基于能值分析的甘肃省耕地可持续利用时空分异研究

倪广亚,刘学录

(甘肃农业大学 资源与环境学院,甘肃 兰州 730070)

基于能值分析的甘肃省耕地可持续利用时空分异研究

倪广亚,刘学录

(甘肃农业大学 资源与环境学院,甘肃 兰州 730070)

【目的】 研究甘肃省耕地可持续利用的时间变化规律和空间分异特征，为甘肃土地利用总体规划及区域可持续发展提供决策依据。【方法】 利用2005-2011年甘肃省及县(区)土地利用变更资料和社会经济资料，采用能值分析方法，在构建耕地可持续利用评价指标体系基础上，对2005-2010年甘肃省以及2010年甘肃省各县(区)的耕地生态经济系统进行可持续利用评价；在Geoda和Arcgis软件支持下，对甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数空间格局进行分析，对耕地利用分区，探讨耕地可持续利用的空间分异特征。【结果】 2005-2010年甘肃省耕地可持续利用呈波动性发展，其中生产稳定性指数、经济可行性指数、社会接受性指数总体提高，但生态合理性指数总体降低。2010年甘肃省各县(区)耕地可持续利用综合指数总体较低，且县(区)耕地可持续利用综合指数差异明显，将甘肃省划分为河西区、陇东区、陇南区、甘南区、陇西区5个耕地利用区，耕地可持续利用综合指数依次降低。【结论】 时间和空间变化特征都说明甘肃省耕地的可持续利用主要受生态合理性限制，为提高耕地可持续利用，必须提高耕地自身质量等级，改善耕地外部环境，促进耕地生态经济系统由能值密集型向能值安全高效型转变。

可持续利用评价；能值分析；空间聚集格局；时序研究；耕地；甘肃省

在城市化进程中，地区的经济结构和生态环境结构发生了一系列变化，其中耕地可持续利用已成为国内外共同关注的课题。近年来，国内外学者采用能值分析法对耕地可持续利用评价进行了诸多研究。Beesley等[1]计算了欧洲波罗的海流域地区29个大城市耕地的能值生态足迹，并对耕地可持续利用进行了评价，指出耕地的过度利用已威胁耕地生态安全；Rasual等[2]采用能值方法，从生产条件、生态环境和社会经济方面构建评价指标体系，对孟加拉国的耕地可续利用进行了评价。施开放等[3]基于耕地生态足迹对重庆市耕地生态承载力及可持续利用进行了分析；徐慧等[4]对2000-2008年江苏省沿海地区耕地系统进行了能值分析及可持续利用评价；舒邦荣等[5]采用能值分析法，对南京市耕地可持续利用进行了评价。通过对以上文献分析可知，已有研究在评价耕地可持续利用时，多集中于耕地承载力变迁、时间演变规律或空间分异规律，且对西部欠发达地区尤其是甘肃省的研究较少。基于此，本研究在能值足迹分析的基础上，通过构建耕地可持续利用指标体系，运用层次分析法对2005-2010年甘肃省耕地可持续利用进行评价，分析耕地可持续利用的时间变化，采用空间自相关分析法,并结合Arcgis,对2010年甘肃省87个县(区)的耕地可持续利用评价结果进行分区，探讨耕地可持续利用的空间分异特征和原因，旨在为甘肃省土地利用总体规划及区域可持续发展提供科学依据和决策支持。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况及数据来源

甘肃省地处西北内陆，位于北纬32°11′～42°57′，东经92°13′～108°46′；辖14个地(州、市)，87个县(区)，面积4.544×107hm2[6]。2010年，甘肃省总人口2 719.23万人，农村人口2 087.61万人，耕地面积3.493 8×106hm2，以土地总面积的7.68%贡献了国民经济总产值的9.23%。甘肃省拥有典型的大陆性气候特征，大部分气候干燥，年均降雨量为280.7 mm，日照充足，日夜温差较大；地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇处，地貌类型复杂多样，山地和高原面积约占甘肃省总面积70%以上，戈壁和沙漠面积约占甘肃省总面积的14.99%；从南到北有北亚热带、暖温带、中温带3个气候类型；从东南向西北依次形成湿润、半湿润、半干旱和干旱4个类型区[6]。太阳辐射量(4.438×106)～(6.615×106) kJ/(m2·年)，年平均气温0～14 ℃，大部分农区积温≥10 ℃，可保证农作物一年一熟或两年三熟[7]。

