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广州市近20年耕地资源时空分布特征及其演变规律

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江苏农业学报 2023年第4期39卷 978-988页

作者：苏丽洁刘振华胡月明邹润彦彭一平周悟华南农业大学资源环境学院广东广州510642 海南大学热带作物学院海南海口570100 广州市华南自然资源科学技术研究院广东广州510642

广州市是中国快速城市化的典型地区,研究广州市耕地资源时空分布特征及其与快速城市化发展的内在联系,可为缓解快速城市化地区的人地矛盾提供参考,进而为政府部门制定耕地资源保护与利用政策提供支撑。本研究采用耕地年均变化率、耕地... 详细信息

广州市是中国快速城市化的典型地区,研究广州市耕地资源时空分布特征及其与快速城市化发展的内在联系,可为缓解快速城市化地区的人地矛盾提供参考,进而为政府部门制定耕地资源保护与利用政策提供支撑。本研究采用耕地年均变化率、耕地相对变化率和区域耕地质量等别等指标对广州市2005-2018年耕地资源数量和质量的时空分布特征进行分析,并利用ARCGIS软件对广州市各区的耕地质量聚集特征及耕地质心时空演变规律进行探讨。结果表明:(1)广州市耕地面积从2005年的91880.08 hm^(2)下降到2018年82440.10 hm^(2),各区耕地年变化率差异大,耕地相对变化率空间分布呈现由市中心向外逐渐减缓的格局;(2)广州市耕地质量等别范围为1~6等,其中1~4等优等耕地占97%。2005至2018年,平均耕地质量等别提升了0.12个等级,耕地质量呈稳中有升的趋势;(3)耕地质量空间格局呈现质量好的耕地在广州西南部越来越聚集以及增城中部越来越分散,质量差的耕地在东北部越来越分散,其他小范围分布地区越来越聚集的规律;(4)广州市耕地质心整体往东北方向移动,各区的耕地质心有不同的移动模式,且与各区的城市空间发展战略相吻合。快速城市化过程对广州市耕地资源时空分布特征造成显著影响,亦对区域的经济、城市可持续发展和生态环境稳定产生了新的挑战,因此,严格落实耕地进出平衡,有效防止耕地“非粮化”;加快高标准农田建设,提升耕地质量;坚持土地节约集约利用,优化耕地空间格局,以促进城市经济、文化、生态健康可持续发展。

关键词：广州市耕地资源时空分布特征演变规律

四川省流域尺度农用地整治时空分异特征及发展阶段分析

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四川农业大学学报 2023年第1期41卷 175-184页

作者：张禾裕杨青林冼炜轩余晨广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642 四川省绵阳市安州区自然资源局绵阳622650 华南农业大学资源环境学院广州510642 四川省国土科学技术研究院(四川省卫星应用技术中心) 成都610045

【目的】在统筹区域发展和大力开展乡村振兴的背景下,研究四川省农用地整治项目时空分异规律可为土地空间决策提供参考和借鉴。【方法】本文以2016—2020年四川省农用地整治数据为基础,创新性地以流域为尺度,采用探索性空间分析法、重... 详细信息

【目的】在统筹区域发展和大力开展乡村振兴的背景下,研究四川省农用地整治项目时空分异规律可为土地空间决策提供参考和借鉴。【方法】本文以2016—2020年四川省农用地整治数据为基础,创新性地以流域为尺度,采用探索性空间分析法、重心与标准椭圆差模型,分析其项目数量和规模的时空分异特征和发展趋势。【结果】(1)在项目数量、规模的空间格局上,流域农用地整治项目以整理为主,整体上呈现出东多西少的分布格局;其中,整理项目以块状形式集聚于川东北、成都平原经济区内的沱江中下游水土流失防治区等5个流域;开发项目以条带、组团状形式集聚于川南、川东北经济区内的金沙江干热河谷水土保持与生物多样性保护修复区和锦屏山—雅砻江下游水土保持与生物多样性保护修复区;复垦项目以点状形式零星集聚于成都平原、川西北生态示范经济区内的邛崃山—大相岭水源涵养与生物多样性保护修复区等3个流域。(2)在项目数量、规模的逐年重心点和移动轨迹上,整理项目的逐年移动轨迹呈现出“西南—东北”的移动趋势;复垦项目的逐年移动轨迹呈现出“西北—东北—西南”的移动趋势;开发项目的逐年移动轨迹总体上呈现向“东北方向”的移动趋势。(3)对比上述时空分异特征可知,全省农用地整治项目可分为用地类型调整和生态保护修复两个阶段。【结论】基于以上分析,四川省全域土地整治应着力优化局部地区人口经济与资源环境配比,盘活闲置用地,补齐重大设施及人居环境的发展短板,提升空间要素尤其是土地要素的配置能力,优化空间发展模式,从而提高流域城镇化空间组织效率。

