松嫩平原北部耕地空间分布及其变化特征

耕地资源是人类赖以生存的基础性资源,科学地判定其变化特征以及空间分布格局,对促进耕地资源的空间优化布局以及保护耕地等方面具有非常重要的意义。选取松嫩平原北部的典型区域黑龙江省黑河市嫩江县为研究区,通过对研究区1984年和2011年Landsat8TM遥感影像进行解译,运用Arc GIS10. 0软件、耕地指数法、GIS空间分析法对研究区耕地资源空间分布及其变化特征进行研究。结果表明:1)研究区1984年耕地主要分布在北部及东部,2011年耕地主要分布在中部及北部; 2)研究区西部耕地分布呈现出密集分布的空间特征,东部呈现出稀疏分布的空间特征; 3) 1984—2011年研究区耕地空间格局发生了明显变化,南部乡镇变化较大,中部和西部乡镇变化居中,北部和东部乡镇变化最小,行政区划上双山镇耕地变化最大。研究成果可在一定程度上为嫩江县耕地资源的合理配置,耕地资源的保护及耕地空间布局优化提供参考。     

中国特色小镇的空间分布及其产业特征

以中国前两批特色小镇为例,综合利用最邻近指数、地理集中指数、不均衡指数、核密度、地理联系率等空间分析方法,分析特色小镇的空间分布规律,在此基础上提出特色小镇的产业特征及其开发建议。结果显示：中国特色小镇在分布上具有“总体集聚、依托经济、沿线、围城、靠景”的特征。从空间分布类型看,特色小镇主要分布在东部地区,人口分界线的东南部,大体上呈现出集聚分布的态势;从空间分布均衡性上看,特色小镇在空间分布上呈现非均衡特征,且集中度较高;从空间分布密度上看,中国特色小镇呈现出东多西少、南多北少、东南多西北少的空间分布格局,总体上形成五大集聚区,分别为环渤海集聚区、长三角集聚区、东南沿海集聚区、西南成渝集聚区、中原集聚区。当前特色小镇的空间分布是政策主导下区域经济、区位交通、核心城市、旅游资源等因素综合作用的结果。前两批特色小镇主要以农业主导型与工业主导型为主,产业特色有待进一步提升。根据分析结果,从尊重规律、政策导向、产业引领、要素配套等方面提出未来特色小镇的开发建议。     

全国第二次土地调查前后中国耕地面积变化的空间格局

长期以来中国耕地数量受到国内外的高度关注,但是中国的耕地面积到底是多少,一直是个谜,特别是在耕地面积出现几十年持续下降的背景下,全国第二次土地调查结果居然比调查前多出了2亿多亩。论文利用全国第二次土地调查前后的耕地面积数据,从耕地总面积和不同类型的耕地面积两个维度,在不同空间尺度上,对耕地面积数据进行对比分析。研究表明：1）从区域尺度来看,“二调”多出的2亿多亩耕地主要分布在东北、华北与西北地区,其中东北地区几近一半,华南是唯一减少的区域;从省级尺度来看,26个省份耕地面积增加,以东北三省和新疆、内蒙古居多,京沪苏粤陕出现减少,尤以苏粤为甚;从市级和县级尺度来看,耕地增减空间集聚明显,耕地增加的地市和县市均以东北最为集中,耕地减少的地市以珠三角和长三角最为集中,耕地减少的县级单元以粤苏云三省最为集中。2）耕地的三种类型都出现增加,但旱地最多（53%）、水田最少（10%）;水田和水浇地均“北增南减”;旱地的增减主要分布在北方,且增减的空间分布都非常集中,东北增加较多,黄淮海平原减少较多。耕地分布重心的持续北移,加剧了水土资源的不协调性,从而影响耕地的质量,未来中国政府在高度关注耕地数量变化的同时,更应强化耕地质量的提高与保护。     

