人类活动对渭干—库车河流域土地利用变化的影响

【目的】以渭干-库车河流域为研究靶区,探究人类活动对土地利用变化造成的影响,为干旱区土地资源利用与可持续发展提供科学依据。【方法】结合1990、2000和2014年TM遥感影像数据进行解译,研究流域内各土地利用时空格局的变化,通过主成分分析法和重心迁移模型,进一步分析人类活动对土地利用变化产生的影响。【结果】1990-2014年期间耕地和草地变化显著,耕地面积共增加1755.87 km~2,草地面积以每年255.70 km~2速度减少,耕地和草地动态度分别为3.23%和-1.64%,土地利用综合指数总体呈下降趋势;影响研究区土地利用变化的主要因素是人口和经济,25年来,人口重心累计迁移15.85 km,重心由西北向东南方向迁移,经济重心则是自西南向东北方向迁移。【结论】在当今社会经济的快速发展下,人类活动会对土地利用造成影响,人类活动强度的增大会导致耕地扩张和草地锐减,甚至退化,从而加深人地关系之间的矛盾,引发生态环境问题。     

基于能值分析的甘肃省耕地可持续利用时空分异研究

【目的】研究甘肃省耕地可持续利用的时间变化规律和空间分异特征,为甘肃土地利用总体规划及区域可持续发展提供决策依据。【方法】利用2005-2011年甘肃省及县(区)土地利用变更资料和社会经济资料,采用能值分析方法,在构建耕地可持续利用评价指标体系基础上,对2005-2010年甘肃省以及2010年甘肃省各县(区)的耕地生态经济系统进行可持续利用评价;在Geoda和Arcgis软件支持下,对甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数空间格局进行分析,对耕地利用分区,探讨耕地可持续利用的空间分异特征。【结果】2005-2010年甘肃省耕地可持续利用呈波动性发展,其中生产稳定性指数、经济可行性指数、社会接受性指数总体提高,但生态合理性指数总体降低。2010年甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数总体较低,且县(区)耕地可持续利用综合指数差异明显,将甘肃省划分为河西区、陇东区、陇南区、甘南区、陇西区5个耕地利用区,耕地可持续利用综合指数依次降低。【结论】时间和空间变化特征都说明甘肃省耕地的可持续利用主要受生态合理性限制,为提高耕地可持续利用,必须提高耕地自身质量等级,改善耕地外部环境,促进耕地生态经济系统由能值密集型向能值安全高效型转变。     

中国粮食生产与耕地变化的时空动态

 【目的】揭示1990-2005年中国粮食生产与耕地变化的时空动态特征,以及粮食生产对于耕地变化的敏感性。【方法】构建重心拟合模型和敏感度分析模型,对比分析耕地面积重心和粮食产量重心动态关系。【结果】中国粮食生产重心和耕地分布重心在空间上均表现为“北进中移”的态势,在移动方位上大致具有同向性。耕地重心沿着“西北—西南—东北”的轨迹共移动了17.3 km,粮食产量重心沿着“东北—西南—东北”的轨迹移动了223.3 km,两个重心之间的距离和粮食产量大致呈反向变化。当两者距离拉近时,粮食产量减少,当两者距离增大时,粮食产量增长。【结论】区域粮食产量增长受粮食单产、粮食播种面积等非耕地总量因素的影响日益明显;粮食产量变化对耕地变化的敏感性呈增强趋势。化肥、农药等物质投入的报酬递减趋势日益明显,粮食增产对耕地资源的依赖性也日益增强。保障粮食安全与耕地保护亟需创新机制和政策。     

