基于Landsat 8卫星影像和地表参数的宿州市城市热岛效应分析

以2013年4月28日的Landsat8影像为数据源,以安徽省宿州市为研究对象,以ENVI 5.1遥感软件为平台,分别提取宿州市土壤调节植被指数、改进的归一化水体指数、增强型裸土指数和增强的指数型建筑用地指数,然后利用单窗算法对热红外波段(第10波段)影像进行热辐射亮度和地表亮度温度反演,将地表亮度温度归一化处理(值在0~1之间),采用等差级数把宿州市城市热岛效应分为强绿岛区(0~0.2)、绿岛区(0.2~0.4)、正常区(0.4~0.6)、热岛区(0.6~0.8)和强热岛区(0.8~1.0)。在此基础上对城市热岛效应与土壤调节植被指数、改进的归一化水体指数、增强型裸土指数和增强的指数型建筑用地指数进行分析,找出地表亮度温度和这些地表参数间的定量关系。研究结果表明:(1)宿州市建成区的地表亮度温度比相邻郊区高,城市热岛效应显著;(2)城市热岛效应与土壤调节植被指数(SAVI)呈负相关;(3)城市热岛效应与增强型裸土指数(EBSI)呈正相关;(4)城市热岛效应与改进的归一化水体指数(MNDWI)呈负相关,适度增加水体面积对抑制城市热岛效应具有一定的积极作用;(5)城市热岛效应与增强的指数型建筑用地指数(EIBI)呈正相关。     

基于耕地质量指数和空间自相关的苏南地区耕地保护分区

掌握耕地质量指数的空间集聚性和异质性特征,对耕地质量利用分区管理与制定差异化保护政策提供科学依据。运用江苏省2016年度耕地质量等别更新数据库,以耕地质量指数为空间变量,采用面积加权平均法和空间自相关的分析方法,计算县区的耕地质量等别指数,探究耕地质量等别指数的集聚性规律和异质性特征。结果表明:(1)苏南地区耕地质量等别在空间分布上呈现较强的集聚性规律,呈现由东南向西北逐级递减的趋势;(2)苏南地区耕地质量整体上呈现显著的空间正相关特征,从全局Moran′s I值分析,表现为国家利用等指数自然等指数经济等指数;(3)从县级耕地质量局部空间自相关分析得出耕地质量HH型呈现组团集中分布特征,LH型和HL型则零星分散在个别县区,LL型按条带状集中分布。研究基于县区耕地利用特点与局部空间自相关分析类型,将苏南地区划分为重点保护区、质量提升区、结构调整区和优先建设区4个耕地保护分区。     

高标准基本农田建设中的耕地质量与立地条件评价研究

耕地自然质量是高标准基本农田建设的基础,耕地立地环境是高标准基本农田永久稳定的保障。本研究以重要农地建设的LESA体系思想为指导,开展了东港市基于高标准基本农田建设的耕地质量与立地条件评价研究,研究结果表明:(1)耕地自然质量评价结果为高标准基本农田建设的自然限制因素条件改良提供依据,耕地立地条件评价结果降低了高标准基本农田建设不稳定性风险,综合评价结果对高标准基本农田建设分区与建设重点选择更具有针对性;(2)依据耕地自然质量条件和立地条件评价不同分值区间的表现特征,耕地自然质量条件与立地条件综合评价结果可将研究区高标准基本农田建设区域划分为优先建设区、耕地自然质量条件和耕地立地条件重点整治潜力区、区位条件影响风险范围内的耕地可划为一般耕地区或建设预留区,整治潜力较小的耕地可划分为生态保育用地;(3)本研究以LESA体系理论指导高标准基本农田建设,提出了高标准基本农田建设的区域选择以及建设重点,该方法体系具有较强的实践指导性,建议研究成果由辽宁东部山地区逐级推广到中部平原区、西部低山丘陵区,在全省形成具有指导性和标准统一的方法体系。     

