基于结构突变的农牧交错带草地生态足迹演变阶段分析

为准确判定草原生态与经济发展之间的互动关系,科学划分草地生态足迹演变的时间节点,本文以内蒙古典型农牧交错带四子王旗为研究对象,采用1987-2016年草地生态足迹和人均GDP的时间序列,基于BP结构突变协整检验对该区域的草地消耗与经济增长展开分析。结果表明：不考虑结构突变的协整检验,对草原生态保护政策下的四子王旗并不适合;而结构突变的协整检验能良好地反映长时期农牧交错带资源与经济的结构性变化,体现资源消耗与经济增长的动态均衡,并呈现出资源消耗到经济增长的单向因果关系。研究区草地生态足迹的演变可划分为3个阶段：低度协同阶段（1987-2002年）、政策驱动阶段（2002-2009年）和快速发展阶段（2009-2016年）。不同阶段,草地生态足迹的短期波动（-2.289、-1.082和0.495）趋于平缓,长期均衡系数（0.292%、0.728%和1.355%）逐步提升,表明生态保护政策有助于草地资源利用效率的提升。该结果不仅有益于协调区域经济发展与草地资源利用,也为农牧交错带科学编制草地生态保护规划提供一定的参考。     

都市郊区乡村景观多功能权衡-协同关系演变

针对景观功能相互表征的科学性和景观多功能间关系定量化问题,采用Spearman秩次相关系数分析和双变量空间自相关相方法,对上海市青浦区184个行政村1980-2015年的乡村景观多功能间权衡-协同关系变化特征进行研究,结果表明:1)农业生产功能不能取代经济发展功能,青浦区经济发展功能已成为主导的功能形态。2)该区乡村景观多功能间权衡-协同关系时空差异显著,表现为:生产功能-生活功能以协同为主,空间上沿中轴线扩散;生产功能-生态功能以权衡为主,空间上从中部向东部扩散;生活功能-生态功能权衡-协同关系较为均衡,权衡区由中部向东部扩散,协同区由西部向北部和南部扩散。农业生产功能与经济发展功能、经济发展功能与生态调节功能/环境维衡功能为该区不可回避的矛盾;经济发展功能与景观美学功能间权衡关系显著,且两者关系格局呈东部权衡西部协同,且权衡区的数量递增;经济发展功能与空间承载功能呈现东部权衡和西部协同,且协同区呈增长趋势;景观美学功能与生态调节功能/环境维衡功能间权衡区集中在青东区域,协同区分布于青西区域,且权衡区数量先增后减,协同区先减后增。3)时空结合的分析方法能准确全面的反映乡村景观多功能间权衡-协同关系演变特征。     

汉江上游1988-2007年间景观格局变化分析

为研究陕西省境内汉江流域水电开发后区域景观格局时空演变,根据1988,2000和2007年汉江上游地区遥感影像,通过遥感解译,利用GIS缓冲区分析分别研究了汉江上游整体和500,1 000,5 000m缓冲区内景观格局变化。结果表明:(1)汉江上游1988年以来水域呈持续增加趋势,耕地呈现持续"落势",全时段景观格局处于不平衡态,双向转换较频繁。但有向着有利于区域生态改善方向转变的趋势。(2)从景观破碎化、景观形状和景观多样性3个角度分析了研究区景观格局变化,1988-2000年该区景观格局破碎化程度增加,形状趋向复杂,景观趋向多样化;2000-2007年该区景观破碎化程度减小,形状趋向规则化,景观多样性减小,表明景观格局向着有利于区域生态改善的方向转变。(3)汉江上游水电7级梯度开发对沿河500m缓冲区内景观格局影响最显著。     

