基于主成分与聚类分析法的城市土地利用规划分区研究——以广州市为例

[目的]土地利用分区是土地利用总体规划的核心内容之一,是合理确定土地利用方向,优化土地利用结构与布局的重要途径。为了对广州市土地利用及未来发展方向提供理论指导,结合其土地利用现状和特点,选取土地利用结构、土地开发利用程度、社会经济状况和环境资源承载力4项一级指标及15项二级指标,建立土地利用综合分区指标体系。[方法]通过SPSS19.0软件,运用主成分分析法提取出前4个主成分,并将其作为新的样本数据,采用层次聚类分析法对广州市土地利用进行综合分区。[结果]根据聚类分区结果,将广州市分为4类土地利用区:中心发达区,包括荔湾区、海珠区、天河区和越秀区;综合发展区,包括白云区、番禺区、花都区、增城区和从化区;重点潜力区即南沙区;资源组合区是(新)黄埔区。根据各分区的差异性,提出各区域土地资源开发利用中存在的主要问题及未来发展方向。[结论]根据各区的自然经济条件及土地利用状况,将广州市分为4类土地利用区具有合理性,能为广州市今后土地利用规划的科学编制提供参考。     

土地流转打造“塞外粮仓”新名片

<正>11月,内蒙古自治区河套平原北端的五原县,黄河在这里平静地流淌,灌溉着两岸的农田,虽不见"塞上江南"的美景,但连方成片、沟渠整齐的农田依然向人们展示着"塞外粮仓"的壮阔景象。五原县地处全国9个重要商品粮基地之一的河套灌区,曾经到处都是田间洼地,田埂、灌渠杂乱无章,备受土壤盐碱化和土地收益低等问题困扰。近年来,这片古老平原再次焕发勃勃生机,呈现出农业     

伊犁河谷土壤侵蚀综合分区

[目的]综合分区是差别化进行土壤侵蚀防治与管理的基础,对控制水土流失、修复生态环境和支撑社会经济发展具有重要作用。[方法]文章基于伊犁河谷的气象、NDVI、DEM、土地利用、土壤质地及其有机质等数据,利用水力侵蚀模型、风力侵蚀模型和冻融侵蚀分级方法评估其土壤侵蚀特征,并根据相似性、综合性、空间连续、主导因子和综合因素相结合等相关原则进行综合分区。[结果](1)伊犁河谷土壤侵蚀中,水力侵蚀面积占研究区的83.42%,水力侵蚀在各县(市)均有分布;冻融侵蚀面积比重为16.1%,集中分布于南部、中部和北部天山山区;风力侵蚀面积最小,集中分布在图开沙漠周围。(2)通过地貌类型、侵蚀类型及强度、主要侵蚀限制因子和水土保持措施方向等指标,将伊犁河谷划分为6个一级区和14个二级区。一级区包括北部天山山区、伊犁河丘陵区、伊犁河谷地、中部天山山区、昭苏—特克斯盆地和南部天山山区。[结论]针对各分区水土流失特点,该文探讨了其土壤侵蚀治理方案,冻融侵蚀重点治理区以工程措施和植被恢复为主,水力侵蚀重点治理区主要进行人工经济林与草地种植;土壤侵蚀预防保护区重点采取封育措施对天然植被进行保护,以期为伊犁水土保持提供科学指导。     

重金属污染农用地风险分区与管控研究

[目的]评价重金属污染农用地的风险等级,对重金属污染农用地的风险分区进行划定,建立农用地重金属污染风险分区分级以及风险控制区划方法,提出不同风险分区的管控对策。[方法]采用单因子指数法对重金属污染农用地土壤与农作物污染等级进行评价,构建农用地重金属风险控制区划方法体系。[结果]利用目前已有的土壤和农作物重金属污染评价标准,可以将土壤与农作物污染等级划分为清洁、尚清洁、轻度污染、中度污染和重度污染5种类型,根据其污染风险等级,按照安全与基本安全保护区、低风险监控区、中风险预警区和高风险限制区对其进行管控利用。[结论]将农用地土壤与农作物重金属污染评价有机结合,确定土壤与农作物不同污染程度下农用地的风险等级,可以对重金属污染农用地实现有效安全利用分区与管控,为国家分级分类管控治理农用地提供理论依据。     