基于最小数据集与LESA体系的县域耕地质量评价

建立科学合理的县域耕地质量评价体系对快速准确摸清耕地质量家底和建立耕地保护分区具有重要指导意义。该研究基于主成分分析法建立最小数据集精选指标,构建土地评价与立地条件分析（land evaluation and site assessment,LESA）体系,开展耕地质量综合评价,分析耕地质量区域分布特征及差异性特征并划定耕地保护分区。结果表明：1）自然质量指标最小数据集由砂粒、有机质、全钾、有效磷、pH值、综合污染指数、耕层质地、容重、阳离子交换量组成,立地环境指标最小数据集包括排水条件、连片度、生态兼容性、河流距离、路网密度、灌溉能力、农田林网化率、耕地利用类型。2）采用LESA评价模型计算耕地自然质量指数及立地环境指数,确定LESA体系为FLESA=0.5FLE+0.5FSA（FSA、FLE、FLESA分别为耕地立地环境条件、自然质量条件和综合分值）,采样点综合评分为51.517～81.838。综合比选各插值误差检验结果后采用普通克里金法进行耕地质量结果空间插值,评价单元耕地质量综合评分为52.148～79.624。3）铁岭县耕地资源可划分为5个等级区：1级区划分为永久基本农田核心保护区,占比20.52%;2级区划分为耕地自然地力条件重点治理区,占比36.79%;3级区和4级区耕地土壤和立地条件均存在多样性的限制因素,可划分为耕地综合整治区,占比36.33%;5级区划分为耕地生态自然保育区,占比6.36%。4）经计算基于最小数据集与LESA相结合的评价结果有效系数为0.615,相对偏差系数为0.009,说明该体系耕地质量评价结果准确,可信度较高。该研究成果简化了县域耕地质量评价指标体系,量化了自然质量与立地条件协同关系,为开展耕地质量提升和保护利用提供了理论和方法依据。     

山地丘陵区村级尺度耕地质量评价及保护分区

科学开展耕地质量评价,合理划定耕地保护分区,是实现耕地差异化保护和管理的重要前提。研究采用空间自相关方法,以重庆市荣昌区为例,以国家等耕地质量指数为空间变量,从村级尺度探讨山地丘陵区耕地质量的空间关联性与集聚特征,并基于局部空间自相关分析结果提出了耕地保护分区方案。结果表明:(1)荣昌区耕地质量全局空间上呈现较弱正相关性,全局Moran′s I值表现为耕地等别指数>利用等指数>自然等指数;局部空间上呈现较强变异特征,70%以上空间类型表现为随机分布,正相关类型(HH型和LL型)多以"组团"形态存在,负相关类型(LH型)以"点状"形态存在;(2)基于局部空间自相关类型特征及顺序组合,将耕地保护划分为重点保护区、重点改良区、适度改良区和适度调整区4类,并针对性提出耕地保护措施及管控说明。因此,在自然地理条件欠佳的山地丘陵区,研究结果可为各级行政主体精准有效地实施耕地保护和质量建设提供参考。     

基于耕地质量和空间集聚格局的县域基本农田划定

为实现新时期划定基本农田数量达标、优质稳定、集中连片、生态并重的具体要求,以余江县为例,从自然条件、区位条件、耕地稳定性和生态安全4个方面构建了耕地质量综合评价指标体系,结合多因素综合评价与逐级修正模型测算了耕地质量综合分值,采用改进的局部空间自相关方法分析了耕地质量的空间集聚特征,从而探索了县域基本农田划定方法。研究表明:(1)余江县的耕地综合质量平均分值为54.74,综合质量总体较高,主要集中在中部河谷平原地区。(2)耕地综合质量在空间上呈现一定的集聚规律:HH型和HL型与高分值耕地空间分布保持一致;LH型和LL型与低分值耕地空间分布保持一致;而无显著型无明显集中区域,面积较小,且零星分布。最终选择HH,HL和LH型入选基本农田。(3)通过耕地质量综合评价得到的基本农田划定结果对此种方法进行验证,并基于景观格局指数对两种方法进行对比分析,这种方法得到的基本农田划定方案在空间连片度、斑块破碎度等方面得到优化,更加符合划定基本农田的稳定、优质、集中的目标。     

