农作物空间格局动态变化模拟模型(CROPS)构建

农作物空间格局指特定区域内农作物种植结构、空间分布等信息,是农业土地系统的核心内容之一,也是农业结构调整的重要依据。随着空间模拟技术的发展,农业土地系统的时空动态表达成为可能,但传统模型方法更多关注土地利用类型的转化,而忽视耕地内部农作物格局时空特征的表达。该研究基于CLUE-S土地利用变化模拟模型,进行了概念模型设计、框架和模块重建、参数本底化和校正,研究并提出一个适用于我国农作物空间格局动态变化模拟模型（CROPS,Crop Pattern Simulator）的可行架构,使其能够实现区域尺度土地利用变化与农作物空间格局变化的双层动态模拟。CROPS模型采用了两层次嵌套模拟的模型结构,第一个层次实现对耕地空间格局动态变化过程和状态的表达,第二层次基于第一层次的模拟输出的耕地空间格局,实现耕地内部的农作物空间格局动态变化的有效模拟。CROPS模型主要包括非空间和空间两个大模块,空间模块又包括空间模块I和空间模块II。CROPS模型在东北三省进行了区域应用,结果表明,模型总体模拟效果较好,能够科学合理的表达耕地空间格局和农作物空间格局的动态变化过程。     

农村集体建设用地空间研究进展与展望

我国农村集体建设用地空间布局混乱,而现有关于农村集体建设用地空间研究方面存在理论与方法缺陷。文章对农村集体建设用地空间格局及机制、农村集体建设用地的空间优化、城乡建设用地统一空间研究领域相关研究进展进行综述,结论为现有研究存在理论体系尚未建立、研究内容不健全、研究方法以定性描述和空间描述为主等问题。建议未来该领域研究应跳出传统土地管理相关理论,多学科交叉,探索地理学、经济学在农村集体建设用地空间研究方面的理论框架;基于空间格局—演变机制—优化配置的思路,构建农村集体建设用地空间格局演变动力模型、农村集体建设用地空间与人口/产业的相互影响模型、城乡建设用地统一空间模型,从农村集体建设用地空间格局及其演变机制、农村集体建设用地空间与人口/产业的协调机制、城乡联系机制下的农村集体建设用地空间优化3方面来开展农村集体建设用地空间研究。     

四川省农业地理集聚格局及演化机制研究

为分析四川省农作物的地理集聚特征,专业化格局,从农业地域系统视角构建分析框架探讨其演化机制。文章以12种农作物为研究对象,基于2000~2014年的四川省21个市州农作物播种面积数据,综合运用重心模型、基尼系数、区位熵进行研究。结果表明:(1)四川省12种农作物生产重心较为稳定,未出现较大范围的地理迁移。(2)四川省大部分农作物地理集聚水平整体较低,且在研究期内集聚过程缓慢。经济作物的区域专业化水平相对于粮食作物较好。烟叶、苹果地理集聚程度较大,已经形成相对明显的区域专业化生产。(3)农业地理集聚格局演变从最初受内部压力驱动形成自然集聚格局,逐步转向为受内外压力驱动的自然社会集聚格局。四川省主要农作物地理集聚处于试错和纠错过程中,尚未形成新一轮的农业生产区域化布局和分工。     

基于ODD框架的农户有限理性决策模型的构建及模拟——以陕西省米脂县马蹄洼村为例

目前,基于行为理论探讨宏观土地利用格局变化的微观主体行为变化机理研究已成为国内外学者关注的焦点之一。[目的]为了揭示生态脆弱区土地利用格局变化的微观驱动机制,且为了增强与相似研究的可比性,构建微观主体有限理性决策模型,提高对现实主体行为的解释力。[方法]文章遵循ODD框架,综合考虑能力和资源指数及农户间相互作用等多种因素对农户行为的影响,基于BDI行为理论构建HBRDM农户有限理性决策模型,结合Netlogo模拟平台对农户土地利用决策行为进行模拟。[结论](1)HBRDM模型可有效地表征研究区农户有限理性土地利用行为决策;(2)"刚性"的模拟规则和种植的随机性是造成模拟失误的主要原因;(3)基于ODD框架构建的HBRDM模型,有利于不同研究的对比,方便学者的阅读和理解,同时易于看清文章的逻辑和框架。最后指出该研究在市场和政策影响、社会规范和合作组织等方面的不足,并进一步指出今后的研究方向。     

