基于GIS的内蒙古耕地时空变化研究

本文选取在内蒙古土地开发史上土地利用变化较快的时段,利用内蒙古８０年代初土地资源数据和中科院“八五”院重大应用项目《国家资源环境遥感宏观调查与动态研究》成果数据,分析了近１０年内蒙古耕地时空变化规律,探讨了耕对变化的原因,预测了内蒙古未来耕地的发展变化趋势。     

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。     

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。     

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...     

基于ArcGIS的海南省耕地破碎度时空变化研究

耕地作为农业资源的重要生产要素,其破碎化不仅造成耕地浪费,且直接影响了耕地的土地生产力。本文以海南省为研究区域,利用海南省各市县2009年第二次国土调查成果数据及第三次土地利用调查统一时点数据,选取6项耕地破碎度评价指标,构建耕地破碎度评价模型,分析海南省各评价单元耕地破碎度的时空变化特征;研究方法：景观指数法、熵权法、自然断点分级法。结果表明：(1)从空间分布而言,海南省中部地区耕地破碎度总体均高于其他地区。(2)从2009-2019年,海南省耕地破碎度总体趋于好转,I级区市县个数由“二调”的6个增加至“三调”的8个,Ⅱ级区由“二调”的9个减少至“三调”的7个,Ⅲ级区数量保持不变。(3)海口市为近10年耕地破碎度变化幅度最大的城市,耕地破碎度综合指数从“二调”的0.2459增长至“三调”的0.3468,增幅为41%。研究结论：地形地貌为山地、丘陵区,耕地破碎度较大;经济发展速度与耕地破碎度变化趋势总体成正比。     

耕地安全时空变化及其驱动力研究——以江西省鹰潭市为例

耕地安全是保障我国持续增长的人口能健康生存的关键。掌握耕地安全的时空变化特征及其驱动力对维护耕地安全意义很大。本研究考虑耕地数量、质量和生态安全的平衡与稳定性,构建了耕地安全评价指标体系,采用改进的TOPSIS方法,对江西省鹰潭市1995-2015年耕地安全状况进行评价,并分析其时空变化特征。利用空间回归模型研究耕地安全时空变化的驱动力,可消除空间自相关的影响。研究结果表明:1995-2005年鹰潭市耕地安全呈快速下降趋势,2005-2015年耕地安全呈缓慢上升趋势。非常危险的耕地主要分布在月湖区,而安全状态的耕地主要位于南部山地区域,一般危险的耕地范围随城市发展方向往西部扩张延伸。驱动因素中,社会经济因素和政策因素对耕地安全变化有显著影响。根据耕地安全的时空变化规律和耕地安全的驱动因素,可采取相应措施提高耕地安全水平。     

陕西渭北旱塬区县域耕地时空变化及其对粮食生产影响

耕地资源是国家粮食安全的根本保障,掌握耕地数量与质量状况是合理利用区域耕地资源的前提.以位于陕西渭北旱塬东部的韩城市为研究区域,运用GIS空间分析技术,结合耕地质量评价模型、区位指数模型与重心迁移模型,分析韩城市2009—2018年耕地时空变化及其对粮食生产的影响.结果表明:(1)2009—2018年研究区耕地空间分布...     

1992-2015年全球耕地变化对陆地生态系统服务价值的影响（英文）

From 1992 to 2015, ecological environment has been threatened by the changes of cropland around the world. In order to evaluate the impact of cropland changes on ecosystem, we calculated the response of terrestrial ecosystem service values (TESVs) variation to cropland conversion based on land-use data from European Space Agency (ESA). The results showed that cropland changes were responsible for an absolute loss of $166.82 billion, equivalent to 1.17% of global TESVs in 1992. Among the different regions, the impact of cropland changes on TESVs was significant in South America and Africa but not obvious in Oceania, Asia and Europe. Cropland expansion from tropical forest was the main reason for decreases in TESVs globally, especially in South America, Africa and Asia. The effect of wetland converted to cropland was notable in North America and Europe while grassland converted to cropland played an important role in Oceania, Africa and Asia. In Europe, the force of urban expansion cannot be ignored as well. The conversion of cropland to tropical or temperate forest partly compensated for the loss of TESVs globally, especially in Asia.     

