集约化农区近50年耕地数量变化驱动机制分析——以河北省曲周县为例

根据曲周县历年耕地数量变化统计数据和1986年土地利用现状以及1986～2000年土地利用变更调查数据进行分析表明,曲周县耕地面积经历了增加→急剧减少→缓慢减少→快速上升→相对稳定的变化过程。1949～1957年为耕地增加期,全县年平均递增率达到0.43%;1958～1961年为耕地急剧减少期,年均递减1.55%;1962～1974年为耕地缓慢减少期,年均递减0.47%;1975～1985年为耕地数量快速增加期,年均递增0.63%;1986～1999年为耕地数量相对稳定的阶段,耕地年均递减0.026%。人口变化、自然因素变化、技术进步、区域经济发展和政策演变共同组成了耕地数量变化的驱动力系统。人口增加对粮食和住宅用地的需要为耕地数量的增加提供了最根本的需求;气候因素的变化为大量盐渍土的改良提供了基础,而只有技术进步才能使大量盐渍土变为耕地;以第一产业为主的经济结构组成,使耕地比重占据了土地利用结构中的主导地位;而国家政策的阶段性变化,促使耕地数量发生了相应变化。     

科尔沁沙地水资源投入对粮食生产的影响定量研究 ——以奈曼旗为例

借鉴Cobb-Douglas全要素生产函数,以粮食总产量为因变量,以包括年降水量等气候要素、 耕地面积等经济要素和化肥施用量等技术要素在内的10项投入为自变量,构建1987年至2008年期间奈曼旗农业生产投入产出模型。结果表明:①影响奈曼旗粮食总产量的关键因素为农业劳动力(t=9.44,P/=0.00)、 年降水量(t=8.33,P=0.00)和灌溉用水量(t=6.89,P=0.00)。 除农业劳动力外,其他两项因子均与水资源有关;年降水量和灌溉用水量的弹性系数均大于1,说明粮食总产量的增长倍数高于水资源投入的增长倍数,水资源的继续投入将导致粮食产出快速增长。②根据模型,农业劳动力、 灌溉用水量、 年降水量的回归系数分别为5.13、 1.55和1.46,显示当地劳动力投入及水资源投入均存在不足,单独增加某个投入要素即会导致粮食产出以更快速度增长;随着奈曼旗农业劳动力不断减少,且年降水量波动性增强且呈下降趋势,粗放式的灌溉明显加强。根据模型,其他投入要素不变、农业劳动力减少1%时,灌溉用水量增加3.31%;其他投入要素不变、 年降水量减少1%时,灌溉用水量增加0.94%。③降水的波动会导致粮食单产量的波动,而灌溉用水量在很大程度上影响了粮食单产量水平(R²=0.543);降水量的减少导致农民通过扩大播种面积来获得增产,因此降水量的年际变化和播种面积的年际变化之间呈现明显的反向变动关系。总体来讲,奈曼旗农业生产对灌溉用水的依赖程度不断加大。随着灌溉用水的持续投入,其增产作用将逐渐降低,并且对当地脆弱生态系统带来进一步的压力。     

区域土地利用变化对生态环境影响定量评估——以铜川市城郊区为例

区域土地利用变化对生态环境的影响,是地理学全球变化研究的重要内容,而生态服务价值则是目前生态学、生态经济学研究的热点问题。研究利用研究区地形、土壤、植被数据和近10年来每年的气候、土地利用数据,运用生态服务价值测算模型,计算了1994~2003年铜川市城郊区历年的生态服务价值,并模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,提出了土地利用变化环境效应指数,并尝试性地运用该指数定量评价了城郊区土地利用变化对生态环境的影响。结果表明:①由于气候变化、人类活动尤其是土地利用变化等原因的影响,城郊区生态服务价值年际间变化很大,1994~2003年期间,在不考虑水域生态服务功能情况下（基于水域面积年际变化极小考虑）,城郊区生态服务价值在4.77×108~1.56×10⁹元间波动;②模拟了无土地利用变化情景下的生态服务价值,结果表明每年基于无土地利用变化情景下的生态服务价值明显低于基于土地利用变化情景下的生态服务价值;③运用土地利用变化环境效应指数计算模型计算了土地利用变化环境效应指数,结果表明都大于1,从1994年到2003年期间,土地利用变化环境效应指数除个别年份略有波动外,整体呈增加趋势,反映了土地利用变化对城郊区生态环境的影响是积极的。     

