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松嫩高平原黑土区耕地利用系统安全格局及其空间演变

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农业工程学报 2014年第4期30卷 212-221,F0004页

作者：宋戈李丹王越雷国平东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 东北大学土地管理研究所沈阳110819 黑龙江工程学院测绘工程学院哈尔滨150050

为切实保护耕地和实现区域耕地的可持续利用,该文以巴彦县为研究区,将研究区的耕地利用分为西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区、东部低山丘陵坡耕地区、南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区5个区,从系统角度,以影响研究区耕地... 详细信息

为切实保护耕地和实现区域耕地的可持续利用,该文以巴彦县为研究区,将研究区的耕地利用分为西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区、东部低山丘陵坡耕地区、南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区5个区,从系统角度,以影响研究区耕地利用系统安全的自然、经济社会、生态等驱动因子分析为切入点,运用"3S"技术手段,利用因子分析法和加权综合评价法计算耕地利用系统安全值,采用Kriging插值法将安全值分为Ⅰ级(非常安全)、Ⅱ级(较安全)、Ⅲ级(基本安全)、Ⅳ级(临界安全)和Ⅴ级(不安全)5个等级,运用栅格数据的空间分析功能,分析研究区1991-2009年耕地利用系统安全格局变化及空间演变。结果表明:1991年和2009年,研究区各安全等级所占比例以Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级为主,Ⅴ级最低。从1991-2009年的变化趋势上看Ⅰ级、Ⅱ级呈减少趋势,Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级呈增加趋势,耕地利用系统安全程度在降低;1991年和2009年2个时点,耕地利用系统安全水平空间分布均不平衡,西部、北部高,东部、南部低,且2009年较1991年有增强趋势,各安全等级在不同耕地利用分区上空间分布格局差异明显,安全级别较高的Ⅰ级、Ⅱ级集中在西北部平原耕地区、中部漫岗平原缓坡耕地区和东部低山丘陵坡耕地区,安全级别较低的Ⅳ级和Ⅴ级主要分布在南部平原耕地区和南部冲积平原耕地区,安全等级最高的Ⅰ级在中部漫岗平原缓坡耕地区分布最多;1991-2009年近20 a研究区耕地利用系统安全格局空间演变特征明显,Ⅰ级表现为集中向西北部平原耕地区转移,Ⅱ级变化较为分散,在西北部平原耕地区和南部平原耕地区分布比例降低,在其余3区升高,Ⅲ级由南部平原耕地区向南部冲积平原耕地区过渡,Ⅳ级以原区域为中心向四周扩散,Ⅴ级由南部冲积平原耕地区向南部平原耕地区转移;为保障研究区耕地利用系统安全,提出应优化土地利用结构、改变传统的农业生产方式、严格控制非农建设侵占耕地以及合理开发耕地后备资源等对策建议。

关键词：土地利用区划农村地区耕地利用系统安全格局空间演变松嫩高平原

松嫩高平原土地利用格局变化时间尺度特征研究

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自然资源学报 2017年第10期32卷 1797-1807页

作者：王越宋戈东北大学文法学院土地管理研究所沈阳110169 沈阳师范大学管理学院沈阳110034

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局... 详细信息

土地利用格局变化的时间尺度是其尺度依赖性和敏感性表达的重要基础。论文以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,结合Matlab编程,采用K-L变换将多波段的遥感影像提取为单波段图像作为原始信号数据,在研究区土地利用格局最优空间尺度下,应用快速傅里叶变换对小波分析模型进行改进,探寻研究区土地利用格局变化研究的适宜时间尺度,进而明确适宜时空尺度下土地利用格局变化的波动性特征,并采用土地利用转移矩阵对其时间尺度的划分结果进行检验。结果表明:1)研究区土地利用格局变化在10~20、30~40和40~50 a均有明显的波动性特征,表明10~20、30~40和40~50 a是研究区土地利用格局变化的3个重要时间尺度。2)1979—2015年研究区土地利用格局变化研究的最优时间分析尺度为36a,土地利用格局在12.33 a左右具有明显的波动性变化特征,可将研究区时间域划分为3个发展阶段:发展初期1979—1991年、发展中期1991—2003年、发展近期2003—2015年。3)在空间上,研究区土地利用格局变化的全局化时间尺度和土地利用格局变化的局部化时间尺度具有较高水平的一致性。4)论文建立的基于小波分析的土地利用格局变化时间尺度识别方法可行并具有准确性,研究区旱地、林地和建设用地等主要土地利用类型在1979、1991、2003和2015年4个重要时间节点上的变化发生了明显的趋势性转换。

关键词：土地利用格局时间尺度特征小波分析松嫩高平原

松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度特征分析——以巴彦县为例

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地理科学 2017年第8期37卷 1218-1225页

作者：宋戈王盼盼东北大学文法学院土地管理研究所辽宁沈阳110169

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明:(1)研究区土地利用空间格... 详细信息

以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明:(1)研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。(2)除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。(3)研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。

