基于GIS的三峡库区土地生态安全评价——以丰都县沿江地区为例

充分运用遥感数据、数字高程模型和各种调查数据,以栅格为分析单元,利用层次分析法和GIS相结合的方法,实现了对三峡库区丰都县沿江地区土地生态安全状况的分析和评价,以期为三峡库区绿色生态屏障建设提供一定的指导。结果表明,研究区重警、中警、预警、较安全、安全状态的比例分别为0.15%、5.36%、41.85%、46.07%和6.57%,土地生态安全状态以较安全状态和预警状态为主。生态屏障区土地生态安全状况主要为重警、中警状态,该区域是沿江地区生态环境最为脆弱的区域。研究区长江南岸土地生态状况较好,而长江北岸土地生态状况主要以预警为主,土地生态功能退化较严重。通过对土地生态安全等级状况的分析,明确了区域土地生态安全格局和形成原因,为构建区域生态安全格局提供了有益参考。     

土地资源生态安全研究综述

土地资源生态安全已经成为当前土地资源可持续利用研究关注的热点问题,笔者在归纳了生态安全概念与特征的基础上,进一步阐述了土地资源生态安全的内涵、驱动因素、评价框架与方法。指出土地资源生态安全主要包括两个方面：一是土地生态系统的结构功能处于健康和平衡的状态;二是能够为人类社会可持续发展提供稳定、均衡、充足的供给。这一状态的实现,需要自然、经济、社会三大驱动因素共同推进,协调发展,其中,经济因素和社会因素对土地资源的影响远远超过自然因素。在评价框架方面,阐述了PSR、DPSIR、DPSER、“自然-经济-社会”4种体系的来源及应用。关于评价的方法,笔者分别对数学模型法、生态模型法、景观生态模型法、数字地面模型法4类方法的优缺点进行了概括总结,并提出了近年来一些新兴的评价方法。最后,笔者对土地资源生态安全研究趋势进行了展望：（1）以生态功能区划为基础,制定具有针对性、体现差异性的土地资源生态安全评价指标体系,并确定生态安全阈值;（2）注重开展干旱区、风沙区、喀斯特地区、水土流失地区、高原山区等典型区域的土地资源生态安全格局研究与未来状况的动态预警研究;（3）在评价方法上加强地理信息技术相结合;（4）探索新的评价方法,以便更好把控土地资源生态安全状况,实现土地资源的永续利用。     

韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估

本研究旨在揭示韩江流域的土地利用时空变化特征及其生态安全评估状况，为韩江流域土地资源的可持续利用提供相关科学依据。采用转移矩阵和主成分分析法分析土地利用变化和驱动力概况，在此基础上运用压力—状态—响应模型框架构建土地生态安全评价指标体系，并评估其土地生态安全状况。结果表明：1980—2020年间，建设用地增加1301.61 km²，耕地减少1013.89 km²，是韩江流域变化最显著的2种土地类型，两者相互转化，在空间上主要集中于流域东南部的潮汕平原地区；两大主要因素——经济发展和人口增长驱动流域的城市化进程，加剧建设用地与生态用地之间的矛盾；2000—2019年韩江流域的土地生态安全等级变化为“较不安全级—不安全级—较不安全级”，土地生态环境呈现恶化后逐渐改善的过程。韩江流域的土地生态安全状况与土地利用变化密切相关，并长期处于不稳定的态势，需要通过调整土地利用格局来缓解土地生态安全压力。     

村域土地生态状况动态评估——以河南省新郑市为例

本研究以行政村为评估单元,分析新郑市村域土地生态状况及其变化情况,以期为合理科学的利用土地提供依据。通过GIS和RS平台,综合运用遥感影像、统计报表与野外调查数据,采用多因素综合评价法对两期新郑市村域土地生态状况进行综合评估。结果表明:2011年、2014年新郑市农村地区土地生态状况分别以二等级、一等级为主,该部分村庄占评价区域面积的58.29%、43.45%。位置分布上,南部山区的农村土地生态状况最好,中部平原其次,北部与郑州市接壤的地区最差,整体呈现三级阶梯型分布。动态分析表明,2011—2014年4年内,农村土地生态状况发展呈现变好趋势的村庄面积占评价区域面积的32.61%,这部分村庄主要分布在新郑市的南部、东部地区,呈现变差趋势的村庄面积占评价区域面积的21.14%,这部分村庄主要分布在新郑市的中北部地区。新郑市农村地区土地生态状况的优劣分布及其变化情况,为保护土地生态以及合理利用土地奠定了基础。     

