空间一致性视角下的城市紧凑发展与土地混合利用研究 —— 以上海市为例

研究目的:直观呈现上海城市紧凑度及土地混合利用度空间发展特征,并进一步探索其空间一致性。研究方法:GIS空间分析技术、层次分析法。研究结果:(1)上海市整体紧凑度不高,形成以中心城区为核心、郊区新城为延展的"掌状"分布,"中心城区—外围"空间梯度差异显著;(2)上海市土地混合利用度较高,从中心城区向郊区缓慢递减,布局相对均衡;(3)空间一致性区域面积占比约43%,上海整体依据"紧凑度—混合度"可划分为高紧凑高混合的中心城区及郊区新城、低紧凑高混合的城市边缘区、低紧凑低混合的远郊区三大区域。研究结论:上海市已形成"中心城区—郊区新城"高紧凑高混合向心蔓延的空间格局,可通过整合城市空间形态及土地利用布局,实施多元互补的区域发展政策,推动城市空间优化和存量土地改革。     

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。     

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。     

基于全排列多边形图示法的湖北省耕地多功能强度与协调度典型模式探究

研究目的:辨识耕地多功能强度与协调度典型模式,厘清湖北省耕地多功能典型模式的空间分布,为耕地多功能利用提供科学依据。研究方法:全排列多边形图示指标法,系统聚类法。研究结果:(1)湖北省各县(区)耕地多功能在空间上呈显著分异:耕地多功能强度由鄂中向鄂西、鄂东呈弱化趋势,耕地多功能协调度由鄂东向鄂西呈减弱趋势。(2)湖北省各县(区)耕地多功能典型模式可划分为5类:多功能强协同发展模式、多功能协同发展模式、多功能弱协同发展模式、生态优先发展模式、社会主导发展模式;在空间分布上的具体表现为由鄂西至鄂中、鄂东地区,耕地多功能模式逐渐从生态优先发展模式转向多功能协调发展模式及多功能强协调发展模式,最终转变为多功能弱协调发展模式。研究结论:研究结果与目前湖北省实施的"两圈一带"发展战略所确定的区域功能定位相符,比较客观地揭示了处于同一发展时期不同地区的耕地多功能现状,对指导不同地区耕地多功能优化调整具有重要作用。     

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。     

贵州省耕地非农化的空间格局特征与迁移路径

目的 针对厘清喀斯特耕地非农化时空演变过程的科学问题,以贵州省为例,定量揭示喀斯特耕地非农化的空间格局变化及其平均重心时空偏移趋势和迁移路径,为喀斯特区域耕地资源持续发展利用提供数据和方法支撑。方法 文章基于1980—2020年的贵州省土地利用长时序空间数据,利用ArcGIS空间分析技术,定量获取近40年来耕地非农化的空间分布数据信息,综合引入耕地非农化速度模型、重心模型、耕地非农化标准差异椭圆方法、空间自相关模型,定量揭示贵州省近40年来耕地非农化的空间格局分布特征、时空迁移路径与集聚特征。结果 （1）1980—2020年贵州省的耕地非农化虽然非均衡化发展态势,但其非均衡程度呈降低趋势,耕地非农化严重区主要分布在黔中和黔西北地区。（2）自1980年来,黔中地区及市州所辖区的耕地非农化速度总体快于其他地区,尤其是云岩区非农化速度最快,耕地非农化重心空间迁移路径呈“V”型形态,表现为先向东南方向后持续向西北方向偏移的趋势。（3）贵州省耕地非农化空间集聚性总体上呈增强趋势,其中高—高聚集区和低—低聚集区分别集中在西北部和东南部,并且高—高和低—低聚类的变化主导了耕地非农化空间自相关关系的格局演变。结论 揭示1980—2020年贵州省耕地非农化的空间格局的时空变化趋势、偏移方向与迁移路径,可为喀斯特区域耕地资源保护与持续利用提供科学依据和辅助决策。     

耕地空间结构的信息熵的动态变化及区域分异研究

依据信息熵原理提出了耕地空间结构信息熵的概念;以江苏省黄河故道区17个县市为研究对象,探讨了耕地空间结构信息熵的时空变化,认为耕地空间结构信息熵值的大小与研究单元划分的多少密切相关;耕地空间结构信息熵值的时间演变与研究单元耕地面积的动态变化密切相关;耕地的空间分布近似于等概率分布,其近似程度的大小与耕地面积空间分布的均衡性密切相关。     

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。     

城镇化与耕地非农化空间特征及协调关系研究——以四川省为例

以四川省18个地级市为研究对象,采用2012年四川省人口、经济、耕地非农化等数据,对其城镇化与耕地非农化进行综合评价,以此分析四川省城镇化与耕地非农化空间格局。通过建耦合协调度模型,进一步探讨城镇化与耕地非农化之间的协调关系。结果表明:四川省城镇化高水平区分布较为分散,而低水平区相对集中,分布在川东地区;耕地非农化程度空间分布不均衡,中低水平耕地非农化地区与高水平耕地非农化地区差异明显;城镇化与耕地非农化存在耦合性,但是协调发展区极少。     

