东北地区县域耕地利用系统安全驱动力因子及其空间分异

[目的]确定耕地利用系统安全变化的驱动力空间差异,为保护耕地和保障粮食安全服务。[方法]以东北区典型区域巴彦县为研究区,运用"3S"技术,采用相关分析和Logistic回归模型,对影响耕地利用系统安全的驱动力因子进行识别和分析;采用单因子评价法和Kriging插值法分析驱动因子影响程度及其空间分布,揭示空间分异规律。[结果](1)地貌类型、土壤类型、土壤质地、速效磷、排涝能力和政策法规对系统安全具有促进作用,高程、比值植被指数、人口密度和水土流失对系统安全具有抑制作用。(2)各驱动力因子在空间上打破了原来的耕地利用分区,呈现出以地理空间为基础的空间分异特征。[结论](1)各驱动因子对研究区耕地利用系统安全均有不同程度的影响。(2)各驱动因子对耕地利用系统安全的影响程度在地域空间上有明显的分异规律。     

河北省粮食单产区域差异特征演变格局及动因分析

基于统计数据,利用泰尔指数、空间自相关模型、灰色关联对河北省近20a粮食单产的区域差异特征、动态演变格局及动因进行探索。采用泰尔指数、空间自相关模型和灰色关联法进行分析。分析结果表明:(1)区域单产总体差异和不同耕作区间差异呈现逐渐缩小趋势,不同耕作区内差异则出现分异。(2)区域粮食单产整体呈空间集聚下降趋势;局部空间自相关来看,粮食生产核心区集聚度出现分异。(3)灰色动态关联分析表明,农业方面投入变化是单产格局变化的主要动因,农产品价格的影响不断扩大。ESDA方法可以很好地揭示区域粮食单产地域格局时空变换特征,有效测度区域粮食生产空间集聚和异常,为该区域进行粮食生产宏观布局与优化提供科学依据。     

2005-2020年淮海经济区耕地碳储量时空演变特征及碳汇区识别

淮海经济区垦殖率约70%，是中国粮食主产区之一，掌握其耕地碳储量时空变化规律、识别耕地碳汇碳源区，对保护区域耕地质量和发挥耕地生态系统碳汇功能，助力"双碳"目标实现有重要意义。该研究基于淮海经济区土壤类型碳密度计算耕地土壤碳储量，再运用NEP（Net Ecosystem Productivity）模型计算耕地植被固碳量，同时借助ArcGIS空间分析和地理探测器等方法研究2005-2020年淮海经济区耕地碳储量时空演变特征、耕地"碳"属性及其驱动因子。结果表明：1）2005-2020年淮海经济区耕地土壤碳储量由于地类转移总体减少了1.393×107 t，在空间上呈"东高西低"分布；耕地植被固碳量则呈现出以2015年为拐点"先增加后减少"变化趋势，NEP在空间上呈现出"东南高，西北低"分布特征；随时间推移，耕地总碳储量空间分布集聚性呈下降趋势，其"高-高"类型区数量也逐渐减少，主要向不显著区和"低-高"离散区转变；2）淮海经济区耕地碳汇区县数32个，中强度碳汇区21个主要分布于淮海经济区西部，高强度碳汇区5个集中分布于东北部；3）驱动淮海经济区耕地碳储量时空分异的因子中，主要因子是交通通达度、粮食产量、归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）、高程、坡度和坡向，次要因子是人口。未来耕地保护过程中，耕地碳源区县可借鉴碳汇区耕地保护政策和管理措施，以减少耕地碳储量的流失、维持耕地质量，同时也让更多区县的耕地生态系统发挥碳汇作用。     

吉林省1990-2018年土地利用空间分布及其变化

[目的] 对吉林省土地利用空间分异变化特征及其驱动因素进行分析,为省域土地利用的可持续发展及其生态环境建设提供科学依据。[方法] 以吉林省1990年和2018年两期土地利用数据为基础,计算土地利用的区位指数、多样化指数、信息熵与均衡度,结合莫兰指数进行空间自相关的探索,综合分析吉林省土地利用空间分异特征。[结果] ①吉林省1990-2018年土地利用保持以林地和耕地双优势为主的特征;西部和中部耕地双优势相对增加,西部林草用地双优势增强、水域双优势消失,中部长春市区呈现耕地双优势的发展趋势。②土地利用多样化指数、信息熵与均衡度指数保持西高东低的特征,除长春主城区提高外,其他地区均呈现总体下降的态势。多样化指数及信息熵均呈正的全局自相关,二者的高-高聚集区在吉林省西部地区,聚集面积均有所收缩;低-低的聚集区在东部地区,两期数据相比略有波动,总体基本稳定。③自然环境因素（气温、降水）对土地利用空间分异的影响相对显著。[结论] 吉林省的土地利用变化有着明显的空间分异特征,自然环境因素社会经济因素是其主要驱动因素。     

