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Cultivated land change in the Belt and Road Initiative region

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Journal of Geographical Sciences 2018年第11期28卷 1580-1594页

作者：陈迪余强毅胡琼项铭涛周清波吴文斌 Key Laboratory of Agricultural Remote Sensing(AGRIRS) Ministry of Agriculture/Institute of Agricultural Resources and Regional PlanningChinese Academy of Agricultural Sciences

The Belt and Road Initiative （BRI）-a development strategy proposed by China - provides unprecedented opportunities for multi-dimensional communication and cooperation across Asia, Africa and Europe. In this study, we analyse the spatio-temporal changes in cul- tivated land in the BRI countries （64 in total） to better understand the land use status of China along with its periphery for targeting specific collaboration. We apply FAd statistics and GlobeLand30 （the world＇s finest land cover data at a 30-m resolution）, and develop three indicator groups （namely quantity, conversion, and utilization degree） for the analysis. The results show that cultivated land area in the BRI region increased 3.73x10^4 km2 between 2000 and 2010. The increased cultivated land was mainly found in Central and Eastern Europe and Southeast Asia, while the decreased cultivated land was mostly concentrated in China. Russia ranks first with an increase of 1.59x10^4 km2 cultivated land area, followed by Hungary （0.66x10^4 km2） and India （0.57x10^4 km2）. China decreased 1.95x10^4 km2 cultivated land area, followed by Bangladesh （-0.22x10^4 km2） and Thailand （-0.22x10^4 km2）. Cultivated land was mainly transferred to/from forest, grassland, artificial surfaces and bare land, and transfer types in different regions have different characteristics： while large amount of culti- vated land in China was converted to artificial surfaces, considerable forest was converted to cultivated land in Southeast Asia. The increase of multi-cropping index dominated the region except the Central and Eastern Europe, while the increase of fragmentation index was prevailing in the region except for a few South Asian countries. Our results indicate that the negative consequence of cultivated land loss in China might be underestimated by the domestic-focused studies, as none of its close neighbours experienced such obvious cultivated land losses. Nevertheless, the increased cultivated land area in Southeast Asia and the

关键词： spatio-temporal change land conversion, intensification multi-cropping fragmentation GlobeLand30

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从安全防灾到韧性建设——国土空间治理背景下韧性规划的探索与展望

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自然资源学报 2021年第9期36卷 2281-2293页

作者：吕悦风项铭涛王梦婧吴次芳浙江大学公共管理学院杭州310058 浙江农林大学风景园林与建筑学院杭州311300

新形势下城市巨系统面临更多不确定性风险与未知扰动,要求安全防灾规划从目标对象、战略定位、技术手段与规划理念等方面做出适应调整,通过韧性城市建设引领区域安全稳定发展。对韧性城市的概念起源、理论发展与实践探索进行了梳理和评... 详细信息

新形势下城市巨系统面临更多不确定性风险与未知扰动,要求安全防灾规划从目标对象、战略定位、技术手段与规划理念等方面做出适应调整,通过韧性城市建设引领区域安全稳定发展。对韧性城市的概念起源、理论发展与实践探索进行了梳理和评述,并结合我国"多规合一"后的国土空间规划体系改革,对空间治理背景下韧性规划的内涵特征、层级类型、流程形式与公共治理进行认识与思考;并从深化韧性城市的理论构建与机理研究、转变规划编制的设计思路和实践流程、完善韧性实践中的规划传导和尺度治理、关注韧性建设中的基层治理和公众参与四个方面,提出韧性规划的实践路径展望,力求有序推进我国城市公共安全现代化治理建设。

关键词：空间治理国土空间规划韧性城市国际进展认知框架

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2000—2010年欧洲耕地时空格局变化分析

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中国农业科学 2018年第6期51卷 1121-1133页

作者：项铭涛吴文斌胡琼陈迪陆苗余强毅中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室

【目的】探讨2000—2010年欧洲耕地的数量、幅度、空间、利用程度变化和类型转换特征,科学描述欧洲耕地10年变化的总体特征。【方法】基于GlobeLand30数据产品,采用数理统计、GIS空间分析、Python批量处理等方法,选取面积数量、垦殖指... 详细信息