基于水足迹的贵州省平塘县农业用水与经济脱钩分析

[目的]从水足迹视角剖析平塘县农业经济增长与农业水资源利用耦合作用机理,为喀斯特峰丛洼地生态治理提供参考资料。[方法]利用联合国粮农组织推荐CROPWAT 8.0软件,测算平塘县2002—2015年农业水足迹,运用脱钩理论,分析平塘县2001—2015年农业发展与农业水资源利用脱钩态势。[结果](1)2002—2015年平塘县水足迹与生产总值整体上呈波动上升趋势,但其增长率波动性较大;(2)从Tapio脱钩弹性指数来看,现阶段农业经济增长与农业水资源消耗关系尚不稳定,农业水资源不可持续性利用状态仍存在;(3)2007年为脱钩关系较为理想年份,其次是2008年,协调状况最差是2006,2002—2015年脱钩态势系整体上,呈倒U形变化趋势;(4)从面积来看,研究时段弱脱钩面积比重范围为0%~97.9%(2010年最大,2013年其次,2007和2011年最小),强脱钩面积比重范围为0%~100%(2007年最大,2008年其次,2010年最小),衰退脱钩面积比重范围为0%~49.7%(2011年为49.7%,其他年份为0)。[结论]总体上,平塘县农业经济增长与农业水资源利用协调状况不佳。     

我国各地区农业气象灾害演变进趋势分析

对我国各地区1953～1966年和1978～1996年2个时段的主要农业气象灾害进行比较分析.结果表明,我国绝大部分地区农业气象灾害存在发生频率增加、发生面积扩大及灾害发生趋于平稳等3种演变趋势.同时根据灰色系统理论诊断出各地区影响农业生产的主导气象灾害,并按照各种灾害对总受灾面积的影响序列将全国各地区粗略划分为8种类型,为制定区域农业发展战略,合理安排农业生产提供参考依据.     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

宁镇扬丘陵区土地利用空间结构的动态演变——以江苏省镇江市为例

以镇江市为例,基于其1997-2009年的土地利用现状数据,采用Shannon信息熵和空间洛伦茨曲线,对宁镇扬丘陵区土地利用结构的动态演变及其区域分异规律进行了探讨。结果表明:(1) 1997-2009年镇江市各土地利用类型在空间分布上具有不均衡性,耕地和居民点及工矿用地的分布较为均衡,而牧草地和林地的分布则相对集中;(2) 土地利用结构演变具有阶段性特征,划分为"缓慢增长(1997-2000年)、快速上升(2001-2004年)、稳步发展(2005-2009年)"3阶段,耕地和城镇用地是影响土地利用结构演变的主要类型;(3) 该区土地利用结构演变存在区域分异规律,经济发达的市区及新区的信息熵整体上高于其它区县,且呈现不断下降的趋势,表明该区土地利用结构的有序性逐渐提高,而其它稍欠发达区县的信息熵却呈现出日益上升的态势,表明其土地利用结构的有序性不断降低。     

东北旱作区农业生态系统协同发展与权衡分析

随着传统农业向现代农业过渡,农业已由单一的生产功能向多功能方向转变,全面评价农业生态系统的协同性对区域可持续发展具有指导意义。本文基于2005—2015年东北旱作区85县市的社会经济数据和土壤属性数据,应用协同模型和统计参数均方根误差(RMSE)分析了不同时段东北旱作区农业生态系统发展的协同性及农业生产、生活和生态功能之间权衡关系的时空演变特征。结果表明:1)2005—2015年,东北旱作区农业生态系统综合协同度下降0.12,整体处于低度协同水平;区域农业生产功能和生态功能协同度分别下降0.03、0.45,而农业生活功能协同度小幅上升。除辽宁省旱作区外,吉林、黑龙江省旱作区农业生态系统协同度均明显下降,表明区域农业生态系统的生产功能、生活功能及生态功能之间的协同性向无序方向演变。2)研究区农业生态系统的各功能之间存在时空权衡关系。2005—2010年,农业生产-生态、农业生活-生态功能之间的权衡关系整体表现为收益于农业生态功能,而2010—2015年则分别收益于农业生产功能和农业生活功能,各功能之间权衡关系变化及收益方向的转变是导致东北旱作区农业生态系统整体协同度出现波动的直接原因。3)应用协同函数和统计均方根误差可以定量化描述区域农业生态系统发展的有序程度及系统内部各功能之间的关系,能够更直接有效地识别引起东北旱作区农业系统变化的因素,结果可为区域农业生态系统可持续发展提供参考。     

