利用GIS技术对耕地面积与土地资源匹配的研究

通过土地利用现状概查，掌握了全国以至到县的耕地面积数据，但是不了解耕地质量及不同质量耕地的具体分布状况；在土地资源研究中，掌握了土地的自然属性，并能划分出不同的农业生态单元，但不了解不同质量的农业生态单元中耕地的面积．在研究区域土地资源生产潜力／人口承载力时必须解决这一矛盾，为解决这个矛盾，在掌握土地资源质量区域分布与耕地面积的区域数量的基础上，从耕地的土地资源分析着手来加以解决．提出用土地资源分析管理，并采用计算机和ＧＩＳ技术在全国范围内将耕地（分水田、水浇地，旱地）分配到不同质量的农业生态单元中去，从而得到耕地的质量及分布状况的定量数据。     

基于空间自相关的征地补偿标准分区可塑性面积单元问题效应研究

[目的]为探究征地补偿标准制定过程中分区存在的可塑性面积单元效应以及分区所依赖的评价单元级别的选择问题。[方法]该研究以甘肃省陇南市两当县为研究区域,以人均耕地面积为研究对象,借助Geo Da和Arcgis软件,运用空间自相关理论并引入可塑性面积单元问题效应,揭示人均耕地面积因评价单元粒度和区划方式不同而变化,进而影响征地补偿标准的制定。[结果]行政村和乡镇2种评价单元级别下,人均耕地面积的空间分布存在空间自相关性;2种评价单元级别分区的人均耕地面积存在较大差异,选择行政村级评价单元分区能够使征地补偿倍数更合理,特别是对于人均耕地面积异常高或低的行政村;在对人均耕地面积自然分级的基础上,结合LISA聚集图中高值聚集区和低值聚集区的范围调整自然分级区间进行分区,为土地利用分区研究提供新思路。[结论]研究结果可为征地补偿标准的制定提供参考。     

中原现代农业科技示范区耕地保护问题与对策研究

[目的]中原现代农业科技示范区耕地面积占河南全省耕地总面积的45. 5%,是河南省小麦和玉米主产区,文章研究中原区的耕地保护现状和存在的问题,以期对促进中原区耕地保护提供借鉴。[方法]该研究通过时间序列分析、比较分析、空间分析等方法对当前中原区耕地数量分布、耕地质量等耕地资源状况,以及耕地占补平衡、永久基本农田划定与保护、高标准农田建设、耕地确权等耕地保护现状进行了分析。[结果]中原区耕地面积持续减少,未来耕地面积减少之势难逆转;耕地保护力度不够,非法占用耕地问题时有发生;耕地后备资源不足,耕地占补平衡落实难度加大;耕地重用轻管问题仍然突出,农田质量较低;耕地污染问题日益突出。[结论]该研究针对上述问题研究提出了强化耕地管护,确保耕地面积基本稳定;强化耕地建设,提升耕地生产能力;创新土地管理与保护机制等加强耕地资源保护的对策建议。     

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。     

玉门市耕地质量等级及其养分空间分布研究

为了研究河西走廊范围内的耕地质量现状,打好耕地开发利用的基础,依据《耕地质量等级》国家标准,在对耕地的剖面性状、养分状况、耕层理化性状和土壤健康状况等4个方面选取12个评价指标进行分析的基础上,充分利用地理信息系统(GIS)技术,选用特尔斐法确定隶属函数,以玉门市为研究区构建耕地质量综合评价指标体系,进行耕地质量评价和研究。结果表明,玉门市2018年耕地总面积为58 416.56 hm2(876 248.40亩),采用面积加权法,计算得到其耕地质量平均等级为5.27等。中等地(四、五、六等地)的耕地面积为51 311.14hm2,占玉门市总耕地面积的87.84%;耕地等级分布从一等地到八等地,各等级耕地比例差异较大,其中面积占比最大的为五等地,占玉门市耕地面积的50.05%;从各等级分布的特征来看,耕地等级的高低与土壤类型、养分含量和障碍因素等密切相关。     

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。     

中国耕地变化的驱动因子及其省域差异分析

研究目的分析全国1996-2005年耕地变化的情况和影响耕地变化的主要因子及其正负相关性与空间差异.研究方法采用二元定距变量相关性分析方法计算众多因子与耕地之间的相关性;然后采用对比分析的方法寻找因子在显著与不显著中出现的频次及正负相关性的一致性;最后分析主要影响因子的空间差异.研究结果在研究期全国耕地面积持续减少,主要是生态退耕所致;众多因子中的主要驱动因子有14个,基本上与耕地呈现出负相关,并且在空间分布上存在差异.研究结论在相关分析的基础上进行统计分析,有利于寻找地域之间驱动因子的差异,其主要驱动因子可作为后续耕地变化研究的参考.     

