安宁河流域土地利用地形梯度分异及其转型驱动因素

【目的】研究安宁河流域土地利用的时空演变、地形梯度分异特征及其转型的驱动因素，为区域土地利用规划及土地资源管理提供理论依据。【方法】选取海拔、坡度和地形起伏度3个地形特征，基于土地利用、自然环境和社会经济数据，借助CA-Markov模型、PLUS模型和地形分布指数等方法，分析2000—2020年安宁河流域土地利用时空演变特征、驱动机制和地形梯度分异，并进行2030年未来情景模拟。【结果】2000—2020年，安宁河流域土地利用以林地和耕地为主，二者分别占61.74%和24.86%以上；其次为草地和建设用地，分别占8.40%和1.02%以上；水域和未利用地面积较少，占比均低于1.13%。2000—2020年林地和建设用地迅速增长，其余地类不同程度减少，耕地、林地和草地与其他地类转化强烈。2020—2030年建设用地和林地有缩减趋势，其余地类呈增长趋势。耕地、建设用地和水域集中在地形起伏较小的低中海拔河谷地带，林地、草地和未利用地集中于地形起伏较大的中高海拔山区。海拔、坡度和人口密度是影响耕地、林地和未利用地变化的主要驱动因素，GDP、距水域和高速公路距离为草地、水域和建设用地变化的主要驱...     

地形梯度下吉泰走廊县域土地利用格局时空分析

为提高土地利用结构决策的科学合理性,探索适宜的土地利用模式。以吉泰走廊典型浅山丘陵区吉水县为例,解译遥感影像(2000、2010和2015年)得到土地利用基础数据,基于DEM数据提取地形起伏度、地形位指数和土地利用结构信息熵等指标,系统地分析了吉水县2000—2015年土地利用类型和土地利用结构在地形梯度上的时空变化特征,揭示了地形因素对土地利用图谱变化的影响。结果表明:(1)吉水县以林地和耕地为主,整体呈"北耕南林"分布;2000—2015年建设用地增加了118.60 km~2,园地减少了94.56 km~2,耕地面积减少了44.15 km~2,耕地、园地、林地是建设用地增加的主要来源,建设用地与耕地之间存在相互演替现象。(2)15年间,在低地形梯度上农用地被建设占用现象严重,其中89.27 km~2耕地被建设占用,新增建设用地的分布在坡向上无明显特征。林地分布指数随地形梯度的上升逐渐增大,园地上升了2个优势地形位。(3)15年间,土地利用结构的有序度和均衡度最大值均出现在中低地形梯度上,且随地形梯度的上升逐渐显现优势度;同一地形因子上,2015年土地利用结构均衡度皆高于2000年和2010年。(4)平坡、低地形梯度区域土地利用图谱转换最为频繁,稳定型图谱在高地形梯度上具有分布优势,变化型图谱慢慢从地形平缓区域向地形起伏度较大、坡度陡的区域转移。研究结果可为优化土地利用模式提供一定的决策参考。     

1985-2020年海伦市耕地质量遥感监测与空间格局变化分析

耕地数量和质量变化直接关系到国家粮食安全,海伦市是中厚层典型黑土区,是黑龙江省重要的商品粮食县。为了揭示东北典型黑土示范区海伦市耕地质量时空变化特征,本研究利用Landsat系列卫星遥感影像进行每五年为一期,共8期的长时序分析,建立基于压力-状态-响应模型(Pressure-State-Response, PSR)的耕地质量评价方法,运用层次分析法为各评价指标赋予权重,结合专家评分与线性内插法实现评价因子的定量评价,最终将各评价因子进行空间权重叠加获得1985-2020年海伦市耕地质量评价结果。结果表明,海伦市1985年耕地质量优于其他年份,一级、二级和三级耕地面积减少,五级耕地面积明显增加;海伦市东部耕地质量高于西部,1985-2020年四级、五级耕地主要分布在西南部以及中部地区的部分区域;1985-2020年一级、二级耕地集中分布在东部及双录乡附近;本研究将遥感技术引入耕地质量评价中,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。     

