快速城市化进程中景观格局时空分异特征及影响因素

以重庆市两江新区为研究对象,利用2000,2004,2009和2012年4期TM遥感影像,研究近10年来重庆两江新区景观格局时空分异特征,探讨景观格局时空变化与城市化之间的联系。研究结果表明:12000—2012年期间,两江新区呈现出以水田、旱地景观类型为主,城镇村及工矿用地、林地景观分布集中;研究时段内,该区域水田、旱地面积急剧下降,城镇村及工矿用地面积快速增加;2城镇村及工矿用单一动态度绝对值最大,2009—2012年所有土地利用类型单一动态度值显著增加,且在2009年土地利用综合动态度由慢速变化型转换为快速变化型;3景观尺度指数在2004年变化趋势均出现转折,在2009—2012年间各景观指数值显著增加,受两江新区快速城市化高强度的人类活动影响显著,且变化速度远超过一般城市化速度;4利用CA-Markov模型预测研究区2020年新增建设用地主要分布在东南以及西北,且都朝东北方向进行延伸;5城市化进程加快,人口增加以及两江新区实施的优惠经济政策是景观格局变化的主要驱动力,并会在未来一段时间对研究区的景观格局产生持续影响。     

三江平原典型地区水田分布格局变化特征

研究目的:以三江平原最具代表性的七星河地区为研究区,基于1990年、2002年和2014年遥感影像数据,揭示自20世纪90年代农业结构调整以来水田分布格局变化规律。研究方法:GIS空间分析和标准差椭圆分析法。研究结果:(1)七星河地区呈现阶段性的水田化特点。1990年水田占耕地总面积的12.56%,处于水田化初始阶段,2002年和2014年水田面积占比分别是31.85%和37.06%,均处于水田化中期阶段。(2)七星河地区水田基本呈东北—西南的分布态势,空间分布阶段性极化,整体水田分布逐渐收缩,且呈现北移东扩的特征。(3)七星河地区前期以旱地和未利用地的水田化为主,其中旱地水田化规律性弱,方向性不明显,后期则基本为旱地水田化,综合极化特征突出,未来七星河地区水田化进程将会进一步放缓。研究结论:七星河地区水田分布格局的演化规律将对区域耕地资源合理利用与高效管理提供重要的理论依据。     

1980—2015年黑龙江水田旱地转换格局及其水资源效应

［目的］通过探讨黑龙江省耕地内部的时空变化规律及耗水净量空间变化趋势,为预测黑龙江省耕地的发展趋势和进一步优化耕地内部结构提供一定的理论基础和依据。［方法］采用GIS分析等地理学分析方法,分析1980—2015年黑龙江省耕地内部水田和旱地变换过程,并结合耕地耗水量计算探讨了黑龙江各县级市耗水量增减变化。［结果］在面积数量变化上,近35年来黑龙江省水田面积总体呈现持续上升的趋势,旱地面积则经历了由增到减的过程。在空间分布变化上,黑龙江省1980—2015年水田和旱地空间变化都经历了由分散到集中的过程,主要变化区域集中于三江平原和松嫩平原。耗水净量方面在三江平原地区一直处于高水平阶段,而松嫩平原地区自2000年后耗水净量增加趋势渐缓。［结论］近20年来,三江平原地区由于水田的急剧扩张致使耗水量急剧增加,水资源日益紧张,松嫩平原发展水田则因为水资源问题受到局限。     

