基于Moran’s I分析方法的耕地质量空间差异研究

本文引入Moran's I指数的空间自相关分析法,以广东省广宁县为例,以表征耕地质量的自然等指数、利用等指数和等别指数为空间变量,以耕地图斑为单元进行空间自相关分析,探讨Moran's I值的空间差异特征,以及在县级和乡镇级尺度上的变化情况及其相关应用。结果表明：①不同类型耕地质量指数在同一空间尺度上,均表现出较强的空间正相关性,自然等指数具有较强的空间正相关性,聚集程度较高,等别指数次之,利用等指数较弱,空间格局上相对较为分散;②不同的空间尺度,耕地质量指数具有不同的空间关联度。县级尺度空间自相关水平普遍高于镇级平均空间自相关水平;而且从镇级数据来看,大部分乡镇的Moran's I值均低于县级整体水平;③基于Moran's I值的耕地质量类别划分,通过引入空间权重刻画耕地质量空间分布特征,将其空间关联性作为“第四维”纳入到分区评价因素中,可为耕地保护分区提供新思路。     

基于Moran′s I分析方法的耕地质量空间差异研究——以广东省广宁县为例

本文引入Moran′s I指数的空间自相关分析法,以广东省广宁县为例,以表征耕地质量的自然等指数、利用等指数和等别指数为空间变量,以耕地图斑为单元进行空间自相关分析,探讨Moran′s I值的空间差异特征,以及在县级和乡镇级尺度上的变化情况及其相关应用。结果表明:1不同类型耕地质量指数在同一空间尺度上,均表现出较强的空间正相关性,自然等指数具有较强的空间正相关性,聚集程度较高,等别指数次之,利用等指数较弱,空间格局上相对较为分散;2不同的空间尺度,耕地质量指数具有不同的空间关联度。县级尺度空间自相关水平普遍高于镇级平均空间自相关水平;而且从镇级数据来看,大部分乡镇的Moran′s I值均低于县级整体水平;3基于Moran′s I值的耕地质量类别划分,通过引入空间权重刻画耕地质量空间分布特征,将其空间关联性作为"第四维"纳入到分区评价因素中,可为耕地保护分区提供新思路。     

空间统计分析在环境污染监测中的应用

首先给出生成空间权重矩阵的方法,并概述了空间统计分析的几种方法。然后以2008年中国大陆31个省级行政区废气排放量数据为实例,实现对废气排放量的空间分布特征分析,从而揭示了中国大陆31个省级行政区的废气排放量之间的联系结构及分布趋势。     

基于空间自相关的西北五省城市产业结构空间变化分析

以西北五省52个地级市、自治州为研究单元,选取2009年～2017年为时间样本,借助Geoda软件运用空间自相关方法对52个市、州三次产业的空间结构变化进行分析,结果表明:(1)第一产业空间聚集状态在逐年减弱,空间依赖性降低;(2)第二产业在2013年以前空间相关性较强,形成显著的空间聚集状态,2017年第二产业的空间相关性减弱,各城市的差异化发展明显;(3)第三产业的发展始终未形成稳定的空间集聚状态,呈现空间分散状态。     

基于空间自相关的江苏省区域经济差异时空格局分析

利用江苏省2002~2007年县域人均GDP数据,基于空间自相关分析理论,使用ESDA软件GeoDA计算全局Moran’s I、局部空间关联指标,绘制Moran’s I散点图,对江苏省县域经济总体与局部差异的时空格局进行实证分析。研究表明,研究时段内江苏省经济发展总体呈现强的空间自相关,这种集聚的趋势略有减弱。同时区域经济在空间分布上存在明显的不均衡性,体现了苏南发达、苏北落后的基本格局。这种两极分化的现象在加剧,且聚集范围有向外扩张的趋势。     

