生态退耕背景下甘肃省正宁县耕地保护压力分析

以甘肃省正宁县1995,2000和2010年1∶10万的土地利用图和1995—2008年有关耕地利用的统计数据作为分析依据,以ENVI,ArcGIS和SPSS软件为主要工作平台,对案例区生态退耕前后的耕地分布格局变化及耕地保护压力进行了分析。生态退耕实施后,大部分坡耕地转为林地,建设用地占用平原耕地明显。耕地空间分布表现为由分散向集中,由不规则向规则方向转化。因子分析显示,耕地保护压力主要涉及3方面因素:人们生活和生产水平主导的人文因素,退耕补贴水平体现的政策因素以及成灾面积体现的自然因素。为了缓解生态退耕区的耕地保护压力,需要控制建设用地占用平原耕地,稳定生态补偿水平以避免已退耕地的复垦。同时需注意控制农资投入水平,防止农业面源污染加剧的风险。

清末耕地空间分布格局重建方法比较

揭示历史时期土地利用/覆盖变化是认识人类活动对气候和环境影响的基础。本文在耕地面积、人口数量、土地利用及森林分布等多源数据基础上,分别以近代耕地空间分布格局和历史时期耕地潜在分布区为边界条件,通过构建耕地垦殖倾向指数模型分配耕地面积,在1 km×1 km象元尺度上重建了清末(1908年)松嫩平原耕地空间格局,并对重建结果进行分析比较。结果表明:1两种方法重建的耕地空间分布范围格局基本一致,耕地空间定位吻合率约为68%。清末(1908年)耕地集中分布在松嫩平原东部和南部地区;2以历史时期耕地潜在分布为边界条件的重建结果,较以近代耕地空间分布格局为限制范围的重建结果更准确,更符合历史事实。

青藏高原东北部河湟谷地1726年耕地格局重建

整理、校正了1726年(雍正四年)河湟谷地历史文献中的田亩数据,并在GIS技术的支持下建立了该区1726年具有空间属性(2 km×2 km)的耕地分布格局。结果显示:1726年河湟谷地耕地总面积为1.427×103km2,其中番地占64.7%,屯科秋站垦地占35.3%。河湟谷地虽然面积较大,但受自然环境条件的限制,可耕之地较少,该区仅有47%的网格具有耕地分布,耕地集中分布在湟水河干流区及大通河中游地区和龙羊峡以下的黄河谷地。从耕地垦殖强度分析,受自然环境条件和政治格局的双重影响,1726年该区整体垦殖率较低,全区仅有1.4%的耕地网格垦殖率在40%以上,而68.3%的耕地网格垦殖率在10%以下,正处在广泛的开荒垦殖阶段。垦殖强度在空间分布上也存在明显差异,其中西宁县整体垦殖率水平最高,其耕地网格平均垦殖率达到了13.5%。

基于网格化模型的黑河流域中游历史时期耕地分布模拟

黑河流域悠久的农业开发史和历史文献为研究历史时期耕地空间分布格局变化提供了有利条件。根据黑河流域历史时期土地开发利用的特点,深入分析了海拔、坡度、土壤、人口等自然及人文主导因子与耕地分布的关系,遴选出对耕地分布具有明显作用且易量化的影响因子,并以此为依据设计了一套历史耕地数据网格化模型,模拟了黑河流域历史时期耕地分布趋势。采用人均耕地面积与粮食单产2种途径,估算了明代以前黑河中游耕地面积总量。基于该模型并结合古遗址、遥感影像判别的结果,重建了黑河流域中游地区明代以前耕地的空间分布。

清末民国时期新疆玛纳斯河流域耕地格局重建

典型地区历史时期高分辨率土地利用变化重建对研究过去全球环境变化具有十分重要的意义。本文选取干旱区典型的玛纳斯河流域,在整理历史耕地记载的基础上,订正了1909年和1944年两个时间断面上的流域耕地面积,并通过选取河流渠道等影响因子建立了土地宜垦性模型、网格化分配模型,重建了1909年和1944年玛纳斯河流域1 km×1 km耕地网格化空间分布格局。结果显示:①1909年和1944年玛纳斯河流域耕地面积分别约为140.5 km^2和241.7 km^2,年均增长2.9 km^2,清末民国时期耕地面积增长迅速;②北部沙漠区和南部山区均受到开发限制,无法开垦,耕地主要分布在中下游平原的河渠两岸,玛纳斯河中游地势平坦、渠道众多,耕地分布比较集中;③从垦殖强度分析,玛纳斯河流域1909年平均垦殖率仅有0.2%,最高垦殖率为6.4%,1944年平均垦殖率为0.4%,最高垦殖率为11.0%,因此,清末民国时期流域内开发程度较低;④通过对HYDE3.2中1910年和1940年耕地数据的比较,HYDE3.2在玛纳斯河流域的数据明显偏高。本文重建的两个时间断面上的玛纳斯河流域耕地网格化数据集,进一步修正了全球变化数据集的区域精度,可为深入研究干旱区乃至全球环境变化提供数据支持。