甘肃省日光温室蔬菜生产气候区划研究

该文运用综合因子法和主导指标法相结合的原则对甘肃省日光温室蔬菜生产进行了气候区划。该 区划利用甘肃省1971～2000年的气候整编资料,以1月平均气温0℃等温线为一级区划指标,将甘肃省分 为北部Ⅰ区、南部Ⅱ区两个一级区,并在北部Ⅰ区做二级分区和三级分区。二级区划采用综合因子原则, 利用系统聚类分析法将北部区划分为4个二级区。三级区划采用主导指标原则,将北部Ⅰ区划分为7个三 级区。通过分区评述各级区的气候特点,指出在该区内发展温室生产的气候资源优势和不利气象条件,提 出各区的温室发展方向。     

干旱区精河流域绿洲化过程中土壤养分时空变异研究

[目的]对干旱荒漠区不同土地利用方式下土壤养分时空特征进行研究,为绿洲土壤的科学施肥及更合理的土地资源开发利用提供理论依据,以促使土壤养分在精河流域平原绿洲系统中合理迁移和分布。[方法]以精河流域平原绿洲为靶区,基于GIS与地统计学方法,利用2003年和2018年不同土地利用方式下获取的土壤采样数据,对绿洲化过程中土壤养分(有机质、碱解氮、速效磷)的时空动态变化及重心迁移特征进行分析。[结果](1)2018年的土壤有机质、速效磷低于2003年,而碱解氮高于2003年。在空间上,各养分含量的高值区均出现在绿洲北部和西北部,低值区则主要位于绿洲边缘及南部区域;(2)对土壤养分综合分级评价结果显示,2003—2018年绿洲化过程中研究区土壤养分整体下降,中等及偏上水平的土壤养分重心沿精河向绿洲东北方向(艾比湖西南缘)及西北部的博乐绿洲方向迁移;(3)不同土地利用方式下,土壤养分含量均与土壤pH呈显著或极显著负相关关系,其中在草地、耕地和未利用地中呈极显著的差异(P<0.01),在林地中两者呈显著差异(P<0.05)。[结论]该研究对精河流域绿洲化过程中土壤养分变化和迁移特征进行的时空对比分析,有助于推进研究区平原绿洲耕地的利用和发展布局,为实现生态可持续发展提供重要参考。     

土地整治功能分区及其整治方向研究

[目的]土地整治的目标开始由注重"新增耕地"向注重"区域功能"转变,土地整治内涵由此得到延伸。同时,也迫切需要推进以提升区域功能为导向的土地整治分区研究。[方法]文章针对我国土地整治分区管理的需求,基于我国地理环境的背景差异及地域功能的定位、土地整治内涵的演变,运用要素加权叠加法、空间聚类分析法和专家经验判断法与区划对比分析法等开展土地整治功能分区。[结果]该文构建并提出了以功能导向为核心的土地整治分区体系和方案,将我国土地整治按地域功能划分为:(1)以生态修复、保护和建设为主的生态功能保育区,(2)以基本农田建设、农地开发整理、提高区域耕地的生产能力为主的粮食安全保障功能区,(3)以城乡用地统筹整治、城市用地内部挖掘为主的经济发展支持功能区,(4)以划定保护区、保护性建设为主的景观文化维护功能区等4种类型区,进一步结合东北平原区、华北平原区、黄土高原区等12个地理空间单元,组合为61个土地整治功能一级分区。在此基础上,评价一级功能区内各县域单元土地整治功能,识别出景观文化维护功能、粮食安全保障功能、生态建设功能、生态保护功能、城镇发展优化功能和城镇发展集聚功能,续分土地整治功能二级分区即各县域的土地整治功能。[结论]基于功能导向的土地整治分区反映了区域功能及其关系对土地整治分区的引导作用,为分区管控和引导提供了科学依据,这对提升区域功能和加强土地利用功能的联系和互动起到重要的作用。     

旅顺口区土地退化分区分级研究

[目的]随着社会经济的高速发展,资源开发规模和强度不断扩大,土地退化的问题也逐渐显现出其弊端。[方法]文章以2003年、2006年、2009年的旅顺口区土地利用数据为基础,运用GIS软件的叠置分析,空间分析对研究区土地退化分区分级研究。通过掌握土地利用变化的数量、时空模式及变化趋势来揭示研究区在不同时期、不同资源开发强度下土地退化的时空特征。[结果]研究表明,研究区的土地退化类型在2003~2009年主要为土地污染、次生盐碱化、草地退化;荒草地和耕地面积在6年间共减少2068.12hm2,耕地土地利用动态度为-2.85%,荒草地土地利用动态度为-2.37%,建设用地土地利用动态度为2.25%,其他未利用地土地利用动态度为6.84%;在不同的研究时期和区域,土地退化的强度不同;根据分区区域面积加权计算,旅顺口区的耕地退化指数小于3,预计土地退化程度属于轻度退化,研究结果可信。[结论]旅顺口区土地退化分区分级研究为今后旅顺口区的社会经济发展战略的决策和生态环境的管理提供了科学依据。     