东北黑土区农业干旱脆弱性及其应对策略研究——以黑龙江省为例

为揭示东北黑土区农业干旱脆弱性的时空演化过程与特征，本研究以黑龙江省为例，从暴露水平、敏感程度和适应能力的视角，构建了农业干旱脆弱性评价模型，解析了2000—2020年黑龙江省水稻、玉米、大豆的干旱脆弱性的时空演进过程与特征。结果显示：2000—2011年农业干旱事件频发，其中有8个敏感事件和11个韧性事件，2011年以后再无农业干旱事件发生，2011—2020年水稻、玉米和大豆的干旱脆弱性较2000—2010年分别下降了46.14%、51.50%和38.53%；受作物生育需水量与地区降水不匹配的影响，大豆、水稻的干旱脆弱性相对较高。研究表明，黑龙江省农业干旱脆弱性总体呈先增强后减弱的演进趋势，呈北高南低和东西高、中部低的空间分布格局。基于该结果，本研究提出了旨在提升东北黑土区农业适应气候变化韧性的政策及措施建议。     

重庆市县域尺度地形起伏度与多维贫困的耦合关系研究

选取重庆市有扶贫开发任务的32个区县作为研究区,基于遥感数据和统计数据,采用地理信息技术,构建县域尺度多维贫困指标体系,测算地形起伏度和多维贫困水平,并进一步分析两者间耦合关系.结果表明:(1)重庆市整体地形起伏度较大,大多数区县处于中等及以上起伏区,地貌环境存在明显劣势.各区县之间的地形起伏度差异明显,东北部略高于东南部,明显高于西部,整体呈东北、东南向西逐渐递减的趋势.(2)重庆市32个区县的整体多维贫困程度较高,各地区差异较大.多维贫困程度较高的区县集中在东北部和东南部,西部以主城区为中心,多维贫困指数呈放射型向周边扩散升高,但整体仍低于东部.(3)重庆市多维贫困程度较深的区域受较高地形起伏度的影响较大, 32个区县整体地形起伏度和多维贫困耦合度较高,中等及以上耦合度区县占比81.25%,在西部部分地区耦合度变化逐渐明显;耦合协调度最高的区域在东北部边缘和武隆区,并向周边区县均匀扩散降低,在西部边缘区域达到最低.     

基于DEA-ESDA模型的江苏县域耕地 利用效率时空格局分析

以我国发达地区江苏省为研究案例地,构建县域耕地利用效率评价指标体系,运用改进DEA模型来测度2000—2015年江苏县域耕地资源利用效率水平;结合ESDA分析模型,从全局和局部空间自相关视角上分析江苏县域耕地利用效率时空分异格局。结果表明:(1)2000年以来江苏县域耕地利用效率呈现提升态势,且技术效率变动是主导驱动。(2)全局上江苏县域耕地利用效率呈现出正的空间相关性特征,表现高(低)-高(低)空间集聚模式;局部上效率H-H形成"苏州-无锡"核心区县(市)空间集聚,L-L区主要分布在苏北地区县(市)。(3)人均GDP、有效灌溉面积、财政支农及受灾面积等是影响江苏县域耕地利用效率时空演化的主要因素。(4)从完善基础设施、加强科技投入及强化耕地整治等方面提出江苏县域耕地利用效率优化提升的政策建议。     

广西耕地利用形态时空演变格局与驱动因素研究

基于1995、2005、2015年3期广西土地利用现状,结合ArcGIS、Fragstats和SPSS软件,定量刻画广西县域耕地利用形态的时空特征,揭示不同时段耕地利用形态分异规律并识别主要驱动因子。结果表明,①1995—2015年广西耕地总面积增加,时间序列上呈先增后减趋势,1995—2005年耕地增长率与2005—2015年减少率高值中心具有较强的空间吻合性。②1995—2005年新增耕地主要来源于林地和草地,2005—2015年部分耕地转换为林地、草地和建设用地。③耕地景观的破碎化程度呈先降低后升高的趋势,连通性、聚集度以及优势斑块在区域中的支配作用均先增强后减弱。④耕地利用变化是地形条件、经济发展、人为干预等多重因素综合驱动的结果。在不同地形起伏度范围内,耕地利用变化具有不同的时空特征。地区经济发展、城镇化水平、农民收入水平、区位条件、第一产业所占比重、乡村人口数量是广西耕地利用形态变化的主要驱动因子。     

