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。     

泸州市发展空间格局变化驱动力分析

[目的]空间格局既是社会经济发展的支撑,也是区域的自然条件、区位条件的影响产物。研究以地理国情监测数据为基础,分析空间格局的形成因素以及与社会经济发展之间的相互作用。研究提取泸州市的城市发展空间格局,构建空间格局影响因素集,包括中心城镇影响、道路影响、河流影响等。[方法]该研究采用空间非线性方程,识别驱动力的空间异质性,并模拟范围内不同子区域的状态转换差异。建立协方差矩阵,找出与空间格局变化具有相关性的影响因素,识别影响因素对空间格局的影响力大小。[结果]分析发现,2010~2013年间泸州市交通轴线沿线经济社会总量和增长速度的变化较快,泸州市依托轴带发展模式推进经济社会发展的规划已初见成效,沿长江经济带及沿川黔高速公路发展带均已形成并开始对沿线经济社会发展起到积极的带动作用。同时随着泸州市城市总体规划和成渝经济区规划的实施,沿长江经济带即横向发展带对经济社会发展的带动作用将更加显著,并且将在泸州市未来发展中发挥重要作用。[结论]研究结果表明,建立空间格局的空间要素吸引力方程可以准确地表达不同的空间要素对空间格局形成的作用力大小、作用力方向,可以更好地为空间规划地制定提供参考。     

常德市土地利用变化及空间格局研究

依据常德市1998￣2004年土地利用详查数据,运用多种数学模型对该市的土地利用类型及土地空间格局进行了定量、全面的分析研究;研究表明:①在1998￣2004年间,常德市耕地面积每年都在减少,是研究期内面积减少最快的土地利用类型;②武陵区、安乡县、汉寿县、石门县的土地利用处于发展期,而鼎城区、澧县、临澧县、津市市的土地利用处于调整期;③研究期内,该市的多样化指数排序并没有发生变化,武陵区土地类型多样化程度最高,石门的土地类型集中化程度最高。     

常德市土地利用空间格局变化及驱动力分析

1997～2004年,湖南省常德市土地利用现状和空间特征入手,对比,各类土地利用空间格局的数量变化、结构变化和景观特性,可以看出:常德市土地利用变化的主要特征是林地、水域、建设用地面积的增加而耕地相应的减少;利用相关分析方法,分析了土地利用空间格局变化的主要驱动因子,揭示人口增长、农村经济发展、城建扩张、土地管理政策是常德市土地利用变化的主要驱动力。     

近10年崇州市土地利用变化基本特征与空间格局

[目的]土地利用变化研究是揭示土地利用对人类活动响应程度的重要途径,通过对其变化特征及空间格局的研究讨论人地关系在不同地域空间上的强度与作用模式。[方法]基于2002年、2014年TM/ETM+影像,在RS和GIS技术的支持下,采用人机交互图像处理方法提取了崇州市土地利用信息,应用土地利用动态度、土地利用程度、空间转移图谱、城市扩展指数、缓冲分析模型和方法对崇州市近10年来土地利用变化时空特征进行了研究。[结果](1)土地利用类型以林地、耕地、建设用地为主,建设用地动态度最大达到5.72;整体土地利用程度由254.25增长到260.93,各乡镇变动值差异较大。(2)土地空间转换面积达1.850 85万hm~2,占研究区总面积的16.94%;增长面积最大的图谱单元依次是新增建设用地、新增耕地和新增林地;建设用地、耕地、水体与高程、坡度之间负相关性显著,坡度0°~6°是人类活动最频繁的区域。(3)中心城区建设用地面积大幅增长,缓冲范围内建设用地面积增加了2 120.76hm~2,城市中心自河流向东、东南、东北3个方向扩展。[结论]崇州市土地利用整体处于快速发展时期,地域差异明显,受人类活动影响显著。     

重庆梁平县土地利用变化与空间格局研究

分析了梁平县1996～2005年土地利用变化情况和空间格局:①林地面积变化幅度最大,其次是耕地,未利用地得到了一定开发,土地利用率提高;交通用地变化速度最快,全县土地利用变化速度最近3年明显加快;土地利用程度呈现整体下降的斜"W"型变化;②在浅丘、平坝区,土地利用多样性及破碎化程度较高,而集中化程度较低;低山丘陵区,土地多样性低,集中化程度高;全县土地利用以耕地和林地为主。     

山东半岛海岸带区域土地利用变化空间格局特征

以Landsat TM/ETM+影像为主要信息源解译山东半岛2000年和2005年的土地利用数据,应用转移矩阵、动态度、土地利用程度综合指数等方法,对距离海岸线0～100km范围的土地利用分布与变化特征进行分析.表明:海岸带耕地、草地、农村居民点和林地分布广泛;5年间城市、农村、交通工矿和水体的增加比较显著,而耕地、草...     