关键词：松嫩高平原县域土地利用空间格局地形梯度

松嫩高平原土地利用类型变化特征及时空格局研究

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干旱区资源与环境 2017年第4期31卷 61-66页

作者：王越宋戈王盼盼东北大学土地管理研究所沈阳110169 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

土地利用类型变化能够揭示自然条件变化状况和人类活动干扰程度。文中以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,采用Matlab编程,测算不同时段(1979-1991年、1991-2003年和2003-2015年)单一土地利用动态度、土地利用相对变... 详细信息

土地利用类型变化能够揭示自然条件变化状况和人类活动干扰程度。文中以松嫩高平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS、RS技术,采用Matlab编程,测算不同时段(1979-1991年、1991-2003年和2003-2015年)单一土地利用动态度、土地利用相对变化频率和不同时点(1979年、1991年、2003年和2015年)各种土地利用类型区位指数,利用半方差函数挖掘土地利用信息图谱,深入分析研究区土地利用类型变化的数量特征和时空格局特征。结果表明:(1)单一土地利用动态度、土地利用相对变化频率和地类区位指数的空间异质性由结构性因素、随机性因素引起或由二者共同作用引起,其土地利用过程受自然因素和人文因素影响程度不同。(2)土地利用类型不是以均匀、连续的方式发生变化,而是随着土地利用类型的变化呈现快速和不连续的转变。水田、草地的土地利用变化速率最高,园地、水域和其他用地的土地利用变化速率较高,建设用地、旱地和林地的土地利用变化速率较低。(3)研究时段内区域土地利用相对变化频率越大,地类区位指数越小,该区域与其他区域的土地利用类型相比,区位优势更加明显。

关键词：松嫩高平原土地利用类型变化时空格局图谱分析

松嫩高平原土地利用格局空间尺度识别及其关联关系研究

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中国土地科学 2017年第1期31卷 88-96页

作者：宋戈王越东北大学土地管理研究所辽宁沈阳110169

研究目的:实现由传统的人工识别到自动识别土地利用格局空间尺度的方法创新,为优化区域土地利用格局提供科学依据。研究方法:基于分形理论,采用二阶导数对计盒维数模型进行改进和优化。研究结果:(1)研究区土地利用格局在900 m×900 m尺... 详细信息

研究目的:实现由传统的人工识别到自动识别土地利用格局空间尺度的方法创新,为优化区域土地利用格局提供科学依据。研究方法:基于分形理论,采用二阶导数对计盒维数模型进行改进和优化。研究结果:(1)研究区土地利用格局在900 m×900 m尺度上具有明显的分形特征;(2)1991年、2003年和2015年研究区土地利用格局表现为各土地利用类型之间空间作用力、分布均匀程度和内部联结性的大小不同,并呈现出空间相互关联关系复杂性;(3)1991—2015年,研究区土地利用格局空间相互关联关系变化特征明显,表现为土地利用格局中竞争强度强弱的差异。研究结论:(1)改进的计盒维数模型能够实现土地利用格局空间尺度的自动识别;(2)建立的计盒维数自动识别尺度模型,确定研究区土地利用格局空间尺度900 m×900 m是独立最小地理单元,也是分析土地利用格局变化的最优尺度。

关键词：土地利用空间尺度识别空间关联关系松嫩高平原

松嫩高平原黑土区典型地域耕地生态安全评价及驱动力分析——以黑龙江省绥化市为例

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水土保持研究 2012年第3期19卷 215-220页

作者：张冰洁宋戈东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

对一定区域的耕地生态安全进行评价,分析影响耕地生态安全的因素,有利于指导区域耕地合理、可持续利用。以我国重要的商品粮生产基地松嫩高平原黑土区典型地域——黑龙江省绥化市为研究区,基于"P—S—R"模型建立耕地生态安全评价指标体... 详细信息

对一定区域的耕地生态安全进行评价,分析影响耕地生态安全的因素,有利于指导区域耕地合理、可持续利用。以我国重要的商品粮生产基地松嫩高平原黑土区典型地域——黑龙江省绥化市为研究区,基于"P—S—R"模型建立耕地生态安全评价指标体系,运用多因素综合评价法,评价2001—2009年绥化市耕地生态安全状况,并借助SPSS软件提取影响研究区耕地生态安全的敏感因素。结果表明:2001年绥化市耕地生态安全处于恶劣等级;2002—2004年绥化市生态安全等级为风险级;2005—2009年生态安全处于敏感等级,生态环境虽然受到一定破坏,但可以维持基本功能。自然灾害频发,水土流失严重以及人地矛盾的日益突出,是导致绥化市生态安全问题突出的主要原因。社会经济压力、农业科技进步和生态环境是影响耕地生态安全的三类因素。