河北省县域粮食单产及其生产投入要素的时空分异 ——基于1990-2010年统计数据的实证分析

以河北省147个县域为研究单元,借助数理统计和GIS空间分析等方法,揭示1990-2010年粮食单产及其驱动因子的时空演化特征。结果表明:①县域粮食单产“中部高、东西两侧低”与“中南部高、北部低”的层次分异格局非常明显;②县域粮食单产以普遍上升为主,单产水平较高的区域沿京广铁路和京哈高速公路向左右两侧扩张,单产水平较低的区域集中分布在河北北部和河北西部,海河冲积平原区粮食单产上升幅度较快;③县域粮食单产的驱动因素呈现为非均衡联动的局域性特征,耕地有效灌溉面积比重对粮食单产的影响最显著。与1990年相比,2010年4种投入要素对粮食单产的影响系数均在下降,系数为负值的县域明显增加,表明部分县域农业生产投入对粮食单产的边际效应已经达到递减阶段。因此,应结合县域粮食单产的现状和驱动因子的效应机理,积极采取相应措施以保障京津冀地区的粮食安全。     

基于MODIS数据的内蒙古地形因子对火灾分布的影响分析

了解火灾与地形因子的关系是深入研究火灾空间分布格局、火灾风险科学管理的重要前提。本研究基于MOD14A1/MYD14A1热异常产品数据集提取内蒙古2000—2015年的火点信息,结合研究区DEM数据,提取相关地形因子,并在此基础上分析区域尺度背景下的地形因子与火灾分布关系。结果表明:1)采用均值变点分析法,确定内蒙古地形起伏度的最佳统计单元为0.52 km2;2)火灾分布在地形因子的作用下表现出一定的地形梯度性。火点个数随高程的升高呈现先增大后减小的变化趋势,而火点个数随坡度和地形起伏度的增大呈现逐渐下降的趋势;3)火点分布最多的高程、坡度、地形起伏度区间分别为80~700 m、0°~7°、1~70 m,火灾多发生在高程低、地形平坦、起伏小的地区,这类区域一般人类活动频繁,为火灾的发生提供了机会;4)在火点分布最多的地形区间内,不同土地利用类型上的火点个数分布排序为草地>耕地>林地>其他类型。      

基于协调度模型的河北省人口-耕地-粮食协调关系研究

应用协调度函数模型对河北省11个地级市的2000—2011年人口-耕地-粮食系统协调度进行综合评价,分析各区域协调度的时空变异。结果表明,河北省11个地级市人口-耕地-粮食协调水平总体不高,处于基本协调水平。从时间序列上看,2000—2011年各市协调度C值随着时间的延续呈波状起伏变化,协调关系稳定性较差;从空间序列上看,协调度等级在地域上呈不规则分布,地域差异不明显。该研究结果可为河北省人口-耕地-粮食协调关系水平的提高以及农业生态经济系统的可持续发展提供科学依据。     

东北黑土区典型县域耕地细碎化空间格局及影响因素分析

揭示东北黑土区典型县域耕地细碎化空间格局及影响因素，可以为黑土区高标准农田建设、三轮土地承包及黑土地保护等提供依据。本文以拜泉县作为研究区，运用熵值法测算各指标权重并求得耕地细碎化综合评价值，并通过皮尔森相关系数分析法计算各影响因素的作用强度。结果表明：1）耕地景观细碎化深受地形影响，丘陵与平原交界地区耕地细碎化水平最高，丘陵地区其次，平原地区最低。耕地权属细碎化受到土地分包方式、户均耕地面积等影响；2）耕地细碎化模式中，“景观低度细碎化-权属低度细碎化”和“景观低度细碎化-权属中度细碎”占主导地位，占比分别为33.33%、17.20%；3）耕地细碎化影响因素主要为权属、设施和自然切割力。权属切割力呈现高度负相关，设施和自然切割力呈现中度正相关，相关系数分别为-0.775、0.617、0.661，权属切割力的影响最大。拜泉县耕地细碎化空间分异特征明显，可从景观与权属双重视角下探索东北黑土区耕地细碎化治理对策，为推动农业现代化和制定耕地第三轮承包政策提供参考。     

中国黑土区耕地利用效益评价及问题诊断——基于粮食安全与黑土保护双重背景

为分析黑土区耕地利用效益现状并诊断效益提升过程中所面临的问题，基于2000—2020年中国黑土区耕地利用过程中的农业农村生产生活数据，从经济、社会和生态角度构建黑土区耕地利用效益评价指标体系，采用熵权TOPSIS模型测算耕地利用效益，并运用问题诊断模型识别效益提升中的问题，比较分析所涉各省(自治区)耕地利用综合效益及问题空间分异特征。结果表明:1)2000—2020年，黑土区耕地利用的经济、社会和生态效益以及综合效益呈现明显的整体上升态势，其中综合效益呈现“前期低速发展，中前期快速提升，中后期缓慢增长，后期波动提高”的变化趋势；2)社会效益是目前制约黑土区耕地利用效益提升的主要因素。截止到2020年，人均粮食产量、单位面积耕地产值以及人均耕地面积是限制黑土区耕地利用效益提高的主要影响因子；3)从省域角度来看，2000—2020年各省(自治区)耕地利用的综合效益不断提高。综上，目前制约黑龙江省耕地利用效益提高的是经济和社会子系统，而吉林省应注意缓解对生态子系统的压力，辽宁省经济和生态效益问题较显著，内蒙古自治区应关注社会和生态效益。本研究可为黑土地资源的可持续利用提供科学依据和政策启示。     

