河南省耕地集约利用时空变化特征研究

耕地集约利用水平影响着国家粮食安全及区域的可持续发展,以河南省18个地级市为评价单元,采用最优组合赋权法、协调度评价模型、聚类分析法、GIS空间分析方法定量分析了1989—2008年间河南省耕地集约利用水平的时空变化特征。结果表明:1989—2008年间河南省耕地集约利用水平呈波动上升的趋势,其耕地投入强度和利用效益对耕地集约利用水平影响较大;省域范围内耕地集约利用水平空间差异显著,呈现4级分布,河南北部、东部、南部地区耕地集约利用水平较高,中部次之,西部相对较低;区域间投入强度、利用程度和利用效益差异明显,且出现错位发展。1989—2008年间河南省耕地集约利用水平逐步提高,平原地区的耕地集约利用水平高于山地丘陵地区,且向山地丘陵地区不断扩展,评价结果与现实情况基本一致。     

中国近30a耕地变化时空特征及其主要原因分析

随着中国经济的快速发展和人口的不断增加,在各项建设占用大量耕地和生态退耕与环境保护措施的双重影响下,中国的耕地面积在持续减少。对中国耕地随时间变化规律的认识以及其空间分布变化趋势的把握已成为重要的研究内容,这对于研究区域粮食安全和区域可持续发展也有重要的指导意义。该文在中国长时间序列土地利用动态时空数据库的支持下,对中国1987年到2010年的耕地变化过程进行了全面分析,揭示了中国近30 a来耕地变化的时空特征,分析了其变化的主要原因。研究表明,自1987年以来,中国原有耕地不断减少,北方地区为主的新垦耕地持续增加。以2000年为转折点,1987年到2000年耕地总面积略有增加,2000年到2010年耕地总面积逐步减少,近30 a间,耕地总量相对稳定。比较而言,2000年以前的耕地增加速度明显高于2000年以后的耕地减少速度。到2010年全国耕地总面积呈南减北增、减少速率最快的区域集中于长江三角洲、珠江三角洲地区,而增加速率最快的区域集中在新疆、黑龙江以及内蒙古部分地区。建设用地对耕地的占用持续强烈并有加强趋势,生态建设占用耕地是生态脆弱地区耕地面积减少的主要原因,对耕地的占用比例仅次于建设用地。对草地、林地的开垦是全国新增耕地的主要来源,对未利用土地的占用有增强趋势,近年来,包括盐碱地;沼泽地,甚至是沙地、戈壁等未利用土地被改造成耕地,同时也会带来区域水资源和环境等方面的一系列问题,尤应慎重。     

2009—2018年湖南省县域耕地时空演变及其驱动力

[目的]分析近年来湖南省县域单元耕地的时空变化特征及驱动力,为耕地保护政策的制定提供决策依据。[方法]基于湖南省2009—2018年的土地利用变更调查数据库,利用耕地变化动态度、景观格局指数和地理探测器模型,从数量规模、景观格局和驱动力等方面分析湖南省县级行政单元的耕地变化。[结果](1)2009—2018年,湖南省耕地总量累计增加379.02 km²。新增耕地主要分布在环洞庭湖地区、湘中盆地群和湘西北等土地整治重点地区。(2)在土地综合整治等工程的积极作用下,湖南省耕地图斑形状趋于规整化;而受城镇化和基础设施建设的影响,全省耕地破碎化趋势明显。(3)地方财政收支情况、人口增长和地形条件是湖南省2009—2018年间耕地变化的主要驱动力因子。各驱动因子之间通过双因子增强和非线性增强等交互作用实现对耕地时空变化的综合影响。[结论]湖南省耕地保护成效显著,但依然面临许多挑战。新时期全省耕地保护应该处理好国土空间开发与保护之间的关系;新增耕地的开发应当更加注重对农村低效建设用地的复垦而减少对生态空间的挤占;优化耕地保护政策,切实提高现有耕地的经济产出效益,发挥市场机制在...     

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.     

