县·乡镇两级尺度下耕地质量空间自相关分析——以湖北省广水市为例

[目的]从县级、乡镇级两级空间尺度上运用空间自相关分析(Moran’s I)方法定量研究广水市耕地质量的空间集聚性规律特征。[方法]基于空间自相关Moran’s I分析方法,以湖北省广水市为研究区,将耕地质量国家自然等指数、利用等指数和经济等指数作为空间变量,以耕地图斑作为空间单元进行空间自相关分析,从县级和乡镇级两级尺度上分析耕地质量空间差异性特征并进行两级对比分析。[结果]广水市耕地质量在空间分布上呈现出一定的集聚性规律,"中北部"的耕地质量较高,"西北角"耕地质量相对较低,其他地方耕地质量处于中等水平且分布较集中。广水市耕地质量在县级和乡镇级尺度上呈现出较强的空间自相关,说明在空间格局上呈现出很强的集聚态势。县、乡镇两级尺度上,耕地质量指数Moran’s I值均呈现出国家经济等指数国家利用等指数国家自然等指数的递减特征,三者均呈现显著的空间正相关集聚态势。[结论]耕地质量空间差异在不同尺度上有一定的敏感性和内部差异性特征,耕地质量空间差异特征研究可为土地整治、高标准基本农田划定等工作提供参考。     

基于耕地综合质量及聚类关系的耕地保护分区

【目的】掌握耕地质量的空间分布特征是优化耕地空间布局、加强耕地质量建设和制定耕地保护分区的基础。【方法】本文以井冈山市为研究案例区,通过构建耕地综合质量评价体系,采用全局空间自相关和局部空间自相关分析相结合的方法,以耕地综合质量为空间变量,从乡镇尺度上综合分析了井冈山市耕地质量空间分布特征和聚集性规律,据此进行耕地保护分区划分。【结果】井冈山市耕地质量水平属于中上等,耕地综合质量分值处于42～80之间,井冈山市耕地质量呈现出西北高东南低的空间分布规律。井冈山市耕地综合质量全局Moran’s I指数为0.79,在空间分布上呈现出较强的集聚规律:正相关H-H型和L-L型耕地聚集分布,与高分值耕地区域空间分布一致;负相关HL型和LH型耕地则多零星分布,无显著集中区域。综合考虑耕地的自然质量、立地环境、生态环境以及耕地质量的空间聚类关系。【结论】以此提出井冈山市耕地保护分区方案,并依据不同类型的耕地保护分区结果制定相应的保护措施。     

仁怀市景观格局与景观生态风险特征评价

景观格局与景观生态风险评估分析对衡量区域生态安全，建立生态风险预警机制与维护流域生态功能具有重要意义。本研究以仁怀市为研究对象，基于ArcGIS和GeoDa软件平台，采用生态风险评估模型，运用地统计学方法，分析了仁怀市景观格局分布特征，评估了景观生态风险及其空间分异特征。结果表明：(1)林地和耕地是研究区的优势景观类型，占比90%以上，各景观类型空间分异明显；(2)景观生态风险具有明显的空间异质性，人类活动干扰较大的建设用地、耕地和水体景观具有较高的生态风险等级；(3)景观生态风险具有显著的空间集聚效应，Moran’s I值为0.45,“高-高”景观生态风险聚集区沿水体景观和建筑用地景观呈条带状分布格局。该研究结果可为仁怀市景观生态安全格局构建、生物多样性保护区划和酱香酒产业高质量绿色发展空间布局提供重要的科学依据。     

三调耕地分等中全国标准耕作制度体系的确定

应第三次全国国土调查“摸清自然资源家底”的要求，新一轮耕地质量分等需要将未投入使用、未体现现实质量，但具有开发潜力和潜在质量的耕地资源本底纳入分等因素中。标准耕作制度是耕地分等中计算耕地质量的一个重要参数，系统地从耕地资源本底的角度提出确定标准耕作制度的方法，对标准耕作制度的定义、确定原则、确定方法及结果进行更新，明晰耕地本底质量能更好地服务于三调耕地分等。基于耕地的气候资源本底和作物生态适宜性，应用定量模型法、GIS空间分析法和定性评价法进行分区归并和标准耕作制度确定。研究结果如下:1)通过建立地理要素与气候要素的空间关系，得到经过地形校正和优化的全国水热资源分布。2)依据熟制划分标准，得到不同水热资源条件下的全国潜在熟制空间分布。3)根据熟制和作物生态适宜性差异，进一步划分了12个标准耕作制度一级区和51个标准耕作制度二级区。4)结合作物种植优势和农业发展趋势，确定了不同分区内以熟制、作物组成配置为核心的标准耕作制度。以资源本底和作物生态适宜性为切入点确立了全国标准耕作制度体系，相比上一轮能够更客观地反映各地区在资源禀赋条件下能最大限度发挥土地生产潜力的典型耕作方式，可以作为区域土地利用的“标杆”，适应未来农业发展需求。     