江苏省盐城海岸湿地景观时空演变特征研究

以盐城海岸湿地为研究对象,根据1987,1997,2007年3个时相的景观资料,运用RS和GIS技术,选取景观转移概率、质心两大指标,对两个时段海岸湿地景观时空演变特征进行了分析。结果表明:(1)景观结构变化。1987-2007年,自然湿地比重不断下降,由42.45%降至21.44%;人工湿地比重不断上升,由18.19%上升到58.88%。景观转移主要由自然湿地向人工湿地和非湿地转移:1987-1997年自然湿地向人工湿地和非湿地转移了45.40%;1997-2007年自然湿地向人工湿地和非湿地转移了37.91%。景观异质性呈现先升后降的特征。(2)景观质心变化。1987-1997年人工湿地向东南偏移了58.17km,自然湿地向东南偏移了6.15km;1997-2007年人工湿地向东南偏移了12.67km,自然湿地向东南偏移了7.15km。     

退耕还林后吴起县农业生态经济系统态势分析

退耕还林(草)工程对吴起县农业生态经济系统演变态势产生了重要影响.该县收入结构由 1990年的种植业:畜牧业:工副业:林业为31.5:7:10.5 :1;演变为2006年的3.4:3.2 : 3.4 : 1;土地利用结构由1999的耕地:林地:人工草地为1:2:5调整为2006年的1:14 : 10.在上述分析的基础上,选择人口、种植业收入、林业收入、畜牧业收入、工副业收入、人均纯收入、粮食单产和森林覆盖率等8个指标,运用聚类分析方法,探讨了吴起县农业生态经济系统的演变阶段:1990-1996为第二阶段初期,1997-2002为第二阶段中后期,2003-2006为第三阶段初期.针对目前存在的现实问题,为了进一步促进农业生态经济系统的良性互动,实现农业资源与产业的优化耦合.需要调整林分结构,发展林草及其相关产业,对劳动力进行技能培训,增加劳务输出.     

河南省农用地集约利用与农民收入增长关系动态计量经济分析

农用地集约利用水平关系到区域粮食安全,与促进经济发展方式转变息息相关,对农用地集约利用水平进行测度并对农用地集约利用与农民收入水平进行动态研究,可以为区域土地可持续发展提供重要参考。本研究利用河南省1978—2012年的相关数据,通过构建适合河南省农用地集约利用评价的指标体系,借助BP神经网络对河南省农用地集约利用水平进行综合测度,并在此基础上采用计量经济分析考察农用地集约利用与农民收入之间的动态联系。研究表明:1978—2012年间,河南省农用地集约利用水平整体呈现上升趋势。农民收入水平与农用地集约利用指数互为Granger因果关系,农用地集约利用指数每提高1个单位,会引起农民收入提高0.628 7个单位。脉冲响应函数和方差分解结果显示,农用地集约利用水平的提高将促进农民收入的增长,且对农民收入变化的解释能力随着时间推移逐渐增强。     

