基于农户行为的耕地质量评价指标体系 构建的理论与方法

从农户土地利用目标变化相关理论出发, 依据在不同经济发展阶段下, 农户土地利用目 标的产量最大化、产量与利润最优化和利润最大化三个阶段的变化特征, 创建了基于农户土地利 用目标变化的“压力- 状态- 效应- 响应”逻辑框架模型; 并据不同经济发展阶段下的“压力- 状态- 效应- 响应”的变化特征, 构建了基于农户土地利用目标变化的耕地质量评价指标体系。这一评价 指标体系的建立为我国在不同经济发展阶段下, 从农户尺度上进行耕地质量保护提供政策依据。     

基于农户行为的耕地质量评价指标体系 构建的理论与方法

从农户土地利用目标变化相关理论出发, 依据在不同经济发展阶段下, 农户土地利用目 标的产量最大化、产量与利润最优化和利润最大化三个阶段的变化特征, 创建了基于农户土地利 用目标变化的“压力- 状态- 效应- 响应”逻辑框架模型; 并据不同经济发展阶段下的“压力- 状态- 效应- 响应”的变化特征, 构建了基于农户土地利用目标变化的耕地质量评价指标体系。这一评价 指标体系的建立为我国在不同经济发展阶段下, 从农户尺度上进行耕地质量保护提供政策依据。     

中国农户土地利用阶段差异及其对粮食生产和生态的影响

土地利用通过改变陆地表面形态和土地利用强度对全球的粮食安全和生态安全产生了重要影响, 在满足 人类物质需求和保证生态多功能方面进行有效权衡是全球科学家关注的问题。中国处在快速的经济发展转变过程 中, 研究中国的土地利用变化对于全球粮食安全和生态安全变化将产生巨大的影响。本文从中国不同经济发展阶 段的农户特征出发, 率先提出了中国农户土地利用的四个阶段, 分析了四个阶段的土地利用特征及其对于粮食生 产和生态安全的影响。在中国目前的经济发展水平下, 中国农户存在“物质生存型”、“物质生产和利润优化型”、“利 润最大化”和“景观效用最大化”四个阶段。在“物质生存型”阶段, 农户土地利用满足家庭物质消费需求, 土地利用 集约化程度低, 粮食安全水平低, 农地的多功能得到发挥; 在第二个阶段, 农户土地利用处于“物质生产和利润优化 阶段”, 农户土地利用集约度化程度提高, 农地的生产功能不断得到强化, 农地的其他功能不断弱化, 此时的粮食生 产接近粮食的技术生产水平, 却是中国目前粮食安全的保障; 在农户土地利用的“利润最大化”阶段, 农户土地利用 转型以效益为核心, 耕地粮食水平与耕地的技术生产水平差异巨大, 但是耕地的生产潜力最大, 通过土地产权制度 创新, 可以实现耕地生产能力, 耕地的生产功能强化, 而耕地的其他功能弱化; 在农户土地利用的“景观效用最大 化”阶段, 农户土地利用目标以发挥农地的多功能为主, 而弱化了其生产功能。由于中国经济发展水平的差异存在 的长期性, 农户的四种类型将长期存在, 根据农户土地利用阶段性特征, 进行农户土地利用预期转型特征, 制定既 可以保障国家粮食安全, 又可以保障全球生态安全的政策。     

基于CLUE模型的2030年江西省土地利用变化情景分析

引入“一切照常情景”、“规划情景"和”优化情景"三种生态系统变化情景,采用CLUE模型,对江西省2001～2030年的土地利用空间变化进行模型模拟,并用2005年的土地利用现状图对模拟结果进行了验证。研究表明:在“一切照常情景”中,耕地持续减少;建设用地急剧增加;林地面积基本保持稳定。在“规划情景”中,耕地持续增加;建设用地略有增加,并在2020年后基本保持不变;林地总面积变化不大,但是高密度森林面积比重增大;河流和湖泊面积略微减少,湿地面积大幅增加。在“优化情景”中,森林增加趋势较“规划情景”有所减缓,河流和湖泊,湿地均有显著增加。本研究对研究区今后的土地利用规划修编和土地可持续性管理具有重要的指导意义。     

