福建省耕地质量空间自相关分析与耕地保护分区

[目的]耕地保护是我国的一项基本国策,为更加高效地保护耕地资源,提升耕地保护的成效,文章从耕地质量的内涵出发,研究福建省耕地自然、利用以及经济质量等别的数量特征,[方法]引入全局空间自相关分析与局部空间自相关分析方法探索耕地质量在省域层面上的空间分异规律,根据局部空间自相关分析并结合空间极化理论提出了4种基于耕地质量的耕地保护分区方案,为耕地保护分区提供参考。[结果]研究表明福建省省域层面的耕地自然等、利用等以及经济等质量等别分别为6. 77、8. 12、8. 34,耕地自然等、利用等、经济等的全局空间自相关指数(Moran's I)分别为:0. 425、0. 341、0. 319;耕地质量局部空间自相关分析表明耕地质量等别的空间分布呈现出集中分布的态势,其中,自然等和利用等较为明显。[结论]福建省耕地质量处于中等水平,各等别面积也大致呈正态分布,在省级域层面,各质量等别的全局空间自相关表现出较明显的空间自相关特征和空间聚集特征。     

兰州市永登县耕地细碎化及其影响因素的空间相关性分析

耕地作为农业的基本要素,在农业发展过程中占据着不可替代的主要作用。探索耕地细碎化及其影响因素的空间相关性对耕地资源利用具有重要的意义。本文以兰州市永登县为研究区域,各乡镇为研究单元,采用综合指数法进行耕地细碎化评价,然后选取影响耕地细碎化的主要因素,基于GeoDa软件对其空间相关性进行分析,得到以下结论,(1)兰州市永登县耕地细碎化现象较严重,在研究区域内,呈现北部和南部区域耕地细碎化状况良好,由西向东中部区域耕地细碎化现象严重;(2)全局相关性分析结果说明兰州市永登县耕地细碎化在空间分布上存在正相关性,并不是随机分布的;(3)通过分析局部空间相关性集聚图,耕地细碎化与自然条件指数的正相关性最高,与科学技术指数的正相关性最低,这与研究区域的实际情况基本一致,结果可信度较高。     

左右江革命老区耕地破碎化及空间集聚格局分析

为探究耕地破碎化的空间分异程度和集聚格局,基于2013年Landsat TM影像的耕地数据,构建基于景观格局指数的耕地破碎化综合评价体系,采用空间自相关的空间统计方法定量描述耕地破碎化的空间分布特征。结果表明:左右江革命老区耕地破碎化综合值呈现东高西低的分布格局;耕地破碎化分布具有空间正相关性且集聚程度由高到底的指标有:破碎化综合值斑块密度聚合度连通度,空间负相关性的指标只有斑块平均最邻近距离;表明耕地破碎化空间分布具有负相关性的指标只有平均最邻近距离。LISA聚集图表明,H-H型集中分布在区域东部,L-L型主要分布区域西部,而H-L型分布于西南部。该研究对土地整治、耕地可持续利用和农村经济发展提供决策参考。     

中国耕地多功能评价及分区管控

研究目的：揭示全国市级尺度上耕地生产、生活与生态功能的空间分布特征,开展分区保护划定,协调耕地多功能性以服务国家耕地保护战略。研究方法：综合评价法、空间自相关分析与三角坐标图分析。研究结果：（1）2017年全国耕地多功能存在显著空间差异,生产功能呈“东高西低、北高南低”的分布特点,生活功能呈“两头高、中间低,内陆高、沿海低”的分布特征,而生态功能沿胡焕庸线呈“东低西高”的分布格局;（2）全国耕地生产、生活和生态功能均呈空间聚集性分布特点,据此基于空间聚集性及全国农业区划提出耕地多功能分区方案;（3）全国各市耕地多功能之间的协调度存在显著差异,高值区以生态主导型和协调型为主,低值区以协调型为主,据此提出基于空间协调度的耕地多功能分区方案。研究结论：全国耕地多功能呈明显空间分异规律,相应分区方案可为宏观层面耕地保护的精准施策及空间管控提供决策支持。     

