近300年中国耕地数据集重建与耕地变化分析

针对中国历史时期不同政体耕地记录的特点,分别采用因素修正、引用替换、线性内插、衔接对比、人地关系检验、垦殖趋势检验、行政面积比例调整等方法对历史耕地数据进行修正,重建了基于现代省界的近300年中国分省耕地数据集,从数量角度对中国耕地总量和分省耕地变动特点进行分析,得到以下主要结论：① 在耕地总量上,SAGE和周荣的数据明显高估,本文结果与HYDE、CHCD和章有义数据的平均差异率在15%以下;但在省域尺度上,与SAGE、HYDE数据库存在明显差异,相对差异率>30%的省份比重分别为94%和61%,与CHCD数据较为接近,相对差异率>30%的省份比重为22%,但部分省份差异明显,仍需进一步分析研究;② 伴随清中期后的人口爆炸,近300年中国耕地增长近3.2倍,由清朝初年的42.4×10⁶ hm²增加至1985年的136.9×10⁶ hm²,根据增长速率变化可分为五个阶段,即清前中期快速增长阶段、清后期低速增长阶段、民国时期波动阶段、建国初期剧烈增长阶段和建国后耕地流失阶段,影响耕地变化主要是国家政策、战乱、经济发展等驱动因素。③ 从省域尺度看,近300年中国各区域耕地变化差异显著。清初,中国耕地主要集中于长江中下游平原、黄淮海平原、关中盆地及银川平原等地,此后,内地的垦殖活动不断增强,外围农区呈由南向北的趋势不断开荒。建国后,耕地开垦逐步向西北和东北方向发展。     

清代中期建设用地数据恢复与空间网格化重建:方法与实证

以典型历史断面下的建设用地为研究对象,采用数量重建控制下的空间格局重建思路,尝试构建一套适用于清代中期建设用地(城镇用地和农村聚落用地)的重建方法。其中,城镇用地主要基于城垣周长、城池形态进行数量重建,以历史治所为中心,以城池形态为控制边界,进行空间配置;农村聚落用地主要基于农村人口、户均居住用地需求进行数量重建,以潜在农村居民点重心为中心,考虑用地宜居性和连片性等特征进行空间重建。在理论分析的基础上,选取历史资料较为丰富的1820年为研究期,恢复了江苏省建设用地数据,共1006.45 km2,其中城镇用地222.51 km2,农村聚落用地783.93 km2,重建形成了100 m×100 m空间网格下的建设用地空间格局,并验证了重建结果的合理性。     

基于MODIS数据网格化重建历史耕地空间分布的方法——以清代云南省为例

建立具有准确空间属性的历史时期土地覆被数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的过程及其效应。本文基于我国过去300年耕地面积总体呈持续增加的特点,提出了历史时期耕地分布范围未超出现代耕地范围的合理假设,并以地表高程和坡度为影响土地宜垦程度的主导因子,评估了MODIS土地覆被产品中现代耕地分布区域的宜垦程度,再按宜垦程度从高...     

中国西部地区历史草地面积重建的方法——以甘宁青新区为例

历史草地面积重建作为历史土地利用与土地覆被变化研究的重要组成部分,可为区域乃至全球环境变化研究提供重要的基础数据。但受研究客体特性与重建资料多寡的制约,目前无论是数量估算上还是空间格局重建上均非常薄弱。本文试图在客观把握中国西部地区历史草地变化趋势与特征的基础上,利用现代遥感土地利用数据和潜在植被数据,确定土地垦殖前草地植被潜在分布范围;并结合历史耕地网格数据,构建以间接扣减为核心的草地面积重建方法;重建甘肃、宁夏、青海和新疆等省区过去300年的草地网格数据。结果表明：土地垦殖前,案例区草地覆被率高达40.87%。受土地垦殖的影响,在过去300年草地面积呈持续减少的态势。草地面积由1661年的1.11亿 hm²下降到1980年的1.03亿 hm²,并经历了1661—1724年的急剧减少、1724—1873年的缓慢减少和1873—1980年的快速减少三个时段,草地年均减少量分别为4.76万 hm²、0.75万 hm²和3.38万 hm²。在空间上,研究时段内草地垦殖区呈现出由甘肃、宁夏向青海、新疆转移的特点。以历史文献资料和1980年遥感草地网格数据为基础,对重建的草地数据开展了可靠性评估。评估显示,重建结果能够较好的再现草地变迁过程。本文构建的重建方法可被用于中国西部地区长时段的草地面积重建。     

