【AGEE】中国大陆县域耕地生产能力空间格局及其与土地利用强度的协调

知自然

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来源：土地科学与自然资源管理

摘要：评估耕地生态系统服务能力和耕地利用强度（ALUI）对于识别影响耕地属性变化的关键区域因素非常重要，这对于规划可持续耕地利用模式至关重要。这两种类型的评估研究之间长期缺乏协调，使得很难为制定耕地利用管理和控制政策提供足够的信息。在这里，我们生成了一张 1 公里的网格图，其中包含耕地潜在产量和县级耕地生产能力。对 1990-2010 年期间土地利用和土地覆盖变化对县级总耕地生产能力的影响进行了估计。然后，利用 k-means 算法确定县域 4 个指标（平均耕地潜在产量、平均 ALUI、耕地总面积和耕地产能储备）的聚集-分布特征，以评估耕地生产能力保护与耕地利用之间的区域协调。结果表明，1990—2010 年期间，土地利用变化导致 2007 年中国 2733 个县的耕地生产能力下降（占县总数的近 73.5%）。这些县大多位于华中和华南地区，相应的耕地产能下降率一般< 6.15% 左右。降幅> 6.15% 的县主要位于长三角和珠三角地区。地理检测器显示，县级耕地面积变化是驱动县级耕地生产能力增长的主要因素。它的行列式功效可以量化为 74.154%。而其对县域耕地产能下降的决定力仅为38.542%，表明占用高产能耕地和补充低产能耕地对县域耕地产能降低的影响更大。总耕地生产能力和利用强度对县级耕地生产能力下降仅显示出轻微的决定力。这表明对耕地生产能力的保护和农民实施征用补偿平衡政策的重视程度不够。聚集-分布特征表明，中国大多数省份的耕地生产能力保护与耕地利用相协调。具有高或中等潜在产量的耕地往往以高或中等强度使用。缺乏协调在 ALUI 不足中最为明显，尤其是在 13 个主要粮食生产省份中的 7 个。协调性弱的另一个证据是低潜在产量与高耕作条件和意愿相比，应防止不合适的种植模式。最后，讨论了探索可持续耕地利用路径的挑战。这项研究对于识别自然条件和耕地利用模式之间的相互关系以及探索阻碍区域可持续耕地利用的缺点具有重要意义。

https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107757

论文主要探讨了中国耕地生产力及其与土地利用强度在空间上的分布模式，并分析了耕地生产力保护与耕地利用之间的协调性。研究主要内容包括：

1. 耕地生产力与土地利用强度评价

论文首先回顾了耕地生态系统服务能力评价和耕地利用强度评价的相关文献，指出两者之间的长期缺乏协调性，导致难以制定有效的耕地利用管理和控制政策。P1P4
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论文提出了一个综合评价框架，将耕地生产力（“固定资产”）与耕地利用强度（“流动资产”）相结合，并提出了四个指标来表征县级耕地资源的特征：P2

平均耕地潜在产量P14
平均耕地利用强度P14
耕地总面积P14
耕地生产力储备P14

2. 中国耕地生产力空间分布模式

研究利用GAEZ模型和遥感数据，生成了1km分辨率的中国耕地潜在产量地图，并计算了县级耕地生产力。
研究发现，中国耕地生产力空间分布存在显著差异，东部地区高于西部地区，且呈现出对数分布特征。P8
分析了耕地生产力与距离城市-农村边界的皮尔逊相关系数，发现两者之间总体呈负相关，但相关程度较低。P8

3. 耕地生产力变化与土地利用变化

研究利用LUCC数据，分析了1990-2010年中国耕地生产力变化的原因，发现土地利用变化导致了2007个县（占总县数的73.5%）的耕地生产力下降。P1P17
研究利用地理探测器方法，量化了耕地面积变化、耕地利用强度和耕地生产力对县级耕地生产力变化的影响，发现耕地面积变化是驱动耕地生产力变化的最主要因素，耕地利用强度的影响较小。P9

4. 耕地生产力保护与耕地利用的协调性