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。     

近30年黄河下游城市后备可利用土地资源时空演变分析——以济南市为例

黄河流域是生态保护与高质量发展战略的实行区域,评价可利用土地资源对黄河流域国土空间规划和高质量发展具有重要意义。该研究基于1990—2020年遥感影像数据,提取土地利用、DEM、坡度信息,运用后备可利用土地资源评价法,以济南市为例,探讨了近30年后备可利用土地资源时空演变趋势,分析了不同地域下后备土地利用资源用途的地域导向。结果表明：(1)济南市后备适宜建设用地面积为292.48 km²,主要分布在济南市的南部地区,面积呈下降趋势;其中,历城区和长清区后备建设用地潜力最高,天桥区、历城区、市中区后备建设用地面积变化显著,分别为13.97 km²,-13.84 km²,-9.66 km²。(2)济南市后备耕地潜力较大(360.67 km²),空间分布格局与后备建设用地相似,其变化幅度依次为历城区、天桥区、市中区、长清区、槐荫区、历下区,其中历城区和长清区后备耕地潜力最高。(3)基于两类用地的重叠性与差异性,结合济南市的社会经济发展情况和自然环境条件状况进行分析,研究表明济南市天桥...     

近30年西藏耕地面积时空变化特征

耕地对保障粮食安全、促进社会经济发展起着至关重要的作用。西藏生态环境脆弱,深入了解西藏耕地分布及其变化过程,可以为指导西藏农业发展、保障生态安全提供参考。本研究以4期遥感资料为数据源,采用土地利用动态度、土地利用区位指数和土地区域差异模型,对1980-2010年西藏耕地面积时空变化特征进行研究。结果表明:1)近30 a西藏耕地面积总体呈增长趋势,从3 252 km2增加到3 703 km2,占西藏土地总面积的比例从0.27%上升到0.31%,年变化量15.37 km2,年变化率0.46%。2)西藏耕地主要分布在日喀则、拉萨、山南、昌都4个地区,海拔3 800~4 200 m之间,28°~30°N地区,其中拉萨、海拔3 800~4 000 m、28°~29°N是耕地最为集中的地区。3)近30 a西藏耕地相对增加较快的是昌都地区、海拔3 200 m以下和4 200 m以上地区、30°~33°N地带,西藏耕地的变化表现出向高、低海拔地区、纬度较高地区扩展的趋势。近30 a西藏耕地的时空变化特征是气候等自然地理条件与人类活动综合作用的结果。     

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。     

论北京市耕地后备资源的开发可行性

在对北京市后备资源开发可行性标准进行探讨的基础上,分析了北京市后备资源的开发可行性。研究结果表明北京市后备资源开发面临着的资源质量、生态环境和经济可行性的三重制约。通过土地开发来实现北京市占补平衡不是明智之举。需要改变占补平衡“重开发、轻整理”的现状,使耕地保护的重心从以土地开发为主向以改造中低产田和高标准粮田建设为主要内容的土地整理转变。     

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。     

近10年中国耕地变化的区域特征及演变态势

随着工业化、城市化进程推进,中国耕地在数量和质量方面均发生了显著变化。通过分析2009－2018年中国耕地的时空变化,掌握中国耕地变化的区域特征与变化态势,有助于制定差别化的区域耕地保护政策与管理策略,为保障粮食安全提供科学依据。该研究基于2009－2018年土地调查格网数据,利用GIS空间分析、数学指数模型等方法,从耕地数量、空间以及立地条件等方面研究近10年来中国的耕地时空变化特征。研究表明：1）2009－2018年间中国耕地数量总体稳定,但是耕地数量变化的区域差异较大。全国耕地共减少39.37万hm2,减少幅度为0.29%。2）从市域尺度分析,呈现以“哈尔滨-郑州-昆明”带为中心的东-中-西分异特征,该中心带内耕地净减少面积与全国耕地净减少总量基本持平,而该中心带以东地区的耕地净减少量与中心带以西地区的耕地净增加量相近。3）耕地空间变化率在长江以北的长江中下游平原区、黄淮海平原区以及四川盆地及其周边地区相对较高,表明这些区域人为调整耕地空间布局的强度较大,但其市域内净增加耕地面积总量却不大。4）耕地减少主要分布在距离主要城市中心30 km以内的区域,而耕地增加主要发生在离城市中心40 km以外区域,这进一步说明城市化发展仍然是当前耕地减少的主导因子。此外,石嘴山、延安、雅安、榆林、张家口、丽水和泉州等地的耕地平均海拔增加较大,说明这些地区耕地“上山”现象较为严重。因此,今后应根据耕地变化“热点地区”的动态识别,提升自然资源管理和督察的精准定位和因地施策的能力。     