京津水源区小流域土壤侵蚀及其空间分异

基于遥感、GIS和地统计学分析方法,通过引入景观指数、景观变化动态度指数和景观变化动力梯度指数,定量分析了佛山市土地利用景观格局的时空变化及其综合驱动力的空间分异。结果表明,佛山市景观的数量与格局都发生了剧烈的变化,且差异显著。1991—2005年,佛山市景观的数量变化主要以耕地和城镇景观为主,前者大规模减少,而后者剧烈增加;耕地与园地景观受干扰的程度最大,景观破碎程度较高;而林地尽管受到一定干扰,但破碎程度不高,景观趋于均匀;城镇景观的斑块集中连片分布趋势明显,但依然显示出强烈的破碎状态。对驱动力因子的空间梯度分析表明,1991—2005年,佛山市景观格局变化的动力因素呈现出显著的空间梯度分异,且与佛山市土地利用景观的数量和空间变化形成了较好的对应关系。从空间上度量景观格局变化驱动力的空间梯度分异,有利于寻找驱动景观格局形成过程与格局本身之间的对应关系,进而加深对区域景观格局变化的深入理解。     

中国耕地利用强度分化特征及影响因素研究

中国耕地利用正在发生转型,呈现耕地集约化与边际化同时存在的现象,而这种双向变化会引起耕地利用强度发生分化。因此,在对耕地利用强度分化过程进行理论解释的基础上,通过修正变异系数构建区域耕地利用强度分化测度模型,测度中国2000-2014年耕地利用强度分化演变特征及区域差异影响因素。研究结果表明：全国及区域尺度耕地利用强度分化时间上基本呈扩张趋势,仅中部地区呈收缩特征,空间上呈"中部低,四周高"的分布特征;省域尺度耕地利用强度分化特征在时间上表现为大部分省份分化扩张,少部分省份收缩,而在空间上省域耕地利用分化程度弱于全国与区域尺度分化程度,省际之间耕地利用强度分化差异显著;农药化肥要素投入分化扩张特征更明显,其均衡性发展有助于区域耕地利用强度的提高;省域尺度耕地利用强度分化区域差异主要受耕地流转、劳均耕地规模等经营管理因素的影响,受耕地质量、地形起伏等自然条件影响相对较弱,同时,社会经济状况因子的作用效应较耕地经营状况和自然基础状况空间分异特征更明显。基于研究结果该文认为一方面需加强农业基础设施建设和农药化肥等生物化学投入管控,另一方面应不断完善土地市场、培育多种经营主体,整合农业生产要素,提高农民收入水平。     

2000-2020年湟水流域植被NDVI变化及其驱动力分析

探究湟水流域植被NDVI时空变化及其驱动因素将有利于地区生态环境的恢复和区域可持续发展。基于多源遥感数据和社会经济数据,利用趋势分析法和皮尔逊相关分析法探究2000—2020年流域植被NDVI时空变化特征,并借助地理探测器分析自然和人为驱动因素对流域内植被空间分异及变化的影响力。结果表明:(1)2000—2020年流域植被NDVI值整体呈现上升趋势,平均增速为0.003 8/a,其中湟水沿岸及下游部分上升趋势最为明显,同时新兴城镇与"引大济湟"工程区存在明显的下降趋势。(2)整个流域内,气温和高程是影响植被NDVI空间分异的主要因素;高程、土壤和植被类型是影响植被NDVI空间变化的主要因素。(3)各驱动因素间的交互作用解释力均高于单因素,呈现出非线性增强与双因子增强的情况,气温与地貌交互作用解释力最高,达到71.6%,对植被NDVI空间分异的解释力最强。(4)流域植被NDVI空间分异及变化受自然因素与人为因素的共同影响,且自然因素的影响起主导作用。随着人们环境保护意识显著提升与地区生态工程逐步落实,流域植被覆盖情况正在转好。     

中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

河北省耕地资源时空格局演变和驱动力

根据河北省1995-2005年耕地变化统计数据,研究耕地利用现状和耕地资源的时空变化规律,应用主成分分析和线性回归模型,定量研究了耕地资源和各社会经济驱动因子之间的关系,结果表明:10 a间耕地总面积和人均耕地面积都经历了"缓慢减少-急剧减少-相对稳定"的变化过程,均呈现总体减少的变化趋势.空间区域差异明显,表现为平原区耕地减少最多,占37.80%;丘陵山区耕地减少面积占26.09%.农业结构调整、农业现代化和社会经济发展水平、粮食安全是河北省耕地资源变化的主要驱动力.加强耕地变化驱动力与驱动机制研究,对合理利用和保护耕地资源、控制耕地面积进一步减少,保持耕地质量和数量的动态平衡,促进区域农业的可持续发展具有一定的现实意义.     

