松嫩高平原黑土区耕地利用系统安全格局及其空间演变

为切实保护耕地和实现区域耕地的可持续利用,该文以巴彦县为研究区,将研究区的耕地利用分为西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区、东部低山丘陵坡耕地区、南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区5个区,从系统角度,以影响研究区耕地利用系统安全的自然、经济社会、生态等驱动因子分析为切入点,运用"3S"技术手段,利用因子分析法和加权综合评价法计算耕地利用系统安全值,采用Kriging插值法将安全值分为Ⅰ级(非常安全)、Ⅱ级(较安全)、Ⅲ级(基本安全)、Ⅳ级(临界安全)和Ⅴ级(不安全)5个等级,运用栅格数据的空间分析功能,分析研究区1991-2009年耕地利用系统安全格局变化及空间演变。结果表明:1991年和2009年,研究区各安全等级所占比例以Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级为主,Ⅴ级最低。从1991-2009年的变化趋势上看Ⅰ级、Ⅱ级呈减少趋势,Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级呈增加趋势,耕地利用系统安全程度在降低;1991年和2009年2个时点,耕地利用系统安全水平空间分布均不平衡,西部、北部高,东部、南部低,且2009年较1991年有增强趋势,各安全等级在不同耕地利用分区上空间分布格局差异明显,安全级别较高的Ⅰ级、Ⅱ级集中在西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区和东部低山丘陵坡耕地区,安全级别较低的Ⅳ级和Ⅴ级主要分布在南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区,安全等级最高的Ⅰ级在中部漫岗平原缓坡耕地区分布最多;1991-2009年近20 a研究区耕地利用系统安全格局空间演变特征明显,Ⅰ级表现为集中向西北部平原耕地区转移,Ⅱ级变化较为分散,在西北部平原耕地区和南部平原耕地区分布比例降低,在其余3区升高,Ⅲ级由南部平原耕地区向南部冲积平原耕地区过渡,Ⅳ级以原区域为中心向四周扩散,Ⅴ级由南部冲积平原耕地区向南部平原耕地区转移;为保障研究区耕地利用系统安全,提出应优化土地利用结构、改变传统的农业生产方式、严格控制非农建设侵占耕地以及合理开发耕地后备资源等对策建议。     

基于GIS的黑龙江省耕地集约利用水平的空间格局分析

利用现代信息手段研究一定尺度的耕地集约利用水平空间分布,为促进区域规模化耕地集约经营以及缩小区域耕地集约利用水平差距具有重要的作用.以黑龙江省64个县(市)为评价单元,采用熵值法和综合指数法定量计算各县(市)耕地集约利用水平,利用GIS手段和地学模型方法,分析和研究各县(市)耕地集约利用水平的空间分布.结果表明,64个县(市)耕地集约利用水平呈现4级分布,东南部耕地集约利用水平明显高于西北部,全局Moran指数,为0.23,各县(市)耕地集约利用水平趋向聚集,但聚集程度不强,耕地集约利用高值区的扩散效应不显著.     

基于粮食安全的黑龙江省垦区耕地集约利用定量分析——以宝泉岭垦区为例

本文以黑龙江省宝泉岭垦区为研究区,基于粮食安全角度,以耕地投入强度、利用程度、利用效益以及持续状况为要素层,筛选具有代表性的21个指标,构建研究区耕地集约利用评价指标体系,综合主、客观赋权,运用多因素综合数学模型,定量测算黑龙江省宝泉岭垦区1999-2008年耕地集约利用状况,并进一步探讨耕地集约利用与粮食安全的关系。结果表明:1999-2008年,研究区耕地集约利用水平各不相同,不同指标和要素对研究区耕地集约利用程度的影响存在一定的差异,其中耕地利用效益对耕地集约利用水平影响最大。耕地投入强度、利用程度、利用效益以及持续状况间的协调性也是影响耕地集约利用的重要因素,同时粮食安全与耕地集约利用水平具有很强的相关度,表现为粮食总产量随耕地利用集约度的升高而增加,随耕地利用集约度的降低而减少。     