191O年以来沈阳城区土地利用空间格局变化

研究目的：量化研究1910—2010年间沈阳城区土地利用数量、结构和景观格局等变化特征,并结合各时期不同的历史背景,分析政策制度对城市土地利用变化的影响。研究方法：空间统计分析和景观格局指数分析方法。研究结果：1910～2010年期间,各土地利用类型面积大幅度增加,其中1910—1931年期间年均变化量最小,平均为0．18km^2／年,1996—2010年间平均变化量迅速增加到2．72km^2／年,尤其是工商业用地增加量最大,为5．83km^2／年;另外,整个研究时段内的景观多样性指数、均匀度指数、分离度指数呈下降趋势,而优势度指数出现上升趋势。研究结论：不同时期土地利用空间格局变化存在较大差异,各组分的复杂性和分离度降低,大斑块的优势度增加。这些变化都直接和间接地与社会宏观经济制度、城市功能定位、土地政策及土地管理等政策制度密切相关。     

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。     

农作物面积空间抽样调查研究进展

农作物面积信息对于准确估计农作物产量、制定农业政策和确保国家粮食安全具有重要意义。该文主要总结了国内外农作物面积空间抽样调查方法,主要回顾了美国、欧盟和中国的农作物面积空间抽样调查的发展历程。该文还预测了农作物面积空间抽样调查的发展趋势,希望能对农作物面积调查的研究和应用提供指导。     

中亚农业水资源脆弱性空间格局及分区研究

[目的]农业水资源脆弱性是指在自然条件变动或人为条件干扰的前提下,衡量农业水资源系统影响农业可持续发展能力的指标,其评价对于农业水资源管理至关重要。在自然、社会以及人类活动变化条件下,农业水资源脆弱性研究可以结合暴露度、敏感度和适应度综合表达,这为实现农业用水系统的高效运作提供可能。研究目的是分析中亚农业水资源脆弱性空间格局,并对其进行分区与评价,为农业水资源管理提供科学依据。[方法]以中亚为研究区,依据水资源脆弱性概念框架,从暴露度、敏感度和适应度等3个指标中选取18个指标建立农业水资源脆弱性指标体系,采用等权重法和主成分分析法确定指标权重,对1992—2017年中亚农业水资源脆弱性空间格局及分区进行研究。[结果](1)中亚农业水资源暴露度、敏感度、适应度和脆弱性空间差异显著。受作物生育期的降水量、平均气温和相对湿润度指数影响,农业水资源暴露度大致由西南向东北降低;农业水资源敏感度主要受农业用水比例和农田灌溉定额影响,表现为从南到北降低的变化;农业水资源适应度受农业水分生产率和施政效率影响较大,表现为从南到北逐渐升高的变化;农业水资源脆弱性主要受敏感度和适应度因素影响,表现为自东北向西南升高的趋势。(2)根据中亚农业水资源脆弱性空间分布特征,将其划分为北部微度脆弱区、中北部轻度脆弱区、中南部中度脆弱区、南部重度脆弱区和西南部极度脆弱区5个大区,根据各分区农业水资源脆弱性地理特征,提出未来发展方向和对策。[结论]由于农业水资源供需矛盾不断加剧、水资源利用效率较低导致农业水资源脆弱性较高,因此管理农业水资源和调整农业生产布局成为中亚农业发展的重要问题。     