柳州市耕地地力等级及中低产田（地）指标评价

以〈全国耕地类型区、耕地地力等级划分标准〉、〈广西中低产田调查与指标评价（耕地质量建设）实施方案〉为依据,对柳州市耕地地力等级及中低产田（地）指标进行综合评价分析.结果表明,柳州市耕地地力分为9个等级,以3～9级为主,其中1、2等耕地占全市总耕地面积的3.83%,是柳州市粮食及蔬菜的重要产区;3～9等耕地占全市总耕地面积的96.17%,是柳州市粮食、甘蔗、桑蚕、水果等作物主要产区,也是中低产田（地）主要分布区.针对柳州市中低产田（地）形成的主要原因,提出实施耕地质量保护工程、严格耕地质量监测和管理制度、大力推广耕地质量提升关键技术等改良建议,以提高作物产量和品质,促进农业生产可持续发展.     

基于熵权-集对模型的耕地面源污染生态风险评价与防控——以新疆昌吉州为例

为构建以化肥、农药、农膜为主要风险源的生态风险评价与防控模型,基于熵权-集对分析模型尝试评价新疆昌吉州不同县市空间区域耕地面源污染风险等级异质性。结果表明,2004-2017年昌吉州化肥施用总量、农药使用总量和农膜使用总量逐年大幅增加,呈现未来增长态势。耕地质量等别年度监测数据的样本调查结果显示,土壤理化性质、质地、结构等多项指标均呈现不同程度的恶化。昌吉州耕地面源污染的生态风险强度区空间上主要分布于昌吉州西部的昌吉市、呼图壁县和玛纳斯县,生态风险中度区主要分布于昌吉州中部的阜康市、吉木萨尔县,生态风险轻度区主要分布于昌吉州最东部的奇台县和木垒哈萨克自治县。研究表明,新疆昌吉州耕地面源污染存在空间格局的生态风险异质性,呈现东、中、西污染聚集且由西向东依次减轻的空间分布规律,耕地面源污染的生态风险与区域产业经济发展、农民传统耕作方式、水文地质条件、地理位置、周边环境基础状况等因素相关。基于此,运用Bow-Tie模型构建了耕地面源污染生态风险的防控与差异化治理体系。     

县域耕地质量等别监测分区布点研究

为准确掌握耕地质量等别空间分布特征,提高县域耕地质量监测效率,完善其监测体系,本研究以广州市从化区为例,基于耕地质量监测成果以及土壤、环境因子等数据,通过空间统计学、空间叠加等方法对县域耕地质量等别监测分区布点进行研究。结果表明,考虑土壤、地貌、土地利用水平、土地经济效益以及耕地质量渐变类型等因素,从化区共划分为26个耕地质量监测区。依据空间分层抽样原理,结合研究区内国家标准样地、沟渠、道路、村庄、基本农田等因素在空间上对监测样点进行调整,最终确定了111个监测样点。经统计检验表明,监测样点在总体耕地分等单元中具有较高的代表性。以此建立的县域耕地质量监测体系可为自然资源部门的耕地质量监测监管提供技术支持。     

基于人粮关系的关中-天水区土地资源承载力时空差异研究

以人粮关系为基础,基于GIS空间分析功能,采用土地资源承载力和土地资源承载指数模型,定量分析了"十一五"和"十二五"规划期间,关中-天水区县域尺度土地资源承载力的时空差异性。结果表明,2006—2015年期间,关中-天水区土地资源承载指数的平均值为1.377,土地资源超载率为22%,总体上处于人口超载状态;对比分析2个5年时间段,土地资源承载力提高的区县有19个,占研究区县总数的29%,主要分布在区域的西北和东北部,包括天水市、咸阳市、铜川市和渭南市的部分区县;土地资源承载力降低的区县有46个,占研究区县总数的71%,主要分布在区域的中部和南部,包括宝鸡市、西安市、咸阳市和商洛市的部分区县等。研究为区域土地资源开发、人口布局、粮食安全保障以及可持续发展提供了科学依据,也为区域更好地落实"十三五"规划中的耕地保护、粮食安全等政策提供了参考建议。     

