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。     

合肥都市圈设施农用地时空演变特征识别及分区管控研究——基于35个评价单元面板数据的实证分析

目的 设施农用地是实现农业现代化及乡村振兴战略的重要载体。探究典型区域设施农用地时空演变特征及其类型划分,能够有效落实差异化管控策略。方法 文章以合肥市都市圈为例,综合运用区位指数、核密度、ESDA及SOFM等模型算法,精准揭示设施农用地时空演化特征,进一步划分空间区域类型及提出差异管控引导。结果 （1）设施农用地区位指数存在显著区域差异并有缩小趋势,总体呈现中北部高、西南部低的空间布局形态;（2）设施农用地空间分布呈现更加均匀化、扁平化趋势,特别是西北部设施农用地得到较快增长,仍呈现相对集中分布且以中部、北部居多;（3）核密度曲线的峰值呈现向右移动趋势,由多峰向单峰演变态势且集中于区位指数1.0附近,Moran''s I指数介于0.167 4与0.259 0,并以热点区、冷点区、冷冷点区为代表类型区域分布更为集中;（4）将合肥都市圈划分为西南丘陵适度发展区域、北部平原重点发展区域、城市圈层优化发展区域3个利用分区类型,并针对每类区域时空演变趋势特征及设施农业发展要求,提出分区差别化管控引导。结论 合肥都市圈设施农用地空间差异呈现减弱趋势,但仍具有较强空间集聚特征,将区域划分不同开发利用类型并提出差别化管控策略,可为设施农业转型发展及其用地布局优化提供理论支撑及实践参考。     

广西边境地区耕地非农化的空间特征与迁移路径

目的 耕地非农化影响1.2亿hm²（18亿亩）耕地保护红线现象引起了政府和学界的高度重视,有效掌握耕地非农化演变空间特征是保护耕地的重要前提。方法 文章以广西边境3个地级市的23个县域地区为研究区,通过构建重心模型、标准差椭圆模型分析刻画1980—2018年耕地非农化速度与方向,并利用空间自相关分析其空间特征。结果 （1）1980—2018年4个时期内耕地非农化面积呈“N”型波动增长的趋势,其中2010—2018年耕地非农化面积最大,为49 367 hm²;1990—2000年耕地非农化面积最小,为5 270 hm²,耕地非农化面积高值区主要集中在城镇化水平较高的区域城市中心。（2）耕地非农化速度具有空间非均衡性,标准差椭圆面积往东南方向持续扩张,耕地非农化空间上总体由西北部往东南方向迁移,区域之间的差距逐渐扩大。（3）广西边境地区耕地非农化面积存在显著的空间正相关关系,但集聚优势逐渐下降,“高—高”聚类的空间变化主导了耕地非农化面积的空间自相关关系的格局演变。结论 研究揭示了广西边境地区耕地非农化空间格局演变过程,可为边境地区制定耕地非农化管控机制和优化国土空间结构提供参考。     

基于县域尺度的湖南省农业碳排放时空特征分析

目的 全球各行业碳排放中,农业碳排放占比很大,对全球气候和生态环境的负面影响不可忽视,研究农业碳排放对实现农业节能减排有重要意义。方法 文章通过分析从农地利用过程碳排放、水稻种植过程甲烷排放、农地氧化亚氮排放和禽畜养殖过程碳排放四个方面碳源构建了农业碳排放测算清单,采用碳转化系数法测算出湖南省农业碳排放总量,并分析了2007—2017年湖南省农业碳排放的时空特征。结果 2007—2017年湖南省农业碳排放整体呈先上升后下降趋势,碳排放强度呈下降趋势,74.59%的县域单元的农业碳排放总量为负增长,94.26%的县域单元碳排放强度呈下降态势。湖南省各县（市、区）农业碳排放在空间布局上存在显著同质性,11年各县（市、区）空间均质性呈增强之势,空间异质性呈减弱之势。结论 对湖南省县域尺度农业碳排放不同维度时序特征的分析,有利于依此总结湖南省碳排放变化规律,预测未来农业碳排放走向,对县域农业碳排放空间布局研究有助于各地因地制宜,推行有差别的农业碳减排举措。     

