长江中下游地区耕地复种指数时空特征及驱动机制研究

长江中下游地区是重要的粮食主产区,其耕地复种指数变化对我国粮食生产具有重要的影响。利用HANTS算法构建2001—2018年研究区耕地复种指数数据库;通过MK检验方法、最小二乘法分析该区域复种指数的时空变化特征,并利用地理空间探测器对影响不同区域复种指数变化的驱动机制进行研究。结果表明:(1)从时间序列上分析,该区域以一年两熟复种模式为主;整体复种指数呈现下降趋势,一年两熟模式的耕地面积显著下降。(2)从空间格局上分析,安徽、江苏、江西、湖北的中部等地区以一年两熟模式为主;湖北、湖南等地区一年两熟模式下降显著。(3)从复种指数时空转移分析,2001—2015年安徽北部、江苏北部、湖南中部等地区种植模式主要从一年一熟转为一年两熟;2015—2018年安徽中部、上海北部、湖南中部等地区种植模式从一年两熟转为一年一熟。(4)粮食单产水平、地均化肥使用量是该区域复种指数变化的关键因子;人均耕地面积对江西省复种指数变化影响较大,而对其他地区复种影响较小。     

近20年湖南省耕地开发强度时空分异研究

目的 以县域为研究单元，对湖南省耕地开发强度进行测度，研究近20年来湖南省耕地开发强度时空变化特征。方法 文章运用变异系数、泰尔指数、重心分析、冷热点分析等多种方法揭示1999—2017年湖南省耕地开发强度时空格局演变特征。结果 （1）耕地开发强度总体上呈增长趋势，其区域差异性主要是由组间差异造成，其中湘南片区对组间差异的贡献率最大。（2）湖南省县域强度阶段性特征以上升为主要趋势，耕地开发强度空间分布不平衡，一级区和二级区主要分布于武陵、南岭和罗霄山脉等地势较高山区县域；三级区和四级区集中分布于中部往南北向延伸的地势较为平坦的地带。（3）耕地开发强度重心存在着从东北向西南转移的趋势，空间波动较小。（4）冷热点区域整体呈现出“热点区—次热点区—次冷点区—冷点区”的圈层结构分布形态，空间集聚格局相对稳定。结论 该研究结果为研究区制定区域差别化的耕地开发强度管控政策和农业空间管控决策提供更直观的参考。     

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。     

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。     

中国蒸散时空变化规律及其对耕地旱灾影响研究

目的 探究中国蒸散发时空变化规律,揭示耕地蒸散发特征与干旱灾害间的关系,为我国农业干旱灾害预警体系提供参考。方法 文章基于MODIS ET模型,将2001—2018年8天复合遥感数据及每日气象再分析数据输入模型估算陆面蒸散量,分析中国陆面蒸散量时空变化规律;根据土地覆盖类型提取中国耕地地块,探究中国耕地蒸散量变化特征;结合干旱灾害统计数据,揭示我国耕地地表类型中蒸散变化对干旱灾害的作用机制。结果 （1）2001—2018年中国陆地年总蒸散量和年均蒸散量总体呈上升趋势,空间上呈东南—西北逐渐减少的分布特征,高值区位于华南地区和西南地区,其次是华北地区,低值区位于东北地区和西北地区。（2）不同季节、不同月份之间蒸散发差异较大,夏季的蒸散量最高,春、秋次之,冬季蒸散量最小。（3）2001—2017年中国耕地面积呈现先增加后减少的趋势,2004年耕地面积达到峰值1.424亿hm²;截止2017年末,我国耕地面积达到谷值,为1.421亿hm²。（4）2001—2018年全国耕地年蒸散总量整体呈略微上升趋势,年际变化较大。五大粮食主产区中,长江中游及江淮地区年均蒸散量最大,四川盆地和黄淮海平原次之,三江平原和松嫩平原相对年均蒸散量最小。（5）在长江中游及江淮地区、四川盆地和黄淮海平原,蒸散发和干旱灾害具有较强的相关性;但在三江平原及松嫩平原,两者的相关性并不显著。结论 蒸散发作为大尺度可观测量在部分地区可以较好的反演干旱特征,研究中国不同下垫面蒸散发变化规律同时辅助其他变量,或许能为农业干旱监测预警进而估测粮食产量提供新的思路和方法。     