基于ESDA的省域空气污染空间特征研究

运用探索性空间数据分析(ESDA)方法,对中国31个省份的空气质量指数和PM2.5进行了空间分布和时空演化分析,结果显示,中国省域空气综合污染存在较强的空间自相关性,可对相邻区域空气质量造成影响.PM2.5污染与空气综合污染的空间相关趋势保持了高度的一致性,体现主导污染物的地位.辽宁与华北省份北京、天津、河北、山东,以及部分华中省份河南、湖北及江苏形成了较为稳定的高污染集聚区,较轻污染的集聚大多分布在西部、西南和东南沿海区域.基于空间特征的污染治理措施,可实现功效发挥的最大化.     

中国畜牧业地理集聚特征及其演化机制

农业地理集聚是有效实现农业分工的空间组织形态。以畜牧业为例,采用基尼系数、专业化指数、产业集中度和产业平均集聚率等指标与模型,分析了畜牧业地理集聚的发展特征、演变态势及其形成机制。结果表明:1980-2011 年中国畜牧业地理集聚程度不断增强,呈现出先增强后减弱再到稳定上升的阶段性演化特征,但不同畜产品生产的地理集聚过程差异显著;省域尺度上,畜牧业平均集聚率重心不断北移,逐步形成了北方地区高度集聚、南方地区中低度集聚的空间分异格局;畜牧业地理集聚格局经历了由自然集聚到空间重构再到空间优化的过程,自然资源禀赋、农业生产力以及市场与政策,在不同时期主导着中国畜牧业空间格局的演变,构成了我国畜牧业地理集聚格局的演化机制。     

基于景观结构和空间统计方法的绿洲区生态风险分析——以石羊河武威、民勤绿洲为例

论文以石羊河流域武威、民勤绿洲为研究区域,在ArcGIS 10.0、ArcView 3.2 软件和景观格局分析软件FRAGSTATS的技术支持下,采用干扰度指数、景观脆弱度指数、优势度指数和破碎度等指数,并通过分析景观格局与生态风险度之间的关系,将各景观指数进行栅格叠置运算,从而构建生态风险度,在此基础上,利用GIS局部空间统计方法研究分析了绿洲区景观结构格局和生态风险的时空变化特征及聚集模式。研究结果表明:① 城乡用地快速扩展的同时,耕地和草地景观有较大幅度的降低,优势景观类型由耕地、草地向耕地和建设用地转变;② 武威绿洲生态风险经历了从较高到中度的转变,生态风险整体趋于好转,而民勤绿洲生态风险从中/较高到较高/高变化,生态风险有所恶化;③ 武威绿洲主要为高于平均值的要素趋于聚集,表现为低生态风险小区高度聚集,且聚集度有上升的趋势,而民勤绿洲则主要为低于平均值的要素趋于聚集,高生态风险小区高度聚集,随着时间的推移呈现面积增大、空间扩展的态势。     

黄河流域水污染排放特征及污染集聚格局分析

掌握污染源排放特征及其空间差异,是在流域尺度提升水污染治理水平的重要基础.该研究分别从污染源的活动水平（简称“活动水平”）、污染物产生、污染物去除和污染物排放4个方面选取了28个指标,对黄河流域60个市州主要水污染物排放特征开展了现状评价和聚类分析.采用污染分布的地理集中度指数表征各市州污染集聚格局,并利用空间分析模型Global Moran's I和G_i*指数判断污染排放的空间集聚趋势与冷热点地区.结果表明:按照水污染排放特征的差异,黄河流域不同地区在水污染格局上可划分为高排放强度区、高排放绩效区、污染集聚区和低排放绩效区;水污染物排放与经济发展格局分布一致,上游、中游到下游地区呈现明显的阶梯型分布,上游地区单位水资源利用效率和排放绩效低,下游地区区域性污染集聚效应明显;山西省、河南省和山东省沿黄城市在空间上表现为区域性连片污染集聚,集中分布在晋中城市群和中原城市群.针对当前黄河流域水污染排放特征和空间集聚格局,建议制定统一的生态环境保护与治理策略,加强中下游城市群的污染协同控制.      

