宁夏盐池县生态退耕前后农资投入时空变化分析

为了深入探讨生态退耕前后宁夏盐池县的生态与环境状况,定量分析其农资投入的时空变化特点是现阶段的必要手段,笔者主要利用GIS软件,计算研究区退耕前后的2000-2008年耕地面积和农资投入量的分布重心及其变化。结果表明：随着耕地数量的波动下降,化肥和农膜投入的总量呈波动上升趋势,而农药投入呈波动下降趋势,但耕地面积与农资投入量波动的方向相反;耕地分布重心的偏移方向大致与农资投入量分布重心的移动方向相反。生态退耕幅度最大的2003年,劣质耕地被大量退耕,但优质耕地面临农资投入增高所带来的面源污染问题。2003年后,西北-东南过渡区不仅耕地面积增加,且单位面积农资投入量维持较高。可见,现阶段研究区仍然面临耕地增加所带来的生态退化问题和农资投入较高所潜伏的面源污染问题。     

县域耕地数量变化及其影响因素分析

耕地是土地的精华,是维护中国粮食安全的重要保障。笔者针对当前中国学者对耕地数量变化研究中存在的不足之处,以重庆市荣昌县1996—2004年耕地数量变化为例作了深入分析,研究结果表明：(1)1996—2004年全县耕地数量减少较快,平均每年净减少率为0.99%;(2)耕地变化区域性差异明显,且耕地相对减少较快的乡镇并不是经济发展较快的乡镇;(3)生态退耕是全县耕地减少的主导因素;建设占用耕地并不是耕地减少的主要原因;(4)当年建设占用耕地面积与社会经济发展各因素间的相关性不大,而累计建设占用耕地面积与各因素之间的相关性较强,且建设占用耕地与社会经济发展存在时间上的错位性,即经济和社会发展滞后于对耕地资源的占用。     

退耕政策对延安地区土壤侵蚀影响

陕北黄土高原是中国土壤侵蚀最为严重及退耕政策实施的重要区域,经过10多年退耕还林还草政策实施,区域生态环境明显改善。科学评价政策实施对土壤侵蚀的影响,有助于政策的调整及完善。以延安地区为例,基于该区域土地利用、植被覆盖、DEM及降水等数据,评价退耕政策实施对区域内土壤侵蚀的影响。结果表明：（1）受退耕政策影响,2000—2010年延安地区及＞25°区域耕地面积大幅减少,主要转化为草地和林地,转化比例分别超过80%和15%;（2）＞25°区域耕地面积减少207.8km2,减少47.50%,但仅占延安地区退耕面积的8.8%,由于＞25°区域耕地对土壤侵蚀影响较大,完全可以全部实施退耕;（3）退耕政策实施提高了植被平均NDVI值,延安地区及＞25°区域,耕地减少区域的植被平均NDVI值在2000—2010年间分别增加53.76%和55.29%;（4）计算表明,2000—2010年间耕地面积减少并未抵消降雨侵蚀力增大对土壤侵蚀的影响,若按2000年降雨侵蚀力不变计算,退耕政策确实起到了减少土壤侵蚀的作用。由于土壤侵蚀的减少是一个长期过程,所以退耕政策实施成果的维护、植被覆盖的改善和恢复需要持续进行。     

长春市建设用地扩张对耕地资源的影响

通过分析长春市区建设用地与耕地的时空变化特征及建设用地扩张对耕地的影响,为黑土区土地合理利用与耕地保护提供参考。本文采用2005年和2019年的Landsat TM/OLI遥感影像,基于面向对象-决策树的分类方法提取研究区土地利用信息,对长春市区建设用地和耕地的时空变化及建设用地对耕地数量、质量和结构的影响进行了研究。结果表明：2005年以来,长春市区建设用地扩张21163.30 hm²,而耕地面积则减少19011.81 hm²。新增加的建设用地占用耕地18170.84 hm²,为建设用地增加面积的85.33%,建设用地的扩张导致耕地破碎化程度增大;建设用地侵占的耕地多为优质耕地,Ⅰ~Ⅲ级的面积比例达72.17%。研究结果对协调黑土区快速城市化过程中耕地资源的保护具有重要的指导意义。     