甘肃省耕地质量等别特征与空间分布研究

[目的]摸清甘肃省耕地质量空间分布地区差异,整体把握全省耕地质量状况,以期为耕地保护策略制定提供参考依据。[方法]文章基于Arc GIS 10.0软件,以2015年耕地质量等别更新评价县级数据和省级汇总数据为主,采用克里格空间插值法研究了省域范围内耕地质量的空间格局,采用对比研究法、分类统计法分析了全省、各市州及各区域的耕地质量状况。[结果](1)甘肃省存在4个中等质量耕地分布区域。自然质量等别、利用等别和经济等别下的中等质量等值区逐渐缩小:在陇南逐步向东南方向缩进,在河西走廊逐步由张掖向西北缩进,在兰州白银一带由带状区域缩小至零星区块;(2)全省耕地质量分布在8~15等,平均为13.1等,比全国耕地平均等别低3.1等;(3)各市(州)和各二级区耕地质量等别差异明显,中等地主要分布在河西走廊地区,低等地集中在陇东和陇中地区。[结论]甘肃省耕地质量等别总体偏低,基于耕地质量的耕地保护策略值得决策部门进一步关注,应持续研究耕地质量随时间的变化态势并在评价过程中考虑"土壤污染"因素。     

耕地利用多功能权衡关系测度与分区优化 ——以河南省为例

研究目的:分析河南省耕地利用多功能空间分布特征、多功能权衡关系区域差异,提出分区优化管控措施。研究方法:耦合协调度方法、权衡强度方法。研究结果:(1)河南省各县(区)耕地利用多功能呈现明显的空间异质性,中原城市群生产功能和社会保障功能优势明显,黄淮平原生产—生态功能强;(2)多功能协调度、权衡强度空间差异明显,中原城市群和豫北地区协调程度高、权衡强度低;(3)全省可耕地划分为多功能高协调区、多功能低协调区、单功能主导区、生产—生态协调区、生产—社会保障协调区、生态—社会保障协调区6大区域。研究结论:研究结果与河南省区域发展战略定位相符,揭示河南省耕地利用多功能分布和权衡关系,划分不同类型区并提出优化建议,为河南省农业空间管控提供决策支持。     

不同空间聚类算法在识别优质集聚基本农田图斑中的应用及对比研究

研究目的:探索基于不同空间聚类指数排序识别空间集聚的高质量永久基本农田保护图斑,以期为当前国土空间规划中永久基本农田调整补划和布局优化提供方法借鉴。研究方法:分别利用规则空间聚类算法Local Moran’s I和Getis-Ord Gi*以及非规则空间搜索聚类算法AMOEBA构建能在地块尺度上同时反映耕地质量及其空间集聚信息的表征指数,设计相应的排序优选方案,进而快速识别指定数量的永久基本农田保护图斑,并进行对比及邻域敏感性分析。研究结果:(1)基于AMEOBA算法输出聚类指数并设计相应的排序方案能在研究区识别空间上更为集聚同时具有较高质量的永久基本农田保护图斑;(2)基于邻接关系的邻域定义方式能在研究区取得比基于空间距离的邻域定义方式更好的识别结果。研究结论:应用空间聚类算法计算同时指示耕地质量高低及其空间聚散性的地块级表征指数,并设计相应优选排序方案识别高质量集聚永久基本农田保护图斑是有效可行的。     

耕地细碎化与耕地集约利用水平空间相关特征研究 ——以湖北省为例

研究目的:探索耕地细碎化与耕地集约利用水平之间的空间相关关系。研究方法:采用Jenks自然断点法分析耕地细碎化程度与耕地集约利用水平的空间分异特征,运用空间自相关法分析两者之间的空间聚集状态并对其进行空间耦合分析。研究结果:(1)耕地细碎化的空间聚集状态与耕地集约利用呈现相反分布趋势;(2)斑块面积指数、形状指数与耕地集约利用的各项指标均有一定的耦合关系,而斑块分散指数与集约利用指标的耦合相关性不强;(3)耕地细碎化与耕地集约利用的耦合关系在不同区域表现不同:西南山区集约利用受细碎化影响较大,而中部江汉平原地带的空间耦合关系不强。研究结论:山区耕地应多加强耕地细碎整治,而江汉平原地带应当严格管制耕地,防止耕地弃耕抛荒现象,从而提高耕地集约利用程度。     

基于洛伦茨曲线及景观格局指数的江汉平原地区耕地利用分区研究

本研究借助经济学洛伦茨曲线与景观生态学的景观指数结合分析江汉平原地区的耕地资源数量分布差异与耕地利用景观格局特征,同时相关分析与多元线性回归方法被用于研究影响耕地分布与景观格局差异的影响因子,最后将耕地区位熵与景观指数结合构建平原区耕地利用分区指标体系。结果显示:(1)耕地在研究区域的总体分布非常平均,但水浇地与旱地基尼系数分别达到0.57、0.54,说明其分布差距较大,其中主要影响水浇地分布的因子是沟渠密度、水工建筑面积比例。(2)区域内耕地利用景观格局差异性明显,主要影响因子有农村道路建设密度、农业从业人口、农村人均收入、人均GDP等。(3)江汉平原被划分为6个耕地利用区,各分区特征显著。     

