我国耕地数量变化研究的回顾——进展及问题

我国作为一个人口众多的农业大国，耕地资源十分紧缺，人口与耕地的矛盾突出，合理、高效和可持续地开发利用耕地资源至为重要。建国以来，许多学者都对我国的耕地资源进行了深入地研究，其中有关耕地数量变化的研究就是近期的一个重要研究内容之一。本文通过对我国耕地数量变化研究的回顾，总结了耕地数量变化研究方面的主要进展，并指出了研究中存在的主要问题及其给人们的启示。     

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。     

基于县级面板数据的河南省耕地利用集约度区域差异及其影响因素

基于县级面板数据,揭示了1994—2008年河南省耕地利用集约度和各投入要素集约度的变化特征及其区域差异,并通过构建计量经济模型来分析河南省耕地利用集约度的影响因素。结果表明:(1)1994—2008年,河南省耕地利用集约度逐年上升,化肥、地膜、农药、农用机械动力、农用柴油的集约度不断提高,劳动力集约度在2000年达到顶点后逐年下降;(2)河南省耕地利用集约度的区域差异呈现波浪式的变化特征。其中劳动力投入的区域差异表现出明显的阶段性;(3)经济发展水平和农业产业政策对河南省耕地利用集约度变化产生显著的正向影响,人均耕地面积、农业生产资料价格指数负向影响明显。因此,河南省未来应更多关注化肥、农药投入增加可能带来了农业生态环境问题以及通过加大经济落后地区的农业扶持力度来全面实现河南省耕地的集约、高效利用。     

中国土地整治新增耕地时空变化及其分析

土地整治是生态文明建设的重要手段,研究中国土地整治时空变化及未来发展方向,对发挥土地整治在生态建设中的作用具有重要意义。通过对中国土地整理、开发、复垦新增耕地面积的时空变化进行分析,表明,2001-2008年土地整理、开发、复垦新增耕地分别占土地整治新增耕地的21.8%、63.2%和15.0%;土地整理新增耕地主要分布在东部区域,土地开发新增耕地以西部和东部地区为主,土地复垦新增耕地在区域与年际方面变异性较大,没有明显的规律性;2001-2011年土地整理新增耕地面积加权重心逐渐向中国西部移动,2010-2011年与2001-2006和2007-2009年相比,向西移动的距离为769.59和603.44 km;土地开发新增耕地面积加权重心在2001-2006年位于中国地理重心的北部和西部,且有从西部往北部移动的趋势,2007-2011年呈从东部往西部移动的趋势;土地复垦新增耕地面积加权重心移动的方向存在不确定性。基于以上分析,认为:在中国进行生态建设和耕地面积基本稳定的背景下,应通过土地整治规划,减少土地开发项目,并在区域间合理布局土地开发项目,防止土地开发新增耕地面积加权重心向西部移动;土地整治应以土地整理提高耕地质量、建设优质农田为主;充分发挥土地复垦对局地的生态修复及建设作用。     

中国耕地集约利用研究的文献计量分析

基于中国知识资源总库(CNKI)近30年来收录的有关耕地集约利用研究的中文文献,运用文献资料法、网络检索法和对比分析法,总结归纳中国耕地集约利用研究文献的主要研究内容、特点与研究的趋势。结果表明:1无论是中文期刊论文还是学位论文,相关成果都呈逐渐增加的趋势,但核心期刊载文量不多,研究领域的核心作者群体还没有形成,学术水平总体上还有待进一步提高;2理论研究的发展相对滞后于实证研究;3基于国家、省级等大尺度研究的文献相对较多,区域、市县的中尺度次之,农户和地块的小尺度最少,实证研究所涉及的区域,呈现不断扩大并趋于均衡的特点;4实证评价方法尚缺乏统一的理论规范,评价模型和评价指标繁多,且不同方法在不同理论背景与时空尺度下的适用性、实用性以及结果的验证等尚未引起足够的重视。应基于多视角、多领域和多尺度,加强对耕地集约利用机理的定量研究,强化研究方法的集成创新,以期为后续研究提供参考。     

基于文献计量的中国耕地保护补偿研究进展分析

健全耕地保护补偿机制是当前深化农村改革的重要内容之一。总结归纳中国耕地保护补偿研究文献的主要研究内容、特点与研究趋势,为后续研究提供清晰的方向和思路,对推动中国耕地保护补偿机制研究的系统和深化具有重要意义。基于1985—2016年中国知识资源总库(CNKI)收录的有关耕地保护补偿研究的中文文献,运用文献资料法、网络检索法和对比分析法,对中国耕地保护补偿研究的主要特征及问题进行量化分析。结果表明:耕地保护补偿相关文献数量呈逐渐增加的趋势,研究领域的核心作者群体已初步形成,但核心期刊载文量不多,学术水平总体上还有待进一步提高;耕地保护补偿研究仍处于理论分析和方法初探阶段,以定性研究为主,定量研究不足,还未形成完善的理论体系;实证研究空间分布不均衡,研究尺度与空间范围分布不协调;补偿标准的研究方法和模型构建还未形成一致意见。最后对需要进一步研究的重点方向与内容进行了展望。     

