耕地生态安全动态评价及障碍因子诊断——以黄河下游沿黄县区为例

[目的] 对黄河流域下游耕地生态安全进行动态评价,并诊断其人为障碍因子,旨在发现人类不合理行为对下游耕地生态安全造成的危害,为黄河下游生态保护和高质量发展提供现实科学依据。[方法] 以黄河下游沿黄49县区为研究对象,基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,运用物元可拓、马尔科夫链模型等方法开展研究。[结果] ①2000—2018年黄河下游沿黄县区耕地生态安全等级整体呈上升趋势,由Ⅳ级提升到Ⅰ级,其中2010年后变化尤为明显; ②2000—2018年各县区耕地生态安全等级由不稳定向稳定过渡,在空间上呈现由东北部高,中西部低向东北—西南部高,中部低转变的特征,且空间差异持续缩小; ③人均耕地面积、人口密度、单位耕地面积化肥使用量是影响黄河下游沿黄县区耕地生态安全等级的主要人为障碍因子。[结论] 研究期内黄河下游沿黄县区耕地生态安全等级总体呈上升趋势,各县区耕地生态安全等级空间差异持续缩小,受人类活动因素影响较大。未来应从壮大新型农业经营主体、实施归雁工程、构建智慧耕地平台三方面促进黄河流域耕地生态安全等级的提高。     

耕地生态安全评价研究——以黑龙江省宁安市为例

耕地生态安全关系到可持续发展和粮食安全,以黑龙江省宁安市为研究区,从自然因素、经济因素和社会因素3方面构建了影响耕地生态安全的评价指标体系。运用组合赋权法确定其指标权重,采用多因素综合评价法,对宁安市2000-2009年耕地生态安全进行定量评价及分析。结果表明:2000-2009年宁安市耕地生态安全水平处于“较安全-敏感-风险-敏感”的“U”型发展阶段,且总体上耕地生态安全程度相对较低,其中2000-2001年宁安市的耕地生态安全处于较安全状态,2002-2003年处于敏感水平,2004-2006年处于风险水平,2007-2009年耕地生态安全状况有所回升,但仍处于敏感水平。依据分析结果,提出了提高宁安市耕地生态安全水平的相关建议。     

基于资源流动与生态载体层面的生态安全研究

为了解决现有研究对生态载体安全状态研究缺失导致的生态安全判断不准确的问题,以临湘市为例,依据生态安全内涵,首先运用改进的生态足迹法,完成资源流动层面安全状态的判断,然后结合能值法的理论和系统学方法,构建生态载体安全等级划分体系,完成了生态载体层面安全状态研究,最终得出生态安全评价结果。结果表明:(1)从整体上看,2005—2017年临湘市在资源流动层面上处于安全状态;生态载体安全等级由Ⅳ-U级到Ⅱ-D级,生态载体安全状态经历了稳定上升又下降的波动过程,区域生态载体整体现状处于安全状态,因此得出临湘市处于生态安全状态。(2)从地类变化看,2005—2017年除化石能源用地外,其他地类均处于资源流动安全状态,但生态载体中耕地和水域生产能力下降,状态较不安全,应减少粗放式生产及一味追求产量而忽视边际效益的对化肥、农药的不合理使用,改善载体状态。资源流动和生态载体安全状态的综合判断,能更全面地反映区域生态安全状态,也为区域生态建设发展提供参考。     

基于PSR模型的广西石漠化地区土地生态安全动态评价

[目的]对广西壮族自治区轻度及以上石漠化地区进行土地生态安全评价,为该区土地生态安全及其可持续发展提供科学参考。[方法]基于PSR模型构建了广西石漠化地区土地生态安全评价指标体系,采用熵权赋权法确定权重,运用生态安全综合模型,对研究区2005,2015年的土地生态安全综合指数进行计算。[结果]广西石漠化地区土地生态安全主导因素为人口密度、单位GDP综合耗能、土地垦殖率、耕地粮食单产、城市化水平、人口自然增长率等因素;压力指数、状态指数和响应指数共同决定广西石漠化地区土地生态安全评价的综合指数;从时间上看,2005—2015年广西石漠化地区土地生态安全经历了从临界安全等级向较安全等级的变化趋势,土地生态安全的状况主要因响应状态系统的提升,而使得综合土地生态安全指数有所上升。从空间上看,2005年贵港地区的土地生态安全等级处于不安全级,2015年南宁、贵港、来宾等地区的土地生态安全等级处于较不安全级。[结论]广西石漠化地区的土地生态安全略有上升,但受压力和状态子系统承载力水平的限制,研究区的土地生态安全仍处于中等水平,需要进一步加强土地生态安全建设。     