中国耕地价值重建方法与案例研究

耕地不断流失的根本原因在于耕地农业利用的比较收益低下,所以建立耕地保护机制的主要途径在于：一方面提高耕地利用的比较收益,另一方面通过提高耕地征用的价值补偿来抑制乱占耕地行为。这两条途径归结于重建耕地资源的价值。本文提出耕地资源具有经济产出价值、生态服务价值和社会保障价值,并尝试用市场价格分别加以评估。耕地资源的经济产出价值为耕地年收益与贴现率之商,生态服务价值为耕地生态服务年价值与贴现率之商,社会保障价值是耕地提供的养老保险和就业保障价值之和。分别选择广东省潮安县、河南省淮阳县和甘肃省会宁县三个县作为案例的评价,以显示我国东、中、西部之间的区域差异。结果表明：耕地资源价值量在各地区之间呈现东高西低的差异;在耕地资源价值构成中,社会保障价值在三个案例区都占60%以上,但所占比重从东到西渐增,说明农民对耕地资源的依赖程度与社会经济发展水平呈反相关。耕地资源的经济产出价值在总价值中所占比重则从东到西递减,主要源于自然和经济生产率的差异。生态服务价值所占比重也表现出东低西高的特点,反映出生态系统从复杂到简单的变化使得农田生态系统对于西部地区生态环境显得更加重要。农业用地为社会提供了大量外部效益,这可成为实行农业补贴的一大理由,也是计算补贴量的一种依据;更可作为提高征地补偿标准的依据。在我国现阶段,耕地是大多数农民赖以生存的主要资源,在农村社会保障体系不完善甚至不存在的情况下,耕地的社会保障功能不可忽视。     

中国历史时期森林空间格局网格化重建方法研究——以东北地区为例

具有空间信息的历史土地覆被数据集是研究土地覆被变化气候与生态效应的基础数据。本文在潜在植被数据和现代遥感土地利用数据的基础上,确定了土地垦殖前森林植被可能的分布范围;遴选并量化了影响我国土地宜垦性的主导因子,评估了省域尺度上土地的宜垦性;构建了以土地宜垦性为权重的历史森林覆被网格化重建模型（网格大小为10 km×10km）;重建了我国东北三省1780 年和1940 年网格化的森林覆被。结果表明：基于省域森林面积数据,该方法较好地再现了历史时期森林空间格局;与2000 年遥感有林地空间数据对比分析显示,模型重建结果与遥感数据绝对误差的单样本t 检验相伴概率（双尾）为0.12,大于显著性水平0.05,表明模型重建结果与遥感数据不存在显著性差异,网格化重建方法具有较好的可行性;同时,重建结果准确性评估也表明：1780 年重建结果在县域尺度上的相对误差在-30%~30%之间的县级政区有99个,占县级政区总数（不含无值区）的74.44%,总体误差相对较小。     

耕地非农化与收入差距关系的实证研究

在已有研究的基础上,引入收入差距因素,以1988-2004年为样本期,选取年内建设占用耕地新增数量和基尼系数两个指标,运用Granger因果分析方法,探讨了两者间的因果关系.结果表明:耕地非农化与收入差距之间存在着双向的因果关系:滞后3期的耕地非农化是收入差距扩大的原因;滞后4期的收入差距扩大又导致了耕地非农化的加快.基于此认识,提出了慎重对待耕地非农化过程、合理分配耕地非农化收益、建立健全社会保障体系等建议,为耕地非农化的调控提供参考.     

明代省域耕地数量重建及时空特征分析

基于明代册载田亩、屯田和人口数据,以及相关赋役制度和土地制度等史料,考察了明代册载田亩和屯田数据的合理性,辨识了导致明代册载数据失实的主要因素,重建了明代典型时点省域耕地面积。结果表明：① 册籍讹误、官民田和卫所屯田的分类统计及山、塘、湖、荡等非耕地的登册起科,是导致洪武和万历年间册载数据失实的主要原因。② 洪武年间河南和湖广册载田亩数据人均耕地面积畸高,其原因为“册籍讹误”,订正后的数值分别为41万今亩和18万今亩;该时期研究区阙载的屯田总额约为5620万今亩。③ 非耕地的登册起科主要出现在南方地区,且洪武和万历年间浙江、南直隶、江西、湖广等省的册载田土数据中非耕地占比分别为24.7%、23.3%、4.4%、3.7%和28.9%、16.2%、19.2%、11.6%。④ 洪武二十六年（1393年）至万历十一年（1583年）,研究区耕地总量由49 550万今亩增至75 430万今亩;省域土地垦殖变化呈现明显的区域差异,河南和山东两省垦殖率增量超过15个百分点,湖广和四川超过3个百分点,而其余各省增量低于1个百分点。区域历史时期土地利用/覆被变化数据重建,不仅是区域生态环境效应模拟的客观需求,也可为充实和完善全球数据集提供参考。     

黑河中游历史时期人类活动强度定量评价——以明、清及民国时期为例

黑河中游在明、清及民国时期经历了人口规模膨胀和大规模农业垦殖发展过程,人类活动对地理环境产生了极其深刻的影响。由于历史记载数据有限,定量分析人类活动强度难度较大。本文选取耕地面积、人口数量、灌渠长度、粮食单产等参数为评价指标,基于历史文献记载及估算数据,采用变异系数法、熵值法、标准离差法、CRITIC法等4种客观权重法定量分析了黑河中游明代前期、明代后期、清代前期、清代后期及民国时期的人类活动强度,获得以下主要结论：5个研究时期人类活动强度绝对指数分别为0.46、0.47、1.13、1.55及1.39,表明明、清时期人类活动强度持续增加,民国时期略有减弱。各方法评估结果综合排序相同,表明研究结果具有较好一致性。     