转型期北京社会空间分异重构

利用分街区人口普查数据, 分析1982-2000 年北京都市区社会空间分异特征, 通过计算信息熵、绝对分异指数、相对分异指数和隔离指数等指标, 探讨转型期北京社会空间分异 的重构特征。研究表明: “街区尺度”是展现都市区社会空间分异特征具有可操作性的空间尺度; 北京各类居住人口、就业人口以及住房状态都存在明显的空间分异特征; 除了老年人口、性别比、户均人数和农业就业人口等少数指标以外, 1982-2000 年北京绝大部分社会指标 的空间分异程度在下降; 同期, 外来人口、各少数民族人口、高学历人口以及二产、三产就业人口等与总人口分布格局的一致性在变好, 而老年人口、文盲人口以及与农业相关的人口 逐渐偏离与总人口分布格局的一致性。18 年间城市人口的混居性普遍增强, 但老年人口、外来人口和农业人口却表现出相对于其他人口混居性变弱而群居性增强的特征。北京社会空间分异重构特征还可以从各社会指标与距离关系的演变中获得直观认识。在中国大城市转型期 间, “规模重构”和“空间效应”交互作用, 构成社会空间分异重构的外在表现, 其基础动力主要来自于制度、市场和文化的变迁。     

基于RBF的湖南省土地生态安全动态预警

基于1996-2010 年湖南省土地生态安全的相关数据, 从压力、状态、响应3 方面构建湖南省土地生态安全预警指标体系, 运用RBF模型对2011-2015 年湖南省土地生态安全演变趋势进行预测, 并结合预警指数和警度标准对1996-2015 年湖南省土地生态安全警情状况进行分析, 结果表明:① RBF模型有较高的模拟精度, 能够较好地拟合2011-2015 年湖南省土地生态安全各系统的发展趋势。② 就各子系统的安全警度而言, 1996-2010 年湖南省土地生态安全的压力和状态系统的警度呈波动上升趋势, 响应系统的警度呈下降趋势, 2011-2015 年, 压力系统将逐步由“中警”(黄灯) 转变为“重警”(橙灯), 状态系统将处于“中警”(黄灯) 状态, 响应系统将处于“无警”(绿灯) 状态。③ 总体而言, 1996-2010 年, 湖南省土地生态安全警度呈略有下降态势, 2011-2015 年, 预警指数将处于0.42 左右, 警度将处于“中警”(黄灯) 状态。④ 影响湖南省土地生态安全的主要因素包括农业经济比重、建设占用耕地面积量、自然灾害受灾面积比重、人均建设用地面积、第三产业比重、自然保护区面积比重等, 是今后调控的重点。     

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。     

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。     

哈大齐工业走廊土地利用变化的生态环境效应

基于哈大齐工业走廊1990年、2000年、2005年3期TM影像,获取15年来不同时段的土地利用变化信息。利用景观格局指数和生态环境质量指数两种生态环境效应评价指数,定量对比分析七个市县土地利用变化带来的生态环境效应。结果表明:①15年来,哈大齐工业走廊耕地、建设用地增加,草地、水域、未利用地减少。②整体生态环境恶化,区域差异显著;空间格局呈中心城区高周边农牧区低;大庆、杜蒙、泰来因草地、湿地“三化”等原因,破碎化加剧、多样性锐减、环境质量恶化最为显著,建议加强生态保护。③两种评价指数从不同角度反映出相似的区域差异特征。两方法结合分析实现更为客观全面的评价效果,以期为区域综合定量评价提供方法借鉴。     