西北旱区土地利用变化的时空异质性研究——以陕西铜川耀州区为例

【目的】从土地利用变化程度、过程及空间转移3个维度揭示西北旱区典型县域土地利用时空变化过程及特征,为区域土地政策的制定与实施提供参考依据。【方法】以陕西铜川耀州区为例,用2000年5月、2008年7月以及2015年8月的Landsat遥感影像为主要数据源,根据土地资源及其利用、自然属性状况,将研究区土地利用类型共分为7种（林地、耕地、草地、农村居民点、城镇用地、其他建设用地和水库坑塘）,采用土地利用程度指数、土地利用转移矩阵和土地利用重心迁移模型,分析2000-2015年陕西铜川耀州区主要土地利用类型的时空格局变化特征。【结果】(1)从利用程度来看,2000,2008及2015年耀州区土地利用程度综合指数依次为252.65,247.69和250.66,其中2000-2008年耀州区土地利用程度变化量为－4.97,处于调整期;2008-2015年耀州区土地利用程度变化量为2.97,处于发展期;2000-2015年,耀州区土地利用程度变化量为－2.00,土地利用总体处于调整期,仍有较大开发利用空间。2000-2015年,耕地利用程度变化量间呈持续下降趋势,开发利用水平较低,呈衰退趋势;林地利用程度变化量先上升后下降,总体呈持续发展趋势;而农村居民点、城镇用地及其他建设用地的利用程度变化量则呈持续增长趋势,处于发展阶段;水库坑塘和草地的利用程度变化量呈先下降后上升趋势。(2) 从转移过程来看,在2000-2008和2008-2015年耀州区不同土地利用类型之间发生转移的面积分别为23 362.44和21 579.20 hm²,其中耕地和林地发生转移面积占总转移面积的比例均最高,其次是农村居民点用地、草地、其他建设用地和城镇用地,水库坑塘转移面积占比最小;各土地利用类型均进行了一定程度的相互转移,其中耕地与林地相互转化以及耕地向农村居民点、其他建设用地和城镇用地转化成为主要趋势。(3)从空间变化来看,在2000-2015年,耀州区各土地利用类型重心均进行了一定程度的空间迁移,其中其他建设用地和草地的重心转移距离均较大,林地的重心转移距离最小。【结论】2000-2015年陕西铜川耀州区土地利用变化存在明显的空间分异特征,土地利用格局演变加速。     

小麦生产的重心演变路径及偏移分析

 【研究目的】准确掌握建国以来中国小麦生产的总体变动趋势,为产业结构的继续优化和调整提供参考。【方法】利用计算历年全国小麦种植面积、产量重心的方法和全国28个省（市,自治区）1949—2005年的资料,分析建国以来全国小麦种植重心、总产量重心以及单产重心的移动轨迹、偏移距离等。【结果】总体上,20世纪70年代以前小麦生产重心向北、东方向偏移比较明显,70年代以后逐渐回移并趋于平稳,说明东西部、南北方的差距经历了先加大后缩小的变化过程。通过对比分析发现,小麦单产重心偏移变化比较剧烈,总偏移距离最大,种植面积的总偏移距离最小,总产量重心的总偏移距离介于两者之间。【结论】建国以来小麦生产重心偏移总体上从剧烈走向平稳,南北方种植面积扩张速度基本平衡,西部扩张速度大于东部。     

湘江流域土地利用时空变化及其影响因子研究

以湘江流域4个时期的遥感影像数据及同期经济与社会发展数据为主要数据源,利用土地利用/覆被时空变化相关研究方法,分析湘江流域土地利用时空变化及其影响机制。结果表明：研究区土地利用综合程度指数由1995年的234.26持续提高到2010年的235.74,且区域不均衡性明显;耕地、林地及建设用地是导致研究区变化最为显著的用地类型;耕地的重心在向东偏南方向迁移,林地的重心在向西偏北方向迁移,建设用地的重心在向东偏北方向移动,移动速度均具有阶段性;城市化水平提高、人口增长、第二三产业的发展以及“退耕还林”工程的实施是研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力。     

塔里木河上游典型绿洲土地利用时空格局分析

【目的】分析塔里木河上游典型绿洲土地利用类型的分布特征,为塔里木河上游合理规划绿洲土地资源利用、促进区域可持续发展及生态环境保护提供科学依据,同时也为全球变化及陆表过程模拟提供有价值的小尺度空间信息数据。【方法】基于RS和GIS技术,以位于塔里木河上游的阿克苏绿洲为研究对象,以1990,2002,2008,2017年4期遥感影像为数据源,系统分析了研究区4个时期6种土地利用类型的变化及其景观格局演变。【结果】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积逐年增加,草地和未利用地面积逐年递减,林地面积呈先减少后增加趋势,水域面积呈先增加后减少趋势。土地利用类型单一动态度由大到小依次为建设用地耕地林地未利用地水域草地。1990-2017年,研究区土地利用类型均呈现不同程度的相互转化,其中耕地面积增幅最大,且主要由林地和草地转化而来;建设用地增幅次之,主要由未利用地转化而来。通过空间重心转移分析发现,重心迁移距离依次为耕地、林地、未利用地、草地、建设用地、水域。1990-2017年,阿克苏绿洲斑块个数、斑块密度、边缘密度、景观形状指数、蔓延度指数、香农均匀度指数总体呈下降趋势;聚合度指数、最大斑块指数、香农多样性指数总体则呈上升趋势。【结论】1990-2017年阿克苏绿洲耕地和建设用地面积呈增加趋势,其中耕地面积增幅最大且重心迁移距离最大,其他土地利用类型趋势与之相反;总体而言阿克苏绿洲景观格局的破碎化程度降低。     

