陕西渭北旱塬区耕地时空格局变化分析

渭北旱塬区人地矛盾突出,准确认识该区耕地时空格局演变规律,有利于为耕地资源合理利用,粮食及生态安全保障提供决策依据.该研究基于1995—2020年耕地空间分布信息,采用重心模型、标准差椭圆、空间自相关和地学信息图谱等方法,从耕地总量变化特征、耕地空间变化特征和耕地LISA频率图谱特征3个方面开展,揭示陕西渭北旱塬区耕地...     

山区耕地破碎化时空演化分析——以贵州省为例

耕地是人类生存发展的基本资料,对山区耕地破碎时空演化特征进行探究,以期为山区耕地合理利用提供相关参考。以贵州山区为研究区,采用综合景观指数法,结合Fragstats 4.2和GIS空间分析工具,在获取最佳分析尺度基础上,分析山区耕地破碎时空演化特征。结果表明：(1) 150 m粒度和600 m幅度是贵州省耕地破碎化分析的最佳尺度;(2) 2000—2018年耕地破碎化略有加重,呈现出低破碎在中心,较低破碎环绕,一般和高破碎广泛镶嵌,剧烈破碎填充的分布格局;(3) 19 a间,整体以一般和高破碎为主,占耕地总面积的51%以上,剧烈和一般破碎化次之,占32%左右,低破碎化面积最少,为13.69%～14.53%;(4)空间上,贵阳市、黔东南州、黔南州和铜仁市及六盘水市等破碎程度高,遵义市、毕节市、安顺市和黔西南州破碎低;(5)时间上,各区域破碎变化趋势有所差异,黔南州和贵阳市破碎化有所降低,其余市(州)耕地破碎化程度仍在增加。综上,山区耕地破碎具有一定的垂直梯度分异;自然条件对山区耕地破碎空间分布有着基础性作用,人类活动是其变化的核心驱动力。     

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。     

滇中城市群2000—2009年耕地时空变化及驱动力分析

从景观格局视角分析了滇中城市群2000—2009年耕地时空变化特征,结合高程、人口、GDP、距离等自然和社会经济数据,通过构建滇中城市群耕地Logistic回归概率模型,对研究区耕地变化的驱动因素进行了分析。研究结果表明:景观格局指数可以直观地分析耕地时空变化;研究区耕地变化受自然和社会经济因子共同影响。该研究可为耕地政策制定及类似地区城市群尺度的土地时空变化及驱动力研究提供参考和借鉴。     

村域尺度耕地利用效益时空格局演化分析

[目的]通过分析甘肃省广河县村域耕地利用效益的时空格局演化特征,为合理利用耕地资源,提高效益水平提供更切合农民生产生活需要的依据。[方法]应用改进熵值法、GIS技术、ESDA空间分析技术。[结果]广河县10a来村域耕地利用经济效益整体呈上升趋势,社会、生态及综合效益均呈先上升后下降的趋势。耕地利用经济效益的高效区围绕在川区村域,社会效益高效区多分布在红庄村等山区村域或川区边缘村域。各村耕地利用效益具有显著的空间正自相关性,总体上村际间的相互作用呈下降趋势,局部上高—高效益区在减少且以头家村等川区村域为中心的高—高类型区逐步向广河县西南方的村域转移。[结论]村域尺度效益评价更能具体反映农民对耕地的利用情况,并根据效益的高低集聚特征做出科学有效的调整措施。广河县应加快构建新型农业经营体系,形成村域间社会事业发展合力。     