基于熵值法和灰色预测模型的土地生态系统健康评价

在界定土地生态系统健康内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)模型的评价指标体系,采用熵值法和灰色预测模型,对四川省土地生态系统健康状况进行了评价。研究结果表明:(1) 1999-2010年四川省土地生态系统健康水平总体不断提高,综合指数从0.481 3增加到0.637 2,健康等级经历了"临界状态-亚健康"的演变过程;(2) 压力指数和状态指数总体上呈现下降趋势,响应指数总体上呈现上升趋势;(3) 人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、单位耕地化肥负荷、单位耕地农药负荷等是土地生态系统健康等级提升的关键制约因素;(4) 2011-2015年四川省土地生态系统健康水平呈现稳步上升趋势,年均增长率为2.86%。     

多尺度下的南方山地丘陵区耕地质量空间自相关分析——以江西省黎川县为例

分析不同尺度下的耕地质量空间分布格局,是提高耕地质量与加强耕地保护建设的基础。选取耕地质量等别监测试点县江西省黎川县为研究区,运用加权平均法、变异系数法和空间自相关分析法,以国家级耕地质量指数为空间变量,分别从县级、乡镇级和村级尺度上探讨了耕地质量的空间关联程度及其分异规律。研究结果表明:1)研究区耕地质量呈现出"南北高,东西低"的空间分布规律,耕地质量指数Mora’s I值表现为国家利用等指数国家经济等指数国家自然等指数,县级、乡镇级和村级耕地质量指数的Moran’s I值依次降低,三者均呈显著的空间正自相关集聚态势。2)随着空间尺度的不同,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影响较大,经济等指数其次,利用等指数最小。3)正相关高-高型和低-低型耕地以组团形式聚集分布,负相关高-低型和低-高型耕地无明显的集中区域,多以零星状分布。研究结果显示耕地质量空间差异对空间尺度的变化较为敏感,可为区域高标准基本农田建设、土地综合整治、耕地质量监测和耕地保护与管理分区提供借鉴参考。     

基于农用地分等修正的土地整治项目对耕地质量的影响评价

土地整治可提升耕地自然质量,改善耕地生产条件,研究土地整治项目对耕地质量的影响具有一定意义。该文以上高县2012年土地整治项目为例,在耕地质量等别年度更新的基础上,分析土地整治项目工程对耕地自然质量和生产条件的影响,通过判别耕地自然质量稳定因素和变化因素,增加土地利用修正因素构成评价体系,按农用地分等思路,从整治前后耕地质量等别的变化来研究土地整治项目对耕地质量的影响,并通过多元回归分析方法分析对耕地质量影响较显著的因素。研究结果为：整治后研究区自然质量等从9.06等提升至8.81等,利用等从6.03等提升至4.68等;土地整治项目对耕地质量变化影响较显著的因素主要有：有机质含量、土壤pH值、排水条件、灌溉保证率、田块规整度、路网密度。研究结果表明：耕地自然质量变化因素和土地利用修正因素的选取可准确反映土地整治项目工程特征,评价结果也符合耕地质量真实情况。该文的农用地分等修正方法对于整治后耕地质量评价是可行的,同时评价结果可作为土地整治绩效提供依据。     

