中国农业生产空间资源环境承载力和适宜性演化及其耦合机制

研究目的：揭示中国农业生产空间资源环境承载力和适宜性的时空间格局演化过程，探究两者间的耦合机制。研究方法：资源环境承载力评价模型、农业生产空间适宜性评价模型和层次分析法等。研究结果：（1）中国农业生产空间资源环境承载能力和农业生产空间适宜性呈现出沿“胡焕庸线”两侧“两极化”的空间格局，东南部高，西北部低；（2）2000—2018年，中国农业生产空间资源环境承载力和适宜性呈现出了逐步增强的趋势；（3）资源环境承载力和适宜性间存在要素耦合、结构耦合、路径耦合和逻辑耦合4种耦合机制，两者共同重塑了中国农业生产空间格局。研究结论：中国农业生产空间资源环境承载力和适宜性具有较为显著的空间集聚特征，呈现出逐渐强化的态势，两者相互作用，彼此约束，共同影响中国农业生产格局。     

基于“双评价”的市县土地资源评价——以大冶市为例

对市县土地资源评价,可以为国土空间规划提供科学依据和策略。本研究基于资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价("双评价")技术指南,构建市县土地资源评价方法,并以大冶市为例,从农业生产与城镇建设的可利用程度两方面进行评价分析。结果表明:农业功能指向的土地资源评价中,较高等级分布最多,占58.37%。城镇建设的土地资源评价中,高等级分布最多,占67.02%。二者在空间分布上呈现较高的一致性,等级较高的分布在大冶市的北部、西部、东部大部分地区,等级较低的分布在南部大部分地区。     

面向国土空间规划的农业生产适宜性评价——以辽中平原为例

[目的]依据农业生产的自然本底条件与国土利用现状,开展农业生产适宜性评价与承载规模测算研究,可为科学支撑国土空间规划编制提供理论参考。[方法]文章依据资源环境承载能力与国土空间适宜性的基本评价导向,以辽中平原为例,通过分析农业生产的水、土、光热、环境质量、气象灾害、国土利用、生态保护等条件与风险,细化了农业生产适宜性与承载规模评价方法,并基于GIS空间分析开展了相应评价。[结果]辽中平原农业生产适宜区、一般适宜区、不适宜区面积占比分别为48.1%、23.9%和28.0%。不适宜区主要受现状国土利用、坡度、土壤肥力、环境质量制约。不适宜区内分布有耕地、园地13.9万hm2,主要在平原北部的沈阳、铁岭、阜新等地。辽中平原农业生产承载规模约320.6万hm2,高出现状耕地规模约16%,整体上农业生产承载能力尚有盈余,但受水资源约束,盘锦、营口平原区域的农业生产规模超载。[结论]为支撑区域国土空间规划、保障粮食生产安全,需加强辽中平原农业生产不适宜区内的耕地监管,开展周边土地及环境综合整治,必要时制定耕地调入调出方案,优化农业生产超载地区的水量调配方案及用水结构,大力推行农业节水灌溉。     

县域农业土地利用适宜性评价与优化研究以山西省原平市为例

目的 通过对原平市农业产业适宜性的定量评价,并结合土地利用的角度对原平市农业产业进行布局优化。方法 文章基于GIS空间分析和AHP方法,建立农业适宜性评价指标体系,刻画原平市农业产业适宜性指数的空间分布格局,得出适宜性分级图,进一步叠加原平市土地利用数据,进行农业优化布局分析。结果 原平市农业适宜性水平整体较低,只有14.82%的区域适宜和非常适宜农业生产,集中分布于中部平原地区;53.21%的地区基本适宜农业生产,主要分布于东部丘陵和西部山区;31.97%的地区不适宜农业发展,主要分布于西部山区;同时,在不适宜农业生产的地区中约有15.3%的土地被开垦为耕地,限制了该市整体农业生产效率的提高。结论 与传统的土地适应性相比,该研究嵌入了社会经济因子和管理水平的影响分析,使得研究结果更贴合实际。如何进一步挖掘更全面表征气候、生态、社会经济等影响因素,构建更加全面的适宜性评价指标体系,制定区域有别、因地而异的评价体系标准,是加强农业土地适宜性评价科学性和准确性的有利保障。     

