江苏省张家港市耕地地力定量化评价及其意义

耕地是土地的精华，是农业生产不可替代的重要生产资料，是保持社会和国民经济可持续发展的重要资源。耕地地力是指在当前管理水平下，由土壤本身特性、自然背景条件和基础设施水平等要素综合构成的耕地生产能力。对耕地地力进行评价是提高资源利用效率，推进农业结构调整，降低农业生产成本，指导科学施肥等工作的需要。     

基于遥感评价城市扩张对耕地质量等级结构及产能的影响

快速的城市化过程占用大量的优质耕地资源,引发耕地质量下降和产能损失已成为中国耕地保护面临的重要问题。该文利用遥感影像和耕地质量等级数据评价了近30 a来江苏城市扩展对耕地质量和产能的综合影响。研究发现江苏的城市扩张迅速,因城市建设引起的耕地损失约占耕地总量的7%。其中被占用耕地中以优质耕地为主,一、二、三等级耕地约占60%。从质量等级结构上来看,耕地质量结构有恶化的趋势,表现在一、二、三等优质耕地比例下降1.5%,而四、五、六、七等劣质耕地同比例上升。耕地数量和质量的同步降低引起生产能力下降14%。城市占用农地对耕地质量和生产能力的综合影响应该给予足够的重视。     

基于耕地发展权价值测算的陕西省耕地保护补偿研究

基于耕地发展权价值视角测算耕地保护补偿价值,建立耕地保护补偿机制,有利于明确耕地保护权责、调动耕地保护主体的积极性、促进各区域经济发展和耕地保护的均衡和谐。因此,为准确测量耕地发展权价值,建立起融合耕地发展权价值在内的耕地保护补偿机制,该文以陕西省为例,基于耕地发展权价值测算视角,构建耕地发展权价值测算方法体系,测算了耕地盈亏平衡和耕地发展权价值,最终依据该价值确定出相应的补给和受偿情况。研究结果表明:1)2015年陕西省总体处于耕地亏损区,总赤字面积为39.52×10~4 hm~2,人均耕地赤字面积为0.0136 hm~2,耕地总面积赤字率为9.89%;2)在省级层面,陕西省现实耕地发展权价值为50.57元/m~2,考虑到陕西省耕地盈亏量,陕西省总体耕地发展权价值处于亏损状态,因此在国家未给予政策优惠的情况下实际需要支付1998.50亿元的耕地发展权资金;3)在地级市层面,西安市、汉中市、商洛市、延安市、安康市和铜川市6市(亏损程度从重到轻排序)处于耕地发展权价值补给区域,而榆林市、渭南市、宝鸡市和咸阳市4市(盈余程度从高到低排序)则处于耕地发展权价值受偿区域。     

基于地貌分区的河北省近10年耕地时空变化分析

地貌可以制约地表水分和热量的分配,对耕地质量具有决定性的意义。该研究基于土地利用现状、地貌区划和降水等数据,利用空间分析、单一地类流向分析等方法,分3个时段从地貌分区的角度研究了河北省2009－2018年耕地时空变化情况。结果表明：1）近10年耕地面积基本保持稳定。耕地共减少2.91万hm2,平均每年减少0.32万hm2;平原和盆地耕地减少,丘陵、山地和高原耕地增加。2）耕地重心向北移动,耕地“上山”现象明显。2009－2012、2012－2015、2015－2018这3个时段内流入耕地较流出耕地平均海拔分别升高了321.89、120.25、102.78 m;流入耕地重心较流出耕地重心向分别向西北、东北、北方向移动了78.19、38.05、18.06 km。3）耕地向降水少、气温低的区域转移。流入耕地平均降水和气温低于流出耕地。降水量小于400 mm的区域耕地面积增加1.57万hm2,降水量大于400 mm的区域耕地面积减少4.48万hm2;平均气温大于8 ℃的区域耕地面积减少5.06万hm2,平均气温低于8 ℃的区域耕地面积增加2.15万hm2。4）流入耕地的主要来源为未利用地,流出耕地的主要去向为建设用地,村庄建设占用是最主要的去向。研究结果可为完善耕地占补平衡政策和耕地后期监管提供决策支撑。     