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。     

近40年来广西耕地非农化的时空演变特征、成因与对策

目的 掌握耕地非农化的时空演变特征及原因是保护耕地和保障粮食安全的重要基础。方法 文章运用耕地非农化重心转移模型、空间自相关分析等方法探究广西近40年来111个县级评价单元耕地非农化的时空演变特征,分析其原因并提出对策。结果 （1）广西耕地面积由1980年的517.72万hm²持续减少到2020年的507.68万hm²,连片耕地主要集中在中南部地区。（2）耕地转为林地是广西耕地非农化的主要模式,占各时段耕地非农化面积的60.00%以上;建设占用耕地面积明显增多;耕地撂荒现象趋于严重;因石漠化、水土流失等原因灾毁的耕地面积逐渐扩大;耕地转为水域对广西耕地非农化的影响逐渐减弱。（3）广西耕地非农化空间不均衡性不断减弱,耕地非农化空间格局趋于稳定,总体趋势向东。耕地非农化重心先向西南转移192.72km、再向东北转移198.88 km,最终在广西中东部地区趋于平稳。（4）广西耕地非农化空间分布格局由空间离散转为空间集聚,空间集聚程度越来越强烈;耕地非农化的连片带动作用逐渐增强。结论 近40年来,广西耕地非农化面积持续上升,大量耕地转为林地和建设用地等地类,耕地非农化重心向东部转移并有连片带动效应。应严格限制耕地转为林地和建设用地,提高农民耕地保护动力,遏制耕地撂荒,同时加强耕地治理,严防耕地灾毁,提高桂东南地区耕地保护力度。     

云南省国家森林乡村空间分布格局及其成因

目的 系统研究云南省国家森林乡村空间分布格局及其成因,对丰富和深化乡村地理学及推动乡村振兴具有重要意义。方法 文章综合运用最邻近指数、核密度、空间自相关和量化统计等方法,构建“天蓝、地绿、水清、人和”相统一的“美丽森林乡村”评价指标体系,对云南省国家森林乡村空间分布格局及其成因进行分析。结果 （1）整体上,云南省国家森林乡村呈现“中部局部集聚,四周小分散”的棋盘式空间分布格局,表现为凝聚态势,显著性较强。（2）区域上,国家森林乡村在六大流域和八大区域上呈现典型的不均衡性状态,西侧澜沧江流域与北侧长江流域分布最较多但密度小,滇西、滇西南数量多于滇西北、滇东北和滇东南。（3）空间密度上,大致形成东西、东北—西南走向的两个高密度带绵延区和四个高密度集聚中心。（4）空间相关上,空间正相关显著,由西侧热点区向东侧冷点区过渡,呈现东西相反的对称格局。（5）影响因素上,“山—水—坝”相间的国家森林乡村空间分布格局是社会、经济、文化和自然等因素共同作用的结果,随着生态价值地位的提升,地形地貌、河湖水系和气候等自然因素基础性地位更加牢固。结论 国家森林乡村空间分布反映了当地自然与人文地理环境特征,是区域文化在地表的凝结与表达。     