农村居民点时空格局演化模拟研究综述

［目的］在我国城镇化快速发展的大背景下，农村居民点分化重组趋势日益明显。利用模型模拟的手段定量揭示农村居民点空间格局演化的驱动因素，准确理解其演化过程和未来时期的布局态势，以期达到农村居民点的合理布局势在必行。为此，需要对目前农村居民点演化模拟的研究现状，以及应用的农村居民点演化模拟模型的适用性有一定的把握和认识。［方法］文章利用文献资料法和对比分析法，以农村居民点演化模拟研究的主要内容为主线，梳理和总结了农村居民点演化发展趋势、农村居民点演化模拟驱动机制，以及农村居民点演化模拟方法和模型，评述了不同演化模型的模拟原理及其优缺点。［结果］由于农村居民点的斑块空间破碎化、参与主体多样性、驱动因素复杂等原因，常规的土地利用变化模型在农村居民点模拟的应用上遇到了很大的挑战； 农村居民点演化模拟模型的选择仍具有较强的驱动力和尺度依赖性。［结论］土地利用变化模型可为农村居民点演化模拟研究提供有效参考，但是更加准确的农村居民点演化模拟需要注重机理模型的研发。通过空间途径和社会途径的耦合，解析农村居民点格局演化过程中的主要决策主体，构建农村居民点演化多主体模型，将是未来农村居民点演化模拟的重要方向。     

基于城市CA模型的空间扩展浅析

综合国内外40多年专家学者对城市演变格局中转换规则、控制因子、模拟精度的研究实例,得出结论:(1)CA模型在城市扩展预测中,仍需要加深对地理现象演变过程的机理研究和模拟;(2)城市模型的适用性有待进一步提升;(3)众多实例中有少部分精度在90%以上的情况,证明精度模拟水平仍可通过此类系统分析提升。城市扩展的时空演变研究应从实际解决快速城市化问题的视角,发掘CA模型对城市时空变化格局的正面影响,探索CA模型应对城市扩展的主动策略。     

国内土地利用功能演变研究进展

目的 通过对我国土地利用功能演变相关研究进展进行综述,发现当前研究中存在的瓶颈问题,探寻该研究领域未来的发展方向,以期丰富我国土地利用功能演变理论与实证研究。方法 文章采用文献梳理及归纳总结法,从土地利用功能评价、土地利用功能演变、土地利用功能演变驱动机制等三方面对其进行综述与讨论。结果 当前我国在土地利用功能演变方面的研究不断丰富、取得阶段性成果,但由于土地利用功能演变受到多因素综合作用,对其研究还存在以下不足：土地利用功能评价指标体系尚未建立统一的标准;缺乏微观、宏观与微观尺度相结合的应用;评价方法较单一;精细化空间分析、驱动机制的研究存在不足。结论 多尺度评价指标体系的构建和土地利用功能演变对比分析、自然与人文因素驱动机制的辨析、多方法配套分析和多学科结合研究是该领域未来的发展方向。     

耦合地理模拟与优化的城镇开发边界划定

研究目的:城镇开发边界划定是典型耦合空间模拟和优化的复杂地理问题,当前划定方法的科学性和系统性还有待加强,引入地理模拟优化系统理论以期提供更好的辅助规划成果。研究方法:在回顾城镇开发边界相关概念及划定方法的基础上,提出基于地理模拟优化系统(GeoSOS)的城镇开发边界划定方法,并以珠江三角洲重点优化开发区域为例对城镇开发边界进行了划定。研究结果:基于GeoSOS的多目标空间优化方法界定了研究区的生态、农业和城镇空间,并通过城镇扩展数量和农业生态双重约束的CA模型预测未来城镇扩展格局,最终利用形态学方法划定城镇开发边界。研究结论:基于GeoSOS的划定方法能够优化这三类空间,并基于底线约束预测未来规划期的城镇扩展格局,从而划定城镇开发边界,为划定实践工作提供科学依据和有利支撑。     

城市土地利用与交通相互作用（LUTI）研究进展与展望

研究目的:基于对国内外大量研究成果的梳理,对城市土地利用与交通相互作用(LUTI)的复杂机理展开系统回顾与述评,并尝试提出未来亟需重点关注的研究领域与方向。研究方法:文献资料法,对比分析法。研究结果:国内外实证研究领域及空间尺度表现出明显分异,部分研究结果亦呈现出差异化特征;国外热衷于引入多学科理论与方法构建LUTI一体化模型,而国内所引入的数学规划模型多停滞在理论分析与模拟层面,应用性相对有限,但近年来国内学者逐渐加强LUTI协调性评价,研究领域呈现出新特征。研究结论:全球可持续发展背景下,LUTI研究为实现城市土地利用与交通的协调发展提供了良好基础,未来应加强对LUTI模型方法与互馈机理的研究,并深入探讨现代交通发展对土地利用的影响机制,环境、社会因素亦应引起重视,国内学界则应注重本土性与应用性研究。     