山东省县域耕地集约利用差异分析

以山东省134个县(市、区)为评价单元,从投入强度、利用程度、产出效果和可持续状况4个层面构建了耕地集约利用评价指标体系,运用均方差权数决策法计算指标权重,采用综合指数法计算2008年县(市、区)耕地利用的集约度。结果显示,山东省耕地利用集约度空间差异显著,表现为鲁中南地区低于鲁西区和鲁北滨海区;通过结构差异的分析,认清耕地集约利用短板,采取不同的对策促进耕地集约利用水平升级。     

乌蒙山区少数民族村寨空间分布特征研究*——以威宁县彝族、回族村寨为例

[目的]通过对威宁县少数民族村寨空间分布特征进行定量分析,以期为其美丽乡村建设及可持续发展提供理论依据。[方法]以威宁自治县统计数据、野外调查数据为基础,基于Arc GIS10.2平台,对威宁县彝族村寨和回族村寨点在高程、坡度、坡向、地形起伏度4个地形因素上的分布进行空间分析,计算各个村寨点与水系和道路的距离;并基于Getis-ord General G函数对彝族村寨和回族村寨进行全局空间聚类分析。[结果]彝族村寨分布于1 727～2 634m高程、1.35～46.77°坡度、5～107m的地形起伏度范围内,南坡是最主要的分布坡向,彝族村寨与水系距离在11. 8～1 092. 6m之间;回族村寨分布于1 748～2 594m高程、0. 34～44. 49°坡度、2～191m的地形起伏度范围内,西坡是最主要的分布坡向,回族村寨与水系距离在26. 2～1 011. 2m之间。全局空间聚类分析结果表明:彝族村寨在与县道、国道、高速公路的距离上属于高值聚集;回族村寨则在高程、坡度、地形起伏度和与省道的距离上属于高值聚集。[结论]地形因素是影响民族村寨空间分布的重要原因,民族村寨总体表现出靠近水源分布和公路等级越高,交通可达性越低的分布特征。     

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。     

贵州省县域贫困测度及空间格局分析

[目的]区域贫困识别一直是贫困研究中重点关注的课题。文章通过对贵州省县域贫困度进行等级划分以及空间格局特征分析,可为地方政府实施区域扶贫开发的优先顺序提供一定的决策依据。[方法]从自然、社会、经济维度,构建县域贫困测度指标体系,利用SPSS进行因子分析,计算各个县域综合得分,用以测度各县域贫困程度;运用ArcGIS的制图功能,呈现县域贫困度的空间分布格局,借以分析县域贫困度的地域分异规律;运用ArcGIS自然间断点分级法划分县域贫困度等级。[结果](1)贵州省66个贫困县中,综合得分最高的威宁县贫困度最大,综合得分最低的铜仁市碧江区贫困度最轻;(2)县域贫困度可划分为极重度贫困、重度贫困、中度贫困、轻度贫困及轻微贫困5个等级;(3)县域贫困度与区域地貌类型具有一定的空间关联,极重度贫困县及重度贫困县大多分布在省际边界地区。[结论]贵州省县域贫困程度差异较大;自然地理环境条件如地貌是贵州县域致贫的重要原因。     

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。     

中国西南典型山区县级耕地地力评价与分级

为客观掌握我国西南典型山区耕地地力的时空分布规律,为区域耕地的合理施肥和高效利用提供依据,以云南省华坪县为例,从影响耕地地力的土壤管理、立地条件、剖面与耕层理化性状、养分状况4个方面筛选13个评价指标,随机采集2515个土壤样品,借助GIS空间分析技术,引入基于Bootstrap算法的CART模型,并与模糊数学法相结合,构建地力综合指数模型对研究区耕地地力进行了定量评价及分级研究。结果表明:研究区耕地地力分为6个等级。其中,三级和四级耕地所占面积最大,分别占耕地总面积的30.39%和23.13%,并且随着等级的升高,各等级耕地中的灌溉水田面积逐渐减少;空间分布上,各等级耕地在每个乡镇均有分布,但由于地形地貌、成土母质、土壤质地等存在空间差异,每一等级的耕地在各个乡镇的分布也存在较大差异,总体上耕地地力呈现以河谷为中心向四周放射状衰减的趋势,且随着等级的升高土壤肥力明显下降、土地利用的受限性也逐渐增多。因此,建议一二三级耕地在利用上注重科学施肥,加深熟化土层,四五六级耕地重点做好水土保持,有条件的地方应积极推进坡改梯工程建设,部分坡度过大的耕地,可考虑退耕还林还草。评价结果对于解析我国西南相似区域内的中低产田主要障碍因子、开展地力定向培育和农田精准管理具有重要现实意义。     

