基于景观格局指数的天津市蓟州区耕地细碎化评价与预测

[目的] 评价与预测耕地细碎化程度,为缓解蓟州区耕地细碎化问题提供借鉴。[方法] 采用评价指标体系构建、因子分析赋权等方式对2000—2020年耕地细碎化时空演变特征进行分析,基于CA-Markov模型得到的2025年土地利用数据,评价、预测未来耕地细碎化发展,并对多年耕地评价结果进行空间自相关分析,由此判断耕地细碎化水平空间分布特征。[结果] ①2000—2005年,耕地细碎化呈现出由南部平原向北部山地递增的态势;②2005—2020年,南部细碎化加深程度较北部更为明显;③2025年蓟州区18个乡镇耕地细碎化均有不同程度的缓解,但总体来看,北部耕地细碎化程度仍比南部严重;④2000—2025年蓟州南部乡镇耕地细碎化持续保持低—低集聚特征,偶有高—低型出现,蓟州北部于桥水库周边乡镇除2020年出现了低—高集聚特征外,其余年份呈现出高—高集聚的空间分布特征。[结论] 天津市蓟州区耕地细碎化时空演变特征明显,其量化结果存在集聚性规律,应进行南北分治与重点引导。     

土地整治对耕地细碎化影响评价指标适用性分析

为分析土地整治对耕地细碎化影响评价的指标适用性,综合现有研究成果,采用土地利用数据和村域土地权属信息,基于景观指数视角选择27项评价指标,分析了不同数据来源、数据类型和粒度水平下土地整治前后的耕地细碎化状况,探讨了可有效表征项目区耕地细碎化变化的景观指标。研究结果如下:1)受基础数据类型、分析方法选择及空间格网粒度等因素的影响,项目区尺度下耕地细碎化的评价结果存在较大差异;2)基于矢量的景观指数对耕地细碎化的表征能力较强,但考虑到评价指标的全面性,仍需结合栅格数据计算,在项目区尺度粒度以10 m为宜;3)常用的景观指标应用于耕地细碎化评价存在内涵重复、方法依赖、粒度敏感和结果歧义等问题,可有效表征耕地细碎化程度的景观指标包括斑块个数(number of patches,NP)、平均斑块面积(mean patch size,MPS)、边界密度(edge density,ED)、斑块密度(patch density,PD)、斑块面积变异系数(patch size coefficient of variation,PSCOV)和香农均匀度指数(Shannon’s evenness index,SHEI)共6项;4)土地整治对耕地细碎化程度改善效果明显,表示地块数量、形状不规则程度的指标有所降低,NP、PD和ED分别降低了997、0.16和141.73;而表示地块规模和空间分布均衡性的指标有所增加,MPS、PSCOV和SHEI分别增加了0.118 hm~2、23.56和0.004。因此,在进行耕地细碎化景观指数评价时应注重基础数据的选择,筛选适宜指标,确定合理粒度。     

基于景观指数的巢湖流域各县区耕地细碎化研究

选取巢湖流域14个县区为研究对象,基于2015年高分一号遥感影像数据提取了巢湖流域耕地的空间分布数据,以景观格局为视角,构建基于6个景观指数的耕地细碎度度量指标体系,并进行了主成分分析,形成两个主成分（F₁,F₂）的耕地细碎化综合测算模型,以期为巢湖流域的土地整治工作提供理论基础和可行建议。结果表明:所选取的6个景观格局指数综合了面积、形状和分布等因素,是度量巢湖流域耕地细碎化程度的重要指标体系;主成分分析法的前两个主成分方差累计贡献率达96.969%,能够表达6个原始景观指数的大部分信息,其中,第一主成分是描述斑块平均面积和分布的综合指标,第二主成分是代表斑块形状信息的综合性指标。巢湖流域各县区耕地细碎化空间差异大,东部细碎程度最低,可大力促进农业规模化的发展;西部和南部四个县区细碎程度中等,主要与原始地形起伏较大有关,建议通过平整土地、合并零星地块的方式降低细碎度;北部三个县可以通过土地整治规整田块形状来降低耕地细碎化;合肥市所辖四区耕地细碎程度最大,与城市的扩展对农田的占用具有一定的联系,在城市发展中应当合理考虑城市拓展与耕地保护的关系。     