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。     

山西省适垦耕地及其空间分异特征

研究目的:分析山西省适垦耕地在空间上的分布和差异性,为山西省未来耕地保护政策的制定提供宏观性参考依据。研究方法:基于GIS空间分析技术,利用数字地形高程图生成地形高程和坡度分级图,通过将地形高程分级图、地形坡度分级图、2000年耕地分布图和分县行政区划图的叠加,提取2000年分县耕地地形分异数据,计算2005年分县适垦耕地面积。研究结果:(1)山西省耕地的地形分异特点是随着地形坡度的增加,耕地面积均呈下降的趋势;(2)适垦耕地的空间分异主要受地形条件控制,地形平缓的黄土塬面、盆地和河谷适垦耕地指数一般都在40%以上,而地形起伏较大的山地和丘陵地区指数值普遍较小;(3)人均适垦耕地面积空间分布的总体特征是河谷、盆地少,黄土塬、丘陵低山多,人均适垦耕地面积在2亩/人以下的地域主要集中在太原、临汾等盆地。     

基于核密度估算的大都市耕地数量空间分布特征分析*——以天津市为例

［目的］耕地资源是人类生存和发展的基础性资源，通过研究大都市耕地空间分布特征，为耕地保护和优化耕地空间布局提供科学依据。［方法］文章利用土地利用现状矢量数据在ArcGIS 101中提取出耕地要素图层，采用重心模型确定城市重心位置，运用象限分析法把天津市分成8个方位，分析天津市的耕地空间数量分布特征，利用核密度估算法计算天津市耕地数量的核密度值，继而采用自然断点法进行核密度分区来确定天津市耕地密度等级，分析的耕地空间聚集分布特征，总结出影响耕地空间分布的主导因素，针对性地提出耕地保护建议。［结果］（1）耕地核密度变化范围为0~8687 point/km2，核密度值由小变大，耕地整体呈由分散向聚集状态演变，天津市主要是以中低密度区（36525 696万hm2）为主，整个区域内的耕地呈分散状态分布； （2）中心城区无耕地可用，耕地核密度等级结构单一； 近郊区的耕地核密度等级结构复杂多样且变化趋势相似，耕地聚集程度适中； 远郊区的耕地面积较多，耕地核密度等级结构不同，耕地聚集程度相差较大。（3）天津市耕地分布主要受到地形地势、土壤、经济发展、城镇扩展、土地相关规划及政策等多方面因素影响。［结论］天津市耕地在各区各方位的空间分布呈现不同特征，借助核密度估算法能更加细致深入地研究大都市耕地在不同空间的聚集程度，对促进耕地空间优化布局与合理利用具有重要的研究意义。     

Temporal and spatial variability of agricultural land loss in relation to policy and accessibility in a low hilly region of southeast China

The temporal and spatial patterns in land use change in a low hilly region in southeast of China was analyzed from maps of converted agricultural land for 1999–2006. The factors driving farm land conversion was analyzed using logistic regression models. The amount of agricultural land loss varied temporally, and the spatial distribution of converted agricultural land patches decreased from low to high altitudes in the study area. Analysis using logistic regression models showed that good accessibility sped up the conversion of agricultural land to other uses, the elevation of a parcel lowered the risk of conversion, and agricultural land conversions are highly correlated with its adjacent or neighboring parcels’ land use, with the probability of being converted decreasing as the distance to nearest construction land increases. In addition, land use policy, especially the land use regulation policy issued by the central government decreased the agricultural land loss, and the more stringent regulation on cultivated land conversion lowered the possibility of conversion from cultivated land to other use.     

浅议信息熵在区域土地利用空间结构研究应用中的问题

对信息熵做了简单介绍;通过简单模型验证了信息熵在土地利用空间结构研究中的局限性:缺乏空间信息、地类之间的可替代性和对尺度性的忽视;提出一些改进的建议。     

Urban land administration and planning in China: Opportunities and constraints of spatial data models

China's economic reforms over the past decades have given rise to the development of a rudimentary urban land market. Although one cannot speak of a land “market” in the strict sense of the word, there is an urban land allocation system in which land lease rights can be acquired through the payment of a land-use fee. If the urban land market is to develop in a sustainable manner, new credible institutions need to be established that can safeguard greater legal security and transparency. For these purposes, it is necessary to establish a management system that can support the legal (tenure security), economic (leases, taxes) and broader aspects (spatial and environmental land use policies) of land administration. To make an urban land administration system socially credible and functional, land-related information should be registered and structured at a detailed spatial level, such as parcels. There is no parcel-based information system in China, but the country has developed a population registration system at a detailed spatial level that could be a starting point to develop integrated information systems, or a so-called “local spatial data infrastructure”. This paper reviews China's population registration system and their spatial units and presents a proposal for an information system that can be expanded or adapted to meet the requirements of an effective land administration system.     