基于改进生态足迹模型的云南省耕地可持续利用研究

【目的】对云南省1999—2018年耕地可持续性进行研究,为缓解人地矛盾、提高耕地可持续利用提供科学依据。【方法】利用碳足迹理论改进耕地生态足迹模型,并对耕地可持续利用状况进行评价,基于STIRPAT模型和偏最小二乘回归对耕地生态足迹变化的影响因素进行定量分析。【结果】1999—2018年云南省人均耕地生态足迹总体呈波动上升趋势,人均耕地生态承载力总体呈波动下降趋势,耕地生态赤字日益严重,耕地可持续性由弱不可持续利用下降至中等不可持续利用。其中,农业机械总动力、化肥使用量和农药使用量是影响耕地生态足迹变化最显著的因素。【结论】改进后的耕地生态足迹模型较好地刻画了云南省耕地可持续性的变化特征,应从减少耕地生态足迹和提高耕地生态承载力两个方面减缓耕地可持续利用面临的严峻压力。     

不同管理方式荔枝遥感监测与空间变化研究

【目的】荔枝作为常绿果树,存在缺乏管理而沦为绿化树现象。准确了解和掌握荔枝种植区域的空间分布及空间变迁趋势,对荔枝产业空间布局优化、标准化管理等具有重要意义。【方法】以广州市增城区荔枝种植区域为例,利用遥感技术,对2015、2019年两期遥感影像进行目视解译,判断有人管理与无人管理荔枝种植区域的空间变化特征,借助重心迁移模型和破碎度指数定量分析荔枝时空变化程度。【结果】遥感解译总体精度较高,达到86.54%。增城区荔枝种植面积减少67.69 hm²,其中,有人管理荔枝种植面积减少127.28 hm²,无人管理荔枝种植面积增加59.59 hm²。荔枝种植区域重心逐渐远离城镇,整体向东迁移45.14 m、向北迁移107.01 m,其中有人管理荔枝种植区域向西北迁移,无人管理荔枝种植区域向西南迁移。荔枝种植区域的破碎度指数从2015年的0.0407增加至2019年的0.0413,空间分布呈现逐渐分散格局;但有人管理荔枝种植区域的破碎度指数从0.0244降低至0.0238,空间上呈现聚集状态。【结论】利用遥感技术可以精准快速识别...     

基于地貌分区的湖北省粮食生产格局与耕地资源匹配关系研究

【目的】研究不同地貌区粮食生产格局与区域耕地资源的匹配关系,为粮食生产布局和耕地资源保护提供决策依据。【方法】采用集中度、变异系数、重心模型、匹配度和LMDI模型等研究湖北省1990—2020年不同地貌区粮食生产格局变化与耕地资源的匹配关系。【结果】1990—2020年鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食产量占湖北省粮食总产量的比重逐步调整为11.2%、30.6%、26.2%、32.0%。近30年湖北省各地貌区粮食作物生产集中度及变化趋势存在显著差异,粮食生产向鄂中岗地集中的趋势明显,以小麦和玉米为主,大豆生产则向江汉平原集中。湖北省粮食播种面积重心和粮食产量重心向西北方向移动了5.37和14.63 km,但鄂中岗地粮食生产重心向东北方向移动,江汉平原和鄂西山地则向西南移动。近30年来,鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食生产与耕地资源重心的平均空间距离为6.20、3.35、10.57、6.82 km,变动一致性平均指数分别为0.49、0.44、0.40、0.27。湖北省粮食生产与耕地资源的基尼系数均大于0.5,且有增加趋势,鄂西山地和江汉平原不平衡指数为正,鄂中岗地与鄂东...     