东北典型黑土区耕地质量时空变化研究

为揭示东北典型黑土区耕地质量时空变化特征,本研究遵循《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)国家标准,在利用特尔菲法选取16个评价指标、层次分析法确定评价指标权重的基础上,建立了东北典型黑土区耕地质量评价指标体系,借助ArcGIS软件对研究区2008年和2018年耕地质量进行同一指标体系和同一分级标准的耕地质量评价,旨在掌握研究区10年间的耕地质量时空变化特征,探究耕地质量变化原因。结果表明:东北典型黑土区耕地质量2008年以中低等地为主,平均耕地质量等级为5.14, 2018年以中高等地为主,平均耕地质量等级为3.92, 10年间东北典型黑土区耕地质量等级提升了1.22个等级;其中, 1～4等地面积均有增加,5～10等地面积均减少,10年间研究区评价单元耕地质量等级提升最多为8个等级,下降最多为7个等级,耕地质量等级提升的评价单元总面积是等级下降评价单元总面积的3.5倍。10年间东北典型黑土区的中西部和西北部耕地质量上升较为明显,而其南部和东北部质量下降的耕地分布较多。本研究规范了研究区耕地质量时空对比分析的依据,合理揭示了其时空变化特征,为该区域今后耕地质量提升工作指明了方向,对今后进一步可持续利用和管理黑土地具有积极意义。     

退耕还林还草背景下黄土高原粮食生产系统可持续性的时空演变

粮食生产系统的可持续性事关国家粮食安全目标的实现,探究退耕还林还草背景下粮食生产系统的可持续性对准确评估生态安全和粮食安全之间的关系具有重要意义。基于2000、2010和2018年黄土高原县域粮食生产相关数据,构建粮食生产系统可持续性综合测度指标体系,对黄土高原粮食生产系统的可持续性进行综合分析;通过分析典型生态修复工程\     

基于农用地分等修正的土地整治项目耕地质量评价

提高耕地质量是土地整治的核心任务之一。在现有国土资源调查评价成果的基础上,快速有效地在项目尺度上对整治后的耕地质量进行评价,是当前土地整治研究与实践的迫切要求。该文从分析土地整治项目对耕地质量的影响入手,甄别敏感因素及稳定因素,在农用地分等基础上,补充自然质量和生产条件修正因素,建立相应的评价体系,并以海南省陵水县典型土地整治项目进行实证分析。研究结果表明:修正后的项目区综合自然等别由4.7提升至4.2,综合利用等别由4-3提升至3.2,修正后利用等指数与基准作物实际产量的相关系数为O.86,高于修正前的O.82,说明所构建的评价体系能有效反映土地整治项目对耕地质量的影响,分析结果满足实践中耕地质量的变化评价的需要。该研究可为项目尺度土地整治耕地质量评价提供参考和借鉴。     

考虑粮食安全和耕地质量的县域基本农田空间布局优化

基于粮食安全优化区域耕地空间布局,以期为粮食安全和耕地保护提供参考。该研究以河南省柘城县为例,从人口发展的角度出发,建立灰色-BP网络组合模型,预测1999-2025年柘城县人口数量以及耕地需求量;其次,从六种粮食消费途径采用折算法计算粮食需求量与粮食安全系数;随后,根据基本农田空间布局优化的要求,从生产条件、区位条件、景观条件以及政策条件4个方面构建耕地质量评价体系,并使用加权指数和法计算耕地综合质量分;最后,根据粮食安全对耕地数量的要求以及质量评价结果,优化柘城县基本农田空间布局。结果表明:1)柘城县在1990-2005年属于粮食紧张阶段,2005-2019年属于粮食盈余阶段,虽整体上实现粮食安全,但从粮食消费结构上看依然存在"隐性饥饿"风险;2)柘城县耕地综合质量分在29.57～92.87之间,均值为59.53,综合质量较优;3)粮食安全保护区耕地质量较好,是保障粮食安全的核心,建议纳入基本农田范畴;粮食安全缓冲区虽然耕地质量优势相对减弱,但限制因素较为单一,也应纳入基本农田范畴;城镇发展规划区围绕城镇中心环状布局,建议作为城镇建设空间;土地综合整治区分布零散、集聚度不高,不适宜作为基本农田,建议作为基本农田的备选区。     