云南省县域农业生态效率时空分异及其影响因素

目的 云南省地形起伏度大,立体气候资源丰富,高原特色农业优势明显,测度其农业生态效率,并从农业生产条件、社会经济和自然生态环境3个维度选取10个驱动因子分析其对农业生态效率的影响程度。方法 文章运用超效率的SBM模型,基于2008—2018年云南省129个县（市、区）农业面板数据,测度县域农业生态效率,结合空间自相关模型和地理探测器模型,对云南省县域农业生态效率的时空演变、空间异质性及其影响因素进行实证研究。结果 （1）云南省县域农业生态效率整体处于中等效率水平,但呈波动下降趋势;空间上呈东西部、南北部相对高、中部低的“U”型分布格局,且东西差异大于南北差异。（2）从全局空间自相关来看,云南省县域农业生效率正相关和波动性空间集聚特征显著;从局部空间自相关来看,农业生态效率空间正相关的县域数量在逐年递减,集聚性呈下降趋势。农业生态效率高高（HH）集聚主要分布在云南省西北部及南部,向邻接县域扩散的趋势明显;低低（LL）集聚主要分布在云南省中部和东南部。（3）从影响因素看,社会经济因素仍是目前农业生态效率主要影响因素,但其作用强度不断下降,自然环境因素特别是地形起伏度解释力不断上升,不同驱动因子对其空间分异的影响差异明显,且驱动因子交互作用会增强农业生态效率空间分异。结论 云南省县域农业生态效率时空分异显著,社会经济因素是农业生态效率空间分异的主要影响因素,但地形起伏度、降水等自然生态环境因素对农业生态效率影响程度明显提升。     

遥感数据辅助下县域耕地质量评价与空间分布研究

目的 耕地质量监测与评价是实现耕地科学管护的重要前提。方法 文章以河南省安阳县为研究区,依据“状态—压力—响应（PSR）”框架,构建遥感数据辅助下的耕地质量评价指标体系和模型,分析耕地质量空间分布特征和障碍因素。结果 研究区耕地质量空间分布呈现出聚集性和空间变异性交错耦合的分布特征,耕地质量由东向西逐渐降低,一等、二等、三等、四等、五等耕地质量分别占比7.45%、12.34%、17.83%、33.40%、28.89%;有机质、碱解氮、NDVI_DRY为研究区耕地质量主要障碍因子;随着耕地质量等级的升高,不同等级中小麦产量的均值也随着逐渐升高,说明耕地质量越好,耕地小麦产量越高。结论 遥感数据辅助下的县域耕地质量评价具有系统性、科学性和可靠性,安阳县耕地质量提升重点在于提升丘陵地区土壤肥力和农田水利基础设施。     

长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率耦合协调度时空格局分析

目的 探究长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率两者间的耦合协调发展时空特征,为新型城镇化和生态文明建设提供理论支持。方法 文章基于城镇化与耕地利用生态效率的内涵及耦合机理,采用多因素综合分析法及SBM-DEA模型,测度长江中下游粮食主产区71个地级市城镇综合指数与耕地利用生态效率,并引入耦合协调度模型及空间自相关模型探究两者间耦合协调度及时空演化规律。结果 （1）长江中下游粮食主产区城镇综合指数整体呈显著上升趋势,由2007年的8.11增加至2019年的16.10,平均增速达6.50%;年均耕地利用生态效率为0.70,整体呈现小幅波动下降的趋势,年均耕地利用生态效率表现为江苏>江西>湖北>安徽>湖南;（2）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度整体呈波动上升趋势,由2007年的0.21提高至2019年的0.40,但两者暂未步入协调阶段;（3）城镇化水平与耕地利用生态效率耦合协调度在地理空间上存在空间正相关性,且相关性程度逐渐增强,其中高—高集聚区主要分布于长江中下游粮食主产区的东部地区,而低—低集聚区则主要分布于长江中下游的西部地区,且随着时间变迁,该集聚格局呈逐步扩大态势。结论 应有序推进城镇化发展,强化耕地绿色发展理念,并统筹区域协调发展,积极构建邻近市域之间的合作机制,推动城镇化与耕地生态环境的协调发展。     