“双碳”目标下东北黑土区耕地利用生态效率时空格局与演变趋势

[目的]探究东北黑土区耕地利用生态效率的时空格局和演变趋势，将碳源与碳汇融入耕地利用过程，这对于实现黑土减排增效和“双碳”目标至关重要。[方法]基于超效率SBM模型、核密度估计、探索性空间数据分析和空间插值工具等方法，系统考察了2006—2020年东北黑土区耕地利用生态效率的时空特征与演进规律。[结果]黑土区耕地利用生态效率历经波动上升、显著下降和迅速回升3个阶段，总体处于较高发展水平，北部边缘城市的效率值明显高于中南部地区，基期和末期区间两极分化局势尤为显著，整体发展严重失衡；黑土区耕地利用生态效率全局空间相关特性并不明显，大致呈现“边缘—中心”空间扩散格局，由南北两端高值集聚向内及四周递减，而后形成多个块状高值区和低值分布带，规模集聚优势未能得到充分发挥；多数城市均存在不同程度的投入与产出冗余，劳动力和化肥冗余问题较为严重，碳排放冗余是造成黑土区耕地利用生态效率损失的普遍因素。[结论]优化要素配置和污染减排治理成为黑土利用重点改善方向，也是提升黑土区耕地利用生态效率的关键路径。     

东北黑土区耕地系统变化机理

耕地系统变化直接影响耕地生产能力和国家粮食安全.该研究以东北黑土区典型地域克山县为研究区,重构耕地系统的科学内涵,运用GIS、RS手段和Matlab计算机编程,采用地理探测器模型,识别研究区1986年、2010年和2018年耕地系统变化关键影响因子,测算关键影响因子、各因子间交互作用对耕地系统变化的作用关系,揭示研究区...     

长沙市耕地集约利用时空变化分析

为准确把握区域耕地集约利用时间变化规律和空间分异特征,利用2001-2009年长沙市各县(市、区)土地利用变更数据和相关社会经济资料,以耕地集约利用为目标,尝试性地构建了包含3个层次、12项具体指标的耕地集约利用评价指标体系;采用以主成分分析为主的方法评价长沙市各区域耕地集约利用时序变化规律;以模糊综合评判为主的方法评判长沙市耕地集约利用空间分异特征。结果表明:2001-2009年,市辖区和东部远郊的浏阳市耕地集约利用度波动式上升趋势明显;东部中郊的长沙县耕地集约利用度经过前期(2001-2004年)短暂的上升-下降后,呈连年快速增长的态势;位于西部中、远郊的望城和宁乡2县耕地集约利用度变化轨迹基本上体现为持续稳步增加。2009年,市辖区和西部中郊的望城县耕地处于高度集约利用状态,集约利用综合评分分别为0.8638、0.8456;东部中郊的长沙县耕地处于中度集约利用状态,集约利用综合评分为0.7643;西、东部远郊的宁乡县和浏阳市耕地处于一般集约利用状态,集约利用综合评分分别为0.6902、0.6645。2种方法的集成运用为相关地区为耕地集约利用评价研究提供了借鉴,研究结果为促使长沙市在经济快速发展过程中耕地集约利用水平的提高提供了决策支持。     

安徽省耕地集约利用时空变化特征研究

对安徽省17个地市1996-2005年的耕地集约利用水平进行评价,分析其时空变化特征,为安徽省耕地资源的集约利用提供政策依据.研究结果表明:①耕地集约利用水平与耕地投入强度、利用程度和利用效益有关,其中耕地利用效益对其影响较大;②"十五"时期和"九五"时期相比,全省大部分地市耕地集约利用水平有所上升.其中,耕地投入强度有所加大,而利用程度和利用效益有所下降;③全省耕地集约利用水平空间差异显著.耕地投入水平南高北低,耕地利用程度和利用效益与之呈相反的规律,南低北高.     

广西柳州市柳江县耕地利用的时空变化研究

本文采用耕地利用动态模型、变化区域差异模型、空间变化等模型,并结合统计资料、图件资料和土地利用变更调查资料,以广西柳州市柳江县各乡镇作为研究单元,对其1990 ~ 2000年10年内耕地利用的时空变化进行了分析。研究显示:全县2000年比1990年耕地有所增加,但各研究单元耕地增减不一;耕地变化速度最快的是穿山镇,达到133.83 hm2/年,但受研究初期耕地面积的影响,变化速率最大的不是穿山镇,而是拉堡镇,为-2.06 %;全县耕地分布重心10年内移动不大,向东南方向直线迁移距离为0.7264 km;耕地空间转移包括转入和转出两部分,即部分耕地转变为园地、林地等非耕地,同时其他非耕地也在不断地转变为耕地,这主要是由于经济发展、城镇化、农业结构调整造成的。     