本研究对甘肃省耕地可持续利用的时序变化和空间分异进行分析时，数据来源于2006-2011年《甘肃省统计年鉴》、2006-2011《甘肃省农村统计年鉴》、《甘肃省农业技术手册》、2011年甘肃省各县区统计年鉴、2011年各县区农村统计年鉴及其他相关研究成果、统计资料以及规划资料。各县区耕地利用数据和行政区划图由甘肃省规划设计研究院提供。

1.2 研究方法

1.2.1 能值分析理论及其在耕地可持续利用评价中的应用 能值分析理论是美国著名生态学家OdumH T 基于生态足迹模型，将系统生态、能量生态、生态经济理论相结合，创立的生态-经济系统研究方法[8]。它将各种资源、产品或劳务转化为可直接或间接应用的太阳能，使太阳能焦耳(Solar emergy joules，sej)成为统一标准单位，以定量地分析生态经济系统要素价值[8]。能值分析理论，使转换为标准单位的能量流、物质流、货币流具有可比性和可加性，在自然资源生态系统与人类社会经济系统间建立了桥梁。

本研究中耕地利用系统的能值分析步骤为:①确定耕地生态经济系统边界和内容；②收集、整理耕地利用相关基础资料；③编制耕地生态经济系统能值分析表；④选择耕地系统能值分析指标；⑤对基于能值理论建立的指标体系进行分析。

1.2.2 空间自相关分析 空间自相关分析主要思想源于地理学第一定律，即地理事物或属性在空间分布上互为相关，存在集聚、随机、规则分布。一个空间单元内的信息与周围单元有相似性，反映了一个区域单元上某种地理现象或某一属性与邻近区域单元上同一现象或属性相关的程度，包括全局空间自相关和局部空间自相关2大类[9-10]。全局空间自相关常利用Moran’sI指数判断某现象或属性值在整个区域上是否存在聚集特性。局部自相关是在判定全局自相关后，对局部区域单元上的某种地理现象或属性的空间异质性进行度量，进而推算聚集地的空间位置和范围[9，11]。全局空间自相关中Moran’sI指数的计算公式为：

Moran’sI指数的取值为-1～1，Moran’sI指数<0，表示负相关；Moran’sI指数>0，表示正相关；Moran’sI指数=0时，表示不相关。

常用空间联系的局部指标(local indicators of spatial association，LISA)聚集图显示各个区域单元空间自相关的程度。用LISA 值判定局域空间自相关时，有4种类型:1) High-High:是通过显著性检验的单元为高值集聚中心，说明该单元属性值和周围单元属性值均较高，二者的空间相关性较高；2) Low-Low:是通过显著性检验的单元为低值集聚中心，说明该单元属性值和周围单元属性值均较低，二者空间差异较小；3)High-Low:是通过显著性检验的高值孤立单元，说明该单元属性值高而周围单元属性值低，二者空间差异较大;4) Low-High:是通过显著性检验的低值孤立单元,说明该单元属性值低而周围单元属性值高，二者空间差异较大。本研究利用Geoda软件计算不同指标的LISA值，之后利用Arcgis软件绘制LISA聚集图。