中国畜牧业产业结构和竞争力的区域分析——基于偏离—份额分析空间模型

[目的]畜牧业现代化转型是未来发展方向,识别我国畜牧业及其各部门发展的优势区,对各地推进畜牧业现代化具有重要意义。[方法]文章采用偏离—份额分析空间模型对2003—2017年我国畜牧业及其部门产业结构和竞争力进行分析,并总结畜牧业发展优势区域。[结果] 31个省(市、区)畜牧业增长主要依赖于全国畜牧业的发展,并且畜牧业发展兼具空间结构优势和空间竞争优势的综合优势区仅包含吉林、黑龙江、陕西、山西、内蒙古、贵州、宁夏、西藏和新疆,分布在东北区、黄河中游区、大西南区和大西北区。对不同畜牧业部门,因自然、资源、技术、经济等条件不同,各地生猪饲养、草食畜饲养和家禽饲养部门的产业结构和竞争力表现存在差异。其中,生猪饲养没有综合优势区;草食畜饲养综合优势区省市较多,包括吉林、陕西等9个省市;家禽饲养综合优势区仅有陕西、云南等6省市。[结论]该研究认为各地应规划确定主导畜牧业发展部门,借鉴邻近地区畜牧业发展成功经验,发挥对邻近省市辐射带动作用,推进区域性现代畜牧业发展。     

统筹甘肃省土地利用分区研究

研究目的：对甘肃省土地利用进行综合分区和管制分区，提出各分区内土地利用方向、战略对策和管制措施，为区域土地利用规划、生态环境保护与建设规划的编制提供科学依据。研究方法：采用主成分分析法对各县市的土地利用程度进行综合评价，采用空间聚类法进行综合分区，采用GIS空间分析法进行管制分区。研究结果：将甘肃省划分为7个土地利用区和7个管制区。研究结论：基于主成分分析与GIS空间分析方法的土地利用分区，是在综合分析与主要因子评价和地理区划相对一致性基础上，增加了土地利用分区研究的科学性和定量化水平。甘肃省今后的土地利用与规划应有针对性地提出分区管制措施及调控指标，统筹区域经济发展，缓解区域发展和资源环境间的矛盾。     

基于自动气象站资料的沙坡头区日光温室区划

中卫市沙坡头区地形地貌复杂,仅靠一个大监测站的数据进行日光温室农业气候适宜性区划,难以准确,精细化程度不够。因此考虑采用22个区域自动站2006~2013年资料进行精细化区划。在区划指标的选取上,由于自动气象站只有气温、降水量2个气象要素,且冬季不观测降水,要表达设施温棚适宜的气象条件,就要巧用气温实现评估设施温棚对气候条件的适宜性。为此,文章用冬季平均气温代表设施温棚适宜与否的热量资源,用前后2d的日平均气温降幅6℃的日数代表24h降温幅度,以表征出现不利于日光温室生产的大风、降温或降雪等天气过程出现的频率,以日最低气温-20℃的持续日数代表冬季极端寒冷程度。用这3个因子作为沙坡头区日光温室气候区划的指标,确定每个因子的等级。利用1:25 000经纬度、海拔等地理信息,在GIS系统支持下,将研究区域划分为极适宜区、适宜区、次适宜区及不适宜区等4个等级。极适宜区主要在中部卫宁黄河冲积平原;适宜区主要包括山区与黄河南岸之间的台地,且靠近平原的地区;次适宜区包括西部靠近甘肃的部分地区,北部平原靠近腾格里沙漠边缘,香山南山台子扬黄灌区;不适宜区包括南部香山山地、黄土丘陵及北部腾格里沙漠,与实际情况总体相符。     

黄河滩区土地利用与防洪问题研究

黄河滩区现存的基本问题是黄河滩区旱涝灾害严重、农业生产条件较差，黄河滩区补偿政策落实不够、开发利用政策滞后，黄河滩区安全建设状况严重落后，防洪标准不足、洪水威胁依然存在。提出黄河滩区建设的总体目标、建立有特色的土地利用模式、对黄河滩区土地进行分区管理、修建引洪放淤工程、调整产业结构以及加快黄河滩区安全建设步伐等基本构想，以解决黄河滩区土地开发利用和防洪的诸多问题。     