黑龙江省耕地资源安全预警分析及预警系统的构建

耕地资源安全预警是保护耕地和实现耕地资源可持续利用的有效手段。该文以黑龙江省为研究区,从耕地保护角度,结合研究区的耕地数量、质量和生态环境3个方面,构建耕地资源安全预警指标体系,利用纵比判断法,以研究区1996-2008年耕地资源安全定量评价值为基础数据,确定研究区耕地资源安全度的阈值。应用灰色模型GM(1.1)与BP人工神经网络技术,对黑龙江省2012-2015年耕地资源安全度及变化趋势进行了预测和分析,并构建了耕地资源预警系统框架体系。结果表明,1996-2008年黑龙江省耕地资源安全值呈不规则下降趋势。2012年黑龙江省耕地资源警度为轻警、2013-2015年为中警,警度有上升趋势;2012年耕地质量略有升高,但耕地数量减少幅度较大,2013-2015年,随着耕地数量的增加,耕地质量不断下降,2012-2015年生态环境呈平缓上升趋势。耕地数量与耕地质量不协调发展是黑龙江省耕地资源在预测期主要致警原因,城市化水平、水土流失比率和抗逆指数等是影响黑龙江省耕地资源安全状况的敏感因子。该文为相关预警研究提供参考。     

基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量评价

耕地利用方式变化下耕地质量的变化研究意义重大。该文以浙江省耕地质量监测试点松阳县为例,以变化向量凸显耕地利用方式变化,探讨基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量变化的快速评价方法。充分考虑各特征向量之间的联系以及不同意义不同量纲元素间的共同作用问题,选择典型相关分析CCA(canonical correlation analysis)构建变化向量;采用CCA为基础的多元变化检测MAD(multivariate alteration detection)最大限度的消除相关性影响,以方差最大的形式凸显耕地利用方式变化下耕地质量的变化;选择基于高斯混合模型(GMM)的期望最大化算法(EM)快速评价耕地利用方式变化下耕地质量的变化情况。重点分析基于快速评价的耕地利用方式变化下耕地质量变化区域的空间分布及其和传统因素法的对比分析。结果表明:基于变化向量法得到的耕地质量变化结果与传统的因素法在监测耕地质量水平不变的吻合度在80%~100%以上,耕地质量水平提高的吻合度在16.6%~50%,耕地质量水平下降的吻合度在66.7%~100%。提出的基于变化向量法的耕地质量变化评价模型能对耕地利用方式变化下耕地的质量变化做出正确的评价,评价方法科学、合理、易操作推广,为合理优化配置耕地利用方式提供定量数据支撑。     

陕西省耕地资源变化及耕地压力指数分析与预测

为了阐述陕西省的耕地面积变化及其压力状况,基于60 a统计数据,分析了陕西省耕地数量随时间变化特点,计算了耕地压力指数,利用GM（1,1）模型预测了全省未来10 a耕地面积及其人均耕地面积变化。结果表明,1949－2010年的60 a时间里,陕西省耕地面积总体呈现下降趋势,下降了152.41万hm2,旱地是耕地的主体,减少了181.35万hm2,而水浇地面积增加了77.51万hm2,耕地结构趋于合理;人均耕地面积下降了0.28 hm2, 1980年以前的30 a时间下降最明显,到2010年为0.10 hm2。未来10 a里,全省耕地面积和人均耕地面积会有一定的下降,但降幅不明显,且3种预案条件下（人均年粮食需求量380、400、420 kg）,耕地压力过大出现的时间不同,人均年粮食需求量420 kg下最小人均耕地面积出现的时间最早（2014年）,人均年粮食需求量400 kg下最小人均耕地面积出现在2017年,并基于此对陕西省粮食安全问题提出了相应建议。     

基于遥感的吉林省中西部耕地数量和质量空间格局变化分析

耕地数量和质量变化直接关系到国家粮食安全和社会稳定,研究粮食主产区耕地数量和质量变化具有重要的现实意义。该研究利用2000年、2013年Landsat TM/ETM+/OLI遥感数据和2351个样点土壤实测数据,对吉林省中西部耕地分布的空间变化和由此引起的不同质量等级耕地的时空特征进行分析。结果表明:2000—2013年期间,吉林省中西部耕地总量稍有增加,面积由5.61×104 km2增加到5.64×104 km~2,其中旱田面积增加645 km2,水田面积减少350 km~2。研究区耕地分布表现出明显的西部增加、东部减少的趋势;新增耕地最主要来源于湿地(66.04%)和草地(21.12%),传统耕作区(主要为城市周边)耕地大面积减少,其中45.08%转化为人工表面,28.85%和22.61%转化为林地和湿地;水田与旱田之间的相互转化比较剧烈。2000—2013年期间,研究区耕地质量总体呈下降趋势,净减少的耕地为一、二等地,其中一等地净减少305 km~2,长春市占96%,净增加的耕地是三、四和五等地,分别为235、148和218 km~2,主要分布在白城市和松原市。城市化占用和耕地保护政策的实施是该区域耕地数量和质量变化的主要驱动因素,研究时段内吉林省中西部优质耕地流失严重,存在突出的占优补劣问题。     