都市郊区乡村聚落景观格局特征及影响因素分析

为探究大都市城郊乡村聚落景观空间格局特征及影响因素,该文应用景观格局指数分析了上海市青浦区乡村聚落景观空间格局特征,在此基础上,运用多元Logistic回归模型和因子分析法从地理空间和社会经济2个方面探讨了该区乡村聚落景观空间格局特征的影响因素。结果表明:青浦区乡村聚落景观空间格局呈现明显的东西分异特征,斑块规模东多西少,分布东密西疏,形态东部破碎西部规整;地理空间因素和社会经济因素是影响该区乡村聚落景观空间格局的主要驱动因素;地理空间差异是塑造该区乡村聚落景观空间基本格局的首要因素,其中耕作半径、到最近国道距离和到城市中心距离是规模分异的主要影响因素,到城市中心距离、到最近城镇中心距离和到最近主要河流距离是分布分异的主要影响因素,到最近国道距离、到最近高速公路距离和到最近省道距离是形态分异的主要影响因素;而社会投入和基础设施建设、乡村工业化和农村居民收入、农村剩余劳动力转移等社会经济因素加剧了乡村聚落景观空间的异质化、空心化和破碎化,深刻改变了乡村聚落景观空间格局的内在本质。研究结果可为大都市城郊区乡村景观保护规划和土地空间整治提供重要的理论依据。     

高集约化农区投入减量化与环境风险降低潜势的时空分异特征

该文应用氮足迹(nitrogen footprint,N footprint)、灰水足迹(grey water footprint,GWF)理论,以上海市青浦区为案例区,对集约农业土地利用系统的活性氮排放和非点源污染进行分析,运用非期望产出的SBM-Undesirable窗式分析模型,系统解析农业土地利用环境效率时空分异特征,综合评估农业土地利用系统投入减量化趋势与环境风险降低潜势。结果表明:1)在考虑活性氮排放和非点源污染约束下,2006-2013年青浦区农业土地利用环境效率相对较低,2006-2013年均值仅为0.669;2)2006-2013年青浦区年均劳动力、肥料和机械动力的潜在减量比例较高,8 a间潜在年均缩减总量分别为8 10~4人,4 501.59 t,27 928.44 k W;非点源污染灰水足迹的潜在减排比例高于污染氮足迹,潜在减排总量年均分别为52 046.88万m~3和381.04 t。花香桥街道具有最大的潜在投入减量化与环境风险降低比例。白鹤镇、练塘镇等具有较大的潜在缩减规模,应成为青浦区农业投入减量化和污染物减排总量控制的重点区域。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。     

快速城镇化地区农户生计策略与土地利用行为耦合协调度分析

为探讨农户生计策略与土地利用行为之间的相互作用关系,该文以上海市青浦区为例,从人地系统角度出发,将生计策略与土地利用行为分别作为子系统构建耦合协调度模型,分析二者之间的耦合关系和耦合协调关系,并借鉴强化理论探究农户土地利用行为对生计策略的反馈机理。结果表明:1)不同类型农户在生计策略与土地利用行为的耦合关系和耦合协调关系方面存在差异:耦合关系方面,4种类型农户的耦合度集中在0.4~0.5范围内,处于拮抗阶段,其中,专业农业型农户最高,为0.480 7;耦合协调关系方面,专业农业型农户耦合协调度为0.545 9,处于高度耦合协调阶段,其余3种类型农户耦合协调度集中在0.4~0.5范围内,处于中度耦合协调阶段。2)专业农业型和农业兼业型农户的耦合协调度和土地利用效应较高,其保持原有生计策略的户数比例小于50%;非农兼业型和传统农业型农户的耦合协调度和土地利用效应较低,其保持原有生计策略的户数比例大于50%。3)专业农业型的生计策略有助于提高农户生计水平和促进耕地资源的合理利用,对从事农业生产的农户吸引力较大。研究结果可为实现农户生计与土地利用的可持续发展提供重要的理论依据。     