中国县级市耕地资源的空间计量研究

对全国360个县级市2007年的耕地资源开展实证研究,发现邻近县级市之间在耕地资源使用和配置上存在显著的空间自相关性,即彼此互相借鉴和影响。这种邻近地区的互相比较,往往会影响到当地政府对其耕地资源的开发和使用。耕地面积比重与人口呈现倒U型关系、与人口自然增长及人均GDP率呈负向关系、与商贸比重及耕地总面积是正向关系。     

环渤海地区生态脆弱性评价及其空间自相关分析

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度概念框架,建立了环渤海地区五省市生态脆弱性评价的指标体系。考虑到指标体系中各评价因子之间可能存在相关性,所以首先在ArcGIS9.2平台上,用主成分分析方法剔除各因子的相关性,并对该区的生态脆弱性进行了评价,然后对脆弱性进行了空间自相关分析。结果表明:生态环境好的、相对不脆弱区主要分布在低山、丘陵等植被状况好、人类活动少的地区;重脆弱区主要分布在农牧交错带、海陆过渡带和城市周围等生态系统不稳定、人类活动剧烈的地区;脆弱区的空间聚集程度呈现出较高的正相关;不同地区之间脆弱性高相关区域主要分布在南部的低脆弱地区,脆弱性低相关区域主要分布在西北部的重脆弱区。     

基于ESDA的济南市区域经济差异空间分析

基于ESDA全局和局部空间自相关分析,利用济南市2000-2007年县域人均GDP数据,对济南市县域总体和局部空间差异的变化趋势进行了初步探索。结果表明,济南市县域经济发展具有明显的空间正相关性,县域经济发展水平在空间上趋于集聚,县域之间的经济增长差异较大。     

中国政府R&D资助空间自相关特征研究

本文采用中国大陆分省区面板数据,利用空间计量经济学方法,并基于区域创新环境的角度,实证考察了我国政府RD资助的空间自相关特征及其影响因素。研究发现,考察期内我国政府RD资助在空间上呈现较强的空间自相关性;区域创新环境变量中,区域基础设施环境、金融环境、人力资本环境、制度环境及对外开放水平对政府RD资助具有显著的正向拉动效应,而经济发展环境的影响并不显著。本文结论为我国政府科技资助政策的科学制定提供参考。     

四重质量维度下的县域耕地质量评价方法研究

耕地利用与保护需要对耕地质量进行多维管理,多维耕地质量评价是耕地资源管理的重要依据,而县级尺度耕地质量评价是中国耕地质量管理的基础。根据耕地质量内涵,构建反映不同质量维度耕地质量的方法,是客观评价耕地多重质量的必然要求。本文以“需求-质量维度-指标-限制系数-耕地质量”理论框架为基础,构建了基于土壤、生态、环境和管理四个质量维度的县域耕地质量指标体系。利用多源多尺度数据,采用限制系数逐级修正的方法,以北京市大兴区为例进行了耕地质量评价方法的研究,并将评价结果与相关方法进行了对比分析。研究结果表明：①大兴区耕地质量处于中等偏上水平,环境质量是制约耕地质量提升的主要因素;②本研究考虑了耕地的环境质量,因此评价结果与基础地力评价和农用地质量分等成果有一定差异;③构建的耕地质量评价指标体系融合了现有的农用地质量分等指标、耕地地力指标、土壤环境指标等,具有较强的包容性和开放性;④根据非加和及限制因子原理,采用限制系数逐级修正的方法,客观反映了县域耕地质量差异。该评价方法不仅可以评价耕地质量,还可定量评价分维度质量,是对已有成果评价方法的有效补充,可以为中国耕地资源“数量、质量、生态”三位一体的管理需求提供有效支撑。     