城乡一体化进程中耕地利用变化的驱动因素及区域比较

耕地利用变化与经济发展密切相关,阐明不同经济发展阶段耕地资源变化的驱动特征,有利于缓和耕地保护与经济发展的矛盾。基于苏皖各城市社会经济发展统计数据,运用因子分析和系统聚类方法,提取影响耕地利用变化的主要驱动因子,考察其对耕地资源变化的作用机理及苏皖耕地变化驱动特征的区域差异。研究结果表明,耕地利用变化驱动力可归结为经济发展、人口与农业和制度与政策因素,经济发展带来耕地面积“N 型”变化,人口与农业因子和耕地数量之间存在高度正线性关系。城市耕地资源变化驱动类型受经济发展阶段及自身条件双重影响,工业化高级阶段城市主要受经济发展与结构调整驱动;工业化初级阶段城市人口与农业因素缓解了耕地流失;较为复杂的是工业化中级阶段城市,因经济结构、资源禀赋条件及城市功能定位等因素差异,耕地利用变化驱动力出现分异。因此各市应根据本地实际做出理性的决策,转变经济增长方式,坚持最严格的耕地保护制度,节约集约使用土地,提高土地产出效率。     

中国耕地多功能耦合协调时空演变及其驱动因素

为探究耕地多功能耦合协调演变规律及其驱动因素，该研究依据2000-2018年中国30个省级行政区统计数据，综合评价耕地“生产-生活-生态”三维功能水平并采用核密度估计和可视化制图刻画耕地多功能时空特征，进而采用耦合协调度模型分析耕地多功能耦合协调关系，最终采用地理探测器识别耕地多功能耦合协调演变的驱动因素并解析其驱动机制。研究结果表明：1）耕地生产功能水平、生活功能水平和生态功能水平分别处于[0.030,0.608]、[0.042,0.672]和[0.058, 0.897]范围，生产功能呈现上升-下降-上升波动变化，生活功能水平先上升后下降，生态功能水平则整体小幅提升，各项功能均具有极化特征。耕地生产功能、生活功能和生态功能空间格局分别呈现“东高西低”“北高南低”和“西高东低”分布特征。2）耕地多功能耦合协调水平处于[0.093, 0.554]范围，整体稳步提升但水平仍然较低，多数省份耕地多功能仍为失调状态。耕地多功能耦合协调空间格局逐渐呈现集聚提升的演化特征，东北地区、京津冀地区和长三角地区耕地多功能耦合协调水平较高，西北地区则处于较低水平。3）耕地多功能耦合协调度演变受经营主体条件...     

考虑碳排放的粮食主产区耕地利用效率区域差异与变化

为系统考察中国粮食主产区耕地利用效率的分布特征。该研究将耕地利用碳排放作为非期望产出纳入耕地利用效率的测度框架中,以中国粮食主产区2000—2016年数据为支撑,综合运用SBM-Undesirable模型和核密度估计方法对粮食主产区耕地利用效率的空间格局及演进特征进行定量刻画。结果表明:1)粮食主产区整体和各省份耕地利用碳排放都表现出不同幅度的增长态势,其中河南的绝对增长量最大,由2000年的487.40万t变化至2016年的806.99万t,净增长319.59万t,其次是内蒙古和黑龙江,江西的绝对增长量最低,研究期内共增长了59.64万t;2)考虑碳排放后,粮食主产区整体和各省份耕地利用效率明显降低,2000年和2016年,不考虑耕地利用碳排放时,粮食主产区平均耕地利用效率分别为0.774 4和0.917 9,而考虑碳排放后,平均效率指数分别为0.639 4和0.843 8;3)粮食主产区耕地利用效率表现出明显的区域差异,根据SBM-Undesirable模型测度结果可将13个粮食主产区分为耕地利用效率优势区、平缓区和劣势区3种类型;4)从核密度估计结果来看,粮食主产区整体和不同类型区耕地利用效率都表现出明显的偏态分布及不同程度的极化特征,而且,与2000年相比,粮食主产区整体、平缓区和劣势区2016年密度曲线的变化区间明显变小,表明耕地利用效率的地区差距有所缓解,但优势区的区间变化幅度并不明显。该研究可以为粮食主产区耕地资源高效、低碳利用提供科学依据和决策参考。     

