叶尔羌河平原绿洲土地生态安全预警演变与时空格局分析

[目的]探索叶尔羌河平原绿洲土地生态安全预警问题及其时空格局变化,旨在为叶尔羌河平原绿洲土地生态安全及可持续利用提供科学的参考依据。[方法]文章运用PSR模型构建预警指标体系,采用熵值法测算各指标权重,对2000—2016年叶尔羌河平原绿洲土地生态安全警情格局进行综合分析,并利用GIS技术分析其2000年、2005年、2010年和2016年土地生态安全空间格局变化,最后运用障碍度模型探索其障碍因子。[结果](1)2000—2016年叶尔羌河平原绿洲土地生态安全综合预警指数总体呈上升态势,生态预警状态由"较不安全"转为"临界安全",警度亦由"重警"变为"中警"。(2)从空间格局来看,空间上各县域土地生态安全水平差异明显,研究初期西部地区土地生态安全状态优于东部地区, 2016年呈现出中部高、东北—西南部低的态势。(3)近17年叶尔羌河平原绿洲各县域土地生态环境状况有所改善,安全状态经历了"极不安全—临界安全—较安全"的发展历程。(4)影响土地生态安全的主要障碍因子包括单位面积耕地农药负荷、人口密度、单位面积耕地化肥负荷、土地垦殖率、人口自然增长率和单位面积耕地地膜负荷等。[结论]研究期间叶尔羌河平原绿洲土地生态安全得到明显的提升与改善,并在良好的方向发展。     

叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量耦合关系研究

［目的］为了解叶尔羌河平原绿洲耕地利用变化与粮食产量的耦合关系,以此优化粮食生产系统的指导方式,提高叶尔羌河平原绿洲粮食产量,协调叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量的耦合关系,并为叶尔羌河平原绿洲的粮食安全保护提供一定的政策启示。［方法］文章运用熵值法,以粮食生产相关的“投入”指标为评价依据,耕地利用强度由地均化肥使用强度、有效灌溉比例、复种指数及地均农业机械化水平等4个指标构成,以及利用1990—2016年叶尔羌河平原绿洲粮食产量,分析其耕地利用转型和粮食产量耦合关系时空变化。［结果］(1)1990—2016年叶尔羌河平原绿洲各县耕地利用强度不断增大,并且区域时空格局差异明显,研究初期东北部地区的耕地利用程度强于西部地区,而2016年呈现出西南—中东部强,东北部弱的态势; 从粮食产量方面来看,叶尔羌河平原绿洲粮食产量整体有所增长,空间分异特征较不明显;(2)耕地利用强度—粮食产量耦合类型时空演化特征明显,高耦合值区增加,低耦合区值逐年减少; 从空间上看,叶尔羌河平原绿洲西部地区耕地利用转型与粮食产量耦合度越来越高。(3)耕地利用转型推动粮食生产格局不断演化,叶尔羌河平原绿洲耕地利用转型与粮食产量耦合度在1990—2016年呈现耦合度逐渐增加的趋势,耕地利用转型对保障区域粮食安全具有重要作用。［结论］叶尔羌河平原绿洲粮食产量随着耕地利用转型的不断深入而不断提高,耕地利用转型对粮食安全具有有利影响。     

基于PSR和无偏GM（1，1）模型的福建省耕地 生态安全评价与预测

研究目的:对福建省2004—2015年的耕地生态安全状况进行评价,并对2016—2025年的安全状况进行预测,以指导区域耕地合理、可持续利用。研究方法:运用PSR评价模型建立评价指标体系、熵权法确定权重,采用无偏GM(1,1)模型进行预测,通过障碍度模型确定障碍因子。研究结果:(1)2004—2015年福建省耕地生态安全值呈曲折上升趋势,安全级别从较安全级上升为安全级;(2)预测结果显示,2016—2025年福建省耕地生态安全状况维持在安全状态,但安全值呈直线下降趋势;(3)通过障碍度模型得出未来10年福建省耕地生态安全的障碍因素主要集中在经济发展状况及农业生产活动方面。研究结论:2004—2015年,福建省的耕地生态安全状况总体较好,未来10年的耕地安全状况还需通过出台惠农政策、大力开展土地整治及宣传耕地生态安全知识等措施加强。     