陕南移民安置区选址空间适宜性评价*——以勉县为例

[目的]旨在构建具有较强实用性和可操作性的安置区选址空间适宜性评价指标体系,为陕南移民工程科学选址提供借鉴。[方法]以陕南汉中市勉县为研究对象,选取自然、社会经济、生态3个方面共15个指标构建移民安置区选址空间适宜性评价指标体系。利用GIS空间分析,结合层次分析法和多因素综合评价模型,将勉县全域划分为安置区选址最适宜区、一般适宜区、较不适宜区和不适宜区4个等级,并对已建安置区的空间适宜性进行了评价。[结果]最适宜区、一般适宜区、较不适宜区和不适宜区的面积分别为270. 19km~2、499. 48km~2、894. 07km~2、742. 25km~2,分别占全县总面积的11. 23%、20. 76%、37. 16%、30. 85%;最适宜区主要分布于青羊驿镇中西部,褒城镇、老道寺镇、勉阳镇、周家山镇等镇的南部,以及温泉镇和定军山镇的北部。一般适宜区多分布于最适宜的外围;现有的80个已建安置区中,有30个处于最适宜区,36个处于一般适宜区,11个处于较不适宜区,3个处于不适宜区。[结论]陕南移民安置区建设应在空间适宜性评价基础上做到科学选址,合理布局,保障安置区的可持续发展和移民搬迁后的安居乐业。     

基于“双评价”的永久基本农田划定研究 ——以黄石市为例

研究目的：探索基于“资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价”下的永久基本农田划定方法,为区域国土空间用途管制和永久基本农田划定提供参考。研究方法：在“双评价”的基础上,构建“承载力—适宜性—质量”三位一体的永久基本农田划定技术模型,并以黄石市为例开展永久基本农田划定实证研究。研究结果：（1）基于“短板理论”,考虑限制性因素和驱动性因素,建立耕地资源承载力评价指标体系,并在承载力基础上完成农业生产适宜性评价,从生态保护功能角度开展生态保护适宜性评价;（2）永久基本农田划定方法充分考虑了资源环境对耕地生产稳定性的约束作用,确保了耕地生产功能稳定发挥,同时统筹兼顾了生态保护与基本农田保护的需求,优化了国土空间格局;（3）结合耕地质量对黄石市耕地进行分区,划分为优先保护区、适宜保护区、后备调控区、生态退耕区4类,在耕地分区基础上综合划定永久基本农田。研究结论:该方法能够统筹区域生态保护与耕地保护双重目标,为优化国土空间开发保护格局提供了新思路。     

云南省柠檬种植生态适宜性精细化区划分析

[目的]柠檬是典型的云南高原特色水果,作物生态适宜性区划是综合环境生态因子和空间分析工具的种植区划方法。[方法]研究采用德尔菲法从气候、土壤理化、地形地貌因子3个方面确定了10个生态适宜性评价指标,使用层次分析法进行各生态适宜性因子权重系数的确定,结合ArcGIS进行云南省柠檬种植生态适宜性精细化区划研究。[结果]德宏、普洱、西双版纳、临沧西部、红河南部及文山东部是种植适宜区,占全省面积的37.8%;保山、楚雄、大理南部、丽江东部、玉溪南部、红河北部、曲靖南部是种植次适宜区,占全省面积的33.7%;迪庆、怒江、丽江西部、昆明、昭通及曲靖是种植不适宜区,占全省面积的28.5%。[结论]研究方法可以推广应用到其他高原特色水果的生态适宜区种植区划,对指导作物科学选址具有重要意义,对合理规划生态布局、科学种植及尝试定向培育具有重要的指导意义。     