近20年来山东省人口分布空间格局及其演变特征分析

运用空间自相关、不均衡指数、集中指数及人口重心和偏移份额法,对1990年以来山东省人口空间分布格局与演变特征进行了研究。结果表明:(1)山东省人口分布总体较均衡,人口密度自西南向东北递减,人口向主要交通干线和城市地区集中;(2)山东省各地区人口密度分布具有显著的空间自相关特征,人口密度高高集聚的分布出现在鲁西南地区;低低聚集的区域出现在黄河三角洲地区及其周边;(3)1990～2000年间人口偏移增长为正值的地区出现在鲁西南地区,为负值的地区出现在山东半岛地区;而2000～2009年间人口偏移增长格局与前一时段正好相反;(4)人口政策、行政区划的改变和经济因素是山东省人口分布空间格局变化的主要原因。     

长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率耦合协调度时空格局分析

目的 探究长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率两者间的耦合协调发展时空特征,为新型城镇化和生态文明建设提供理论支持。方法 文章基于城镇化与耕地利用生态效率的内涵及耦合机理,采用多因素综合分析法及SBM-DEA模型,测度长江中下游粮食主产区71个地级市城镇综合指数与耕地利用生态效率,并引入耦合协调度模型及空间自相关模型探究两者间耦合协调度及时空演化规律。结果 （1）长江中下游粮食主产区城镇综合指数整体呈显著上升趋势,由2007年的8.11增加至2019年的16.10,平均增速达6.50%;年均耕地利用生态效率为0.70,整体呈现小幅波动下降的趋势,年均耕地利用生态效率表现为江苏>江西>湖北>安徽>湖南;（2）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度整体呈波动上升趋势,由2007年的0.21提高至2019年的0.40,但两者暂未步入协调阶段;（3）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度在地理空间上存在空间正相关性,且相关性程度逐渐增强,其中高—高集聚区主要分布于长江中下游粮食主产区的东部地区,而低—低集聚区则主要分布于长江中下游的西部地区,且随着时间变迁,该集聚格局呈逐步扩大态势。结论 应有序推进城镇化发展,强化耕地绿色发展理念,并统筹区域协调发展,积极构建邻近市域之间的合作机制,推动城镇化与耕地生态环境的协调发展。     

广西边境地区耕地非农化的空间特征与迁移路径

目的 耕地非农化影响1.2亿hm²（18亿亩）耕地保护红线现象引起了政府和学界的高度重视，有效掌握耕地非农化演变空间特征是保护耕地的重要前提。方法 文章以广西边境3个地级市的23个县域地区为研究区，通过构建重心模型、标准差椭圆模型分析刻画1980—2018年耕地非农化速度与方向，并利用空间自相关分析其空间特征。结果 （1）1980—2018年4个时期内耕地非农化面积呈“N”型波动增长的趋势，其中2010—2018年耕地非农化面积最大，为49 367 hm²；1990—2000年耕地非农化面积最小，为5 270 hm²，耕地非农化面积高值区主要集中在城镇化水平较高的区域城市中心。（2）耕地非农化速度具有空间非均衡性，标准差椭圆面积往东南方向持续扩张，耕地非农化空间上总体由西北部往东南方向迁移，区域之间的差距逐渐扩大。（3）广西边境地区耕地非农化面积存在显著的空间正相关关系，但集聚优势逐渐下降，“高—高”聚类的空间变化主导了耕地非农化面积的空间自相关关系的格局演变。结论 研究揭示了广西边境地区耕地非农化空间格局演变过程，可为边境地区制定耕地非农化管控机制和优化国土空间结构提供参考。     

中国耕地非粮化空间格局分异及驱动机制

研究目的：摸清耕地非粮化的总体态势,揭示非粮化空间分异及驱动机制,为国家粮食安全和耕地保护政策调整提供科学依据。研究方法：空间自相关分析法、多重共线性诊断与多元回归分析方法。研究结果：（1）2018年耕地非粮化面积约为54.47×106 hm2,占耕地总面积的32.29%;（2）非粮化面积主要集中于中南部和北部,但高非粮化率主要集中于新疆、贵州和东南沿海。非粮化面积与非粮化率呈现显著不同的空间集聚特征;（3）农业实际利用外资额、城乡居民可支配收入比、农业机械总动力、乡村劳动力、土地流转面积与非粮化面积对数呈显著性正相关关系,共同驱动了全国非粮化的空间格局。但不同尺度、不同区域耕地非粮化驱动因子的空间异质性显著。研究结论：受经济、社会、政策和资源配置等多重因素影响,中国不同尺度下非粮化时空格局差异悬殊、驱动因子空间异质性显著。今后应科学设定非粮化底线、优化农业资源配置、推进农业差别化补贴,严控非粮化无序增长、稳固国家粮食安全的基石。     