近40年安徽省耕地非农化时空分布特征及扩散路径

[目的]为探明区域耕地非农化时空变化特征及演变路径,实现对安徽省耕地资源的保护及精准管理。[方法]文章基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年安徽省LUCC数据,利用GIS空间分析手段,并借鉴重心迁移模型,探究安徽省县域耕地非农化过程及空间分布关系。[结果]（1）近40年安徽省耕地非农化面积差异明显,4个不同阶段耕地非农化面积呈不断增长态势,耕地非农化强度趋向于皖中最大,皖北次之,皖南最小的格局。（2）县域耕地非农化速度等级空间分布地域差异性显著,皖南速度最快,皖北最慢。耕地非农化速度等级自小到大的重心点密度逐渐降低,整体波动方向为北西—南东方向,且波动幅度逐步提升。耕地非农化速度重心点的轨迹变化表明近40年安徽省耕地非农化历经了由中心向外围扩散又逐渐收敛的过程。（3）耕地非农化重心向东北方向迁移且距离不断变小,空间形态上呈现Y型,非农化路径表现为先远离后靠近的扩散态势。非农化重心一直偏安徽省几何中心以北。[结论]揭示了安徽省耕地非农化演进过程及扩散路径,为政府部门掌握耕地变化以及保护耕地资源提供对策。     

岩溶区山—坝系统土地利用演化及其空间分异特征

[目的]分析岩溶地区山—坝系统土地利用演化及其空间分异的特征,可为岩溶区国土空间优化、乡村振兴和生态保护提供决策支持。[方法]在界定山—坝系统的概念,构建山—坝系统土地利用演化特征分析框架的基础上,以典型山—坝系统惠水县为研究区,将其划分为坝区、山坝交错区、山区3个子系统,并采用3S技术、景观格局空间分析、生态系统服务价值估算等方法,对1990—2016年研究区土地利用演化及分异特征进行系统分析。[结果](1)空间形态方面,研究区各子系统总体上耕地存量减少,建设用地和水域增加,林地、草地、未利用地波动变化。土地利用程度综合指数在坝区持续增加,山坝交错区波动上升,山区呈下降趋势。坝区、山坝交错区和山区景观格局破碎化程度均上升。(2)功能形态方面,各子系统生活功能增加且增速快,生产功能面积不同程度减少,而生态功能则是在山区先减后增,在坝区、山坝交错区减少。总生态系统服务功能价值在山区先缩减后增高,其他两个子系统变化与山区相反。[结论]不同历史时期坝区、山坝交错区、山区的土地利用演化方向及其空间格局分异显著。研究成果对探讨贵州省不同区位条件、不同产业类型、不同地质背景山—坝系统的土地利用问题,统筹山坝系统耕地保护与经济发展的关系具有参考价值。     

河北省县域乡村人居环境质量评价及其影响因素研究

[目的]面向新时代乡村振兴战略现实需求,科学客观评价乡村人居环境质量,并分析影响效应的空间异质性,对因地制宜实施乡村人居环境整治具有重要的指导意义。[方法]文章通过构建乡村人居环境质量评价指标体系,运用全排列综合图示法测度结果,利用空间自相关分析空间分异格局,借助逐步回归、GWR模型讨论影响因素效应水平的空间异质性。[结果]（1）河北省乡村人居环境质量差异显著,以中等水平为主;（2）在空间上表现为显著集聚特征,热点区和冷点区呈现“双核”分布特征;（3）年平均气温、人口密度、第一产业占比、人均GDP、一般公共预算支出、农用机械化总功率和农业产业化经营率7个因素为影响乡村人居环境的主要因素,各因素影响效应具有空间异质性,且在不同分区上影响效应存在一定差异。[结论]该文揭示了河北省乡村人居环境质量以中等水平为主,冷热点区均呈现“双核”的格局特征,探讨了乡村人居环境质量影响因素效应的空间异质性,为因地制宜制定乡村人居环境整治策略提供参考。     

