黑龙江省耕地时空变化及驱动因素分析

以黑龙江省1980年、1990年、2000年、2010年、2015年5期土地利用数据为基础,综合利用GIS手段和地理探测器模型,确定1980—2015年4个时期黑龙江省耕地变化的时空分异特征及主要驱动因素。研究结果表明,1980—2015年黑龙江省耕地数量总体增加,增加的耕地主要来源于林地、草地和未利用地。各时期耕地数量变化具有明显差异,以1990—2000年耕地数量变化最多。各时期耕地变化空间差异特征明显。1980—2015年黑龙江省耕地利用动态度呈现出先升高后降低的趋势,耕地利用动态度活跃区域集中在三江平原和松嫩平原地区。各时期驱动因子的解释能力不同,人口数量、政策因素、GDP以及城镇化水平是解释能力较强的驱动力因子。驱动因子对耕地时空变化的影响是通过各个因子之间的交互作用实现的,表现为双因子增强和非线性增强。     

闽江流域耕地动态变化及其驱动力研究

通过对闽江流域1990-2005年耕地动态变化的分析,得出闽江流域耕地的时空变化情况.15年来流域耕地呈减少的趋势,特别是富屯溪支流和闽江下游区域.结合Areview软件和SPSS统计方法,分析耕地变化的时空差异、驱动因子并采用主成分分析方法对社会经济因素进行归纳,主要为经济发展、人口增长、城市化水平和第三产业因素4个方面,其结果将为进一步研究耕地变化对流域生态环境的影响提供科学依据.     

发达地区县域土地集约利用时空变化分析——以福建省福清市为例

采用综合评价法、聚类分析法、回归相关分析法对福清市土地集约利用的时空变化规律特征进行研究,并对其驱动因素进行深入的分析.研究结果表明:福清市土地集约利用水平具有明显的时空变化规律——1996~2005年土地集约利用水平呈分阶段性上升趋势,1996年和2005年土地集约利用在空间上呈5级分布格局,且空间分布状况变化不大.自然条件是影响土地集约利用最基础的因素,人口、经济、技术因素是造成区域土地集约利用差异的主要原因.同时,解释了土地集约利用的时空变化格局.     

发达地区县域土地集约利用时空变化分析——以福建省福清市为例

采用综合评价法、聚类分析法、回归相关分析法对福清市土地集约利用的时空变化规律特征进行研究,并对其驱动因素进行深入的分析.研究结果表明:福清市土地集约利用水平具有明显的时空变化规律--1996～2005年土地集约利用水平呈分阶段性上升趋势,1996年和2005年土地集约利用在空间上呈5级分布格局,且空间分布状况变化不大.自然条件是影响土地集约利用最基础的因素,人口、经济、技术因素是造成区域土地集约利用差异的主要原因.同时,解释了土地集约利用的时空变化格局.     

京津冀地区耕地利用转型时空分异及驱动机制

耕地利用转型代表耕地利用形态的趋势性变化。论文以京津冀地区157个县域空间为基本研究单元,从显性形态与隐性形态双重属性出发构建耕地利用形态指标体系,运用冷热点、空间变差函数等方法分析1990—2015年耕地利用形态变化的时空特征,在此基础上,利用空间误差模型(spatial error model, SEM)对耕地利用转型的驱动机制进行了定量分析。结果表明：① 京津冀地区耕地利用形态指数空间分布呈东南高、西北低的格局,与该地区地形分布格局基本一致,且因坝上高原特色农业发展形成独立高值区。② 京津冀地区耕地利用形态指数空间分异呈现逐渐缩小的趋势,显著热点区与显著冷点区分布相对稳定且面积不断缩小,耕地利用转型较为平稳。显性形态值普遍呈现先升高后降低趋势,隐性形态值则呈升高趋势,表明京津冀耕地出现空间收缩、功能优化式转型。③ 高程是影响京津冀地区耕地利用形态空间特征的主要自然环境因素,二三产业占比、地均固定资产投资与城镇化率等经济发展和城镇建设因素则是驱动1990—2015年京津冀地区耕地转型的主导因素,但不同时段、不同县域单元耕地转型动力机制存在差异,各驱动因子作用强度也不完全一致。     

