PDF(2704 KB)
Evolution of Land Use and Its Eco-environmental Effects of Typical Agricultural Counties in Yellow River Basin
YANKaiqi, PINGZongli, LIUXiaoyan, XIEXitao, ZHANGYong, HUChaofu, CHENHongyan
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (2) : 28-38.
PDF(2704 KB)
PDF(2704 KB)
Evolution of Land Use and Its Eco-environmental Effects of Typical Agricultural Counties in Yellow River Basin
Ecological protection and high-quality development in the Yellow River Basin has become a national strategy. For the typical agricultural counties in the Yellow River Basin, where agricultural production is the main focus, the contradiction between production, life and ecological land is more prominent, and the coordinated development of “production-living-ecological space” is more important. Studying the ecological and environmental effects of land use evolution can provide scientific basis and reference for the national strategy. This paper used area-weighted method to accurately measure the difference of ecological environment quality of different secondary land use spaces in different years, and quantitatively analyzed the ecological environment effect of land use evolution by combining land use transfer matrix and ecological contribution rate. The results showed that from 2009 to 2020, land use transformation in Qihe County was mainly between forest ecology and agricultural production space, and between agricultural production and water ecological space. The comprehensive quality index of ecological environment increased from 0.397 to 0.398 from 2009 to 2015, and from 0.398 to 0.405 from 2015 to 2020. In general, the comprehensive index of ecological environment quality of Qihe County continued to rise slightly from 2009 to 2020 and was generally improved. The results were in line with the development reality of Qihe County as the main grain-producing county. For the typical agricultural production county in the Yellow River Basin, the transition from agricultural production and industrial-mineral production space into woodland ecological and water ecological space was the main factor that promoted the improvement of eco-environmental quality, and the transitions including from woodland ecology and water ecology into agriculture and industrial-mineral production, and from agricultural production into industrial-mineral production space led to the deterioration of eco-environmental quality.
land use evolution / eco-environmental effect / production-living-ecological space / comprehensive quality index of ecological environment / typical agricultural county
| [1] |
董建红, 张志斌, 笪晓军, 等. “三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力——以甘肃省为例[J]. 生态学报, 2021, 41(15):5919-5928.
|
| [2] |
孔冬艳, 陈会广, 吴孔森. 中国“三生空间”演变特征、生态环境效应及其影响因素[J]. 自然资源学报, 2021, 36(5):1116-1135
基于1990年、2000年、2010年和2018年土地利用现状遥感监测数据,利用转移矩阵对中国“生产—生活—生态”结构转型的时空演化特征进行研究,引入生态环境质量指数和土地利用转型的生态贡献率分析中国1990—2018年“三生空间”变化的生态环境效应,利用地理加权回归模型（GWR）对中国生态环境效应的主要影响因素及其作用效应的空间分异进行识别。结果表明:（1）研究期内中国生产、生活空间增加,生态空间减少,总体呈现“入不敷出”的态势。（2）中国1990—2018年生态环境质量的高值区以中国的南部和东北部为主,低值区主要分布在胡焕庸线西北部;其他生态空间和农业生产空间对草地和林地生态空间的挤占是导致研究期内生态环境质量恶化的重要原因。（3）坡度、年平均降水量、土地利用强度、海拔、地形起伏度、人口密度和年平均气温等是中国生态环境质量格局的主要影响因素,且各因素作用效应的空间差异明显。未来中国的政策制定和经济发展应考虑“三生空间”转型的生态环境效应及其主导影响因素,促进“三生空间”用地结构的合理分布,推进中国的生态文明建设。
|
| [3] |
|
| [4] |
陈万旭, 李江风, 曾杰, 等. 中国土地利用变化生态环境效应的空间分异性与形成机理[J]. 地理研究, 2019, 38(9):2173-2187.