珠三角耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素分析

为推进珠三角耕地保护、优化耕地利用格局,将耕地利用转型内涵进一步深化,从结构、效率和功能3个维度构建指标体系,运用熵权法、ArcGIS空间分析和灰色关联分析等方法揭示了珠三角地区耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素。结果表明：(1)区域耕地利用形态诊断可以从结构、效率和功能三方面度量;(2)珠三角整体耕地利用综合转型水平呈上升态势,城市间综合转型水平差异明显并呈缩小趋势;(3)珠三角耕地利用综合转型在空间上呈“核心—边缘”分布特征,中心城市转型水平较低;(4)各市在结构、效率和功能转型3个层面的得分具有不均衡性,转型优劣有所差异,其中深圳效率转型指数上升293.12%,广州结构转型指数下降19.76%,中山功能转型指数下降20.69%。(5)城镇化率、人均GDP和人均固定资产投资对耕地利用转型的影响较为显著。综上,珠三角耕地利用朝优化方向转型,但区域间转型差异仍不可忽视。人口和社会因素对珠三角耕地利用转型具有较大的推动作用。     

陕西省耕地质量时空变化特征及其分异规律

为从省域层面、地理区域、市域层面等3个空间尺度系统分析陕西省耕地数量和质量时空变化特征及其分异规律,以期为保护耕地资源、划定基本农田区、制定耕地质量管护对策等提供科学依据。该文基于陕西省2005—2015年长时间序列的耕地分等评价数据,采用GIS的空间分析、数理统计分析、地统计学分析等方法,结果表明:1)陕西省耕地数量在2005—2015年间整体呈下降趋势,近些年通过占补平衡及高标准农田建设,减少趋势已得到遏制,基本达到耕地数量动态平衡;2)陕西省耕地质量整体不高,平均利用等11.33;近十年来全省耕地质量总体上变化不大,但呈下降趋势;3)陕北地区作为陕西省耕地后备资源,积极开展土地整治工程,同时进行生态建设,耕地数量和质量均有所提升。该项研究成果为土地整治等耕地质量建设提供科学依据,为基本农田划定、占补平衡等耕地质量管理提供了基础支撑。     

子午岭地区土壤保持服务时空变化及其影响因素

土壤保持是黄土高原首要的生态系统服务功能,对于黄土高原地区生态经济可持续发展至关重要,开展该区域的土壤保持变化和影响因素研究十分必要。基于退耕还林还草背景,综合使用InVEST泥沙输移比模块、空间自相关、地理探测器等方法模型对2000—2017年子午岭地区土壤保持服务时空变化及影响因素进行了分析。结果表明:2000—2017年,子午岭地区大量耕地转为林地和草地,土壤保持服务有所增强,其中林地的单位面积土壤保持量最高;土壤保持随海拔呈先增后减趋势,随坡度的增大而增大,区内西坡和东坡处土壤保持量最高;子午岭地区土壤保持变化的空间自相关程度高,空间聚集类型主要有高高型和低低型,高高聚集区位于东北部,低低聚集区主要分布在西北部。地理探测结果显示,因子变化对土壤保持变化均起交互增强作用,高高聚集区受NDVI变化的作用最大;低低聚集区主要受降水和土地利用强度变化的影响,不显著区域受各因子的影响微弱,整个子午岭地区土壤保持变化主要受降水、GDP密度、还有人口密度和NDVI变化的影响。     

中国耕地流转时空特征及影响因素分解

通过耕地流转实现农业适度规模经营,是解决"谁来种田"的关键。分析各因素对耕地流转的作用及影响强度,识别其主导因素,对促进耕地适度规模经营具有积极意义。该文运用对数平均迪氏分解方法(logarithmic mean weigh Division index method,LMDI)建立因素分解模型,定量评价并对比分析2008?2014年间中国省域耕地流转变动的驱动因素。研究结果表明,1)2008?2014年,中国耕地流转面积累计增长了1.96?107 hm2,增长2.7倍,年均增长率达到24.40%,京津地区、黄淮海地区、长江中下游地区、东北地区等经济活跃或优势农业产区的耕地流转发展较快。2)经济因素、农民增收因素、农机化因素对耕地流转有显著的正向作用,其中农机化因素对耕地流转的促进作用最大,研究期内农机化累计效应促进耕地流转率提高18.16%,经营意愿因素对耕地流转有显著的负向影响。3)区域之间4个分解因素的累计效应存在显著差异。总体而言,经济效应促进了华东与华南地区耕地流转率的显著提高,农民增收效应主要促进了华东地区耕地流转率提高,农机化效应促进了大部分地区耕地流转率提高10%以上,但华南与西南地区相对较低。     

