我国耕地利用压力区域差异的RBF模型判定

在对目前耕地利用压力程度度量方法进行分析的基础上，运用人工神经网络（ANN）的理论和方法。构建了ANN模型分析中应用最为广泛的RBF网络，并对2004年中国31个省、市（自治区）的耕地利用压力程度进行了评价。网络运行结果表明。中国耕地利用压力程度的区域差异显著。耕地利用压力程度较高的省（市、区）主要分布在东部沿海地区。耕地利用压力程度较低的省（市、区）主要分布在中部和西部地区。我国耕地利用压力的区域差异主要表现为东部和中西部及沿海和内地的差异。在这些分析的基础上。作者提出了耕地分区保护的对策和措施。RBF模型的应用表明。人工神经网络用于评价耕地利用压力区域差异简便、实用,且避免了人工确定指标权重的主观性。是一条具有发展和应用前量的途径。     

云南水资源可持续利用程度评价的自组织神经网络模型

水资源可持续利用程度综合评价需要综合考虑区域的社会、经济、资源、环境等各方面因素,是一个典型的多目标、多层次、多属性决策问题。结合云南省属于水资源相对较丰富的实际状况,建立了有针对性的水资源可持续利用程度评价指标体系,利用自组织神经网络自组织、自适应的聚类功能,对云南省及各地区水资源可持续利用程度进行了聚类分析,结果表明,云南省各地区的水资源可持续利用程度可分为5类,云南省总体上属于其中的第Ⅲ类,即基本能够维持水资源的可持续利用。     

基于PCA和SOM网络的洪泽湖水质时空变化特征分析

2010年分4个季度对洪泽湖全湖20个样点的水质理化特征进行了定期监测,采用修正的卡尔森营养状态指数法（TSIm）综合评价了洪泽湖水质的营养状况,同时应用主成分分析（PCA）和自组织特征映射网络（SOM网络）分析了洪泽湖水质的时空变化特征。结果显示：除了水深（WD）和透明度（SD）,洪泽湖的pH、EC、NH+4 N、TN、TP、和CODMn等水质参数季节差异显著。TSIm综合评价结果表明洪泽湖4个季节的水质均呈富营养化状态,夏季富营养化程度最严重。PCA分析表明洪泽湖水质主要受离子和氮盐的控制,磷不是控制洪泽湖水质的最主要因素。SOM网络将全湖20个样点聚为G1、G2和G3三类,G1代表洪泽湖相对封闭的北部区域,有沉水植被分布,水质主要受围网养殖污染的影响;G2代表洪泽湖东部和南部区域,〖JP2〗航运繁忙,直接承接淮河入湖河水,水质主要受淮河入湖河水和航运的影响;G3代表洪泽湖西部水域,沿岸密布养殖池塘且人口密度大,水质主要受养殖废水和城镇生活污水的影响。研究认为,控制外源污染和恢复沉水植被是防治洪泽湖富营养化的有效途径     

长江流域土地利用结构及其空间自相关分析

按照中国科学院资源环境分类系统,将WESTDC_Land_Cover_Products2.0数据集重分类为耕地、林地、草地、水域、城乡建设用地和其它未利用土地等6类,借助GIS平台研究了长江流域土地利用数量结构特点及其空间自相关特征。结果表明,长江流域的主要土地利用类型为林地、耕地和草地,三者占流域总面积的90%以上,而水域、城乡建设用地和其它未利用土地所占比例较小。各省市之间土地利用结构差异较大,与一定的空间格局相联系,并形成了土地利用结构特征不同的4个大的区域。各土地利用类型比重属性值相似的省市在长江流域全局空间内聚集分布、空间邻接,呈极显著的全局空间正自相关。其中耕地、林地、草地、城乡建设用地和其它未利用土地分布特征的空间正自相关极显著,水域分布特征的空间正自相关显著,但各种土地利用类型空间分布的重心、格局、空间自相关构成及回归机制不同。各种土地利用类型空间分布的局部空间自相关为高高(H-H)聚集或低低(L-L)聚集,高值为低值所包围或低值为高值所包围的空间孤立点(Spatial Outlier)不显著。研究表明各种土地利用类型在长江流域的空间分布具有明显的聚集性和区域特征。     