土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以广州市番禺区为例

本文以广州市番禺区2000、2008年的土地利用数据为基础,参照谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位服务价值系数,从生态学服务功能角度,研究了土地利用变化对生态系统服务功能的影响,结果表明,2000～2008年间,番禺区水域,林地、耕地、未利用地均减少,建设用地面积则大量增加.敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信.该区处于快速城市化地带,发展过程中应注意优化土地类型结构,严格控制建设用地面积,实现区域生态系统可持续发展.     

城市化流域的土地利用变化对水文过程的影响——以秦淮河流域为例

以城市化流域--秦淮河流域为例,采用SWAT分布式水文模型,结合遥感和地理信息系统技术,对流域1987~2000年的土地利用变化对水文过程的影响进行探讨和研究。结果表明,13年中秦淮河流域的土地利用变化对流域的径流影响较大,2000年土地利用情景相对于1987年的模拟结果,1980s~1990s年径流增加约为5%~6%;在相同的土地利用变化条件下,枯水年的水文响应最强,其次是平水年,丰水年响应最弱;在任意降雨条件,林地向建设用地转化,其径流系数增加0.3以上,水田向建设用地、旱地向建设用地转化,其径流系数增加0.2~0.3,林地向旱地、水田向旱地、林地向水田的转化,其径流系数增加幅度在0.1以下。     

湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以长沙市为例

以长沙市为例,研究了湘中红壤丘陵区土地利用变化对生态系统服务价值的影响.同时,参照相关研究成果制定了长沙市生态系统服务价值系数表,计算并研究了长沙市生态系统服务价值的变化.结果表明:研究期内,研究区林地、草地、湿地和未利用地面积减少,林地面积减少最多.耕地、水域和建设用地面积增加,耕地增加最多;研究区生态系统服务价值下降了1483.14×106元,年变化率为-0.41%,建设用地快速扩张,价值系数较高的林地面积大幅减少是造成这一结果的主要原因;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所制定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信.湘中红壤丘陵区生态系统相对脆弱,在调整该区土地利用结构时应充分考虑土地利用的生态效益,以减缓生态系统服务价值的下降趋势.     

退耕还林工程对黄土高原土地利用/覆被变化的影响——以陕西省安塞县为例

退耕还林工程(Sloping land conversion program, SLCP)可快速改变土地利用/覆被格局。论文以黄土高原典型沟壑区--陕西省安塞县为例,利用MSS/TM/ETM+卫星遥感影像,获取研究区6个时期土地利用/覆被的时空信息,通过统计模型,定量分析了研究区SLCP对土地利用/覆被格局的影响。草地、耕地及林地为研究区三大主要土地利用/覆被类型,研究区土地利用/覆被变化整体处于不平衡态势;整个研究时段内,耕地先增后减,整体减少38.4%;林地先减后增,整体增加4.36%;灌木林地和草地减少,而未成林造林地快速增加;SLCP显著加强了耕地的递减趋势,并大幅增加了未成林造林地面积,至2010年未成林造林地面积显著大于天然林地的面积。这些变化可能具有降低土壤侵蚀与产流量、改善土壤结构、增加土壤碳吸收等效应;SLCP能提高农民收入,且大部分农民支持SLCP;但其负面效应亦不可忽视。研究将有助于对SLCP效应的全面理解,并可为该区生态恢复工程的规划与决策及生态环境保护提供参考。     