现代化农区耕地利用形态转型研究

[目的]耕地利用转型是农业发展转型和土地利用转型的重要组成部分。探讨现代化农区耕地利用形态转型的一般特征,可以为区域耕地资源优化配置提供科学依据。[方法]基于GIS平台,结合耕地利用动态度、区域差异指数、耕地景观格局变化表征模型,分析黑龙江省垦区建三江管理局1976~2014年耕地利用形态变化规律。[结果](1)建三江垦区耕地利用可以划分为4种典型形态:耕地散布态、耕地密布态、耕地连布态和耕地满布态,耕地形态转型经历了旱地拓张期(1976~1986年)、水田萌发期(1986~1996年)、水田拓张期(1996~2006年)和旱—水转换期(2006~2014年);(2)旱地拓张期,垦殖率由18.55%猛增至45.96%,旱地占土地总面积比重由18.55%升至44.34%,旱地景观格局集聚度不断提升,水田"零星"镶嵌于研究区内;(3)水田萌发期耕地总量稳中有升,水田面积小幅增加,占耕地面积比重由3.53%提升至6.63%,水田景观破碎度较高;(4)水田拓张期垦殖率基本稳定,新增耕地以水田为主,主要来源于未利用地(沼泽地)、草地、林地的垦殖以及旱地转化,水田种植优势明显增强,景观集聚度升高;(5)旱—水转换期,水田比重由29.48%上升至80.90%,主要表现为耕地内部旱地—水田的转变。水田最大斑块所占景观面积比例骤然上升,水田逐渐占据绝对优势地位,逐渐由"破碎化"转向"聚集化"。(6)气候变暖、地貌适宜、经济效益是该区域耕地利用转型的重要原因,但地形地貌、土壤等自然条件以及发展水平、交通区位等社会经济条件的差异,使得耕地利用转型具有区域差异性。[结论]黑龙江省垦区建三江分局在全球气候变暖和国家粮食安全战略背景下,其耕地利用经历了面积逐渐扩展、结构不断调整的形态转型,其本质是农业生产投入规模和强度的提升。耕地利用形态转型规律可以为区域耕地利用调控提供依据。     

基于遥感和GIS的延边州耕地变化与驱动力分析

以延边朝鲜族自治州为研究区,基于遥感数据分析了1990~2010年该地区耕地的时空变化特征。并运用主成份分析方法探讨了影响耕地变化的驱动因子。结果表明：近20年来延边州耕地总量一直在增长,增加速度呈先快后慢的趋势。新增耕地主要位于各县市水土资源良好的宜耕地区,流失耕地主要分布在原有耕地的边缘以及城市的周边地区。通过主成分分析得出耕地变化的主要驱动因素是：社会经济发展、人口增长以及农业科技进步。在此基础上提出了保护耕地的措施,以确保该地区耕地资源得到安全和可持续利用。     

长江经济带耕地利用生态效率时空分异及组态路径研究

研究目的：揭示21世纪以来长江经济带耕地利用生态效率的时空分异规律,深入辨析其效率提升的复杂组态路径及演变。研究方法：Super-SBM模型、基于fsQCA的组态分析。研究结果：（1）2000—2021年长江经济带耕地利用生态效率总体上处于中等偏下效率水平,呈现先下降后上升的“U”形趋势,区域内演变趋势存在明显差异。（2）长江经济带耕地利用生态效率提升路径可归纳提炼为技术主导下资源—经济驱动、政策助力下资源—技术驱动、资源与经济双元逻辑下技术—政策驱动3条组态路径。（3）研究期内高水平耕地利用生态效率的组态路径呈现明显的时空演变,且核心条件间存在替代效应。研究结论：耕地利用生态效率是一个受“资源—经济—技术—政策”复杂系统因素交互影响的组态问题,针对长江经济带异质性区域的效率提升应注重路径措施“整体谋划”和“因地施策”,并从生态补偿、技术扩散、环境规制等方面强化流域间耕地保护利用政策的联动协同。     

资源型城市耕地利用时空变化及其驱动力因子研究——以甘肃省白银市为例

以甘肃省白银市为例,定量化研究资源型城市耕地利用变化及驱动力因子。利用2009—2019年白银区土地调查数据,通过土地利用动态度、地理探测器方法分析研究期内耕地时空特征及其驱动力因子。结果显示2009—2019年,白银区耕地面积总体增加,耕地种植类型以种植粮食作物和未耕种为主;水浇地面积变化呈增加趋势,旱地面积略有下降。低坡度区[0°,6°]的耕地面积均有不同程度的上升,高坡度区（≥6°）的耕地面积均呈下降趋势。研究期内,白银区耕地空间分布并未出现明显的变化。各时期驱动因子对耕地空间分异的解释力及显著性存在差异性。社会经济因素之间的交互作用表现为双因子增强,自然环境因素间的交互作用表现为非线性增强和双因子增强。     