基于贝叶斯层次时空模型的甘肃省土地利用程度演变分析

以甘肃省为例,在基于Google Earth Engine (GEE)平台实现1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年土地变化监测的基础上,利用贝叶斯层次时空模型(BHM)分析土地利用程度的时空变化特征。结果表明：① 研究期间内甘肃省土地利用程度呈增长趋势,其中1995―2000年和2010―2015年增长速度较明显;② 土地利用程度空间格局“东高西低”,热点区域主要分布在陇中、陇东和陇南地区;③ 土地利用程度局部变化呈现明显区域差异,整体表现为“东弱西强”,局部变化热点区域主要分布在河西地区;④ 影响土地利用程度变化的主要因素是经济规模和产业结构,其中经济因素影响程度最高。     

新疆孔雀河流域人工绿洲近40年土地利用/覆被变化

区域尺度土地利用/覆被变化（LUCC）时空特征及驱动力是研究大尺度变化乃至全球变化演变过程的基础,而干旱区LUCC对区域水文、生态影响尤为显著,是全球变化研究的重点之一。以新疆孔雀河流域上游作为研究区,基于1977-2015年6期Landsat数据,采用多规则人机交互目视解译的方法完成LUCC制图,并利用LUCC模型从数量变化、空间变化、土地利用集约程度变化等多方面分析了近40年来该区域LUCC特点及演变机制。结果表明：（1）研究区仅有耕地和建设用地面积增加,且增幅均在200%以上,其他土地类型面积则均有不同程度的减少;（2）耕地变化呈现出空间集聚现象,而建设用地的扩张则呈现空间连续性;（3）2000年前后自然植被经历小幅退化—恢复过程;（4）受西部大开发、塔里木河生态综合治理工程等多种因素影响,2000-2005年间,空间变化的综合动态度最高（2.76%）;（5）自然因素影响较小,人口增长和政策因素是主要驱动因子。     

干旱区典型绿洲耕地扩张及其人文驱动研究——以新疆且末绿洲为例

近年来,在全国耕地面积持续减少的背景下,西北干旱区耕地呈扩张趋势,现有研究关注其自然因素驱动力,对人文因素驱动力,特别是灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素关注较少。选取干旱区典型绿洲——且末绿洲,采用最大似然法和人机交互式分类相结合的方法从1972,1990,2001,2011年影像中提取耕地信息,结合统计学方法分析且末绿洲耕地变化的时空趋势、耕地复种指数的动态变化;在充分考虑人口因素的前提下,增加灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素,探讨了绿洲耕地扩张的人文驱动力。研究结果表明:1970年以来,且末绿洲耕地面积时增时减,总体呈增长趋势;耕地复种指数波动上升;人口增长、灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场等因素在不同阶段以不同方式影响着该绿洲耕地面积的扩张。政策、经济利益和市场因素是近10年绿洲耕地迅速扩张的主要驱动因素。     

黑河中游地区耕地景观演变及社会经济驱动力分析

选取1987~2010年的土地利用数据,运用变化轨迹分析方法以及景观指数表征黑河中游地区耕地景观的演变过程,采用偏最小二乘回归模型分析耕地景观演变的驱动力。结果表明：从耕地的变化轨迹来看,研究期间耕地的扩张是黑河中游地区耕地景观演变的主要趋势;从空间上来看,扩张型耕地和缩减型耕地分布趋向集中,主要集中在稳定型耕地边缘,同时耕地扩张的方向趋向河流;从驱动因素分析来看,总人口、城市化、产业发展、机电井数等是促使耕地景观演变的主要社会经济驱动因素,但是各个驱动因素的驱动作用均有差异。     

1980–2015年间吉林省耕地利用变化对耕地压力的影响研究（英文）

耕地资源保护利用对于保障中国粮食安全、生态可持续发展和社会稳定至关重要。本文以吉林省为研究区,以1980、1990、1995、2000、2005、2010、2015年遥感影像及统计数据为数据源,采用转移矩阵模型和耕地压力指数模型,对研究区耕地利用变化的时间特征、空间特征及耕地压力指数进行测算。研究结果表明：在时间尺度上,1980-2015年间耕地数量从701.88×10⁴ha增加到762.82×10⁴ ha,人均耕地面积从0.1524 ha增加到0.1707 ha,耕地压力指数从0.7922增加到0.7953;在空间尺度上,1980年及1990年吉林省耕地压力主要集中在南部地区,1995年集中在南部和东部地区,2000年集中在西南和东部地区,2005年集中在南部和东南地区,2010年和2015年集中在南部、东南部及中心地区。耕地压力变化的方向主要从吉林省的西北部向东南部转移。     

珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度分析

以土地利用数据和社会经济统计数据为基础，集成综合指数模型、耦合协调模型和地理探测器，从镇域尺度探讨了1990-2015年珠海市耕地多功能性与安全耦合协调度的时空变化及其影响因子。结果表明：1）珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度的演变在1990-2000年间相对平缓；而在2000-2015年间相对剧烈，总体上全市耦合协调度均值由1990年的0.65降为2015年的0.59。2）珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度下降区域主要分布在东部，上升区域主要分布在西部，整体呈西部耦合协调度高于中部和东部的分布格局。3）根据地理探测器的结果可知，土地垦殖率、种植业占GDP比重、各类作物产量、化肥农药施用量等是珠海市镇域耕地多功能性与安全耦合协调度演变的主导影响因子。     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

耕地生态安全视域下棉花生产布局优化问题研究——以新疆为例

利用2000-2015年农业生产统计数据,运用空间自相关、生产贡献度和PSR模型,分析新疆棉花生产格局变化及增产贡献因素,根据耕地生态安全评价结果测算各县市棉花种植调减面积,结论表明：2000年以来,棉花生产空间格局发生显著变化,形成天山南北坡两个主产区,“南增北减”趋势增强,单产高值区由点及面向天山南北两侧扩张,形成多个集中连片高产中心;棉花生产存在空间集聚效应,表现出持续的稳定性,高值聚集区集中分布于南疆区域;棉花增产主要归因于播种面积的持续扩大;耕地生态安全为临界安全或较不安全状态并呈集中连片分布;新疆棉花种植调减重点集中于南疆区域。在种植结构调整中,综合考虑水资源和土地管理制度约束、农业灌溉用水效率和替代作物选择等问题,科学有序调减棉花种植面积。     

2005~2015年耕地多功能时空演变及其协同与权衡研究——以重庆市沙坪坝区为例

基于2005~2015年近10 a面板数据,在测算重庆市沙坪坝区耕地多功能基础上,探究其时空演变规律、多功能间协同与权衡关系,据此构建耕地空间组织经营模式。结果表明：耕地生产功能、景观游憩功能、社会保障功能及建设空间储备功能时空演变特征差异显著。耕地“生产-景观游憩-社会保障”功能间存在两两协同关系,且协同度均值 “生产-景观游憩”>“社会保障-景观游憩”>“生产-社会保障”;耕地建设空间储备功能与其他3项功能间存在此消彼长的权衡关系。据此构建了“一带两区”即山地休闲农业带、郊野农业游憩区、传统农业提升区的耕地空间组织经营模式。     

基于地貌分区的1990-2015年中国耕地时空特征变化分析

地形地貌通过分配地表水分和热量制约耕地的利用形式和成效,对耕地质量具有非常重要的决定意义,以地貌分区的视角研究中国耕地变化具有重要意义。根据1990-2015年中国6期土地利用空间数据和地貌分区数据,运用GIS空间叠加分析方法,分析中国耕地1990-2015年的面积变化和空间分布格局,进一步探讨不同地貌分区下的耕地新增与流失方向。结果表明,中国耕地面积略有增加,但总体变化不大,耕地面积从1990年的17715万hm²增加到2015年的17851万hm²,平均每年增加5.44万hm²,每年增幅仅为0.03%。耕地主要分布在平原地区,台地、丘陵次之;新增耕地主要来源为草地、林地和未利用地。东部平原低山丘陵区（I）耕地面积最大,而西北高中山盆地高原区（IV）耕地动态度明显高于其他地貌区。空间上呈现“南减北增,新增耕地的重心向西北移动”的特征。1990-2015年间,西北高中山盆地高原区（IV）和东部平原低山丘陵区（I）为耕地面积增长区,平均每年增加耕地面积分别为8.9万hm²和5.4万hm²;东南低山丘陵平原区（II）和西南中低山高原盆地区（V）为耕地面积减少区,平均每年减少耕地面积分别为5.9万hm²和2.8万hm²;而华北—内蒙东中山高原区（III）和青藏高原高山极高山盆地谷地区（VI）耕地面积几乎没有变化,平均每年变化仅为0.15 万hm²和0.06万 hm²。耕地流失主要发生在东部平原低山丘陵区（I）和东南低山丘陵平原区（II）,主要原因为城镇化进程加快带来的建设用地对优质耕地的大量占用;而新增耕地主要发生在西北高中山盆地高原区（IV）,多来自于对草地和未利用地的开垦。     

