河北省不同耕作区综合产能空间分异规律

耕地综合产能精确地核算了耕地系统内部每个梯级绝对值水平,是农用地分等工作的深化与延续.基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,依据自然等指数与理论抽样样点构建理论产能核算模型,利用等指数与现实抽样样点构建现实产能核算模型,统计数据核算实际产能,在河北省从东南-西北选取霸州、栾城、遵化、张北为典型耕作区域,分析不同耕作区产能差异及空间变异规律.结果表明:四个研究区域理论总产为2.52×109kg,现实总产为1.88×109kg,均高于实际总产1.44×109kg,不同层次产能差异明显;各层次单产水平次序同自然等指数次序是一致的,依次为栾城县>遵化县>霸州市>张北县;空间分异的大小取决于区域单产的浮动水平,空间变异程度依次为霸州>遵化>张北>栾城.通过核算结果对比证实了从农用地分等多个层次上测算综合产能的科学性、合理性和可行性,是深化耕地资源数量、质量并重管理的重要途径和方法.     

经济快速发展地区耕地生产能力空间格局

为准确把握区域经济快速发展地区耕地生产能力空间格局,基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,建立耕地生产能力核算模型,在此基础上分析3个层次产能（理论产能、可实现产能和实际产能）的空间分布得到：较高的理论单产和可实现单产主要分布在以唐山市为中心向四周延伸的各个乡镇;而较高的实际单产主要分布在唐山市南部地区和东北部地区的乡镇;处在北部山地丘陵区的迁西县和迁安市等地区的一些乡镇的3个层次的产能单产都比较低;以唐山市为中心的西部和东部及东南部地区的一些乡镇的3个层次产能的总产都比较高,北部的山地丘陵区的产能总产比     

东北粮食主产区县域耕地产能核算及其影响因子分析

为科学确定粮食主产区耕地产能大小,阐明各种因子对产能影响的作用强度及方向,该文以东北粮食主产区典型粮食大县巴彦县为研究区,采用潜力衰减法核算耕地产能大小,揭示其空间分异特征,运用遗传算法对神经网络模型进行修正和改进的因子降维法、通径分析和回归分析法,分析主要因子单一作用和因子间协同作用对耕地产能影响的作用强度及方向。结果表明：1）以玉米为基准作物,2009年研究区耕地理论单产、可实现单产和实际单产分别为2.33、1.58和1.08 kg/m2;理论产能、可实现产能和实际产能分别为547、372和254万t;理论利用潜力和可实现利用潜力分别为0.74和0.50 kg/m2;理论利用强度和可实现利用强度均为0.68;在空间分布上耕地理论单产、可实现单产及实际单产呈现出由西南向东北逐渐降低的分布特征,理论产能、可实现产能及实际产能呈现出由西北向东南逐渐降低的分布特征。2）差值植被指数、地貌类型、坡度、黑土层厚度、有机质、机械化程度、灌溉潜力7个主要因子的单一作用对耕地产能影响很大,其中机械化程度作用强度最大,黑土层厚度最小,除坡度对耕地产能有负向作用外,其他6个因子对研究区耕地产能有正向作用;主要因子间协同作用对研究区耕地产能的影响较大,其他主要因子与地貌类型的协同作用对耕地产能影响强度最大,方向为正;其他因子与主要因子形成的5组相关因子间协同作用对研究区耕地产能的影响同样也不容忽视,化肥施用量等因子与机械化程度协同作用对耕地产能的影响强度最大,方向为正。研究表明,主要因子的单一作用和因子间协同作用对研究区耕地产能具有重要影响。     

辽宁省农用地产能核算研究

农用地产能核算是对农用地综合生产能力的测算与评估,是农用地分等成果的实践与转化应用。本文以辽宁省为研究区域,以产能核算理论与技术方法为指导,以县市级行政区、分等指标区和分等等别为单位开展不同角度的农用地产能核算研究,从区域分布、自然特征条件和利用水平等多角度实证分析农用地综合生产能力。研究结果表明:(1)理论产能、可实现产能及实际产能较高区域集中分布在辽宁中部平原区及其他指标区的山前平原区,自然等别集中在13~21等,利用等别集中在7~13等,该区自然条件优越,综合利用系数高;(2)产能核算总值与相应县区、市区、等别、指标区的耕地面积相关性较强,因此产能第一受制因素是耕地面积,其次是单产水平;(3)农用地产能核算是以农用地分等成果为基础进行的,农用地分等基础成果要适时更新,监测样点设置要具有长久稳定性。     