中国陆地边境地区耕地利用综合效率时空格局与影响因素

目的 通过分析耕地利用综合效率的时空格局及影响因素，为促进边境地区农业可持续发展及保障粮食安全提供理论基础。方法 文章通过构建耕地利用效率“投入—产出”指标体系，运用DEA模型、Malmquist指数模型及Tobit模型从动静两方面研究了中国陆地边境地区的耕地利用综合效率的时空格局变化及分区域影响因素。结果 （1）2008—2018年中国陆地边境地区耕地利用综合效率经历“小幅下降—快速上升—稳步上升”3个阶段，耕地利用综合效率高值区总体上呈“多点式”向“带片状”转变的态势，连片集聚度不断上升。（2）边境地区耕地利用全要素生产率指数（TFP）波动幅度较大，由2008—2014年的“倒V”型反转向2014—2018年的“V”型增长过渡。从全要素生产率指数结果来看，西南边境地区>西北边境地区>东北边境地区，这与各片区发展的资源禀赋、区域定位等差异有关。（3）东北边境地区耕地利用综合效率的显著性影响因素有农业机械总动力与农业劳动力，西北边境地区耕地利用综合效率的显著性影响因素有化肥施用量、种植结构调整、农业机械总动力，西南边境地区耕地利用综合效率影响因素为农村居民人均纯收入、乡村户数、农林水利事务支出、种植结构调整、农业劳动力。结论 边境地区耕地利用综合效率的主导影响因素存在明显的空间差异性，应因地制宜实施差异化的耕地利用管控政策，有效促进边境地区耕地利用综合效率的持续增长，维护边境地区的社会稳定与国家粮食安全。     

生态退耕背景下黄河流域耕地变化与农业生产和生态环境关系研究

目的 分析生态退耕背景下黄河流域耕地的时空变化特征,探讨黄河流域不同区域耕地变化与农业生产和生态环境的相互关系,旨在为黄河流域农业绿色发展和耕地利用政策提供借鉴。方法 文章基于2000—2020年黄河流域连续土地利用数据,利用面板格兰杰因果检验和双变量空间自相关量化耕地变化与农业生产、生态环境之间的动态因果及空间交互关系。结果 （1）2000—2020年黄河流域年均减少耕地69.53万 hm²,还林还草是耕地主要减少去向,2020年和2004年是退耕还林还草高峰年,中上游是退耕还林还草重点区;（2）从格兰杰因果检验来看,下游地区退耕还林还草对农业生产和生态环境没有显著影响,上游地区长期退耕还林还草对农业产值增加有利,中游粮食产量和生态系统服务供给低的地区退耕还林还草更多,中上游生态退耕对生态环境有显著促进作用;（3）从空间自相关结果来看,下游地区退耕与农业生产和生态环境的空间分布不具有一致性,黄土高原南部和太行山附近退耕还林还草与生态环境指标呈高—高集聚,鄂尔多斯高原地区退耕与农业产值呈小范围高—高集聚。结论 退耕还林还草是黄河流域耕地变化的重要原因,退耕还林还草规模与农业生产和生态环境之间的空间关系异质性明显,且在部分区域存在因果关系,不同区域应当针对具体问题提出不同用地策略。     