1985年以来太湖流域耕地变化与粮食生产研究

太湖流域经济与城市化过程持续加速而耕地流失及粮食供需形势日趋严峻。基于最小人均耕地面积(Smin)和耕地压力指数(K)模型及其分析与预测,定量研究流域耕地变化和粮食生产特征及趋势。结果表明:1985年以来,流域人口不断增长,耕地面积随人均GDP增长呈显著的对数型减少,粮食总产波动降低;Smin和K值经过1985~1997年的平缓波动后持续上升,2003年之后又有所降低。区域分析结果揭示了整个流域耕地压力凸显的现实;未来10a耕地生产力提高促使Smin逐年减小,但Sa递减速度较快,K值上升明显;两种预测情景表明降低粮食自给率一定程度上缓解了区域耕地压力,但口粮供给还有缺口,由此提出转变经济发展方式、创新耕地利用和粮食生产的调控机制等相关建议。     

基于产能核算和空间聚类的县级基本农田划定研究

为了实现基本农田划定过程中的质优、集中并重的目标，以鹤峰县为例，结合产能核算、空间聚类、景观破碎度指数等方法探讨构建了一种基本农田划定的新方法。首先基于耕地地形条件、水利设施、产能状况、建设占用可能性和规划约束构建了5个因素12个因子的指标体系和域值型、空间扩散型的指标属性标准化方法以表征研究区耕地质量的空间差异；然后结合空间距离邻近度和景观破碎度指数修正K均值空间聚类法的空间距离和分类数两个参数，通过分析各分类数和耕地破碎度指数的变化趋势、耕地破碎度指数变化率与图斑最小面积的关系确定最佳分类数和最小剔除图斑面积；经K均值空间聚类再结合上级下达鹤峰县基本农田指标确定入选基本农田的耕地面积为16 17235 hm2，质量指数均大于73分，景观破碎度指数为126，实现基本农田划定的质优、集中。其结果为基本农田保护规划理论体系的完善和实际工作的深入开展提供参考和借鉴     

长三角地区城市经济网络的时空演化特征

流空间成为城市群空间结构研究重要内容,而如何识别城市群流空间结构特征,揭示其对城市群实体空间的影响,是当前城市群空间结构研究的重点及难点问题。采用1992、2001、2010、2019年企业异地投资数据,构建长三角地区城市联系网络,借助复杂网络分析、K-means聚类等分析方法,探究区域经济网络整体特征演变,分析网络空间组织结构演化规律。结果显示：(1)1992～2019年长三角地区城市联系强度大幅提升,城市节点的重要性和影响力的离散和不均衡程度在不断缩小。城市经济网络“小世界”特性逐渐显著,无标度特性在逐渐弱化。(2)长三角地区城市经济网络从早期的“V型”结构转向核心城市相互连接的多边形网络结构;网络联系从核心城市间相互联系向外拓展至核心城市与其周边相邻城市之间的联系,空间邻近性网络联系特征开始显现;网络体系中参与城市从核心城市逐步扩展至全域,南京、杭州、合肥等核心城市形成相对独立的对外辐射网络体系。(3)长三角地区城市等级体系已经形成金字塔结构,以上海市为核心城市地位最为突出;杭州、南京影响力次之;宁波、合肥、绍兴、苏州、无锡、嘉兴等城市再次之。(4)长三角城市经济网络的发展演化从...     

基于二分图理论的产业环境资源竞争网络模型研究——以广州开发区为例

采用二分图理论来研究区域内不同产业部门或排污企业之间对于环境容量的竞争关系,建立产业环境资源竞争网络模型,并从点权分布和加权集聚系数等方面加以分析,依据强关联矩阵来确定排污企业对于区域环境容量需求强度的聚类情况.在此基础上,进一步依据2010年广州开发区的排污企业数据进行了实证研究,分析了开发区产业现状,并对未来生态工业园区建设中产业的发展提出了指导性建议.采用复杂网络模型来分析企业环境外部性的方法,不仅较传统的经济度量方式有理论上创新,而且根据区域不同情况来构建模型,从复杂系统视角对环境管理体系进行分析,有利于改进环境管理方式.     

1985年以来太湖流域耕地变化与粮食生产研究

太湖流域经济与城市化过程持续加速而耕地流失及粮食供需形势日趋严峻。基于最小人均耕地面积（Smin）和耕地压力指数（K）模型及其分析与预测,定量研究流域耕地变化和粮食生产特征及趋势。结果表明：1985年以来,流域人口不断增长,耕地面积随人均GDP增长呈显著的对数型减少,粮食总产波动降低;Smin和K值经过1985～1997年的平缓波动后持续上升,2003年之后又有所降低。区域分析结果揭示了整个流域耕地压力凸显的现实;未来10 a耕地生产力提高促使Smin逐年减小,但Sa递减速度较快,K值上升明显;两种预测情景表明降低粮食自给率一定程度上缓解了区域耕地压力,但口粮供给还有缺口,由此提出转变经济发展方式、创新耕地利用和粮食生产的调控机制等相关建议     

