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。     

土地利用/覆被变化对区域径流的影响——以秦皇岛地区为例

土地利用方式的变化是影响流域径流的重要因素。为定量研究土地利用/覆被变化对径流的影响,该文结合SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型,分析了秦皇岛地区2000年、2005年、2010年和2014年不同土地利用/覆被变化对径流的影响,并在子流域尺度上分析径流的空间变化。研究结果表明:1)SWAT模型能够较好地模拟研究区流域的月径流过程。2000-2005年研究区耕地急剧增加,林地和裸地减少,导致多年平均径流量增加4.79%;2005-2010年林地明显增加,耕地和裸地减少,导致多年平均径流量减少3.32%;2010-2014年城镇建设用地增加明显,耕地和林地减少,导致多年平均径流量增加2.62%。2)耕地和城镇建设用地的增加在不同程度上会增加径流量,而林地具有涵养水源、减少径流量的作用。3)研究区年均地表径流变化空间差异较显著,整体呈增加趋势。研究结果可为合理规划土地利用格局、优化配置水资源提供参考依据。     

基于土地利用变化情景的生态系统碳储量评估——以太行山淇河流域为例

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,影响其碳源、碳汇效应,但以往结合时空尺度探讨流域未来土地利用变化对生态系统碳储量影响的研究尚不多见。以太行山淇河流域为例,分析2005-2015年土地利用变化,采用Markov-CLUE-S复合模型预测2025年自然增长、耕地保护及生态保护情景下的土地利用格局,并基于土地利用数据,运用InVEST模型的碳储量模块评估2005-2015年及未来不同情景下的生态系统碳储量。结果表明：① 2015年淇河流域生态系统碳储量和平均碳密度分别为3.16×10⁷ t和141.9 t/hm²,自2005年以来分别下降0.07×10⁷ t和2.89 t/hm²。② 2005-2015年碳密度在低海拔区域以减少为主,在高海拔区域增加区与减少区比例相当,淇河中下游地区建设用地的大肆扩张以及上游林地的退化是导致碳密度下降的主要原因。③ 2015-2025年自然增长情景下碳储量和碳密度下降仍较明显,主要是低海拔区域固碳能力的减弱;耕地保护情景减缓了碳储量和碳密度的下降幅度,主要是由于低海拔区固碳能力的增强;生态保护情景下,碳储量和碳密度显著增加,分别达到3.19×10⁷ t和143.26 t/hm²,主要发生在海拔高于1100 m的区域。生态保护情景能够增强固碳能力,但不能有效控制耕地面积的减小。因此,研究区土地利用规划可统筹考虑生态保护和耕地保护情景,既能增加碳汇,又能保障耕地质量和粮食安全。     

山区县优质耕地空间格局及其产生机制——以福建永春县为例

随着对耕地"数量、质量、生态"全方位的日益重视,耕地占补平衡难度的逐渐加大,优质耕地建设成为高效国土建设的重要组成,探索优质耕地空间分布对于引导土地整治项目选址具有一定的价值,对助力乡村振兴具有现实意义。以永春县为例,总结其优质耕地空间分布特征,探究其空间格局产生机制,以期对山区县优质耕地建设探索有所裨益。分布特征结论:永春县优质耕地呈现"大分散、小集聚"的空间格局;沿主要流域相对均衡分布;与居住空间呈衰减态势。产生机制结论:与高程和坡地组合的地形位梯度分布呈现高度相关,主要分布于高程低、坡度小区域;与道路通达性密切正相关,大比例分布在0～50 m内,随距离增加面积减少,不同道路类型相关性为:农村道路乡道省道县道。     

拉市海流域生境质量空间变化及其评价（英文）

生境质量变化监测与评价对于生物多样性保护意义重大。为探明云南省拉市海流域的生境变化情况,本文基于SPOT卫星影像提取云南拉市海流域2000年与2015年两期土地利用数据,运用InVEST模型对流域生态退化度、生境质量和生境稀缺性进行评价,采用空间统计方法定量分析了2000–2015年的空间动态变化。结果表明:在研究的15年间,拉市海地区生境退化区总体较少,数量上明显减少,生态退化度呈阶梯式下降;总体上生境质量保持良好并有所提升,少部区域生境质量降低;耕地生境稀缺性增加,人地矛盾突出。拉市海生境质量提升的原因可归结为三个方面:1)当地自2000年起实行的退耕还林政策得到了很好的落实并取得了显著成效,伐木毁林等森林破坏基本杜绝,生态环境得到了恢复;2)较高的林地占比,赋予当地较高生境适宜性本底;3)当地旅游经济的发展,使生态优势转化为经济优势,大幅提高了居民经济收入水平和生活水平;同时生态资源红利的持续发挥,增加了居民生态保护的积极性,保障了森林、湿地及珍贵动植物资源保护,使生态退化减弱,生境质量提升。同时,必须注意到当地人地矛盾的加剧。为持续减轻生态退化,促进生境质量的提升,还需推动生态经济发展,进一步提高居民收入水平,减少生产生活对第一产业的依赖,缓解人地矛盾,从而使流域经济和生态协同发展,保障可持续发展目标。     

