2010—2020年徐州市土地利用/覆盖时空变化分析

随着徐州市资源条件变化与产业转型发展，人地矛盾日益突出，准确掌握徐州市的土地利用情况对实现高质量可持续发展具有重要意义。为此，本研究利用2010年和2020年2个时期GlobeLand30地表覆盖数据，从数量和结构综合分析10年来徐州市土地利用/覆盖（LUCC）时空变化特征。结果表明，徐州市主要土地类型为耕地和人造地表。随着城市扩张，徐州市土地利用变化主要表现为耕地减少和人造地表增加，土地利用类型的转移也以耕地向人造地表转移为主，人造地表和水体在土地覆盖转移比例中占较大比例。空间变化区域以徐州市主城区为主。     

基于要素—过程—功能的耕地质量理论认识及其研究趋势

研究目的:对耕地质量的科学认识是进行耕地利用、评价与保护的关键和核心,目前对耕地质量的认识主要集中在生产能力、基础地力和健康等方面,认识的维度不断扩展,迫切需要在理论层面进行耕地质量的认识,因此,从耕地资源组成要素出发,基于要素—过程—功能角度,构建耕地质量理论框架,是当前迫切需要研究的问题。研究方法:文献综合法、总结归纳法与推理方法。研究结果:提出了耕地资源综合体的概念,分析了耕地资源综合体的组成要素特征;论述了耕地在水平和垂直两个方向上的过程特征,构建了面向多功能的耕地质量要素—过程—功能质量认识框架;论述了耕地质量遗传与变异性、动态变化性特征;提出了基于要素—过程—功能的耕地质量研究趋势。研究结论:基于要素—过程—功能的耕地质量理论认识框架及其提出的未来发展趋势,为中国耕地数量、质量、生态三位一体耕地质量体系建设提供理论支撑。     

基于GIS和空间计量的耕地利用转型时空格局及其驱动机制研究

研究目的:分析耕地利用转型过程的时空格局演化及其趋势变化,在理论分析基础上探究耕地利用转型的驱动机制。研究方法:GIS、地学图谱分析、空间计量回归模型。研究结果:(1)1990—2000年耕地利用转型最为活跃;2000—2015年耕地利用转型过程在空间上表现出明显的空间集聚性,耕地利用转型过程的时间阶段性特征显著。(2)山东省土地利用形态格局依然存在冲突,耕地利用转型处于从持续快速减少向缓慢减少的过渡阶段。(3)自然条件、社会经济、交通区位和土地管理因素共同驱动耕地利用转型,不同因素对不同时间阶段耕地利用转型驱动机制也存在差异。研究结论:政府在制定相关政策和国土空间规划时应统筹考虑耕地利用转型的驱动因子及区域差异规律,对建设占用耕地加强规划管控,强化耕地保护政策的实施绩效评价。     

西北旱区耕地“非粮化”时空演变分析——以陕西大荔为例

[目的]摸清耕地“非粮化”类型的时序数量转移和空间动态分布特征，为实现耕地“非粮化”分类管控提供科学方法和依据。[方法]文章以西北旱区农业生产典型县陕西大荔为研究区域，基于2000年、2010年和2020年3期的遥感解译数据，运用土地利用转移矩阵和标准差椭圆的方法，探究大荔县耕地“非粮化”的时序数量转移及空间动态分布特征。[结果]（1）数量变化上，20年间大荔县耕地“非粮化”类型呈多元化增加趋势，且近10年“非粮化”率急剧上升；（2）转移类型上，20年间粮食作物是耕地“非粮化”面积增加的最大转出者，其中2000—2010年主要转向杂果树类，增量较小；2010—2020年主要转向杂果树类、设施农业和水产养殖，增量巨大；（3）空间动态上，20年间大荔县耕地“非粮化”的空间集聚性特征加强，其中粮食作物和撂荒地向南部地势较低区域集聚；杂果树类、苗圃花卉和设施农业向北部海拔较高区域扩张；而水产养殖向东部河流集聚。[结论]根据西北旱区不同耕地“非粮化”类型的时空演变特征，为政府分类管控“非粮化”现象、优化区域布局和生产结构提供参考依据。     