东北粮食主产区农地社会保障功能替代程度对农地流转的影响研究

本文以东北粮食主产区18个典型村为研究区,运用农地社会保障功能替代程度测算模型,建立多元线性回归模型,分析不同收入水平下农地价值功能、农地生产功能和农地劳动承载功能替代程度及其对农地流转的影响。结果表明:1)研究区农地劳动承载功能替代程度较高,农地价值功能基本不需替代,农地生产功能完全不需替代。2)研究区农地劳动承载功能替代程度越大,农地转出率越高;农地价值功能替代程度越大,农地转入率越高,农地转出率越低;农地生产功能替代程度越高,农地转入率越低,农地转出率越高。3)研究区不同收入水平农户农地社会保障功能替代程度对农地流转的影响差异明显。农地价值功能替代程度与农地转入率呈正相关性,影响程度由大到小依次是中等、低等和高等收入农户;农地生产功能替代程度与农地转入率呈负相关,影响程度由大到小依次是高等、中等和低等收入农户;农地劳动承载功能替代程度与农地转出率呈正相关,影响程度由大到小依次是低等、高等和中等收入农户。     

兴凯湖流域农业非点源污染关键源区识别与防治对策研究

采用污染指数法,在RS7LGIS技术支持下,实现兴凯湖流域农业非点源关键源区识别.研究结果表明,高污染风险区即关键源区主要集中在知一镇、白泡子乡、兴凯湖乡和柳毛乡4乡镇接壤地区及杨木乡西南部,其原因是坡耕地范围广,易发生水土流失,且畜禽养殖污染及化肥污染严重,在强降雨条件下对湖泊易造成高污染威胁;中度污染风险面积占研究...     

三峡库区开县蓄水前后景观格局变化特征

三峡工程是世界上举世瞩目的大型水电水利工程,其建成后具有巨大的综合效益,但水库蓄水完成后,也引起库区内的土地覆被与景观格局的变化。为了及时掌握水库蓄水后库区土地覆被及景观格局变化情况,该文以三峡库区重庆市开县为研究对象,基于2002、2007和2010年3期遥感影像资料,运用遥感与GIS技术和景观格局分析方法,利用ArcGIS9.3、Ecognition8.0、Fragstats3.3等软件分析了研究区土地覆被与景观格局动态变化特征。研究表明:由于受2002-2010年间水库蓄水影响,开县土地覆被与景观格局均有剧烈变化。该地区景观优势类型是森林、灌木、旱地、草地和水田。景观类型水平上,旱地、水田、草地景观面积减少且破碎度增加,但森林、水体、建设用地面积增加,同时连通性增加;景观格局水平上,景观总体破碎度增加,景观优势度降低,但景观多样性增加,有利于该地区生态系统稳定。开县2002-2007年和2007-2010年2期景观格局变化表现出不同的特征。研究结果及时反应了水库蓄水前后的土地覆被与景观格局变化特征,为水库未来土地利用合理规划与生态景观设计提供依据。     

黑龙江省通河县旱地改水田许可转换度研究

由于水稻种植的效益较高,促使有条件地区旱改水现象突出。水田面积增长迅速,导致部分地区人地用水矛盾突出,如何确定一地区水田面积极限值,保证人地用水和谐发展是亟待解决的问题。该文以黑龙江省通河县为研究区,基于GIS技术、考虑农业生态承载力各自然约束条件,应用定量化模型计算通河县的许可最大水田面积,并以许可转换度来表征区域旱地改水田的极限比例。结果表明:通河县旱地改水田许可转换度应控制在0.45以下,即水田面积控制在79311.8hm2以内,可以保证通河县人地用水的和谐发展。且以2008年农业种植结构数据为基础,计算出通河县旱地改水田的潜力约为2万hm2,目前旱改水的潜力还较大。研究结果可为黑龙江省通河县农业种植结构调整提供量化依据,保证通河县及类似地区农业可持续发展。     