A MIXED INTEGER LINEAR PROGRAMMING EVALUATION OF SALINITY AND WATERLOGGING CONTROL OPTIONS IN THE MURRAY-DARLING BASIN OF AUSTRALIA

Pollution of the River Murray by salt imposes costs on domestic and industrial users in Adelaide and to irrigators on the River Murray. Salt enters the Murray-Darling system through saline ground water aquifers and from irrigation and drainage of saline land. Irrigation and drainage generate benefits from improved agricultural productivity and impose costs through increased salt loads to the Murray-Darling system. The salinity of the River Murray can be reduced by pumping highly saline ground water into evaporation basins before it enters the River Murray. This paper presents a mixed integer linear programming model which is used to determine the mix of ground water interception schemes and land improvement schemes that minimises the net present value (over a time horizon of 30 years) of total Murray-Darling Basin costs due to salinity and waterlogging. By varying a target salinity level, the mix of works that yields various salinity targets in the River Murray at minimum cost is obtained. The sensitivity of the optimal solution to prescribed changes in costs and benefits of projects and to a longer planning horizon is examined.     

高台县耕地地力评价

[目的]根据高台县耕地地力评价结果和不同地力等级统计结果,分析耕地质量存在的问题,并为高台县耕地地力保护和耕地质量提升提出建议对策。[方法]把甘肃省张掖市高台县土壤图、土地利用现状和行政区划图叠加求交,得到3.309 3万个评价单元。利用特尔斐法选取耕层盐化、质地构型、有机质、质地、有效磷、耕层厚度、海拔、CEC(土壤阳离子交换量,下同)、速效钾和坡度作为高台县耕地地力评价指标体系并建立层次分析模型和隶属函数模型,由专家打分取平均值给出各层次权重和评价指标的隶属度。再使用GIS软件根据公式计算耕地地力综合指数IFI值。[结果]IFI值0.850 5的划为一等地,IFI值在0.850 5~0.720 0的划为二等地,IFI值在0.720 0~0.662 6的划为三等地,IFI值在0.662 6~0.630 0的划为四等地,IFI值0.630 0的划为五等地。[结论]当前耕地存在的主要问题是因化肥过量使用造成的面源污染和灌溉造成的盐渍化,建议从改良耕作制度、轮作休耕、化肥减量增效、增施有机肥、节水灌溉技术和秸秆还田等措施加以改良。     

黄河三角洲典型区土壤盐分空间分布预测方法研究

[目的]正确评估土壤盐渍化状况,掌握土壤盐分空间分布规律,是合理开发利用盐渍化土壤资源的基础和前提。[方法]文章选取黄河三角洲典型地区垦利县作为采样区,利用4种确定性方法 (全局多项式、局部多项式、反距离加权、径向基函数)和3种地统计不确定性方法 (普通克里格、简单克里格、协同克里格),分别对研究区进行土壤含盐量的空间分布特性估计,从误差和空间分布特点上对比分析不同方法的预测效果,并明确了研究区土壤盐分的空间分布特征。[结果]地统计不确定性插值方法的精度整体上优于确定性方法,简单克里格预测后的空间表达和误差精度均属最优。基于最优的空间预测方法,黄河三角洲土壤盐分目前在空间上整体呈现出东部高于西部的趋势,且部分区域存在斑块状现象。非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占研究区总面积的2.54%、27.14%、43.70%、21.21%和5.41%。[结论]在土壤属性变异强度大的时候,采用简单克里格效果会更好。     