黄河三角洲耕地利用集约度变化及其驱动因素

目的 研究黄河三角洲耕地利用集约度的变化及其驱动因素,拟为提高该区域耕地利用效率、保障区域粮食安全以及促进耕地生态保护和农业可持续发展提供参考。方法 文章利用能值分析理论和GIS空间分析技术分析了1988—2019年黄河三角洲耕地利用集约度的时空变化特征,并利用地理探测器进一步探讨了耕地利用集约度区域差异的主要驱动因素。结果 （1）1988—2019年黄河三角洲耕地利用总集约度呈上升—下降—上升的变化趋势,其中,劳动集约度的变化呈下降趋势,资本集约度的变化呈上升—下降—上升趋势;资本集约度中,属于省工性投入的农业机械集约度呈上升—下降—上升的变化趋势,属于增产性投入的农药、化肥、农膜集约度呈先升后降的变化趋势。（2）黄河三角洲耕地利用集约度存在显著的区域差异,总体上“西、南部高,东北部低”。（3）复种指数、人口非农化比重和耕地资源禀赋对黄河三角洲耕地利用集约度的独立影响程度最大,各种影响因素的交互作用对耕地利用集约度的影响远大于单一影响因素对其产生的影响。结论 应注重农药、化肥、农膜的生态效应,加快土地流转,全面推广农业机械化,实现农业规模化经营,同时,要抓住建设黄河三角洲高效生态经济区的发展契机,充分发挥经济和农业政策的导向作用,以全面提高黄河三角洲耕地利用集约度,缩小区域差异。     

下辽河平原区耕地质量演变及障碍因素诊断

目的 为探究2008—2018年下辽河平原区耕地质量演变情况,明确该区域影响耕地质量变化的障碍因素及其分布。方法 文章将2016年耕地质量等级国家标准统一应用于2008年和2018年该区域耕地质量等级评价,采用障碍度模型对2008—2018年该区域耕地质量等级评价指标影响耕地质量的障碍程度进行诊断,依据每个指标障碍度大小排序确定影响耕地质量变化的障碍因素,根据不同区域评价指标障碍程度差异确定的障碍因素进行类型组合形成分区。结果 （1）11年间下辽河平原区耕地质量等级总体呈现上升趋势,以中高等级耕地为主。其中一、二等级耕地面积上升,三至九等级耕地面积出现下降且三等地下降幅度较大,下降的区域主要包括昌图县、台安县、辽中区、辽阳县和灯塔市等地。（2）研究区主要障碍因素类型区以单一指标灌溉能力、有机质、地形部位型障碍因素类型区为主。11年间障碍因素分区整体处于稳定状态,呈现为灌溉能力型障碍因素类型区为主,主要集中在北部和东南部地区、康平县、辽中区、凌海市和黑山县部分地区,障碍因素分区结构呈现由单一重度障碍转变为多种重度障碍并存的趋势。（3）2008—2018年下辽河平原区耕地质量等级上升了0.16等,耕地质量等级保持中高水平,等级上升的区域面积高于下降的区域,灌溉能力指标是影响下辽河流域耕地质量等级变化的主要指标之一,土壤有机质在11年间有所改善但变化较少。（4）单一指标型障碍因素类型区呈现下降趋势,而含有两个重度障碍度指标的面积呈现上升趋势,且障碍因素类型区增多,呈现重度障碍度指标复杂化的趋势。结论 2008—2018年下辽河平原区耕地质量等级总体上升反映了11年间耕地质量保护与提升等政策和措施取得了一定的成效,未来耕地质量保护与提升应该在明确耕地质量等级和主控障碍因素基础上确定更加精准的目标和方向,从而实现耕地质量等级的靶向提升。     