中国县域耕地与农业劳动力变化的时空耦合关系

利用1996 年、2000 年和2005 年中国县域耕地与农业劳动力数据,基于GIS 技术和模型方法,分析了县域耕地面积与农业劳动力变化态势及其时空耦合特征。研究表明：① 县域耕地面积和农业劳动力变化均呈先增后减态势。1996-2000 年,耕地总量、劳动力数量分别增长2.70%和1.40%;2000-2005 年,耕地总量、劳动力数量分别减少1.51%和8.18%。②“胡焕庸线”是刻画中国耕地和劳动力变化格局的重要分界线。沿此线带状区域内因退耕还林造成耕地快速减少,而农业劳动力转移滞后;其西北部区域耕地快速增加,农业劳动力也在增长;其东南部区域耕地明显减少,而农业劳动力减少速度更快,二者呈现协调态势。③ 耕地非农化进程中县域劳动力转移效率呈下降趋势。1996-2000 年和2000-2005 年,全国分别有447 个和505 个县域的耕地减少和劳动力转移呈良性变化,90%的县域劳耕弹性系数(LFEC) 的中位数分别为4.58 和2.97。④ 基于SOM自组织特征映射神经网络聚类方法,可将1996-2005 年中国县域耕地与劳动力变化的耦合特征划分为9大类型区。多情景模拟分析表明,2005-2015年的LFEC趋势值为2.55。     

耕地变化与社会经济发展关系研究进展

经济快速发展过程中耕地流失严重的问题已引起政府和社会的广泛关注,深入研究耕地变化与社会经济发展关系的内在机制具有重要的理论和实践意义。本文在简要回顾国内外在经济发展对耕地面积减少的影响、经济发展对耕地质量变化的影响、耕地变化的社会经济驱动力研究以及耕地变化对粮食安全的影响研究的基础上,结合中国目前研究的实际情况以及中国人多地少的特殊国情,分析了耕地变化与社会经济发展关系研究中存在的问题,诸如数据的科学准确性、研究的时空尺度问题、指标体系的统一性以及模型化等,研究认为今后应深入耕地非农化内在机制的研究、加强研究方法的突破与创新、加大对耕地社会、生态价值的研究以及开展应用研究。     

Spatial and Temporal Variation of Cropland at the Global Level from 1992 to 2015

Correlated increases in population and demand for food over recent decades have caused remarkable changes in cropland area globally. Utilizing the latest data product provided by the European Space Agency (ESA), this paper analyzes annual trends and spatiotemporal variations in cropland area and discusses cropland conversion, losses, and increases globally between 1992 and 2015 at a 300 m resolution. The results show that the global area of cropland increased rapidly between 1992 and 2004, more slowly between 2004 and 2012, and began to decrease gradually since 2012. First, an increasing trend in cropland area has been maintained solely in Africa; all other regions are characterized by decreasing trends in later periods despite different transition points and change rates. A reduction in cropland area frequently emerged earlier in high-income countries. Second, increase rates in cropland area have largely decreased in recent years while the overall rate of loss has remained almost the same. Hotspot areas of global cropland increases are mainly concentrated around the edge of the Amazon forest, Eurasian Steppe, and Sahara Desert. These hotspot areas of global cropland loss shifted from Europe to Asia while built-up areas have expanded at the expense of cropland.     

Chinese Cropland Quality and Its Temporal and Spatial Changes due to Urbanization in 2000-2015

The acceleration of urbanization has led to the occupation of more cropland, especially higher quality cropland, which could pose a huge threat to food security and have other implications for the inadequate cropland resource supply in China. Though the spatial status of Chinese cropland quality has been assessed, its temporal changes since 2000 to 2015 are still not clear. An accumulated probability distribution method was used to determine the criteria of cropland quality using the net primary production data product (MOD17) from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Then the cropland quality of higher, median and lower production was spatially mapped and its changes due to occupation by urbanization were analyzed through the land use changes (LUCC) data primarily from Landsat TM images in the three periods of 2000-2005, 2005-2010, and 2010-2015. The results showed that of the total cropland reduction area the proportion taken by urbanization increased from 47.29% in the early stage to 77.46% in the recent period. The quality of Chinese cropland was dominated by low- and medium-yield fields, accounting for 40.81% and 48.74%, respectively, with high-yield fields accounting for only 10.44% of the total cropland in the country in 2000. The high-yield areas have been seriously threatened by the expansion of construction land fields, with the ratio of high-yield area to total area occupied by urbanization increasing from 9.71% in 2000-2005 to 15.63% in 2010-2015. Spatially, this phenomenon has been moving from eastern and southern China to central and western China, especially in Northwest China where the ratio has arrived at the highest proportion, with 52.97% of high-yield cropland in the total land taken by the expansion by 2015. This study not only provides a method to assess cropland quality but also reveals the threatening trend from the expansion of urbanization on high-quality cropland. More attention should be paid to the latter in land use planning and policies made to prevent threats to food security from declines in both cropland quantity and quality.     