玛纳斯河流域10年间植被时空动态变化研究

【目的】土地利用/覆被变化作为全球变化的重要组成部分和主要原因之一,能反映出自然地物格局变化。通过分析10年间土地利用/覆被的变更情况,以揭示植被的时空动态变化规律。【方法】以新疆玛纳斯河流域为研究区,基于遥感技术和地理信息系统平台,利用2006、2010和2015年Landsat卫星的TM和OLI_TRIS数据,对植被覆盖区和非植被覆盖区的多种地物进行信息解译,从而分析土地利用/覆被的动态变化,探讨各类地物的转移情况,计算植被覆盖区地物的重心偏移状态。【结果】(1)2006-2010年综合动态度明显高于2010-2015年,植被覆盖区的面积有显著增加,耕地面积增加动态度为5.5%,林地动态度呈现逐步增加的趋势;(2)耕地与林地的相互转化很显著,耕地向非植被覆盖区的转移非常微弱,非植被覆盖区的总面积在十年间有所减少,但是林地向非植被区地物类型的转移程度略有所增加;(3)耕地的重心于2006-2010年向东南方向迁移,且偏移距离高达19.32km,林地重心的偏移逐步增加,2010-2015年林地的重心偏移最为显著,偏移距离高达15.45 km。【结论】植被覆盖区地物类型在分布上有较大程度的变化,林地逐年增加,耕地的重心偏移程度先强后弱,林地自然修复和人工修复有显著的积极效果。     

基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

基于马尔科夫模型的石河子垦区土地利用动态变化研究

【目的】研究石河子垦区近年来土地动态变化,为该地区生态环境保护提供依据。【方法】以遥感数据、土地资源调查数据为基础,基于马尔科夫模型,研究石河子垦区土地利用动态变化。【结果】2010年后土地利用变化的趋势是草地和未利用地减少明显,其中未利用地减少幅度仍为最大;耕地、建设用地逐年增加,其中耕地的增长幅度最大,建设用地变化速度缓慢;其他土地面积均有所增加,只是增幅也较缓慢。【结论】影响石河子垦区土地利用变化的主要驱动因素是经济快速发展和政府决策等社会因素。     

基于耕地压力指数的新疆粮食安全状况研究

【目的】研究新疆1949~2012年64年的耕地面积和粮食产量的变化趋势,并针对耕地压力指数变化的特点,预测新疆未来10年的粮食安全状况,为新疆粮食安全提出相应的对策。【方法】运用最小人均耕地面积和耕地压力指数模型以及GM(1,1)灰色预测模型定量分析新疆粮食安全程度。【结果】1949~2012年新疆最小人均耕地面积和耕地压力指数呈增加趋势,并且在未来10年耕地压力指数仍将大于1且呈显著增长趋势。【结论】新疆的粮食安全形势将愈加严峻,大力发展节水农业、增加农业科技投入、确保耕地"占-补"平衡等对策来保障粮食安全。     

2009—2017年中国耕地资源与粮食产量时空变化特征

基于2009—2017年全国各省的耕地资源和粮食生产统计数据,通过构建重心模型、粮耕敏感度模型等,得出中国2009—2017年的耕地面积重心与粮食产量重心的移动轨迹,以及各省的粮耕敏感度,并使用ArcGIS 10.2软件实现结果数据的空间表达。结果表明,中国耕地面积总体呈减少趋势,东部地区持续减少,西部地区波动增加;粮食产量总体呈增长趋势,北方地区粮食产量占比逐年提高,南方则呈下降趋势;耕地重心表现为“西移北上”,粮食产量重心表现为“北上东移”,耕地重心移动距离年变化波动要小于粮食产量重心;全国粮耕敏感度总体呈下降趋势,粮耕敏感度较大的省份主要分布在自然条件相对较差以及耕地系统较为脆弱的地区,且有向中部和一些经济发达省份转移的趋势。基于以上结果,应及时调整农业政策,以更好地保护耕地资源与保障粮食安全。     

区域耕地压力指数时空变化规律研究

运用耕地压力指数模型,对2003—2012年吉林省耕地利用压力指数时空分异的特征以及动态变化进行分析.结果表明:随着时间的推移,吉林省耕地和人口不断增加,但最小人均耕地面积的增加幅度越来越小,几乎开始处于平衡状态.人口数量增加导致大量耕地转换为建设用地,使得耕地压力指数不断上涨.     