基于空间聚类分层抽样的黄骅市县域耕地质量等别监测样点布设

耕地质量监测是当前国家及时掌握耕地质量和产能变化的重要工作手段。合理布设耕地质量监测样点可以大幅提高耕地质量监测的效率。以河北省黄骅市县域耕地为研究对象,以耕地的质量属性和空间位置属性为耕地质量等别监测区的划定依据,采用空间聚类法生成20种备选监测区方案,通过综合比较方差、抽样误差、抽样效率和抽样弹性系数,选出初始监测区方案,并在此基础上局部优化,最终生成耕地质量等别监测区方案,最后以耕地质量等别监测区为分层依据,运用分层抽样法布设了耕地质量等别监测样点。研究表明：①在抽样误差为1%的要求下,分区数为65的备选耕地质量等别监测区方案的综合样本容量为77,抽样效率相对较高,被选定为初始监测区方案;②随着耕地质量等别监测区数目从5增加到100,相同监测区内耕地单元之间在空间位置和耕地质量等别上的差异程度由快速减少到趋于平稳;③在布设相同数量的监测样点时,本文提出的基于空间聚类分层抽样的样点布设方法在表土质地、剖面构型、盐渍化、有机质含量、排水条件、灌溉条件和国家耕地质量自然等指数等因素方面的抽样误差分别为0.37、1.02、1.39、0.91、0.31、1.53和1.27,均明显低于传统的等别分层抽样、简单随机抽样、网格分层抽样,具有较高的抽样效率。研究成果可为耕地质量等别监测样点布设相关工作和研究提供有效指导。     

农户尺度的耕地撂荒影响因素及空间分异

现阶段中国的粮食安全问题严峻,耕地是保障粮食安全的基础,耕地撂荒已成为影响粮食安全的土地利用变化现象。本文采用中国家庭追踪调查数据,分析2010—2016年承包耕地的农户耕地利用行为的变化影响因素,着重从显性撂荒和隐性撂荒两个角度研究其概率变化及区域差异。研究发现：①农户承包的耕地同时存在显性和隐性撂荒现象,隐性撂荒比例较大,但未来撂荒的现象均将逐渐减少;②一致性方面,种子农药化肥投入、农业补贴政策等对撂荒的抑制作用显著,但其边际效应都将减小;土地征用会促使农户选择撂荒,存在负面的长程作用;③显性和隐性撂荒的影响因素有差异,丘陵地貌区显性撂荒显著,耕地规模化和退耕还林还草补贴能减少农户隐性撂荒的概率;自然灾害发生将会导致显性和隐性撂荒,但自然灾害对显性撂荒影响的边际效用减少,对隐性撂荒影响的边际效应却增加;④在空间差异上,经济发达区域的耕地发生显性撂荒的概率仍较大,粮食主产区继续发生隐性撂荒的概率较大。未来应制定和完善相关土地制度和农业政策,继续加大农业投资和大规模开展土地流转等解决耕地撂荒难题。     

团风县耕地资源价值及其空间分布

全面认知耕地资源价值的结构特征和空间分布规律是推进城乡一体化土地市场建设与城乡统筹发展的重要前提。本文在梳理当前耕地资源价值内涵的基础上,构建县域耕地资源价值测算体系,并以湖北省团风县为例,从村、镇和县不同地域尺度测算耕地资源经济、社会和生态价值,分析其空间分布规律。研究结果表明：团风县耕地资源生态、社会和经济价值的比例约为5\begin{array}{c}:\end{array}3\begin{array}{c}:\end{array}2,综合价值为466.85元/m²,约为当前耕地征收补偿标准的8.8倍;县域耕地资源经济与生态价值依附地形呈南高北低之势,局部地区空间集聚效应明显,耕地资源综合价值与耕地区位和交通条件关系密切,并在杜皮乡、贾庙乡地区存在低值集聚。多尺度耕地资源价值研究可为甄别耕地资源价值影响因素、揭示耕地价格形成机理、推进城乡统筹一体化土地市场建立提供有效依据。     