村域土地生态状况动态评估

(目的)本研究以行政村为评估单元,分析新郑市村域土地生态状况及其变化情况,为合理科学的利用土地提供依据。(方法)通过GIS和RS平台,综合运用遥感影像、统计报表与野外调查数据,采用多因素综合评价法对两期新郑市村域土地生态状况进行综合评估。(结果)结果表明： 2011年、2014年新郑市农村地区土地生态状况分别以二等级、一等级为主,该部分村庄占评价区域面积的58.29%、43.45%。位置分布上,南部山区的农村土地生态状况最好,中部平原其次,北部与郑州市接壤的地区最差,整体呈现三级阶梯型分布。动态分析表明,2011—2014年四年内,农村土地生态状况发展呈现变好趋势的村庄面积占评价区域面积的32.61%,这部分村庄主要分布在新郑市的南部、东部地区,呈现变差趋势的村庄面积占评价区域面积的21.14%,这部分村庄主要分布在新郑市的中北部地区。(结论)该研究获得了新郑市农村地区土地生态状况的优劣分布及其变化情况,为保护土地生态以及合理利用土地奠定了基础。     

上海市青浦区土地利用时空格局模拟研究

基于CLUE-S 模型,结合区域总体规划和生态保护红线管控方案,对青浦区进行了2040 年土地利用格局模拟预测,最后从最小累积阻力模型出发,对其生态阻力进行了比较分析,结论如下：（1）对CLUE-S模型适用性进行验证,经过计算,Kappa 精度达到95%以上,表明CLUE-S模型在青浦区具有良好的土地利用格局模拟能力;（2）青浦区土地利用格局空间差异显著,工业用地、交通用地、居住地、城市绿地和林地的面积增加,农业用地和水域的面积有所减少;（3）生态保护红线约束下,青浦东部地区生态阻力减小,西部地区保持稳定,土地利用空间格局变化更趋于合理。结论可为青浦区未来土地利用规划、管理及政策制定等提供参考依据和决策支持。     

平原区土地生态安全评价——以延津县为例

健康的土地生态系统是人类健康和经济发展的决定性因素。随着人类对土地的利用强度和范围日益增大,在尊重生态规律的基础上,对区域土地生态安全性进行评价显得尤为重要。本研究以平原区的延津县为例,基于P-S-R概念框架模型,建立了包含17项指标的区域土地资源生态安全评价指标体系。运用层次分析原理和土地生态安全模型对该区2006-2008年的土地生态综合安全值进行计算。研究表明,制约平原区土地生态安全的主要因素有：环保支出占GDP的比重、农药使用量、耕地面积比重和人口密度等;2006-2008年延津县区域土地生态状况处于敏感级,且逐年好转。最后,提出改善平原区土地生态安全的建议。     

两种同时提取小麦根腐离蠕孢菌DNA和RNA的方法比较

获得足够数量和高质量的RNA和DNA是进行分子生物学研究工作的基础。以小麦根腐离蠕孢菌为原料,分别采用溶菌酶法和液氮研磨法破碎真菌细胞壁提取DNA,用琼脂糖凝胶电泳、紫外吸收及聚合酶链式反应（PCR）技术进行核酸完整性和纯度检测。结果表明：两种方法在提取DNA时都同时得到了高质量的RNA;PCR检测结果表明DNA完整性比较高,两种方法得到的DNA质量相当;溶菌酶法中得到的RNA质量优于液氮法。利用溶菌酶破壁法提取小麦根腐离蠕孢菌DNA的提取体系可用于RNA的提取,为小麦根腐离蠕孢菌核酸的DNA和RNA的同时提取提供了一种简便、安全、可行的方法。     