广西边境地区耕地多功能时空分异格局与集聚特征分析

目的 文章以格网为评价尺度精细测算和分析广西边境地区耕地利用“四维度”功能的时空分异及权衡/协同关系，旨在为边疆土地安全科学发展提供思路和方法借鉴。方法 多目标决策法、Spearman秩相关分析法、双变量空间自相关模型、聚类分析方法。结果 （1）2000—2018年耕地利用多功能存在显著空间分布异质性和波动性，耕地的社会保障功能、生态安全功能均呈现减弱后增强态势，而经济生产功能、安全发展功能则逐渐减弱；（2）耕地利用多功能间交互作用大多呈协同关系且程度不一，随时间的推移权衡程度逐渐增强；（3）耕地利用多功能权衡/协同关系空间集聚性突出，协同区大体呈现“多核心”团聚发展格局，权衡区变化相对稳定；（4）根据主导功能及权衡/协同关系将广西边境地区划分为功能协同发展区、功能权衡发展区、生态主导发展区，并提出了具体措施。结论 边境耕地利用多功能应以安全协调可持续发展为导向，划分不同管护区并提出优化建议以提升边境耕地多功能复合利用。     

基于限制因素组合序列的耕地质量提升潜力研究*——以什邡市为例

[目的]通过分析什邡市耕地质量现状,充分把握影响耕地质量的主导因素并进行质量提升分区,测算不同质量提升区的提升潜力,以期为全市耕地质量的建设与发展指明方向。[方法]依据农用地分等理论,构建2014年什邡市耕地质量限制性指数评价体系,采用限制性指数模型测算耕地质量限制性指数,结合因素组合法、耕地质量潜力测算法,分别进行耕地质量提升分区及其提升潜力评价。[结果]什邡市耕地质量现状差异显著,地域分布特征明显;因素限制程度以中限制为主,多因素共同主导限制耕地比重大;各质量分区限制特征明显,各区耕地质量提升潜力在时序上和空间上也存在差异。高等别耕地集中分布于南部平原,受土壤酸碱度中等限制和剖面构型高程度限制为主;北部丘陵区以及南部河谷低洼地带主要为低等别耕地,表现为坡度与灌溉因素较高程度限制为主;综合提升潜力较大的耕地集中于北部丘陵区与南部河谷低洼地带。[结论]什邡市范围内耕地质量差异明显,存在普遍限制且分区限制特征明显,各区提升潜力空间差异明显。     

近20年福建省耕地承压分析与区划

[目的]应用耕地压力指数模型,通过计算最小人均耕地面积及耕地压力指数,分析福建省耕地承压的时间变化规律及成因。[方法]文章通过耕地承压类型区的划分,分析福建省耕地承压的空间变化规律、成因及区域特点。[结果](1)由于人口不断增加,耕地面积呈减少趋势,在保持粮食自给率相对稳定的情况下,1998—2018年福建省耕地承压呈明显上升趋势;(2)根据福建省各县(市、区)耕地压力指数划分耕地承压类型区,共分4个类型区,即:耕地高承压区,耕地较高承压区,耕地较低承压区和耕地低承压区;(3)福建省耕地承压空间差异显著,闽西北山区低于闽东南沿海地区。耕地高承压区和耕地较高承压区主要分布在闽东南沿海地区和靠近闽东南沿海地区,其耕地压力指数大于1,耕地承压明显;耕地低承压区和耕地较低承压区主要分布在闽西北山区,其耕地压力指数小于1,耕地承压不明显。[结论]福建省耕地压力大且地区差异明显,总体上有增强的趋势。     

近20年湖南省耕地开发强度时空分异研究

目的 以县域为研究单元，对湖南省耕地开发强度进行测度，研究近20年来湖南省耕地开发强度时空变化特征。方法 文章运用变异系数、泰尔指数、重心分析、冷热点分析等多种方法揭示1999—2017年湖南省耕地开发强度时空格局演变特征。结果 （1）耕地开发强度总体上呈增长趋势，其区域差异性主要是由组间差异造成，其中湘南片区对组间差异的贡献率最大。（2）湖南省县域强度阶段性特征以上升为主要趋势，耕地开发强度空间分布不平衡，一级区和二级区主要分布于武陵、南岭和罗霄山脉等地势较高山区县域；三级区和四级区集中分布于中部往南北向延伸的地势较为平坦的地带。（3）耕地开发强度重心存在着从东北向西南转移的趋势，空间波动较小。（4）冷热点区域整体呈现出“热点区—次热点区—次冷点区—冷点区”的圈层结构分布形态，空间集聚格局相对稳定。结论 该研究结果为研究区制定区域差别化的耕地开发强度管控政策和农业空间管控决策提供更直观的参考。     