西部干旱绿洲区城市土地生态风险预警及管控研究——以新疆乌鲁木齐市为例

西部干旱绿洲区是典型生态脆弱区,土地生态风险反映区域社会经济与土地利用之间关系,揭示绿洲土地利用变化与土地生态环境演变关系,有利于合理调整土地利用结构,为实现土地可持续利用、绿洲生态文明建设提供依据。整理分析2006—2015年土地、社会经济数据,从四方面构建评价指标体系,运用定量和定性相结合分析方法,分析乌鲁木齐市绿洲土地生态风险变化规律,揭示2016—2025年土地生态风险警情;研究结论:随着社会经济的发展,绿洲土地生态风险预警随之提升;最后提出相应土地生态风险管控机制:(1)统筹城乡发展,合理确定人口规模;(2)调整绿洲产业结构,提升区域经济发展机制;(3)改善绿洲生态环境,提升土地生态保护机制;(4)调整绿洲土地利用结构,提升土地基础保障机制。绿洲土地生态风险预警研究有助于对区域土地生态安全服务,为区域政府提出相关科学生态保护政策依据。     

县域生态安全预警及动态变化研究——以河北省平山县为例

基于压力-状态-响应模型构建了平山县生态安全预警评价指标体系,并运用模糊综合评判方法,结合EXCEL程序,设计了生态安全预警评价计算模型。结果表明,平山县预警综合指数由2001年的6.451递减至2010年的4.938,其警情由轻警过渡到预警状态,生态安全水平呈逐年上升趋势,预测2015年、2020年、2025年的生态安全预警综合指数分别为4.676、4.354和4.268,均保持预警状态,说明平山县生态安全整体水平不断得到改善,生态系统步入良性循环。     

云南省耕地生态安全时空格局及障碍因子分析

[目的]探索云南省耕地生态安全时空格局及障碍因子。[方法]以云南省为例,以多因素综合加权法评价其2000—2016年耕地生态安全度,并利用GIS分析功能,分析其2000年、2005年、2010年、2016年空间格局变化,在此基础上,运用障碍度模型探索其障碍因子。[结果](1)云南省耕地生态安全总值总体呈波动上升趋势,可分为3个阶段。第一阶段为2000—2007年,缓慢上升阶段;第二阶段为2008—2010年,缓慢下降阶段,第三阶段为2011—2016年,高速发展阶段。(2) 2000—2016年,云南省耕地生态安全水平空间差异格局显著。Ⅰ级风险区及Ⅱ级风险区数量逐渐减少,Ⅲ级临界安全区、Ⅳ级次安全区及Ⅴ级安全区数量明显增加。(3)通过障碍度模型得出云南省耕地生态安全的障碍因子主要集中在农户经济发展状况及农业生产需求两方面。[结论]云南省耕地生态安全在向良好态势方向发展,提高农户耕地保护意识及农户经济状况能确保耕地生态安全。     

基于免疫机理的黑龙江省耕地系统安全预警研究

研究目的:科学识别黑龙江省耕地系统安全警情现状及其未来发展趋势。研究方法:改进突变级数模型和Elman神经网络模型。研究结果:(1)构建基于生物免疫机理的耕地系统安全警情评定指标体系,得出黑龙江省警情1995—2014年整体呈波动上升趋势,警度从"无警"上升至"轻警",再至"中警",说明基于改进突变级数模型的评价结果可凸显评价对象之"优、劣"特征;(2)引入Elman神经网络构建耕地系统安全警情预测模型,测试拟合精度在0.97以上,预测结果可靠,表明未来20年黑龙江省警情将整体呈先升高、后降低趋势,警度在"轻警"与"中警"之间。研究结论:基于生物免疫机理的黑龙江省耕地系统安全预警研究,可为省域尺度下耕地系统安全预警提供一种新的思路。     

基于系统动力学的土地资源承载力评价与监测预警——以安徽省凤台县为例

安徽省凤台县属于城镇化地区,其主要矛盾为耕地保护、生态建设与经济社会发展用地之间的矛盾。聚焦耕地、建设用地和生态用地,从承载体与承载对象之间的承载关系入手,构建了凤台县土地资源承载力系统动力学模型,设置了现状模式、生态模式和发展模式3种情景模拟,对不同情景下凤台县土地承载力做了评价和预测,并做出了警情判定。现状模式情景下,2014年评价结果显示,凤台县耕地承载状态为可载,建设用地承载状态和生态用地承载状态均为临界超载;2014年预警结果显示,凤台县耕地承载力警情为绿色无警,建设用地和生态用地承载力警情均为蓝色轻警。不同情景下,人口变化对于凤台县的耕地、建设用地影响不是很大,对生态用地承载状态有一定的影响。根据评价结果开展了成因分析,提出加强生态保障用地的调查评价与监测预警管理;制定合理的人口政策,平衡土地资源供给;以生态文明建设促经济社会可持续发展,提高综合承载能力等政策建议。     