县域耕地后备资源与规划期内数量质量并重的占补平衡分析

耕地后备资源是耕地的重要补充来源,在耕地占补平衡中具有重要作用,但在补充耕地能力上长期存在偏主观、重数量等情况。利用国土部新一轮耕地后备资源调查评价试点县成果,在新增耕地系数和等级折算系数的基础上提出了耕地数量与耕地数量质量并重的平衡测算方法,分析县域规划期内实现耕地占补平衡的能力。以湖南省沅江市为例,测算至2020年实现数量平衡和数量质量平衡需开发的耕地后备资源面积。结果显示,满足耕地数量平衡需开发耕地后备资源面积为1 083.37 hm2;满足数量质量并重平衡,最低需开发耕地后备资源面积1 083.37 hm2,最高需开发1 351.65 hm2。通过测算,沅江市耕地后备资源开发可满足县域耕地占补数量、质量平衡的需要,但存在较大压力,尤以数量质量并重平衡为甚。因此,明晰县域耕地后备资源补充耕地的能力有利于合理安排新增建设项目,确保实现土地利用总体规划保护耕地的目标。     

基于GlobeLand30数据的中国耕地与粮食生产的时空变化分析

21世纪初期,中国耕地与粮食产量变化区域差异明显,为了解21世纪初期中国耕地与粮食生产的时空变化及粮食生产对耕地面积变化的响应,该文利用2000年和2010年两期30 m分辨率的全球地表覆盖数据(Globe Land30),借助统计分析手段对2000-2010年中国耕地和粮食生产的时空变化和粮食生产对耕地面积的依赖程度进行分析。结果表明:1)中国耕地主要分布在东部地区,研究时段内,耕地与林地、草地和人工表面之间的转换最多,耕地变化的特点是"西增东减,总量减少",面积净减少了104.03万hm2,年均减少10.4万hm2。2)中国的粮食生产主要集中在东北、华北和南方地区。粮食产量变化的特点是"北增南减,总量增加"。3)中国耕地分布的集中程度会影响粮食生产的集中程度,且粮食生产分布的集中程度普遍高于耕地。中国耕地分布重心和粮食生产分布重心的移动方向相反,耕地面积的分布表现出了"南退西移"的趋势,粮食生产的重心则是"北上东移",中国的粮食生产格局已转变为"北粮南调"。4)全国有32.24%县(市)的粮食生产都表现出了对耕地数量的依赖,主要分布在东北、华北、西部、长城沿线、西南和东南沿海地区。中国耕地保护政策的制定和粮食生产的可持续发展应该遵循因地制宜的原则,在粮食生产对耕地变化敏感性高的地区,应该加强对耕地数量、质量的保护和农户种粮积极性的提高,更要重视不敏感地区耕地地力的保护和单产水平的提高,以保障中国的粮食安全。     

近30年江西省耕地土壤全氮含量时空变化特征

以第二次土壤普查和测土配方施肥项目采集的大量土壤样品为基础,以GIS为技术工具,对江西省耕地土壤全氮的时空变化特征进行分析。研究结果表明:1985年和2012年江西省耕地土壤全氮含量在各设区市以及不同土壤类型之间均存在有较大的空间差异。1985年耕地土壤全氮含量最高的为萍乡市,最低的为九江市,空间变异最大为赣州市;2012年耕地土壤全氮含量较1985年整体提高了1个等级,全氮含量最高的为新余市,最低的为九江市,空间变异最大的为九江市。2012年水稻土全氮平均含量较1985年提高了7.24%;无论是在1985年还是2012年,水稻土全氮含量最高的为萍乡市,1985年水稻土全氮含量较低的三个设区市分别为吉安、赣州和九江,2012年则分别为九江、鹰潭和赣州。2012年旱地土壤全氮平均含量较1985年增加了43.88%,其中丰富级水平的土壤面积比例由1985年的7.38%提高至2012年的88.16%。     

基于SOTER的中国耕地后备资源自然质量适宜性评价

耕地后备资源适宜性评价能够为保证粮食安全而进行的耕地后备资源合理开发利用提供科学依据。该文以1︰100万SOTER数据库为基础,将全国的耕地后备资源作为评价对象,选取了气候、地形和土壤3个方面的9个评价因子,采用模糊隶属度函数、层次分析法和专家打分的方法进行评价因子模糊化处理和权重的确定。利用极限条件和综合指数模型相结合的方法,进行全国耕地后备资源自然质量适宜性评价。评价结果表明：全国有56.6万km2耕地后备资源具有不同适宜程度的自然质量,其中,一等级的占15.9%,二等级的占19.5%,三等级的占25.8%,四等级的占19.1%,五等级的占19.7%;全国的耕地后备资源开发可以重点关注黑龙江、吉林、辽宁、陕西、河北、贵州、广西、山东和江西等省;最主要的限制因子具有区域分布特征,并随着适宜等级的降低,由土壤条件逐渐转变为气候和地形条件;模糊函数以及极限条件和综合指数模型相结合的评价方法能够有效提高评价结果的合理性。     

