1990—2020年淮河生态经济带耕地资源分布变化特征与驱动机制

探索淮河生态经济带耕地资源分布变化特征,可为保护耕地、保障国家粮食安全提供规划和决策依据。基于1990—2020年遥感影像数据,利用空间探索、统计分析等方法,揭示该区域耕地资源在过去30年的时空分布变化及其驱动机制,并进一步对2030年土地利用进行情景预测。结果表明：1)淮河生态经济带土地利用结构以耕地为主,平均占比为68.70%;近30年来研究区耕地面积剧烈缩减8.63×10⁵ hm²,年均减少2.88×10⁴ hm²,其中旱地减少占耕地总减少量的81.69%;耕地的流失主要在于建设用地的侵占。2)耕地资源具有明显的集聚特征,以淮河为分界线集聚分布,呈现“东南水田、西北旱地”的典型分布特征。3)耕地资源分布变化的主导驱动因子包括农业机械化水平、粮食产量、人口等社会驱动力;生态驱动力各要素对耕地资源变化的驱动力则相对较为稳定。4)自然发展情景下,2030年耕地面积持续减少110 011 hm²,在积极的耕地保护情景下,耕地面积将显著增加529 309 hm²     

湖南省耕地资源动态变化及其驱动力

[目的]研究湖南省1996—2011年耕地资源的变化过程,定量分析耕地变化的驱动因子,并对该区域耕地的变化趋势进行预测,为合理利用和保护耕地资源,促进区域经济的可持续发展和粮食安全生产提供重要参考。[方法]利用湖南省近16a的土地利用调查数据及相关社会经济资料,根据研究区域的特点选取了总人口、地区生产总值、农业机械化水平等14个指标,利用主成分分析法对耕地变化的驱动力进行分析,最后采用灰色系统GM(1,1)模型对研究区域耕地的变化趋势进行预测。[结果]1996—2011年湖南省人均耕地面积下降趋势明显,由1996年的0.066 9hm2减少到2011年的0.058 0hm2,该省耕地数量变化存在明显的区域差异。耕地面积变化驱动力主要由人口增长、社会发展、农业生产能力、人民生活水平4个方面构成。预测结果表明,研究区域2014—2020年的耕地面积继续呈下降趋势。[结论]湖南省耕地减少速度快,土地垦殖率高,且后备资源贫乏,应加大耕地的保护力度,以促进区域的粮食安全和可持续发展。     

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。     

长沙市耕地时空动态变化及驱动力研究

基于1990-2006年期间耕地和社会经济发展历史数据,分析长沙市耕地资源的发展现状和时空变化特点,并运用主成分分析法和多元回归分析法对长沙市耕地非农化的驱动力进行研究.结果表明,(1)长沙市耕地面积在1990-2003年呈逐步下降趋势,年均耕地递减率约为0.26%;2003-2006年耕地呈小幅度增长趋势.(2)区域差异度计算结果表明,长沙市不同的区县耕地变化速度和区域差异明显,耕地变化较为剧烈的地区为社会经济发展较为快速的区县.(3)主成分分析表明,长沙市耕地变化的驱动因子主要可以总结为经济发展水平因子和农业科技水平因子,其中经济发展水平因子是最为关键因素.(4)多元回归分析也表明,经济因素是长沙市耕地变化最为重要影响因素.     

陕西省旬邑县耕地面积变化及驱动力分析

根据旬邑县1989-2009年统计资料,分析该县近二十年来耕地面积动态变化过程,并选取GDP、人口、城镇化水平等10个社会经济因子,采用单因子关联分析和多因子主成分分析法,研究社会经济发展对耕地面积变化的影响,并揭示了引起耕地数量变化的驱动机制,为生态脆弱区合理保护耕地资源提供参考.结果表明:1989-2009年旬邑县耕地面积总体上呈现下降趋势,经历了稳步减少(1989-2000年)、缓慢减少(2000-2003年)到平稳(2003-2009年)的发展阶段.主成分分析结果表明导致该县耕地面积变化的驱动因素为经济发展、人口增长和农业科技进步.     