1999—2018年四川省耕地时空格局演化特征

本研究以1999—2018年四川省181个县市（区）的耕地面积为研究对象,基于主成分分析法与空间分析法,描述了其耕地面积的时空格局演变特征,探索了其时空变化的主要驱动因子。结果表明：1999—2018年间,四川省总耕地面积经历了连续减少、缓慢增加、波动变化、迅速增加和稳定变化5个阶段。整个变化过程中,全省耕地空间上的变化主要发生在川西北高原区与成都平原区。其中,川西南山区与川西北高原区耕地面积表现为增加状态,川中丘陵区、成都平原区与盆地周边山区耕地面积表现为减少状态,重心南移现象明显。影响四川省耕地面积变化的主要驱动力包括农业发展基础、经济发展水平和地理区位3个因素。其中,农业发展基础牢固是川西北高原耕地增加的主要原因,区域经济发展水平和区位特征正向驱动盆地周边山区耕地的变化,区域经济发展水平负向驱动川中丘陵区耕地的变化,而成都平原区与川西南山区耕地变化是经济发展水平的负效应与农业发展基础和区位优势的正效应相互作用的结果。上述结论将为四川省制定合理的土地利用利用与耕地资源保护政策提供科学依据。     

浙江省近10年耕地变化及直接影响因素分析——基于土地详查、变更调查及更新调查成果

为了更直接、更全面、更精确地研究浙江省近10年来耕地变化情况及影响因素,通过挖掘历年的土地调查数据,分析浙江省耕地数量变化情况,探讨了直接影响因素。研究发现,1996-2006年浙江省耕地面积净减少20.8万hm2,减幅为9.8%;耕地变化的自然影响因素中,地形坡度起直接作用,平地及陡坡地耕地减少更为迅速,缓坡地梯田面积有所增加;社会影响因素中,农业产业结构调整、建设用地规模扩展及生态退耕政策的实施直接导致耕地的减少,而严格的耕地保护政策减缓了耕地的流失。总之,耕地减少趋势不可避免,要充分利用更科学的土地利用总体规划及更严格的土地政策,保障社会经济发展的同时保护好耕地。     

中国退耕还林工程驱动下的滇东南喀斯特山区近八年土地利用变化研究——以文山县为例

以滇东南喀斯特山区的文山县为例,分析其2000~2008年间退耕还林工程驱动下的土地利用变化状况,结果表明,近8年来,文山县土地利用变化基本特点表现为耕地、园地、林地及建设用地面积均有所增加,荒草地及裸地等未利用土地面积明显减少;退耕还林工程的成效较为明显,林地面积有所增加,部分陡坡耕地得以实现生态退耕,但也有部分良田好地被生态退耕而转为林地、园地和荒草地,且退耕总量主要是＜25°缓坡耕地,与国家耕地保护政策显著不符。尤其应当看到的是,林地的增加量和增幅远远低于耕地的增加量和增幅,同时,一边实施生态退耕、一边又毁林开垦、且毁林开垦量明显大于生态退耕量的现象应当引起重视。     

重庆市耕地资源利用变化分析

中国耕地问题长久以来一直是人们关注的热点也是难点问题。根据重庆市1952—2003年长序列耕地和经济统计数据及1997年重庆市直辖以来土地利用调查数据,重点分析了重庆市耕地利用变化与社会经济发展的关系,以及直辖以来耕地的变化情况。分析表明：①重庆市耕地变化与经济总体发展水平(GDP)的相关性较强,相关系数为0.798,但耕地面积的变化并不完全由经济社会发展引起的,引起耕地大量减少的主导因素是生态保护的需要。②重庆市1997—2003年耕地共减少21.84万hm2,减少去向由多至少依次为生态退耕、建设占用、改     

黄河三角洲土地利用时空变化及驱动力研究

黄河三角洲是保持山东省耕地总量动态平衡、增加耕地面积的重要区域之一,是研究土地利用变化的热点地区。以东营市为研究区,分析了该区域1992—2010 年土地利用时空变化特征,探讨了引起土地利用时空变化的驱动因素。结果表明：（1）研究区土地总体趋势是建筑用地、水体、盐田、林地的面积不断增加,而耕地、滩涂、草地、未利用地的面积减少,其中建筑用地增加了5.92%;（2）研究区耕地、盐田、建筑用地、水体之间频繁地转换关系,1992—2010 年耕地355.79 km2转为了建筑用地, 225.75 km2的滩涂转为盐田;（3）研究区8 种土地类型斑块个数51650 减少为32892,且耕地7 个景观指标均减少;（4）研究区土地利用变化宏观影响因子是政策导向,直接驱动力为人口的不断增长以及快速的城市化进程。     

重庆市耕地资源利用与变化分析

中国耕地问题长久以来一直是人们关注的热点也是难点问题。根据重庆市1952-2003年长序列耕地和经济统计数据及1997年重庆市直辖以来土地利用调查数据,重点分析了重庆市耕地利用变化与社会经济发展的关系,以及直辖以来耕地的变化情况。分析表明:①重庆市耕地变化与经济总体发展水平(GDP)的相关性较强,相关系数为0．798,但耕地面积的变化并不完全由经济社会发展引起的,引起耕地大量减少的主导因素是生态保护的需要。②重庆市1997-2003年耕地共减少21．84万hm2,减少去向由多至少依次为生态退耕、建设占用、改园挖塘和灾毁。     