经济发达区土地利用变化对土壤性质的影响——以江苏省昆山市为例

在高速工业化和城市化的江苏省昆山市选择6种典型农用土地利用方式,78个土壤样点剖面,对不同土地利用类型的土壤性质进行对比分析。结果显示,土地利用变化对土壤养分、土壤重金属污染有明显的影响,除速效钾外,2002年的土壤养分含量比1981年有所提高。同时发现2002年有机质含量在不同用地类型之间存在明显的规律,即水稻田>园地>抛荒地>菜地;全氮、速效氮含量规律为水稻田>园地>菜地>抛荒地;速效钾的含量规律是园地>水稻田>抛荒地>菜地;速效磷的含量规律是抛荒地>菜地>园地>水稻田。2002年土壤pH值、有机质和全氮含量的变异系数明显高于其他土壤养分,其中全氮含量的变异系数最大。不同土地利用类型中的不同重金属含量表现强弱不一,水稻田土壤的Hg、Cr、Ni、Cd的含量明显高于其区域土壤背景值,而菜地含量比较高的重金属是Hg、Ni、Cu;园地和抛荒地各重金属含量相对较低,但其Ni含量与水稻田和菜地相当。此外,土地经济系数与土壤养分及土壤污染指数具有强相关性。     

集约农区不同土地利用方式对土壤养分状况的影响

选择山东省寿光市,通过野外调查和室内分析,利用数理统计软件SPSS,系统分析不同土地利用方式下土壤养分的分布特征、变异情况及其相关性,研究集约农区不同土地利用方式对土壤养分状况的影响。结果表明,在不同土地利用方式下,各养分含量分布存在明显规律。有机质均值的分布特征是菜地水浇地果园旱地盐碱地;全氮、碱解氮、速效钾、速效磷和有效锌均值的分布特征是菜地果园水浇地盐碱地旱地;土壤pH值、交换性镁均值的分布特征为盐碱地旱地水浇地果园菜地;交换性钙在不同利用方式中的含量为盐碱地旱地水浇地菜地果园;有效硼为果园菜地盐碱地水浇地旱地;有效铁为菜地果园水浇地旱地盐碱地;有效铜和有效锰均为果园菜地水浇地盐碱地旱地。水浇地、菜地和果园在各养分含量上差异较小,旱地和盐碱地在各养分含量上较为相似。除pH值外,其它12种土壤养分在不同土地利用方式下变异系数均较高,其中以速效磷的变异系数最大。土壤养分中除了交换性镁、有效硼与其它各养分之间的相关性较低外,其它养分之间基本为显著或极显著相关,其中pH值与其它各土壤养分均呈现显著或极显著负相关,有机质与其它各土壤养分均呈现显著或极显著正相关。     

退耕还林还草对土地利用变化影响程度研究——以延安生态建设示范区为例

文章在分析延安生态建设示范区2000-2003年间各土地利用类型的数量变化和空间特征的基础上,引入退耕指数、退耕影响系数等指标研究退耕还林草对示范区土地利用结构变化的影响。结果显示,示范区已退耕坡耕地36.07%,平均每年退耕12.02%,全区的退耕影响系数高达4.76,该结果表明大规模的退耕还林草活动对区域土地利用变化的影响很大,它推动了土地利用结构的优化。分乡镇的研究显示,退耕对示范区各乡镇土地利用变化的影响存在一定的差异,除2个乡镇的退耕影响系数远远低于全区平均水平外,其他7个乡镇都高于全区平均水平。     

农用地集约利用评价的新模型研究

作为农业大国,中国面临着农用地利用效率低下,耕地数量锐减的现状。如何缓解人地关系、 提高农用地集约利用效率是目前中国解决农用地问题的迫切需要。因此,开展农用地集约利用评价具有十分重大的意义。论文以陕西省为例,提出基于动态模糊神经网络的农用地集约利用评价模型,以克服传统方法学习过程慢,易造成规则灾难、 过度拟合等问题。为了提高评价的准确性,采用定性与定量相结合的方法挑选评价指标体系,剔除冗余程度高的评价指标:耕地平衡指数和单位面积劳动力人数。对动态模糊神经网络模型进行训练和测试,模型收敛结果良好,误差均不超过3×10^-16。为了便于分析评价结果,采用K-means方法将评价分值聚为四类,并与陕西省农用地集约度的空间分异(陕北、 关中、 陕南)实际情况对比。结果表明,采用新模型的评价结果与陕西省各地级市的实际情况相符,杨凌示范区的集约程度最高。最后,通过逐步回归分析得出,农用地集约度与农民人均纯收入呈显著正相关,其相关系数为0.74,高于人均GDP、 城市化水平,农民人均纯收入是影响农用地集约度的主要因素。     