长江经济带景观格局动态演变及其景观生态环境效应

利用2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感监测数据,通过景观格局指数、区域生态环境质量指数定量探究长江经济带土地景观格局的时空变化特征及其生态环境响应。研究表明：① 长江经济带上、中、下游区域的林地、草地等生态用地与人造地表的分布存在空间错位,生态用地主要转为耕地和人造地表;② 景观层级上,斑块的聚合度降低、破碎化程度加剧、多样性程度有所增加,类型层级上,耕地的破碎化程度增加,人造地表在空间上的连接度加强,趋于规模发展;③ 2000—2020年,经济带生态环境质量改善和恶化并存的特征弱化了整体生态质量的时间变异性,生态环境质量指数的低值区与长江经济带三大城市群的分布存在空间布局相似性;④区域土地资源供给与发展水平的空间错位、土地利用主导功能转型下的生态变化、人口虹吸效应、产业结构等影响长江经济带生态环境的空间分布。     

基于农户利用目标的集约化农区土地利用 驱动机制分析——以河北省曲周县为例

发展经济学和农户微观行为理论对农户土地利用目标的机理分析表明,农户在不同阶段土地利用目标的差异,其发展必然经历追求粮食产量最大化、产量与利润最佳化、利润最大化三个阶段。在第一阶段,土地利用变化的形式表现为土地的用途转换,既边际土地向耕地转移,耕地面积不断扩大,但是土地产出能力却很低。第二个阶段,农户对土地的利用目标,既考虑家庭需要,又考虑投入和产出的关系,此时表现在土地利用上,就是在稳定粮食生产的基础上,寻求利润最大化,土地利用就会向高效益的经济作物转移,促进种植结构的调整。第三阶段,经济发展水平进一步提高,劳动力机会成本增加,土地向利润最大化转移。在耕地内部,粮食生产如果没有规模,轻者会导致投入的降低,重者会导致土地的荒芜。实证分析表明曲周目前处在第二个阶段,表现为粮食产量的提高和大量物质投入的增加,随着追求利润的阶段发展,投入比重必然会向经济作物转移。     

黑河中游土地利用/覆被变化及其对碳储量影响的预测

准确预测未来土地利用/覆盖变化及其对区域碳储量的影响对土地利用决策和气候变化研究具有重要意义。以黑河中游流域为研究对象,基于2000年和2012年两期土地利用解译数据,运用CA-Markov模型,并依据《IPCC 2006指南》提供的清单方法,在对研究区2024年土地利用变化特征进行预测分析的基础上评估了2000-2024年黑河中游土地利用/覆被变化对碳储量的影响。结果表明:2000-2012年,研究区耕地、建设用地、林地和草地面积呈增加趋势,未利用土地和水域面积呈减少趋势,土地利用/覆被变化导致碳储量增加3.22×10^6 t;预测2024年黑河中游土地利用变化同2012年相比,耕地、建设用地、林地占研究区比例分别增加3.18%、0.84%和0.77%,未利用土地、草地和水域占研究区比例分别减少3.32%、1.13%和0.33%;2012-2024年土地利用/覆被变化导致碳储量增加7.55×10^6 t,各土地利用类型变化导致碳储量变化更加明显,其中林地和耕地增加是碳储量增加的主要原因,建设用地增加是碳储量减少的主要原因。总体来看,2012-2024年耕地、建设用地、林地将继续呈增加趋势,未利用土地和水体将继续呈减少趋势;2012-2024年较2000-2012年土地利用变化导致碳储量增加4.33×10^6 t,固碳能力表现出较明显的提高。     

太湖流域土地利用变化对耕地生产力的影响研究

以城镇化过程持续加速而耕地流失及粮食供需形势日趋严峻的太湖流域为研究区,结合遥感、土壤、气象及农业统计数据,借助AEZ模型和GIS开展1985~2010年土地利用变化对耕地生产力的影响分析及评价。结果表明：① 流域耕地生产力水平较高,高产耕地分布广泛;② 近30 a来就地城镇化和工业化发展导致流域建设用地快速扩张,耕地数量锐减;③ 由于减少的多为城市周边及交通沿线水土条件优越的优质耕地,新增的则多是来源于土地复垦或整理的低产耕地,“高产耕地锐减-低产耕地缓增”导致流域耕地生产力水平下降,且在不同发展阶段下降格局不同;④ 高产田锐减导致流域粮食大幅减产,不同县域由于经济发展水平和耕地利用条件不同,粮食减幅呈现显著空间差异。     