北京市耕地后备资源开发适宜性评价

根据北京市自然、社会、经济资料及图件资料,在考虑各种影响耕地后备资源开发因素的基础上,结合GIS的空间分析功能,分别从自然适宜性和生态安全性角度构建了北京市耕地后备资源开发评价体系,通过对评价要素的空间叠加、计算,评价北京市耕地后备资源在不同条件下适宜性开发的面积和空间分布情况,并从经济可行性方面探讨北京市耕地后备资源开发的适宜性。结果表明：从自然适宜性评价上来看,北京市耕地后备资源能够开发的面积为 11 675.25 hm2,考虑生态安全因素后,适宜开发且不引起生态退化的耕地后备资源面积为11 221.14 hm2,如纳入经济可行性因素,北京市耕地后备资源全部不适宜开发。综合指数法与限制条件相结合的评价方法能够有效提高评价结果的合理性,评价结果可为北京市土地开发整理政策的制定提供理论参考依据。     

供水工程影响下中国北方地区耕地后备资源开发潜力

灌溉水源是北方地区耕地后备资源能否有效开发的关键。当前,中国正在推动国家水网工程规划建设,为北方地区耕地后备资源开发提供了新的机遇。在以往研究基础上,该研究考虑北方地区已建、在建及规划的供水工程,基于自然适宜、利用高效、发展稳定三方面评价准则,结合三维魔方空间分类方法,开展了雨养情景和供水灌溉情景下耕地后备资源开发潜力分析。结果表明：雨养农业情景下,北方地区勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积分别为2.9万、1.0万和0.6万km²。灌溉农业情景下,耕地后备资源面积明显增加,勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积将分别达到5.4万、7.6万和6.5万km²,主要集中于新疆、内蒙古和甘肃3省（自治区）。该研究结果可为中国耕地后备资源开发利用及国家水网工程效益发挥提供参考。     

中国耕地多功能耦合协调时空演变及其驱动因素

为探究耕地多功能耦合协调演变规律及其驱动因素,该研究依据2000－2018年中国30个省级行政区统计数据,综合评价耕地\     

中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

东北黑土区耕地系统变化机理

耕地系统变化直接影响耕地生产能力和国家粮食安全.该研究以东北黑土区典型地域克山县为研究区,重构耕地系统的科学内涵,运用GIS、RS手段和Matlab计算机编程,采用地理探测器模型,识别研究区1986年、2010年和2018年耕地系统变化关键影响因子,测算关键影响因子、各因子间交互作用对耕地系统变化的作用关系,揭示研究区...     

中国耕地低碳利用效率时空演变及其驱动因素

探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。该研究构建耕地低碳利用效率评价体系,采用超效率SBM模型测度1998-2018年中国30个省级行政区耕地低碳利用效率,分别采用核密度估计、可视化制图和总体分异测度指数刻画耕地低碳利用效率时序特征、空间格局和区域差异,进而采用地理探测器模型识别耕地低碳利用效率演变驱动因素并剖析各因素驱动机制。研究结果表明：1）研究期内中国耕地低碳利用效率逐步提高并呈现\     

基于网格单元的乌鲁木齐市土地覆被/利用时空变化

随着城市化进程在全球范围内的快速推进,对城市区域土地覆被/土地利用变化产生影响。采用1990、2000和2011年3期Landsat TM5遥感数据,提取乌鲁木齐市土地覆被/土地利用信息,并将各期用地分类数据分别转入250 m×250 m的矢量网格单元,计算每个网格单元内各类用地面积占网格单元面积比例的变化,探讨乌鲁木齐市1990—2011年土地覆被/土地利用时空变化特征及驱动因素,并通过相关和回归分析,研究1990—2011年各用地类型之间相互转移和替代的关系。结果表明:1)1990—2011年乌鲁木齐市城市快速扩展,大面积裸地和绿地转化为建设用地,建设用地持续增加,从1990年157.37 km~2增加到2011年的444.89 km~2,裸地持续减少,绿地先减少后增加,水体则呈现缓慢增长的趋势。2)研究区内不同区域和方向由于受到地形条件、政策、城市规划以及道路交通网络等因素的影响,土地覆被/土地利用呈现出不同的时空变化趋势,建成区老城区内部呈现挖潜的集约式增长,外围则是蔓延式扩展。该研究对该地区城市建设和发展具有借鉴意义。