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。     

山区县耕地"非粮化"空间分异规律及关联因素

准确测算耕地“非粮化”率，掌握耕地“非粮化”的空间分异规律及其影响因素，对于科学管控耕地“非粮化”、保障粮食安全具有积极意义。研究以江西省信丰县为例，从种植结构和产业结构2个方面测算耕地“非粮化”率，综合运用空间关联分析研究山区县耕地“非粮化”的空间分异特征，并采用空间计量模型揭示影响耕地“非粮化”生产的关联因素。研究表明：1)信丰县耕地总体“非粮化”率为30.28%，其中种植结构“非粮化”和农业产业结构“非粮化”面积分别为6 601.94 hm²和7 679.98 hm²,“非粮化”率分别为13.84%和16.44%。但不同地形区“非粮化”空间分布异质性明显，高山丘陵区主要为农业产业结构“非粮化”，而低丘岗地区域主要表现耕地种植结构型“非粮化”。2)信丰县耕地“非粮化”呈集聚型空间格局，种植结构“非粮化”在中部低丘岗地区域呈高值集聚，农业产业结构“非粮化”在高山丘陵区域呈高值集聚。3)严格的耕地管护政策对于“非粮化”生产具有抑制作用。4)“非粮化”生产存在空间扩散效应。自然资源禀赋差异和社会经济发展的不均衡性，对山区县不同类型的耕地“非粮化...     

基于Logistic模型的中国城镇化演进对耕地影响前景预测及分析

为揭示中国城镇化演进对耕地影响,该文基于Logistic模型对此进行了探索。运用SPSS软件及1978-2011年中国城镇化水平数据,采用曲线回归的拟合优度最大估算方法,对中国城镇化水平饱和值进行了估算,并构建了刻画中国城镇化演进的Logistic模型,据此模型对中国城镇化未来发展水平进行了预测;运用STRIPAT(stochastic impacts by regression on population,affluence and technology)模型及1996-2011年中国经济社会发展相关数据,借助SPSS软件,采用偏最小二乘回归方法,揭示了城镇化进程及人口、经济发展水平、技术因素对耕地变化的边际贡献;依据中国未来城镇化演进趋势及城镇化对耕地边际影响,测算了中国未来城镇化演进对耕地影响,结果表明:中国城镇化水平饱和值为83%;2020年、2030年中国城镇化水平将分别达到57.68%、65.73%,2020年前,城镇化年平均增速为0.97个百分点,2020-2030年,年平均增速为0.81个百分点;城镇化对耕地变化的边际弹性系数为-0.007391,人口、经济发展水平、技术因素对耕地变化的边际弹性系数分别为-0.007133、-0.009343、-0.002952;2012-2020年,城镇化演进将导致耕地面积净减少13.81万hm2,年均减少1.53万hm2,2020-2030年,净减少10.87万hm2,年均减少1.09万hm2。基于研究结果,适度把握城镇化发展速度,注重城镇化发展质量;科学编制分年度土地供应计划,采取差别化土地供应策略;摒弃土地财政错误理念,严格执行国家耕地保护的各项政策,严控房地产及低水平或重复生产项目用地;严肃查处土地利用违规行为,强化土地监管等方面提出了政策建议。研究结果可为管理层把握城镇化适度发展速度、节奏,科学编制土地供应计划及制定耕地保护政策提供参考,也可为省域尺度的同类研究提供方法借鉴。     

中国耕地利用强度分化特征及影响因素研究

中国耕地利用正在发生转型,呈现耕地集约化与边际化同时存在的现象,而这种双向变化会引起耕地利用强度发生分化。该研究在对耕地利用强度分化过程进行理论解释的基础上,通过修正变异系数构建区域耕地利用强度分化测度模型,测度中国2000-2014年耕地利用强度分化演变特征及区域差异影响因素。研究结果表明：全国及区域尺度耕地利用强度分化时间上基本呈扩张趋势,仅中部地区呈收缩特征,空间上呈\     