沈阳城市周边耕地多功能评价

[目的]为探索城市化影响下城市周边耕地多功能的现状,分析其空间差异,为耕地保护及城市周边耕地发展提供参考。[方法]从耕地的生产、生态、社会和景观4个功能出发构建评价指标体系,利用熵权法确定指标权重,加权求和法计算单一功能和多功能值,并用ArcGIS进行空间分析,对沈阳城市周边50个乡镇(街道)的耕地多功能性进行综合评价。[结果](1)沈阳城市周边耕地的多功能性空间差异较为明显。生产功能远郊平原区最强,远郊山区和近郊区较弱;生态功能总体偏弱,个别乡镇较好;距离城市越远,社会功能越强;景观功能近郊区较强,远郊区较弱。(2)耕地的生态、社会和景观功能主要受距市中心距离的影响,生产功能受地形和距市中心距离的双重影响,而多功能则受地形、距市中心距离及各乡镇(街道)耕地主导功能等的综合影响。(3)沈阳城市周边的大多数耕地以农业生产为主导,景观文化功能整体相对较弱。近郊区耕地生态功能所占比重较大,但社会功能比重较小,远郊区则与之相反。[结论]沈阳城市周边耕地多功能性空间差异较为明显且不均衡,应科学规划城市周边耕地功能,优化空间布局,协调耕地各功能的关系,促进耕地多功能综合发展。     

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。     

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。     

长株潭地区土地利用结构信息熵时空测度与演化

［目的］探讨区域土地利用结构的时空变化，为政府制定土地利用规划提供参考。［方法］基于信息熵的基本原理，利用2002—2014年长株潭地区各县（市、区）土地利用变更数据和相关社会经济资料，对研究区域土地利用结构的时间变化规律和空间分异特征进行了分析，并运用灰色模型进行了预测分析。［结果］（1）从整体上看，耕地、园地、林地、草地、水域及水利设施用地、其他土地所占比例呈递减趋势，城镇村及工矿用地、交通运输用地所占比例呈递增趋势。（2）土地利用结构信息熵在2002—2014年期间总体呈先下降后上升的变化趋势，从2002年的1350 3 Nat上升到了2014年的1362 3 Nat。（3）各县（市、区）土地利用结构的信息熵呈现出较大的时空差异。（4）运用灰色模型预测可知，到2026年土地利用结构信息熵出现上升趋势。［结论］当地政府必须高度重视，大力提高土地资源配置效率与集约利用水平，优化城市土地利用结构，合理布局城市用地，实现土地资源的可持续利用。     

公路基础设施建设对耕地利用转型的影响及门槛效应研究

研究目的:探究公路基础设施建设对耕地利用转型的影响和门槛效应。研究方法:投影寻踪模型,动态空间Durbin模型和面板门槛回归模型。研究结果:(1)公路基础设施建设对耕地利用转型的空间溢出效应比直接效应更为显著,空间溢出效应表现为周边省份公路密度的提高会促进本省份耕地利用转型;(2)公路基础设施建设对耕地利用转型具有促进作用,主要是通过推动耕地功能形态转型实现;(3)公路基础设施建设对耕地利用转型影响存在单一门槛效应,表现为公路基础设施建设对耕地利用转型的正向影响呈先升后降的变化特征,并且当前公路基础设施对西部地区耕地利用转型的促进作用大于东、中部地区。研究结论:应结合公路基础设施建设现状,优化公路基础设施布局,提高公路基础设施建设促进耕地利用转型和农业发展的区域协同作用。     

中国省际耕地利用生态效率时空格局演变及影响因素分析 ——基于2000—2019年面板数据

研究目的：探究全国大陆31个省（市、区）2000—2019年耕地利用生态效率时空变化特征,考察效率的影响因素。研究方法：超效率SBM模型、探索性空间数据分析法、核密度法、趋势面和地理加权回归（GWR）模型。研究结果：（1）2000—2019年,全国各省耕地利用生态效率范围由0.408~3.976缩小到 0.353~2.046,全国、东部、中部、西南和西北区域耕地利用生态效率均值均呈下降趋势,东北地区均高于全国水平且呈上升趋势;（2）31个省耕地利用生态效率在多个年份存在显著的空间负相关关系,效率高值区分布由西南方逐渐变为东北方向;（3）资源禀赋、经济发展水平、自然条件和生产条件均对耕地利用生态效率产生影响,但影响方向和程度在不同年份、不同区域有差异。研究结论：当前全国大部分区域耕地利用生态效率均呈下降趋势且分布不均,区域间存在较大差异,未来政府应强化相关政策工具应用、探索区域差异化路径、推动农户流转耕地和促进耕地规模经营,助推各地耕地利用生态效率的提高。