黑龙江不同景观空气负离子浓度空间格局分析

针对空气负离子浓度的空间分布问题,采用空间自相关理论的方法,获取黑龙江省夏季林地、水域、耕地3种不同景观类型共219个观测点的空气负离子浓度数据,研究2016年黑龙江省夏季不同景观类型的空气负离子浓度空间自相关性的强弱和集聚模式。结果表明:在夏季,黑龙江省水域的平均空气负离子浓度最高,林地次之,耕地最小;空间自相关分析表明,在150~250 km范围内,林地、水域空间自相关尺度效应明显,在200~350 km范围内,耕地空间自相关尺度效应明显;空气负离子浓度全局Moran’s I指数分别为0.380、0.284和0.371,由高到低依次为林地、耕地、水域;林地、耕地、水域空气负离子浓度均表现出正的空间自相关性,即存在高-高集聚区或低-低集聚区。     

格网尺度下延安市生态服务价值时空演变格局与分异特征——基于退耕还林工程的实施背景

在退耕还林工程背景下,以退耕还林实施后生态效果较显著的延安市为研究对象,基于解译的三期影像数据,通过土地利用转移矩阵,在2 km×2 km的格网尺度下测算延安市不同土地利用类型的生态服务价值(ESV),并结合空间探索性数据分析,探讨ESV的不同土地利用类型转移的时间变化特征及空间转移的关联性和异质性。延安市的实证分析显示:(1)1990-2015年间,ESV的增减主要发生在耕地、林地和草地之间,林地和草地ESV合计转入21.29亿元,且转入量主要发生在退耕还林工程实施之后;(2)生态服务功能主要由林地和草地提供,ESV的时间变化经历了先下降后上升的过程,退耕还林工程的实施促进ESV的增长,2001-2015年间增长了5.34%;(3)空间探索性分析显示,ESV在格网尺度下呈现出显著的"南高北低"分布格局,并在空间上表现出正向的集聚性和依存性,ESV的高高集聚和低低集聚效果比较明显,并且高高集聚区与林地、草地的空间分布相吻合,低低集聚区与耕地、城乡建设用地的空间分布相吻合。整体而言,延安市土地利用类型转移和ESV的增减变化与推行退耕还林工程在时间上呼应、在空间上匹配,政府主导的退耕还林工程对生态环境恢复与保护起到显著的积极作用。因此,对于不同土地利用类型的生态服务功能,以耕地为主的北部地区应在基本农田保护制度基础上,注重农业生产与生态效益平衡,而林草资源丰富的南部地区则继续发挥生态屏障的调节作用。     

土地利用类型与水分亏缺的风险程度关系——以北方农牧交错带黄土高原区为例

在北方农牧交错带植被重建中适宜乔、灌、草种生态区划的基础上,以该区域黄土高原区作为研究区,结合该区1989和1999两年的土地利用分类图,通过计算区域缺水指数及对其分级,探讨了缺水指数在时间和空间上的变化规律,分析了耕地、林地、草地等该区主要土地利用类型在时间和空间上与缺水指数的关系。在此基础上,构建水分亏缺风险指数(RiskIndexofWaterDeficit),从研究区整体和各生态分区两个尺度上探讨了不同土地利用类型的RIWD时空分异。得出如下结论:①1989～2000年,研究区缺水指数均在中度以上,其变化幅度有逐年减少的趋势;②对比1989年和1999年两年的缺水指数,区域整体缺水状况有所缓解,但各生态分区内的缓解程度在空间上仍存在差异;③从研究区整体而言,各土地利用类型的水分亏缺风险指数逐渐减少,依次为林地、耕地、草地;④因各生态分区内的地理特征包括水分状况存在变化,故各土地利用类型的水分亏缺风险程度排列顺序与区域整体有所不同。     