基于景观格局指数的天津市蓟州区耕地细碎化评价与预测

[目的] 评价与预测耕地细碎化程度,为缓解蓟州区耕地细碎化问题提供借鉴。[方法] 采用评价指标体系构建、因子分析赋权等方式对2000—2020年耕地细碎化时空演变特征进行分析,基于CA-Markov模型得到的2025年土地利用数据,评价、预测未来耕地细碎化发展,并对多年耕地评价结果进行空间自相关分析,由此判断耕地细碎化水平空间分布特征。[结果] ①2000—2005年,耕地细碎化呈现出由南部平原向北部山地递增的态势;②2005—2020年,南部细碎化加深程度较北部更为明显;③2025年蓟州区18个乡镇耕地细碎化均有不同程度的缓解,但总体来看,北部耕地细碎化程度仍比南部严重;④2000—2025年蓟州南部乡镇耕地细碎化持续保持低—低集聚特征,偶有高—低型出现,蓟州北部于桥水库周边乡镇除2020年出现了低—高集聚特征外,其余年份呈现出高—高集聚的空间分布特征。[结论] 天津市蓟州区耕地细碎化时空演变特征明显,其量化结果存在集聚性规律,应进行南北分治与重点引导。     

黄土丘陵沟壑区耕地细碎化评价与土地整治工程分区——以吴起县为例

为研究黄土丘陵沟壑区耕地细碎化的特征,提高农业机械化水平,以延安市吴起县为研究区,以行政村为单元,基于ArcGIS与Fragstats软件,运用景观指数、地理探测器等方法评价了吴起县的耕地细碎化程度,分析影响因素,并划分土地整治工程分区。结果表明:(1)吴起县耕地综合细碎化程度总体较高,各程度细碎化的行政村数量排序为中度细碎>重度细碎>轻度破碎。轻度细碎化集中分布于吴起县北部,重度细碎化主要分布在中部、南部、西南部,中部地区的重度细碎化呈现出西北—东南走向的条带状。吴起县耕地细碎化的主要类型为面积细碎化,形状细碎化与分布细碎化程度相对较低。(2)吴起县耕地综合细碎化的主要影响因素为高程、坡度、距河流的距离、距农村居民点的距离,影响力大小排序为距河流的距离>坡度>高程>距农村居民点的距离。坡度、距河流距离分别与距农村道路距离、距农村居民点距离有很强的交互作用。(3)基于耕地细碎化评价与影响因素分析结果,划分土地权属调整区、土地平整工程主导区、农田水利工程主导区、农村道路工程主导区、土地工程综合整治区共5个整治工程分区,为吴起县耕地细碎化整治提供方向性引导。可见,吴起县耕地细碎化水平较高,空间异质性较强,主要受地形、水源、耕作便利性等多因素影响,需要以权属调整、土地整治等手段改善。     

江西省县域尺度耕地变化的地域格局分析

以县域为基本空间单元,借助GIS技术,利用探索式空间数据分析(ESDA)相关理论,对江西省耕地数量变化的区域差异格局、特征与驱动机制进行了研究。结果表明,经全局空间自相关指数Moran′s I值计算,研究期内区域耕地数量变化的差异呈现出一定的空间集聚特征,且有进一步集聚的趋势;各县域Local Moran′s I反映了耕地变化在局域空间上具有一定的均质性,"北部平原—周边山区—内部岗丘"的区域化分异特征;局域空间自相关(LISA)的4种集聚类型中,正相关的"高—高"和"低—低"类型占主体部分,约占60%。其中,"高—高"关联的主要有北部平原区、周边部分山区县,而赣东南西三面群山向内部平原过渡的岗地、丘陵地区等则表现出一定的"低—低"关联特征。不同类型区,影响耕地数量变化的主导因素有所不同。     