基于土地类型的西峡县农用地适宜性评价

目的 土地类型反映了自然地理特征的同质性。为做好农用地保护工作,贯彻落实党中央、国务院及自然资源部关于“宜耕则耕”“宜园则园”“宜林则林”等要求,有必要开展以土地类型为单元的农用地适宜性评价研究。方法 文章首先,在构建的西峡县土地类型的三级分类框架的基础上,采用自上而下的叠置法与自下而上的合并法划分土地类型。其次,以土地类型的最小单元为评价单元,综合自然条件、社会经济和生态环境因素,分别建立了针对耕地、园地和林地的适宜性评价体系。最后,运用层次分析法和加权求和法相结合的方法评价西峡县各类农用地的适宜性。结果 （1）西峡县的土地类型有3个等级,包括14个土地类、299个土地亚类和570个土地单元。（2）西峡县86%以上的区域为林地适宜区,约47%的区域适宜园地,而只有13%的区域适宜耕地。（3）各类农用地的高度适宜区（S1）主要分布于研究区南部河流谷地地带。各类农用地的勉强适宜区（S3）在空间分布不均匀,且研究区北部的大部分山地区域均不适宜（N）作为耕地。结论 基于土地类型的适宜性评价可以识别潜在适宜作为农业利用的土地,并可为农用地的布局优化提供参考。     

基于物—场模型的“两区”划定空间布局合理性评价

[目的]科学评价粮食生产功能区和重要农产品生产保护区(简称"两区")空间布局的合理性,是优化农业生产布局,遴选主要品种和优势产区,实现粮食生产和重要农产品生产精准化管理的重要手段。[方法]以物—场模型为基础,构建基于耕地适宜性、耕地多功能协调性以及周围环境影响辐射场的"两区"划定合理性评价模型;借助空间相互作用的引力模型对"两区"划定的合理性程度进行定量评价和分析;综合考虑"两区"划定合理性评价等级及空间集聚类型,采用矩阵组合法对"两区"划定合理性进行优化布局。[结果]选取鹤峰县为研究区域,对其2019年"两区"划定结果进行分析,评价"两区"空间布局的合理性,将评价结果划分为4种类型:高度合理区、中度合理区、一般合理区和较低合理区,并针对不同类型区提出相应的管理措施。通过定量化评价分析,鹤峰县"两区"划定结果整体上较为合理,其中合理区面积占"两区"总面积的91.58%。[结论]该研究为"两区"空间布局合理性评价提供了思路和方法,可为"两区"空间布局优化、促进"两区"功能协调发展提供依据。     

GIS及模糊神经网络对西南山地烤烟的评估研究

[目的]基于GIS及模糊神经网络,为未来攀枝花西南山地种植烤烟区域规划提供生态适宜性指标数据。[方法]采用GIS及模糊神经网络技术,通过采集攀枝花西南山地烤烟区土壤和烟叶样品,收集整理攀枝花西南山地气候和地形地貌资料,对烤烟质量以及生产烤烟的生态条件进行相关性分析,从而确定评估西南山烤烟生态适宜性的因子,并对攀枝花西南山地烤烟生态进行适宜性评估。[结果]海拔高度、日照时数和土壤类型为攀枝花西南山地烤烟生态适宜性评估关键因子。四川全省9.52%的土地面积为烤烟最适宜区;烟区39.89%的面积为最适宜区,24.20%的面积为适宜区。[结论]应用GIS技术以及模糊神经网络技术,对攀枝花西南山地烤烟生态适宜性进行了评估,以攀枝花西南山地气候、海拔高度以及土壤类型作为生态适宜性评价因子,证实目前攀枝花西南山地主要烤烟产区,位于最适宜区与适宜区。     