近15年来中国土地利用冲突研究进展与展望

研究目的:总结和梳理中国近15年来土地利用冲突研究文献,分析土地利用冲突的研究现状,展望未来的研究方向和重点。研究方法:基于中国知网、中文科技期刊数据库及万方数据知识服务平台学术文献数据库,采用文献调研法。研究结果:当前中国土地利用冲突研究具有很多共同的关注点,主要集中在土地利用冲突概念演变、类型与区域分布、原因及机制、评价与管理等4个方面。研究结论:在全面评析土地利用冲突研究成果的基础上,认为未来应当重点关注5个方面的研究:(1)理论基础和整体分析框架研究;(2)评价指标体系和定量模型研究;(3)多尺度(微观—中观—宏观)综合研究;(4)区域土地利用冲突情景模拟研究;(5)理论与实践相结合研究。     

安徽省茶叶生产时空集聚演变及驱动因素研究

目的 探明茶叶区域格局演变特征，对优化安徽省茶园空间布局意义重大。方法 文章基于空间分析手段和县域统计信息，定量探究1998—2019年安徽省53个县区茶叶生产格局变迁规律，并对演变驱动因素进行了分析。结果 （1）安徽省茶园种植区域向皖西、皖南空间集聚不断增强。安徽省茶园种植主要分布在两大热点区域：以歙县、黄山市辖区为核心的皖南地区，以霍山县、岳西县为核心的皖西地区。（2）茶叶生产格局由“单核心”向“双核心＋周围小中心”的集聚模式转变。（3）标准差椭圆分析表明，安徽省茶园沿NW-NE方向展布，椭圆扁率由1998年的0.46增加至2019年的0.54，椭圆中心逐步向西北方向迁移。结论 安徽省茶园时空格局集聚及演变的驱动因素趋于多元化。自然资源是区域茶园生产变动的首要因子，政策因素是安徽省茶叶时空集聚的导向性因素，茶叶技术及茶园规模化建设是茶园扩张的推动力，茶叶市场、效益等外部性因子对茶园格局变迁发挥着日趋重要的影响。     

四川柑橘生产空间的时空演化及驱动机制研究

[目的]农作物空间演化的本质是农业土地利用变化的具象反映，揭示农作物空间的时空过程，明晰其与自然、社会和经济等因素的定量响应关系，有助于解释农业土地系统变化过程与机制。柑橘空间是我国南方地区重要的农业土地利用类型，其空间变化对优化农业土地系统具有重要影响。[方法]针对已有研究在空间尺度、响应机制的局限，文章在分析柑橘空间时空过程的基础上，采用空间杜宾模型对解释变量的空间溢出效应及其作用机制进行了实证分析。[结果] 1980—2015年四川柑橘空间快速扩张，经历了快速扩张期（1980—1995年），强烈震荡期（1995—2005年），扩张恢复期（2005—2015年）。柑橘空间表现出高度集聚，在地理上呈现出空间相关性。川中丘陵区是柑橘空间变化最为强烈的区域。[结论]四川柑橘空间的时空过程受多种驱动因素共同作用，表现出明显的“自然—人文”驱动特征。与海拔、降水量、最热月平均气温、年日照时数、气温年较差、城镇化水平、消费水平和技术进步8个解释变量呈负相关，上述变量每增加1%，柑橘空间收缩0.61%、0.358%、0.844%、1.784%、4.734%、0.398%、2.473%和0.181...     

新形势下农业科研院所纪检监察工作的认识与思考

[目的]通过总结地膜覆盖农田相关研究现状及研究趋势,以期为地膜制造、生产、使用、回收全过程的科学规划管理提供参考依据.[方法]文章为了客观全面掌握国内外地膜覆盖技术研究现状,明确研究重点、前沿问题和热点问题,利用文献计量法,借助CNKI和Web of Science文献库,分析近20年国内外地膜覆盖技术研究进展.主要对地膜覆盖栽培技术的积极作用、负面影响、综合评价研究以及地膜覆盖农田遥感监测等4个方面进行分析.[结果]目前国内外地膜覆盖农田研究主要有两方面,即地膜覆盖栽培技术对农作物增产积极效益研究和地膜覆盖对大气环境(如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体排放)和土壤环境的影响以及残留地膜的影响等负面效应研究.然而,对地膜覆盖技术综合影响研究、地膜农田时空格局及变化研究相对较少.[结论]地膜覆盖技术综合效益评估研究、地膜农田时空格局及变化研究,以及地膜覆盖农田定量遥感研究应受到更多关注.     