湖南省耕地动态变化及驱动力研究

利用湖南省各地、市近50年长序列耕地统计数据,近10多年土地利用调查数据及相关社会经济资料,从湖南省土地利用结构变化、耕地的数量变化和空间变化等方面,宏观分析了湖南省耕地时空动态变化趋势和规律。应用相关分析和主成分分析相结合,定量地诊断出耕地变化的驱动因子,揭示耕地变化的驱动机制。结果表明：人口系统压力、经济发展动态和农业科技进步是影响湖南省耕地动态变化的三类主要动因。在此基础上,运用多元回归分析构建耕地变化回归模型,预测出2010年和2025年的耕地数量,并探讨未来耕地变化趋势及达到预测指标和实施区域耕地总量动态平衡的可行性,研究结果应用GIS进行了空间表达。研究内容和分析结论对湖南省农业可持续发展具有重要意义。     

耕地流转补偿的影响因素实证分析

在对江西省42个县74个行政村的《耕地流转现状及农户耕地流转意识》专题调研基础上，采用向后逐步回归的分析方法，从区位条件、资源禀赋和经济发展水平3方面，对当前农村耕地流转补偿的影响因素进行了实证分析。其中，反映区位条件水平的指标包括离县城距离、离交通主干道距离、地貌；反映资源禀赋的指标包括常年在家务农的劳动力比例、耕地破碎度、人均承包耕地面积；反映经济发展水平的指标包括人均年收入、人均耕地收入、耕地收入占年收入的比重。研究表明：耕地离县城距离越近，其流转补偿额会越高；随着地貌的复杂化，〖JP2〗耕地流转补偿相对就较少；人均承包耕地面积越多，耕地流转时补偿费用就越低；家庭耕地收入比重越大，补偿费用也越高.     

基于生态足迹模型的四川省耕地资源评价

耕地是所有生态生产性土地中生产力最大的一类，生态足迹模型是定量评价可持续发展的常用工具之一。基于传统生态足迹模型、改进生态足迹模型和EF NPP模型，测算、分析了2006~2013年四川省耕地生态赤字等相关变化及趋势，客观评价了四川省耕地资源利用状况，并探讨了几种模型的差异。结果表明：2006~2013年间，四川省人均耕地生态足迹不断上升，人均耕地生态承载力基本稳定，人均耕地生态赤字持续扩大；耕地资源利用由弱不可持续状态逐步向强不可持续状态发展。3种生态足迹模型的对比研究发现，EF NPP模型在一定程度上弥补了传统生态足迹模型和改进生态足迹模型的不足，客观、动态地反映了区域耕地利用状况和可持续发展状态。     

小城镇耕地集约利用评价方法比较研究——以浙江省慈溪市为例

以浙江省慈溪市小城镇耕地利用现状数据为基础,以20个镇（街道）为评价单元,建立耕地集约利用评价指标体系,分别采用综合评价法和人工神经网络两种方法、四级评价标准对其耕地集约利用水平进行评价,为区域土地合理利用和科学规划提供依据。研究结果表明：①小城镇耕地集约利用评价指标体系可包括投入强度、利用程度、利用效率和持续状况4个准则层;②小城镇耕地集约利用是以资金的大量投入为重要表征的,因而其重要程度最高,而粮食稳定性指数在气候条件、水分条件较好的南方,其重要性最低;③慈溪市小城镇耕地集约利用水平区域差异较大,多数小城镇耕地利用处于II 级较集约和III 级基本集约水平;④采用的两种评价方法均能较好地反映小城镇耕地集约利用水平,比较而言,采用人工神经网络方法进行小城镇耕地集约利用评价较传统的通过确定权重进行评价的方法是更加有效的途径。     

基于DEA方法的耕地利用效率分析

引入了数据包络分析（DEA）测度1997~2004年我国耕地利用效率,该方法可以使用多项投入和多项产出指标,弥补了当前对耕地利用效率测度只考虑单项投入和产出指标的不足;并将耕地利用效率分解为纯技术效率和规模效率以剖析耕地生产效率变化的源泉;最后利用计量经济模型分析了影响耕地利用效率变化的因素。研究结果表明：1997~2004年我国耕地利用效率存在着一定的波动性,平均综合技术效率为0732,耕地利用效率整体不高;从综合技术效率的构成来看,综合技术效率的变化趋势和纯技术效率基本一致,这表明耕地利用效率的变化主要是由纯技术效率的变化引起的;同时各个行政区间的耕地利用效率也存在着很大的差异;影响耕地利用效率的因素很多,按照影响程度从大到小排序是：耕地资源禀赋、经济发展水平、自然条件、农业生产条件。     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