1.2.3 能值的计算 根据OdumH 创建的能量图例[12]，结合甘肃省耕地利用实践，选择各种投入产出要素项目,建立耕地生态经济系统框架。耕地生态经济系统中的能量结构包括：①可更新资源能值(R),包括太阳辐射能、雨水化学能、土壤有机能、雨水势能、风能、灌溉能；②不可更新资源能值(N),包括表层土损失能值；③工业辅助能值(F),包括氨肥、磷肥、钾肥、复合肥能值以及薄膜能、农药能、生产用电、机械能值；④有机辅助能值(T),包括劳动力、有机绿肥和种子能值；⑤输出能值(O),包括各种作物的能值。①、②、③、④之和为总投入能值，⑤中各种作物能值之和为总输出能值。各要素太阳能值(sej)=原始数据×能量折算系数(J/kg)×能值转换率(sej/J或sej/g)，其中各要素的能量折算系数、能值转换率见文献[3-5,12-14]。计算的甘肃省耕地生态经济系统能值见表1。

1.3 耕地可持续利用评价指标体系

1.3.1 评价指标体系的构建与分析 耕地可持续利用涉及面广，内涵丰富，评价指标体系设计不仅要符合耕地可持续利用内涵，而且要客观全面地反映区域耕地实际利用情况。本研究根据FAO颁布的可持续土地利用评价标准，即土地生产性、土地安全性、水土资源保护性、经济可行性和社会可接受性[15],借鉴相关研究成果[16]，遵循系统性、相对完备性、科学性、客观性、诊断性、预见性原则，结合甘肃省耕地利用实践，构建耕地可持续利用评价指标体系(表2)。

评价指标体系由能值指标构建。生产稳定性方面，C11=灌溉能值/耕地面积，单位面积耕地灌溉能值越高，灌溉保障率越高；C12=O/(R+N)，体现区域利用自然资源的效率，其值越大说明自然资源利用的越充分；甘肃省的主要粮食作物为小麦、玉米、稻谷，C13=(小麦能值+玉米能值+稻谷能值)/能值产出，其体现了粮食生产安全性。

生态合理性方面，C21=(N+F)/(R+T)，较高的环境负载率表明在经济系统中存在高强度的能值利用，说明科技发展水平较高，同时人类活动对环境的压力也较大，系统若长期处于高不可更新资源投入负载下，系统平衡容易遭到破坏，因而C21对生态经济系统的运行具有预警作用；C22=净能值产出率/环境负载率，从该公式可以看出，某个地区环境负载率较低而同时净能值产出较高，则表明该地区发展是可持续的，反之则不可持续，但并非可持续发展指数越大，可持续发展能力越强，本研究认为，C22为1～10时表明系统发展充满活力，C22值大于10则表明系统发展是不可持续的[14]；C23=工业辅助能值/耕地面积，由于工业辅助能为直接或间接化石能源，生态环境对工业辅助能值的承载能力有限，当工业辅助能值过高时会影响生态环境稳定。

经济可行性方面，C31=O/(R+N+F+T)，其代表投入能值的生产经济效益，其值越高代表产出效益越好；C32=(R+N+F+T)/耕地面积，表示耕地集约利用水平。社会接受性方面，C41=能值产出/农村人口，C42=能值产出/耕地面积，两者数值越高则表示人民生活水平越好。

2 结果与分析

2.1 甘肃耕地可持续利用的时序变化

根据表1、表2中的数据计算甘肃省耕地利用的生产稳定性指数、生态合理性指数、经济可行性指数、社会接受性指数、可持续发展综合指数，结果见表3。

表3表明，2005-2010年，甘肃省耕地生产稳定性指数总体呈增加趋势。这主要是因为，甘肃省不断加大农田水利设施建设，加强农业科技投入，生产技术水平不断提升；但耕地的生态合理性指数总体下降，是因为工业辅助能值(F)和不可更新资源能值(N)的投入总量在不断增加；此外，高强度的工业辅助能值投入和土地资源损耗，使得区域环境所承受的压力越来越大，使得甘肃生态环境产生了不可逆转的功能退化。2005-2010年，甘肃省耕地利用的社会接受性指数平稳提升。这主要是因为人均生产足迹和耕地产出能值密度保持稳定增长，人民生活水平不断提高所致。

表3和表4表明，2005-2010年甘肃省耕地利用经济可行性指数总体增加。2005年，生产要素能值投入密度为5.133 8×1015sej/hm2，2010年为6.145 9×1015sej/hm2，较2005年增长了19.71%，这说明耕地生产集约度不断提升。2005-2010年投入产出效能指数为1.033 0～1.182 6，其未能随着生产要素能值投入密度的增加而增大，说明生产要素能值投入存在集约不经济现象。