从康雍乾垦殖政策看中国清前期垦荒发展趋势

垦荒作为一种农业生产活动,与国家政策密切相关。在以农业生产为主要经济活动的清代,这种关系尤为密切。因而详尽分析与合理把握有清一代垦殖政策的内涵与取向,是深入了解清代垦荒态势及特征的重要途径。本文通过对康雍乾三朝垦殖政策及措施的比较分析,阐述了我国清前期土地垦辟的历史过程及其时空特征。分析结果认为:康熙朝是以恢复因战乱而凋敝的农业生产为主要目的,雍正朝是处于从恢复农业生产向解决“人多地少”矛盾方向转化的过渡期,而乾隆朝则是以解决“穷民资生”问题为目的;它们反映在垦荒上,即表现为:康熙朝以恢复性垦殖为特征,雍正朝以恢复性垦殖向拓展性垦殖过渡为特征,乾隆朝则是以拓展性垦殖为特征。同时,它们在地域空间及垦殖强度上也表现出明显的差异。     

1644-2009年黄河中游旱涝序列重建与特征诊断

据清代各县级政区的历史沿革,及现存历史文献资料的详细程度,选取黄河中游18个代表站点,在提高空间分辨率的基础上,采用旱涝等级法与面积加权法重建了1644-2009年各站点旱涝等级序列。利用小波分析、累积距平、滑动t-检验等方法,检测了全区过去366年旱涝发生的周期、阶段性和突变点。结果显示:旱涝序列存在21年、70年、114年左右的多年代际尺度周期信号;1644-1683年、1737-1775年、1885-1921年为多雨期,1684-1736年、1776-1814年、1922-2001年为少雨期;目前黄河中游开始进入雨涝多发期;1815-1895年旱涝波动频繁,气候进入不稳定期;过去366年存在2个由干旱转为雨涝期的气候突变点,分别位于1723-1726和1814-1816年。     

基于Google Earth和MODIS陆地数据的农林地转换对地表温度的影响——以长江中下游及毗邻地区为例

揭示耕地与林地转换对地表温度的影响对于认识人类活动的气候与环境效应具有重要意义。基于卫星遥感数据的统计分析是揭示土地利用/覆盖变化对地表温度影响的重要手段。但是,在景观破碎度较高地区,混合像元问题成为使用这一技术手段的主要限制性因素,中国南方长江流域尤为典型。为突破这一限制,论文基于Google Earth高清影像,在1 km尺度上辨识了200对耕地与林地纯像元,进而利用MODIS陆地数据产品,对比分析了耕地与林地的地表温度(LST)、叶面积指数(LAI)、地表反照率(Albedo)之差。结果表明：耕地的LST高于林地,白天和夜间温度分别约偏高2.75 ℃和1.15 ℃,并且温差因季节而异,白昼温差呈双峰(分别是5月和10月,温差约3.18 ℃和3.33 ℃),夜间温差为单峰(7月,约2.46 ℃)。同时,温差因地而异,总体表现为西高东低,陕甘交界处的白昼温差最大,年平均约为3.83 ℃;安徽中南部温差最小,约为1.1 ℃。耕地与林地的LST之差主要由蒸散发的差异所致。林地的LAI较大,蒸散发较强,地表向大气的潜热通量较大,用于直接加热地表的感热相对偏少,因而LST相对偏低。上述结果表明近年来长江流域及毗邻地区的耕地转为林地通过增加蒸发产生了一定的致冷效应。     

近50年来山东城市体系的演化过程--基于城市中心性的分析

在前人工作的基础上,在简单讨论已有的相对中心性测度方法的基础上,根据研究目的对Tietz公式进行了一定的补充。利用1955年私营商业调查,1982年和2000年人口普查数据,通过NegF法和SumF法分析了近50年山东省中心城市的分布,及其紧密腹地、松散腹地的变动,勾勒出了1955年到2000年山东城市体系的动态演化过程。认识到山东省城市体系的发展是一个逐步复杂化、有序化的过程,由分别以青岛和济南为中心城市的两个子体系逐步演化至以青岛为中心城市的单一共同体系。在这一过程中,中心城市的等级性逐渐显化。     

清中晚期中国生态严重退化的思考——兼论"摊丁入地"政策与长城生态功能消失的协同作用

清代中期因"摊丁入地"政策的刺激,人口激增,中国PRED关系严重失衡.长期、大范围的坡地和非宜农地被开垦,导致了一次中国封建农业时代范围最广、破坏最严重的生态退化过程.与此同时,长城生态功能的消失进一步扩大并加深了退化过程.从系统角度分析,支撑庞大人口的物质、能量基础不是来自自然社会经济复合系统(NSECS)之外,也不是通过提高系统效率,而是转嫁于生态.转嫁源自农民对耕地的过度依赖关系,其根源则在于传统生产方式和文化惯性.NSECS子系统耦合导致正反馈效应,使生态长期处于退化的困境中.