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。     

基于Landsat的黄河口地区土地利用类型研究

[目的]对黄河口地区的土地利用情况进行分类分析,为科学规划黄河口地区生态布局和进一步揭示人类与环境之间的发展关系及其相互影响提供理论依据。[方法]基于Landsat遥感数据利用3S技术对近20年来5景覆盖黄河口地区的卫星遥感数据进行解译分析,在科学制定分类标准基础上,结合目视解译和监督分类法提取研究区域内的土地利用类型,同时应用最小二乘法原理对各土地利用类型的变化趋势进行研究。[结果]近20年来,黄河口地区天然湿地和人工湿地的区域及面积均发生了不同程度的变化;黄河口地区滩涂湿地主要分布在东部区域和北部区域;受河流改道等影响,黄河口地区东部滩涂湿地区域和面积均发生过明显改变;黄河口地区各土地利用类型中耕地面积占比最大,滩涂湿地面积占比次之,盐碱地面积占比最小;耕地、城镇及建设用地、裸地和盐碱地面积多年来均呈增长趋势,其中城镇及建设用地面积呈逐年递增趋势,其他各类土地利用面积呈不规则递增趋势;湿地总面积呈减少趋势,其中除盐田及养殖池面积呈增长趋势外,其他湿地面积均呈减少趋势。[结论]黄河口地区受人类活动影响较大的各类土地利用面积变化率大,表明人类活动对土地利用面积变化的影响起主导作用。     

基于农用地分等的耕地质量主导限制型研究

耕地自身存在限制因素是阻碍耕地质量提升的重要原因之一,确定耕地质量主导限制型对耕地质量建设与管理具有深远意义。文章依托耕地质量等级监测试点项目,以湖北省公安县为研究区,结合2010年农用地分等补充完善成果和耕地质量等级监测成果,确定了影响耕地质量的9种限制型:排水限制、质地限制、水分限制、障碍层次限制、污染限制、酸碱度限制、有机质限制、灌溉限制以及剖面构型限制。应用自然等提等潜力指数模型,以全局可比的无量纲形式反映出限制型的制约程度和自然等别提升潜力,从而计算出耕地质量限制型谱序,对确定耕地质量主导限制型方法进行了研究。结果表明:公安县存在12种耕地质量主导限制型组合类型,其中2~5等地以酸碱度限制、酸碱度-水分限制和水分限制为主,6~7等地以酸碱度限制、灌溉限制和排水限制为主。依据确定的耕地自然等质量主导限制型,可以针对不同等别的耕地采取对应的质量提升措施。     

基于RMP分析的渭南市盐碱地特色休闲农业旅游开发

［目的］通过分析渭南市休闲农业旅游发展现状，将盐碱地治理蕴涵的农业文化、生态环境教育资源融入其中，为渭南市特色休闲农业旅游开发、生态环境治理保护与产业的融合发展提出可借鉴的思路。［方法］利用渭南市统计年鉴、中国休闲农业年鉴、渭南市国民经济和社会发展统计公报数据，通过RMP分析方法，从旅游资源、旅游市场和旅游产品方面讨论渭南市盐碱地特色休闲农业旅游开发的条件和可行性，并提出可实施的盐碱地特色休闲农业旅游产品。［结果］渭南市农业资源良好，盐碱地改良技术成效显著，在盐碱地改良的基础上发展旅游切实可行。根据渭南市盐碱洼地和盐碱滩地提出水塘养殖体验游和科教文化体验游，在盐碱地改良利用的基础上，为渭南市休闲农业旅游增添农业文化和生态环境教育内涵，从而提升科教型休闲农业旅游的竞争力，实现经济效益、生态效益和社会效益的共赢。［结论］在我国休闲农业旅游发展的过程中，在挖掘农业文化特色的基础上，加强生态环境保护内涵，明确以农业为基础的产业定位，坚持以生态教育为导向的发展方式。     

基于GIS的金沙江流域耕地地力评价——以云南省绥江县为例

为掌握金沙江流域耕地地力基本情况,科学指导农业生产,以云南省绥江县为例进行耕地地力评价研究。文章采用GIS技术,利用土地利用现状图、土壤图及行政区划图叠置划分法确定评价单元,选取土壤管理、立地条件、剖面与耕层理化性状等16个评价因子,采用模糊数学理论确定指标隶属度,借助层次分析法对评价单元的指标隶属度进行加权求和计算耕地地力综合指数,运用累积曲线法将绥江县耕地划分为6个等级,其中,1级耕地630.69hm~2、2级耕地477.14hm~2、3级耕地2 092.64hm2、4级耕地1 594.71hm~2、5级耕地3 231.31hm~2、6级耕地2 315.04hm~2,分别占总面积1.034 153万hm2的6.10%、4.61%、20.24%、15.42%、31.25%、22.38%;同时,将绥江县中低产田地划分为3种类型,其中,旱耕地坡地梯改型5 974.55hm2、旱耕地瘠薄培肥型1 296.94hm~2、稻田渍涝潜育型387hm~2,分别占总面积的57.77%、12.54%、3.74%。并针对影响耕地质量的障碍因子提出改良利用建议。