关键词：四川农用地整治国土综合整治流域时空分异特征

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珠江三角洲林地结构现状及景观梯度分异特征

生态科学 2019年第2期38卷 67-76页

作者：杜文杰龚建周胡月明赵冠伟广州大学地理科学学院广州510006 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642

随着城市化进程加快,森林生态系统日趋遭到破坏,进行景观格局研究有利于认识其潜在规律与驱动机制。论文综合运用景观指数与点格局方法,研究珠三角林地景观的"镶嵌性"和"梯度性"特征,对珠江三角洲林地结构现状、景观梯度的林地点个数、... 详细信息

随着城市化进程加快,森林生态系统日趋遭到破坏,进行景观格局研究有利于认识其潜在规律与驱动机制。论文综合运用景观指数与点格局方法,研究珠三角林地景观的"镶嵌性"和"梯度性"特征,对珠江三角洲林地结构现状、景观梯度的林地点个数、点密度以及空间聚集特征进行量化分析并探讨林地景观空间分布模式。计算结果表明:珠江三角洲林地面积较大,构成了研究区的景观基质。林地点个数和点密度在景观梯度上,呈正态或偏正态分布;林地景观在不同空间尺度上都呈聚集分布,但不同林地类型聚集尺度和空间分布强度不尽相同。在空间分布模式上,研究区大尺度以有林地基质分布模式为主;中小尺度下,不同地域分别呈现出以有林地连片—疏林地呈条带状、有林地基质—灌木林地团块状为主的分布模式。研究结果说明林地景观结构具有尺度依赖性且为层次结构复杂的系统,印证了景观生态学的尺度效应和等级理论普遍存在,景观指数和点格局相结合的方法在研究林地景观格局中具有有效性。

关键词：林地景观格局景观指数点格局珠三角

基于Hive的高寒草地海量数据高效分析系统设计研究

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农业资源与环境学报 2021年第6期38卷 1152-1163页

作者：李亮丹晔沙谢夏胡月明谢健文周悟游小敏华南农业大学资源环境学院广州510642 海南大学热带作物学院海口570228 青海-广东自然资源监测与评价联合重点实验室西宁810016 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642

解决高寒草地的退化问题需要对高寒草地退化现状进行综合评价,而这需要相关数据作为支撑,本研究设计并实现了一个基于Hive的高寒草地海量数据高效分析系统,能对高寒草地的海量数据进行可靠、高效地存储分析。首先,平台设计基于Hadoop、H... 详细信息

解决高寒草地的退化问题需要对高寒草地退化现状进行综合评价,而这需要相关数据作为支撑,本研究设计并实现了一个基于Hive的高寒草地海量数据高效分析系统,能对高寒草地的海量数据进行可靠、高效地存储分析。首先,平台设计基于Hadoop、Hive、Sqoop环境,通过节点和集群配置等步骤搭建完成;然后,通过期望最大化(EM)算法进行数据填充、数据导入、数据分区存储等步骤,完成数据抽取、转换、加载(ETL)及数据存储;最后,系统通过混合函数编码实现模糊查询功能,实验测试表明系统达到了预定的效果。随着文件大小的增加和总体数据规模的增大,系统整体存储和读取时间一直处于增长的状态,但平均运行时间(平均处理1 MB数据所使用的时间)处于降低的趋势,说明随着数据量的增加,系统并行处理海量数据的能力得到体现。使用2014年青海省称多县高寒草地样方监测数据和部分虚拟数据(总数据量约为3958万条,7.56 GB),对Hive集群以及关系型数据库SQL Server的数据查询效率进行对比。结果显示,当查询数据量为3958万条时,Hive集群数据查询的时间为SQL Server查询时间的67.8%。说明在数据量较大时,系统数据查询的效率比SQL Server更高。通过HiveQL对高寒草地生态数据进行分析处理,并开展相应的对照实验,对比发现,Hive数据分析技术与对照实验的处理结果相同。综上,将分布式数据仓库技术应用于高寒草地海量数据的存储与分析,较传统的数据存储与分析技术相比有明显的进步。本系统对海量数据处理效率高、可开发性强,可以很好地满足海量高寒草地数据的存储和分析要求。

关键词：高寒草地海量数据存储与分析 Hive

广东省耕地资源承载力时空演变及其驱动机理研究

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西南农业学报 2023年第8期36卷 1573-1583页