玛河流域耕地景观细碎化与利用效率的关联性探析

运用生态学景观格局指数测算了玛纳斯河流域耕地细碎化水平,利用DEA-Malmquist生产率指数方法测算了耕地利用的纯技术效率和规模效率,运用相关分析测度了细碎化水平与耕地利用的纯技术效率、规模效率和综合效率的关系。结果表明:研究区耕地逐渐由初期小面积斑块占主导、空间上破碎分布的格局趋于耕地景观连续化。20年间耕地景观综合效率为“降低—增加—降低”走势,同时耕地生产率呈现“增加—降低—增加”的趋势,耕地生产率和20年间的技术变化走势吻合。景观边缘复杂度和耕地景观规模度水平对耕地技术效率和全要素生产率产生一定负面影响。耕地景观形状的不规整阻碍了农业的发展及农业机械的采用,也造成农业经营效率的损失,无形中提高了使用机械的物质费用,降低了粮食生产的劳动生产率、土地生产率和成本产值率。     

嘉兴市耕地细碎化和空间集聚格局分析

为了探索耕地细碎化与区域社会经济的空间格局耦合关系,该文基于土地利用现状数据,获得嘉兴市耕地细碎化指数及其空间分布。基于空间自相关性分析的耕地细碎化结果表明,嘉兴市3个耕地细碎化指数的空间聚集程度顺序是斑块面积指数>斑块分散指数>斑块形状指数;嘉兴市3个耕地细碎化指数的局部空间自相关集中在H-H型(高-高关联)和L-L型(低-低关联)的镇(街道)占到了80%以上。耕地斑块面积指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区西部的桐乡市和海宁市,耕地斑块分散指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区东部的平湖市、南湖区和海盐县,耕地斑块形状指数强势H-H型主要分布在嘉兴地区东部的平湖市和嘉善县。进行耕地细碎化和社会经济发展的空间耦合性分析表明,农村居民点分散度指标和斑块面积指数以及斑块分散指数的空间耦合性最好。分析嘉兴市耕地细碎化空间格局及其与社会经济发展的关系能够为耕地保护在空间格局优化上提供参考和建议,对于农村土地整治和土地利用效率的提升具有指导意义。     

中国耕地流转时空特征及影响因素分解

通过耕地流转实现农业适度规模经营,是解决"谁来种田"的关键。分析各因素对耕地流转的作用及影响强度,识别其主导因素,对促进耕地适度规模经营具有积极意义。该文运用对数平均迪氏分解方法(logarithmic mean weigh Division index method,LMDI)建立因素分解模型,定量评价并对比分析2008?2014年间中国省域耕地流转变动的驱动因素。研究结果表明,1)2008?2014年,中国耕地流转面积累计增长了1.96?107 hm2,增长2.7倍,年均增长率达到24.40%,京津地区、黄淮海地区、长江中下游地区、东北地区等经济活跃或优势农业产区的耕地流转发展较快。2)经济因素、农民增收因素、农机化因素对耕地流转有显著的正向作用,其中农机化因素对耕地流转的促进作用最大,研究期内农机化累计效应促进耕地流转率提高18.16%,经营意愿因素对耕地流转有显著的负向影响。3)区域之间4个分解因素的累计效应存在显著差异。总体而言,经济效应促进了华东与华南地区耕地流转率的显著提高,农民增收效应主要促进了华东地区耕地流转率提高,农机化效应促进了大部分地区耕地流转率提高10%以上,但华南与西南地区相对较低。     