Hybridizing local and generic information to model cropping system spatial distribution in an agricultural landscape

For quantitative water management, fine analysis of spatial and temporal interactions between cropping systems and water resources helps identify time and site-specific withdrawal situations. However, it is a methodological challenge to provide fine-resolution analyses at the scale of large watersheds used for crises management. In this study, we present a methodology based on multiple methods and mixed sources of information to finely model an agricultural landscape (AL) that represents the spatial distribution of cropping systems. Our approach is based on progressively hybridizing databases and local actors' and experts' knowledge to produce a spatially explicit and dynamic model. The Land Parcel Identification System database, which resulted from the European Common Agricultural Policy, is crucial for our method since it provides the spatial and temporal basis of our model (i.e., geographic delineation of islets and information about crop sequences). Local knowledge is used to identify factors determining spatial distribution of cropping systems and to build a generic model that simulates farmers' crop-management strategies. The model was qualitatively and quantitatively evaluated using a multi-agent simulation platform (MAELIA). We asked local experts on quantitative water management to evaluate the ability of the platform to reproduce intra- and inter-annual dynamics at different levels when using our model of the AL as input. The experts were satisfied with the results; they validated the predicted dynamics of the variables, and some discussed the objectivity of the values. We discuss the method’s contribution to current challenges in modeling large agricultural areas and the associated tradeoffs. The approach is promising for policy makers who wish to develop integrated, locally adapted land-management strategies.     

1990—2020年中国耕地利用的“水旱分异” 格局及机制分析

：研究目的：基于水田、旱地分异视角观察耕地利用结构性问题,揭示耕地利用隐性转型特征。研究方法：基于1 km栅格及地理探测器分析1990—2020年我国水田、旱地资源时空变化及其影响因素。研究结果：（1）1990—2020年水田总数下降、旱地增加,且水田及旱地的损失多位于自然禀赋较优的地区,而新增多位于开发利用适宜性较差的地区,水田、旱地的空间变化具有省际差异,其中黑龙江水田、新疆旱地的增加和广西水田、旱地的减少较为突出;（2）在水田、旱地、其他用地的变化中,前二者的相互转换规模显著,以黑龙江和四川最为活跃,且以2000年、2015年为节点经历了快速转化—平缓—快速转化的阶段性变化;（3）粮经比、水资源总量和有效灌溉面积共同影响水田—旱地的双向转换。此外,旱地向水田的转换受复种指数和人均耕地面积影响,而水田向旱地的转换对年日照时数、土壤侵蚀较为敏感。可见与旱地转为水田相比,水田转为旱地的变化受自然资源禀赋的影响更强。研究结论：水田及旱地在时空分布、地类转换及驱动机制上形成了分异格局,应基于水旱分异展开耕地资源利用的优化重构。     

耕地利用绿色转型的时空格局及其驱动机制研究 ——以湖北省为例

研究目的：以湖北省为例,摸清耕地利用绿色转型的发展态势,揭示耕地利用绿色转型的时空格局及其成因,为耕地保护提供技术支撑。研究方法：熵值法、耦合协调度模型、时空地理加权回归模型。研究结果：（1）从时间上看,湖北省各城市耕地利用空间、功能、模式转型指数总体偏低但持续增长,在2015年前初步实现了耕地利用绿色转型,少部分地区尚未完成功能转型。（2）从空间上看,湖北省耕地利用绿色转型基本形成以东中部低山丘陵、平原为主的高值区及西部山地为核心的低值区并存的空间格局,高值区表现出“西进”态势。（3）湖北省耕地利用绿色转型的空间、功能、模式转型具有较强的耦合度,但失调现象日益凸显。（4）湖北省耕地利用绿色转型的时空演变是内外驱动因素共同作用的结果。研究结论：湖北省耕地利用绿色转型存在较大发展障碍,经济因素是当前耕地利用绿色转型的核心驱动因素。     