基于ArcGIS的耕地整治潜力测算与分级研究——以湖北省房县为例

土地整治工作是一项综合性的系统工程,潜力测算与分级是土地整治工作的前提和基础。以ArcGIS软件为平台,采用基于新增耕地系数的数量潜力测算方法,通过调查待整治耕地面积,确定新增耕地系数,测算出房县的耕地整治数量潜力为1 210.18 hm²;质量潜力测算采用基于农用地分等定级成果和产能核算理论的方法,通过计算耕地现实单产和最高单产,分别计算出待整治耕地提升产能和新增耕地产能,得出房县耕地整治的质量潜力为9 485.38万kg;最后以质量潜力测算后的耕地总产能作为潜力分级标准,将整治潜力划分为三个级别,并绘制了以乡（镇）为单元的潜力分级图。根据潜力级别划分结果,结合各乡镇的地形地貌、经济发展水平、农民整治意愿等条件,将一级潜力区、二级潜力区和三级潜力区按照整治时序分别确定为房县耕地近期重点整治区、中期适宜整治区、远期一般整治区。     

湟水河流域景观格局与生态风险时空特征及驱动因子探测

[目的] 分析景观格局变化特征及景观生态风险时空演变规律与影响驱动因子,为流域综合治理,生态系统管理和可持续发展提供理论依据。[方法] 基于湟水河流域2000,2010,2020年3期土地利用数据,采用景观指数法构建流域景观生态风险评价模型,耦合ArcGIS 10.6,Fragstats 4.2,GeoDa 1.20讨论景观格局与生态风险的时空动态特征,利用地理探测器识别驱动景观生态风险空间分异的主导因子。[结果] ①草地和耕地是湟水河流域的优势地类,土地转移主要发生在耕地、草地和建设用地之间,城市扩张是近20 a土地利用变化的主要特征。②2000—2020年景观生态风险先增后减小,生态服务价值与景观生态风险表现出负相关性。③景观生态风险空间分布主要呈现“高—高”和“低—低”集聚,高程是导致景观生态风险空间格局分异的主导因子,因子交互作用对景观生态风险空间分异有增强效应。④景观生态风险空间格局具有明显的海拔梯度效应。可根据海拔梯度将湟水河流域划分为重点管控区、严格管控区和一般管控区。[结论] 生态治理和生态修复是湟水河流域景观生态风险指数下降的主要原因,不同生态风险空间管控区应采取差异化调控措施,土地利用优化管理与用途管制在生态风险调控中需高度关注。     

基于植被初级生产力的农用地理论和可实现产能核算研究

为解决传统基于农用地分等成果计算农用地理论产能和可实现产能时遇到的问题,本文将植被初级生产力(NPP)测算应用于农用地产能核算。以湖北省武汉市为研究区,运用CASA模型测算研究区农用地NPP,通过样点调查分别建立NPP与农用地理论单产和可实现单产的线性回归模型,在此基础上进行农用地理论产能和可实现产能核算。通过核算得到研究区75个乡镇的农用地理论产能及单产和可实现产能及单产,理论和可实现产能较大的乡镇主要分布在研究区北部及东南部地区,理论和可实现单产较大的乡镇则主要分布在研究区西部和东北地区,而靠近主城区周边乡镇的理论和可实现产能及单产均较低。将核算结果与传统方法计算得到的农用地产能核算成果进行对比分析,发现两种方法的核算成果在乡镇理论和可实现产能分布上非常接近,具有较高一致性;但在乡镇理论单产和可实现单产分布上并不完全一致。研究结果表明基于NPP测算的农用地产能核算方法是可行的,该方法避免了传统核算方法资料收集繁琐,主观性强等不足,且不以农用地分等定级成果为基础,可实现农用地产能快速核算。     