“一带一路”典型区土地利用变化热点区判别与其影响因素

目的 土地利用与覆盖变化是监测区域变化的重要方法,而发生剧烈变化的热点区域更是研究的重要部分,有效识别热点区并分析其影响因素可以为保护土地生态环境、有效利用土地资源提供科学支撑。方法 文章利用欧洲航天局（ESA）气候变化倡议的长期时间序列土地覆盖数据集（CCI-LC）对“一带一路”典型区土地利用与覆盖变化进行分析,根据变化面积、相对变化速率及其聚集程度建立了热点区域的识别方法,并分析了影响因素。结果 （1）根据土地覆盖变化结果表明,1992—2020年“一带一路”典型区内总共有5.46%的面积发生了变化,建设用地净增加面积最多,为24.61万km²,相对变化速率在2000—2010年最高,为76.94%。（2）热点识别结果表明,2000—2010年土地覆盖变化最剧烈,不同时期的热点区域内主要的转型特征不同,1992—2000年主要表现为耕地的增加,2000—2010年主要表现为林地和建设用地面积扩张,2010—2020年主要表现为建设用地面积增多和林地的砍伐与恢复。（3）热点区域集中分布在0~200m的海拔范围内,热点区域内的像元数量随海拔升高不断减少。（4）热带多雨气候区域内热点占比最大,而其他气候类型对热点区域内的像元数量的影响较小。（5）社会经济因素对于热点区域内的像元数量有着显著的影响,其中城市人口数量和国内生产总值最重要,两者结合可以解释全部热点的86.46%。结论 研究探明的热点区域和影响因素可以为“一带一路”典型区土地利用格局演变、区域土地利用规划和土地资源可持续利用提供决策支持。     

基于GIS的河北省土地整治项目空间特征研究

基于数理统计与地理学相关理论,从项目数量、结构、规模、空间分布、资金来源、新增耕地面积等方面对河北省2000—2010年1 461个土地整治项目特征进行系统研究。结果显示:2000—2010年土地整治复垦开发项目数量结构比例为3∶6∶1,新增耕地数量呈波动上升趋势,中央新增耕地建设有偿使用费所占比例呈递减趋势,地方投资有所增加。近10年来,土地整治项目逐步由省域中南部的石家庄-邢台地区向东北部的承德-唐山-秦皇岛,张家口以及南部的邯郸-邢台等3个区域拓展,项目区集中程度有所提高。而形地貌耕地、后备资源状况等因素对土地整治项目空间配置具有影响。     

环渤海地区城镇化进程中耕地面积 及其重心转移格局分析

基于环渤海地区1985年和2008年的1∶10万土地利用现状矢量图库,在GIS技术与模型方法支持下,定量分析了环渤海地区耕地变化的动态特征.进一步利用重心模型法,计算了研究期内耕地面积重心及其变化.结果表明:1985～2008年,环渤海地区耕地面积减少139.15万hm2,年均减少6.05万hm2;耕地面积重心向东移动0.097°、向北移动0.011°,重心总体向东北移动8.39km;1985～2008年环渤海地区耕地变化不仅表现为面积减少,而且表现耕地质量的下降,快速城镇化对耕地面积及其空间变化的影响日益显现.     

耕地非农化的空间过程与扩散路径研究——以成都市龙泉驿区为例

研究目的:在土地利用现状及变更数据的基础上,综合运用多种空间分析法,揭示2005—2013年龙泉驿区耕地非农化空间过程和规律,并通过非农化重心曲线分析其空间扩散路径,从而为耕地资源保护与合理利用提供参考借鉴。研究方法:综合运用空间数据挖掘、GIS空间分析、重心模型等数学模型方法。研究结果:(1)龙泉驿区耕地非农化空间分布较为明显,集中分布在西部平原的城镇周边及主要交通干线附近区域,表现出明显的不均衡性,但2009—2013年与2005—2009年相比,这种不均衡性有所减弱;(2)以耕地非农化指数为等级划分标准的高等别非农化区的行政村集中分布西部平原城镇周边区域,整体呈现出西高东低的空间分布格局,但2005—2009年与2009—2013年不同等级耕地非农化区数量关系及空间格局发生了较大变化;(3)2005—2013年不同等级耕地非农化重心呈现出由高到低从城乡结合部外围区域向城镇中心回旋的趋势,以2005—2009年为基础,2009—2013年高等级耕地非农化重心向西移动,而低等级向东移动,耕地非农化总体重心向西北方向移动了1861.32 m。研究结论:研究结果较好揭示了2005—2013年龙泉驿区耕地非农化空间格局及其空间扩散路径,在一定程度上能为耕地保护与合理利用提供决策参考。     

