环境保护功能区:优化建设与生态提升区、重点建设与生态发展区、适当建设与生态优先区、限制建设与生态保护区。针对不同功能区制定相应的保护策略。