长江经济带耕地产能变化及土地整治影响分析

耕地产能改善是中国在耕地资源数量约束下确保粮食安全的重要手段。土地整治是提升耕地产能的重要途径，但目前在大尺度区域对不同类型土地整治影响耕地产能的空间分异规律认识仍不充分。因此该研究以长江经济带为例，基于MODIS-EVI遥感数据评估了2001—2017年研究区耕地产能及变化特征，使用地理加权回归模型分析了80 920个土地整治项目对耕地产能影响的空间格局和分区特征，结果表明：1）耕地产能变化趋势有显著空间分异特征，单季作物、双季作物第一和二季产能分别呈减速上升、加速上升和先增后减趋势，长江上游产能增幅最大，下游单季作物和双季作物第二季产能降幅最大；2）土地整治对耕地产能影响机制存在空间分异，长江上游单季作物主要受土地整治建设规模和投资标准的积极影响，长江下游双季作物第二季产能受土地整治消极影响；3）根据耕地产能变化特征及土地整治影响机制差异可以将长江经济带可划分为西南山地整治区、四川盆地整治区、南方丘陵整治区和长江下游平原整治区。该研究可以为各区域土地整治政策优化提供参考。     

东北地区县域耕地利用系统安全驱动力因子及其空间分异

[目的]确定耕地利用系统安全变化的驱动力空间差异,为保护耕地和保障粮食安全服务。[方法]以东北区典型区域巴彦县为研究区,运用"3S"技术,采用相关分析和Logistic回归模型,对影响耕地利用系统安全的驱动力因子进行识别和分析;采用单因子评价法和Kriging插值法分析驱动因子影响程度及其空间分布,揭示空间分异规律。[结果](1)地貌类型、土壤类型、土壤质地、速效磷、排涝能力和政策法规对系统安全具有促进作用,高程、比值植被指数、人口密度和水土流失对系统安全具有抑制作用。(2)各驱动力因子在空间上打破了原来的耕地利用分区,呈现出以地理空间为基础的空间分异特征。[结论](1)各驱动因子对研究区耕地利用系统安全均有不同程度的影响。(2)各驱动因子对耕地利用系统安全的影响程度在地域空间上有明显的分异规律。     

乡镇尺度耕地生产能力实现程度分析与实证

该文从耕地单产实现程度、播种面积实现程度和耕地总产实现程度3个方面来表征耕地生产能力实现程度的计算方法。区域尺度上的小麦、玉米可实现单产是采用前沿生产函数、区试产量和近5 a高产水平等多种方法进行确定,地块尺度的小麦和玉米的可实现单产依据农业生态区法（agricultural ecological zone,AEZ）进行修正得到。乡镇尺度上的小麦和玉米的可实现单产分别采用尺度下移和尺度上移的方法将地块尺度的小麦玉米可实现单产转化为乡镇尺度的可实现单产。应用此核算方法对北京市大兴区1982、2000和2006年3个时期的乡镇尺度耕地生产能力实现程度的分析结果表明：大兴区区域尺度的耕地生产能力实现程度实现程度在1982年出现最高值,并在1983-1998年的较长时期呈现小幅摆动但基本保持在35%～45%之间,而在1998年以后则呈现大幅下降的趋势,并在2004年以后出现一定幅度上升;大兴区乡镇尺度1982年实现程度最高;与1982年相比,2000年所有乡镇都大幅降低,2006年比2000年有所增加,但仍低于1982年;乡镇尺度耕地生产能力实现程度存在显著的空间分异;大兴区区域尺度耕地生产能力实现程度与乡镇尺度耕地生产能力实现程度变化规律基本一致。该文构建的乡镇尺度耕地生产能力实现程度的分析方法为从宏观尺度研究耕地生产能力差异化提供了借鉴。     

考虑耕地质量差异影响的江苏省耕地集约利用评价

为了耕地集约利用评价在不同区域间具有可比性,该研究首先阐释了耕地集约利用评价的可比性问题,然后利用耕地可实现产能利用强度指标消除耕地质量差异对粮食产出的影响,分析江苏省不同地区耕地可实现生产能力的发挥程度,在此基础上评价了江苏省的耕地集约利用水平。研究结果表明：耕地质量较优的苏南地区耕地可实现产能利用强度普遍较低,苏中、苏北部分耕地质量较差地区较高;江苏省耕地集约利用水平一般,苏中地区耕地集约度高于苏南和苏北,集约度较高的地区主要集中在沿江、环太湖及盐城、徐州的部分地区。耕地集约利用水平较均衡的是南京、常州、淮安等市,差异较大的是无锡、苏州、盐城等市,苏南各地耕地集约利用水平相比苏中、苏北更不均衡。     