中国区域土地生态安全与评价研究进展

区域土地生态安全问题日益突出,土地生态安全评价与研究成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。笔者通过对相关文献查询和梳理,系统地评析国内外不同学者关于中国区域土地生态安全与评价的研究进展。总体来看,土地生态安全评价研究正由单要素、静态研究向综合、动态研究发展,从数理评价模型向空间评价模型转变。研究区域多限于西北干旱区、农牧交错带、城市区域、流域及其他敏感地区,主要基于数学模型、生态模型、景观生态模型和3S技术进行研究,缺乏基础理论的探讨和典型区域的对比研究。评价指标体系以及安全阀值的确定是研究的难点。在此基础上,对未来的研究方向进行了展望,旨在为今后土地生态安全评价与研究提供方法和借鉴。     

典型黑土区耕地生态安全评价及阻力分析——以长春市为例

研究旨在针对黑土区耕地生态安全状况,以典型黑土区长春市为例,基于“压力-状态-响应”模型构建黑土区特有的耕地生态安全评价指标体系。釆用层次分析法和熵值法相结合的综合确权法及阻力度模型对长春市2005—2014年的耕地生态安全状况以及阻力因素进行分析。研究结果表明：（1）2005—2014年长春市耕地生态安全等级经历了“安全—临界安全—较安全—临界安全”的变化过程,呈波动下降的状态;（2）长春市耕地生态安全响应指数呈上升状态,压力指数和状态指数呈下降状态;（3）从单项阻力指标变化趋势上看,草地覆盖率、自然灾害受灾指数、农业财政支出比重、单位耕地面积化肥负荷等指标阻力度上升幅度较大;（4）长春市下辖县市耕地生态安全的空间分布方面,2005年长春市地区均处于安全和较安全状态;2008年安全区分布范围向长春市西部缩小,敏感区向长春市东部扩展;2011年除双阳区之外,长春市其他地区均处于安全状态。因此在耕地利用过程中应注重水土保持和化肥农药的科学利用,保护黑土区的耕地生态安全。     

基于熵权物元模型的四川省土地生态安全评价

为进一步了解四川省土地生态安全现状,基于P-S-R模型建立评价指标体系,选取熵权法和物元法对四川省18个地级市土地生态安全做出评价,结果表明：成都土地生态安全级别为“临界安全”,自贡、泸州、广元、内江和达州的土地生态安全级别向“安全”级转化,攀枝花、德阳、绵阳、遂宁、乐山、南充、眉山、宜宾、巴中和资阳的土地生态安全级别向“较安全”级转化,广安和雅安土地生态安全级别向“较不安全”级转化。综合单指标关联度和综合关联度得出,四川省各地级市土地生态安全总体趋于向良好转变。     

基于“压力-状态-响应”模型的河南省耕地资源可持续性研究

为全面反映河南省耕地资源的可持续发展情况,从多方面挖掘影响河南省耕地资源可持续利用的影响因素,基于“压力-状态-响应”模型,选取了河南省2004—2013年的耕地及与耕地有关的数据,提取16项指标,采用多因素综合评价法,综合分析河南省历年来的耕地资源利用可持续性,然后利用线性回归对截至2020年的河南省耕地利用的可持续性进行预测。结果表明：压力指数10年来变化幅度最大,升降不定,状态指数和响应指数分值10年来呈现上升趋势。河南省耕地资源综合利用水平在近10年内稳定在0.6~0.8分之间,受压力指数和状态指数影响较大,耕地资源利用态势良好。预测结果显示截止到2020年,河南省耕地资源的可持续性呈现逐年上升态势,且2020年综合分值较2013年上涨了0.14,达到较高的可持续利用水准。     