中国复杂的自然要素、社会经济要素、区域发展战略和政策调控形成了当前中国不均衡的经济发展空间格局、土地利用空间格局和生态环境质量空间格局。厘清中国生态环境质量的空间格局及形成机理对中国土地资源的可持续利用和生态环境的有效保护具有重要的实践意义和价值。以往研究缺乏对中国县域尺度土地利用/土地覆被变化生态环境效应的空间分异性及形成机理的相关研究,本研究基于1995—2015年间中国土地利用现状遥感监测数据,尝试采用生态环境质量指数方法测度中国土地利用变化的生态环境效应,并且综合运用重心分析、热点分析工具（Getis-Ord G<sub>i</sub>*）和地理探测器等研究方法,分析1995—2015年中国生态环境质量时空演变特征及形成机理。研究结果如下：① 东部季风区生态环境质量指数高于青藏高寒区和西北干旱区,东部季风区生态环境质量低值区主要分布在人口和经济集聚的城市群以及省会城市周边地区。研究期间中国生态环境质量重心持续向西北方向迁移;② 1995—2015年间中国生态环境质量变化的热点区域主要分布在西藏地区、新疆、重庆、贵州以及位于黄土高原的省份（青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西以及河南）境内,冷点区域主要分布在长江经济带沿线地区省份以及东南部沿海地区省份;③ 土地利用程度对于生态环境质量影响力显著强于其他因子,东部季风区的社会经济和交通区位因子对生态环境质量影响力强于青藏高寒区、西北干旱区和生态大区过渡带;④ 影响因子之间相互作用主要包括非线性增强作用和双因子增强作用两种类型,以非线性增强作用为主。
|
| [5] |
陈婧, 史培军. 土地利用功能分类探讨[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2005(5):536-540.
|
| [6] |
张蕾, 刘格格, 魏俊青, 等. “三生用地”转型的生态系统服务价值效应——以营口市为例[J]. 生态学杂志, 2019, 38(3):838-846.
基于“三生”功能视角研究土地利用转型及其生态环境效应，是土地利用/土地覆盖变化研究的重要内容，可为区域“三生用地”优化提供支持。本文以辽宁省营口市为例，构建以土地利用主导功能为主的“生态生产生活”用地分类体系，采用修正的数量和空间分析模型分析“三生用地”转型的动态变化及地域类型，并采用改进的当量因子法分析生态系统服务价值的损益情况。结果表明：（1）2000—2015年，生态用地转移面积最大，转移活跃型分布在西南部和中北部；生活用地显著增加，增速较快，主要来源为生态用地和农业生产用地。（2）营口市生态系统服务功能总价值量先减后增再减，东南部高西部低；其变化呈现出“三区”的空间格局，其中，2000—2005年和2010—2015年东南部和中北部生态系统服务价值量明显减少，且其变化区域与生活用地新增活跃型的空间分布具有较强的一致性。
|
| [7] |
龙花楼. 土地利用转型——土地利用/覆被变化综合研究的新途径[J]. 地理与地理信息科学, 2003(1):87-90.
|
| [8] |
陈相标, 丁文荣, 李孝川. 滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析[J]. 水土保持研究, 2022, 29(6):233-241.
|
| [9] |
马小雪, 吴昊, 秦伯强, 等. 长江经济带景观格局动态演变及其景观生态环境效应[J]. 地理科学, 2022, 42(10):1706-1716.
利用2000年、2010年、2020年3期土地利用遥感监测数据，通过景观格局指数、区域生态环境质量指数定量探究长江经济带土地景观格局的时空变化特征及其生态环境响应。研究表明：① 长江经济带上、中、下游区域的林地、草地等生态用地与人造地表的分布存在空间错位，生态用地主要转为耕地和人造地表；② 景观层级上，斑块的聚合度降低、破碎化程度加剧、多样性程度有所增加，类型层级上，耕地的破碎化程度增加，人造地表在空间上的连接度加强，趋于规模发展；③ 2000—2020年，经济带生态环境质量改善和恶化并存的特征弱化了整体生态质量的时间变异性，生态环境质量指数的低值区与长江经济带三大城市群的分布存在空间布局相似性；④区域土地资源供给与发展水平的空间错位、土地利用主导功能转型下的生态变化、人口虹吸效应、产业结构等影响长江经济带生态环境的空间分布。
|
| [10] |
焦露, 薛哲进, 尹剑, 等. “三生空间”视角下喀斯特地区土地利用转型的生态环境效应——以贵州省为例[J]. 生态经济, 2020, 36(4):206-212.