县域农业资源承载力评价预警系统构建初探

[目的]建立农业资源承载能力评价预警系统,加快提升农业资源环境管控能力,是调结构转方式、推进农业绿色发展、建设美丽中国的重大举措。[方法]按照绿色发展理念,以"驱动力—压力—状态—影响—响应"(DPSIR)理论为基础构建农业资源承载力理论模型。[结果]以县域耕地和草地为研究对象,提出了基于承载体变化态势的农业资源承载能力评价预警思路;建立了农业资源承载力评价指标与综合集成评价方法、农业资源超载类型和预警等级划分体系;设计了农业资源超载成因解析准则和承载力调控政策创新方向。[结论]基于承载体视角的资源承载力评价预警系统适用于开放的县域农业资源管理;建立健全农业资源监测体系和资源台账,面向评价预警需求长期积累专题数据,突破"数据短板"。     

基于目标值的土地警素指标的预警研究 ——以上海市土地类指标为例

研究目的:探寻基于目标值的土地运行关键指标预警研究的方法,及时提出警戒信息与调控措施。研究方法:采用趋势预测法对警素指标的未来值进行预测,用年均增长率函数倒推法确定目标值倒推值,结合预测值与目标值倒推值确定2015—2020年弹性警界线,采用统计误差理论所得出3σ法则来确定警度界限的区间,采用景气信号灯法判别警情,黄色信号灯表示轻警、红色信号灯重警,采用情景分析法分析不同减量化目标下警情的变化趋势。研究结果:上海市建设用地总规模若按减量递增10%,则2018年后需要保持零增长,若减量递增30%,则增量还有一定上行空间;工业用地占比的预测值在未来5年内都处于红色预警,但警情有较为合理的自下降趋势。研究结论:建设用地应遵循"五量并举"的调控思路,努力实现规划建设用地"负增长"目标;而工业用地则通过加强分类引导,采取二次开发、复合利用等措施,优化用地结构,使工业用地占比回落到正常区间。单一警素指标预警适用于时间序列较长且有目标值的指标,未来的研究重点应在单项预警的基础上,构建以土地要素为核心的多要素安全综合预警体系。     

郑州市土地生态安全评价及障碍因素研究 ——基于DPSIR模型

本研究基于DPSIR模型构建郑州市土地生态安全评价指标体系,并利用熵值法对指标进行客观赋权,计算得出2010～2018年郑州市土地生态安全的综合评价值和五个子系统的安全评价值.最后引入障碍度模型,探究影响郑州市土地生态安全的障碍因素.研究结果表明,(1)2010～2018年郑州市土地生态安全水平呈现先下降后上升的趋势,...     

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。     

环境约束下的洞庭湖平原耕地利用效率动态演变特征分析

目的 洞庭湖平原是长江中下游重要的粮食生产基地，同时也是重要生态功能区，探究其耕地利用效率动态演变特征，为有效治理洞庭湖平原耕地面源污染问题，提高耕地利用效率，缩小地区间效率不平衡提供参考依据。方法 文章基于环境约束视角下构建耕地利用效率评价指标体系，采用非期望产出的超效率SBM模型对洞庭湖平原耕地利用效率进行测度，并基于Malmquist-Luenberger指数模型及核密度估计法探究其动态演化特征。结果 （1）耕地利用过程中产生的面源污染及碳排放对耕地利用效率产生显著的负影响效应；（2）洞庭湖平原耕地利用效率在研究时限内呈平缓的“升—降—升”演变趋势，整体耕地利用效率均值为0.861，未达到最有效的生产前沿，效率损失的主要原因为生产要素投入及非期望产出两方面的冗余，其中各项资本要素投入冗余为最主要因素；（3）2007—2017年洞庭湖平原耕地利用全要素生产率年均提高4.7%，技术进步是耕地利用效率总体提高的最主要因素；（4）洞庭湖平原耕地利用效率在2007—2017年存在着显著的“双峰”态势，且该极化现象越来越显著，内部差距呈现先变大再缩小的动态演变特征。结论 应对效率低效地区加强农业生态生产意识构建和实施科技助推战略等，以提升洞庭湖平原耕地利用效率。     

呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展研究

[目的]分析呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展水平,分别建立耕地集约利用与耕地生态安全指标体系,从耕地投入强度、耕地利用程度、耕地产出水平、耕地可持续利用水平等4个方面及耕地生态资源利用、耕地生态环境压力、耕地生态安全响应等3个方面共确定18个指标进行深入研究。[方法]运用频度统计与理论分析相结合的方法进行评价指标的获取与筛选,运用变异系数法确定指标权重并借助协调发展度与相对发展度模型计算,分析协调发展水平。[结果]呼伦贝尔地区耕地集约利用与耕地生态安全发展水平均呈逐步上升趋势,整体来看前者发展状态要优于后者,两者协调发展水平呈"先升后降再升"趋势,2009年为变化转折点,原因是该时期耕地生态安全的严重滞后性。[结论]整体看来,呼伦贝尔地区耕地集约利用与生态安全协调发展水平呈稳步上升趋势,受到当地人口、经济、政策等因素的影响。     