基于县域尺度的中国土地整治新增耕地空间差异分析

为探索中国土地整治新增耕地在数量及来源上的空间分布特征,利用2006-2012年土地整治项目信息,基于县域尺度,采用空间自相关方法,对近年来中国土地整治新增耕地数量及来源结构的空间差异进行分析,结合自然资源条件、经济发展水平、土地利用政策等分析了差异产生的原因,得到以下研究结论：在空间分布上,土地整治新增耕地总体呈现东部高于西部、经济发达区高于欠发达区、粮食主产区高于非粮食主产区、平原地区高于山地丘陵区;在空间关联性上,县域尺度下新增耕地在空间分布上存在较为显著的空间正相关性,东部沿海经济发达区、土地开发重点区为新增耕地高-高集聚区,中、西部欠发达、自然资源条件较差及后备资源有限的地区为新增耕地低-低集聚区;在新增耕地来源结构上,具有显著的区域及省际间差异。东部发达地区主要以整理和复垦来源为主,北方地区的新增耕地多由土地开发和整理获得,中部地区来源复杂,四川、重庆以整理来源居多,陕西中部、湖北大部多为整理、复垦类型;南方广东、广西、贵州、湖南、江西多为开发类型。经济水平及资源条件相似的广东与浙江、辽宁与吉林等省份之间具有明显的省际差异。该研究结果为相关宏观决策提供数据参考。     

湖北省耕地压力的区域差异及动态演进分析

为充分认识湖北省耕地压力区域差异、动态演进规律,以保障湖北省的粮食安全,该文用修正耕地压力指数测度湖北省及其17个城市耕地压力大小,从时序和空间两方面分析湖北省区域内耕地压力变动差异,并利用核密度估计方法分析湖北省区域内耕地压力演变规律。结果表明:1)2000-2016年,湖北省平均耕地压力为警报压力,区域内人均所需最小耕地面积与实际人均供给面积差距较小,能够实现湖北省区域内粮食安全有效供给。2)2000-2016年,湖北省区域内耕地压力变化不一,其中鄂东区域耕地压力最大,鄂中区域耕地压力最低。3)耕地压力的总体水平在2000-2016年间逐渐减小,但是地区差距也不断加剧,极化现象十分明显。4)分区域看,鄂东地区的耕地压力总体水平不断减小,地区差距较大,两极化现象较突出;鄂中耕地压力水平低,地区差距不大,两极分化不明显;鄂西耕地压力水平居中,存在地区差距,两极分化没有鄂东地区明显。     

中国粮食主产区耕地绿色低碳利用转型指数构建及分区

探究耕地绿色低碳转型方法与对策对于解决耕地环境本底问题,助推农业可持续发展,确保国家粮食安全、生态安全以及“双碳”目标的实现具有重要意义。该研究建立耕地绿色低碳利用投入-产出分析模型,基于“现状-目标”对比分析,构建耕地绿色低碳利用转型指数,划分耕地绿色低碳利用转型管控区,提出相应管控路径,并以粮食主产区171个地级市为对象进行实证研究。研究结果表明：1)2000—2020年间,粮食主产区耕地绿色低碳利用水平趋升,呈北高南低态势;2）预测2030年耕地绿色低碳水平会有所提高,但区域间增幅差异明显;3）降污减碳严控区、管控区、防护区和防污固碳保护区各占粮食主产区的9.36%、39.77%、10.52%和40.35%,主要分布在南部、中南部、山东省烟台市及东部沿海、内蒙古以及四川省等市;结合各区社会经济条件,提出相应强化耕地生产要素高效配置、创新耕地固碳减排技术、加强落实生产绿色低碳实践及建立耕地碳汇系统的差别化绿色低碳转型导向建议。研究结果对于拓展耕地绿色低碳利用转型理论与方法研究具有一定借鉴意义,也可为探索耕地绿色低碳转型路径,提出差别化管控建议,推动耕地可持续利用和农业绿色转型提供决...     