基于异速增长模型的土地利用变化驱动因子分析——以湘潭市为例

为探求人类的生产和经济活动与自然生态系统相互协调,并可持续发展的基点,本研究试从湘潭市土地利用变化过程中探寻湘潭市"两型社会"("资源节约型"和"环境友好型"社会)建设的基点.利用相关因子分析和情景分析方法,以异速增长模型为理论依据,研究湘潭市1999-2008年土地利用变化驱动因子间的关系,并检验湘潭市土地利用变化过程中土地资源系统的稳定性.研究表明:(1)1999-2008年10 a间湘潭市人口变化和耕地变化呈负异速增长.人口规模扩大时,耕地面积会微弱增加,但人均耕地面积会减少.若人口数量增长1%,则耕地面积增加0.101倍,人均耕地面积减少0.000 1倍;(2)湘潭市GDP与耕地和城镇住宅土地面积彼此间不存在异速增长现象.虽然其相关系数r≥|0.806**|,但只能虚弱反映GDP会影响耕地和城镇住宅土地面积的变化.(3)异速增长模型用于详细描述湘潭市GDP和耕地与城镇住宅土地面积相互关系时,表现出"三个不适应",表明土地资源系统结构功能还不完善,系统不稳定,土地资源的集约利用度不高.     

重庆市近十年耕地变化过程及其与经济发展关系研究

重庆市自1997年直辖以来，经济社会加速发展，耕地面积发生了很大的变化。根据1997-2004年耕地变更调查及其它统计数据，研究了重庆市耕地资源特征，分析了重庆市直辖以来耕地面积变化过程及区域差异，并定量分析了重庆市耕地变化和经济发展的关系。结果表明：（1）重庆市人多耕地少，耕地质量差，投入少，生产率不高．后备资源不足。（2）重庆市耕地面积逐渐减少，先缓慢减少，后快速减少。人均耕地面积也有类似的变化趋势。（3）重庆市三大经济区人均GDP增加百元占用耕地面积随经济发展水平的增加而减少，表明人均GDP对耕地的驱动作用和集约用地水平存在区域差异。经济发展水平高的区域，人均GDP对耕地的驱动作用小，集约用地水平高。     

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空间分布特征与变化趋势。结果表明:1)与1995年相比,2020年渭北旱塬区耕地面积减少5.58%,耕地净流失区域不断扩大。25a间,研究区耕地变化动态度始终维持在中等水平,全区耕地资源稳定性减弱,位于北部高原区的耕地资源稳定性较差。2)耕地重心总体在东北方向发生偏移。耕地标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,向东北方向偏移,椭圆面积增加1 904.93km2,标准差椭圆面积主要经历"增加-减少"的变化过程,耕地空间分布趋于分散,且分散速率减小。3)1995—2020年研究区耕地面积比例局部空间自相关异质性较为显著,大多区域面积比值呈现高值或低值聚集状态。LISA频率图谱中,稳定不变与低频区域占比高达89.58%,耕地空间格局呈相对稳定状态。中高频区转变方式主要以"低-低"聚集、"低-高"聚集转变为不显著,研究区耕地衰减较为明显。     

贵阳市耕地面积变化的驱动力研究

根据贵阳市1996—2009年的统计资料,选取总人口、国内生产总值、农业机械化水平、城镇化率等12个社会经济因子,运用SPSS数据处理软件进行相关分析和主成分分析,对近14a来贵阳市耕地面积变化趋势以及变化因子进行了综合分析研究,并揭示了引起耕地数量变化的驱动机制。结果表明,近14a来贵阳市耕地面积总体呈下降趋势,人均耕地面积变化态势与总耕地数量变化保持一致。通过主成分分析得出导致贵阳市耕地面积变化的驱动因素为人口的增长,经济的发展和农业科技水平的进步。在此基础上提出了保护耕地的措施,以确保该市耕地资源得到安全和可持续利用。     

基于Logistic-Markov方法的土地利用结构变化多因素驱动预测模型研究与应用

[目的]探索土地利用结构变化的驱动规律及其预测方法,为在社会经济快速发展背景下抑制建设用地扩张、优化城乡土地利用等提供决策参考。[方法]利用主成分分析,Logistic,Markov等方法研究土地利用结构变化的驱动力,分析土地利用结构状态转移矩阵与驱动因素的数量关系,构建基于多因素驱动的土地利用结构变化预测模型。[结果]以地处"长三角"经济区的江苏省泰兴市为例,测算了城镇发展、经济发展和管理政策等土地利用结构变化驱动力,其中城镇工矿用地扩张的驱动力增加了25.85%,耕地减少的驱动力则降低了22.21%,并预测分析了2010—2020年的土地利用结构变化特征,预测精度相对提高了0.52%。[结论]多因素驱动的土地利用结构变化预测方法,能够科学地诠释土地利用结构变化及其驱动力的作用机理,可以提高预测精度,为分析区域土地利用变化规律提供一种新方法。     