大豆种植适宜性精细评价及种植合理性分析——以东北三省为例

该文建立了一套涵盖自然和经济影响因子的大豆适宜性评价指标体系,并以东北为例进行了适宜性的研究;指标体系中不但考虑了温度、降水和日照气候3个要素在不同生长期对于大豆种植适宜性的影响,还应用了基础设施、科技进步及农民意愿等社会经济因子评价大豆生长适宜性。在获取东北三省大豆适宜性等级图的基础上,将其与东北三省实际大豆种植区域进行对比,结果发现:(1)东北三省大豆种植适宜性属于中上水平,适宜区、中间等级区及非适宜区的面积分别为9.09万km2,11.45万kkm2和7.99万km2,约占东北全境面积的11.5%,14.49%和10.11%;(2)松嫩平原是最适合于大豆生长的区域,而三江平原由于日照等因素并非大豆种植的绝佳地带;(3)通过对比计算,适宜区、中间等级区及非适宜区与大豆实际种植区符合面积分别占大豆实际种植面积的24.78%,46.30%和28.92%,而黑龙江省为15.39%,51.70%,32.91%,说明黑龙江省大豆种植结构略欠合理。在研究结果基础上,建议农业及相关部门在保护农民切身利益的情况下适当调整大豆种植的空间结构。     

基于AHP-GIS的西北干旱区聚落选址适宜性评价研究——以吐鲁番市为例

[目的]西北干旱区存在自然环境劣势,其聚落的分布直接影响着土地利用的集约程度,因此构建干旱区聚落选址适宜性评价体系具有重要的现实意义。[方法]文章采用层次分析法(AHP)确定各评价因子的权重,利用GIS技术及评价模型研究聚落选址适宜性分布,为其规划建设提供科学依据。[结果]裸地(61.46%)和草地(30.09%)是研究区主要景观。吐鲁番市聚落选址空间分为极适宜区、高适宜区、中适宜区、低适宜区和不适宜区5个类型,聚落中适宜区及以上所占比例仅为26.8%;极适宜区(4.09%)主要分布在吐鲁番盆地中部的博格达山南部地带;高适宜区(6.39%)分布在极适宜区周围的河谷边缘地带以及部分丘陵缓坡区;中适宜区(16.32%)分布在地形起伏较大区域,同时受盐碱地影响,植被覆盖度较低、生态系统结构较差;低适宜区(40.49%)分布在盐碱地以及山区裸岩,植被稀疏、生态环境差;不适宜区(32.71%)集中连片分布在盆地南北端,生态条件更恶劣。[结论]由于特殊的地质地貌条件的制约,吐鲁番市聚落选址空间适宜性较低,因此城市聚落选址建设中应充分结合当地土地利用现状和发展需求,科学布局,实现聚落选址适宜区土地的集约利用。     

基于自动气象站资料的沙坡头区日光温室区划

中卫市沙坡头区地形地貌复杂,仅靠一个大监测站的数据进行日光温室农业气候适宜性区划,难以准确,精细化程度不够。因此考虑采用22个区域自动站2006~2013年资料进行精细化区划。在区划指标的选取上,由于自动气象站只有气温、降水量2个气象要素,且冬季不观测降水,要表达设施温棚适宜的气象条件,就要巧用气温实现评估设施温棚对气候条件的适宜性。为此,文章用冬季平均气温代表设施温棚适宜与否的热量资源,用前后2d的日平均气温降幅6℃的日数代表24h降温幅度,以表征出现不利于日光温室生产的大风、降温或降雪等天气过程出现的频率,以日最低气温-20℃的持续日数代表冬季极端寒冷程度。用这3个因子作为沙坡头区日光温室气候区划的指标,确定每个因子的等级。利用1:25 000经纬度、海拔等地理信息,在GIS系统支持下,将研究区域划分为极适宜区、适宜区、次适宜区及不适宜区等4个等级。极适宜区主要在中部卫宁黄河冲积平原;适宜区主要包括山区与黄河南岸之间的台地,且靠近平原的地区;次适宜区包括西部靠近甘肃的部分地区,北部平原靠近腾格里沙漠边缘,香山南山台子扬黄灌区;不适宜区包括南部香山山地、黄土丘陵及北部腾格里沙漠,与实际情况总体相符。     