喀斯特地区土地利用及生态系统服务价值空间自相关分析——以广西百色市为例

在3 km×3 km格网下可视化表达了2020年广西百色市土地利用与生态系统服务价值的空间分布格局，并运用Moran’s I指数和LISA集聚图探讨了二者的空间集聚特征和空间自相关关系。结果表明，百色市各土地利用类型表现为显著的正相关和集聚分布，且所表现的空间集聚或异常的区域明显不同；百色市生态系统服务价值整体上呈显著的正向空间自相关和高-高、低-低集聚，空间集聚度较高，在局部零星出现高-低、低-高集聚；林地及其生态系统服务价值均表现出最强的正向空间自相关与空间集聚性，其他用地类型及其生态系统服务价值的正向空间自相关性与空间集聚性表现出相同的变化趋势。百色市应继续实施生态保护与修复政策，严禁城镇建设触碰生态保护红线，从总体上提升土地利用效率与生态系统服务价值，促进区域经济、社会与生态可持续发展。     

大气污染物SO2空间相关性的空间集聚分析

以东北三省2017年的大气污染物SO_2为研究对象,通过全局指标(全局Moran指数、Geary系数)、区域型指标(Moran’s I、局部Geary’s C、局部Getis’s G)等,对SO_2的空间聚集情况进行分析计算,比较两种指标的探测结果。结果表明,在全局型空间自相关的分析中,Moran指数、Geary’s C两个指标均表明东北三省SO_2存在显著的空间自相关性;Moran散点图、LISA集聚图、局部G系数集聚图等均揭示了东北地区36个地级市SO_2的局部空间相关性,即低值集聚区(冷点)主要集中在研究区东部,(热点)高值集聚区集中在研究区的西南部;通过对两种指数的分析可发现,在研究区的西南部,营口、大连、铁岭3个地区在Moran指数中为低-高集聚区,黑河为不相关地区,但在局部G系数中,营口、大连、铁岭为热点(高-高集聚),黑河为冷点(低-低集聚区),结合实际情况,对分析SO_2空间相关性来说,Moran指数相对G系数的分析结果更优。     

不同空间尺度下西南高原山地基本农田质量景观格局分析

【目的】对景观格局特征和空间差异进行定量研究,为基本农田科学布局优化及国土空间规划提 供依据。【方法】以典型西南山地云南省基本农田数据为基础,在综合考虑省域和市域不同空间尺度基础上, 结合基本农田质量、坡度和地类综合分析,将景观生态理论方法与 GIS 空间统计分析方法相结合。【结果】德 宏州耕地质量等级最高为 8.49、怒江州最低为 11.70,耕地类型组合数最高为 5;省级尺下度景观分布基本农田 整体分布细碎,市级尺度下多样性指数以德宏地区最高为 2.0612、怒江州最低为 0.6215,结合优势度、均匀度 和集中度指数,德宏、西双版纳、大理、玉溪等地基本农田质量较高、分布多样性较高、分布均匀;省级尺度 下基本农田景观格局指数和耕地质量的全局 Moran''s I 指数值分别为 0.2052、0.0310,基本农田面积比值的全局 Moran''s I 指数为 0.6046,市级尺度下 Moran''s I 指数最高的为曲靖市 0.8145、最低为昭通市 0.3541。【结论】西 南高原山地基本农田景观格局总体分布细碎,质量等别差距大且高质量基本农田较少;在省级尺度下基本农田 质量关联性弱,在市级尺度下基本农田质量则存在较强的空间自相关性;基本农田局部空间自相关聚类类型分 布与核密度分布相近,核密度值较高的地区空间关系呈正相关,核密度稀疏的低值区空间关系呈负相关。     