湖北县域土地整治新增耕地的时空特征及其影响因素分析

为加强对湖北省土地整治新增耕地数量时空格局的认识,以2001-2010年批复实施的土地整治项目为基础,以县域为研究单元,运用区位基尼系数、地理集中度和地理探测器模型等研究方法,分析了全省土地整治新增耕地数量的时空差异及其影响因素。结果表明:随着城镇化的快速发展和土地整治资金、技术的持续投入,2001-2010年湖北省土地整治新增耕地总量呈显著增长趋势,地理分布上表现为高度集聚;2001-2010年县域新增耕地数量具有明显的地域差异性,其地理重心呈现了由西向东、由南向北偏移的运动轨迹;县域新增耕地来源结构以整理来源型、开发-整理来源型和综合来源型为主,区域差异特征明显,鄂西南山地区、鄂中平原区和鄂东丘陵区的新增耕地主要为整理来源型,鄂北岗地区主要为开发-整理来源型,鄂西北山地区以及黄石、随州、孝感等地多为综合来源型;2010年县域新增耕地数量空间格局的主要影响因子及其影响力为耕地面积(24.26%)、地貌类型(23.65%)、项目投资(19.94%)、建设规模(18.16%)和人均GDP(11.05%),自然条件和土地整治政策为主要影响要素,社会经济要素对2010年新增耕地数量空间分异的影响偏小。该研究为湖北省土地整治战略制定和重大工程布局安排提供科学依据。     

西藏阿里地区耕地的时空分异特征及其影响因素

研究西藏阿里地区耕地时空分异特征,为阿里土地利用现状、农业用地规划、耕地可持续发展等提供参考。该研究基于Google Earth 高分影像,目视解译获取2005、2013和2020年3期阿里地区耕地数据,运用ArcGIS软件识别耕地时空分异及影响因素。结果发现：1)阿里地区耕地分散破碎,以普兰县西南部和札达县中部的河谷地带较集中,且以小斑块为主。2)在空间分异上,耕地主要分布于海拔3500～4500 m、坡度0～6°、坡向西南方、年均降水量0～25 mm、年均温0～5℃、距道路和河流< 200 m的区域。3)在时间分异上,2005—2020年,耕地面积整体呈增长趋势,集聚区呈多区域化。阿里南部地区增加缓慢甚至有下降趋势,北部地区增加明显。总体而言阿里地区耕地以区位条件和水热条件为基础条件,并受人口数量、非农化发展水平、市场需求等影响存在时空分异特征,且不同地区耕地分布和面积变化存在差异。     

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。     

鄂西南地区土地利用格局时空变化及轨迹特征分析

准确识别土地利用格局时空演变规律和轨迹特征,对科学推进该地区生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。采用1990年、2005年和2018年3期土地利用数据构建鄂西南地区土地利用变化轨迹序列,利用土地利用变化各项指数、弦图可视化、标准差椭圆方法,从地类总量变化特征、数量变化轨迹特征和空间变化轨迹特征3个方面开展,揭示近30年来鄂西南地区土地利用格局时空演变特征与变化趋势。结果表明:(1)土地利用总量变化稳定性特征明显。林地和耕地始终是研究区主要土地利用类型,耕地持续减少,建设用地持续增加,土地利用变化活跃但整体态势平缓。(2)土地利用格局数量变化轨迹主导性特征鲜明。1990—2005年以耕地和林地之间相互转换及林地的流出为主,2005—2018年以耕地、林地和草地之间的相互转换、建设用地的进一步扩张为主,整体上地类的变化表现为空间位置上的转移。2005—2018年比1990—2005年土地利用变化类型更多样,土地利用变化行为更活跃。(3)空间变化轨迹集聚性和分异性特征显著。2005—2018年综合土地利用动态变化强度更大。近30年来研究区土地利用格局变化重心、面积、方向和扩散趋势存在空...     