近40年来广西耕地非农化的时空演变特征、成因与对策

目的 掌握耕地非农化的时空演变特征及原因是保护耕地和保障粮食安全的重要基础。方法 文章运用耕地非农化重心转移模型、空间自相关分析等方法探究广西近40年来111个县级评价单元耕地非农化的时空演变特征,分析其原因并提出对策。结果 （1）广西耕地面积由1980年的517.72万hm²持续减少到2020年的507.68万hm²,连片耕地主要集中在中南部地区。（2）耕地转为林地是广西耕地非农化的主要模式,占各时段耕地非农化面积的60.00%以上;建设占用耕地面积明显增多;耕地撂荒现象趋于严重;因石漠化、水土流失等原因灾毁的耕地面积逐渐扩大;耕地转为水域对广西耕地非农化的影响逐渐减弱。（3）广西耕地非农化空间不均衡性不断减弱,耕地非农化空间格局趋于稳定,总体趋势向东。耕地非农化重心先向西南转移192.72km、再向东北转移198.88 km,最终在广西中东部地区趋于平稳。（4）广西耕地非农化空间分布格局由空间离散转为空间集聚,空间集聚程度越来越强烈;耕地非农化的连片带动作用逐渐增强。结论 近40年来,广西耕地非农化面积持续上升,大量耕地转为林地和建设用地等地类,耕地非农化重心向东部转移并有连片带动效应。应严格限制耕地转为林地和建设用地,提高农民耕地保护动力,遏制耕地撂荒,同时加强耕地治理,严防耕地灾毁,提高桂东南地区耕地保护力度。     

村级尺度耕地产能空间分异及其影响因子分析

[目的]通过探究耕地产能空间分异规律与影响因子,识别地区粮食生产关键制约因素,提升高标准基本农田建设的针对性和建设效果。[方法]采用空间自相关模型刻画了村级尺度耕地产能空间分异规律,对比分析了线性回归模型和地理加权回归模型在耕地产能影响因子识别的效果,并依此划分产能提升类型区。[结果](1)海伦市耕地产能呈现中西部高北部偏低的态势,且具有较强的空间自相关特征。(2)海伦市耕地产能与黑土层厚度、出现障碍层深度、耕作距离、田块状况和质地等变量显著相关,且均呈正相关,但在空间上表现出不同程度的异质性。(3)基于地理加权回归模型的耕地产能影响因子,提出了产能保持区、耕作条件改良区、质地改良区、障碍层改良区和保护性耕作区5类耕地产能提升类型区。[结论]文章所采用的基于村级尺度耕地产能及其空间分异因素模型相关研究,能够较好揭示村级耕地产能空间分布特点、空间自相关性特征及影响因子分布特征,基于此所划分的耕地产能提升类型区较已有研究对耕地分类管理具有更精准的支撑作用。     

快速城镇化背景下北京市乡村人居环境研究

目的 基于“三生”空间理论建立北京市乡村人居环境评价指标体系，对其演变发展趋势进行系统分析，并分别从不同功能区和各区层面，对其人居环境空间格局进行评价，探析北京市乡村人居环境优化策略。方法 文章通过分析“三生”空间系统与人居环境系统演变的关联性，构建乡村人居环境评价指标体系，以北京市各区为研究单元，并基于GIS10.2平台分析其空间格局。结果 （1）各区域三生空间变化趋势：海淀区、朝阳区、丰台区等城市功能区的耕地面积所占比重较小，且呈快速下降趋势，生产发展空间在不断缩小；顺义区、大兴区、通州区、房山区等城市拓展区的耕地面积所占比重较大，其中大兴区和顺义区耕地面积有所增加。（2）北京市乡村人居环境评价结果：城市功能区>生态涵养区>功能拓展区。其中生产发展空间的高值区集中在生态涵养区；社会保障空间则与经济发展水平相关，城市功能区对其具有明显的辐射和带动作用；生态环境空间的高值区则集中在自然景观资源丰富的生态涵养区。结论 2011—2021年北京乡村人居环境容量先表现为逐步变大的趋势，后表现为乡村人居环境容量下降趋势。生产和生态空间以生态涵养区为主，生活空间中距离城市功能区较近的区域，依靠其优越的区位条件和经济基础使得其社会保障空间明显高于远离功能区的区域。