作者：邹美靓刘洛王璐彭一平李建华杨颢王子锦华南农业大学资源环境学院广州510642 海南大学公共管理学院海口570228 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642 广东省土地开发整治中心广州510635

【目的】研究耕地资源承载力及其内在驱动机理,为国家制定耕地政策与高效管护耕地,维持耕地资源可持续利用、保障粮食安全提供参考依据。【方法】运用泰尔指数、变异系数、重心模型等方法分析二级区、市级和县级尺度下广东省耕地资源承... 详细信息

【目的】研究耕地资源承载力及其内在驱动机理,为国家制定耕地政策与高效管护耕地,维持耕地资源可持续利用、保障粮食安全提供参考依据。【方法】运用泰尔指数、变异系数、重心模型等方法分析二级区、市级和县级尺度下广东省耕地资源承载力的时空分异特征,在此基础上利用地理探测器探寻其空间分异的驱动机理。【结果】(1)2000—2020年,二级区、市级、县级尺度下广东省耕地资源承载力的泰尔指数和变异系数均呈现不断增加的趋势且随空间尺度的降低而加剧,县级尺度的耕地资源承载力失衡最显著。(2)研究期内,广东省整体耕地资源承载力不断下降,县级尺度的变化幅度最大,低值区在珠三角地区形成聚集分布,逐渐形成倒“U”型格局;广东省耕地资源承载力重心呈波浪式不断向西南方向移动。(3)广东省市级尺度的驱动因子作用力整体上大于县级尺度,市级尺度下耕地资源承载力受人均农业生产总值的显著影响,县级尺度下则受人均耕地面积的显著影响;广东省耕地资源承载力整体上受社会经济发展和资源禀赋条件的驱动作用最大。(4)不同尺度下的因子相互作用均表现为双因子增强和非线性增强,因子相互作用呈协同增强的效果,自然立地条件与生产要素投入水平等因素能显著增强两两因子间的相互作用力。【结论】建议提高广东省农业生产收入,平衡粮食供需矛盾,助力农业发展,为乡村生产体系提供技术、金融资本,加大财政支持,推动粮食生产转型,以提高广东省耕地资源承载力、保障耕地资源可持续利用。

关键词：耕地资源承载力多尺度时空演变地理探测器驱动机理

基于协同克里格的县域耕地质量监测点优化布设

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农业资源与环境学报 2021年第6期38卷 1020-1028页

作者：邝珊胡月明刘振华杨颢刘洛谢英凯华南农业大学资源环境学院广州510642 广东省土地信息工程技术研究中心广州510642 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642 海南大学热带作物学院海口570228 青海-广东自然资源监测与评价重点实验室广州510642

根据耕地质量的空间分布特征优化监测样点布局,可提高耕地质量的监测效率和准确性。本研究筛选与耕地质量协同变化的环境因子作为辅助变量,利用地统计学方法分析耕地质量的空间变异特征,采用协同克里格法优化耕地质量监测样点的布设。... 详细信息

根据耕地质量的空间分布特征优化监测样点布局,可提高耕地质量的监测效率和准确性。本研究筛选与耕地质量协同变化的环境因子作为辅助变量,利用地统计学方法分析耕地质量的空间变异特征,采用协同克里格法优化耕地质量监测样点的布设。结果表明:利用与耕地质量相关性较好的地下水位为辅助变量,在不同规格网格的样点布设下,协同克里格在最适(5 km×5 km)网格尺度下得到66个监测点的插值精度,优于普通克里格在小(2 km×2 km)网格尺度下得到390个监测点的插值精度;而在相同规格网格的样点布设下,协同克里格方法得到监测点的插值精度均优于普通克里格。研究表明,结合易于获取的辅助变量信息的协同克里格方法可优化耕地质量监测点布设,得到更少的监测点的样点方案,在耕地质量监测中可实现减少成本的同时提高监测精度。

关键词：耕地质量监测样点布设协同克里格

从化区农田耕层土壤有效硅空间分布及影响因素

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农业资源与环境学报 2021年第6期38卷 989-998页

作者：渠悦马涛胡月明刘洛孙孝林华南农业大学资源环境学院广州510642 广东省土地信息工程技术研究中心广州510642 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642 中山大学地理科学与规划学院广州510275

为探究广州市从化区农田土壤有效硅空间分布及影响因素,以期为促进我国粮食主产区水稻产量增长提供科学依据和参考,采用描述性统计、地统计学、相关性分析与GIS(地理信息系统)技术结合的方法对从化区土壤有效硅开展研究。结果表明,研究... 详细信息