中国粮食生产时空演变规律与耕地可持续利用研究

随着全球粮食贸易格局的日益紧张，如何利用有限的耕地资源保证中国粮食安全成为新阶段的难题。本文从耕地可持续利用视角提出粮食稳产、增产策略，以期为粮食安全、耕地保护等国家战略提供理论支撑。基于1985—2015年中国31个省（自治区、直辖市）统计数据，以农业生态区为基本单元，采用比较分析法和GIS空间分析法，对中国粮食生产时空演变及其影响因素进行规律性探究。研究结果表明：（1）中国粮食产量呈“波动-上升”的趋势，但长江中下游区、江南和华南区粮食增长率较低，甚至出现减产现象。（2）中国粮食产量主产区逐渐由长江中下游区、江南和华南区向东北区、黄淮海区转移。（3）中国粮食生产的影响因素呈现阶段性和区域性规律。例如，东北区、西北区粮食生产主要受粮食单产、耕地面积等影响；黄淮海区、内蒙古高原和黄土高原区、云贵高原和横断山区主要受粮食单产影响。（4）中国各区耕地存在不同类型和不同程度的耕地非持续问题，在西北区、内蒙古高原和黄土高原等生态脆弱区域较严重。     

洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明：① 1995—2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995—2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③ 从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995—2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995—2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。     

基于景观格局的黑河中游土地利用冲突时空分析

以黑河中游为研究区，在分析土地利用变化的基础上，构建了由外部压力、脆弱性和稳定性表征土地利用冲突强度的模型，分析了1980—2015年土地利用冲突的时空变化特征。结果表明：① 土地利用冲突强度的空间分布在不同时期虽有不同，但冲突强度较高的区域集中在甘州、临泽2个人类活动较为活跃的区县，且指数最高的区域呈围绕城市四周分布的特点；② 土地利用冲突在不同时期变化显著，1995—2005年是土地利用冲突强度增加较为明显的时段，中部的甘州区、南部的山丹县两地增加最为明显；2005—2015年虽然冲突强度增大区域的面积少于上一时段，但冲突增加幅度高于上一时段，尤其民乐县和高台县增加较为明显；③ 土地利用冲突与自然因素的相关性极弱，与道路和河流等用地条件的相关性较强，而与人口密度和GDP为代表的社会经济因素的相关性最强；④ 土地利用冲突与土地利用变化的阶段性特征一致，1995—2000年是土地利用变化程度最为剧烈的时期，而1995—2005年也是土地利用冲突面积增加最多的时段；耕地和建设用地的增长极为活跃，对生态用地产生侵占，反映了耕地、建设用地和生态用地三者之间的矛盾是黑河中游土地利用冲突的主要表现形式。     

50年来东北黑土区土地利用变化对沟蚀的影响——以克东地区为例

以位于东北典型黑土区的克东地区作为研究区,以1965年的Corona、2005年的SPOT5和2015年高分一号影像作为数据源,通过目视解译获取研究区对应年份的侵蚀沟分布状况;以1954年地形图和1975年的Landsat/MSS、2005年和2015年的Landsat/TM影像为数据源分别获取1965年、2005年和2015年土地利用数据;以侵蚀沟裂度为指标从土地利用变化角度分析研究区近50年来沟蚀变化状况。结果表明：黑土区沟壑侵蚀状况日益严重,耕地中侵蚀沟面积最大、侵蚀沟裂度增长速度最快;耕地、草地和建设用地上沟蚀状况的加剧伴随着林地和未利用地的开垦;耕地和草地相互转换裂度变化最大,退耕还林还草短期内侵蚀沟裂度仍然很高,但随着近10年来“退耕还林”的推行和用地状况的改善,沟蚀虽仍在发展但速度趋于缓慢。