生产要素能值总投入包括可更新资源能值(R)、不可更新资源能值(N)、工业辅助能值(F)、有机辅助能值(T)，分别计算R、N、F、T占生产要素能值总投入的比例，结果见表5。由表5可知，2005-2010年，可更新资源能值(R)、工业辅助能值(F)所占比例均较高，不可更新资源能值(N)、有机辅助能值(T)所占比例均较低，投入结构不合理。可知工业辅助能的部分资源未充分利用，增加了环境压力，此外有机肥等投入不足，不能及时补充土壤肥力，造成生态环境质量下降，影响耕地生产经济效益。

2.2 甘肃耕地可持续利用的空间分异特征

利用2010年甘肃省各县(区)的基础资料和数据，采用能值方法，分别计算甘肃省87个县(区)的耕地生态经济系统能值，根据评价指标体系(表2)，对各县(区)耕地可持续利用进行评价，结果见图1。由图1知，甘肃省各县(区)的可持续利用综合指数普遍较低，其中有44个县(区)综合指数在0.75以下；且各县(区)耕地可持续利用综合指数存在明显差异。

为深入研究甘肃省各县(区)耕地可持续利用分布特点，引入空间自相关和局域自相关分析，对耕地可持续利用情况相近的县(区)进行归类。对县(区)耕地的生产稳定性指数、生态合理性指数、经济可行性指数、社会接受性指数、可持续利用综合指数进行空间聚集性判定，经计算可知以上5个指标的Moran’sI指数分别为0.443 4，0.309 8，0.209 1，0.202 3，0.488 6，其中耕地生产稳定性指数和可持续利用综合指数的结果通过Two-Tailed双侧显著性检验(P≤0.05)。说明各项耕地可持续利用指数在甘肃省域内存在空间相关性，其中甘肃省耕地的生产稳定性指数、可持续利用综合指数空间相关性显著。

进一步制作LISA聚集图以反映各县(区)空间自相关程度。采用 Geoda 软件计算2010年甘肃省生产稳定性指数、可持续利用综合指数的 LISA 值，结合 Arcgis 软件绘制 LISA聚集图( 图2-a和图2-b)。

由图2-a和图2-b可知，河西、陇东存在部分高值(High-high)聚集区，陇南、陇西存在部分低值(Low-Low)聚集区。由上述分析知,甘肃省耕地利用存在明显的区域差异，大致分为河西、陇东、陇南、陇西、甘南等不同的区域。为充分了解耕地利用空间分布状况，维护耕地可持续利用政策的普适性，根据县(区)耕地可持续利用评价结果和LISA聚集图，结合地形地貌、土壤、人类活动等影响因素,采用Arcgis软件，将图2-a和图2-b叠置，将甘肃耕地划分为有别于传统概念中的“河西、陇东、陇南、陇西、甘南”5个分区 (图3),具体范围如下。

1)陇东区：包括庆阳地区全部以及平凉市的崆峒区、泾川、灵台、崇信和华亭。

2)陇西区：包括兰州市，临夏州全部地区，白银市的白银区、平川、靖远、会宁，平凉市的静宁、庄浪，定西地区的安定、通渭、陇西、渭源、临洮、漳县,天水市的甘谷、武山、秦安。