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。     

耕地景观生态安全评价方法及其应用

耕地作为重要战略资源,其生态安全关系到区域稳定及社会可持续发展。该研究以秦皇岛东北部低山丘陵及东部沿海耕地景观为研究对象,以景观生态学及生态安全理论为依据,构建耕地景观生态安全评价模型,利用1990年、2000年和2010年3期TM(ETM+)遥感影像,对研究区耕地景观生态安全进行综合评价,并对生态安全格局、重心演变及其驱动力进行分析。结果表明:研究区耕地景观生态安全不断降低,耕地景观生态安全指数从1993年的0.63下降为2000年的0.50,低山丘陵区的耕地破碎化更为严重,其生态安全低于沿海区域;研究区域耕地景观生态安全格局变化明显,1993-2000年,Ⅰ级区基本无变化,ⅡⅢ级区相互转化,2000-2010年,Ⅰ级区和Ⅱ级区均出现了扩展,大部分由Ⅲ级区转化而来;近20 a来,耕地景观生态安全重心逐渐向秦皇岛市相邻区域靠近,沿海地区耕地景观生态安全明显增强。降雨量及径流量的减少、人口及经济增长以及土地利用政策是耕地景观生态安全格局变化主要驱动因素。     

东北粮食主产区耕地资源时空变化及其对粮食生产能力的影响

为了揭示耕地资源时空变化对粮食生产能力的影响,该文以东北粮食主产区巴彦县为研究区,以1991年土地详查数据库、2006年土地利用变更数据库和2009年SPOT5影像为基本信息源,以粮食单产等统计数据为基本数据源,运用遥感及地理信息手段,采用土地综合指数评价法分析研究区耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产能力的影响,结果表明:1991-2009年研究区耕地资源数量呈持续增加的趋势,耕地向非耕地的转换主要发生在林地和其他用地之间;1991-2006年研究区增加耕地资源中三等地耕地面积增加最多,一等地增加最少。减少的耕地资源中二等地和三等地耕地减少最多,而一等地减少最少;2006-2009年增加耕地中二等地耕地增加最多,一等地耕地增加最少;减少的耕地资源中,三等地耕地减少最多,一等地耕地减少最少;位于北部岗平原农牧区的二等地耕地是影响粮食生产能力最大的区域,三等地和四等地耕地面积虽占到总耕地面积的50%左右,但受到自然因素和土壤因素的制约,粮食生产能力也受到影响。     

西安市耕地生态安全测度及影响因素分析

耕地生态安全评价对改善耕地生态系统安全状况、促进耕地可持续利用具有重要的现实意义。以西安市为研究区域,采用压力—状态—响应模型,构建了基于能值理论的耕地生态安全指标评价体系,采用组合赋权法来确定指标权重,测度了2001—2012年西安市耕地生态安全水平值及变动趋势,并采用多元线性回归模型分析了耕地生态安全的影响因素。结果表明:西安市耕地生态安全值总体波动趋势为:2001—2007年耕地资源由较安全区下降至安全临界区,在2004年出现一次波动;2007—2010年耕地资源安全评价值呈上升趋势,且达到最高值,耕地生态状况由安全临界区跨越到较安全区;2010—2011年耕地资源安全状态下降至安全临界区,幅度较大,2012年虽有升高,但仍然处于安全临界区。提高人均能值产出、增加农业财政支出比例和严格管控建设用地占用耕地是改善西安市耕地生态安全的重要措施。     

黑龙江省耕地资源安全综合评价研究

黑龙江省是我国重要的商品粮基地,耕地总面积、人均占有耕地面积、粮食商品率均居全国首位,黑龙江省耕地资源安全与否直接影响国家耕地与粮食安全。以全国最大的商品粮基地——黑龙江省为研究区域,从耕地自身安全、经济安全、社会安全以及生态安全角度出发,结合黑龙江省耕地资源的实际,构建耕地资源安全评价指标体系,运用层次分析法,对黑龙江省1998-2007年间耕地资源安全状态进行定量分析与综合评价。结果表明:不同时期黑龙江省的耕地安全状态并不一致,1998-2001年耕地资源安全处于持续恶化阶段,2002-2007年耕地资源安全处于波动变化阶段,整体处于相对安全状态。全部评价值仅在2001年进入稍不安全行列,其余均处于相对安全值区间,耕地资源社会功能与生态功能评价结果基本与综合评价值整体态势相一致。     