黄河西岸陕西各县市耕地质量时空变化特征及其分异规律

为推动黄河流域高质量发展,以黄河流域为地理单元,从县域层面系统分析黄河西岸陕西各县市耕地数量和质量时空变化特征及其分异规律。基于陕西省2005-2018年耕地质量等别评价成果,采用动态度模型法、面积加权平均法、耕地质量区位指数法、重心迁移模型法研究黄河西岸陕西各县市耕地质量变化。结果表明:(1)时间上,2005-2018年黄河西岸陕西各县市耕地资源数量上表现下降趋势,质量上平均利用等别不高且变化不大。数量方面:年平均下降率为5.86%,在2005-2010年、2010-2015年、2015-2018年为先下降、后上升、再下降的变化态势,平均年变化率分别为17.46%,3.58%,1.60%,耕地数量变化更加平稳;质量方面:2005年、2010年、2015年、2018年平均利用等别不高且变化不大,分别为12.46,12.60,12.50,12.50。相比全国平均耕地利用等9.96,黄河西岸陕西各县市耕地利用等处于较低水平,相比陕西省平均利用等11.34,耕地利用等约低于省内一个等。(2)空间上,2005-2018年黄河西岸陕西各县市耕地质量大致呈现自南向北逐渐降低的分异格局。区位指数角度:位于关中平原的潼关县和大荔县耕地利用等较高,为高等地的聚集区,但开展城市建设占用优质耕地,补充一般耕地,造成耕地质量有所下降。陕北地区耕地质量较差,中、低等地的区位指数较高,由于积极开展土地整治工程耕地利用等别均有提升。重心迁移角度:高等地重心在2005-2018年期间处于大荔县,中等地重心由合阳县向黄龙县迁移,低等地重心由佳县迁向米脂县,再迁回佳县。且中等地重心坐标迁移量>低等地重心坐标迁移量>高等地重心坐标迁移量。黄河西岸陕西各县市耕地数量、质量变化均愈加平稳,耕地质量大致呈现自南向北逐渐降低的格局,应保证潼关县和大荔县耕地质量不降低的同时保持黄河西岸陕北县市耕地质量增长趋势。本研究成果为黄河流域生态保护提供耕地管护支持,为基本农田划定、国土空间规划编制和耕地质量管理提供了基础支撑。     

基于非期望产出的河北省耕地生态效率时空演变及收敛性分析

为探究河北省耕地生态效率内在提升机制以及实现耕地经济、社会、生态综合效益最大化,以河北省137个县域为单元,利用非期望SBM模型测度2000—2017年河北省县域耕地生态效率,并从省、市、县层次分析耕地生态效率的时空特征,运用空间自相关探寻空间作用关系,采用收敛模型进行了收敛分析。结果表明:(1)从省、市角度来看,河北省耕地生态效率在研究期内大致呈现先下降后上升的趋势,即由0.773下降到0.563,再上升到0.796,效率水平还有待提高。(2)从县域来看,整体上各县耕地生态效率水平有所提升,但处于无效状态的县域单元较多,占总单元的89.1%,并且在空间上存在一定的聚集效应。(3)从收敛性情况来看,河北省全省和北部、中部的耕地生态效率整体上均存在不稳定的σ收敛,而南部不存在σ收敛。同时河北省耕地生态效率存在绝对β收敛,主要体现在北部、中部、南部之间,其内部不存在绝对β收敛。河北省耕地生态效率尚存较大提升空间,北部、中部、南部区域内部各县耕地生态效率差异正逐步扩大,区域内各县未来应加强合作,促进区域各县农业协调发展。     