|
| [11] |
吕立刚, 周生路, 周兵兵, 等. 区域发展过程中土地利用转型及其生态环境响应研究——以江苏省为例[J]. 地理科学, 2013, 33(12):1442-1449.
以江苏省为例,利用1985年、1995年、2005 年和2008 年4期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、重心转移、区域生态环境质量指数、土地利用变化类型生态贡献率等方法,定量研究江苏省土地利用功能结构转型、空间转型特征及其生态环境响应规律。研究表明：① 1985~2008年,江苏省土地利用主导功能结构变化主要表现为生产用地面积的减少,生态用地、生活用地面积的增加。主要的转化类型为农业生产用地转化为农村生活用地、城镇生活用地,牧草生态用地转化为农业生产用地。② 1985~2008年,农业生产用地、生态用地、农村生活用地空间分布的不均衡性进一步加剧,工矿生产用地空间分布的不均衡性有所缓和,城镇生活用地空间分布经历了先加剧后有所缓和的阶段。③ 1985~2008年,江苏省的生态环境质量稍有下降,其中农业生产用地被农村和城镇生活用地大量占用是生态环境质量退化的主导因素,农业生产用地转化成水域生态用地是区域生态环境改善的主要因素。
|
| [12] |
周吉星, 张前进. 基于“三生空间”的天津市土地利用转型与生态环境变化关系研究[J]. 天津城建大学学报, 2021, 27(5):333-339.
|
| [13] |
何青泽, 谢德体, 王三, 等. 重庆市北碚区土地利用转型及生态环境效应[J]. 水土保持研究, 2019, 26(2):290-296.
|
| [14] |
冉端, 李江风. 长江经济带土地利用转型及生态环境效应[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(2):256-263.
|
| [15] |
侯蕾, 彭文启, 刘培斌, 等. 永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究[J]. 中国水利水电科学研究院学报, 2017, 15(6):430-438.
|
| [16] |
贲薛晨, 余成. 基于“三生空间”的土地利用转型的生态效应及驱动力分析——以苏州市为例[J]. 环境工程技术学报, 2022, 12(5):1428-1436.
|
| [17] |
张文华, 廉丽姝, 于淼. 江苏沿海地区土地利用转型及其生态环境质量响应[J]. 青岛农业大学学报(自然科学版), 2018, 35(2):119-124+151.
|
| [18] |
In the context of rapid social and economic development, it is important to clarify the evolution process of production–living–ecological space (PLES) and its eco-environmental effects on the sustainable utilization of land resources on industrial bases. Based on existing research, it is difficult to accurately measure the differences in eco-environment quality caused by conversions between land-use types in different years. This paper puts forward an improved area-weighted calculation method of the eco-environmental quality index (EQI), combining the land-use transfer matrix and ecological contribution rate to analyze eco-environmental effects on typical industrial bases. The results show that PLES transitions in Gangcheng District from 2009 to 2020 have been mainly from agricultural production and grassland ecology to forest ecology space, from urban living to industrial production space, and from grassland ecology to agricultural production space. This improved method can capture the environmental changes caused by conversions between land-use types in different years. The EQI of agricultural production space increased from 0.373 to 0.388, while the EQI of forest ecology space decreased from 0.810 to 0.739, and the comprehensive EQI increased from 0.441 to 0.470, showing that the eco-environment quality of the study area was improved overall. The conversions of agricultural production and grassland ecology space to forest ecology space were the main factors in improving eco-environment quality, and the conversions of grassland and forest ecology to agricultural production and of agricultural production to industrial production space were the main reasons for the deterioration of eco-environment quality. This paper may contribute to the scientific planning of land-use direction, support the coordination of regional economic and ecological development, and provide case references for similar regions.