辽宁省耕地多功能演变及其价值响应研究

研究目的：揭示辽宁省耕地多功能时空演变特征及“经济—社会—生态”价值响应规律,为耕地资源保护与可持续利用、保障粮食安全提供参考。研究方法：综合指数评价法和敏感度分析模型。研究结果：（1）2004—2019年,辽宁省耕地多功能演变呈“北高南低、东西一致”空间分异特征,其中,耕地生态功能显著提升,耕地生产功能次之,耕地生活功能增幅最小。（2）辽宁省耕地价值呈“南高北低”发展趋势,地均综合价值整体上升;其中,耕地社会价值最大,呈现“N”型变化态势;耕地经济价值次之,耕地生态价值最小,但变化幅度较大。（3）辽宁省耕地功能与价值之间存在响应关系,表现出伴随时间发展的阶段性变化与空间分异的非均衡性特征。研究结论：应基于要素共享、结构联动、功能融合与价值响应适应,协同推进耕地多功能的供需动态平衡以及耕地价值实现机制。     

镉超标耕地的安全利用评价与优化配置方案

[目的]提出分不同pH、不同地类对重金属超标耕地安全利用评价思路,并以A镇为例探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[方法]文章选用单因子污染指数评价法,分不同pH值、水田、旱地、菜地对重金属镉超标耕地进行安全利用评价,采用反距离加权插值法得到整个研究区镉含量空间分布图。基于安全利用评价结果及其空间分布特征,分不同pH值探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[结果]通过进一步分析评价结果空间分布特征发现A镇土壤大部分无污染,其中镉严重污染的水田土壤面积大于旱地土壤面积,空间分布主要受当地人为活动影响。[结论]优化配置方案有效降低了镉超标耕地的相对污染程度和重金属对农产品安全的影响程度。     

2001—2020年鄱阳湖平原耕地复种时空变化研究

目的 区域特点背景下,利用遥感手段实时获取局部区域耕地复种信息并分析其时空变化特征,可有效反映区域农业集约化变化趋势。方法 文章以鄱阳湖平原为研究区域,利用MODIS09Q1数据建立二波段增强型植被指数（Two-band Enhanced Vegetation Index,EVI2）;基于时序EVI2,利用二次差分法提取研究区2001—2020年耕地复种频率逐年结果;基于Mann-Kendall检验方法、最小二乘法、转移矩阵等方法分析20年复种时空变化特征。结果 基于EVI2提取复种频率的总体精度为90.70%,Kappa系数0.81,满足应用要求。研究区复种以一年二熟为主,耕地整体复种水平以2013年为突变年份呈波动上升趋势,2001—2013年研究区复种降低,2013—2020年则表现为上升趋势,其中2020年复种较2018年和2019年都有所上升,表明恢复早稻政策作用明显。空间上看,20年间研究区82.14%的耕地复种并未表现出明显的变化,保持稳定状态;复种显著降低区域主要分布在余江县、鹰潭市、抚州市、南昌市等县市区部分区域,显著上升区域则主要分布在新建县、余干县北部、鄱阳县北部等。从转移类型上来看,主要发生一年一熟和一年二熟间的相互转换。2001—2013年一年二熟转为一年一熟现象严重,2013—2020年则一年一熟转为一年二熟现象明显。结论 基于EVI2提取复种频率取得了良好的效果。长时序复种频率时空变化特征反映了研究区耕地集约化程度加强的趋势,可为区域“藏粮于地”战略布局提供数据支撑和理论依据。未来研究可进一步从种植制度的视角去理解多年的不同种植制度和休耕策略是如何结合的,从而丰富耕地集约化评价理论体系。     