内蒙古自治区耕地利用时空变化及效益分析

目的 基于耕地利用的时序变化对内蒙古耕地的非农化利用的时空分布格局规律、特点与利用效益进行研究,科学有效评价耕地利用效益水平,以期为合理引导内蒙古耕地的可持续利用提供科学依据。方法 文章基于熵值法、模糊综合评价模型对内蒙古耕地利用近30年的时空变化情况进行分析,分析了其耕地利用的经济效益、社会效益、生态效益。结果 （1）1991—2000年耕地转出总面积为50.6万hm²,82.15%的耕地流转至草地,从耕地转为草地是造成耕地面积减少的最主要原因。（2）2001—2010年耕地转出总面积为38.5万hm²,62.62%的耕地转移至草地,该时期耕地转移至草地依旧为主要部分,但比例在下降。（3）2011—2019年耕地转出总面积141.7万hm²,其中有54%的耕地转移至林地,24%的耕地转移至建设用地,该时期耕地转移至建设用地的比例明显增加。（4）内蒙古的耕地利用效益近30年变化在时间上可分为3个阶段：即1990—2002年经济效益和社会效益发展缓慢,生态效益快速降低的低生产力时期;2003—2011年经济效益和社会效益快速增长,生态效益快速降低的忽视生态效益的快速经济发展期;2011—2019年经济效益和社会效益持续增长,生态效益维持不变并略有回升的偏绿色发展期。（5）空间上的分布为4类：即呼和浩特市、包头市、巴彦淖尔市为主的以经济效益与社会效益起主导的偏高耕地利用综合效益区;鄂尔多斯市、呼伦贝尔市、乌兰察布市、兴安盟为主的以生态效益主导的偏高效益区;锡林郭勒盟、通辽市、赤峰市为主的效益偏低区;乌海市、阿拉善盟为为主的效益最低区。结论 （1）内蒙古耕地与其他利用类型土地之间转换明显,耕地面积总体稳中有升,耕地集约化利用明显促进了农转非转移。（2）耕地利用的经济社会效益在时间上呈现稳定增长态势,生态效益则由降低至缓和回升;空间上各市（盟）区间差异大,需要从资源互补方面进行合理协调,科学推动耕地的绿色可持续利用。     

基于NDVI时序数据的华北地区耕地物候参数时空变化特征

[目的]耕地物候作为农业生态系统的重要特征之一,是进行农作物长势监测与估产、田间管理、农作物合理布局等的重要依据。利用遥感方法提取大区域尺度耕地物候参数和种植制度的时空变化特征,有助于从整体上掌握农业资源的空间分布情况,为农业生产决策和区域粮食安全评价提供服务。[方法]文章基于1999年和2013年的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据,采用TIMESAT软件集成的非对称高斯函数拟合法对数据进行平滑重构,通过比例阈值法提取了华北地区耕地物候参数(生长季开始期和结束期),分析其时空分布特征,并依据年内NDVI变化曲线峰值数目来确定耕地的生长季个数,识别耕地种植制度。[结果]华北地区作物生长开始期和结束期都存在明显的空间差异,15年来河北北部、北京、天津等地区,第一季作物返青/出苗期变化不大。而河南南部和中部地区,2013年第二季作物出苗期明显提前,由1999年6月下旬7月上旬,提前至6月上旬。我国华北地区种植制度仍以一年两熟制为主,华北地区北部受热量资源制约,仍旧保持一年一熟制不变。与1999年相比,华北地区2013年两熟制种植面积下降了21.1%,而一熟制种植面积增加了38.7%。[结论]华北地区耕地物候的时空变化与种植制度密切相关,同时也受到自然资源和人类活动的共同影响。     

中国耕地集约化与规模化利用耦合特征分析

[目的]集约化与规模化利用是提高我国耕地资源利用效率的两个重要途径。已有研究多针对单一的耕地集约化或规模化利用,考虑两者相互关系的研究缺乏,使得两化的耦合特征尚不明确。[方法]文章选择表征耕地集约化与规模化利用的重要指标,在县级尺度上分析我国耕地集约化和规模化利用特征,引入耦合模型揭示耕地集约化和规模化利用的耦合特征,并对两化的耦合发展模式进行划分。[结果]我国县级尺度耕地集约化和规模化利用耦合度较高,两化之间密切关联;但耦合协调性存在明显的区域差异:东部沿海地区两者的耦合性较好,而西北、西南、东北等区域的耦合协调度偏低,部分县域甚至失衡。从耦合相对发展度看,南方耕地的规模化利用程度较低,集约化利用水平较高,北方耕地呈现相反态势。在耕地集约化和规模化利用耦合模式中,"初级协调—集约化发展滞后型"和"中级协调—规模化发展滞后型"两种模式占主导地位。[结论]研究结果可为我国农业土地利用总体规划、空间布局、结构优化与调整等提供科学支撑,促进农业土地资源的高效利用。     