|
| [19] |
李兰, 陈晓键, 殷宝库. 陕北生态脆弱区土地利用变化及生态效应研究——以榆阳区为例[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2013, 47(5):712-715.
|
| [20] |
王永洵, 王亚飞, 张静文, 等. 海岸带土地利用转型及其生态环境效应——以福建海岸带为例[J]. 环境科学学报, 2021, 41(10):3927-3937.
|
| [21] |
帕茹克·吾斯曼江, 郝晋珉, 王楠, 等. 基于“三生”功能的土地利用转型及其生态环境效应——以尉犁县为例[J]. 干旱区地理, 2021, 44(6):1612-1622.
为探讨尉犁县土地利用功能转型及其生态环境效应,利用1993、2001、2009、2017年4期TM影像数据解译获取土地利用变化数据,按照“三生”功能分类,通过面积加权法、土地利用转移矩阵、生态环境质量指数等方法,定量分析尉犁县土地利用功能数量变化、土地利用功能转型及其引致的生态环境效应。结果表明：（1） 1993—2017年,生产用地和生活用地持续增加,生态用地总体减少;土地利用功能转型中转入转出面积最大的是牧草生态用地,其次为其他生态用地,城镇生活用地转入转出面积最小。（2） 尉犁县生态环境质量指数,由1993年的0.07629减至2001年的0.06378,随后持续增至2017年的0.07339,整体生态环境质量有所恶化,但处于慢慢恢复改善状态。（3） 其他生态用地转入湿地生态用地和牧草生态用地是生态环境质量改善的主要原因,相反,其他生态用地和农业生产用地对牧草生态用地的占用则是生态环境质量恶化的主要原因。总体来看,过去25 a尉犁县生态环境恶化和改善趋势并存,但其改善趋势大于其恶化趋势。
|
| [22] |
张红旗, 许尔琪, 朱会义. 中国“三生用地”分类及其空间格局[J]. 资源科学, 2015, 37(7):1332-1338.
工业化、城市化和经济的快速发展导致中国人地关系紧张,争地现象多发。为兼顾粮食安全、经济发展和生态保护之间的关系,需要协调土地不同功能用地的矛盾。现行的土地利用分类体系,注重土地的生产、生活功能,对生态功能考虑不够。本研究以土地的主体功能为出发点,兼顾其他功能,纳入生态用地的概念,构建了“三生用地”分类体系,统筹生产、生活和生态用地空间。通过先分区再分类的方法,提取了中国“三生用地”的分布范围。结果表明,生态用地、生态生产用地、生产生态用地和生活生产用地等面积分别为603.70万km<sup>2</sup>、135.38万km<sup>2</sup>、200.19万km<sup>2</sup>和20.73万km<sup>2</sup>,各占国土面积的62.89%、14.10%、20.85%和2.16%。生态用地主要分布在中西部,生态生产用地因其生产功能具有明显的地域分异,生产生态用地和生活生产用地则更集中分布在东部地区。
|
| [23] |
于莉, 宋安安, 郑宇, 等. “三生用地”分类及其空间格局分析:以昌黎县为例[J]. 中国农业资源与区划, 2017, 38(2):89-96.
|
| [24] |
韩美, 孔祥伦, 李云龙, 等. 黄河三角洲“三生”用地转型的生态环境效应及其空间分异机制[J]. 地理科学, 2021, 41(6):1009-1018.