东部沿海经济区耕地利用效率的时空格局分异及影响因素研究

本文运用非期望的超效率SBM模型、全局和局部Moran’s I指数,测度了2002—2016年东部沿海经济区及其25个市级单位的耕地利用效率,并分析其空间格局分异规律;运用Malmquist—Luenberger生产率指数刻画东部沿海经济区及其各省域(直辖市)的耕地利用全要素生产率动态变化特征;运用地理加权回归模型探究东部沿海经济区耕地利用效率时空分异的主要影响因素。研究结果如下:1)2002—2016年,研究区耕地利用效率整体上呈波动上升的趋势,但整体效率值并不高,纯技术效率所占比重较大,是导致综合效率变化的关键;2)研究区耕地利用效率整体呈显著的空间正相关性,以空间集聚为主要分布模式,局部集聚呈高高效率区和低低效率区"两极分化"格局;3)东部沿海经济区及江苏省、浙江省和上海市的耕地利用全要素生产率整体上均呈正向增长的态势,主要得益于技术进步的促进作用;4)耕地资源禀赋、政府重视程度是影响研究区耕地利用效率时空分异的重要因素,经济发展水平的影响作用也较为重要。文章从建立耕地低碳利用保障机制、加大政府对农业的投入力度、实行高效严格的耕地保护补偿机制三方面提供建议。     

基于探索性空间数据分析的贵州省耕地质量空间差异

为贵州耕地质量空间分布的合理判断及耕地质量保护提供科学依据,依托GIS空间分析技术,基于贵州省1989—2010年耕地数据,应用探索性空间数据分析(ESDA)方法对全省耕地质量进行空间全局和局域Global Moran’s I分析,以探明全省耕地质量空间差异分布规律及特征。结果表明:通过全局空间自相关分析,贵州省总体上在1989—2010年优等地表现出较为显著的空间差异,高等地、中等地和低等地的空间差异较小;通过局域空间自相关分析,贵州省大部分区县耕地质量都表现为正的空间相关性,HH类型在毕节地区和遵义地区表现最为活跃,HL类型表现不显著,毕节的优等地及贵阳、贵定、凯里的高等地有此类型;LH类型分布较广且比较分散,主要分布于六盘水等地区,贵州的东部、中部、东北方向、东南方向及西南方向有此类型,全省耕地质量在局域空间自相关上存在一定的空间差异性。     

汉源县耕地利用等别空间分布特征研究

耕地资源是人类生存和发展的基础性资源,科学判定耕地空间分布特征,对促进耕地保护及空间优化布局等方面具有重要意义。选用耕地质量的国家利用等别,应用空间自相关分析方法来探究汉源县耕地利用等别空间分布特征。结果表明:①汉源县耕地质量状况较好,耕地利用等别主要分布在7～11等,7～8等为高等质量地,占全县耕地面积的10.27%;9～11等为中等质量地,占全县耕地面积的89.73%;高等地主要分布在唐家乡、富春乡、九襄镇等乡镇,中等地各个乡镇均有分布。②全局自相关结果显示,全局Moran’s I指数为0.648 947,汉源县耕地质量有显著空间集聚性,局部自相关结果显示汉源县中部有低—低的低值聚集区和四周有高—高的高值聚集区2个显著相关性区域,高—低聚集区和低—高聚集区零星分布区域。该研究结果可为调整和补划基本农田、评价更新耕地质量、管理土地资源及农业生产提供科学依据。     

洞庭湖区耕地质量空间分异及保护分区研究——以岳阳市君山区为例

以耕地资源优渥的岳阳市君山区为研究对象,在ArcGis与Geoda软件的支持下,采用面积加权求和法、耕地集中度指数法以及空间自相关分析法,探讨了君山区耕地质量空间分布特征与异质性规律,并提出了耕地保护分区方案。结果表明:(1)耕地质量国家自然等别与国家经济等别在空间分布上较为一致,大致呈现北高南低的规律,国家利用等别大致表现为西北高、东南低的格局,此外各镇耕地分布相对分散。(2)君山区耕地质量全局空间自相关Moran’s I表现为国家经济等指数>国家自然等指数>国家利用等指数;局部空间自相关表明,大部分行政村表现为非显著性,正相关HH与LL型耕地多以组团形式分布,负相关HL和LH型耕地主要呈零星分布。(3)结合空间自相关分析结果与君山区实际情况,将耕地划分为4类保护分区,并提出相应保护措施。研究结果客观反映了君山区耕地质量状况,为研究区耕地质量保护与管理提供了参考和依据。     