中国耕地利用变化驱动下的粮食生产:安全格局分析(英文)

自从1978年改革开放以来,随着经济的迅速发展,中国的耕地利用格局发生了很大的变化。耕地数量和质量的变化直接导致粮食生产的变动。本文利用来自政府部门的农业统计数据,分析了1978-2004年间中国耕地利用水平的时空动态格局,并通过构建"粮耕弹性系数"来反映耕地利用变化与粮食生产的互动关系。研究结果表明:耕地投入的增加和质量的提升在一定程度上缓解了1978年以来我国耕地资源严重流失给粮食生产安全带来的压力;自改革开放以来,中国耕地利用水平呈现由经济快速发展带来的普遍性提升局面,并随着经济发展程度由东南沿海向内陆递减,耕地利用水平的提升速率也呈现由东南沿海向内陆梯级递减态势。然而,耕地集约利用程度的不断提升,并不一定会带来粮食产量的持续稳定增长。耕地集约利用增长的边际效用递减特性,使得中国粮食生产安全的保障已逐步由耕地集约利用水平的提升转向了耕地面积的保护,由此导致耕地资源的数量成为了左右粮食生产安全的关键,这也为当今中国制定严格的耕地保护目标和战略提供了现实的科学依据。     

左江上游流域景观生态风险评价

以1990年和2008年左江上游流域的土地利用数据和数字高程模型为基础,以景观干扰度、景观脆弱度为主要评价指标,构建景观生态风险评价模型,对研究区景观生态风险的时空变化特征进行评估分析。研究表明:(1)伴随着流域开发活动的加强,1990―2008年18年间,左江上游流域景观格局变化的主要特征为耕地景观显著增加,其面积比例由1990年的20.54%增加至2008年的27.59%;草地景观显著减少,其面积比例由1990的12.66%减少至2008年的3.29%;(2)受地质?地貌格局控制,流域景观生态风险的空间格局存在较大差异,峰丛洼地区?河谷平原和台地区农业景观生态风险较高,而丘陵山区的森林景观生态风险较低;(3)流域内景观生态风险水平正在逐渐增高,中、高和极高等级风险区面积分别增加9.15%、2.08%和2.15%,生态安全格局呈现显著的破碎化趋势,区域人类活动是影响景观生态风险加重和扩散的主要原因。     

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%。     

新开河流域土地利用格局变化图谱分析

基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明：在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2 km²,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6 km²,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。     

“一带一路”背景下博多河流域景观格局变化及生态风险评价研究

“一带一路”沿线国家的生态风险研究有利于区域可持续发展,充分发挥对外辐射的作用,促进国家间经济流动、贸易畅通,实现共同繁荣。以孟加拉国博多河流域为例,选取1980—2017年期间的5期遥感影像,基于景观格局指数建立生态风险模型,综合运用空间自相关分析法、地统计学分析法、重心转移法等方法,研究流域景观格局变化特征以及生态风险演变规律。结果表明：（1）1980—2017年流域内景观类型主要是林地和耕地,且景观格局变化显著,耕地和湿地面积减少,林地、建设用地和未利用地面积增加;（2）1980年以来,流域生态风险整体呈下降趋势,但各类风险转化显著,除低风险区面积减少之外,其余风险区均存在不同程度的增加,各期流域生态风险重心均位于锡拉杰甘杰县,主要在流域中部沿南北方向发生偏移;（3）流域内各期的生态风险在空间上呈显著正相关关系,“高-高”集聚基本稳定,主要分布在博多河及其沿岸;“低-低”集聚变化显著,由博多河下游先向上游及流域西南部变化,后逐渐向流域西部和南部聚拢。研究结果为构建流域生态安全格局及进行生态风险预警工作等提供科学依据和理论支撑。