不同比例尺下耕地质量分等结果的差异及影响因素研究

近年来,耕地质量保护问题已逐渐成为我国最突出的问题之一,而耕地质量管理工作需在不同层次上进行,同时也要求有不同比例尺的耕地质量分等成果,但不同比例尺下的耕地质量分等结果在等别面积、空间分布、等别组合以及精度上均存在差异。因此,分析不同比例尺耕地质量分等结果的尺度差异,研究其影响因素,对于提高土地质量管理水平具有重要意义。论文采用计量经济学模型和二元Logistic回归模型,以江苏省东海县为例,对1∶5 000(大比例尺)、1∶100 000(中比例尺)和1∶500 000(小比例尺)3种比例尺下耕地分等结果的差异及其影响因素进行了研究。结果表明:1)不同比例尺下耕地质量分等结果在面积数量、空间分布以及表达精度上均存在一定差异,且比例尺越大,结果越精确;2)导致不同比例尺间耕地质量分等结果差异的影响因素,主要有高程、植被覆盖度、耕地连通度、耕地面积占比、耕地图斑数、坡度、路网密度以及耕地集聚度等,不同比例尺之间的耕地等别差异影响因素是不一致的,且各因素对结果差异的影响力大小也有一定的差别。综合以上结论,可以得出:由于耕地质量分等结果比例尺差异明显,并受多因素影响,所以不同比例尺下耕地分等数据转换与组织十分重要。     

干旱区绿洲城镇扩张对耕地空间影响及预测——以河西走廊区域为例

绿洲城镇是干旱地区人类活动最剧烈、人口集聚度最高、“人—地”关系矛盾最为突出的生态环境脆弱区。受全球气候变化影响及西部大开发战略推动,区域城镇与绿洲耕地之间的动态变化及利弊权衡成为当前关注的热点。基于1990—2015年多时相遥感影像数据,以典型绿洲城镇河西走廊为研究区,引入Markov和ANN-CA模型对河西走廊城镇用地与耕地的时空动态转换特征与规律展开探索,揭示了城镇扩张对耕地的影响过程与机制。研究结果表明：（1）河西走廊土地总体以未利用土地和草地为主,城镇用地与耕地仅占区域总面积的0.63%、6.35%,且城镇与耕地面积共同经历了先减少后增加的“V”型变化趋势。（2）1990—2015年河西走廊城镇面积扩张了1.53倍,其中15.67%的城镇扩张用地来自耕地占用,其他主要来源于草地,沙漠和戈壁等未利用土地。另外,区域内5个地市城镇扩张的耕地占用差异较大。（3）结合Markov与ANN-CA模型的模拟和预测结果表明,2015—2030年河西走廊79.77%的城镇扩张用地将来源于周边耕地,且城镇空间扩张方式以外延扩展为主,未来耕地被城镇侵占压力较大。研究结果将为干旱区相似区域空间规划和耕地保护提供决策支持。     

东北黑土区典型地域耕地生态退化时空分异——以富锦市为例

耕地生态退化严重威胁黑土区耕地的可持续利用,明确其时空分异规律是提高黑土耕地产能实现农业可持续发展的重要科学命题。以东北黑土区典型地域富锦市为研究区,立足于耕地外部扰动变化所引发的环境胁迫与生态恢复,利用遥感驱动的多源环境胁迫监测模型、改进的CRITIC模型、优化的InVEST模型,明确二者间的作用结果,揭示研究区2000—2020年耕地生态退化的时空分异规律。研究结果表明：（1）研究区耕地外源环境胁迫强度整体偏低,呈现出以东部、西部、北部高,中部、南部低为主基调的时空分异格局;（2）研究区耕地內源生态恢复强度高于胁迫强度,表现出以西部—东部—中部梯度衰减的时空分异格局;（3）研究区共有968.12 km²耕地发生生态退化,展现出以团块状集中分布在研究区东部和中部,零星分布在其他区域的空间分异格局。研究明晰了多源环境胁迫/多源生态恢复之间的交互效应,实现了各耕地图斑对多种环境胁迫力和生态恢复力的动态敏感度测算,进一步刻画出了生态退化过程,测度结果与现实耕地利用强度吻合,为准确诊断黑土区耕地生态退化提供了理论参考和技术支撑。     