基于Moran's I和Kriging插值在不同采样尺度下的土地利用程度分析——以重庆市石柱县为例

【目的】比较不同的采样方式和采样区的大小对土地利用程度空间分布和数据的精确性的影响,以期为土地利用程度空间分布现状和模拟提供合理的依据和技术支持。【方法】对比分析了重庆市石柱县基于Moran's I和Kriging插值在不同采样尺度下的土地利用程度。【结果】各采样尺度下Moran指数均为正数,Kriging插值结果表明不同的采样方式和采样区的大小对土地利用程度空间分布和数据的精确性存在一定的影响。【结论】1石柱县土地利用程度在各采样尺度下均存在正的全局空间自相关,全局空间自相关大小对采样方式和采样尺度较敏感。2采样区尺度的变化会影响土地利用程度值,同一种采样方式下,采样区尺度越小插值越精确,在采样区尺度较小的情况下,局部空间自相关能够精确定位区域土地利用程度聚集状况。     

基于村域尺度的鄂北地区耕地时空变化特征分析——以湖北省随县厉山镇为例

为分析与掌握耕地资源的空间分布及其时空变化规律,切实提高耕地保护与建设水平,以湖北省随县厉山镇2009和2015年土地利用现状数据为基础,综合运用耕地集中度指数、核密度和空间自相关分析对耕地的空间分布及其时空变化特征进行研究。结果表明:1)2009和2015年厉山镇耕地空间分布密度具有明显的集聚特征,核密度最大值分别为31和38块/km~2,且在时间尺度上有进一步增大的趋势;2)2009—2015年厉山镇耕地总量减少,且主要集中在厉山镇北部和西南部,减少面积达434.20 hm~2,占耕地减少总面积的89.20%;3)2009和2015年厉山镇耕地规模以中型耕地集中村为主,但大型耕地集中村所在行政村耕地占总耕地比例最大,分别为55.55%和56.08%,超过了小型和中型耕地集中村耕地所占总耕地比例之和;4)2009和2015年厉山镇行政村耕地面积比的全局空间自相关Moran’s I分别为0.525 1和0.397 0,耕地的空间分布具有显著的空间自正相关;局部自相关来看,耕地分布较多的区域主要集中在同心村和宇宙村,耕地分布较少的区域集中在以车水沟村以北的山区。     

中国农业农村现代化发展水平的时空演变特征及区域差异研究

本文通过构建农业农村现代化指标体系，测度中国2008—2020年省级农业农村现代化发展水平，并利用非参数核密度估计(KDE)、Moran’sⅠ指数和Dagum基尼系数分析其时空演化特征及区域差异。研究发现：除东北区域2014年后出现负增长外，其他三大区域农业农村现代化发展水平均持续上升，但不同省域与区域之间存在明显的空间异质性，东部区域发展最好、中部区域发展最快、西部区域发展相对较慢；各省农业农村现代化发展具有明显的地理空间集聚特征，其空间集聚模式以“高—低”或“低—高”为主；全国农业农村现代化水平整体上处于不断优化的过程中，但东部区域和中部区域内部差异逐年增大，且东部区域内部农业农村现代化发展水平的非均衡程度尤其突出。     

浙江省耕地破碎化与其生态系统服务价值的空间关联特征

基于景观指数分析法、熵权法测算耕地破碎化综合指数,在分析县域耕地破碎化时空演变基础上,通过双变量Moran’s I指数探讨耕地破碎化与其生态系统服务价值的空间关联特征。结果表明,浙江耕地破碎化与其生态系统服务价值之间存在显著空间负相关关系,研究时段内耕地破碎化增幅高值区分布在城镇化迅猛发展的浙北平原、东南沿海平原及金衢盆地一带,低值区分散在山地、丘陵区;地均耕地生态系统服务价值减幅高值区则集中分布在平原、盆地区,可见耕地破碎化越严重,耕地生态系统服务价值受损也越严重。     

广西左右江革命老区耕地破碎化与贫困空间相关特征分析

提取广西左右江革命老区2000²015年4期Landsat影像的耕地数据,构建了基于景观格局指数的耕地破碎化评价体系,测算了不同时间的耕地破碎度;并利用农民人均纯收入表征了空间贫困水平;最后采用双变量空间自相关分析法探究了不同时间的耕地破碎化与贫困的空间相关特征。结果表明:耕地高度破碎化为德保县、靖西市和天等县一带,基本处于中高水平的是西部5县,破碎化水平最低的是扶绥县;贫困程度总体上由西北到东南逐渐变低;耕地破碎化与贫困呈现空间正相关,2000年的正相关性最强,Moran’s I为0.2053,在双变量LISA集聚图中,高—高正相关型和低—高负相关型的区县集中分布于西部,低—低正相关型和高—低负相关型的区县多分布于区域南部。     