中国省域征收占用耕地的空间异质性分析

通过中国省域征收占用耕地的空间特征分析,得知2003～2007年中国征收占用耕地均值的高值区和中值区离散分布在东、中、西部,低值区则集聚分布在中国的西北和东北。运用地统计学中的半变异函数,定量研究了中国省域征收占用耕地空间异质性演变特征。通过研究表明,近年来中国省域征收占用耕地的空间异质性呈增强态势,空间变异由随机因素影响加大。     

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。     

农户视角耕地集约利用及驱动机制的内生差异研究

目的 基于农户视角，将家庭生计及耕地规模纳入农户观察，探析农户耕地集约利用模式及驱动机制的内生性差异，为针对性农户耕地集约利用政策优化提供依据。方法 文章运用生产要素能值分析法（Emergy Analysis）对农户耕地利用集约度进行测算和对比，结合ArcGIS标准差椭圆和Pearson相关性分析，系统探究农户耕地利用集约度空间分布及驱动机制的差异性。结果 （1）农户间的耕地利用集约度的结构差异主要表现在化肥、机械和劳动力三方面，耕地面积较小的兼业户（占农户总量的64%）耕地利用集约度较高，耕地面积较大的纯农户耕地利用集约度较低；（2）农户间耕地利用集约度在空间上形成积累性差异，其中纯农户耕地利用集约度的西南—东北方向性显著、高值区呈点状分散，而兼业户耕地利用集约度分布的东—西方向性显著、高值区呈带状集聚，在东—西和南—北方向上成“倒U型”趋势分布；（3）纯农户耕地利用集约度更易受自身属性驱动（文化程度、耕地面积和破碎度等），而兼业户耕地利用集约度对当地经济（GDP）、地区农业发展（农业产值、区域复种指数）等区域型外部因子更为敏感。结论 农户间耕地利用集约度及其空间分布异质性显著，其驱动机制具有一定隐含差异，农户耕地利用模式的优化需“因户制宜”合理引导。     

基于Voronoi图的农村居民点空间分布及整治潜力研究——以威宁县为例

研究借助Arc GIS空间分析技术和Voronoi图Cv值法对贵州省威宁县农村居民点的空间分布特征进行分析,结果显示威宁县农村居民点Voronoi图Cv值为105.49%,空间分布类型属于集群型。以乡镇尺度看,草海镇等7个乡镇空间分布类型属于随机型,其余28个乡镇为集群型。在此基础上采用人均建设用地标准法测算威宁县农村居民点整治潜力值,结合各乡镇的农村居民点空间分布类型和整理潜力,将全县35个乡镇划分为集群型优势区、随机型优势区、集群型劣势区、随机型劣势区四个不同等级的整治潜力区划,其中整治潜力集群型优势区主要分布在云贵乡、雪山镇等11个乡镇,随机型优势区主要分布在草海镇、麻乍乡等5个乡镇,集群型劣势区主要分布在黑土河乡、中水镇等17个乡镇,随机型劣势区分布在兔街乡、黑石镇,并据此分析和探索各区划内农村居民点整治的方案策略。     

三江平原典型流域耕地利用水土资源匹配时空演变——以挠力河流域为例

目的 微观尺度分析耕地利用水土资源匹配时空动态及其变化趋势,旨在为高标准基本农田建设和耕地利用水土资源优化配置提供科学指导。方法 文章以三江平原挠力河流域为研究区,运用耕地水资源有效供给量与耕地需水量的比值法,探析2000—2020年研究区耕地利用水土资源匹配的时空动态;借助Theil-Sen趋势分析法和Hurst指数分析法,对研究区耕地利用水土资源匹配的空间变化趋势及其未来变化趋势持续性进行定量化分析。结果 （1）时序变化上,作物全生育期耕地利用水土资源匹配综合指数的频数分布呈双峰分布特征且其中轴线逐渐向高值移动。（2）空间动态上,作物全生育期耕地利用水土资源匹配呈现出空间异质性增强的变化特征,其相对高值区由流域中游东部向中游西部和下游西部转移,并且其Sen趋势度大于0的耕地面积比例达到94%以上。（3）未来变化趋势上,作物全生育期耕地利用水土资源匹配相对强持续性升高的耕地面积比例为93.73%,主要分布在流域中游西部和下游西部的大部分区域。结论 受气候变化和人工调控的影响,虽研究区作物全生育期耕地利用水土资源匹配程度较低,但在时空动态上均呈现出明显升高的变化特征,且呈现持续性升高的未来变化趋势,结果可为优化调配水土资源时空耦合关系提供决策依据。