耕地流转农户行为影响因素的实证分析——基于江西省1396户农户耕地流转行为现状的调研

论文利用江西省42个县(区)74个行政村1396户农户的抽样调查数据,通过建立耕地流转行为与各自变量的Logistic回归计量模型,从家庭特征因素、家庭经济因素和资源禀赋因素三方面分析了农户耕地流出和流入行为的影响因素。研究表明:外出打工对耕地流出影响最大,是农户耕地流出的最大驱动力;而经济收入与耕地流转是互为因果的关系,耕地流入户的经济收入存在明显低于流出户的经济收入的趋势;地形特征对耕地流出行为有明显影响,地形越平坦,越容易流出,同样耕地越破碎,越不易被流入户接受。     

中国农用地整理项目安排与耕地资源分布的协调性研究

农用地整理是当前中国土地整治的重点,增加有效耕地面积、提高耕地质量和规模化程度是农用地整理的主导方向与建设目标,相应要求农用地整理项目安排应与现状耕地的数量与质量之间存在协调关系。为了从空间和时间上分析这一协调性,根据2006-2012 年农用地整理项目数据,结合全国土地利用现状和农用地分等定级成果,通过建立县域尺度下一致性模型和重心模型,从全国和省级二个空间尺度,分析了农用地整理项目安排与耕地资源在时空分布上的协调性,得到以下结论:① 全国层面上,14.4%的耕地区域安排了52.2%的整理项目,项目安排与耕地资源分布的均衡性较差;② 省域层面上,多数省份整理项目安排与耕地资源的分布较为一致;③ 各等别耕地整理比例与其耕地面积比例较为一致,优等地和低等地的整理比例逐渐上升,高等地整理比例趋于下降,中等地整理比例基本稳定;④ 各等别耕地重心及整理重心按优等地、高等地、中等地、低等地由南向北分布,优等地和中等地的整理项目安排逐渐趋于均衡化,高等地整理开展偏于其耕地重心北侧,低等地整理分布较为不均。     

乡村振兴视角下耕地利用转型的时空格局及路径分析——以淮海经济区为例

深刻解读耕地利用转型内涵,基于乡村振兴与耕地利用转型的系统逻辑构建相关评价指标体系,运用探索性空间数据分析（ESDA）和标准差椭圆（SDE）等方法,对2002年、2007年、2012年和2017年淮海经济区耕地利用转型效度进行评测,据此揭示乡村振兴战略背景下耕地利用转型的时空格局及转型路径。结果表明：（1）15年间淮海经济区耕地利用转型呈现整体上升、区域均衡的时空格局。（2）耕地利用转型空间集聚现象明显,南北差异显著。空间转型集聚程度逐渐减弱,功能转型呈现先降低后升高、再降低又趋于平缓的态势。（3）耕地利用转型呈现东北—西南格局,以徐州市为区域重心,在南北方向上持续收缩、东西方向上不断平移,导致转型空间形态呈C状分布;系统要素的交流耦合渐进增长且上升通道具有收缩趋势,最终形成“分散—聚拢—分散—聚拢”重叠形态的转型路径。建议研究区未来发展重点聚焦转型发展内源动力的协调融合,引导耕地利用转型由“C形”扩散转向“O形”收敛的圈层式包容增长格局,并不断提升耕地多功能融合增益的共享程度,将地理系统的均衡机制转化为乡村振兴的现实效能。     