农户宅基地退出意愿的空间分异与影响因素分析——以洪泽湖和高邮湖农区为例

[目的]厘清乡村地域环境与农户宅基地退出意愿间的异质性关系对因地制宜制定乡村发展政策具有重要意义。[方法]文章基于感知价值理论构建乡村地域环境对农户宅基地退出意愿的影响机制，以洪泽湖和高邮湖农区全体农户为研究对象，运用空间自相关、多尺度地理加权回归模型（MGWR），刻画农户宅基地退出意愿的村际分异，定量分析乡村地域环境对农户宅基地退出意愿影响的空间异质性及作用机理。[结果]（1）研究区域农户宅基地退出意愿具有显著的空间分异和空间关联并存特征，热点集聚于县域门户地区呈团块状、冷点分布于灌溉干渠两侧呈条带状。（2） MGWR结果显示，17个因子中，10个因子的带宽较大，为全局驱动因子；其余7个为局部驱动因子。（3）全局驱动因子中影响力较强的依次为至市区便捷度、高层次就医机会、与河湖的距离；局部驱动因子均具备双向驱动效应，自然村平均规模的驱动力异质性及强度在17个因子中最大，规模上工业总产值、至幼儿园便捷度、抚养比等因子也处于较高水平。[结论]应完善乡村普惠性设施，因村制宜解决地域性顽疾，科学进行村镇规划布局。     

三峡库区土地利用驱动力评价及机制分析

[目的]为更加科学地分析区域土地利用驱动力机制、整体情况以及时空关系,支撑区域国土空间优化战略实施,文章立足于县域尺度,使用三峡库区1990年、2000年、2010年和2015年相关数据,构建土地利用变化驱动力评价指标体系。[方法]利用投影寻踪模型探寻库区土地利用变化驱动力的分异格局与驱动机制。[结果](1)土地利用驱动力呈现出空间地域的稳定性和时间序列的动态性,且驱动机制逐渐由"生计—经济"主导驱动型转变为"多元协同"驱动型;(2)库尾重庆主城区附近及库首宜昌市区周围土地利用驱动力较强,表现为城镇用地驱动型。位于渝东北和湖北巴东、秭归、兴山的土地利用驱动力较弱,体现为林草地和水体驱动型。而其他地区情况相对复杂,表现为多种类型驱动并存。[结论]在土地利用空间优化过程中,库区应结合不同区域土地利用驱动力的作用强度开展国土资源的空间重构与优化,对重庆主城区及宜昌市区附近区(县),应当考虑土地资源的综合利用,而广大库中地区则应在生态保护前提上寻求土地资源的增值效应。     

Adaptation and Climate Change Impacts: A Structural Ricardian Analysis of Farm Types in Germany

Based on farm census data, we explore the climate‐dependent incidence of six farm types and the climate‐induced impacts on land rental prices in Germany. We apply a structural Ricardian approach by modeling the dominant farm type at 9,684 communities as depending on temperature, precipitation and other geographic variables. Rents per farm type are then modeled as depending on climate and other conditioning variables. These results allow the projection of the consequences of climate change as changes in our climate variables. Our results indicate that permanent‐crop farms are more likely to dominate in higher temperatures, whereas forage or mixed farms dominate in areas of higher precipitation levels. Land rental prices display a concave response to increases in annual precipitation, and appear to increase linearly with rising annual temperature. Moderate‐warming simulation results for future decades benefit most farm types but seem to penalise forage farms. Rental prices are projected to increase, ceteris paribus, for all farm types.     

中国马铃薯生产区域布局的时空特征与驱动机制研究*——基于主产区的面板数据的分析

[目的]基于1993—2015年中国马铃薯21个省区的数据,实证研究马铃薯生产区域布局的时空特征及其内在的驱动机制。[方法]从全国和5个马铃薯优势产区层面,运用生产规模指数分析马铃薯生产区域布局的时空特征,从自然环境、技术进步、经济效益、非农产业化水平、政府支持政策等方面厘清和探究马铃薯生产区域布局的驱动机制,并重点利用面板数据计量模型研究这些因素在全国以及5个马铃薯优势产区的影响的差异性和重要程度。[结果]中国马铃薯播种面积从1993年的308. 720万hm2增至2015年的551. 830万hm2,呈现迅速增长、下降与增长交替并存、平稳增长3个阶段;中国马铃薯生产的地理集聚现象明显。一方面,马铃薯生产规模在不同省区出现更迭变动。另一方面,马铃薯生产区域进一步向优势区域集中,呈现出向西南和西北优势产区集中的特征。[结论]中国马铃薯生产区域布局是自然灾害、农业基础设施、技术进步、马铃薯与粮食生产净利润比值、非农产业水平和政府支持政策等因素共同作用的结果,其中自然灾害、农业基础设施、非农产业化水平、政府支持政策的影响更为显著,但由于区域差异,各因素在全国和不同马铃薯优势产区的影响程度有明显的差异性。