3)陇南区：包括陇南市全部地区，甘南州的舟曲县，天水市的秦州、麦积、清水、张家川。

4)甘南区：包括甘南州的合作、夏河、临潭、卓尼、迭部、玛曲、碌曲以及定西的岷县。

5)河西区：包括酒泉、张掖、武威、金昌、嘉峪关五地的全部县(区)以及白银的景泰县。

根据评价指标体系(表2)，对同一分区的各县(区)耕地可持续利用评价指标体系中的各项指数进行计算，结果见表6和表7。

表6和表7表明，2010年甘肃省河西区耕地可持续利用综合指数最高。这是因为河西区的土壤类型主要为灌耕土和潮土，灌溉主要依靠石羊河、黑河、疏勒河河水。灌溉水源丰富、土壤肥力高和生产技术发展较快都保障了该地区耕地生产的稳定性。此外，耕地生产稳定、生产要素能值高投入保障了该地区耕地利用的经济可行性和社会接受性均较高。但生产要素能值高投入加大了环境压力，2010年河西区的环境负载率为1.651 2，远高于甘肃省平均水平1.068 4。2010年河西区单位面积耕地工业辅助能值投入为5.568 3×1015sej/hm2，陇东区的为2.588 7×1015sej/hm2,河西区的工业辅助能投入是陇东区的2倍左右，但两区的投入产出效能指数相近，说明河西区的工业辅助能值投入存在集约不经济现象。

表7表明，2010年陇东区、陇南区和陇西区的耕地可持续利用综合指数依次递减。陇东区地表水净流量小，水势低但是地势高，水源利用困难，但该区的耕作土壤为甘肃省最优良的黑垆土，一定程度上弥补了灌溉水源不足导致的耕地生产不稳定性。陇南区地跨黄河、长江水系，水热资源相对丰富，但耕地坡度大且地块分散，水源利用困难。在陇西区，过境水源丰富，尚能满足河谷川地的灌溉，但难以解决山区作物的灌溉问题；该区的耕地利用生态合理性指数最低，原因是该区耕地耕作历史长，垦殖强度大，生态环境恶化显著。虽然陇南区、陇西区的灌溉条件、生产资料投入大致相同，但陇西区的投入产出效能指数极低(0.862 9)。说明耕地生态环境的长期恶化，使生产要素能值投入得不到有效利用，耕地生产能力退化，输出能值低于投入能值，最终影响了耕地的可持续利用。陇南区的耕地可持续利用综合指数比陇东低，是因为虽然陇南区灌溉水源丰富，但地陡、土壤贫瘠致使耕地产出较低，人口密度较大。由以上分析可知，灌溉水源贫乏及利用困难、土壤质量低下是影响耕地可持续利用的重要因素。

由表7还可知，2010年甘南区耕地可持续利用状况相对良好。这是因为甘南区地跨黄河、长江，水资源丰富，但气候寒冷潮湿，耕地灌溉面积较小，复种指数低，故生产稳定性低；此外，受牧区文化影响，该地区农业生产粗放，单位面积耕地工业辅助能投入最低，产出效益低。同时，由于耕地利用过程中人为干扰程度轻，该区生态合理性指数相对较高。

综上可知，河西区的耕地利用状况说明，只有耕地生产稳定，才有条件创造良好的经济可行性和社会接受性；陇西区耕地利用状况说明，耕地利用过程中必须以生态合理性为前提，否则只能获得暂时的生态经济效益。因此，耕地利用过程中的生产稳定性、生态合理性、经济可行性、社会接受性是环环相扣的，而且生态合理性是保障，生产稳定性是基础，经济可行性和社会接受性是动力。

3 结论与建议

从时间上评价可知，2005-2010年，甘肃省耕地利用的生产稳定性指数、经济可行性指数和社会接受性指数总体上呈增加趋势，但生态合理性指数总体呈降低趋势。虽然甘肃省的耕地具有生产经济效益，但存在生产要素投入不经济现象，有机辅助能值投入较少,生产投入结构不合理，耕地长期的输出能值大于投入能值，造成耕地生态系统储存能值降低，导致生态合理性降低，从而影响耕地可持续利用。