为探究广州市从化区农田土壤有效硅空间分布及影响因素,以期为促进我国粮食主产区水稻产量增长提供科学依据和参考,采用描述性统计、地统计学、相关性分析与GIS(地理信息系统)技术结合的方法对从化区土壤有效硅开展研究。结果表明,研究区土壤有效硅平均含量为60.31 mg·kg^(-1),总体偏低,并呈现中度变异;在中心区域、粮食主产区和丘陵地带,土壤有效硅含量较高;有效硅含量与土壤pH、有机质含量、黏粒含量呈正相关,土地利用方式、成土母质对其也有显著影响。研究表明,在所考虑的影响因素中,成土母质对从化区农田土壤有效硅的影响程度居于首位。

关键词：农田耕层土壤有效硅空间分布特征影响因素

耕地质量和产能评价指标体系研究——以广西宾阳县为例

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农业资源与环境学报 2021年第6期38卷 1039-1050页

作者：张英冯雪珂任少宝游小敏余晨华南农业大学资源环境学院广州510642 唐山职业技术学院河北唐山063000 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642 四川省国土科学技术研究院/四川省卫星应用技术中心成都610041

为科学评价耕地资源,实现耕地的有效管理,提高土地利用效率,通过文献法对耕地质量和产能的评价指标进行梳理,利用地理探测器进行指标筛选,采用特尔斐法确定指标权重,应用加权求和法对指标系数进行修正,利用连乘积法计算耕地质量与产能指... 详细信息

为科学评价耕地资源,实现耕地的有效管理,提高土地利用效率,通过文献法对耕地质量和产能的评价指标进行梳理,利用地理探测器进行指标筛选,采用特尔斐法确定指标权重,应用加权求和法对指标系数进行修正,利用连乘积法计算耕地质量与产能指数,系统科学地构建耕地质量和产能评价体系。结果表明,宾阳县耕地质量整体情况良好,等别为优等和良等的耕地面积占99.95%,东北部耕地等别略低于西南部,其等别差异主要原因为土地利用方式不同和土壤健康状况的差异。耕地产能等别中旱地等别主要集中在11等,水田等别主要集中在7等,呈现中部高四周低的分布规律,中心城镇地势平坦、管理水平高是造成耕地产能等别差异的主要原因。研究表明,应用本研究构建的指标体系得到的宾阳县耕地质量评价结果能够很好地反映耕地实际质量状况,说明评价指标体系合理,适用性较强。

关键词：耕地质量评价产能评价指标

基于Google Earth Engine多源数据的耕地提取研究

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西南农业学报 2022年第10期35卷 2372-2378页

作者：林陈捷刘振华胡月明彭一平华南农业大学资源环境学院广州510642 广东省土地信息工程技术研究中心广州510642 广东省土地利用与整治重点实验室广州510642 自然资源部建设用地再开发重点实验室广州510642 广州市华南自然资源科学技术研究院广州510642

【目的】为了更好地进行耕地监测和保护,实现对耕地高效、准确的识别,针对目前利用光学数据进行耕地提取以及单机遥感图像处理的不足,基于Google Earth Engine(GEE)平台,引入雷达数据结合光学数据用于耕地提取。【方法】利用GEE平台获... 详细信息

【目的】为了更好地进行耕地监测和保护,实现对耕地高效、准确的识别,针对目前利用光学数据进行耕地提取以及单机遥感图像处理的不足,基于Google Earth Engine(GEE)平台,引入雷达数据结合光学数据用于耕地提取。【方法】利用GEE平台获取研究区的sentinel-1和sentinel-2影像进行预处理,提取sentienel-1的VV、VH通道信息和sentinel-2的NDVI、NDWI、NDBI,同时使用灰度共生矩阵(GLCM)提取研究区的纹理信息,然后使用最小距离、支持向量机及随机森林3种机器学习算法对研究区进行耕地识别提取,最后通过开运算的形态学处理对耕地提取的结果进行图像后处理。【结果】以广东省广州市为例,与仅用光学数据相比,雷达数据的引入提高了耕地提取的精度,基于最小距离、支持向量机及随机森林3种算法的耕地提取总体精度分别提高0.05、0.09和0.10,其中随机森林算法提取效果最佳,总体精度达到0.85。形态学处理去除了耕地提取中提取错误的细小图斑,进一步提高了耕地提取的精度,总体精度达到0.91,Kappa为0.83。【结论】本研究基于GEE平台,引入了雷达数据并对耕地提取结果进行形态学处理,显著提高了提取精度,为大范围耕地提取提供了有效手段。

关键词：多源数据 Google Earth Engine 形态学处理耕地提取广州市