【目的】探讨2000—2010年欧洲耕地的数量、幅度、空间、利用程度变化和类型转换特征,科学描述欧洲耕地10年变化的总体特征。【方法】基于GlobeLand30数据产品,采用数理统计、GIS空间分析、Python批量处理等方法,选取面积数量、垦殖指数、耕地类型转换等多维度指标分析2000—2010年欧洲耕地时空格局变化特征。【结果】2010年欧洲耕地总面积为42 820.84×104 hm2,不同区域耕地面积占欧洲耕地总面积比例依次为:东欧(51.17%)、南欧(19.07%)、中欧(13.62%)、西欧(13.31%)、北欧(2.83%)。欧洲的耕地分布相对集中,2010年耕地面积排名前10国家的耕地总面积约占欧洲耕地总面积的82.17%。2000—2010年,欧洲耕地面积总体增加约220.90×104 hm2,增加幅度约0.52%,海拔较低的山脚处、河流沿岸为耕地扩展区域,海拔较高处、气候寒冷带的耕地呈减少趋势。北欧(1.25%)、东欧(0.88%)、西欧(0.64%)的耕地面积呈不同程度的增加,南欧(-0.03%)、中欧(-0.34%)则减少。北欧、东欧国家内部耕地面积变化十分剧烈,西欧、中欧国家变化平缓,南欧各国变化则差异较大。2010年欧洲全域的总体垦殖指数为18.71%,各地理分区耕地垦殖指数从高到低依次为:西欧(61.17%)、中欧(57.64%)、南欧(49.24%)、东欧(12.20%)、北欧(9.16%)。10年间欧洲4%的耕地与其他地类之间发生转移。耕地与森林、草地、灌木地、人造地表等类型之间的转移最为明显。东欧地区广袤的草地转入为耕地的比例最大。南欧、西欧、中欧地区耕地大量转出为人造地表的现象最为明显。【结论】欧洲现有耕地分布相对集中在东欧区域,岛屿或山地地区或气候寒冷区国家耕地面积较小。10年间欧洲耕地的空间变化总体平缓,耕地不变的区域占绝大部分,部分区域有耕地的增减。各国内部耕地面积变化剧烈程度总体较低,但具有显著的区域差异性。10年间欧洲耕地垦殖指数略微增加。森林、人造地表细微增加,草地却大量减少,但具有区域差异性,这对生态环境保护和耕地可持续发展产生了潜在的压力。

关键词：欧洲耕地空间格局时空变化 GlobeLand30

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美洲耕地利用格局及其时空变化特征

中国农业科学 2018年第6期51卷 1134-1143页

作者：龙禹桥吴文斌胡琼陈迪项铭涛陆苗余强毅中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室

【目的】耕地时空格局变化特征分析是地表覆盖研究的热点问题之一。美洲作为全球重要的粮食生产区,其耕地数量和分布具有全球性战略地位,科学分析美洲耕地时空格局变化特征、过程和规律为耕地可持续发展提供科学参考。【方法】基于Globe... 详细信息

【目的】耕地时空格局变化特征分析是地表覆盖研究的热点问题之一。美洲作为全球重要的粮食生产区,其耕地数量和分布具有全球性战略地位,科学分析美洲耕地时空格局变化特征、过程和规律为耕地可持续发展提供科学参考。【方法】基于GlobeLand30数据集,运用数理统计和GIS空间分析等方法,系统分析了2000—2010年美洲耕地面积数量变化、空间分布及类型转化特征,并重点分析了亚马逊地区耕地格局变化状况。【结果】2010年美洲耕地总面积为52 875.05×104 hm2;2000—2010年的10年间,美洲耕地总面积总体增加,面积增加约2 128.14×104 hm2,增幅约4.19%。耕地面积增加最大国家为巴西,幅度达到9.51%,位居美洲国家之首,其次为阿根廷;减少最大国家为厄瓜多尔,面积减少101.14×104 hm2。10年间美洲耕地复种指数增加2.42%,变化最为显著国家为巴拉圭、波多黎各。从耕地变化类型看,美洲新增耕地主要来源于林地、草地,而耕地减少主要是由于人造地表的侵占。美国耕地总量最多,但10年间耕地增长率较低,仅为0.08%,绝大部分损失的耕地转为人造地表,由于收获面积的减少导致复种指数减少了0.89%;巴西耕地总量仅次于美国,耕地大幅度增加主要来源于林地和草地,同时复种指数有较大程度提高。亚马逊地区作为美洲重要的生态和农业区域,10年间耕地增长8.41%,耕地增长伴随着森林、草地被大量破坏,尤其在巴西西南和厄瓜多尔表现最为剧烈。【结论】2000—2010年美洲耕地整体上呈现增加态势,国家间耕地利用格局变化差异明显;耕地主要来源于林地、草地和灌木,增长集中在巴西和阿根廷,耕地主要转出为人造地表,集中在美国。作为美洲重要的粮食生产区,亚马逊地区耕地面积和耕地复种指数都提高,两者同步增加一定程度上提高区域或全球粮食产量,但其带来的生态环境效益需要深入关注。