城市土地集约利用研究进展

城市土地集约利用是城市土地利用变化研究的重要内容之一。了解城市土地集约利用的机理、过程和效应,有助于优化城市土地利用空间结构,提高城市土地利用效率,缓解资源环境约束带给城市发展的压力以及促进城市可持续发展。文章从3个方面对国内外城市土地集约利用研究进行了梳理和总结:①研究尺度,包括空间尺度和时间尺度;②研究内容,包括城市土地集约利用的内涵和相关理论、集约利用评价、集约利用驱动机制、集约利用效应、集约利用途径;③研究方法,包括统计分析和计量分析方法、基于过程的动态模型方法、GIS空间分析方法和其他研究方法。最后对其未来的发展方向提出了一些建议,认为在研究尺度上,应加强多尺度、多层次、时间序列的研究;在研究内容上,应加强基础理论、机理、过程和效应的研究;在研究方法上,应加强计量分析、空间分析和动态模型应用。     

基于RAGA-AHP的工业行业土地集约利用评价——以江苏省为例

作为建设用地的重要组成部分,工业用地的节约集约利用直接影响到建设用地特别是城市土地利用和管理的效果。基于行业视角的工业行业土地集约利用评价能分析工业行业土地集约利用现状,揭示不同工业行业土地集约利用的差异,为制定工业行业土地集约利用控制标准提供参考。论文通过构建包含用地结构、用地强度、用地投入和用地产出在内的4个子目标、11个指标的工业行业土地集约利用评价指标体系,采用RAGA-AHP方法实现了江苏省工业行业土地集约利用评价。研究结果表明,实码加速遗传算法与层次分析法的集成,能获得高精度的权数并能保证全局收敛性;江苏省工业行业总体的土地集约利用水平较低。通信设备、计算机及其他电子设备制造业的集约度最高,为76.74;饮料制造业的土地集约度最低,仅13.42。不同行业的土地集约利用水平存在差异,且归属于同一类别的不同行业之间的土地集约利用水平差异不大,归属于不同类别的行业之间的土地集约利用水平差异显著。     

湖北省工业用地集约利用综合评价——基于365家典型工业企业的问卷调查

通过构建由用地结构、用地强度、土地投入和土地产出4个子目标层、9个因素层组成的工业企业土地集约利用评价指标体系,采用Bayes判别法,对湖北省9个工业行业的365家典型工业企业土地集约度进行判别分析,并对中度和低度利用企业可挖掘潜力进行了测算。结果显示:365家企业中,集约利用企业共82家,占企业总数的22.47%,中度和低度利用企业共215家,占企业总数的58.90%;集约利用企业比例较大的是金属冶炼及压延加工业和通信设备、计算机及其他电子设备制造业,中度和低度利用企业比例较大的是专用设备制造业、医药制造业和化学原料及化学品制造业。中度和低度企业集约利用潜力总面积为865.70 hm²,占企业批准用地总面积的42.83%,土地集约利用潜力巨大。     

基于RS的城市土地集约利用评价方法研究

论文建立了以遥感数据为主要数据源的城市土地集约利用评价指标体系,对城市土地利用遥感影像(IKONOS)特征进行分析,介绍评价指标遥感信息解译方法。在以遥感为主结合调查获取所有指标信息的基础上,应用综合评价和人工神经网络(ANN)模型对城市土地集约利用进行评价,通过评价结果比较,发现人工神经网络模型能够反映自变量和因变量之间的复杂非线性关系,是一种可行的评价方法。因此,论文构建基于遥感和人工神经网络(ANN)作为城市土地集约利用评价的方法体系,并应用其对石家庄市土地集约利用水平进行了评价。实践证明,这种体系构建评价方法更具时效性,实用性更强,工作更快捷、方便,评价结果更为客观。     