1978-2015年中国多尺度耕地压力时空差异分析

为充分认识中国耕地压力的现状、变化趋势和空间分布差异,以保障中国的粮食安全,该文利用修正的耕地压力指数模型计算了中国31个省级行政区域1978－2015年的耕地压力指数,并在此基础上从国家、四大经济区域、省域3个尺度分析了耕地压力指数的时序变化和空间分布差异;该文借鉴力学原理,引入耕地压力重心的概念,通过计算耕地压力重心坐标,进一步揭示了耕地压力指数的空间变动情况。研究发现,中国耕地压力指数表现出明显的地域差异性,耕地压力重心随时间推移逐渐向东南方向移动,具体表现为东部地区耕地压力逐渐增加,西部地区耕地压力始终较高,而中部和东北地区耕地压力基本稳定在安全状态;通过对各省耕地压力指数进行系统聚类,可将中国31个省级行政区分为4种类型,分别为高压力型、中压力型、低压力型和无压力型。最后该文基于上述研究结果,对于不同耕地压力程度和类型的地区提出针对性的建议来缓解耕地压力,以更有效地保障各地区的粮食供给。     

微观尺度分析挠力河流域耕地利用水土资源匹配时空动态

该文基于供给与需求视角,构建了微观尺度下的水土资源匹配指数测算模型,在综合考虑区域气候和水资源变化、耕地利用结构调整、作物各生育期需水量差异等因素基础上,研究2000—2015年挠力河流域作物全生育期和各生育期耕地利用水土资源匹配的时空动态。结果表明:除作物生育前期需水量围绕2.92×10~9 m~3上下波动和作物生育后期耕地利用水资源有效供给量波动降低外,作物全生育期和各生育期需水量和水资源有效供给量均呈增长态势。作物全生育期耕地利用水土资源匹配程度总体较低,其指数主要分布在0.45以下,但呈现出升高趋势且差异化增强。作物各生育期耕地利用水土资源匹配指数变化复杂,以2010年为界,表现出明显的阶段性特征;作物需水量、水资源有效供给量和水土资源匹配指数均呈现出其高值区由流域中游东部向流域中游西部和流域下游转移并扩张的空间动态特征。研究可为挠力河流域耕地利用水土资源高效利用提供参考。     

广丰县经济发展与土地利用结构变化互动关系研究

土地是最基本的自然资源,是人类赖以生存的基本条件,土地利用结构直接影响着区域的人口承载量和可持续发展能力.以江西省经济强县广丰县为例,就其经济发展与土地利用结构变化之间的相关性做出分析,并用主成分分析法得出土地利用结构变化的主要驱动力是社会经济增长、农业产出、林业总产值.经济发展对土地利用结构的影响具体表现为:建设用地增长过快、农用地尤其是耕地面积下降迅速、林业用地面积在不断减少.     

都市郊区景观生态质量空间差异及影响因素分析

针对普通线性回归分析以空间平稳数据为假设,而忽视空间数据局部变化特征的缺陷;该文以上海市西郊的青浦区为案例区,通过构建景观生态质量评价指标体系,采用综合指标评价法和等距离空间分类法,对该区184个行政村的景观生态质量进行评价和等级划分;引入局部线性地理加权回归模型用以评估压力类因素对景观生态质量的影响;对比线性回归模型、地理加权回归模型和局部线性地理加权回归3个模型在解释青浦区行政村景观生态质量空间差异的精度。结果表明:2014年青浦区各行政村的景观生态质量指数的变化幅度为0.03~5.49,呈现西部高,东部低的特征;景观生态质量与8种压力类影响因素的关系随着空间位置的改变表现出局部变化特征,即使同一因素对景观生态质量的影响在方向和大小上均表现不同;通过对比3个模型的解释结果可以判断,地理加权回归模型和局部线性地理加权回归模型在处理空间非平稳性和空间异质性上,其预测精度优于线性回归模型,而局部线性地理加权回归模型在处理由于"边界模糊"导致的"边界效应"问题上,其模拟的精度优于地理加权回归模型;村域景观生态质量变化具有空间差异性和尺度敏感性。与景观生态质量变化呈正相关的因素依次为:人均耕地面积、居民恩格尔系数和城镇化率;与景观生态质量变化呈负相关的因素依次为:人口抚养比、第二产业占GDP比例、人口密度、聚耕比、距最近城镇中心距离。研究结果可为都市郊区景观生态系统可持续发展和土地空间整治提供科学借鉴。