中国大陆体面劳动水平测度与空间分异探讨

基于国际体面劳动的目标,从就业、权利、社会保障、社会对话4个维度构建了体面劳动水平评价指标体系,利用改进的熵值法确定指标权重,测度2012年中国大陆省际尺度上体面劳动水平。借助SPSS系统聚类法将中国大陆31个省级行政区体面劳动水平划分为高水平、较高水平、中等水平、较低水平和低水平5个类型区域。研究结果表明,中国大陆体面劳动水平呈现出东北和东部地区水平高、西部地区水平低、中部地区水平居中的空间分异格局。利用一元线性回归分析,初步断定经济发展与体面劳动水平的空间分异存在较强的正相关关系。     

鄂尔多斯市2005-2014年地下水位变化

鄂尔多斯市地处半干旱区,水资源缺乏,监测地下水位的变化对于地区生态和经济发展具有重要意义。本研究利用鄂尔多斯市6个地下水位监测井2005-2014年的监测资料,分析了该地区地下水位变化特征。结果显示:(1)本地区地下水位2005-2006年有所下降,2007-2010年逐年抬升,2011年受严重干旱影响,地下水位为近10年来最低值,从2012年开始至2014年,以每年0.14 m的幅度抬升,2014年为近10年最高值,地下水位的年际变化主要与煤炭开采和经济发展有关。(2)地下水位的年内季节变化明显,与降雨量、蒸发量和农业灌溉用水的相关性较高。3-7月,水位持续下降,7月地下水位为年内最低点;8-10月,水位逐步回升;11月至次年2月水位总体呈略微抬升状态,次年2月为年内最高值。     

1975—2015年甘肃省白龙江流域自然保护区生态系统服务价值及其时空差异

利用1975-2015年7期遥感数据重建甘肃省白龙江流域8个野生动物自然保护区的生态系统时空变化特征,并在对该研究区各类生态系统服务价值当量修订的基础上,采用生态系统服务价值评估模型和敏感性指数,对不同时期的生态系统服务价值进行评估。结果表明:(1)白龙江流域自然保护区以森林生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,农田和裸地生态系统面积减少,而森林、草地、水域和人工表面生态系统呈增加趋势,且在2000年后变化最活跃。(2)研究区生态系统服务价值由1975年的239.68×10^8元上升到2015年的243.58×10^8元,净增加3.90×10^8元,农田和裸地生态系统服务价值持续减少,而森林、草地和水域生态系统服务价值则呈增加趋势。(3)整体上,研究区南部生态系统服务价值呈增长趋势,而中北部地区则处于阶段性变化状态,文县大鲵自然保护区单位面积生态系统服务价值密度最高,多儿自然保护区价值密度最低,且为唯一衰退型保护区。(4)在不同生态系统服务类型中,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。白龙江流域自然保护区生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统服务价值的变化具有放大作用。     

土壤质量时空变异及其与环境因子的时空关系

土壤质量能体现自然因素与人类活动对土地的影响,深入认识土壤质量的时空变异与环境因子的关系对 土地质量改善与土地可持续利用具有重要意义。土壤质量的时空变异是指在一定的景观内,不同时间不同地点不 同土层的土壤特征存在明显的差异性和多样性,由确定性(Deterministic)和随机性(Stochastic)两大组分构成。土壤 质量时空变异是由多重尺度上的土地利用(植被)、气象(降雨)、地形、土壤、人为活动等多因子综合作用的结果,但 是就某一具体地区而言存在重点尺度和主控因子,土壤质量时空变异的重点尺度与主控因子的时空关系因时间、 空间和尺度而异。本文首先介绍了土壤质量时空变异的概念与内涵,重点综述了土壤理化特性(尤其是黄土高原地 区)的时空变异及其与环境因子时空关系的研究进展,探讨了土壤质量时空变异的发展趋势,以期对我国土壤质量 的时空变异研究有所启迪与帮助。     