基于SPOT/VGT数据的中国北方耕地物候提取研究

耕地物候的空间格局综合反映了作物种植在环境因子及人类活动双重作用下的空间差异性,因此耕地物候识别成为农业遥感应用的热点之一。研究利用SPOT的植被指数产品开展我国北方耕地作物种植制度空间分布的遥感识别并分析耕地种植制度空间分布特征。首先使用非对称高斯函数拟合法对时间序列植被指数进行重构,然后采用多项式和谐波函数拟合数据来确定耕地的生长季个数,最后通过比例阈值法提取耕地的生长季开始期和结束期。在上述过程中结合先验知识引入波峰阈值并通过对NDVI时间序列数据进行"掐头去尾"处理来保证耕地种植制度识别以及物候信息获取的准确性。基于SPOT/VGT数据对我国北方15省的耕地种植制度进行了识别,并在此基础上分别提取了不同生长季的耕地物候信息并分析了其空间格局特征。结果表明,适当引入先验知识有利于正确识别耕地种植制度和准确获取耕地物候信息,2005年我国北方耕地的种植制度以一年一熟为主,一年二熟制主要分布在北纬40°以南的平原地区。其中第一生长季的空间格局差异比第二生长季更加明显,同时生长季结束期分布的时间范围比开始期更为集中。总之我国北方耕地物候的空间格局与种植制度密切相关,受到自然资源和人类活动的共同影响。     

近20年我国县域耕地物候变化空间格局研究

[目的]耕地物候的时空格局研究可以为生态环境建设、农业生产管理等提供依据。[方法]文章基于2001—2017年全国范围内MODIS EVI时间序列数据,使用Savitzky-Golay滤波函数对EVI时间序列曲线进行重建,然后利用动态阈值法提取出了耕地的生长季始期、生长季末期和生长季长度,通过Sen氏斜率计算出了3项物候参数在2001—2017年的变化趋势。[结果](1)从像素单元来看,全国耕地物候生长季始期变化中有53.07%的像元表现为提前趋势;生长季末期物候变化中有76.78%的像元表现为推迟趋势;生长季长度变化中有70.03%的像元表现为延长趋势。(2)从县域单元来看,我国耕地物候的变化趋势以生长季长度延长为主,这类县域在全国县域单元中的占比为64.2%。(3)从空间格局来看,表现为生长季长度延长趋势的县域主要集中在我国东部三大平原、四川盆地以及东部平原向中部地区的过渡带中。[结论]近20年来我国县域耕地物候生长季长度的延长趋势明显且空间差异显著,这是自然地理要素与人类活动等因素综合作用的结果。     