广东省不同典型区耕地产能利用潜力分析

在广东省农用地三个层次产能核算成果的基础上,分析了五个典型区农用地产能理论利用潜力(远景产能潜力)和可实现利用潜力(近期产能潜力)的空间分布格局,最后结合广东省农用地分等成果,根据各农用地分等参评因子的因子距和相关分析,分析了各典型区近期农用地产能提升的关键方向。结果表明:广东省粤北和潮汕地区农用地利用强度最高,农用地产能潜力较小,未来产能提升空间较低,尤其是潮汕平原区,有的地方已经基本用尽潜力。雷州半岛、粤西南、粤中南地区产能潜力较高,未来产能有较大的提升空间。雷州半岛地区产能提升主要靠提高灌溉保证率;粤西南和粤中南提升的主要方向均是农田基础设施整治,提高灌溉保证率,同时改善土壤pH和提高土壤肥力分别是粤西南区和粤中南区的另一个产能提升的重要方向;粤北主要靠提高灌溉保证率和有机质含量、改善田面坡度来提升产能;潮汕平原区农用地产能提升潜力较低,可通过对沿海土壤盐渍化的改善提升部分农用地产能。     

基于综合生产能力核算的河北省耕地重点保护区划定

耕地保护的实质是要保护耕地的综合生产能力,按耕地生产能力重新划定耕地的保护等级是保护耕地资源安全,最终实现耕地综合生产能力稳定的根本举措。基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,依据自然等指数与理论生产能力抽样样点构建耕地远景潜在生产能力的核算模型,应用利用等指数与现实生产能力抽样样点的实际调查数据构建耕地现实生产能力的核算模型。在此基础上,采用综合生产力优势指数和生产规模优势指数对耕地生产能力进行分析,从远景潜在生产能力、现实生产能力、耕地投入水平和产出水平4个方面构建耕地重点保护区划分指标体系并将河北省耕地划分为4个保护等级,其中第一级别为国家级耕地保护区,面积为2.02×106 hm2,占耕地总面积的32.1%;第二级别为省级耕地保护区,耕地总面积为2.98×106 hm2;第三级别为市级耕地保护区,占河北省耕地总面积的30.1%;第四级别占河北省耕地总面积的9.7%。通过耕地保护区域的划分,明确不同主体的保护职责,并认真研究与完善耕地保护政策,这对于稳定农业生产、确保粮食安全具有重要的现实意义。     

中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应

研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。     

山区县耕地"非粮化"空间分异规律及关联因素

准确测算耕地“非粮化”率，掌握耕地“非粮化”的空间分异规律及其影响因素，对于科学管控耕地“非粮化”、保障粮食安全具有积极意义。研究以江西省信丰县为例，从种植结构和产业结构2个方面测算耕地“非粮化”率，综合运用空间关联分析研究山区县耕地“非粮化”的空间分异特征，并采用空间计量模型揭示影响耕地“非粮化”生产的关联因素。研究表明：1)信丰县耕地总体“非粮化”率为30.28%，其中种植结构“非粮化”和农业产业结构“非粮化”面积分别为6 601.94 hm²和7 679.98 hm²,“非粮化”率分别为13.84%和16.44%。但不同地形区“非粮化”空间分布异质性明显，高山丘陵区主要为农业产业结构“非粮化”，而低丘岗地区域主要表现耕地种植结构型“非粮化”。2)信丰县耕地“非粮化”呈集聚型空间格局，种植结构“非粮化”在中部低丘岗地区域呈高值集聚，农业产业结构“非粮化”在高山丘陵区域呈高值集聚。3)严格的耕地管护政策对于“非粮化”生产具有抑制作用。4)“非粮化”生产存在空间扩散效应。自然资源禀赋差异和社会经济发展的不均衡性，对山区县不同类型的耕地“非粮化...     

江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合研究

耕地后备资源的开发利用是补充耕地、确保耕地总量动态平衡与国家粮食安全的重要措施。本文在农用地分等成果基础上,采用GIS支持的空间图形分析和两维图论聚类等方法,对江苏省域耕地后备资源潜力空间分布与开发组合进行了研究,揭示该省耕地后备资源的质量潜力区域分异明显,其中农地整理类潜力苏北＞苏中＞苏南,而其他三类（农村建设用地整理、土地复垦、未利用地开发）则苏南＞苏中＞苏北;以县级行政区为单元,根据地域潜力相似性等建立了全省耕地后备资源的开发组合序列,为该省耕地后备资源的合理开发利用尤其是优先开发区域的确定提供了科学依据。     