黄土高原生态—经济—社会耦合协调发展研究——以长武县、绥德县、神木市和淳化县为例

[目的] 研究黄土高原生态、经济和社会系统之间的耦合协调发展关系,为实现黄土高原地区可持续发展提供参考。[方法] 以黄土高原典型地区长武县、绥德县、神木市和淳化县2001—2019年生态、经济和社会发展状况为研究对象,利用耦合协调度模型和剪刀差法研究该区的生态—经济—社会系统耦合协调发展趋势。[结果] 黄土高原典型地区生态系统综合评价指数波动上涨,经济系统和社会系统综合评价指数稳步上升,生态—经济—社会耦合协调度持续升高;生态和经济系统、生态和社会系统的剪刀差值逐年降低,反映了该地区生态、经济和社会系统之间的关系不断改善,且基本实现了协调发展。经济系统和社会系统对生态环境的影响逐年减弱。[结论] 目前黄土高原地区生态和经济系统、生态和社会系统处于协调发展阶段,但生态环境依然是制约当地发展的重要因素。稳固和发展该区域生态文明建设,缓解经济和生态系统、社会和生态系统之间的矛盾仍然是黄土高原地区可持续发展需要面对的重要问题。     

基于半方差函数与等别的耕地质量监测样点优化布设方法

耕地的数量和质量在维护国家安全、社会稳定方面具有举足轻重的作用。该文以浙江省耕地质量监测试点松阳县为例,探讨县级尺度的耕地质量监测样点的布设方法。选择自然等指数的均方差和绝对偏差计算在允许误差范围内监测样点的样本容量;采用地统计学半方差函数分析耕地质量的变异情况,利用自然等指数的变异特征与规律实现监测样点的预布设;重点分析耕地质量等别、分等因素、耕地质量潜在变化区域的空间分布,结合等别组合的空间分布特征对预布设的监测样点进行优化,得到40个监测样点。研究成果提高了监测样点的精度、代表性、科学性,方法易操作推广,具有很好的应用价值,能为耕地质量监测的管理工作提供参考。     

黄土丘陵沟壑区县域耕地变化驱动要素研究——以安塞县为例

土地利用变化的驱动要素研究是当前土地利用／土地覆盖变化(LUCC)研究的热点和关键问题之一。黄土丘陵沟壑区因其严重的水土流失问题，成为全国实施退耕还林还草措施的重点区域之一。运用典型相关分析，通过对典型区安塞县耕地数量、耕地质量变化驱动要素的定量分析，探讨了县域耕地变化的驱动要素，并运用典型相关系数和冗余度分析，对诊断结果进行了检验。为进一步研究整个黄土高原地区实施退耕还林还草政策提供借鉴，为该区土地利用的合理调整和水土保持的有效实施服务。     

黄土丘陵区空心村土地复垦后不同年限土壤肥力评价

为提升空心村土地整治质量,科学指导复垦耕地培肥及管理,以陕西省渭南市澄城县空心村为研究对象,采集了不同复垦年限村庄复垦前后土壤及周边荒草地土壤样品,选取物理、化学等8个评价指标,采用层次分析法确定因子权重,构建评价模型并进行了土壤肥力评价。结果表明:(1)复垦前后及周边荒草地土壤肥力指标的权重分别为容重0.028,质地0.75,pH值0.016,电导率0.041,有机质0.303,全氮0.159,速效磷0.159,有效钾0.159,CR<0.1,符合一致性检验;(2)村庄复垦前平均肥力指数为57.67,复垦后最高肥力指数为72.91,平均值达到68.59,不同利用的土壤综合肥力指数表现为:空心村复垦后>荒草地>空心村复垦前;(3)空心村复垦后土壤综合肥力指数与复垦年限正相关,复垦后肥力改良指数平均值为20.08%;(4)有机质对土壤肥力影响最大,与土壤综合肥力的指数相关系数R 2为0.5246,因子间影响大小表现为:有机质>速效钾>有效磷>全氮>电导率>pH值。综上,复垦可提升空心村土壤肥力,在复垦过程中调控有机质含量可较快提升土壤肥力。