发达地区耕地资源的时空变化及其驱动力实证研究

利用绍兴市近年的土地利用调查数据及相关社会经济资料，从耕地资源的时序变化和空间差异入手，宏观分析了该市耕地动态变化的趋势和规律，并将主成分分析和多元逐步回归相结合，定量研究了该市耕地数量变化的驱动机制。结果表明：绍兴市耕地资源的时空变化特征显著，耕地呈现出逐年减少的总体趋势；耕地减少以建设占用和以市场为导向的农业结构调整为主，基本建设投入力度的加大和人们生活收入水平的提高是影响耕地减少的主要动因。研究结果将为合理利用和保护耕地、为绍兴市农业的可持续发展提供科学依据，为进一步研究沿海经济发达地区的耕地变化提供借鉴。     

广丰县经济发展与土地利用结构变化互动关系研究

土地是最基本的自然资源,是人类赖以生存的基本条件,土地利用结构直接影响着区域的人口承载量和可持续发展能力.以江西省经济强县广丰县为例,就其经济发展与土地利用结构变化之间的相关性做出分析,并用主成分分析法得出土地利用结构变化的主要驱动力是社会经济增长、农业产出、林业总产值.经济发展对土地利用结构的影响具体表现为:建设用地增长过快、农用地尤其是耕地面积下降迅速、林业用地面积在不断减少.     

SPOT5遥感影像城郊耕地景观提取与廊道立地分析

城郊耕地立地受多种因素影响复杂多变,利用高分辨率遥感影像提取耕地及其廊道地类,并分析耕地与廊道地类间关系,对于耕地保护和基本农田划定具有重要意义。以北京市大兴区为例,对2004年和2007年SPOT5遥感影像,采用面向对象分类方法开展耕地与其他景观类型提取,包括交通运输用地、河流水面、水工建筑用地、农田水利用地、农田防护林地,并对道路提取宽度进行评价。采用景观生态学廊道的分析方法与GIS空间分析方法,分析4 a间5种廊道地类的数量变化和空间分布变化。借助目视解译评价分类总精度和Kappa系数都超过了90%,道路提取宽度在4～70 m之间;农田防护林地数量变化最为明显,呈零散分布状态,农业水利用地空间分布较为均匀,而交通运输用地中二级道路较大变化,主要分布在受城市化和工业化影响较大的研究区北部。研究表明：面向对象分类方法能够充分利用地类相关特征,提取过程即体现地类立地信息,多尺度分割能够实现在不同层次提取不同地类;廊道空间分布与耕地空间分布表现出一定的相关性,农田防护林地和农业水利用地分布密集的地区耕地流失的可能性较小,交通运输用地密度较高的地区也是耕地流失集中地区。     

中国农业碳排放空间格局及影响因素动态研究

研究农业碳排放空间格局及影响因素对中国制定农业分区碳减排政策意义重大。为弥补以往研究中静态分析法难以考察动态影响的缺陷,将动态灰色关联法和回归模型结合,应用2001—2016年统计数据,从分析农业碳排放空间格局入手,深入探讨省际农业碳排放空间格局成因和影响因素与空间差异的数量关系。研究发现:中国农业碳排放强度省际差异大,中部排放等级有所降低,西部排放等级有所升高,农业碳排放省际差异随农业经济水平、农业机械化、农业产业结构和农业人力资本等差异扩大而增加;大部分排放等级上升的省市农业碳排放的长期主导因素为农地利用和农业生产技术(机械),且种植业和畜牧业双发展;大部分排放等级下降的省市农业碳排放的长期主导因素为反刍动物饲养和农业生产技术(人力),且着重发展优势产业。因此,中国未来较长时间内仍应重点关注农地利用减排,进一步推动反刍动物饲养减排技术发展和充分发挥农业产业结构调整对减排的抑制作用等建议。     

江苏农用地资源质量空间格局及影响机制研究

该文在农用地分等成果基础上,采用GIS技术、地统计学分析、景观生态学、典型相关分析相结合的方法,对江苏农用地资源质量空间格局及影响机制进行研究.结果表明:各农业区农用地资源质量结构差异和区域分异明显,表现出由南向北、由东向西两个方向上的递变规律.农用地资源质量空间格局的影响机制上,省域尺度主要受到地带性因素及大尺度的非地带性因素如大地貌单元等要素的控制:农业区尺度主要受到局部自然条件如土壤pH值、土壤有机质、耕层厚度等因素的制约和人类活动的影响,但主导因素有所差异;人类活动的扰动进一步影响了农用地资源质量的分布格局,使其更加复杂和多变.     