农田防护林体系对蒙城试区农业持续发展的作用

通过农田防护林体系对粮食产量、调节农田小气候、抵御自然灾害的效益分析 ,阐明了农田防护林体系在砂姜黑土区农业持续发展中的作用 ,为淮北砂姜黑土区农业持续发展中的农田防护林建设提供了理论依据和样板。     

山东省耕地后备资源宜耕性评价

从生态环境、立地条件、区位指标等3个方面选取了9个评价指标,采用极限条件法对山东省耕地后备资源宜耕性进行评价,并分析不同类型耕地后备资源的空间分布特征。结果表明:山东省耕地后备资源面积为2 100.09km~2,仅占山东省土地总面积的1.33%,其他以草地为主。空间分布呈现出不均衡性,东营市和德州市耕地后备资源数量较多,面积分别为266.59和210.91km~2;青岛市、聊城市、淄博市和威海市耕地后备资源较少,占山东省耕地后备资源面积的比例均3%。不同类型耕地后备资源空间分布差异明显。可开垦其他草地和可开垦内陆滩涂空间分布差异相对较小;可开垦盐碱地和可开垦裸地空间分布集聚特征明显;其他可开垦耕地后备资源数量较少,但空间分布差异较大;可复垦采矿用地的空间分布整体上呈现出"西多东少,南多北少"的空间格局。集中连片耕地后备资源面积为576.67km~2,占耕地后备资源总面积的27.46%。相对稀缺、零散破碎化程度较高、空间分布差异显著是山东省耕地后备资源的主要特征。耕地保护不应只注重占补耕地的数量和质量,还应通过适度规模经营等提高对现有耕地的利用效率,因地制宜加强对各类型耕地后备资源的合理保护和高效利用。     

广西耕地压力时空差异分析及驱动力探究

【目的】分析研究广西耕地压力水平时空演变特征及其驱动力,为广西有关部门制定保护耕地政策提供科学依据。【方法】以1980~2014年相关统计数据为基础研究广西耕地压力水平变化规律,以各市级行政区划为评价单元,通过建立耕地压力指数模型分析耕地压力水平在时间和空间上的变化趋势,采用主成分分析法对耕地压力驱动力进行探究。【结果】1980~2014年的35年中,广西耕地压力有12个年份处于一级水平,19个年份处于二级水平,4个年份处于三级水平;以各市2005~2014年耕地压力平均值作为该市耕地压力的平均水平,其中崇左、百色、来宾、柳州、防城港、南宁、河池、贵港市的耕地压力值均低于同期广西全区平均水平。影响广西耕地压力指数变化的驱动因素主要包括城镇化率、农村居民家庭恩格尔系数、人均GDP、总人口数、农民人均纯收入、粮食单产水平和人均耕地面积等。【建议】提高农民收入水平,降低农村居民家庭恩格尔系数,提高人均GDP;增加科技投入,提高粮食单产水平;严格把控耕地数量,保证人均耕地面积。     

基于村域尺度的鄂北地区耕地时空变化特征分析——以湖北省随县厉山镇为例

为分析与掌握耕地资源的空间分布及其时空变化规律,切实提高耕地保护与建设水平,以湖北省随县厉山镇2009和2015年土地利用现状数据为基础,综合运用耕地集中度指数、核密度和空间自相关分析对耕地的空间分布及其时空变化特征进行研究。结果表明:1)2009和2015年厉山镇耕地空间分布密度具有明显的集聚特征,核密度最大值分别为31和38块/km~2,且在时间尺度上有进一步增大的趋势;2)2009—2015年厉山镇耕地总量减少,且主要集中在厉山镇北部和西南部,减少面积达434.20 hm~2,占耕地减少总面积的89.20%;3)2009和2015年厉山镇耕地规模以中型耕地集中村为主,但大型耕地集中村所在行政村耕地占总耕地比例最大,分别为55.55%和56.08%,超过了小型和中型耕地集中村耕地所占总耕地比例之和;4)2009和2015年厉山镇行政村耕地面积比的全局空间自相关Moran’s I分别为0.525 1和0.397 0,耕地的空间分布具有显著的空间自正相关;局部自相关来看,耕地分布较多的区域主要集中在同心村和宇宙村,耕地分布较少的区域集中在以车水沟村以北的山区。