基于空间平滑法的旱作区粮食产量时空变化与影响因素研究

在中国北方水资源约束愈发严峻的情境下,旱作区粮食产量格局及其驱动因素研究具有重要的现实意义。以1995—2015年县域粮食统计数据为基础,结合土地利用栅格数据等资料,应用空间平滑法,对东北及华北平原旱作区粮食产量的空间格局与演化过程进行了研究。在此基础上,分析了不同农业区影响粮食产量的自然及社会经济驱动因素。结果发现:1)近20a东北-华北平原旱作区粮食产量整体稳步提高,高产区范围逐渐扩大,具有明显的空间集聚特征,且华北平原旱作区粮食总产高于东北平原旱作区;2)粮食产量增速以中速增产为主,其次依次为慢速增产、高速增产、绝对减产,且东北平原旱作区粮食增产速率高于华北平原旱作区;3)东北平原旱作区粮食单产整体高于华北平原旱作区,且经过空间平滑处理后粮食单产栅格像元频率分布基本呈高斯分布,与客观规律相契合;而随着时间演替,直方图像元的峰值逐渐右移,且单产栅格呈逐渐分散的趋势,表明耕地生产力水平整体提升的同时差距也随之扩大;4)自然因素中的年均气温与燕山-太行山山麓平原农业区的粮食单产的相关性最高,年降水量及汇流能力与冀鲁豫低洼平原农业区的粮食单产的相关性最高,土壤类型与松嫩-三江平原农业区的粮食单产的相关性最高;5)粮食单产与社会经济因素的分析结果表明,粮食生产由劳动密集型逐渐向技术密集型方向转变,农业机械化的投入对研究区特别是东北平原旱作区的贡献尤为明显,化肥投入对研究区粮食增产始终发挥着巨大作用,而灌溉条件对于华北平原旱作区粮食生产的保障起到重要作用。研究结果可为粮食产量时空格局研究的方法创新方面有所裨益,并对不同农业区保持高产、稳产及耕地保育等方面提供参考。     

雄安新区耕地质量空间分布特征与建设占用推荐分区

为识别雄安新区耕地质量现状空间特征,以2016年雄县、容城县、安新县的耕地质量等级补充完善成果作为基础数据,应用面积加权平均法、等别均值二分法、局部自相关分析法,揭示新区耕地等别的空间分布特征,分析不同尺度的耕地等别特征、平均等别、质量差异以及新区耕地质量空间聚集特征,并以此作为建设用地占用耕地分区的基础。研究表明雄安新区耕地质量分布在6~14等之间,平均等别为9.42等,总体上以中等地为主;耕地质量离差在–3.42~4.58之间,质量离散程度较低耕地主要分布在新区北部和东部,离散程度较高的耕地主要分布在中部和南部;耕地质量在空间分布上表现出较强的正相关性,LL型(高等地聚集型)耕地主要分布在新区东北部和西南部,HH型(低等地聚集型)耕地主要分布在新区西北部、东部及南部的部分区域。根据耕地局部空间自相关类型制定了建设占用耕地区域划定规则,将新区耕地划分为建设优先占用区、建设后备占用区、耕地保持区和水系调控区等建设占用耕地推荐分区,并对其合理性进行了分析。基于以上结果以及新区建设不可避免会占用耕地的现实,建议优先安排占用建设优先占用区耕地,尽量保护耕地保持区和水系调控区的现状。     

山东省西部经济隆起带耕地集约利用评价与空间分异研究

[目的]以山东省西部经济隆起带各县(市、区)为研究对象,对山东省西部经济隆起带耕地集约利用与空间分异进行评价和研究,为科学规划该区耕地资源,提高耕地集约利用水平,增加耕地产出及统筹区域农业发展提供参考。[方法]基于县域尺度采用熵权TOPSIS法和GIS计算山东省西部经济隆起带各县(市、区)的耕地集约利用水平和空间格局。[结果]山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平分布表现为以东平县为界南部耕地集约利用水平低,北部高,北部中又以东北部耕地集约利用水平高,西南部低,中间一般,并存在"俱乐部趋同"的态势,即同一集约利用水平的耕地表现为集中成片分布态势;耕地集约利用水平各县(市、区)数量上呈现"金字塔"的趋势,即水平越高数量越少,水平越低数量越多;从指标层指标来看,化肥投入指数、机械投入指数、复种指数、机械化率、粮食安全指数、耕地安全指数、粮食单产和人均产粮是影响山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平的主要指标。[结论]山东省西部经济隆起带耕地集约利用水平分布具有明显的空间差异。