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。     

典型生态县域土地利用时空与景观格局变化

综合利用3S技术和景观生态学方法,以大洼县2000年、2005年和2010年的TM遥感影像和其他辅助数据为基础,利用土地利用转移矩阵分析了研究区近10a土地资源数量变化情况,利用选取的景观格局指数分析了研究区近10a土地利用空间格局演化的时空变化特征。结果表明:1)耕地、滩涂和建设用地是大洼县景观类型主体,合计占区域总面积的77.45%;2)景观破碎化过程日益严重,景观结构趋向不稳定;3)土地利用数量结构和空间格局不甚合理。因此,需要针对这些问题,采取科学合理的措施来解决土地资源利用过程中带来的生态环境问题。     

黄土丘陵沟壑区耕地细碎化评价与土地整治工程分区——以吴起县为例

为研究黄土丘陵沟壑区耕地细碎化的特征,提高农业机械化水平,以延安市吴起县为研究区,以行政村为单元,基于ArcGIS与Fragstats软件,运用景观指数、地理探测器等方法评价了吴起县的耕地细碎化程度,分析影响因素,并划分土地整治工程分区。结果表明:(1)吴起县耕地综合细碎化程度总体较高,各程度细碎化的行政村数量排序为中度细碎>重度细碎>轻度破碎。轻度细碎化集中分布于吴起县北部,重度细碎化主要分布在中部、南部、西南部,中部地区的重度细碎化呈现出西北—东南走向的条带状。吴起县耕地细碎化的主要类型为面积细碎化,形状细碎化与分布细碎化程度相对较低。(2)吴起县耕地综合细碎化的主要影响因素为高程、坡度、距河流的距离、距农村居民点的距离,影响力大小排序为距河流的距离>坡度>高程>距农村居民点的距离。坡度、距河流距离分别与距农村道路距离、距农村居民点距离有很强的交互作用。(3)基于耕地细碎化评价与影响因素分析结果,划分土地权属调整区、土地平整工程主导区、农田水利工程主导区、农村道路工程主导区、土地工程综合整治区共5个整治工程分区,为吴起县耕地细碎化整治提供方向性引导。可见,吴起县耕地细碎化水平较高,空间异质性较强,主要受地形、水源、耕作便利性等多因素影响,需要以权属调整、土地整治等手段改善。     

四川省宜宾市1980-2018年耕地时空格局变化及其驱动因素

[目的]分析四川省宜宾市耕地时空演化特征及其驱动因素,为区域土地资源管理和农业发展规划提供决策参考.[方法]基于土地利用数据和社会经济数据,借助土地利用转移矩阵、核密度分析、景观指数和PLUS模型,探究了宜宾市1980-2018年耕地的时空格局变化特征及其驱动机制.[结果]①1980年以来,耕地面积呈持续减少趋势,共减...     

浙江省耕地多功能时空格局变化、影响因素及空间溢出效应

探讨耕地多功能的时空变化规律、影响因素及其空间上的溢出效应或交互作用，对深化耕地多功能认知、提升耕地资源可持续利用能力具有重要意义。该研究选取浙江省为研究区域，基于耕地利用、气象、土壤、社会经济等数据，综合运用GIS制图、空间自相关分析和基于可拓展随机性环境影响评估（Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence and Technology，STIRPAT）的面板空间计量模型探讨了浙江省2000-2015年耕地多功能的时空变化特征、影响因素及空间溢出效应。结果表明：1）2000-2015年浙江省各区县耕地功能综合水平呈现"先减少，后增长"的变化趋势，耕地物质产出功能、净固碳功能和景观美学功能均呈上升趋势，水源涵养功能保持平稳，劳动力承载功能逐步降低；2）耕地多功能水平的提升对邻近地区有较强的辐射影响作用，本县域耕地多功能水平每增长1%将导致邻近县域耕地多功能水平增长0.224%。农业劳动力、农村居民可支配收入和农业机械水平对耕地多功能具有显著的正向效应，第二产业占比和城镇化水平对耕地多功能具有显著的负向效应；3）第二产业占比、农业现代化水平、农业劳动力投入对耕地多功能有直接效应，城乡居民收入、城镇化水平对耕地多功能水平有溢出效应。研究建议重视区县内部以及区县与邻近地区之间的空间交互作用，加强区域间土地整治、生态保护和农业技术升级等多方面合作。应充分考虑各县域资源禀赋的特殊性以及社会经济发展阶段的异质性，制定针对性的耕地保护和农业扶持适应策略。     