近40年安徽省耕地非农化时空分布特征及扩散路径

[目的]为探明区域耕地非农化时空变化特征及演变路径,实现对安徽省耕地资源的保护及精准管理。[方法]文章基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年安徽省LUCC数据,利用GIS空间分析手段,并借鉴重心迁移模型,探究安徽省县域耕地非农化过程及空间分布关系。[结果]（1）近40年安徽省耕地非农化面积差异明显,4个不同阶段耕地非农化面积呈不断增长态势,耕地非农化强度趋向于皖中最大,皖北次之,皖南最小的格局。（2）县域耕地非农化速度等级空间分布地域差异性显著,皖南速度最快,皖北最慢。耕地非农化速度等级自小到大的重心点密度逐渐降低,整体波动方向为北西—南东方向,且波动幅度逐步提升。耕地非农化速度重心点的轨迹变化表明近40年安徽省耕地非农化历经了由中心向外围扩散又逐渐收敛的过程。（3）耕地非农化重心向东北方向迁移且距离不断变小,空间形态上呈现Y型,非农化路径表现为先远离后靠近的扩散态势。非农化重心一直偏安徽省几何中心以北。[结论]揭示了安徽省耕地非农化演进过程及扩散路径,为政府部门掌握耕地变化以及保护耕地资源提供对策。     

湖南省耕地资源利用安全综合评价与提升路径研究

研究目的:基于区域可持续发展综合视角,解析湖南省耕地资源利用演化时空过程,探究耕地利用合理区间,分析区域耕地利用存在的突出问题并形成针对性优化目标与路径。研究方法:最小人均耕地模型、改进生态足迹模型、行星边界框架。研究结果:(1)粮食安全视角下,湖南省耕地呈现“略有盈余,波动变化”特征,空间上表现为“东盈西亏,梯次变化”;(2)生态安全视角下,湖南省耕地利用总体处于较显著的赤字状态,生态赤字呈“由升转降”的波动变化过程,空间上呈现“西平东亏,中部优化”特征,中部粮食主产区耕地利用已远超行星边界范围;(3)湖南省耕地利用规模应控制在3.79×10⁶~4.23×10⁶ hm²。研究结论:湖南省耕地利用核心问题不在于数量不足,而突出表现为耕地利用程度减弱、粮食播种占比低且持续波动、耕地产出能力不足,其耕地利用质量亟待提升,利用结构亟需调整。分区分类调控是实现湖南省耕地科学可持续利用的核心路径。     

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。     

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。     

基于多源数据融合的地表覆盖数据重建研究进展综述

地表覆盖数据对于全球环境变化、生物多样性和发展政策制定有着重要意义。遥感已成为获取地表覆盖数据的重要手段。而目前的地表覆盖数据产品,如Globe Land30、FROM-GLC、MODIS Collection5、MODIS Cropland、Glob Cover、GLC2000等,存在数据精度不高、数据间一致性较差、与统计数据差异较大等问题。因此,基于多源数据融合的数据重建方法成为目前研究中的热点问题。文章检索了近10年关于多源数据融合在地表覆盖数据重建中的应用的相关文献,概括了多源数据在数据重建中的应用现状,并对基于多源数据融合的地表覆盖数据重建方法进行了归纳总结,重点评述了不同方法的特点及应用情况,阐明了各种方法的优势与不足,同时对存在的问题进行探讨并展望了未来基于多源数据融合的地表覆盖数据重建研究的发展方向。基于多源数据融合的数据重建方法包括基于多源遥感数据融合法以及基于多源遥感和非遥感数据融合法。该文在对基于多源遥感数据融合的数据重建方法进行论述时,主要讨论了其中应用最广泛的两种融合方法:基于数据一致性的融合法和基于回归分析的融合法。对于其他基于多源遥感数据融合的数据重建方法,如基于D-S证据理论融合法、基于数据集成融合法、基于统计模型融合法,也列举了最具代表性的相关文献进行论述。在对基于遥感数据和非遥感数据融合的数据重建方法进行论述时,主要讨论了其3种空间分配方法:完全依赖法、部分依赖法、动态依赖法。在对目前研究进行探讨的过程中,该文对其研究区域、数据源、地表覆盖类型、空间分辨率、融合方法和文献来源进行总结分析,并重点就融合方法展开讨论。围绕各种融合方法在数据重建中的运用,该文归纳出目前研究中存在的主要问题:研究对象和区域上的不足,研究区多为全球及欧美,其他区域的研究过少,研究对象多为所有地表覆盖类型和森林,对耕地和草地的研究过少;融合算法上的不足、重建结果精度上的不足。最后,指出基于多源数据融合的数据重建方法未来的发展方向,即综合运用两类方法,得到具有详细完整空间信息的长时间序列的地表覆盖数据集。     

