基于MODIS数据的中国耕地高中低产田空间分布格局

人口的持续增长和食物消费水平的快速提升使得中国粮食自给问题越发受到关注。后备土地资源补给能力的不足和城市化过程对优质耕地的占用使得耕地资源"开源"和"节流"均存在一定困难,因此,提高耕地资源利用效率、提升耕地生产能力成为当前中国农业发展的根本策略,清晰地掌握全国高中低产田在空间上的分布区域成为国家中低产田改造与高标准农田建设规划的必要前提。本研究应用空间分辨率500 m的MODIS遥感数据和光能利用率模型,在空间上清晰地估算现实农田生产力的基础上,结合高分辨率的耕地分布数据和耕作制度区划信息,探索新的高中低产田划分方法,掌握中国高中低产田的空间分布格局。该方法既能够体现耕地资源条件的区域分异规律,也能表达耕地现实生产能力的空间差异性,并且有效克服了利用统计数据进行高中低产田划分时以县为统计单元导致的县内高中低产田格局不明确的问题。基于该方法划分的高中低产田分别占全国耕地面积的20.66%、39.56%以及39.78%。其中,低产田约有3/4分布于丘陵山地区;高产田则53%分布于平原区。高产田面积最大的五个省均位于黄淮海区域内,其面积总和占全国高产田面积的41.75%。耕地面积位列全国前三的黑龙江省、四川省和内蒙古自治区其高产田面积占比均不足15%。     

基于C-D函数和岭回归的粮食生产影响因素分析——以浙江省为例

把耕地质量划分为耕地本底质量和耕地追加质量,通过剖析农业生产物质的大量投入对粮食单产所产生的影响来探讨耕地追加质量对粮食生产的影响。通过引入"耕地标准系数"反映浙江省耕地综合质量的动态变化,并构建C-D函数模型,运用偏估计的岭回归分析,从贡献率方面就耕地追加质量中各投入因素对粮食单产进行分析。结果表明,1991—2011年间,耕地标准系数总体呈现下降趋势,意味着耕地质量有所降低。在耕地追加质量的诸多投入因素中,单位播种面积农业机械总动力、单位播种面积化肥施用量、有效灌溉率和单位播种面积地膜使用量对粮食单产的提高都有正向作用,其弹性系数集中在0.25左右,说明在其他3个因素不变的情况下,另一因素增加1%,都会促使粮食单产提高0.25%左右。最后提出提高粮食单产的耕地质量中各投入因素的对策建议。     

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。     

内蒙古土地利用变化对粮食生产能力的影响

保障一定数量的耕地是保证我国粮食安全的必要条件。内蒙古地区长期的草地开垦与自2000年开始实施的生态退耕工程势必会影响到内蒙古地区的粮食产能总量,本文利用GLO-PEM遥感模型估算的农田生产力结果,结合遥感解译获取的土地利用变化数据,分析2000-2005年土地利用变化对内蒙古粮食产能的影响,获得以下主要结论:2000-2005年土地利用变化使内蒙古耕地粮食产能总量增加,新增耕地增加的粮食产能总量为101.06×104T,大面积的草地开垦占主导作用;同时耕地转出使内蒙古粮食产能减少了65.23×104T,生态退耕是导致耕地粮食产能降低的主要土地利用变化因素。     

2000–2015年中国城市化进程中耕地质量及其时空变化研究（英文）

加速的城市化进程导致越来越多的耕地被占用,在耕地资源供给不足情况下高质量的农田受到巨大威胁,进而可能对中国粮食安全构成威胁。尽管已对中国耕地质量的空间格局进行了评估,但其随时间变化的情况未见报导。本研究利用MODIS的净初级生产力产品(MOD17)数据,基于发展的累积概率分布法确定耕地质量标准,以2000–2005年、2005–2010年和2010–2015年三期基于Landsat遥感的土地利用变化(LUCC)数据,得到低、中、高质量农田的空间分布,定量分析城市化占用耕地的数量和质量。结果表明,城市化占用耕地面积占耕地减少总面积的比例由2000–2005年的47.29%增加到2010–2015年的77.46%。2000年,中国耕地质量以中低产田为主,分别占全国耕地面积的40.81%和48.74%,高产田仅占10.44%。随着建设用地规模的扩大,城市化占用高产田面积在全国耕地面积中的比例从2000–2005年的9.71%上升到2010–2015年的15.63%,高产田受到严重威胁。从空间上看,该现象已由华东、华南向中西部地区转移,尤其是西北地区,其2010–2015年建设占用耕地面积中,高产田达到52.97%。本研究不仅提供了一种评价耕地质量的方法,同时揭示了城市化进程占用高质量耕地的趋势。未来占用高质量农田的趋势可能会持续,必须构建以振兴乡村为主的新型发展模式,可能是缓解土地资源紧缺情况下城市化和粮食安全矛盾的可选途径,值得土地利用规划和政府决策给予重视。     