广西左右江革命老区耕地破碎化与贫困空间相关特征分析

提取广西左右江革命老区2000~2015年4期Landsat影像的耕地数据,构建了基于景观格局指数的耕地破碎化评价体系,测算了不同时间的耕地破碎度;并利用农民人均纯收入表征了空间贫困水平;最后采用双变量空间自相关分析法探究了不同时间的耕地破碎化与贫困的空间相关特征。结果表明:耕地高度破碎化为德保县、靖西市和天等县一带,基本处于中高水平的是西部5县,破碎化水平最低的是扶绥县;贫困程度总体上由西北到东南逐渐变低;耕地破碎化与贫困呈现空间正相关,2000年的正相关性最强,Moran’s I为0.2053,在双变量LISA集聚图中,高—高正相关型和低—高负相关型的区县集中分布于西部,低—低正相关型和高—低负相关型的区县多分布于区域南部。     

基于空间自相关的耕地质量空间分布特征研究——以江西省南昌县为例

为了掌握与分析耕地质量空间分布特征,加强耕地质量建设,完善耕地保护新格局,基于加权平均法、集中度指数、分形维数和空间自相关分析法,以耕地质量等别监测试点县——南昌县为研究区,引入国家自然等指数、利用等指数和经济等指数为空间变量,以耕地图斑为空间单元进行空间自相关分析,从县级和乡镇级尺度上探讨耕地质量的空间差异特征。结果表明,南昌县耕地质量呈现出西南高东北低的空间分布规律,耕地质量等指数Moran's I值表现为自然等指数经济等指数利用等指数。不同空间尺度下,耕地质量指数具有不同的空间关联度,自然等指数受空间尺度的影响最大,经济等指数其次,利用等指数最小。正相关HH型和LL型耕地以组团形式聚集分布,负相关HL型和LH型耕地则多以零星状分布。综合考虑南昌县耕地质量空间自相关类型,将耕地划分为常规监测区、综合监测区和重点监测区3个监测分区。研究结果可为区域耕地质量监测、主导限制型谱序、耕地保护与管理分区和空间优化布局等提供借鉴参考。     

中国农村金融排斥区域差异的空间效应分析

基于农村金融排斥的最新研究成果,构建农村金融排斥的综合评价指标,对中国29个省(市、自治区)的排斥程度进行评价。利用Moran’s I指数和Moran散点图对中国农村金融排斥的空间特征进行了初步分析,并对农村金融排斥区域差异的空间效应进行了空间数据分析。结果表明,中国农村金融排斥的空间效应显著,邻近地区的排斥程度会对该地区农民的收入产生影响。     

不同空间尺度河流水质与土地利用关系分析——以泰国蒙河流域为例

为分析不同空间尺度河流水质与土地利用的响应关系,认识水环境变化成因和趋势,以泰国蒙河流域为研究对象,采用GIS、莫兰指数(Moran′s I)和Spearman相关分析等方法,探究蒙河水质的空间分异及不同空间尺度下水质对土地利用格局的响应特征。结果显示,近20 a(1997—2017年)流域内溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、总磷(TP)、硝态氮(NO3--N)、氨氮(NH3-N)、固体悬浮物(SS)的Moran′s I值分别为0.86、0.38、0.35、0.40、0.45、0.50,表现出空间聚集性,而总大肠菌群(TCB)、粪大肠菌群(FCB)的Moran′s I值分别为-0.15、-0.10,具有空间离散特征。不同空间尺度下河流水质与土地利用的相关性大体一致,但相关程度存在差异,缓冲区尺度的土地利用格局能够更好地解释蒙河水质变化,其中水质指标与5 km缓冲区空间尺度下土地利用的关系最为显著。相关分析结果表明,蒙河流域农业用地、城镇建设用地对水质负荷起到"源"的作用,林地起到截留、吸附的作用。因此,蒙河流域水环境保护应以非点源污染控制为主,重点加强农业生产过程中化肥等管控,控制生活污水等污染物直排入河。