关键词：美洲耕地空间格局多尺度时空变化特征 GlobeLand30

基于GlobeLand30的大洋洲耕地利用格局变化分析

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中国农业科学 2018年第6期51卷 1156-1166页

作者：曹隽隽吴文斌刘逸竹胡琼陈迪项铭涛周清波中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室

【目的】大洋洲区域气候差异明显,地表覆盖和土地利用类型多样,耕地变化较为剧烈。分析大洋洲耕地利用格局的时空变化,科学把握其特征及规律,为耕地集约利用和粮食政策制定提供参考。【方法】采用最新研制的2000年和2010年全球30 m地表... 详细信息

【目的】大洋洲区域气候差异明显,地表覆盖和土地利用类型多样,耕地变化较为剧烈。分析大洋洲耕地利用格局的时空变化,科学把握其特征及规律,为耕地集约利用和粮食政策制定提供参考。【方法】采用最新研制的2000年和2010年全球30 m地表覆盖遥感数据产品(GlobeLand30),建立耕地面积数量、利用强度和转换特征3个指标群,在国家尺度、10 km网格和30 m像元尺度综合分析大洋洲2000—2010年耕地利用格局变化特征。【结果】(1)2000—2010年大洋洲耕地面积总体增加约3.79%,耕地面积增幅最大的国家为澳大利亚,增幅5.39%。新增耕地主要集中在澳大利亚大分水岭山脉以东墨累-达令河流域上游。耕地面积减少的区域主要在新西兰北部岛屿,澳大利亚东部沿海和巴布亚新几内亚东部岛屿。主要国家人均耕地平均减少21.47%,人均耕地减少幅度最大国家为新喀里多尼亚。(2)从耕地利用强度格局变化来看,主要国家复种指数平均增加20.63%,耕地破碎度平均减少22.83%。耕地面积-复种指数协调度弹性较大。新西兰与澳大利亚两国耕地破碎度变化驱动机制差异明显。(3)从耕地类型转换特征来看,2000年耕地转出和2010年耕地转入面积最大的国家均为澳大利亚,2000年共计转出630.25×104 hm2,其中转为草地占比所有其他转出地类的74.77%,2010年共计从草地转入544.95×104 hm2,占所有转入地类面积的59.72%;全大洲耕地与草地之间转换面积最大,但对净增加耕地贡献最大的是灌木地,转入耕地165.03×104 hm2。【结论】10年间大洋洲耕地面积变化较为剧烈,耕地利用强度整体提高,耕地与草地相互转换最为频繁。

关键词：耕地格局变化 GlobeLand30 大洋洲

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亚洲耕地利用格局十年变化特征研究

中国农业科学 2018年第6期51卷 1106-1120页

作者：陈迪吴文斌周清波胡琼项铭涛陆苗余强毅中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室

【目的】亚洲作为全球人口最多、耕地面积最大、发展中国家众多的大洲,其耕地利用格局变化特征关系到各国乃至全球的粮食产量波动,影响世界粮食安全。本研究旨在通过分析亚洲耕地利用格局变化,加深对亚洲耕地利用现状的认识,科学把握其... 详细信息