在空间分布上，甘肃河西区、陇东区、陇南区、甘南区、陇西的耕地资源可持续利用状况逐渐变差。甘肃省的地形地貌、降雨、土壤、气候具有明显的地域性。自然资源的差异以及人类活动是耕地可持续利用空间分异的主要原因。为了促进耕地可持续利用，对耕地利用进行分区，因地制宜，扬长避短，对耕地利用提出以下建议：河西区，应当控制灌溉定额，积极改进耕作制度，科学定位县(区)耕地的生产方式，使该地区耕地利用逐步向安全高效能值型转变。陇东区，受水资源限制较大，可以通过引水、调水、蓄水解决灌溉水源，加大坡耕地的建设力度，增加有机肥施用量，增强耕地土壤的蓄水、保熵、保肥能力，在保证耕地生产稳定性的基础上，使耕地利用逐渐向安全高效能值型转变。陇南区，水热条件较好，但是灌溉水源、工业辅助能投入较低，主要因为交通条件落后、经济基础薄弱，农业发展受限，应当稳定和改善耕地地力，发展立体型农业，丰富能值结构。陇西区，当务之急是积极提高耕地地力，长期的生产历史活动，使得该区耕地的生态合理性很低，土地生态环境亟需改善，应当重视耕地护养，提高耕地肥力水平，务必保证耕地生产的安全性。甘南区，耕地系统的开发程度相对较低，在保证耕地生产合理性的基础上，可以适度加大工业辅助能的投入力度，发展高原特色农业。

综上所述，不论是从时间上还是从空间上评价，甘肃省耕地利用存在生态不合理的问题，为促进该地区耕地可持续利用必须保护并提高耕地自身质量等级，积极改善耕地外部条件，结合当地促进耕地生态经济系统由能值密集型向能值安全高效型转变。

[1] Beesley,Ramsey.Agricultural and preservation [J].International Encyclopeda of Human Geography,2009,25(6):65-69.

[2] Rasual,Thapa.Sustainability analysis of ecological and conventional agricultural systems in bangladesh [J].World Development,2003,31(6):1721-1741.

[3] 施开放,刁承泰.基于耕地生态足迹的重庆市耕地生态承载力供需平衡研究 [J].生态学报,2013,33(6):1872-1873.

Shi K F,Diao C T.Based on ecological footprint in Chongqing arable land supply and demand balance of ecological carrying capacity [J].Ecology,2013,33(6):1872-1873.(in Chinese)

[4] 徐 慧,黄贤金.江苏省沿海地区耕地系统能值分析及高效持续利用评价 [J].自然资源学报,2011,26(2):247-248.

Xu H,Huang X J.Jiangsu Province coastal farmland energy analysis and evaluation of efficient and sustainable utilization [J].Natural Resources,2011,26(2):247-248.(in Chinese)

[5] 舒帮荣,刘友兆,陆效平.能值分析理论在耕地可持续利用评价中的应用研究:以南京市为例 [J].自然资源学报，2008,23(5)：876-885.

Shu B R,Liu Y Z,Lu X P.Emergy analysis theory in evaluation of sustainable utilization of cultivated land application:A case study of Nanjing [J].Natural Resources,2008,23(5):876-885.(in Chinese)

[6] 伍光和,江存远.甘肃省综合自然区划 [M].兰州:甘肃科学技术出版社,2008:37-44.

Wu G H,Jiang C Y.Gansu Province comprehensive natural divisions [M].Lanzhou:Gansu Science and Technology Press,2008:37-44.(in Chinese)

[7] 张希彪.基于能值分析的甘肃农业生态经济系统发展态势及可持续发展对策 [J].干旱地区农业研究,2007,25(5):165-167.

Zhang X B.Based on energy analysis of Gansu agricultural eco-economic system development trend and sustainable development strategy [J].Agricultural Research in Arid Zone,2007,25(5):165-167.(in Chinese)

[8] 张芳怡,濮励杰,张 健.基于能值分析理论的生态足迹模型及应用:以江苏省为例 [J].自然资源学报,2006,21(4):53-60.

Zhang F Y,Pu L J,Zhang J.Based on energy analysis theory and application of ecological footprint model:A case study of Jiangsu Province [J].Natural Resources,2006,21(4):53-60.(in Chinese)

[9] 王 千,金晓斌.河北省耕地生态安全及空间聚集格局 [J].农业工程学,2011,27(8):338-339.