多视角县级空间开发适宜性评价方法对比研究

［目的］随着市县经济社会发展总体规划的改革创新，越发强调主体功能区制度的完善、强化政府空间管控的能力。空间开发适宜性是合理划分国土空间、优化开发布局的重要基础。［方法］研究通过选取了地形地势、交通干线、人口聚集度、经济发展4项适宜性指标和自然灾害影响、可利用土地资源、可利用水资源、生态系统脆弱性4项约束性指标，建立空间开发适宜性评价指标体系，分别从格网与行政区两种视角出发，开展蒲江县级空间开发适宜性评价，采用点对点匹配度分析对两种评价结果进行综合对比分析。［结果］从总体看，蒲江县最适宜区域占比约为4%，较适宜区域占比约为14%，较不适宜区域占比约为15%，最不适宜区域占比约为67%。行政区视角下，各类开发适宜性等级区域差异明显，但街道、乡（镇）行政区内部具有均质性。具体来说，各类开发适宜性等级区有按行政区集聚的趋势，并且其集聚趋势与多指标评价结果关系密切。空间视角下，各类开发适宜性等级跨行政区，街道、乡（镇）行政区内部具有异质性。一方面，各类开发适宜性等级不受行政区影响，局部精准性更高。另一方面，形成跨行政区的开发时序判读，并且这种开发时序多呈现“中心—外围”结构，便于具体指导区域分步开发。［结论］格网尺度可以更精细地反映县级开发适宜性和开发约束性在空间上的差异化分布，提高城镇、农业、生态3类空间范围划定精准性，为合理确定资源开发强度、促进国土空间科学适度有序布局提供技术保障。     

山西省生态旅游环境承载力时空差异研究

文章以山西省为研究区,选取指标体系,利用熵权法测算其指标权重,并利用综合指数法测算山西省2000～2017年生态旅游环境承载力指数。在此基础上,利用GIS软件汇编山西省2000年、2005年、2011年及2017年的空间差异图。研究发现:从时间来看,2000～2017年山西省生态旅游资源环境承载力指数值以年均增速为14.72%的速断呈不断上升态势发展;从空间来看,2000年山西省生态旅游资源环境承载力均相对较低,但南部总体水平高于北部地区,2005年山西省东部地区生态资源环境承载力高于西部地区,2011年晋中、晋城及运城的生态资源环境承载力相对较高,2017年空间形态呈现东南部生态资源承载力水平高于西北部地区。通过合理开发旅游资源、完善接待游客设施及建立具有品牌效应的旅游景点等方式能提高山西省生态旅游环境承载力。     

GIS支持下的玉米种植区土地生态适宜性评价

［目的］文章利用测土配方施肥和耕地地力评价结果，对高县玉米种植区土地进行生态适宜性评价。［方法］在GIS的支持下，结合层次分析法与空间插值等方法，选取气候条件、立地条件、土壤理化性状、土壤养分4个方面10个因子进行评价。［结果］（1）研究区玉米种植区可以划分为高度适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区，其面积分别为7 4073hm2、24 9386hm2、17 1160hm2和6 8230hm2，分别占耕地总面积的132%、443%、304%和121%； （2）影响该区域玉米种植适宜性的主要指标有生育期间≥10℃积温、生育期间降雨量、有机质、速效钾； （3）经实地调查核实与对比分析，评价结果与实际相符，适合玉米生长区域主要在河流沿岸阶地、平坝以及缓丘、低丘区，不适合种植在中部、西南部和东南部高丘、低山区。［结论］该研究认为对于次适宜种玉米的区域应以平整土地、增厚土层、培肥地力为重点进行耕地质量建设； 高度适宜和适宜区，可以引领优质玉米发展形成优势突出和特色鲜明的玉米产业带。反之，不适宜种植玉米的地区则应及时调整农业产业结构，改种其他作物或退耕还林。     