农户视角耕地集约利用及驱动机制的内生差异研究

目的 基于农户视角,将家庭生计及耕地规模纳入农户观察,探析农户耕地集约利用模式及驱动机制的内生性差异,为针对性农户耕地集约利用政策优化提供依据。方法 文章运用生产要素能值分析法（Emergy Analysis）对农户耕地利用集约度进行测算和对比,结合ArcGIS标准差椭圆和Pearson相关性分析,系统探究农户耕地利用集约度空间分布及驱动机制的差异性。结果 （1）农户间的耕地利用集约度的结构差异主要表现在化肥、机械和劳动力三方面,耕地面积较小的兼业户（占农户总量的64%）耕地利用集约度较高,耕地面积较大的纯农户耕地利用集约度较低;（2）农户间耕地利用集约度在空间上形成积累性差异,其中纯农户耕地利用集约度的西南—东北方向性显著、高值区呈点状分散,而兼业户耕地利用集约度分布的东—西方向性显著、高值区呈带状集聚,在东—西和南—北方向上成“倒U型”趋势分布;（3）纯农户耕地利用集约度更易受自身属性驱动（文化程度、耕地面积和破碎度等）,而兼业户耕地利用集约度对当地经济（GDP）、地区农业发展（农业产值、区域复种指数）等区域型外部因子更为敏感。结论 农户间耕地利用集约度及其空间分布异质性显著,其驱动机制具有一定隐含差异,农户耕地利用模式的优化需“因户制宜”合理引导。     

新型城镇化背景下耕地保护与建设用地集约利用协同发展研究

目的 研究中部地区城镇化、耕地保护、建设用地集约利用子系统之间的耦合度和协调发展度,以期为中部地区的区域协同发展、绿色发展提供一定的理论与实践参考。方法 文章运用熵值法确定各评价指标权重,利用耦合度模型、协调发展度模型测算2004—2017年中部地区城镇化、耕地保护、建设用地集约利用系统协调发展水平,进而分析中部地区各省协调发展演变的时空特征。结果 （1）2004—2017年中部地区城镇化、耕地保护、建设用地集约利用系统协调发展度由0.542上升至0.797,增长47.05%,协调发展水平从中度协调提升到高度协调。（2）经过14年的发展,中部地区城镇化水平有很大提升,其发展速度远远高于耕地保护和建设用地集约利用。（3）2004年只有山西城镇化—耕地保护—建设用地集约利用系统处于高度协调状态,其他5省都处于中度协调状态;2017年山西仍然处于高度协调状态,江西、安徽步入高度协调阶段,而河南、湖北、湖南提升到优度协调状态。结论 研究期间中部地区城镇化—耕地保护—建设用地集约利用系统协调发展度呈稳步上升趋势,但协调发展度水平不高;城镇化发展速度比较快,耕地保护承受巨大压力;中部地区城镇化、耕地保护、建设用地集约利用协调发展水平具有不均衡性,存在显著的时空差异。     

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。     

河北省耕地压力与经济发展的时空耦合研究

[目的]通过测度河北省耕地压力指数,分析其时空变化,再利用GDP和人均GDP等数据探明河北省耕地压力与经济发展的空间关联和耦合关系。[方法]文章利用人均最小耕地面积公式计算耕地压力指数的变化,利用地理联系率、重心模型等方法拟合了河北省耕地压力指数重心与GDP重心、人均GDP重心演变轨迹,进而测算其地理集中度和耦合指数,分析耕地压力和经济发展的时空耦合类型。[结果](1)1978~2014年间河北省耕地压力指数从1.16震荡下降至0.91,期间经济发展速度较快,2014年GDP达2.942 12万亿元。(2)河北省耕地压力与经济发展存在密切的联系,2010年耕地压力指数与GDP、人均GDP的地理联系率均超过95,三者的重心移动轨迹保持较高的一致性。[结论]河北省耕地压力与经济发展耦合关系明显,耦合类型随着时间的推移发生演变,越来越多地级市的耕地压力与经济发展的耦合指数逐渐趋近于1。