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。     

基于自适应进化相关向量机的耕地面积预测模型

为解决耕地面积预测模型建立过程中的非线性、稀疏化及结果可靠性评价等问题,该文将相关向量机与差分进化优化算法进行融合及改进,提出基于自适应进化相关向量机的耕地面积预测模型。该文以黄石市为例,建立基于自适应进化相关向量机的短期、中期耕地预测模型,并与多元线性回归、BP神经网络、支持向量机算法在精度、计算效率及可靠性方面进行对比分析。试验验数据表明,自适应进化相关向量机的预测精度大约是其余3种方法的2倍以上;模型的计算效率是多元线性回归方法的2倍,比BP神经网络、支持向量机高出2个数量级;测试数据的实际耕地面积均在自适应进化相关向量机估计的95%置信度的置信区间内,并且由后验差比、小误差概率判定模型等级属于"好"。基于以上数据,证实该模型是一种精度高、计算快、可靠性强的耕地预测新方法。     

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。     

基于潜力衰减模型的东北-华北平原旱作区耕地生产力评价

在中国耕地资源日益紧缺、粮食安全问题愈发严峻的背景下,耕地生产力研究具有重要的现实意义。该研究以东北-华北平原旱作区为研究区域,以主要粮食作物玉米的光温生产潜力空间分布数据及相关县域统计数据为基础,结合土地利用、降水、土壤、社会经济等数据,运用潜力衰减模型,研究评价了东北-华北平原旱作区1995-2015年耕地生产力时空格局及其影响因素。结果表明:研究区光温-水生产力、光温-水-土生产力、光温-水-土-社会经济生产力均整体呈现东北平原旱作区高于华北平原旱作区的空间格局,且在东北平原旱作区和华北平原旱作区内部也均表现出南高北低的宏观趋势;通过分析各环境因子的订正系数发现,人为社会经济投入对当前耕地生产力的保障极为重要,特别是在耕地自然条件逐渐变差的华北平原旱作区表现的尤为显著;水分因子产量差在空间上整体呈现南低北高、东低西高的分布格局,土壤因子产量差明显呈现南高北低的空间格局,社会经济因子产量差呈现明显的北高南低空间格局,这与中国水热条件的地带性分布、东北平原地区优质的土壤条件及较高的自然禀赋等因素有关;研究区社会经济因子产量差>土壤因子产量差>水分因子产量差,且社会经济因子产量差在华北平原旱作区整体较小、土壤因子产量差在东北平原旱作区整体较小,进一步说明了社会经济投入是维系华北平原旱作区耕地生产力的最重要因素,而耕地本身的立地条件是保障东北平原旱作区耕地生产力的最主要原因。潜力衰减模型的应用对大尺度区域耕地生产力研究的方法创新方面有所裨益,评价结果可为不同农业区保持高产、稳产及耕地保育等方面提供科学参考。     

非耕农用地耕种功能恢复适宜性评价模型构建

恢复非耕农用地耕种功能是落实耕地“进出平衡”政策的基础和保障耕地动态平衡的重要内容。科学确定非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级是合理安排恢复工作进行的依据。该研究运用文献借鉴法、熵权法、限制性因子评价法、加权指数和法等方法，从生产、生态、经济3个维度构建了包含12项评价指标的非耕农用地耕种功能恢复适宜性评价模型，并选取沈阳市康平县借助ArcGIS软件完成对非耕农用地耕种功能恢复适宜性的评价过程。结果表明：康平县内生产、生态、经济3个方面的恢复适宜性情况存在明显的空间分异特征；非耕农用地耕种功能恢复适宜区域综合评价分值较为集聚，范围为[1.951，3.201]，不适宜区域赋值为0；康平县非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、勉强适宜及不适宜；各个行政区非耕农用地耕种功能恢复适宜性平均水平都达到了低度适宜及以上等级；低度适宜及以上等级的非耕农用地面积占比为67.68%，大多为其他林地与乔木林地，恢复难度较小；在所有等级中，勉强适宜的非耕农用地面积占比最多，为32.30%，主要土地利用类型为其他林地、乔木林地与果园，恢复难度较大；不适宜这一等级最少，全部为坡度大于25°的其他林地。研究结果可为未来非耕农用地耕种功能的实际恢复工作提供参考。     

城乡建设用地挂钩中补充耕地质量等别确定方法

针对目前城乡建设用地增减挂钩工作补充耕地质量无法保证的现状,该文以农用地分等成果为基础,构建了“事先(专项规划环节)-事中(实施规划环节)-事后(归还环节)”3个环节的补充耕地等别评定程序;并针对“挂钩”不同环节中补充耕地的“状态”不同,构建补充耕地等别不同评定方法.诸如:在专项规划环节构建运用相邻地域法、最低限值法来“模拟”补充耕地的自然质量属性值,并计算相应自然质量等别,最后利用各等别面积权重值计算出全部拆旧地块补充耕地的自然质量综合等别的评定方法;在实施规划环节构建利用复垦方案中复垦工程标准,采用目标值法给拆旧地块补充耕地自然质量属性赋值,并计算相应的自然质量等别.最后利用构建的“挂钩”中补充耕地评定程序和方法,对沈北新区城乡建设用地增减挂钩项目进行实证分析,并取得了较好预期效果.