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。     

基于地理加权回归的青龙满族自治县耕地细碎化及影响因子分析

以青龙满族自治县为例,依据景观生态学相关理论,重点从地块平均面积大小、地块形状的规则度以及地块分布方面选取平均地块面积、边界密度、面积加权平均形状指数和聚集度4个指标,借助数理统计方法和GIS技术对研究区耕地细碎化程度进行测算分级,并应用地理加权回归模型分析了研究区耕地细碎化综合指数与坡度、距村落距离、距河流距离、距道路距离之间的空间关系。结果表明:青龙满族自治县耕地细碎化以中度细碎化和重度细碎化为主,占比分别为45.18%,49.19%;距村落距离、距道路距离与耕地细碎化程度呈负相关关系,距河流距离、坡度与耕地细碎化程度呈正相关关系;各影响因素影响度都表现出了显著的空间非平稳性,且在空间上波动较大。研究所得结论对耕地规模化经营和土地利用效率的提升具有一定的参考意义。     

保定市耕地集约利用时空变异分析

农用地（主要是耕地）集约利用是保障经济社会可持续发展的必要条件。以保定市22个县（市）的耕地为研究对象,建立了耕地集约利用指标体系,采用熵值法分别从土地投入强度、土地利用强度、土地产出效果、社会生态效益4个方面对耕地进行集约评价,并将评价结果分为4个等级。结果表明:保定市耕地集约利用水平总体不高,集约分值约为0.57,处于一般集约水平。从时间序列上看,1995—2010年耕地集约利用分值呈现上下小幅度波动趋势,1995年和2010年集约分值基本持平,集约程度变化不大;从空间序列上看,耕地同一级别集约范围变化不大,整个保定市呈现出东部集约程度高,西部集约度相对低的空间分布特征。研究结果可为保定市耕地集约利用水平提高以及农业的持续发展提供科学依据。     

中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应

研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。     

黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局

[目的] 构建黄土高原地区长时序、高精度的土地覆盖数据集,对该区2001—2020年土地覆盖的时空格局进行分析,并为该地区生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法] 利用多源、多时期土地覆盖产品和地面特征数据构建训练样本,并使用谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台和随机森林分类模型生成黄土高原地区土地覆盖（land cover of Loess Plateau,LCLP）数据集。在此基础上,通过空间分析和一元线性回归模型对黄土高原地区土地覆盖类型的时空格局进行分析。[结果] 基于随机森林验证集的结果显示,LCLP产品的总体精度和kappa系数均高于90%。基于独立验证集的精度验证结果显示,LCLP的总体精度较现有产品提高了0.58%～20.23%。同时,耕地、林地、草地、不透水面和裸地的分类精度均得到了提升。[结论] 本研究构建的LCLP数据集分类精度相较于其他产品有了显著提升,适用于反映黄土高原地区土地覆盖的变化。2001—2020年,黄土高原地区耕地和灌木呈现下降趋势,而林地、水体和不透水面呈现为极显著的上升趋势。从土地覆盖的变化情况来看,耕地和草地是其他土地覆盖类型新增的主要来源。     

松嫩高平原黑土区耕地动态变化特征分析--以黑龙江省巴彦县为例

耕地动态变化特征的研究对耕地保护、整理和开发利用具有极其重要的意义。以巴彦县1991,2006和2009年3期遥感影像为数据源,利用GIS空间分析功能,提取3个时点耕地动态变化数据,分析了该区耕地变化幅度与速度特征、耕地转入转出特征、耕地变化空间分布特征及耕地景观格局分布特征。结果表明,巴彦县3个时点耕地面积持续增加,但年均净增速度却呈现下降趋势。未利用地、林地和建设用地始终是向耕地转变的主要土地利用类型;耕地主要向林地、未利用地、草地和建设用地转变。巴彦县耕地变化空间差异显著,新增耕地主要来自于研究区南部松花江沿岸河漫滩开垦、东北部低山丘陵地区毁林开荒及西北部建设用地转变。耕地斑块数量和斑块密度呈上升趋势,人类干扰程度加大,破碎化程度不断加剧;耕地景观形状指数和分形维数呈下降趋势,耕地景观的斑块形状更趋简单并越来越有规律;较高的耕地景观连通性,表明耕地景观在空间分布上具有较高的聚集度。