中国耕地利用强度分化特征及影响因素研究

中国耕地利用正在发生转型,呈现耕地集约化与边际化同时存在的现象,而这种双向变化会引起耕地利用强度发生分化。该研究在对耕地利用强度分化过程进行理论解释的基础上,通过修正变异系数构建区域耕地利用强度分化测度模型,测度中国2000-2014年耕地利用强度分化演变特征及区域差异影响因素。研究结果表明：全国及区域尺度耕地利用强度分化时间上基本呈扩张趋势,仅中部地区呈收缩特征,空间上呈\     

空间交互视角下中国城市群耕地变化影响因素分析

城镇化发展对耕地变化的影响因素是中国长期关注的热点问题。传统研究较多关注城市个体增长与耕地非农转换间的关系,鲜有关于城市空间联系及协同发展视角下耕地变化影响因素的研究,而随着城市空间交互作用的加强,人口集聚、产业结构调整、基础设施建设等催生出的多元用地需求激化了其与耕地保护间的复杂用地矛盾。城市群是中国当下新型城镇化的主体,从城市群视角探讨耕地变化的影响机制更具前瞻性和现势性。该文采用引力模型与城市流强度模型对城市群空间联系进行度量,从城市与城市群双重尺度出发,构建了耕地非农转换影响因素的多层线性回归分析模型,探索2005—2015年间全国主要城市群耕地变化的影响因素及区域分异特征。结果表明,城市群耕地数量变化的尺度效应和地区分异特征显著。在城市尺度上,耕地变化与农业人口、工业经济及农业科技均呈正相关关系,与城镇化背景下建设用地扩张、经济全球化带来的外资增长存在负相关关系;城市群尺度空间联系指标均与耕地面积变化呈负相关关系。区域差异体现在农业人口、城镇人口规模等级、建设用地面积对内陆城市群耕地面积变化影响较大,而工业化、农业机械化水平在沿海有着更大推动作用;城市群空间经济联系的影响在沿海地区较明显,外向功能作用力则在内陆有所体现。与零模型、半条件模型的对比分析表明,多层线性回归用于城市群耕地变化影响因素研究具有有效性,同时也揭示了不同尺度因素对耕地变化的影响机制,从而为国土空间开发战略下城市群发展与耕地保护提供有力的决策支持。     

基于动态统计规则和景观格局特征的土地利用覆被空间模拟预测

土地利用覆被及其变化是一个区域土地资源可持续利用的状态信号。该文建立依据马尔柯夫链模型和最大似然概率原则的统计概率模型,将景观格局特征利用类别共生概率矩阵表达在模型中,其次采用动态统计来考虑不同位置处模型参数的局部化。通过在北京山区初步验证,考虑景观格局特征,模拟结果总精度提高2.4%,Kappa系数提高0.045。随估计参数局部化,模拟精度大幅度提高,总精度提高到90%以上。结果表明：该土地利用覆被模拟模型是可行的,具有所需要基本数据非常简单优点,免除数据收集处理以及关系量化困难等问题。     

基于遥感数据的哈尔滨市土地利用景观格局分析

 利用2000年哈尔滨市1/25万TM遥感数据,运用景观生态学原理,根据各类景观参数,从斑块和景观水平上分析哈尔滨市土地利用景观格局。结果表明:哈尔滨市的基质景观为耕地;耕地和建设用地斑块边缘密度大,边缘复杂,连接性好;林地、草地、水域和未利用土地斑块边缘密度小,边缘简单,连结性差,受人类干扰弱;从总体上看,斑块总数下降,多样性也下降,土地利用向平原区水田景观要素集中。     