基于碳循环的黄淮海平原耕地固碳功能研究

耕地固碳作为陆地主要生态系统固碳的有效补充,越来越引起学术界的广泛关注。但是,目前耕地固碳功能研究多从生态学角度研究耕地植被、土壤等碳吸收、碳释放以及将耕地看作纯自然生态系统研究系统碳平衡,缺乏从土地利用和管理学科角度对耕地固碳功能进行系统阐述和研究。黄淮海平原作为中国重要的粮食主产区,区内耕地面积大,耕地利用模式典型。本文以黄淮海平原为研究区,从耕地利用系统的角度出发,基于整个系统碳循环过程,构建了黄淮海平原耕地利用系统固碳功能研究基本框架,并基于生态学角度陆地生态系统固碳相关研究成果,从耕地固碳能力、固碳效率和固碳优势度三个方面对黄淮海平原耕地固碳功能进行了评价。研究结果表明：耕地利用过程中的耕地固碳功能认识,应从自然固碳能力、理想固碳能力、现实固碳能力和区域固碳能力4个层次展开,黄淮海平原耕地固碳能力在各个层级上均表现出正向性;此外,黄淮海平原耕地平均固碳效率为2.5,固碳优势度达到0.85,黄淮海平原耕地固碳功能在本区域具有不可忽视以及区域内其他生态系统不可替代的重要作用,在本区域应该作为耕地的重要功能进行显化。本研究不仅可为耕地生态功能理论研究提供新思考点,也为提升耕地的生态效益、缓解气候变化以及耕地生态补偿方面研究提供了参考和支撑。     

湖南省耕地经营协调度时空演变

揭示区域耕地经营格局特征有助于从区域层面解读耕地经营模式特点,切实有效提出区域耕地利用转型的重点和发展方向。本研究基于“集约-规模-产能”三要素提出耕地经营协调度评价模型,并借助协调度函数和探索性空间数据分析方法揭示湖南省县域耕地经营格局演变特征。结果表明：①1990—2014年间,湖南省县域耕地经营协调水平整体较高,且空间格局差异明显：“长株潭”丘陵区集约指数较高,洞庭湖平原区规模指数较高,主要市辖区及其周边县域产能指数较高;②受不同地理区位和社会经济影响,湖南省县域耕地经营要素时空集聚特征存在明显差异:空间维度上,耕地经营协调度由“大集聚”向“小集聚”分布转变;时间维度上,规模指数自相关性较强且分布较集中,产能指数自相关性较弱且分布较分散;③从“投入-规模-产出”过程看,平原区呈现“高-高-高”特征,丘陵区表现“高-低-低”特征,山地区则为“低-低-低”特征。结合耕地经营格局时空演化特征成因,建议湖南各县域因地制宜地采用以粮食作物为主的集约经营模式,以经济作物为主的复合经营模式和特色作物经营模式。     

差异化政策工具对耕地保护效果的影响

耕地保护作为土地政策调控的重要课题,其实施效果是维护社会稳定与国家粮食安全的重要保证。耕地保护政策工具是政策执行主体为完成耕地保护目标采取的具体手段,而差异化政策工具会直接影响耕地保护效果。本文运用马尔可夫区制转换向量自回归模型揭示政策工具与耕地保护效果之间的动态非线性特征,为充分发挥耕地保护政策工具“组合拳”作用的理论构建和深入研究提供新视角。研究结果表明：①耕地保护效果表现出明显的二区制特征,分别为缓慢增长期（区制1）和稳定增长期（区制2）;并且耕地保护效果具备非线性周期变化的迹象,两个区制间的转换节点（即拐点）的出现与重要政策文本颁布时间相吻合。②在缓慢增长期,为保障耕地保护绩效,必须加强命令控制工具和经济激励工具的使用力度。在稳定增长期,应当加强宣传引导工具的使用,进而促进政策创新与传播。③政策执行过程中政策适用性和执行压力的变化,使耕地保护效果在区制1和区制2之间存在相互转换的特征,进而使耕地保护效果的区制转移概率存在明显的非对称性,且耕地保护效果在区制1的维持概率稍大于区制2。同时,预测分析表明,若政府放松对耕地保护工作的重视,耕地保护效果随时有可能由区制2转变为区制1。本文运用的非线性计量模型有助于深化耕地保护效果问题的研究。     