鄱阳湖生态经济区耕地压力变化及其驱动因素

通过耕地压力指数模型,分析鄱阳湖生态经济区耕地压力时空变化,构建耕地压力指数因素分解模型,探讨耕地压力的影响因素.研究结果表明:2000-2009年鄱阳湖经济生态区总体耕地压力末突破警戒线,但各县(市)耕地压力不平衡,鄱阳湖生态经济区东南区域和西北区域耕地压力明显大于其他区域.各县(市)耕地压力的影响因素不尽相同,从平均效应来看,导致耕地压力减小的主要因素是食品作物单产水平的提高,导致耕地压力增大的主要因素依次是人均食品作物需求量、人均耕地面积和耕地播种强度的变化.     

2007—2017 年美国大豆产量时空变化与分析

【目的】掌握美国大豆种植状况及产量时间空间动态,辅助制定我国大豆生产政策、 调整大豆种植结构以及确定大豆国际贸易数量。【方法】基于2007—2017 年美国大豆产量 县域统计数据并协同运用地理信息技术,采用变化率法、空间自相关分析法、重心迁移法分 析了近10 年美国大豆产量年际变化、波动趋势及空间变化特征。【结果】美国大豆产量高值 区域,仍是传统的主产区,主要分布于中部平原的密西西比河流域和密苏里河流域。近10 年间大豆产量呈增加态势,且近5 年增长迅速,其中2009、2014 年增速较快;大豆产量全 局空间自相关Moran′s I 指数介于0.669~0.726 之间,存在显著的集聚效应。局域空间自相关 Moran′s Ii 指数聚集图中高—高（HH）聚集区和低—低（LL）聚集区占比最大且有不断扩张 的趋势;大豆产量空间重心先南移后北移再向西南方向迁移,向西南方向迁移明显,总体位 移87.71km。【结论】近10 年美国大豆产量总体呈现波动上升的趋势,集聚效应明显,产量 重心显著向西南方向迁移,其是自然因素和人为原因综合共同驱动的结果。文章为分析全球 大豆运行态势、预测国际大豆价格以及我国农业相关政策制定等提供有益的参考。     

不同生物有机肥配施化肥对大豆植株生长、抗病及产量的影响

【目的】研究不同生物有机肥配施化肥对大豆植株性状、抗病性及产量和效益的影响。【方法】在大田条件下采用小区试验方法，设置常规施肥和不同生物有机肥配施化肥处理，研究大豆干物质、根瘤、抗病性及其产量变化。【结果】与常规施肥相比，不同生物有机肥配施化肥提高了苗期和盛花期大豆的地上部干物质、根干重和根瘤数，干物质提高幅度为5.31%～12.86%,根干重提高幅度为10.35%～20.24%,根瘤数提高幅度为12.34%～37.50%,差异均达到显著水平(P<0.05);不同生物有机肥配施化肥显著降低了苗期根腐病发病率和病情指数；显著提高大豆的株高、株荚数、株粒数及提高百粒重，提高大豆产量，2019～2020年产量提高幅度分别为7.25%～8.67%和6.50%～8.82%,与对照相比差异均达显著水平(P<0.05);与对照相比，不同生物有机肥配施化肥处理均提高了大豆的产值和效益值，效益值最高增加1 066.16元/hm²。【结论】生物有机肥配施化肥能够促进大豆植株生长，降低病害，提高产量，提高经济效益。     

江苏省粮食生产与经济发展时空耦合与优化策略

以江苏省62个县域为研究对象,采用重心耦合模型、不均衡指数、CGE指数,对1996～2015年粮食生产与经济发展的时空格局与耦合关系进行分析。结果表明:(1)江苏省粮食生产速率慢于经济增长速率,二者增长具有显著的阶段特征和空间差异特征,且空间配置错位现象明显。(2)粮食重心和经济重心均位于中南部地区,粮食重心总体向西北方向移动,同期经济重心向东南方向移动,移动幅度较小。粮食与经济重心重叠性呈现先下降后微弱上升的特征,变动一致性呈现阶段性变化特征。(3)江苏省粮食生产与经济发展的不均衡状况经历了先增强后减弱的规律,粮食生产与经济发展以粮食集聚高于经济集聚为主要特征,经济水平相对发达的苏南地区其粮食生产水平低于经济发展水平,粮食集聚表现出明显的逆经济性。最后,根据各类粮食生产与经济发展的耦合类型的区域特征,提出了优化江苏省粮食生产与经济发展时空耦合的针对性建议。