基于县域单元的我国水稻生产时空动态变化

水稻是我国最重要的粮食作物之一, 阐明近几十年来水稻的时空动态变化特征, 对于优化水稻布局、促进水稻生产的可持续发展具有重要意义。本研究基于1985年以来的县域水稻生产数据, 分析了我国水稻产量、面积和单产的时空动态变化特征和水稻生产重心迁移轨迹, 在此基础上量化了水稻面积和单产对总产的贡献度。结果发现, 我国水稻产量变化以49年周期为主, 21年为辅, 面积变化周期为26年, 单产变化周期为60年; 1985—2015年间, 在水稻种植区域内, 近50%地区产量上升, 约70%播种面积减少, 80%以上区域单产增加; 我国水稻产量、面积重心分别向东北方向迁移229 km和225 km, 而东北稻作区产量、面积重心分别向北偏东方向迁移238 km和242 km; 我国水稻生产主导因素中单产占比由56.3%下降至28.3%, 面积由34.7%上升至63.1%。结果表明, 全国各稻作区单产提升、东北早熟单季稻区面积增加、华中双单季稻区和华南双季稻区面积减少是我国水稻种植面积变化的主要特征。因此, 合理布局我国水稻的种植面积和持续提高的水稻单产是稳定和提升我国水稻产量的主要措施, 充分利用光热资源、提高机械化程度和比较效益是促进我国水稻生产发展的关键途径。     

基于改进MCR模型的重庆市江津区生态安全格局构建

三峡库区县域生态源地的识别和生态安全格局的构建对库区范围的生态保护具有重要的意义。以三峡库区范围的县域江津区为例,基于改进的最小累积阻力(MCR)模型和GIS空间分析技术,构建生态源地扩张最小累积阻力面和建设用地扩张最小累积阻力面,识别生态廊道、辐射通道以及生态战略节点等生态过程,构建生态安全格局。结果表明：确定了10个生态源地扩张阻力因子和9个城镇用地扩张阻力因子；江津区低水平生态安全格局面积较大,为994.71km₂,占江津区总面积的30.98%；高水平生态安全格局面积仅占江津区总面积的23.66%；识别出区域重要的生态廊道38条,生态战略节点14个；高中低三级生态安全格可以作为三峡库区县域的生态保护和城镇用地开发重要的参考依据。     

区域粮食安全度量研究 ——以重庆市万盛区石林镇为例

随着经济的快速发展,工业化、城镇化的快速推进,粮食安全问题日益突出,对区域粮食安全进行度量研究,进而建立起合理的区域粮食安全度量模型尤为重要。文章基于粮食产量波动系数、最小人均耕地面积、耕地压力指数建立了综合区域粮食安全度量模型,并以重庆市万盛区石林镇为例,进行动态研究及预测,结果表明：石林镇粮食安全系数呈下降趋势,在未来5年内还有恶化的趋势。针对动态分析及预测结果,提出了相应的调控措施。     

生态脆弱区耕地集约利用变化的能值分析

为了进一步分析生态脆弱区农地集约利用变化对区域农业经济和生态环境的影响,利用综合研究方法定量表征农业投入、产出、产投比的研究显得十分必要。以处于典型农牧交错区的宁夏盐池县为案例区,利用能值分析的计算方法探讨了研究区实施生态退耕后的2001-2008年耕地劳动力和农资投入、产出、产投比的动态变化特征。结果表明：随着种植面积的变化,单位面积劳动力投入总体呈下降趋势,而农资投入呈波动上升趋势;单位面积产出大幅度波动,而产投比呈波动下降趋势;产投比的波动方向受劳动力投入、农资投入和降水量的制约明显。研究结果显示,生态退耕后,单纯注重增加农资投入、扩大种植面积,而忽视高素质劳动力的投入以及因地制宜利用气候条件,可能是耕地产投比波动下降的原因;同时,研究区农资投入强度的增加,使农业面源污染风险加大。     

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BP人工神经网络的区域土地生态安全评价研究——以安徽省为例

为了进行区域土地生态安全评价研究,在界定土地生态安全概念的基础上,建立了由15个评价指标组成的区域土地生态安全评价指标体系,运用BP人工神经网络方法,构建起区域土地生态安全评价模型,并根据此模型对1998—2012年安徽省土地生态安全程度进行评价。研究表明：（1）安徽省土地生态安全等级在1998—2002年是“非常不安全”,2002—2007年是“较安全”,2008—2012年是“较不安全”;（2）BP人工神经网络通过对历史数据的学习,能够实现区域土地生态安全评价,对探索区域土地生态安全评价方法具有重要意义。     