“高分一号”卫星数据在冬小麦种植结构调整实施效果评估中的应用——以河北省冀州市为例

[目的]在农业部"控制农业用水总量"的明确要求下,河北省试点实施了冬小麦种植结构调整,减少冬小麦种植面积。为快速监测与评估结构调整政策的实施效果,解决大尺度冬小麦种植结构变化监测中精度与成本相互制约的问题。[方法]该研究以河北省冀州市为例,利用国产高分一号卫星(以下简称"GF-1")2m全色、8m和16m多光谱卫星数据,对全市冬小麦种植面积及种植结构变化情况进行监测,并结合高分辨率卫星数据(0.5m分辨率Pleiades数据)计算关于GF-1数据监测结果的修正系数,从而提高监测精度。[结果]研究认为,与2m/8m分辨率的GF-1融合数据相比,系数修正后的16m分辨率GF-1数据在冬小麦种植结构监测与评价业务化运行工作中更具优势。基于16m GF-1数据的监测结果显示,2015年冀州市冬小麦种植结构与2014年相比变化明显,种植面积总体呈增长趋势。[结论]种植结构空间变化具有异质性,其中,冀州市北部冬小麦种植面积保持基本稳定,中部地区呈集中减少趋势,南部地区呈集中增加趋势。冬小麦种植结构变化的主要原因是受到棉花种植面积减少,以及种植习惯、种植模式变化等因素的影响。     

西藏高原县域尺度农业绿色发展水平综合评价——以白朗县为例

[目的]推进农业绿色发展是实现农业可持续发展的有效途径,为客观了解西藏高原农业绿色发展水平,探讨农业绿色发展的驱动因素,为高原农业绿色发展研究提供参考。[方法]文章以白朗县为典型县域案例,从农业生产、农业资源、农业环境、农业生态和农民生活五方面,选取17个指标系统构建评价体系,采用层次分析法确定评价指标的权重值,基于统计数据、遥感数据和调研数据评价2016—2020年白朗县农业绿色发展水平,并利用两阶段最小二乘法分析影响农业绿色发展水平的驱动因素。[结果]（1）2016—2020年白朗县农业绿色发展水平总体呈现上升趋势,由2016年的0.102 7提高到了2020年的0.233 9,增长约2.28倍。其中,农业生产、农业环境和农民生活水平逐年提升,但农业资源水平2018年后却持续下降。（2）多元回归模型分析驱动因素表明农林水事务性支出与农业绿色发展水平存在显著的负效应（P<0.001）,随着农林水事务性支出的降低,农业绿色发展水平会提高。[结论]白朗县农业绿色发展水平整体呈现良好的发展态势,农业生产和农民生活方面贡献较大,但农业资源方面仍是绿色发展的短板,因此今后白朗县农业绿色发...     

Monitoring cropland transition and its impact on ecosystem services value in developed regions of China: A case study of Jiangsu Province

Cropland use is experiencing an intense transition in both depth and breadth with rapid development of the Chinese economy. Unwarranted land use transitions can affect the ecosystem services value (ESV) and ecosystem functions significantly. This paper reports the dynamic patterns of cropland transition (CLT) and its impact on ESV in Jiangsu Province based on land-use data from 1990, 2000, 2010, and 2013, crop yield data, empirical data related to ESV, some revisions adapted to the situation of Jiangsu, and Geo-information Tupu methods. Jiangsu has experienced rapid economic growth and urbanization, which can be seen as a microcosm of China's development. Results showed that the total area of cropland decreased markedly from 1990 to 2013. This loss of cropland took place mainly through the expansion of construction land and water area, accounting for 83.78% and 13.71%, respectively. The gain in cropland came mainly from construction land, water area, grassland, and woodland, accounting for 58.92%, 19.92%, 11.46%, and 10.22%. The transitions from 2000 to 2010 were much more significant than during 1990–2000 and 2010–2013. CLTs were accompanied by relatively concentrated distributions near towns and cities and the distributions in southern and central Jiangsu were more than in northern Jiangsu. Between 1990 and 2013, CLTs gave rise to a decrease of 6.78 million US$ ESV that was mostly caused by the transition from cropland to construction land and water area to cropland. Based on this information, some of the major implications for improving the land use policy and ecological protection policy in China were discussed. These include increased emphasis on land quality and ecological environment in balance between cropland addition and conversion, introducing ESV measures to evaluate the ecological effect of land-use planning, and establish an all-around ecological compensation mechanism.     