东北典型黑土区耕地轮作休耕的空间重构

轮作休耕是保障黑土区耕地资源可持续利用的重要手段。科学合理确定粮食作物轮作休耕的耕地利用规模及空间分布,对实现黑土区耕地修养生息、提升地力和平衡粮食供求结构具有重要意义。以东北典型黑土区——克山县、拜泉县和依安县为研究区,运用作物种植空间适宜性评价模型、多目标优化（MOP）模型和智能体土地布局优化配置（AgentLA）模型,基于地块尺度构建耕地轮作和休耕布局,适度调整轮作休耕规模及分布。结果发现：（1）研究区主要作物种植适宜性高值和低值区存在明显空间差异。玉米和大豆种植适宜性高值区交汇于依安县北部和克山县西部,是玉米—大豆轮作优势区域。主要作物种植适宜性低值区交汇于依安县南部和拜泉县西南部,是休耕的重点区域。（2）基于种植结构优化的轮作规模实现了大豆种植比例增加和玉米种植比例减少,缓解了目前玉米阶段性供大于求、大豆供给不足的现实矛盾。通过设定多种粮食供求情景确定休耕规模有利于灵活应对粮食市场变动。（3）兼顾耕地空间适宜性和集聚性的轮作休耕布局有利于充分利用耕地资源禀赋比较优势、发展规模化经营,对提高耕地利用效率具有重要作用。研究通过科学重构黑土区耕地轮作和休耕空间布局,实现了耕地空间适宜性、空间集聚性、种植结构合理性和粮食供求稳定性的同步提升,为实现黑土区耕地资源合理可持续利用和粮食安全提供政策参考。     

中国2000—2010年耕地低效转化的空间特征

耕地向经济效益相对较低的用地类型转化具有多重社会及生态效应。论文首先将耕地向草地、灌丛地和裸地的转化定义为“耕地低效转化”,然后以GlobeLand30为基础,提取2000—2010年的低效转化耕地,并结合耕地资源禀赋和地形条件,从多尺度、多角度深入揭示了我国耕地低效转化的空间分布特征。结果表明：1）全国总体的耕地低效转化率仅为1.50%,但区域差异明显,空间分布极不均衡;2）耕地低效转化依照地势的三级阶梯呈现明显的区域分异规律,农牧交错带的耕地转化问题最为严重,但耕作条件好、原有耕地比例高的东部地区,耕地低效转化水平一般较低;3）耕地低效转化率大体随海拔和坡度的增加而增加,但会受到地形复杂度的影响。     

基于水资源分区和地貌特征的新疆耕地资源变化分析

以新疆1995、 2000、 2005及2008年4个时期的土地利用数据为基础,结合水资源分区、 SRTM-DEM和数字地貌等数据,分析了基于水资源分区和地貌特征的新疆耕地资源的变化特征,结果表明:①总体上,不同时段各水资源分区耕地空间分布稍有变化,但总体格局保持不变。不同时段各水资源分区的耕地面积有增有减,但增加量远超过减少量,耕地总体呈现出持续增长的趋势,从1995年到2008年,共增加126.39×10⁴ hm²。②对比4个时期26个水资源分区的耕地数值、 变化和升降形式差异,可将耕地变化形式归纳为上升、 先降后升、 先升后降和升降波动四大类。③新疆耕地空间变化存在分区差异。1995至2008年期间,耕地增加值最大者为叶尔羌河流域,为17.36×10⁴ hm²;而额敏河流域耕地面积缩减量最大,减少3.15×10⁴ hm²。④新疆耕地资源主要分布在2 000 m以下的低海拔和中海拔区域,其中以500~2 000 m区域分布最广;耕地资源主要分布于地势相对低缓的平原和丘陵区,以开发流水地貌类型的山前平原地带为主。新疆耕地变化具有很强的空间差异性,与水资源量及利用状况的空间分异密切相关。