基于地理探测器的重庆坡耕地时空格局演变特征及驱动机制

坡耕地是耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空格局演变规律及驱动因素,有益于为合理利用坡耕地资源及生态功能修复与保持提供参考。基于2000—2018年坡耕地空间分布信息,利用土地利用转移矩阵、局部空间自相关(Local Spatial Autocorrelation, LISA)、地理探测器(Geodetector)等方法,从坡耕地时空变化特征、坡耕地冷热点格局和坡耕地变化驱动因子等方面开展,揭示重庆坡耕地时空分布特征及驱动因素。结果表明：1)与2000年相比,2018年重庆坡耕地面积减少2.40%,坡耕地2.23万km²,占耕地59.35%。6个区县(渝中、江北、江津、南岸、大渡口、石柱)年均坡耕地变化动态度大于1%,不同区县坡耕地面积变化趋势差异明显。2)近18年坡耕地与林地、草地、水田、建设用地等地类发生显著转移,转出、转入总体较均衡,其中坡耕地退为林地主要集中位于秦巴和武陵山区的石柱、武隆、丰都、云阳等区县,在土地利用转移过程中坡耕地面积呈小幅度减少趋势。3)坡耕地局部空间自相关异质性较显著,大多数区域坡耕地面积呈高-高和低-低聚集状态,热点区集中在渝东北区,...     

三峡库区耕地动态变化驱动力研究——以涪陵区为例

利用涪陵区1980～200年长序列耕地统计数据及相应的社会资料、经济资料,宏观分析了该区耕地的变化趋势和现状.应用相关分析和因子分析,对影响涪陵区耕地数量动态变化的自然条件、人口状况、社会经济发展水平、农业科技发展水平、非农业建设占地5类驱动要素进行定量分析,揭示出耕地变化的驱动机制.在此基础上,运用多元回归分析构建1980～2001年耕地变化回归模型,估算出相同驱动要素影响下涪陵区2002、2003、200年的耕地面积,与实际耕地面积相比较,分析这三年临时性、变动性大的退耕还林还草、国家减负和提高粮食价格的政策驱动要素对相应时期耕地数量变化的影响程度,从而完善驱动机制的研究.研究内容和分析结论可对三峡库区农业可持续发展提供借鉴.     

江汉平原水土资源结构与产能时空分异特征

[目的]揭示江汉平原水土资源结构与农业产能时空分异特征,为保障区域可持续发展和国家粮食安全提供理论支持。[方法]以江汉平原8个市为研究区域,利用农业水土资源匹配分析模型测算江汉平原2004—2012年水土资源匹配系数并结合区域农业产能进行空间耦合分析。[结果]江汉平原人均水土资源低于全国平均水平,属于水土资源约束型区域;研究区多年平均水土匹配系数为1.00,低于同期全国平均值1.30,年际波动范围较小但整体呈下降趋势;根据水土资源匹配状况与农业产能的差异性,将江汉平原划分为了4个区域。[结论]江汉平原地区水土资源匹配程度较差,并长期落后于全国平均水平,总体呈现出"东西高,中部低"的格局。降水的分布不均和社会经济高速发展引起的水土资源供求矛盾对水土匹配具有明显的影响作用。     

基于ArcGIS Engine的区域农业资源管理信息系统设计

农业资源是农业生产的物质基础,农业资源的信息化管理及应用是区域农业可持续发展的重要保障。本研究利用ESRI公司的二次开发工具ArcGISEngine,在VisualBasic环境下运用空间数据引擎结合数据库技术,进行了区域农业资源信息系统的设计开发。该系统能够方便的组织管理农业资源信息,友好的人机交互界面方便用户查询,输出分析与制图信息,其功能模块可对农业资源信息数据进行专业化的分析和挖掘,实现耕地地力评价、测土配方施肥、农田监测、农田水利管理等专业应用,为区域农业资源的信息化、农业生产实践的科学决策提供信息和技术支撑。