基于景观指数的昌黎县耕地细碎化及其与耕地利用效率关系研究

摘要

随着人地矛盾的日益加剧，如何在耕地资源趋紧的形势下，科学有效的保障粮食供给，提高耕地的利用效率，成为当下亟需破解的难题。这有赖于我们继续加大耕地的保护力度，深入开展农村土地综合整治工作;也需要我们积极探索提高耕地利用效率的有效途径和手段。耕地面积的减少在景观层面上通常体现为耕地的景观细碎化，即耕地斑块面积缩小、边界形状日益不规则，且集中连片的格局被破坏。其对耕地的利用效率在不同区域表现出不同程度的影响。本文以耕地景观细碎化及其与耕地利用效率的关系为研究重点，一方面有助于人们从景观格局角度了解研究区耕地的时空演变规律和人类活动对于耕地的干扰程度，进而有针对性的提出耕地保护措施和耕地优化调控方法;另一方面，以耕地景观细碎化与耕地利用效率关系为导向，为有选择的实行农村土地综合整治工作，更加合理的优化调控研究区耕地，进而提高耕地的利用效率提供依据。
　　本研究基于GIS技术，提取昌黎县1996、2006、2014年三期耕地数据，详细评价和深入分析了昌黎县村域尺度下1996-2014年耕地景观细碎化水平及其时空变化规律，探究了不同坡度和空间距离因素下的耕地景观细碎化指数时空变化特征，在此基础上借助GWR模型研究分析了昌黎县耕地景观细碎化时空变化的影响因素;并进一步借助Geoda空间分析软件，运用双变量空间相关分析探索了昌黎县耕地景观细碎化与耕地利用效率的空间相关性，分析了不同耕地景观细碎化水平下耕地利用效率的变化规律。通过研究主要得出如下结论:
　　(1)1996-2014年，昌黎县各耕地景观细碎化指数在时空变化上呈现出一定的空间非平稳性和异质性特点。地形坡度上，坡度与耕地景观细碎化呈正相关关系，细碎化指数均随着坡度的升高而增大，平原区细碎化指数相对较低;空间距离因素与细碎化负相关关系显著，即在距河流、道路或居民点近距离范围内，各耕地景观细碎化指数较为严重。
　　(2)1996-2014年昌黎县村域耕地景观细碎化均以轻度细碎化和中度细碎化为主，并呈现出轻度细碎化农村数量逐渐减少，中度细碎化农村数量逐渐增多的趋势;空间分布上，昌黎县北部的十里铺乡、两山乡、昌黎镇和西北部的朱各庄镇耕地景观细碎化较为严重。地均收入始终是影响耕地景观细碎化的主要因素。
　　(3)1996-2014年，昌黎县耕地景观细碎化与耕地利用效率呈现出空间负相关性，其三期的Moran'sⅠ指数分别为-0.0897、-0.2262和-0.2464，呈现出逐年递减的趋势，空间负相关程度逐渐增强。各耕地景观细碎化指数除面积加权形状指数外，均与耕地利用综合效率呈较为明显的空间负相关关系，说明昌黎县耕地景观细碎化在一定程度上阻碍了耕地利用效率的提升，面积加权形状指数与耕地利用效率呈现出微弱的正相关关系，表明面积加权形状指数对昌黎县耕地利用效率的影响较不明显;耕地景观细碎化和耕地利用效率在空间上主要呈现HL聚类和LH聚类。
　　(4)耕地利用效率平均值总体上呈现出逐年增长的趋势，其各年份的平均值从1996年的0.319增长到2014年最大值0.389;从耕地利用效率平均值在不同细碎化级别的变化看，随着耕地景观细碎化级别的上升，各年耕地利用效率均呈现“耕地景观轻度细碎化＞中度细碎化＞重度细碎化”的趋势。结合昌黎县实际情况，在评价昌黎县耕地景观细碎化及其与耕地利用效率关系基础上，划分耕地重点管控区、重点整治区、优化利用区和逐步退耕区。为昌黎县耕地优化调控提供指导借鉴。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究进展综述

1．2．1 耕地细碎化研究进展

1．2．2 耕地利用效率研究进展

1．2．3 研究问题的提出

1．3 研究目标、内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

2 研究区概况与数据来源

2．1 研究区概况

2．1．1 自然地理概况

2．1．2 社会经济状况

2．2 数据来源

3 耕地景观细碎化评价

3．1 耕地景观细碎化概念

3．2 耕地景观细碎化评价指标选取

3．3 耕地景观细碎化指数动态变化分析

3．4 耕地景观细碎化评价

3．4．1 评价指标分级标准及权重确定

3．4．2 评价模型的构建

3．4．3 耕地景观细碎化结果分析

3．4．4 耕地景观细碎化影响因素分析

3．5 小结

4 昌黎县耕地利用效率研究

4．1 耕地利用效率相关概念

4．2 耕地利用效率评价指标体系的构建

4．3 耕地利用效率计算模型

4．4 昌黎县耕地利用效率测算与分析

4．5 小结

5 耕地景观细碎化与耕地利用效率关系研究

5．1 耕地景观细碎化与耕地利用效率空间关系分析

5．1．1 空间自相关分析方法

5．1．2 双变量空间自相关分析

5．2 耕地利用效率在不同细碎化水平下变化分析

5．3 耕地保护与利用效率提升对策分析

5．4 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附表

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