广西石漠化地区土地利用空间变化的生态风险研究

[目的]利用2000年、2005年、2010年、2015年广西轻度及以上石漠化的69个区/县土地利用数据,分析其土地利用时空变化特点,揭示其变化对该区域土地生态风险的影响。[方法]基于GIS支持,采用土地利用动态变化度、土地转移流、土地生态风险指数(RSI)等对研究区土地生态风险的异质性特征进行定量分析。[结果](1)2000—2015年广西石漠化地区土地利用动态度呈逐渐增大趋势,土地利用动态度变化,反映出研究区土地利用变化较频繁。(2)耕地、林地、草地、建设用地4类用地转移的数量与方向决定着广西石漠化地区土地利用变化的特征。(3)2000—2015年广西石漠化各区/县土地生态风险程度略微增大,南部的贵港、南宁是生态重警区,研究区的土地生态安全有待进一步改善。(4)土地生态风险指数与土地利用类型变化的活跃程度呈正相关。[结论]研究区未来土地利用,应进一步优化土地资源配置,加强生态环境保护,提高土地利用综合效益。     

基于空间自相关的丘陵山区耕地质量保护分区

在中小尺度区域内采用空间分析方法对耕地质量分布规律开展研究,可以为地形地貌条件较为复杂的丘陵山区永久基本农田划定、退耕还林计划、国土空间综合整治与生态修复等工作提供理论和实践支撑。采用空间自相关分析的方法,对重庆市南川区的质量等指数进行空间自相关分析,并根据局部空间自相关结果的组合对全域耕地进行保护分区。实验结果表明:(1)研究区域耕地质量指数在空间上呈现集聚特征,集聚程度大小关系为利用等指数>经济等指数>自然等指数;(2)高值集聚区(HH型)主要分布于西北部,低值集聚区(LL型)主要分布东南部,实验结果与南川的地形、水系、交通设施布局等自然经济条件相吻合;(3)划分的4个耕地保护分区与研究区域的实际情况相匹配。     

近30年来渭河关中地区土地利用时空格局的遥感分析

研究目的：分析近30年来渭河关中地区土地利用时空格局演变过程。研究方法：目视人工遥感解译, GIS空间分析,土地利用转换矩阵。研究结果：渭河关中地区主要的土地覆被类型是耕地,1980 — 1990年、1990 — 2000年两个时期,草地、林地、水域、城镇建设用地转移的主要方向都是耕地。耕地面积在1990 — 2000年之间大幅增加,在2000 — 2005年、2005 — 2007年均呈现减小的趋势。城镇建设用地面积在近30年均持续增大,且增大的速度越来越快。水域面积在1990 — 2000年大幅减小,其中以河渠面积减小最为剧烈。研究结论：土地利用/覆被变化的变化幅度、方向是区域生态系统演变强度和方向的体现,也是该地区人类活动影响剧烈程度的体现。     

遥感数据辅助下县域耕地质量评价与空间分布研究

目的 耕地质量监测与评价是实现耕地科学管护的重要前提。方法 文章以河南省安阳县为研究区,依据“状态—压力—响应（PSR）”框架,构建遥感数据辅助下的耕地质量评价指标体系和模型,分析耕地质量空间分布特征和障碍因素。结果 研究区耕地质量空间分布呈现出聚集性和空间变异性交错耦合的分布特征,耕地质量由东向西逐渐降低,一等、二等、三等、四等、五等耕地质量分别占比7.45%、12.34%、17.83%、33.40%、28.89%;有机质、碱解氮、NDVI_DRY为研究区耕地质量主要障碍因子;随着耕地质量等级的升高,不同等级中小麦产量的均值也随着逐渐升高,说明耕地质量越好,耕地小麦产量越高。结论 遥感数据辅助下的县域耕地质量评价具有系统性、科学性和可靠性,安阳县耕地质量提升重点在于提升丘陵地区土壤肥力和农田水利基础设施。