城市快速扩张驱动下的耕地演化模拟与预测——以广东省东莞市为例

在快速城市化进程中,有效地保护耕地数量和质量是一个重要的科学命题。本文以广东省东莞市为例,通过构建Logistic-CA城市扩张模型,试图探明城市快速扩张主导下的耕地演化特征和机制,对耕地演化进行模拟与预测,为城市的可持续发展规划和耕地保护提供科学的参考依据。首先,分析了1998-2013年东莞市各用地类型间的转换关系,对城市扩张与耕地演化的机制进行了探究;其次,综合考虑地理、经济与政策因子,通过对地理因子模拟和地理与经济结合模拟2种结果的比较分析,选取最优因子组合定义了CA转换规则,构建Logistic-CA模型;最后,基于该模型,依据2006-2020年东莞市土地利用总体规划图,对耕地演化进行预测,并进行数量、质量和空间形态上的分析。模拟结果表明,在耕地演化机制上,东莞市在2003-2008年和2008-2013年2个时段中新增城市用地分别有71.96%和80.86%直接或间接来源于耕地,且相应时段内的耕地补给量远小于耕地流失量;在空间形态上,呈现大块耕地边缘破碎化,细碎耕地逐步消亡的空间演化模式。模型的预测结果表明,至2020年耕地将会减少8205.4 hm2,且优等耕地和高等耕地的减少比重分别达到5.16%和5.27%。

中国耕地空间格局演化对耕地适宜性的影响及政策启示

研究目标:分析近20年中国耕地空间格局演化及其对耕地适宜性的影响,并据此提出耕地保护政策优化策略。研究方法:生态位模型和重心模型。研究结果:(1)中国耕地重心持续向西北迁移,2005年后迁移加速。北方干旱和半干旱区、东北平原区耕地加速增加,其他农业区耕地持续减少。耕地扩张热点区主要分布于新疆、东北平原,收缩热点主要分布于环渤海、长三角、珠三角和黄土高原;(2)中国耕地适宜性下降2.6%,降水和积温适宜性下降最明显。北方干旱和半干旱区耕地适宜性下降10.0%,其他农业区降幅较小或呈现波动趋势;(3)中国自然条件强限制耕地增加19.9%,降水和积温强限制耕地大幅增加,而侵蚀强限制耕地面积明显减少,北方干旱和半干旱区、东北平原区强限制耕地大幅增加,其他农业区均减少。研究结论:应通过国土空间规划优化耕地空间格局,加强国家对耕地“占补平衡”的引导控制,差异化实施耕地保护政策,有效提升耕地适宜性。

基于GIS与RS下的1990—2015年塔里木河流域LUCC及景观格局时空分析

针对西北干旱区流域生态环境恶化、人-地关系矛盾突出等问题,以新疆塔里木河流域为例,以Landsat卫星影像为主要信息源,通过解译数据分析了研究区1990-2015年土地利用变化特征。结果表明:1990-2015年研究区土地类型变化综合动态度3.16%,土地利用格局变化明显,土地利用类型单一动态度依次为耕地(2.11%)、建设用地(0.64%)、水体(0.06%)及未利用地(0.002%),林地(-0.25%)与草地(-0.21%)面积25 a间持续减少。耕地的持续扩张导致流域内草地和水体斑块个数成倍增加,斑块破碎化程度进一步加剧:通过对遥感解译数据、公开统计面积及相关普查成果等多源数据的比较印证,得出2015年塔里木河流域较为准确的流域耕地面积37531 km^2,25 a间流域耕地面积增加12940.92 km^2。研究成果为未来改善流域生态环境、促进流域生态文明建设、土地资源可持续利用及其管理等决策提供基础信息支撑,对我国西北干旱区土地利用管理规划和生态环境保护具有实际意义。