“三生”用地转型的生态环境效应及其空间分异特征是指导区域国土空间开发与生态环境保护的重要依据。基于1998年、2008年和2018年3期土地利用遥感解译数据，构建黄河三角洲“三生”用地分类体系，通过土地利用转型图谱、生态环境质量指数、重心转移和地理探测器等方法定量分析研究区“三生”用地转型特征、生态环境效应及其空间分异性的主要影响因子。结果表明：① 1998—2018年黄河三角洲“三生”用地转型表现为生产用地占比大幅增加（+13.50%），生态用地占比大幅减少（?17.19%），生活用地占比小幅增长（+3.69%）。1998—2008年，“三生”用地转型以生态用地向生产用地转型为主。2008—2018年，无绝对优势转型类型，转型过程复杂化。② 1998—2018年，黄河三角洲生态环境质量整体向好，指数由0.390升至0.395，较高质量区与高质量区占主体地位。研究区中部及黄河入海口区域生态环境质量不断提升，东南及东北沿海地区生态环境质量有所降低。③ 植被覆盖度、微地貌类型、土壤类型是研究区生态环境质量空间分异的主导因子。区位因子与社会经济因子对生态环境质量空间分异的贡献率随生态环境质量的提升而降低，生态保护因子对生态环境质量空间分异的贡献率呈上升趋势。
|
| [25] |
李晓文, 方创琳, 黄金川, 等. 西北干旱区城市土地利用变化及其区域生态环境效应——以甘肃河西地区为例[J]. 第四纪研究, 2003, 23(3):280-290.
|
| [26] |
南生祥, 魏伟, 刘春芳, 等. 土地利用变化的生态环境效应及其时空演变特征——以河西走廊为例[J]. 应用生态学报, 2022, 33(11):3055-3064.
基于河西走廊地区1980—2020年的土地利用数据,运用ArcGIS空间分析方法,计算生态环境质量指数,对1980—2020年长时间序列土地利用类型变化及其生态环境质量的时空演变特征、变化频次、模式、圈层分布和空间聚集特征等进行分析。结果表明: 1980—2020年间,未利用地是研究区主要的土地利用类型,其中,建设用地、林地、草地和水域面积变化较多,土地利用类型之间转换明显。研究区生态环境质量恶化和改善的趋势同时发生,并在一定条件下相互抵消,生态环境质量指数呈先降后升的“U”型演变过程,整体生态环境质量波动变化不大。生态环境质量的空间集聚特征明显,总体分布特征为东南地区较高、西北地区较低,没有出现高频率、大变化;研究区东南象限的生态环境质量最差,西南和西北象限次之,东北象限的生态环境质量最好;生态环境质量类型转换持续下降区的面积大于持续上升区的面积,说明研究期间河西走廊的生态环境保护取得了一定成效。生态环境质量变化热点区域主要分布在河西走廊中部以及西南部,冷点区域主要分布在河西走廊西北部。
|
| [27] |
谭静, 官冬杰, 虎帅. 重庆三峡库区土地利用时空转型及其生态环境响应研究——以重庆市忠县为例[J]. 资源开发与市场, 2017, 33(3):311-315+342.
|
| [28] |
|
| [29] |
杨清可, 段学军, 王磊, 等. 基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例[J]. 地理科学, 2018, 38(1):97-106.
以长江三角洲核心区为例,利用1990、2000、2010年3期遥感影像解译获取土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析长江三角洲地区土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明：① 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地稳定,及生活用地快速增加。② 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化,较高质量区和高质量区面积与比重保持稳定。③ 1990~2010年,长三角地区同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的挤占则是导致生态环境质量恶化的重要原因。
|
| [30] |
孔冬艳, 陈会广. 土地利用转型时空特征及其影响因素研究——基于江苏北中南三县的比较分析[J]. 土壤通报, 2020, 51(2):300-307.
|
| [31] |
胡荣明, 孙妍, 史晓亮, 等. 生态脆弱区土地利用功能转型及其生态环境效应——以东乡族自治县为例[J]. 西安理工大学学报, 2022, 38(3):346-355.
|
| [32] |
余洲, 李明玉, 陈高, 等. 图们江地区“三生”用地变化及其生态质量影响[J]. 水土保持研究, 2021, 28(6):301-307.
|
/
| 〈 |
|
〉 |