山东省新型城镇化发展水平空间格局研究

[目的]为了解山东省新型城镇化总体发展水平,构建指标评价体系,研究了山东省17个地级市人口、土地、经济、社会、环境及综合城镇化发展水平空间分布特征,以期为山东省新型城镇化评估、加快新型城镇化建设、保证各市均衡发展、提升市民生活质量提供借鉴。[方法]该文利用熵值法计算山东省新型城镇化发展水平各评价指标权重,运用Arc-GIS12.0软件对山东省新型城镇化发展水平的空间格局进行分析。[结果]山东省新型城镇化发展整体呈现出"东北和西南高、西北和东南低"的特点。其中,经济城镇化表现为"东北、西南和中部城市突出、西北和东南城市发展较落后"的特点,与山东省新型城镇化总体发展特征相吻合;社会城镇化表现出中部、西南高,西北、东南低的特点;土地城镇化体现出以莱芜为最高值中心,以青岛、潍坊、淄博、济宁为第二高值的倒"C"型特点;人口城镇化则以济南为最高值,以菏泽、济宁、淄博、潍坊、青岛为第二高值;环境城镇化表现出"沿海城市高、中部城市低"的特征。[结论]山东省市域之间新型城镇化发展水平极不平衡,且经济在山东省新型城镇化进程中起着直接决定性作用。山东省在统筹全省新型城镇化平衡发展过程中,注重当地经济建设是根本。     

中国粮食作物种植变化对省际农业碳排放量的影响研究

目的 农业碳排放是影响生态环境的重要因素之一,促进我国省际间农业碳排放的相对均衡发展,对加快农业生产中“双碳”目标实现具有重要的现实意义。方法 文章基于1991—2019年粮食作物农用物质投入等统计数据,运用IPCC碳排放系数法,测算粮食主产区和主销区农业碳排放量,运用固定效应模型分析检验我国农业碳排放量的影响因素。结果 （1）我国粮食作物播种面积整体稳定,播种区域逐渐向粮食主产区集中;（2）我国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥、柴油是主要碳源,碳排放量、碳源及碳排放强度在粮食主产区和粮食主销区差异明显;（3）粮食作物种植面积比重增加对农业碳排放量有明显增进作用,农业效率提高和农业结构优化对碳排放有抑制作用,农业经济发展水平则促进农业碳排放量增长。结论 应加快农业现代化进程,提高农业生产效率;强化化肥、农药、柴油等化学生产要素投入科学标准和使用技术,提高使用效率;实施碳排放补贴政策,建立碳排放区域间补偿机制。     

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。     

基于自然特征的湖北省乡村聚落空间格局分析

[目的]乡村聚落空间格局分析对合理规划农村建设用地,布局农村居住点,指导新农村建设具有重要的现实意义。[方法]文章基于湖北省自然环境特征,从市域和县域尺度,采用平均最邻近比率、平均分布密度和乡村聚落平均人数系统分析该省乡村聚落格局分布特征。[结果](1)湖北省乡村聚落整体呈集聚分布,集中分布于中东部地区,交通便利,水域条件优越,气候温和的地区集聚,总体上呈现"东密西疏"的特征。(2)中东部地区主要分布在孝感市和黄冈市,孝感市云梦县、应城市、孝昌县,黄冈市团风县和浠水县的乡村聚落分布密度明显高于其他各县。其中云梦县最高,为0. 447个/km~2。西部地区乡村聚落分布密度明显低于东部地区,其中老河口市分布密度最高,为0. 21个/km~2。(3)各省级直管地区乡村聚落分布密度差异较大,乡村聚落的规模各异。其中孝感市的分布密度最高为0. 328个/km~2,其次是天门市,平均分布密度为0. 289个/km~2,但聚落规模较小。神农架林区以发展林业为主,乡村聚落分布密度仅为0. 021个/km~2。[结论]基于湖北省自然地理特征,中东部地区乡村聚落可大力发展现代农业,逐步向农业产业化迈进。针对乡村聚落规模比较小的地区,向中心村集聚,提高资源利用率。     