Sustainable crop intensification through surface water irrigation in Bangladesh? A geospatial assessment of landscape-scale production potential

Changing dietary preferences and population growth in South Asia have resulted in increasing demand for wheat and maize, along side high and sustained demand for rice. In the highly productive northwestern Indo-Gangetic Plains of South Asia, farmers utilize groundwater irrigation to assure that at least two of these crops are sequenced on the same field within the same year. Such double cropping has had a significant and positive influence on regional agricultural productivity. But in the risk-prone and food insecure lower Eastern Indo-Gangetic Plains (EIGP), cropping is less intensive. During the dryer winter months, arable land is frequently fallowed or devoted to lower yielding rainfed legumes. Seeing opportunity to boost cereals production, particularly for rice, donors and land use policy makers have consequently reprioritized agricultural development investments in this impoverished region. Tapping groundwater for irrigation and intensified double cropping, however, is unlikely to be economically viable or environmentally sound in the EIGP. Constraints include saline shallow water tables and the prohibitively high installation and energetic extraction costs from deeper freshwater aquifers. The network of largely underutilized rivers and natural canals in the EIGP could conversely be tapped to provide less energetically and economically costly surface water irrigation (SWI). This approach is now championed by the Government of Bangladesh, which has requested USD 500 million from donors to implement land and water use policies to facilitate SWI and double cropping. Precise geospatial assessment of where freshwater flows are most prominent, or where viable fallow or low production intensity cropland is most common, however remains lacking. In response, we used remotely sensed data to identify agricultural land, detect the temporal availability of freshwater in rivers and canals, and assess crop production intensity over a three-year study period in a 33,750 km² case study area in southwestern Bangladesh. We combined these data with georeferenced and temporally explicitly soil and water salinity information, in addition to relative elevation classifications, in order to examine the extent of winter fallows and low productivity rainfed cropland that could be irrigated by small-scale surface water pumps. Applying observations of irrigated crop sowing dates and yields from 510 wheat, 550 maize, and 553 rice farmers, we also modeled crop intensification production scenarios within the case study area. We conservatively estimate that at least 20,800 and 103,000 ha of fallow and rainfed cropland, respectively, could be brought into intensified double cropping using SWI. Scenario analysis indicates that if 25%–75% of the fallow or low-intensity land were converted to irrigated maize, national aggregate production could increase by 10–14% or 29–42%, respectively. Conversion to wheat would conversely boost national production by 9–10% or 26–31%. Irrigated rice is however unlikely to contribute >3%. In aggregate, these actions could generate between USD 36–108 million of revenue annually among farmers. Intensification therefore has important land use policy and food and income security implications, helping to rationalizei SWI investments. Crop choice, water resource allocation, and water governance will however remain crucial considerations for irrigation planners.     

区域土地利用/覆被时空动态变化研究——以四川省金堂县为例

土地利用/覆被变化动态监测是掌握土地资源数量、进行土地利用评价的重要依据。基于遥感和GIS技术提取金堂县2001、2007、2010和2013年4期土地利用变化信息,并应用模型对研究区土地利用时空变化进行分析。结果表明:(1)土地利用类型以耕地和林地为主,建设用地和林地的单一土地利用动态度为正,面积显著增加;耕地、草地、水体和其他的土地利用动态度为负,面积减少;综合土地利用动态度由6.12%增加到13.81%,土地利用变化强烈。(2)土地利用空间变化显著,土地利用空间变化主要发生在金堂县城、赵镇、三星镇和淮口镇等地;土地利用转化明显,耕地和建设用地的变化最强烈,建设用地、耕地和林地之间的相互转化尤其显著。(3)地形因子对土地利用变化具有较大影响,土地利用变化随高程、坡度的增加而减少,且表现较强的相关性,符合二次变化曲线的特征;阳坡较阴坡对土地利用变化的影响大。这一研究结果为区域土地利用评价提供重要依据,有利于实现土地利用的合理布局和调控管理,对区域土地资源的合理开发利用具有重要意义。