基于状态空间模型的耕地生态安全评价——以江西省鄱阳县为例

耕地生态安全问题已经成为关乎国计民生和社会可持续发展的国家战略问题,为促进区域耕地生态系统健康发展以及为缓解人地矛盾提供一定的科学参考。从自然因素、经济因素、社会因素3个方面选取18个指标构建了评价指标体系,采用变异系数法和熵值法确定权重,运用状态空间模型对江西省鄱阳县2008—2017年耕地生态安全进行了定量评价和分析。结果表明:2008—2017年鄱阳县耕地生态安全水平总体呈上升趋势,耕地生态安全情况逐渐改善。就各子系统而言,自然因素子系统2008—2011年呈波动下降趋势,在2011年达到谷底,2012—2017年呈上升趋势,在2015年达到峰值;经济因素子系统连续波动,呈大"V"形势,在2010年达到峰值并在2012年达到谷底;社会因素子系统处于持续波动状态,呈稳步上升趋势。构建的状态空间模型能准确地评价当地耕地生态安全等级,说明该模型在耕地生态安全评价中有一定的适用性。     

松嫩高平原黑土区典型地域耕地生态安全评价及驱动力分析——以黑龙江省绥化市为例

对一定区域的耕地生态安全进行评价,分析影响耕地生态安全的因素,有利于指导区域耕地合理、可持续利用。以我国重要的商品粮生产基地松嫩高平原黑土区典型地域——黑龙江省绥化市为研究区,基于“P-S-R”模型建立耕地生态安全评价指标体系,运用多因素综合评价法,评价2001-2009年绥化市耕地生态安全状况,并借助SPSS软件提取影响研究区耕地生态安全的敏感因素。结果表明:2001年绥化市耕地生态安全处于恶劣等级;2002-2004年绥化市生态安全等级为风险级;2005-2009年生态安全处于敏感等级,生态环境虽然受到一定破坏,但可以维持基本功能。自然灾害频发,水土流失严重以及人地矛盾的日益突出,是导致绥化市生态安全问题突出的主要原因。社会经济压力、农业科技进步和生态环境是影响耕地生态安全的三类因素。     

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。     

东北粮食主产区耕地资源变化驱动机制及其对粮食产量的影响

以东北粮食主产区巴彦县为研究区,以3S技术为手段,运用Logistic模型识别研究区耕地资源变化驱动因子,采用单因素指标法及通径分析法,探讨了单因子及复合因子对研究区粮食产量的影响。结果表明:(1)研究区耕地资源变化驱动因子主要为坡度、土壤类型、地均GDP等8个敏感性因子,且每个驱动因子对耕地资源变化的驱动机制各不相同;(2)单一驱动因子指标分级变化会引起粮食产量的改变,变化最大值为土壤有机质含量在1—2级间的改变,最小值为政策法规在2—3级间的改变;(3)复合因子对粮食产量主要表现为耕地资源变化驱动因子复合总效应每改变0.1,粮食产量的变化值约在950kg/hm2。耕地资源变化的单因子及复合因子对粮食产量均产生较大影响,粮食生产能力的提高应根据驱动因子的不同特征制定具体措施。     

松嫩高平原黑土区土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析

土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析是实现区域土地生态安全和可持续发展的基础。以松嫩高平原黑土区黑龙江省巴彦县为研究区,利用GIS的空间分析功能,对巴彦县1991年、2006年和2009年三期遥感影像的解译数据进行图层代数运算,定量分析了18 a来巴彦县土地利用变化情况、各地类之间的转换情况,并运用生态风险指数法测算分析了三个时期景观生态风险的变化情况,最后对生态风险指数进行克吕格插值,得出巴彦县景观生态风险的空间分布情况。结果表明:18 a间,巴彦县土地利用变化及各地类之间的转化比较复杂,且主要是耕地、林地、其它用地之间的转化;土地利用结构的变化导致景观生态风险指数发生显著的时空差异,各级生态风险区域所占面积变化程度不同;插值结果表明巴彦县生态风险逐年加大,且生态风险分布主要受地形和地类的影响。巴彦县景观生态风险有扩大的趋势,应加强中级以上生态风险区域的生态保护和建设,以实现生态环境和社会经济的协调发展。     