中国土地复垦省际格局分异及影响机制

探索土地复垦的区域差异及其形成机制,有助于制定全面推进土地复垦的策略。该文利用探索性空间数据分析、因子分析和面板数据模型分析了1999－2013年中国（除港、澳、台）复垦土地数量水平的空间格局及影响因素。结果表明：中国复垦土地数量水平呈现弱空间自相关和三级梯度空间特征;空间聚集性较弱,探测到一个高-高的复垦数量水平聚集区,位于华东地区;任务、驱动、保障是影响土地复垦格局及数量水平的三类重要因子,当前中国土地复垦主要以经济驱动为主,任务驱动为次;东部地区主要动力为资源压力和经济吸引力,中部地区亦受土地资源压力驱动,但活跃的矿业活动负面影响了复垦土地数量水平,西部地区复垦任务重,但受自然地理条件的限制作用。最后,从完善复垦任务驱动机制、改革复垦政策导向、加强复垦科技转移、统筹协调复垦工程等方面提出了政策建议。     

长江经济带耕地集约利用多尺度时空特征与影响因素分析

科学分析区域耕地集约利用时空分异及影响因素,对于促进耕地资源集约潜力挖掘和高效利用具有重要现实意义。以长江经济带作为研究案例地,从投入强度、利用强度、产出效率及持续状况等维度上构建耕地集约利用评价指标体系,运用投影寻踪模型定量测度1978—2016年长江经济带耕地集约利用水平;基于流域、省域、市域多尺度视角,通过变异系数、ESDA、GIS模型,探究长江经济带耕地集约利用多尺度时空分异格局;运用地理探测器模型揭示长江经济带耕地集约利用分异的影响机制。结果表明:1)1978年以来流域尺度上长江经济带耕地集约利用水平表现提升态势,但演化过程中呈现"东高西低"差异特征;省域、市域尺度上长江经济带耕地集约利用呈现空间集聚特征,并且尺度越小空间集聚越显著。2)研究期间省域、市域尺度空间关联类型均以正向相关为主,且市域尺度上长江经济带耕地集约利用存在空间集聚"俱乐部趋同"现象,表现为H-H(high-high)型主要集聚在上海及苏南地区,并逐渐向绍杭、皖江地区演化;而L-L(low-low)型主要集聚在川西高原区。3)自然因素、人口增长、经济社会发展及制度政策可有效解释长江经济带耕地集约利用时空分异,其中人口因素、经济社会因素对耕地集约利用分异影响显著,而政策因素呈现较强驱动效应。4)最后从开展土地综合整治、加大要素投入力度、优化调整耕地结构、推进农业科技创新等方面提出促进长江经济带耕地集约利用提升政策建议。     

基于“质量-产出-效率”的辽宁省耕地利用分区

耕地利用分区是引导区域耕地未来发展方向的重要依据,保证区片空间的连通是增强耕地利用分区管理可实施性的关键。以辽宁省为研究区,采用两维图论聚类和GIS空间分析相结合的方法,基于耕地利用"质量-产出-效率"的分区指标进行耕地利用综合分区,并探究各分区耕地利用方向。结果表明:1)研究区各县(市)耕地自然质量、产出水平和利用效率之间存在一定空间差异,高值区主要分布于辽宁中部和北部地区,低值区主要分布在辽宁东部和南部,西部地区耕地利用状况参差不齐;2)将辽宁省划分为辽西粮食生产及生态保护区、辽中耕地综合开发先导区、辽东水田及特色农业种植区、辽南耕地效率及产能挖掘区和辽中南耕地利用转型升级区5个耕地利用区;3)两维图论聚类和GIS空间分析相结合的分区方法有效保证了耕地利用分区相邻单元空间上的连通性和行政区界的完整性,对于耕地利用分区具有较好的适用性。研究结果有利于耕地利用分区的统一管理和实施,对综合引导区域耕地利用方向具有一定参考作用。     

农牧交错带耕地数量变化对粮食产量影响的时空关联性——以内蒙古乌兰察布市为例

[目的]分析耕地变化和粮食生产的时空动态特征及其相互关联性,为研究区耕地集约利用水平的提高与粮食产量的增加提供科学依据。[方法]利用遥感解译获取的土地利用变化数据和粮食产量等统计数据,采用地理学和经济学理论、技术与方法,分析区域耕地与粮食产量的时空动态格局,构建"粮耕弹性系数"反映农牧交错区耕地资源变化与粮食生产的互动关系,揭示耕地数量变化对粮食产量的影响机理。[结果](1)1990—2000年耕地扩张明显,研究区中部、北部增加而东部减少。粮食产量逐渐上升,四子王旗粮食产量对耕地面积具有高敏感度,其它地区粮食产量对耕地数量变化的敏感度较低。(2)2000—2013年,耕地总量明显减少,耕地利用变化主要发生在研究区中部和南部,粮食产量出现先减少后增加的趋势,乌兰察布市东部和西部地区粮食综合生产能力明显提高,粮食产量对耕地数量变化的敏感度变低。[结论]1990—2013年乌兰察布市耕地数量变化对乌兰察布市粮食产量的影响显著。全市粮食产量对耕地数量变化的敏感度有着明显的区域差异,且2000—2013年的敏感度相对1990—2000年而言较低。