基于农用地分等的耕地资源安全评价及整治分区

为快速准确的掌握耕地资源安全要素的时空变化信息,推进小尺度耕地资源安全保护实践,文章以昌黎县为研究区域,运用文献研究法对耕地资源安全内涵的构成进行了完善,并构建了县域耕地资源安全评价框架体系.研究以昌黎县2015年农用地分等成果作为数据基础,结合同期土地利用调查、农业地质调查、土壤实地采样检测等数据信息完成数据库建设;运用单指标评价法,对耕地资源安全要素逐一进行评价.评价结果显示:全县有接近15％的耕地粮食单产水平较低,接近10％的耕地灌溉保证不足,接近15％的耕地土体剖面构型处于安全等级以下,接近10％的耕地有效磷的含量偏低;另外,全县耕地有机质含量偏低;铜元素含量出现极小面积的低度不安全;化肥的使用量在全县处于低度不安全级别.文章按照整治技术手段和监测管理措施一致性原则将不安全评价结果图进行分组并叠加,划出综合工程整治区、肥力提升区、退耕区,并对应提出整治及监测管理制度.研究表明:利用农用地质量分等成果能够快速完成耕地资源安全数据建库,并能促进耕地资源安全监测和诊断的常规化,可以高效地推行耕地资源的全要素管控.     

基于Logistic回归的耕地数量演变及其空间要素边际效应分析

厘清耕地演变的驱动机制对中国耕地资源可持续利用具有重要现实意义。该研究以鄂南地区为例,利用2000—2005、2005—2010和2010—2015年3期Landsat遥感影像解译成果、15类POI(PointofInterest)空间数据等,采用主成分分析、多元Logistic回归模型、边际效应分析等方法,系统分析了研究区近15a以来耕地动态变化及其时空演变规律,并着重探讨了空间要素在驱动机制方面的双向边际效应。结果表明:1)耕地演变类型在空间上表现出相同类型的集聚性,转换类型受周边同类用地空间溢出效应影响明显。在时间上表现出不同转换类型的差异性,转换类型受土地利用政策宏观调控影响向建设用地单一转化趋势明显。2000—2015年间,耕地向建设用地的转换比例自28%过渡至44%后,迅速上升至96%,主要集中在城镇周边、主要道路沿线等区域。2)空间要素对不同时期耕地不同转化类型存在不同的边际效应,2000—2015年间耕地不同转化类型的边际效应变化幅度逐渐减小、不同转化类型边际效应曲线同类交点呈同向移动趋势。自然区位因素对耕地向建设用地转换和耕地向水域转换在POI空间要素不同取值时边际效应的变化较明显。3)空间要素边际效应曲线特征揭示其影响存在临界性,在临界值范围内,边际效应随着空间要素取值不同变化明显,但在临界值范围外,边际效应趋于稳定。耕地演变空间要素边际效应的定性定量分析对耕地布局优化与区域协调发展策略制定具有良好参考作用。     

基于RS与GIS唐山市城镇扩展对耕地产能影响的定量评估

分析研究当前区域性耕地资源数量与质量的变化格局和态势,定量评估城镇扩展对耕地产能的影响,具有重要的理论和现实意义。以唐山市1993年和2003年两期Landsat TM/ETM遥感影像为主要数据,运用Erdas软件进行人机交互解译,并借助GIS软件分析城镇扩展对耕地面积和空间分布的影响。基于农用地分等成果为基础,通过典型调查,建立耕地利用等指数和耕地实际产量的回归模型,定量估算10 a间城镇建设用地扩展对耕地产能造成的损失。研究表明10 a来唐山市建设用地总量迅速扩展,主要增加源为耕地,城镇建设用地扩展占用耕地的面积达14.27×103 hm2,主要分布于丰润区和丰南区,即1993－2003年间唐山市城镇发展方向主要为南北双向扩展,该两区产能损失分别占全市总损失产能的41.88%与37.97%,且城镇扩展占用的多是7等以上城镇周边农业基础设施好、生产力水平较高的农田,损失产能达1.35×105 t,对区域农业生产和粮食安全产生了不容忽视的影响。     