我国耕地资源数量安全的时空差异分析

耕地资源数量安全是耕地资源安全非常重要的组成部分，它受到资源禀赋、经济发展水平、管理和政策等因素的影响。本文在分析耕地资源数量安全影响因素的基础上，构建其评价指标体系，并对我国耕地资源数量安全的时空差异规律进行了分析，结果表明。自改革开放以来，我国耕地资源数量安全状况呈先增后减的变化趋势；从安全水平的区域分布来看，北部和西部省份的安全水平普遍高于东部和南部省份，同时发现，区域安全水平与经济发展水平呈负相关关系。     

土地集约利用空间分异研究中指标标准化方法研究

土地集约利用空间分异研究中指标标准化通常采用极差标准化等方法,这类方法默认各区域集约临界值相同,从而使得评价中区位好的区域土地集约水平高于区位差的区域。基于级差地租Ⅰ和级差地租Ⅱ理论提出新的指标标准化方法,指出传统指标标准化方法的问题,并以重庆市耕地集约利用空间分异为例进行实证比较。研究充分考虑了不同区域因禀赋差异造成的单项指标理想值(临界值)的差异,弥补了传统指标标准化方法的不足,有助于完善土地集约利用空间分异的研究。研究表明:土地利用集约度是一个相对概念,其参照物为区域土地集约临界点,理论基础是级差地租Ⅱ;区位不同导致区域间土地利用强度存在差异,它是级差地租Ⅰ的一类现象,这类差异可称为"禀赋差异";每个区位点适度指标标准化值Y与该区位指标现状值x₁₁和集约临界点x₁有关,与其他区位指标现状值无关;传统标准化方法将指标现状值或现状平均值设为集约临界值,没有考虑不同区位集约临界点差异,因而空间分异结果更符合土地收益空间分异规律;重庆市耕地集约利用度空间分异研究表明该方法在空间分异、集约度绝对值和区县集约度比较等方面优于传统方法,更符合不同区县耕地利用实际。     

基于能值分析的武穴市耕地利用效益时空特征分析

开展耕地利用效益评价,对实现农业生态文明和耕地高效持续利用具有指导意义。结合能值分析、自相关等方法,评价和分析了2002~2011年武穴市耕地利用效益的时空演变特征。结果表明:近10a来武穴市耕地利用效益的能值投入和产出处于上升趋势,增长速度分别达58.17%和61.29%;能值投入中工业能值所占比重最大,超过总量的70%以上,2011年达到82.17%;耕地集约度增加6.60×1015sej的同时环境压力也在变大,耕地环境负载率由2002年的2.88上升至2011年的4.61;农业生产能力和农民生活水平不断提高;空间自相关结果显示武穴市各乡镇单位面积耕地能值投入和产出具有较明显的东高—南低—西平的聚集特征。研究结果对优化武穴市农业生产物化投入结构、提高产出效果,实现耕地高效持续利用具有一定的指导意义。     

繁昌县后备土地资源多宜性评价

合理评价后备土地资源适宜性是有效进行后备土地资源的开发利用和农业结构调整的前提。以繁昌县后备土地资源为例,以区域自然与人为因子对其进行初步筛选,在此基础上建立适宜性评价指标体系,结合生态位适宜度理论构建多宜性评价模型,运用加权平均模型和限制因子模型,对后备土地资源评价单元耕地、园地和林地3种土地利用类型的生态适宜度及限制性生态因子进行评价。结果表明:(1)繁昌县59.38%的后备土地资源不能进行开发,能够开发且对生态环境影响较小的后备土地资源为387.03hm2;(2)繁昌县生境环境较为良好,对各土地利用类型的适宜性较强;单一土地利用类型评价中后备土地资源生态位适宜度值最大值为0.966 5。其中,耕地适宜性最高,林地次之,园地最低;(3)多宜性评价表明繁昌县后备土地资源中耕地适宜性面积最大,林地次之,园地最小;(4)限制繁昌县后备土地资源开发利用的生态因子主要为:排水条件、pH值、障碍层深度。为改善后备土地资源开发利用的生境条件,今后应重视土地质量管理,加强农田水利设施建设,使其适合开发利用的需要。