基于产量比系数的寒地黑土区耕地等别研究

[目的]针对黑龙江省采用县内农作物最高产量计算的产量比系数进行耕地质量分等,出现水田等别低于旱地等别这一不合理现象,研究不同计算方式下的产量比对分等结果的影响,使其等别合理化。[方法]文章以富锦市为研究区,水稻作为基准作物,水稻、玉米和大豆作为指定作物,分别以二级区最高单产和农作物光温生产潜力指数计算产量比系数,对比产量比系数调整前后旱地和水田等别分布及变化情况。[结果]用二级区农作物最高产量计算产量比系数,旱地自然质量等别为6～8等,水田自然质量等别为4～5等,仍出现水田等别低于旱地等别的现象;用农作物光温生产潜力指数计算产量比系数,与原有分等结果相比,旱地等别下降1～2个等,水田等别未发生变化,未出现水田等别低于旱地等别的情况,分等结果符合富锦市的实际情况。[结论]寒地黑土区应采用农作物光温生产潜力指数计算产量比系数,理论上为《规程》修订和第三次全国土地调查提供支持,实践上为黑龙江省以及整个寒地黑土区的耕地质量分等工作提供参考依据。     

山东省土地利用变化的基本特征与区域差异

本文基于1990、2000、2010和2015年山东省的四期Landsat TM遥感影像,采用目视解译方法,对山东省的土地利用类型进行人工解译得到四个时期的土地利用数据库,运用单一土地利用动态度来描述土地类型的变化强度,利用ArcGIS空间分析功能计算各土地利用类型之间的转移矩阵,从而分析山东省土地利用类型的转移特征与区域差异。结果显示,(1)1990-2015年,山东省耕地面积不断减少,主要向建设用地、水域、林地转变;城镇建设用地面积不断上升且呈“东中集中,西北西南相对少”的趋势;农村居民点用地面积增长较快的主要特点是“西北西南增幅大,自东向西蔓延”,面积增长较快;天然湖泊等水域面积向人工水域面积转变,变化最大为南四湖;(2)土地利用动态度变化较大,整体来看,建设用地变化最大,其次是水域、耕地和未利用地;(3)土地利用变化原因主要在于经济驱动、市场导向和政策调控。其中,经济驱动因素主要在耕地—建设用地转换中最为明显,市场导向更多地影响了土地利用类型内部的相互转换,而政策调控直接影响了耕地—林地的相互变化。     

黑龙江省耕地利用效率时空差异及影响因素研究

[目的]揭示区域耕地利用效率变化及影响因素,为提高区域耕地资源利用效率提供科学依据。[方法]文章采用了非期望产出SBM模型、Tobit模型、变异系数法、K均值聚类法。[结果](1)黑龙江省耕地利用综合技术效率总体呈现下降趋势,纯技术效率不高是制约综合技术效率提升的主要原因;(2)1994~2014年间耕地利用效率区域差异总体呈现增大趋势;1994~2005年各区域耕地利用效率差异较小,但变幅较大,该时期综合技术效率区域分异主要受纯技术效率的影响;2006~2014年耕地利用效率区域差异较大,但变幅较小,该时期综合技术效率分异主要受规模效率影响;(3)经聚类,齐齐哈尔、伊春、牡丹江、大兴安岭为I类地区,为耕地利用综合技术效率高效率区,纯技术效率略高于规模效率;鸡西、双鸭山、大庆、佳木斯、七台河、黑河、绥化为Ⅱ类地区,为中效率区,纯技术效率与规模效率相当;哈尔滨、鹤岗为Ⅲ类地区,为低效率区,纯技术效率远低于规模效率;I类地区投入要素利用率Ⅱ类地区Ⅲ类地区;(4)影响因素按影响程度依次为劳动力比例、单位播种面积农业机械总动力、农村劳动力人均播种面积、单位播种面积化肥施用量,其中农村劳动力人均播种面积对耕地利用效率为正向影响,其余均为负向影响。[结论]1994~2014年黑龙江省耕地利用效率呈下降趋势且区域差异较大,主要受劳动力、农机、化肥及播种面积影响。     