农业合作生产对华北农牧交错区水资源存量和经济效益的影响

针对华北农牧交错区错季蔬菜生产对水资源消耗的争议,通过试验和调查研究相结合的方法,研究了农业“生产－消费”合作生产背景下区域发展错季蔬菜的耗水效果及其对农民收入、水资源存量的影响。结果表明,错季蔬菜生产田间耗水量为农区粮食作物的31.3%~93.3%,而水资源价值为农区粮食作物的4.2~10.7倍;与区域内粮油作物生产相比,错季蔬菜生产少耗水330~754m³/hm²,且其水资源价值为粮油作物的4.0~13.9倍。通过实施粮－菜交换的市场农业战略,区域能用0.175~0.196m³的水交易获得外区域1 m³的水资源,并且实现了研究区用0.93hm²的菜地解决发展错季蔬菜前需要6.9~13.8hm²耕地才能解决的粮食问题。调查表明,通过高效地输出水资源,区域农民收入仅蔬菜一项比全国同期农村人均收入高出了23%。故华北农牧交错区发展错季蔬菜生产是节约和扩大本区域的水资源存量,促进农村脱贫致富、自我发展的有效途径。     

土地市场发育与土地利用集约度的理论与实证研究

市场是配置资源的基础手段和有效方式, 市场发育程度的不同会导致不同的资源配置和利 用效率。文章在构建市场发育与土地集约利用的理论分析框架基础上, 采用因子分析法和多因素分 析模型分别对江苏省开发区的土地市场化率和不同市场发育阶段土地利用的集约度进行了测算。 研究结果表明, 江苏省33.4%的开发区的土地市场发育处于转型后期至相对成熟期发展阶段; 57.1%处于转型中期发展阶段, 整体来说, 市场发育较为成熟。而不同土地市场发育阶段土地利用 的集约度不同, 处于转型后期至相对成熟期发展阶段的开发区土地利用集约水平要显著高于处于 转型中期发展阶段的开发区。因此, 文章认为提高我国土地利用集约度的主要思路应是推进土地市 场创新, 使市场成为土地资源配置的主要机制, 并作为转变土地管理机制的基本点。     

齐齐哈尔市土地利用变化及其对地下水水质的影响

为了探究齐齐哈尔市土地利用变化及其对地下水水质的影响,利用1995年、2003年、2011年遥感影像解译结果,比照地下水水质长期监测数据开展相关研究。结果表明,研究区土地利用类型以旱田、湿地和建设用地为主,其中旱田面积最大,占45%以上;近20a来,湿地面积持续减少,减少面积达112.38km2,主要转变为旱田、水田和建设用地,而建设用地的增加主要来自于开发旱田;1995~2003年、2003~2011年2个时期的综合土地利用动态度分别为0.97%、0.60%,研究区2003年之前总体土地利用变化程度明显高于后期。地下水中NO-3-N、SO2-4、Cl-和总硬度浓度变化趋势,与建设用地和旱田间的相互转变密切相关。城镇化建设快速发展及工矿用地土地资源的长期开发,成为对该地区地下水水质产生直接影响的主要土地利用方式。     

水资源约束下北京地区2004-2020年土地利用变化情景模拟研究

利用系统动力学(System Dynam ics,SD)的原理和方法,发展了水资源约束下的城市土地利用情景变化SD模型。基于北京1980-2003年土地利用变化过程,构建了水资源约束下北京市城镇建设用地情景变化SD模型,对2004-2020年北京市城镇建设用地的变化进行了模拟研究。结果表明,该模型具有一定的有效性,有助于正确理解自然资源对城市发展和土地利用变化的深远影响。模型模拟结果显示,2004-2020年无约束情景下建设用地年均增长量为40.42～63.38km₂,建设用地占总面积的22%～25%;约束情景下年均增长量为21.21～51.3km₂,建设用地占总面积的20%～24%,远低于无约束情景;水资源强约束情景下建设用地的扩张速度仅为弱约束情景的37.6%,为无约束情景C的33%。可见,随着北京城市化进程的加剧和经济的进一步发展,水资源对北京区域发展的制约作用越来越明显,对土地系统的影响也将更为直观和深刻。