松嫩平原粮食主产区农村居民点格局及影响因素分析

揭示粮食主产区农村居民点格局及其影响因素,对城镇化背景下农村居民点整理有重要意义。该文综合运用GIS空间统计、核密度分析、全局聚类检验及空间热点探测法,从农村居民点规模、密度以及集聚特征分析农村居民点格局,并探索地形地貌、农业生产力水平及区位条件对农村居民点格局的影响。结果表明：1）微型、小型及中型居民点数量繁多,其公共基础设施不配套,破坏耕地完整性,已不适应农业生产力的发展及内部居民生活;2）农村居民点核密度最高值为1.58个/km2,整体分布密度相对较低,规模呈现全局低值集聚特征,符合粮食主产区特点。克山镇、双河镇北部、古北乡北部、向华乡东北部、北兴镇中部以及河南乡中部农村居民点呈小规模集聚,西联镇、西河镇、发展乡、克山农场、西建乡部分区域以及古城镇、向华乡、北联镇的零星区域的农村居民点呈大规模集聚;3）地形地貌是农村居民点初始区位形成的基础,但随着社会经济的转型,农业生产力水平的提高对粮食主产区农村居民点格局调整有较大的推动作用。区位因素中城镇辐射对居民点格局影响仅限于一定范围,交通道路显著改变居民点局部空间格局,具有明显的距离衰减效应。该研究可为松嫩平原粮食主产区农村居民点布局优化与调控提供参考。     

下辽河平原典型区耕地格局变化及其空间要素驱动

为明确粮食主产区耕地格局动态变化特征及其空间驱动因素。该研究以下辽河平原典型区沈阳市为研究区,运用变化轨迹分析法、重心迁移模型和景观格局指数,揭示1980-2000年和2000-2018年耕地格局变化特征,并从空间要素角度出发,运用随机森林算法识别不同区域尺度耕地格局变化空间驱动因素。结果表明：1）1980-2000年耕地格局相对稳定,耕地重心向西南方向迁移;2000-2018年耕地流失严重,耕地重心向西北方向迁移,迁移速度加快。2）2 个研究时段内耕地变化均具有转入转出双向特征,1980-2000年耕地转入与耕地转出速度缓慢,2000-2018年耕地转出面积远高于耕地转入面积,耕地转出区域以城区周边为主。3）不同区域尺度空间驱动因素重要性大小存在差异,空间距离要素、地理空间要素和政策因素对耕地格局变化起主要驱动作用,高程和坡度对耕地格局变化的影响较小。研究证实了随机森林算法能够有效量化耕地格局变化空间驱动因素,研究结果可为构建耕地保护长效机制提供借鉴与参考。     

基于GIS与USLE的牡丹江市退耕还林前后水土流失变化研究

本文采用通用水土流失方程USLE得到牡丹江市退耕还林前后水土流失量,并借助GIS空间分析得到退耕还林前后各侵蚀等级的转移矩阵、地形要素的分布指数以及各用地类型的侵蚀强度指数,全面、科学地揭示了退耕还林前后水土流失的演变规律及其空间分布特征.结果表明:(1)退耕后剧烈侵蚀面积大量减少,由退耕前的3161.52 km2减少到退耕后的672.38 km2;极强度侵蚀面积大量增加,由退耕前的691.32 km2增加到退耕后的2822.72 km2.(2)退耕后,中山地带因植被覆盖增强其水土流失大大减弱;山前平原因耕地资源减少,人为加大土地开发利用强度而导致更容易发生水土流失.(3)>15°坡度是退耕还林的主要发生范围,因林龄较低,其水土保持能力较弱,在强降雨等条件下更容易发生极强度和剧烈侵蚀.(4)退耕后,水田、草地和未利用土地土壤侵蚀强度指数增加,旱田、林地和建设用地土壤侵蚀强度指数减少.总体来讲,退耕还林有效遏制了研究区严重的水土流失状况,但退耕后轻度、中度和强度侵蚀还不稳定,容易向负向生态环境方向演化,且山前平原地带以及>15°的退耕幼龄林区更易发生水土流失,因此水土保持工作依然不容松懈.