基于MOD16数据的渭河流域地表实际蒸散发时空特征

基于流域水量平衡法,利用水文数据和气象数据对渭河流域MOD16-ET(实际蒸散发)数据进行精度验证; 利用2000-2012年MOD16-ET数据和GIS技术定量分析了渭河流域(分为干流、泾河、北洛河3个子流域)地表实际蒸散发年际和年内的时空变化特征。结果表明:(1) 3个子流域的实测降水空间插值结果与MOD16-ET估算结果比较,相对误差平均值为8.36%,渭河干流误差较小,其他2个子流域误差相对较大; (2) 3个子流域上游至下游的ET剖面线变化不同,明显受地表覆盖类型影响; (3) ET值年内分布大致呈单峰型格局,季节变化特征为夏季(177.14 mm)> 秋季(105.22 mm)> 春季(92.97 mm)> 冬季(77.50 mm); (4) 基于栅格尺度的ET值年际变化特征空间分布,各子流域下游以降低趋势为主,渭河中游和上游以升高趋势为主,北洛河、泾河中游和上游以基本不变趋势为主,具体影响因素的定量分析仍需MODIS资料的时间累积。     

江西省入境旅游流时空演变研究

采用旅游流年际变动指数、年际集中指数、地理集中指数、基尼系数及空间重心模型,对2000年至2012年江西入境旅游流时空动态演变进行分析。结果表明:1入境旅游流年际波动较大,港澳客源市场表现最为稳定,其次是台湾和外国客源市场,港澳台近程入境旅游客源市场仍具有重要的开发价值,外国入境客源市场潜力还要进一步激发。2年际集中指数较高的美日韩等国,应在稳定基数效应的基础上,加强针对性营销;年际集中指数较低的新加坡、法国、俄罗斯等国,应进行重点开发,培育新兴市场。3港澳游客地理集中度高,外国游客呈现分散-集中趋势,为分散风险应加大对亚洲邻国市场的开拓力度;而城市入境旅游流空间分布相对均衡,客源结构更加完善,但由于交通、区位、资源禀赋、知名度及其客源国消费结构和水平等因素的影响,旅游流重心移动轨迹存在空间错位。     

Spatial and temporal variation of global LAI during 1981–2006

Earth is always changing. Knowledge about where changes happened is the first step for us to understand how these changes affect our lives. In this paper, we use a long-term leaf area index data (LAI) to identify where changes happened and where has experienced the strongest change around the globe during 1981–2006. Results show that, over the past 26 years, LAI has generally increased at a rate of 0.0013 per year around the globe. The strongest increasing trend is around 0.0032 per year in the middle and northern high latitudes (north of 30°N). LAI has prominently increased in Europe, Siberia, Indian Peninsula, America and south Canada, South region of Sahara, southwest corner of Australia and Kgalagadi Basin; while noticeably decreased in Southeast Asia, southeastern China, central Africa, central and southern South America and arctic areas in North America.     

黄土高原区不同降水相态的时空变化

以1960~2013年黄土高原区及周边58个气象站的地面逐日降水数据为基础,对黄土高原区不同降水相态的时空分布特征进行了分析,研究表明：黄土高原区雨、雪分界线在35°N附近,以北区域以降雪为主,以南且110°E以西的区域以降雨形态为主。该分界线附近是雨夹雪的多发区。黄土高原区降雨有明显的年际波动,而降雪的波动不是很明显,雨夹雪和雾（露、霜）这几种降水相态年际波动较小且趋势一致。液态降水、降雪呈减少趋势,雪、雨夹雪、雾（露、霜）呈增加趋势。雪、雨夹雪、雾（露、霜）均存在显著的准30 a的振荡周期,此外,这4种降水相态还存在15 a、10~12 a、5 a中小尺度的周期。