基于耕地多功能权衡与协同分析的耕地利用转型研究——以北京市为例

[目的]探究耕地隐性形态变化,丰富耕地利用转型研究的形态视角。[方法]土地系统功能权衡度(LFTD)模型,灰色关联度分析法。[结果](1)2005—2016年北京市耕地多功能性呈现不同变化趋势。生产和社会保障功能为下降态势,生态功能经历U型变化,文化功能为持续上升状态。(2)根据功能层次性将北京市耕地多功能变化分为3个阶段:2005—2008年耕地转型前期,生产和社会保障功能为主导;2008—2014年转型期,多功能间发生复杂作用;2014—2016年转型后期,文化和生态功能为主导。(3)耕地多功能随阶段变化经历了权衡协同关系持平到以权衡关系为主导再到权衡协同关系持平的过程。3阶段主导功能变化及转型期生态、文化功能和生产、社会保障功能间复杂的权衡关系共同佐证了北京市于2014年实现了耕地功能层面转型。(4)3阶段影响因素关联性趋势变化显示第一产业比重、人均固定资产投资、农民人均纯收入和人均GDP是耕地转型期显著影响因素。[结论]耕地隐性形态变化可深层次显化耕地利用转型,为耕地可持续利用提供参考。     

长株潭城市群区域土地利用变化研究

基于土地利用变更调查数据,研究长株潭城市群区域土地利用变化及其驱动机制.结果表明:1996-2005年,区域耕地、居民点及工矿用地变化幅度较大,交通用地变化较快.人类活动对区域土地利用干扰度较强,且有增强趋势.各地类重心分布发生一定偏移,耕地、居民点及工矿用地、交通用地重心偏移较明显,有向北移动趋势.人口、经济、政策等人文因素是区域土地利用变化的主要驱动因素,人为影响程度是区域土地利用空间格局变化的主要驱动力.     

耕地利用转型突变点检测及其时空特征 ——以昆明市东川区为例

研究目的：识别东川区1989—2020年耕地利用转型时间节点及其时空特征。研究方法：滑动T检验、Mann-Kendall检验、Yamamoto检验、局部空间自相关。研究结果：（1）耕地利用显性转型发生于2002年,主要受劳动力转移的影响,隐性转型发生于2006年和2012年,主要受产业结构调整的影响。（2）耕地利用形态综合指数在转型前后均呈东高西低态势,与东川区地形格局基本一致。（3）显性转型后耕地数量的空间集聚特征较为稳定,种植结构空间变化明显;隐性转型后经济与生态功能指数空间集聚程度不断降低,二者朝着区域均衡化方向发展,社会功能集聚程度有所提升,其区域异质性增强。研究结论：突变检测法较好刻画了东川区耕地利用转型时间节点;村域尺度的研究进一步揭示了地形和经济发展水平对耕地利用转型产生的较大影响。     

三峡库区开县30年耕地变化分析

研究目的:分析开县耕地变化及驱动力,为耕地资源的合理利用与保护提供指导。研究方法:采用主成分分析法,分析各指标间的相关性,提取两组主成分并分析各主成分中指标因子的载荷矩阵。运用多元线性回归法建立耕地变化驱动模型。研究结果:开县耕地面积数量30年来一直呈减少趋势。影响耕地面积变化的主要因子:年末总人口、牧业产值、水果产量、城市化率、公路通车总里程、林业产值等。研究结论:开县耕地面积减少的主要原因:总人口增加,城乡发展导致大量耕地被占用;产业结构调整,改变了传统的农耕生产;退耕还林政策的实施。预测了开县2008年、2010年、2015年、2020年的耕地面积。