基于定量模型下的山东省土地利用变化研究

为分析山东省土地利用变化格局,以期为土地管理决策、生态环境保护和社会经济协调发展提供科学依据,利用山东省1997—2008年各市土地利用详细变更数据,选取农耕用地、牧草用地、园林用地、水域用地、城乡居住及工矿用地、交通用地和未利用土地等7种土地利用类型,在定量模型支持下对山东省不同时段及其内部不同区域土地利用类型变化格局进行了模拟和分析。结果表明：1997—2008年,山东省未利用地、耕地减少幅度较大,水域用地面积增长最显著;土地利用类型变化动态度为0.96%;水域、交通用地、未利用地变化较为显著,其变化动态度分别为25.85%、2.26%和-2.14%。此外,各市耕地、园地、未利用土地和牧草地的相对变化率相距悬殊,证明山东省土地利用类型变化具有显著的区域性差异。该研究揭示了山东省土地利用变化的时空特征,对土地可持续利用、生态农业建设与人地协调发展具有重要意义。     

城市化进程与耕地变化协同性研究——以成都市为例

我国城市化进程已经进入加速发展阶段,城镇建设用地规模不断扩大,并已成为耕地面积减少的重要原因。本文基于成都市1978~2007年30年的统计数据,应用相关性分析法和协调度分析法分析了成都市城市化水平和耕地资源的变动情况,城市化水平与耕地变化的相关性,以及城市化水平与耕地资源的协调性。结果显示,30年间成都市城市化水平与耕地面积变化呈现出显著的负相关关系,城市化水平与耕地面积协调度呈阶段性分布,总体呈现出“调和和基本调和→不协调→调和和基本调和”的趋势。     

基于粮食安全的河南省耕地压力动态分析及预测

为了明确阐述河南省的耕地压力状况和粮食供给情况,依据统计数据,分析了1978-2012年河南省耕地、人口、粮食产量等的动态变化,计算了耕地压力指数和土地资源承载力指数,最后应用灰色马尔科夫模型对2013-2022年的耕地压力指数进行了预测。结果表明：1978年以来,耕地总量和人均耕地面积不断减少,但由于耕地生产率的提高,粮食总产量和人均粮食产量却逐渐增加,从而耕地压力指数和土地资源承载力指数呈波浪式递减趋势。通过预测,2013-2022年河南省的耕地压力指数持续缓慢减小。可见,农业科技水平以及复种指数的不断提高能够减轻耕地压力,保障区域粮食安全。     

基于GIS的基本农田占用预警研究

根据安徽省各市、县的统计资料,研究阐述了利用层次分析法确定耕地被占用影响因子权重的过程,提出了基于组件的耕地预警评估模型与GIS的集成方案,并据此构建了安徽省耕地利用预警决策支持系统,为土地利用监管者提供了科学合理的耕地保护决策信息。研究结果表明,安徽省土地利用变化主要表现为原有农田、农村居民点用地向城镇用地和建设用地转化,少数地区出现重警。     

吉林省西部耕地动态变化及驱动力研究

为了更好地利用与保护吉林省西部耕地资源,找出影响耕地变化的主导因素,以吉林省西部各县（市）2001—2009年耕地数据为研究基础,分析了吉林西部耕地面积变化和各县市耕地利用动态幅度、相对变化率以及耕地面积增减特征,通过采用主成分分析法,研究了吉林西部2001—2009年耕地变化的驱动力。结果表明：2001—2009年吉林西部耕地面积总体增长幅度为0.37%,其中,镇赉县耕地利用动态幅度、相对变化率较大,分别为0.74%、2.03%;社会经济发展、人口和农牧业发展是影响耕地数量变化的3大驱动力。通过研究发现：吉林西部耕地资源9年间呈现递增趋势,人地矛盾并不突出,耕地变化区域差异明显。     

基于STIRPAT模型的广州市耕地变化社会经济驱动力分析

摘要：根据广州市1978-2005年耕地面积数据及相关社会经济影响因素的时间序列数据,应用STIRPAT模型,分析了人口、产业结构城市化水平对耕地面积变化的影响及富裕度与耕地占用之间的相关性。结果表明：在影响耕地面积变化的诸多因素中,并没有显示出明显的主导因素,而是人口、产业结构和城市化水平共同综合作用影响着耕地面积的变化;在观察的数据范围内,富裕度和耕地面积之间并未形成类似环境Kuznets曲线。据此认为,对于缓解广州市的耕地面积减少的压力问题,可以调整产业结构、提高城市化水平、转变经济增长方式等方面统筹决策。