【目的】亚洲作为全球人口最多、耕地面积最大、发展中国家众多的大洲,其耕地利用格局变化特征关系到各国乃至全球的粮食产量波动,影响世界粮食安全。本研究旨在通过分析亚洲耕地利用格局变化,加深对亚洲耕地利用现状的认识,科学把握其变化特征及规律,为亚洲的农业土地系统研究提供依据。【方法】采用中国最新研制的2000年和2010年两期全球30 m地表覆盖遥感数据产品(GlobeLand30)及FAOSTAT统计数据,建立耕地面积数量和耕地利用格局指标群,选取耕地面积及其变化幅度、复种指数及其变化幅度、耕地破碎度及其变化幅度等指标,在国家、地理分区和县级等三个尺度上,综合分析2000—2010年亚洲耕地的数量、复种指数及耕地破碎度变化特征。【结果】2010年亚洲耕地面积69 827.94×104 hm2,10年间面积增加62.62×104 hm2,增幅达到0.09%。除东亚耕地数量减少外,其他区域耕地增加;东南亚耕地涨幅最大,西亚是耕地增减最为活跃的地区。亚洲有60%的国家耕地增加,80%的国家耕地面积变化幅度为-5.00%—5.00%。2000—2010年,亚洲复种指数提升7.77%,增幅达9.00%,五大地理分区的复种指数均呈现增加状态。超过2/3的国家耕地复种指数增加,沙特阿拉伯、卡塔尔、塞浦路斯等国家耕地复种指数减少明显。亚洲耕地地块细碎的区域主要集中在中国南方、日本、菲律宾、阿富汗,而印度、中国华北平原及东北农垦区则耕地连片、地块大。亚洲耕地破碎度总体上增加1.12%,中亚和南亚耕地破碎度大幅下降,东南亚耕地破碎程度加剧。超过半数的国家耕地破碎度降低。2000—2010年,中国耕地面积减少0.95%,复种指数增幅较大,达到6.01%,耕地破碎度小幅增加,增幅达2.17%。中国南方地区耕地破碎度高,华北平原、东北农垦区、成都平原等粮食主产区耕地破碎程度低;东部及华北经济发达地区耕地破碎程度增加剧烈;湖南、江西等地耕地破碎度降低。【结论】总体来说,亚洲耕地面积变化平稳,略有增加。复种指数分布呈现"南高北低"的特点,复种指数变化"东南增西北减",耕地利用程度有较大提升。亚洲的耕地破碎度10年间略有增长,半数以上国家的耕地向规模化发展。中国作为亚洲农业重点区域,10年间其耕地数量减少并伴有破碎化加剧的趋势,但耕地利用率大幅提升。

关键词：亚洲耕地利用格局变化 GlobeLand30

2000—2010年非洲耕地利用格局变化及其生态环境背景分析

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中国农业科学 2018年第6期51卷 1144-1155页

作者：张莉吴文斌宋茜纵兆伟胡琼陈迪项铭涛陆苗中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室

【目的】科学探明世界第二大洲——非洲的耕地资源禀赋、准确揭示2000—2010年耕地动态变化规律和过程,服务全球粮食安全。【方法】采用全球首套30 m空间分辨率地表覆盖数据GlobeLand30的2000年和2010年耕地数据产品,在不同分析指标和... 详细信息

【目的】科学探明世界第二大洲——非洲的耕地资源禀赋、准确揭示2000—2010年耕地动态变化规律和过程,服务全球粮食安全。【方法】采用全球首套30 m空间分辨率地表覆盖数据GlobeLand30的2000年和2010年耕地数据产品,在不同分析指标和空间尺度上分析10年间非洲耕地利用格局的总体变化、地理差异特征及其生态环境背景。【结果】2000—2010年,非洲耕地总面积增加了1 540.63×104 hm2,变化率为7.42%;5个区域10年间耕地面积变化率从大到小依次是:中非(10.42%)、东非(9.49%)、西非(7.55%)、北非(6.74%)和南部非洲(4.86%);耕地面积数量增加排在前10位的国家是尼日利亚、坦桑尼亚、苏丹、肯尼亚、莫桑比克、乍得、阿尔及利亚、赞比亚、津巴布韦和布基纳法索;耕地面积数量减少排在前10位的国家是科特迪瓦、马里、安哥拉、加纳、马拉维、突尼斯、布隆迪、卢旺达、刚果(金)和南非。2010年,非洲耕地复种指数为98.11%,10年间变化率为13.54%;2010年,5个区域的复种指数从大到小依次是西非(163.75%)、中非(148.01%)、东非(76.64%)、北非(75.20%)和南部非洲(57.56%)。耕地空间格局变化区域差异明显,耕地在各经纬度带上以增加为主,以东半球和北半球面积增加较多;新增耕地主要由林地、草地和灌木地等植被类型开发利用转入,分别占转出总量的15.19%、66.37%和11.20%,减少耕地主要转成为林地、草地和灌木地,转出面积分别占转出总量的21.15%、61.19%和11.78%,新增的耕地面积远大于减少的面积。从耕地变化与生态环境因子之间的关系来看,耕地增减变化主要发生在年均温度为20—30℃区域和年均降水为600—1 200 mm的区域,以及500—1 000 m高原区间和坡度小于2°的平缓地带。【结论】2000—2010年,非洲耕地面积数量和空间变化剧烈,不同区域和国家的耕地变化存在明显差异。研究结果揭示了非洲耕地空间分布及时空变化特征,不仅可为分析全球耕地空间分布格局、揭示其地域差异和时空波动规律提供重要基础参考,也可为耕地增减变化比较集中的区域的政策导向、土地产权制度调整提供科学依据,服务全球粮食安全问题解决。