青海高原东部农业区耕地流失及其评价

为探究中国西部耕地流失规律,该文利用1999年、2009年遥感数据提取青海高原东部农业区耕地变化信息,分析耕地流失量和空间分布,并结合地形数据、经济社会发展基础数据等用 Logistic 方法定量分析耕地流失的主要影响因素。结果表明：1999年至2009年间,青海高原东部农业区耕地面积净减少1393.25 km2,耕地流失1811.78 km2,其中转化为建设用地157.05 km2,退耕还林/草1654.73 km2。坡度＞25°的耕地中78.82%已进行了退耕还林/草,说明青海高原东部农业区退耕还林/草成效显著。耕地流失去向评价结果表明,海拔对建设用地扩张的贡献率为-66.46%,坡度对退耕还林/草的贡献率高达91.25%,说明青海高原东部农业区建设占用和生态退耕的合理性。该研究为区域社会经济的可持续发展提供依据。     

浙江省杭州湾地区城市规划对耕地保护的潜在影响

以浙江省沿杭州湾经济快速发展地区为例,结合土地利用现状、城市规划和农用地分等数据,利用GIS空间分析方法,探讨了该地区未来城市建设用地扩展及其对耕地数量和质量的潜在威胁。结果表明：研究区是浙江省耕地资源分布相对集中且质量较高的地区,规划期间建设用地扩展迅速,新增用地面积达9.4×104 hm2;按照现有规划,研究区将减少耕地面积7.1×104 hm2,耕地是规划新增建设用地的主要来源,约占75%;优质耕地的减少量大,减少速度快,一至五等耕地的减少量占67.5%,一、二等耕地到2020年将分别减少37.16%和35.52%。建议应用农用地分等成果对规划占用的耕地进行质量评价,调整规划方案,减少建设对耕地数量质量的影响,保障粮食生产能力。     

国家尺度耕地变化驱动力的定量分析方法

该文使用中国1987～1989年和2000年两期土地利用遥感调查数据,探索了国家尺度土地利用变化驱动力分析的定量研究方法。以全国耕地变化为例,首先通过GIS和遥感技术对全国耕地变化与自然、社会经济状况进行综合分区,然后利用人工神经网络对各类型区的耕地变化的主导因素进行了分析。研究发现,东部沿海地区及四川盆地自1987年到2000年发生的耕地流失严重,城市化导致的城镇人口增长进而导致城镇扩张、市场经济条件下区域经济之间的相互作用、第二、三产业的迅速发展是其主导原因。在变量选取中大样本的神经网络训练得到较好结果,表明神经网络在土地利用变化驱动力研究中具有强大能力,并说明了先分区后筛选变量的研究思路的合理性。该研究方法对其他类型的土地利用变化驱动力研究以及全球变化研究具有借鉴作用。     

中国经济增长与耕地资源变化计量分析

经济发展与耕地保护一直是决策者两难的选择,其传统假说大都建立在发展与保护矛盾不断激化的基础之上,该文基于国内外耕地变化轨迹的判断,提出新的研究假说:经济增长与耕地变化存在Logistic曲线关系,并选择全国数据进行实证检验。结果表明:国外(区域)经济发展在工业化、城市化由初级阶段过渡到高级阶段过程中,对建设占用耕地需求的强烈程度先增强后减弱,整个过程类似于Logistic曲线假说。中国不同阶段对比发现,1988-2003年间中国人均经济增长与耕地资源变化具有较为一致波动特征致,2003年以后两者波动出现明显脱钩或分歧。1988-2008年间的全国各省实证结果显示,除上海、广西等8省份无法通过F检验外,其余省份均能验证研究假说,在2002年全国人均国内生产总值8759.2元,是耕地变化加速减少向减速减少的拐点,2009年后数年耕地规模总量不应小于121.7万km2,不同区域耕地变化拐点和规模下限差别较大。研究结论能够为中国耕地保护和公共政策调整提供科学依据和直接参考。     

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。