基于RS、GIS的城市化流域土地利用的生态风险研究——以松花江干流哈尔滨段为例

以城市化流域-松花江干流哈尔滨段为例,基于RS和GIS技术,分析研究区土地利用变化及结构特征基础上,引入生态风险指数。利用空间分析方法对采样点生态风险指数进行空间插值,生成生态风险程度空间分布及变化特征图,以揭示城市化背景下土地利用的生态风险时空演变特征、变化规律及形成机理,最大限度地降低城市化过程中土地利用风险水平。结果表明:18年来研究区生态风险主要以中等程度为主,高生态风险区的比例最小,较高、较低生态风险区面积变化量最大;建成区和城郊过渡带为高、较高生态风险的分布区,低、较低生态风险集中分布于植被覆盖度高的林地和水域、草地及灌木林地等,高、低生态风险存在着明显的过渡地带;耕地→居民工矿用地和耕地→林地是略微变差型和略微变好型的主要土地利用转换轨迹;较低生态风险区的重心偏移量最大,高生态风险区最小,分别为12.31、0.57km。     

Optimization of differentiated regional land development patterns based on urban expansion simulation—A case in China

The advancing global urbanization puts great pressure on the society and ecosystem, especially in developing countries. Reasonable land-use policies adapted to local conditions are the key issues to prevent disordered urban expansion. Multi-scenario simulation provides a new perspective for differentiated policy formulation based on regional heterogeneity. Regarding the Shaanxi Province, a rapid urbanized area with high spatial heterogeneity in western China, as the study case, we tracked its past land-use changes and predicted the characteristics of urban expansion using the Future Urban-Regional Environment Simulation model. We found that (1) during the past 35 years, built-up land evidently increased accompanied by the loss of cropland, grassland, and unused land. (2) The urban expansion mainly will occur in the areas with flat terrain under three scenarios. (3) The urban expansion will transit into the “requiring land from mountains” pattern in the future, which means that it will gradually spread to areas with higher slopes. (4) Differentiated and optimal development patterns are proposed for different subregions by accounting the loss of ecosystem service in the procedure of urban expansion. This research can help local governments formulate differentiated future macro control of territorial spatial planning to optimize subregional land development.     

岷江上游干旱河谷区林-农-草地土壤水分特征与数值模拟

岷江上游干旱河谷土壤水分是农业生产和生态修复的关键因子。以干旱河谷典型区生态林、经果林、农地和荒草地4类土壤含水量为研究对象,通过对4类土壤含水量的变化分析和数值模拟,揭示土壤水分与土层深度的关系。结果表明:(1)土壤平均含水量依次为:农地(18.62%)生态林(17.47%)经果林(16.53%)荒草地(11.25%);(2)从干旱河谷(1500 m)到天然林下线(2500 m)的山地垂直方向上,林地土壤含水量呈浅U型分布;海拔2100~2500 m土壤含水量均值为19.77%,海拔1900~2100 m为13.72%,海拔1500~1900 m为16.00%;(3)土壤水分随土层深度的增加而减少,生态林土壤水分垂直变化最为显著,农地土壤水分垂直变化则相对稳定;(4)土壤水分多水平贝叶斯模型能够较好地说明4种土地利用类型下土壤含水量的变化和剖面分布特征;(5)林地与荒草地土壤含水量差异表明,土壤平均含水量14%是界定林-草地的分界值。研究结果可为岷江上游干旱河谷生态修复提供数据支撑。     

四川省粮食安全状况研究

为了掌握四川省粮食数量安全状况,为政府决策粮食数量安全提供科学依据。利用1978—2012年的统计数据,结合最小人均耕地面积(S_min)和耕地压力指数(K),分析了四川省和21个市（州）耕地面积和粮食数量安全变化态势。结果表明：1978—2012年,四川省S_min呈下降趋势,但依赖于粮食单产增加,复种指数提高,以及耕地供给小幅增加,使得K并未呈现出明显上升趋势,粮食数量处于可控的安全态势,实现了“总量平衡,基本自给”的政策要求。在21个市（州）中,成都市、攀枝花、乐山市、雅安市、阿坝州、甘孜州的粮食数量安全存在较大压力,需通过动用库存或外调粮食以平衡市场供需。随着时间的推移,在城镇化深入发展和工业化转型升级的压力下,成都市、攀枝花市的粮食数量安全将越加突出。在严格保护耕地数量的基础上,提高资源的利用率;加大基础设施建设;加快突破性新品种、新技术推广应用;科学防灾减灾;针对市域差异,实施有差异化政策。