中国第二次土地调查以来省域耕地利用时空变化

[目的]分析和研究全国第二次土地调查(简称"二调")以来各省级空间地域单元的耕地利用现势分布和省域耕地利用的时空特征,以期寻求促进耕地资源可持续利用的针对性政策改进措施。[方法]基于2009—2016年全国和省级年度土地利用现状数据,利用GIS空间分析、数学指数模型等方法进行研究。[结果]①2009—2016年间中国耕地面积总体呈减少趋势,其中旱地减少面积多于水田、水浇地增加面积,耕地总面积共减少4.64×10~5 hm~2,但基于各省域间资源禀赋的异质性和社会经济发展差异,耕地面积分布与利用呈现出明显的差异性。②受不同阶段耕地保护政策的影响,耕地面积在时间和空间不同维度上均或多或少受政策调控,这是形成耕地利用时空变化格局的重要原因。③中国的耕地保护政策需要在耕地利用的时空变化分析基础上进一步加以科学优化,并积极引导区域耕地利用与资源环境协调发展。[结论]现阶段耕地资源利用具有较强的空间、时间异质性和动态变动性特征,而全国省域耕地利用变化过程受到全局性和区域性政策演进与人类活动定向干预的双重作用,亟需在及时跟进和把控耕地变化特征差异的基础上,通过适时合理的政策调控实现对省域耕地资源差异化保护和利用,以保障粮食安全和协调资源匹配,促进区域可持续发展。     

中国粮食主产区耕地利用效率区域差异及影响因素——基于179个地级市的实证研究

[目的] 粮食主产区在实现粮食稳产保供中具有重要的战略地位。研究粮食主产区的耕地利用效率及其时空演变特征,旨在为促进粮食主产区耕地资源高效利用、保障粮食安全及实现农业可持续发展提供参考。[方法] 创新性地运用两阶段动态网络DEA模型,测算粮食主产区2010-2020年179个地级市耕地利用效率,并通过ArcGIS可视化技术和核密度估计分析其时空演变特征,构建Tobit模型并探究耕地利用效率影响因素。[结果] 2010-2020年粮食主产区整体效率水平呈"小幅下降-快速上升-波动增长"的阶段趋势,整体效率水平偏低,仍具有较大提升空间。分阶段来看,生产阶段效率水平始终高于消费阶段,且两阶段效率水平差距有进一步增大的态势;粮食主产区耕地利用效率提升受两阶段效率水平共同作用的影响,生产阶段是效率提升的主要动力,阻力来自于消费阶段效率。分区域来看,松花江流域>长江流域>黄河流域的耕地利用效率,区域不均衡性显著。从空间上来看,整体效率、生产阶段效率高值区呈东北-西南空间分布,并逐渐形成"高-高"集聚和"低-低"集聚的空间格局,消费阶段效率高值区呈离散化分布格局,并未呈现出向提升方向收敛的发展态势。整体、生产阶段和消费阶段的外部影响因素不尽相同,涉及社会经济发展水平、城乡发展水平、科技水平及农业基础设施建设。同时不同因素对不同区域的整体及各子阶段耕地利用效率作用强度及作用方向也存在显著差异。[结论] 未来粮食主产区不但要探索区域差异化耕地利用路径,加强各地级市间合作,更要在提升生产阶段效率的同时,重点关注各地级市消费阶段效率提升收敛速度以及与生产阶段效率差距之间的协调。     

江西省耕地压力时空差异分析及预测

根据最小人均耕地和耕地压力指数模型,结合GIS软件,分析了1981年以来江西省耕地压力时空变化规律,并运用平滑预测理论,对2007-2015年人均耕地面积、最小人均耕地面积以及耕地压力指数进行了预测.结果显示:1981-2006年江西省耕地压力指数呈波动式上升趋势,耕地压力地区差异明显:未来9年内,人均耕地面积继续减少,耕地压力指数随之进一步增加,到2015年人均耕地面积将减少到0.0306 hm2/人,耕地压力指数随之达到1.61,耕地压力更加明显,粮食安全受到威胁.限制非农占用耕地、优化用地结构、增加复种指数、提高耕地效益,是降低耕地压力、减缓人地矛盾的有效对策.     

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。     

中国省域土地整理复垦开发补充耕地的空间效应

采用空间计量经济学、空间回归模型方法,对中国省域土地整理复垦开发补充耕地的空间特征,以及土地出让纯收益对土地整理复垦开发补充耕地的空间相关性程度进行了分析。结果表明：1999年和2003年中国土地整理复垦开发补充耕地呈离散布局,空间分布规律不明显,2007年从东到西主要在江苏-河南-陕西-甘肃一线呈现阶梯状递减。通过空间回归分析表明土地出让纯收益对土地整理复垦开发补充耕地在空间上具有一定的相关性,但相关度并不是特别高。土地整理复垦开发补充耕地除了受土地出让纯收益影响外,还受土地后备资源禀赋、政策等因素影响。