基于耕地保护价值空间特征的非农化区域补偿方法

耕地资源是中国重要的基础性、战略性资源,保护耕地资源是国家重大战略。基于耕地价值评价模型对中国31个省（市、自治区）耕地保护价值进行测算,通过定量刻画耕地保护价值空间特征,并建立耕地非农化区域补偿模拟,以期为耕地保护与耕地非农化区域补偿机制构建提供创新性思路。研究结果表明:1)耕地资源保护价值地区差异明显,最高为北京市,达185.21万元/hm~(2),最低为青海省,为44.61万元/hm~(2),两者相差近4.2倍。2)全国31个省（市、自治区）单位面积耕地保护价值具有一定的空间分布特征,经济价值呈现出东北及东部高、西部低的空间分布特征;社会价值中西部区域较高,主要受人口、耕地资源禀赋、经济社会发展水平等因素影响;生态服务价值整体呈现出北部及西北低、东南高的空间分布特征。3)根据耕地非农化区域补偿机制,中央政府作为耕地保护主体之一,2012年需向各省（市、自治区）支付耕地社会稳定与生态服务价值26764.068亿元,占当年全国GDP的5.15%;上海、安徽、广东、广西、宁夏减少的耕地保护收益与耕地非农化补偿支付成本总额分别达10.907亿元、10.283亿元、74.680亿元、66.495亿元、8.529亿元。基于此理论模型,地方政府与中央政府在耕地保护博弈过程中,耕地非农化成本收益自然会成为一个重要决定性因素,这也是耕地资源保护由单一的行政管理向市场配置管理转变的理论和实践基础。     

长江经济带耕地集约利用多尺度时空特征与影响因素分析

科学分析区域耕地集约利用时空分异及影响因素,对于促进耕地资源集约潜力挖掘和高效利用具有重要现实意义。以长江经济带作为研究案例地,从投入强度、利用强度、产出效率及持续状况等维度上构建耕地集约利用评价指标体系,运用投影寻踪模型定量测度1978—2016年长江经济带耕地集约利用水平;基于流域、省域、市域多尺度视角,通过变异系数、ESDA、GIS模型,探究长江经济带耕地集约利用多尺度时空分异格局;运用地理探测器模型揭示长江经济带耕地集约利用分异的影响机制。结果表明:1)1978年以来流域尺度上长江经济带耕地集约利用水平表现提升态势,但演化过程中呈现"东高西低"差异特征;省域、市域尺度上长江经济带耕地集约利用呈现空间集聚特征,并且尺度越小空间集聚越显著。2)研究期间省域、市域尺度空间关联类型均以正向相关为主,且市域尺度上长江经济带耕地集约利用存在空间集聚"俱乐部趋同"现象,表现为H-H(high-high)型主要集聚在上海及苏南地区,并逐渐向绍杭、皖江地区演化;而L-L(low-low)型主要集聚在川西高原区。3)自然因素、人口增长、经济社会发展及制度政策可有效解释长江经济带耕地集约利用时空分异,其中人口因素、经济社会因素对耕地集约利用分异影响显著,而政策因素呈现较强驱动效应。4)最后从开展土地综合整治、加大要素投入力度、优化调整耕地结构、推进农业科技创新等方面提出促进长江经济带耕地集约利用提升政策建议。     

土地督察制度实施对耕地占补数量平衡效果评估

为评估土地督察对耕地占补数量平衡的影响,该文把目标分解为2个问题,即土地督察制度的实施是否对耕地占补平衡产生影响;如果有影响,影响的效果如何。该文收集了2003-2008年的省级面板数据,基于随机效应Tobit回归模型估计了土地督察对耕地占补平衡的效果,在模型估计结果的基础上,对土地督察的耕地占补平衡效果进行了评估。结果表明:1)2007-2008年土地督察对耕地占补平衡有积极的促进作用,专项督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升1.47%,例行督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升5.59%。2)通过实施专项督察,2007-2008年分别促进了耕地补充1939.39和318.81m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和1.36%;通过实施例行督察,2008年促进了耕地补充29106.36hm2,约占当年耕地补充总面积的12.68%。3)2007-2008年通过土地督察分别促进了耕地补充1939.39和3225.17m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和14.03%。