基于耗散结构理论的四川省耕地生态安全测度分析

耕地生态安全直接关系到粮食生产,粮食生产是关系到社会和谐发展的重大政策问题,研究四川省耕地生态安全状况,为保护区域粮食安全、促进社会协调发展提供理论指导和决策参考。以我国西部重要商品粮基地四川省为研究区,基于耗散结构理论,运用数学量化模型分析了该省2000—2013年耕地生态安全级别和演变趋势,并探讨其影响因素。结果表明:（1）四川省近14 a间耕地生态安全级别总体较安全;（2）2000—2008年四川省耕地生态安全逐年得以改善,2008—2013年四川省耕地生态状况略呈下降趋势;（3）影响四川省耕地生态安全状况的因素是社会经济压力因素、农业科技因素和生态环境因素。因此提出继续加强耕地保护宣传力度,提高农民生态保护意识;实施耕地生态安全恢复工程;结合“互联网+”建立覆盖全省的耕地生态安全监控网络体系的对策建议。     

黑龙江省巴彦县耕地资源价值体系及价值定量测算

耕地资源不仅具有经济价值,还具有社会价值和生态价值。其社会价值和生态价值往往在政府决策及耕地流转交易中被忽视,导致大量耕地资源被过度开发及低效利用。全面显化耕地资源价值,有利于耕地保护和农业可持续发展。以巴彦县为例,在界定耕地资源价值内涵基础上,借鉴资源经济学的市场价值法、替代市场法及成果参照法等研究方法,对耕地资源经济价值、社会价值和生态价值进行了测算。结果表明:（1）巴彦县耕地资源每年提供的功能价值高达672 415.79元/hm²,其中,经济价值为67 661.78元/hm²,社会价值为573 852.33元/hm²,生态价值为30 901.68元/hm²,耕地资源总价值是显化的耕地资源经济价值的9.94倍;（2）巴彦县耕地资源价值以社会价值为主,占其总价值的85.34%,而经济价值和生态价值分别占其总价值的10.06%和4.60%,其中,耕地的社会价值主要体现在社会保障功能上,占其社会价值的67.52%。合理确定巴彦县耕地资源的真实价值,对维护市场等价交换交易,激励农民自觉经营生产和保护耕地,促进区域农业经济的健康稳定发展有一定现实意义。     

基于组合赋权法的哈尔滨市耕地生态安全评价

根据耕地资源生态安全内涵和影响因素,从自然、经济、社会3个方面选取与耕地生态安全关系密切的17项指标,构建哈尔滨市耕地生态安全评价指标体系.运用组合赋权法计算各项指标的权重,通过定量计算,得出哈尔滨市各县域耕地生态安全综合值.采用非等间距法将耕地生态安全综合值分为安全、较安全、敏感、风险、恶化5个安全级别.结果表明,哈尔滨市各县域单元的耕地生态安全状况为:依兰县与通河县处于较安全级别,双城市与宾县处于风险级别,其它6县(市)为敏感级别.     

粮食主产区耕地生态安全障碍诊断及调控策略

生态安全作为耕地“三位一体化”的核心保护任务,越来越得到政府、公众及学术界广泛关注,耕地生态安全评价视为关键技术及重要依据。基于PSR模型构建耕地生态安全评价指标体系,以国家粮食主产区安徽省为例,综合运用改进熵权法、TOPSIS模型、ESDA模型及障碍诊断模型,评价安徽省2000年以来,以及分市级2000年、2010年、2018年3个年份的耕地生态安全度,剖析耕地生态安全时空分异特征,进一步诊断耕地生态障碍因子及对应调控策略。结果表明：(1)安徽省耕地生态安全度具有一定波动性,总体呈现上升趋势,由2000年的0.234 1增至2018年的0.724 7,大致分为低位震荡阶段、快速增长阶段及高位爬坡阶段;(2)近20年来耕地生态安全状态进一步呈现不平衡、不均衡演变趋势,导致全省耕地生态安全空间格局差异显著,尤其是以高风险、安全两类区域分布空间集中区域发生很大改变,基本呈现皖南地区安全程度高并由皖中地区过渡至皖北地区风险程度高的空间梯度格局,耕地生态安全空间集聚情况并未显著;(3)从全省维度分析,障碍因子以建成区绿化覆盖率、污水处理率等响应准则层为主,逐渐转变至复种指数、单位耕地粮食产量、...     

基于熵权可拓物元模型的耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是改善耕地生态系统状况,促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)概念模型的评价指标体系,建立了熵权可拓物元模型,并以四川省为例进行了实证分析。结果表明:(1)2000-2008年四川省耕地生态安全水平呈逐步改善态势,但2008年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地农药负荷、单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素。因此,为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;加大环境治理力度,有效控制水土流失。