河北省农田环境问题与生态保育

农田生态保育对建立健康的农田生态系统、提高农田综合生产力和保障粮食安全具有重要意义。根据1996—2004年土地调查数据和TM影像解译数据,分析河北省耕地资源的动态变化及重要的环境因子信息,阐述河北省农田数量与质量下降、土壤沙化、水土流失、农田污染、干旱缺水等农田环境问题对保障粮食安全及农业可持续发展的影响。探讨河北省农田生态保育对策,即加强基本农田保护、中低产田改造与培育、农田污染综合防治、优化区域生态环境和强化生态保育的理念。     

基于GIS的耕地改良利用分区研究——以山东章丘市为例

以山东章丘市为研究区,运用GIS技术,在确定耕地改良利用分区因子和标准的前提下,对区域内全部耕地状况及其障碍因素进行定量分析,划分耕地改良利用类型区.按照因地制宜、因土适用的原则,提出相应的改良利用措施,旨在摸清研究区域耕地改良利用因素的现状水平及制约耕地利用的障碍性因素,进一步提高其高产田的生产能力,挖掘中低产田的生产潜力,探索耕地改良利用的新思路和新方法,为其它区域耕地资源的科学管理和可持续利用提供指导和借鉴作用.     

基于主成分分析的关中地区农业粮食生产变化的影响因素研究

针对陕西省关中区域1978—2017年的农业生产数据,在分析关中40 a农业粮食生产的趋势变化后,运用主成分分析法,对影响关中农业生产中的地理环境和生产投入等主要因素进行了评价研究。结果表明:(1)关中农业粮食生产的趋势变化呈现周期为3～7 a的循环增长方式,平均每周期峰值增长率为4.5%。(2)主成分分析研究后得出,第一主成分全是地理因素指标,方差贡献率达到0.554,对关中地区农业粮食生产起着非常显著的决定影响作用,包括受灾农田面积(不含病虫害)、主要粮食作物播种面积、成灾农田面积(不含病虫害)、有效灌溉耕地面积、耕地面积;第二主成分方差贡献率为0.25,是影响粮食生产的重要因素和农业生产的生命补给。包括农业用电量、化肥、农用机械等生产资料投入和主要粮食作物稳产面积、劳动力投入因素指标;第三主成分为农药应用量,方差贡献率为0.068,影响较小。主成分累计方差贡献为0.872。通过对关中地区农业粮食生产变化的影响因素分析,可以为政府部门提出数据支撑和相关性的建议。     

近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究

依据全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析1980s末至2005年末中国农业主产区内耕地资源数量和空间格局的动态变化,并对由此带来的耕地质量和产能的变化做出宏观评估。主要结论如下:1)2005年农业主产区耕地面积①为9 321.96万hm2,较1980s末增加175.53万hm2。2)耕地在空间上呈现"北增南减"的变化格局。北方的内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区,共增加354.41万hm2,各区分别增长10.29%、19.10%、10.91%和14.14%;偏南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区,各区分别减少2.17%、2.00%、3.15%和5.61%。3)根据土地资源图对耕地质量的划分结果,20年间农业主产区内耕地面积和空间格局的变化导致一等耕地减少3.24%,二、三等耕地和宜林宜牧地分别增加2.91%、7.81%和14.10%。4)考虑各区耕地复种指数和耕地质量的影响,结合耕地单产数据进行耕地产能的核算,结果显示,在耕地数量净增1.92%的情况下,耕地的总体产能依然下降0.84%。     

重庆市耕地集约利用评价及空间分异研究

土地集约利用是国家确定的土地利用新要求,耕地集约利用是国家实现粮食和建设保障的条件。利用规范分析法、层次分析法和GIS空间分析法,构建了包括评价指标、评价方法的耕地集约利用评价体系,并运用该评价体系分析了重庆市耕地集约利用水平空间分布规律。结果显示,耕地集约利用受人均耕地面积、经济发展水平、劳动力投入等因素直接影响,在区域分异上表现为渝西片区低于渝东南片区、渝东北片区低于渝东南片区。针对重庆市耕地集约利用空间分异及变化规律,从树立耕地集约利用综合评判观念、认清耕地集约利用短板、优化耕地集约利用空间、挖掘耕地农业利用价值等方面提出对策,为农用地和其他地区耕地集约利用研究与管理提供科学依据和借鉴。