中国适垦耕地空间分异特征研究

基于GIS空间分析技术,利用数字地形高程图生成地形高程和坡度分级图,将地形高程分级图、地形坡度分级图、2000年耕地分布图和分县行政区划图叠加,提取2000年分县耕地地形分异数据,计算2006年分县适垦耕地面积,以适垦耕地指数和人均适垦耕地面积为指标,分析我国适垦耕地的空间分异特征。结果表明:1)我国耕地的地形分异特点是随着地形高程和坡度的增加,耕地面积均呈现快速下降的趋势,耕地主要集中于海拔500 m以下且坡度较小的地域。2)适垦耕地的空间分异主要受地形条件控制,海拔较低、地形平缓的平原、盆地和河谷适垦耕地指数一般在50%以上,而海拔较高、地形起伏较大的高原、山地和丘陵地区指数值普遍低于30%。3)我国人均适垦耕地面积空间分布的总体特征是北多南少,人均适垦耕地面积在0.2 hm2以上的高类和较高类大都分布在北方地区,而人均适垦耕地面积在0.067 hm2以下的低类和较低类主要集中于青藏高原及东南沿海地区。     

三江自然保护区耕地与湿地协调发展水平的评价研究

构建了衡量耕地—湿地协调发展的评价指标体系,并以三江自然保护区为例,采用综合指数法对耕地生产与湿地环境的协调发展水平进行了评价。结果表明:1954~2000年耕地生产与湿地环境比较协调,1995年协调度达最高点0.992,2000年二者综合发展水平达最高点0.389;2000~2005年协调度和综合发展水平开始出现大幅度下降,湿地开垦已经超过其临界规模,湿地面积的急速下降已威胁到区域的可持续发展。1995~2000年这段期间三江自然保护区耕地与湿地协调水平最高,此时耕地面积大约为2.6×10⁴ hm²,湿地面积大约为3.5×10⁴ hm²。此结果可以作为三江自然保护区湿地恢复重要的参考标准。在该标准下,通过改变传统农业发展模式和提高单产水平,三江自然保护区粮食可满足目前的需求,湿地重要的生态功能也可大大恢复。     

基于主成分分析法的钦州市耕地面积变化及其驱动力分析

以钦州市为例,采用主成分分析方法,从经济、人口、农业和土地4个方面选取了13个因子,分析其在2001~2010年对耕地面积变化的影响,揭示耕地面积变化的作用机制,从而为制定合理的耕地保护政策提供依据。研究结果表明：① 钦州市耕地面积总体呈逐年下降趋势,年平均减少约460 hm²。② 钦州市耕地面积变化的主要因子是经济社会发展、人口增加和农业生产发展,这3者构成了耕地面积变化主要驱动力。③ 可以从减少建设占用、加强土地开发利用、加强农业结构调整的引导和管理等3个方面遏制钦州市耕地面积减少的势头。     

基于空间自相关的耕地质量分布格局

耕地质量是保障粮食安全的基础。以广东省广宁县为例,采用空间自相关分析法,基于全局、局部和方向3个视角,对耕地质量空间分布特征进行分析。结果表明:全局来看,广宁县耕地质量在空间分布上具有较强的空间正相关性,且县级尺度空间自相关程度强于镇级尺度;局部区域,县域耕地质量存在聚集性分布规律,高质量耕地集中分布在排沙镇北部、江屯镇中部和螺岗镇南部,低质量耕地集中分布在赤坑镇中南部、古水镇东北部以及北市镇东北部;县域耕地质量在各方向上的结构性特征表现不一,在距离1 650 m范围内基本趋于一致,但随距离增加其结构性特征在各方向上呈现不同走势。