古徽州传统村落空间分布格局及保护发展研究

［目的］传统村落一直以来是城乡规划学、地理学、建筑学等多学科的重要研究对象,相关研究的对象主要是地域特色明显、类型突出的单个村落,研究结果多为“地方性知识”,缺乏“整体社会知识”的解释,文章分析了古徽州传统村落空间分布特征和影响因素,揭示了区域传统村落的发展现状和问题,并结合区域资源文化特色,提出古徽州传统村落整体性保护的构想。［方法］选取古徽州地区为研究对象,运用ArcGIS102构建了古徽州地区传统村落空间属性数据库,用ArcGIS空间分析方法和地统计方法进行传统村落空间分布特征的定量化研究。［结果］研究发现古徽州地区的传统村落在区域宏观层面基本呈现凝聚分布状态,从县区尺度来看,传统村落的分布较为集中,但集中程度不高,主要集中分布在黟县、歙县和婺源,且各县域之间分布不均衡,在进行核密度估计后,发现黟县、徽州区和歙县的密度较高。［结论］（1）古徽州传统村落分布较为集中; 区域环境、地形地貌、交通以及较为滞后的社会经济,成为传统村落能够保存至今的重要屏障。（2）基于传统村落的发展现状,应当立足于区域徽文化的资源本底,加强区域旅游协作,提升竞争力,运用系统性思维,形成区域整体性保护发展意识。     

贵州省县域乡村空间发展评价与格局分析

目的 县域在空间地理形态上是城镇与乡村连接点,通过分析贵州省乡村发展的空间格局特征,对统筹贵州省乡村空间发展,因地制宜推进乡村振兴战略实施具有重要的实践意义。方法 文章通过构建贵州省乡村空间分类量化评价指标体系,采用熵值法测算其乡村空间发展水平,采用全局Moran''s I指数分析其空间自相关性。结果 从贵州省乡村空间发展水平的Moran象限分布来看,村落保护对乡村空间发展的影响作用在逐渐加强,乡村空间发展的高水平县域聚集在以贵阳为中心的白水河谷地区,该地区资源丰厚,利于集中发展。低值水平区聚集在黔东北的铜仁市和黔东南的黔南州,该地区多为山地和丘陵,城镇化发展水平低,部分县域交通条件较差,乡村贫困化呈现出东部、南部、西部高,中部和北部低的空间分布格局。结论 贵州省县域乡村生产发展水平整体较低,其空间布局呈现较强集聚特征。     

新疆乌什县林果业空间格局及其驱动力分析

目的 利用2017年新疆乌什县的林果产业数据,对所辖的9个乡镇的林果业综合质量、引力总值、断裂点距离值进行测算,分析林果业的空间格局、驱动因素、集聚中心及其辐射范围。方法 文章基于GIS支持,采用核密度估算、引力模型、断裂点进行定量分析。结果 （1）乌什县林果产业呈现出“以阿克托海乡为中心+南高北低”的空间分布格局,高密度区呈现多核破碎化,分布在绿洲中心地区;低密度区呈四周环绕,分布在绿洲边缘地区。（2）林果产业空间格局受高程、坡度、河流、交通等驱动要素综合影响。（3）林果业发展呈现较为明显的梯度特征,将乌什县各乡镇林果业划分为3个梯队。（4）阿克托海乡处于乌什县林果业的中心地位,辐射带动周边其他乡镇。结论 合理规划空间格局,各级梯队因地制宜制定规划发展林果产业,发挥阿克托海乡中心辐射带动作用,加大技术支持力度,促进区域协调发展。     

我国农作物秸秆利用生态补偿制度探索与实践

目的 农作物秸秆综合利用通过生态系统内物质循环实现养分高效利用。系统总结国内外秸秆利用补偿政策,可为创设适合我国秸秆综合利用的生态补偿政策提供借鉴与参考,调动各方开展秸秆利用的积极性,促进生态的可持续发展。方法 文章通过分析国内外秸秆利用补偿政策,系统梳理秸秆利用生态补偿方面的研究与探索实践,对我国秸秆利用生态补偿制度的创设提出针对性建议。结果 我国秸秆综合利用政策正在逐步完善,初步形成了一定的政策框架体系。但与发达国家相比,我国主要通过行政手段推进农作物秸秆综合利用,参与主体和方式较为单一,需结合法律、政策和经济手段,构建一种市场化的生态补偿机制。结论 建议我国在未来的秸秆还田生态补偿工作中,要建立利益驱动和政策导向机制,加强政策法规建设、扩大补偿内容、完善配套支持政策、开展多形式宣传引导,推动秸秆利用高质量发展。