基于土地利用变化的 三江平原景观生态风险研究

利用ArcGIS 10.2和Fragstats 4.2软件,通过土地利用转移矩阵、景观格局指数和景观风险指数等,分析了2000～2015年三江平原土地利用变化和景观生态风险.结果表明,(1)2000～2015年,三江平原的土地利用类型发生了明显变化,耕地、水体、建设用地面积增加,林地、草地、未利用地面积减少,土地利用效...     

江苏省土地生态安全预警演变与空间格局分析

[目的]现有研究基本上是针对江苏省某一地区进行分析,并未分析江苏省整体土地生态安全。探索江苏省土地生态安全预警问题及其空间格局变化,目的是缓解江苏省土地利用与生态安全的矛盾。[方法]基于江苏省各指标体系,利用熵权法测算指标权重,并利用土地生态安全预警模型监测2005~2015年江苏省土地生态安全预警程度,并划分预警级别,在此基础上运用GIS技术分析其空间格局变化。[结果]江苏省土地生态安全指数总体上呈波动上升态势,表明近10年来江苏省土地生态环境较为乐观,且效果明显,但2007年和2012年分别出现过两个低潮;从空间格局来看,江苏省土地生态系统不断完善,预警程度越来越低,且江苏省各地级市空间内部差异性越来越小。[结论]江苏省土地生态安全指数朝着较好态势发展,空间格局变化显著。     

基于熵权可拓物元模型的土地利用多功能性诊断

目的 文章通过对土地利用多功能性进行合理划分，从经济、社会、生态三个方面出发确定15个指标诊断安徽省土地利用多功能性状况，以加强安徽省土地利用多功能性分析的准确性，为促进区域土地利用的可持续发展提供依据。方法 构建土地利用多功能性评价指标体系，采用熵权可拓物元模型和障碍度模型对2006—2016年安徽省土地利用多功能性进行诊断研究。结果 2006—2016年安徽省土地利用多功能性在不断改善，经历“差—一般—良好”的等级演变过程，但2016年呈现出的“良好”等级状态并不稳定；历年来制约安徽省土地利用多功能性的障碍因子主要是城市污水处理率、就业率、人均GDP、城市化水平、产业结构、单位耕地农药负荷、单位耕地化肥负荷和人均水资源量，目前最主要的是教育投资强度不足，应进一步加强教育方面投入。结论 熵权可拓物元模型可以在对各指标综合质量信息进行分析的基础上反映其稳定程度，障碍度模型进一步对主要障碍因子障碍度进行诊断，能够揭示土地利用多功能性存在的具体问题，对其评价具有一定的适用性。     

北戴河新区耕地景观生态安全时空变化研究

[目的]分析北戴河新区耕地景观生态安全,试图找出其格局变化规律和变化原因,以期为北戴河新区制定耕地保护对策提供借鉴。[方法]文章选取景观指数建立耕地景观生态安全评价模型,分析北戴河新区1991年、2001年及2013年的耕地景观生态安全时空变化特征,在此基础上,分析了耕地景观生态安全重心变动轨迹,进一步分析耕地景观生态安全的时空变化规律。[结果]研究表明:1991~2013年间,1991年为0.647 6,2001年为0.593 9,2013年为0.527 6;其逐年下降原因主要是人类活动加剧导致耕地景观连通性下降,耕地景观生态安全程度分布不均衡,各安全指数级别出现相互转化的现象;耕地景观生态安全重心总体呈现向东北部移动的变化规律,1991~2001年移动距离为4.06km,2001~2013年动距离为1.43km。[结论](1)北戴河新区耕地景观生态安全指数从1991~2013年持续下降且下降幅度不断增大,耕地景观生态安全受到威胁;(2)北戴河新区的耕地景观生态安全空间分布不均衡,安全程度不稳定;(3)利用景观格局分析耕地安全的研究方法可行。     

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。     

贵州喀斯特地区县域耕地资源安全问题探讨——以仁怀市为例

贵州喀斯特地区是典型的生态环境脆弱地区,人多地少矛盾突出,耕地资源安全问题日益引起学界重视.通过研究分析,剖析了仁怀市耕地资源安全态势.应用马尔科夫链预测方法,对仁怀市土地利用变化未来发展趋势进行了定量预测,结果显示:从2005年到2025年,仁怀市耕地面积共减少17177 hm2,年平均减少约687 hm2.到202...