关键词：非洲耕地空间格局变化 GlobeLand30

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耕地复种指数研究的关键科学问题

中国农业科学 2018年第9期51卷 1681-1694页

作者：吴文斌余强毅陆苗项铭涛谢安坤杨鹏唐华俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体... 详细信息

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体研究框架和核心研究内容,全面梳理了国内外该领域的研究现状、进展及存在的问题。研究认为,第一,格局与过程探测是耕地复种指数研究的重要基础。不仅要关注耕地潜在或实际复种指数的数量、空间分布、区域差异及其时空变化过程,更要关注耕地复种指数的提升空间,科学描述可挖掘的复种潜力。第二,功能与效应分析是耕地复种指数研究的核心内容。现有研究多聚焦耕地复种指数提升对粮食产量增加的贡献作用,复种指数变化的生态环境效应研究以微观试验性研究为主;迫切需要建立综合效应分析框架,从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。第三,优化调控是耕地复种指数研究的关键任务。科学提出可持续挖掘和提升耕地复种潜力的策略,重点强化可持续性评估、障碍性因子分析和系统性优化调控等方面的研究,追求粮食安全、资源安全和生态安全的权衡协调,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。耕地复种本质上反映了复杂的"人-地"耦合关系,多数据、多尺度、多模型和多方法的综合研究将是未来耕地复种指数研究的重要发展方向,将会促进自然科学、工程科学和社会科学等多个学科门类的综合、交叉和集成研究。

关键词：耕地复种指数格局与过程功能与效应优化调控权衡可持续

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植被物候参数遥感提取研究进展评述

中国农业信息 2018年第1期30卷 55-66页

作者：项铭涛卫炜吴文斌中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业遥感重点实验室农业部规划设计研究院/农业部耕地利用遥感重点实验室

【目的】遥感方法提取植被物候具有宏观、高效、便捷的特点,利用遥感提取植被物候结果可以从较大尺度上研究整个植被生态系统的物候特征。【方法】文章以植被物候遥感提取的过程为线索,采用文献综述法,对植被物候参数遥感提取的各个方... 详细信息

【目的】遥感方法提取植被物候具有宏观、高效、便捷的特点,利用遥感提取植被物候结果可以从较大尺度上研究整个植被生态系统的物候特征。【方法】文章以植被物候遥感提取的过程为线索,采用文献综述法,对植被物候参数遥感提取的各个方面进行阐述。【结果】系统描述了植被物候提取的遥感数据资源,包括遥感专题指数和遥感数据来源;归纳了植被物候遥感提取的技术方法,包括时序植被指数重构技术和植被物候参数提取方法;总结了植被物候遥感提取结果验证途径和误差来源,地面物候观测数据和模型模拟数据是直接验证的途径,他人研究成果和植物生理参量的地面观测数据提供间接验证的途径,误差来源于遥感数据的时间和空间分辨率以及植被物候提取技术方法。最后,针对当前植被物候遥感提取存在的主要问题及未来的发展趋势,从研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这4个方面进行了探讨。【结论】尽管植被物候遥感提取的大量研究在理论、技术方法和应用方面都取得明显进展,但在研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这些方面仍然存在着一些关键科学问题,需要进一步进行深入研究。

关键词：植被物候遥感监测植被指数重构物候信息提取验证