基于标准样地的省级耕地质量监测样地布设方法——以内蒙古自治区为例

耕地质量是国家粮食安全的基础,科学布设耕地质量监测样地是支撑实时掌握国家耕地质量的关键技术环节。当前对耕地质量监测的研究主要集中在国家级和县级尺度,缺乏省级尺度。本文以内蒙古自治区为例,提出在省级标准样地基础上进行耕地监测样地数量和质量代表性两方面的优化,进而形成省级耕地质量监测布点的技术方法。本文运用最邻近点指数和面积代表性指数对标准样地的空间分布和数量进行分析和验证,结果表明,原144个标准样地在空间上呈均匀分布,但在数量上不能满足监测布样的要求;运用地统计学方法确定理论监测样地数量为194个;以“耕作制度二级区-土壤类型-地貌-土地利用现状”为基础,结合《中国土地资源图集》中的中国土地潜力分区图,将内蒙古划分为14个监测控制分区;依据“等别-监测分区”的控制顺序和优先选择标准样地的原则修正监测样地数量和确定其空间位置,最终确定省级监测样地数量为219个,其中标准样地124个,新增监测样地95个。依据本文提出的方法进行省级监测样地布设,一方面可以建立起省级尺度符合耕地质量空间变异特征的耕地质量监测布设样地体系,另一方面可以促进国家和县级耕地质量监测工作之间的衔接。     

基于形态优化和边界识别的基本农田保护区研究

划定基本农田保护区是保障国家粮食安全,提高粮食综合生产能力的重要举措。然而,2011年修订的《基本农田保护条例》只强调将优质耕地划入基本农田保护区,却没有对保护区形态做出明确要求,导致保护区片块数量多,边界线长且模糊不清,无形中增大了基本农田被占用的风险。基于此,本文拟采用逐级修正多因素综合评价法、基于Moran's I指数的局部空间自相关分析、GIS空间分析方法,以甘肃省榆中县2015年耕地为基础,对基本农田保护区进行优化。结果表明：①榆中县耕地质量总体是中等水平,其中高等地与中等地合计占79.76%。高质量耕地聚集区（HH）和低高集聚区（LH）可以划入基本农田保护区;②经过边界识别,共划定11个基本农田保护区,总面积75 878.17hm²,其中平原区3个,丘陵区5个,山地区3个。与优化前相比,能够完成土地利用总体规划确定的目标,图斑数量减少,单位图斑面积增大,边界线缩短且明确,景观格局优化。该研究过程和方法可为相关工作的开展提供参考。     

耕地质量监测中不同抽样方法的精度比较——以河北省黄骅市为例

耕地质量监测是及时掌握耕地质量和产能变化的必要手段,科学合理的抽样方法不仅能保证监测精度,还可以减少监测成本。本文以河北省黄骅市为研究区域,结合区域耕地质量的实际状况,运用6种抽样方法抽取耕地单元作为监测样点,并计算和比较不同抽样均值的最大相对误差和相对抽样精度。结果表明,抽样精度随着样本容量的增加而提升,速度由快变慢。与简单随机抽样相比,在抽样精度方面,系统分层抽样和系统等距抽样的优势极大,并随着样本数量的增加优势扩大;等别分层抽样的优势较大并且平稳;乡镇分层抽样的优势不大。网格分层抽样不但没有优势,反而可能造成精度的损失。不同的抽样方法在满足相同的监测精度时所需的样本量差异显著,合理的抽样方法在满足监测精度的同时,可以明显地减少样本量。本研究有助于选择出最合适的抽样方法,以期为耕地质量监测中不同抽样方法的精度比较提供方法指导。