关键词：松嫩高平原耕地生态安全评价绥化市

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松嫩高平原土地利用景观梯度变化特征分析

水土保持研究 2013年第6期20卷 246-250,295页

作者：宋戈付金山王越东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 东北大学土地管理研究所沈阳110819 黑龙江省村镇发展研究中心哈尔滨150030

研究区域不同梯度带土地利用景观变化特征,可为维持区域生态功能、改善区域生态环境质量提供科学依据。以松嫩高平原典型地域巴彦县为研究区,利用ArcGIS手段,以地形因子(高程、坡度)作为研究区梯度分级基础,考虑地貌类型和行政区划划分... 详细信息

研究区域不同梯度带土地利用景观变化特征,可为维持区域生态功能、改善区域生态环境质量提供科学依据。以松嫩高平原典型地域巴彦县为研究区,利用ArcGIS手段,以地形因子(高程、坡度)作为研究区梯度分级基础,考虑地貌类型和行政区划划分梯度带,应用梯度分析和景观格局分析相结合的方法,从景观水平和景观类型水平两方面,分析研究区13a来不同梯度带土地利用景观变化特征。结果表明:(1)1996—2009年间,梯度带Ⅲ土地利用景观破碎化程度最大,受人类活动的影响最严重;梯度带Ⅱ优势景观比较明显,土地利用景观结构稳定性最差。(2)1996—2009年,各梯度带土地利用景观基质均为旱地,水田景观所占比例均有所上升,且各梯度带林地景观所占比例差别一直较大,建设用地景观增长水平基本一致。

关键词：松嫩高平原土地利用景观梯度分析

松嫩高平原黑土区土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析

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水土保持研究 2012年第1期19卷 148-153,158页

作者：孙丽娜宋戈东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析是实现区域土地生态安全和可持续发展的基础。以松嫩高平原黑土区黑龙江省巴彦县为研究区,利用GIS的空间分析功能,对巴彦县1991年、2006年和2009年三期遥感影像的解译数据进行图层代数运算,定量... 详细信息

土地利用/覆被变化及其景观生态风险分析是实现区域土地生态安全和可持续发展的基础。以松嫩高平原黑土区黑龙江省巴彦县为研究区,利用GIS的空间分析功能,对巴彦县1991年、2006年和2009年三期遥感影像的解译数据进行图层代数运算,定量分析了18a来巴彦县土地利用变化情况、各地类之间的转换情况,并运用生态风险指数法测算分析了三个时期景观生态风险的变化情况,最后对生态风险指数进行克吕格插值,得出巴彦县景观生态风险的空间分布情况。结果表明:18a间,巴彦县土地利用变化及各地类之间的转化比较复杂,且主要是耕地、林地、其它用地之间的转化;土地利用结构的变化导致景观生态风险指数发生显著的时空差异,各级生态风险区域所占面积变化程度不同;插值结果表明巴彦县生态风险逐年加大,且生态风险分布主要受地形和地类的影响。巴彦县景观生态风险有扩大的趋势,应加强中级以上生态风险区域的生态保护和建设,以实现生态环境和社会经济的协调发展。

关键词：土地利用/覆被变化景观生态风险松嫩高平原巴彦县

松嫩高平原黑土区耕地土壤生态环境质量特征及空间分布规律

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中国农学通报 2013年第29期29卷 143-150页

作者：邹朝晖宋戈张景奇雷国平孟飞东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 东北大学文法学院沈阳110819 黑龙江省村镇发展研究中心哈尔滨150030

准确掌握黑土区典型区域耕地土壤生态环境质量特征及其空间分布规律对促进农业的可持续发展具有重要的参考价值。以松嫩高平原黑土区的典型区域——黑龙江省巴彦县为研究区,运用通用流失方程(USLE)、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危... 详细信息

准确掌握黑土区典型区域耕地土壤生态环境质量特征及其空间分布规律对促进农业的可持续发展具有重要的参考价值。以松嫩高平原黑土区的典型区域——黑龙江省巴彦县为研究区,运用通用流失方程(USLE)、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法及多因素综合评价模型,从土壤侵蚀和土壤重金属污染2个方面评价研究区2009年耕地土壤生态环境质量,分析其特征及空间分布规律。结果表明:研究区耕地土壤生态环境质量总体特征为一等地所占比重最高,依次向二、三、四、五等地递减,质量较差的耕地土壤主要受重金属污染的影响;耕地土壤生态环境质量等级的高低主要与土壤类型、坡度坡长及Cd、Hg 2种重金属元素污染存在密切的关系,呈现出明显的地域分布规律;18个乡镇耕地土壤生态环境质量等级差别较大,万发镇、富江乡和德祥乡的耕地土壤生态环境质量最好,巴彦镇和兴隆镇的部分耕地因受到Hg元素的污染,红光乡的部分耕地因受到Cd元素的污染,导致其耕地土壤生态环境质量较差。

关键词：耕地土壤生态环境质量松嫩高平原巴彦县