基于动态过程导向的马铃薯种植适宜性时空精细化评价研究

目的 为优化我国冷凉区作物种植结构布局,选择我国东北黑龙江、吉林和内蒙古冷凉地区为研究区,基于动态过程导向的马铃薯种植适宜性时空精细化评价方法,开展典型马铃薯早熟、中晚熟品种种植适宜性研究。方法 文章根据马铃薯干重与生育时间函数关系获取以每天为评价基本单元的纵向加权精细化赋值,基于随机森林方法获取横向环境指标精细化加权值,生成马铃薯种植适宜性评价结果图;应用马铃薯空间实际种植点及DSSAT-SUBSTOR-Potato模型模拟马铃薯单产,对适宜性评价结果进行交叉验证。结果 （1）早熟品种费乌瑞它的种植适宜区集中于大兴安岭林区与平原交界的缓冲地带,而马铃薯中晚熟品种延薯四号适宜区分布在平原、林区与平原交界处。无论是费乌瑞它或是延薯四号,其在牡丹江林前耕地区域的适宜性普遍不高,但是在牡丹江周围的平原耕地适宜性较好。（2）基于动态过程导向的马铃薯种植适宜性时空精细化评价方法与模型评价方法有关早熟品种的评价结果较为一致,重合度超过70%;在生长期较长的中晚熟品种的适宜区评价中,由于权重和生长期差异导致评价结果出现不同,尤其在低适宜区差异更加明显,重合度低于40%。结论 由此可知,应用不同方法评价作物种植适宜性时,不同的品种可能获取不同的结论。     

基于“双评价”的国土空间格局优化

研究目的:探索基于"资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价"的国土空间格局优化路径,为土地利用结构与布局优化、"三条控制线"划定等国土空间格局优化提供理论与方法参考。研究方法:文献综述法、归纳演绎法与地理空间模型法,融合"自上而下"的承载能力约束与"自下而上"的适宜性评估,以"数量管控—空间布局—多目标协同"的逻辑主线进行国土空间格局优化。研究结果:(1)基于"双评价"的国土空间格局优化需考虑尺度与区域差异;(2)以表征资源环境承载能力的极限约束作为多目标优化的数量约束,融合开发适宜性的空间转换规则及空间约束,构建国土空间格局优化模型,能够为生态、农业和城镇空间的合理布局提供优选方案;(3)基于"双评价"的区域多目标优化,强调生态安全、经济发展与社会保障等多目标协同,将提供促进区域空间均衡的国土空间格局优化方案。研究结论:基于"双评价"的国土空间格局优化可有效耦合多目标,推动国家空间治理体系与治理能力的现代化。     

基于 GIS与指数和法的百色市烤烟种植区气候适宜性评价

气候条件是决定烟叶质量和风格的重要因素,百色烟区是广西第一大优质烤烟产区,该研究通过分析百色市历年气象数据和烤烟品质指标,选取影响百色烤烟品质的气候因子,利用主成分分析法计算不同气候因子的权重;结合百色优质烤烟生长对气候条件的要求,利用 AGIS软件的空间分析功能与指数 和评价法,分析单个气候因子分布情况,并将其量化分级;综合单一气候r因c子的量化等级和权重,得出百色市烤烟种植区气候适宜性评价指数;根据评价指数将百色市分为烤烟种植适宜区、较适宜区、不适宜区 3个适宜性分区,这一结果显示出不同适宜性分区的潜在分布,从气候适宜性角度来看,百色烤烟种植面积还有很大扩展潜力,烤烟种植向适宜区和最适宜区转移,提供了理论依据。     

基于“双评价”的武汉市建设空间优化研究

为探索资源环境承载力评价和国土空间适宜性评价在城市建设空间规划中的应用,选取土地资源和水资源两项自然要素,粗略估计武汉市水土资源可承载的人口规模,结合土地建设开发适宜性评价和再开发潜力评价,以区县为单元进行武汉市建设空间优化研究,为城市发展战略制定和新一轮国土空间规划提供参考。