Wang Q,Jin X B.Hebei land ecological security pattern and spatial aggregation [J].Agricultural Engineering,2011,27(8):338-339.(in Chinese)

[10] 宣国富,徐建刚,赵 静.基于ESDA 的城市社会空间研究:以上海市中心城区为例 [J].地理科学,2010,30(1):23-29.

Xuan G F,Xu J G,Zhao J.Based on ESDA urban social space research for example in the central city of Shanghai [J].Geographical Sciences,2010,30(1):23-29.(in Chinese)

[11] Anselin L.Local indicators of spatial association:LISA [J].Geographical Analysis,1995,27(9):93-115.

[12] 蓝盛芳,钦 佩,陆宏芳.生态经济系统能值分析 [M].北京:化学工业出版社,2007:207-231.

Lan S F,Qin P,Lu H F.Energy analysis of eco-economic system [M].Beijing:Chemical Industry Press,2007:207-231.(in Chinese)

[13] 蓝盛芳,钦 佩.生态系统的能值分析 [J].生态学报,2001,12(1):129-131.

Lan S F,Qin P.Emergy analysis of ecosystems [J].Ecology,2001,12(1):129-131.(in Chinese)

[14] 王时东.基于能值展生态足迹模型的宿州市耕地可持续利用动态分析 [D].南京:南京农业大学,2009:23-38.

Wang S D.Exhibition based on energy ecological footprint model for sustainable use of land in Suzhou City dynamic analysis [D].Nanjing:Nanjing Agricultural University,2009:23-38.(in Chinese)

[15] 傅伯杰.土地可持续利用评价的指标体系与方法 [J].自然资源学报,1997,12(2)77-82．

Fu B J.Evaluation index system and methods of sustainable land use [J].Natural Resources Journal,1997,12(2):77-82.(in Chinese)

[16] 张 雷,吴克宁.郑州市郊区农业土地可持续利用评价 [J].农业工程学报,2008,24(1):109-110.

Zhang L,Wu K N.Zhengzhou City suburb of agricultural sustainable land use evaluation [J].Agricultural Engineering,2008,24(1):109-110.(in Chinese)

Spatial-temporal variation of sustainable use of cultivated land in Gansu Province

NI Guang-ya,LIU Xue-lu

(CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou,Gansu730070,China)

【Objective】 This paper studied the spatial-temporal variation of sustainable use of cultivated land in Gansu to provide decision support for overall planning of land use and regional sustainable development.【Method】 Based on land use change and socio-economic data in Gansu from 2006 to 2011,an index system for sustainable cultivated land using energy analysis method was built and a sustainable evaluation of cultivated land in Gansu from 2005 to 2010 and in each county in 2010 was conducted.Geoda and Arcgis were used to analyze the spatial characteristics of cultivated land sustainable use index of each county and divide the land into different types.【Result】 1) During 2005-2010,sustainable use of cultivated land in Gansu developed with fluctuations,and production stability,economic feasibility and social acceptability increased while ecological rationality decreased.2) In 2010,comprehensive index of sustainable use at county level was low,and significant differences existed among different counties.Gansu can be divided into five arable land use zonings,and comprehensive indexes of them were in a decreasing order of Hexi>Longdong>Longnan>Longxi>Gannan.【Conclusion】 Temporal and spatial characteristics showed that the sustainable use of cultivated land in Gansu was mainly affected by ecological rationality.To improve the sustainable use of cultivated land,attention should be paid to improving the quality and grade of land,improving farmland external environment,changing the eco-economic system from farmland intensive to safe-efficient.

sustainability evaluation;energy theory;spatial aggregation pattern;temporal analysis,cultivated land eco-economic system;Gansu

2013-10-22

国家自然科学基金项目(71263003)

倪广亚(1989-)，女，山东临沂人，在读硕士，主要从事土地利用研究。E-mail:yaguangya@126.com

刘学录(1966-)，男，甘肃天水人，教授，硕士生导师，主要从事土地利用研究。E-mail:liuxl@gsau.edu.cn

时间:2015-01-05 08:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.02.019

S181;F301.24

A

1671-9387(2015)02-0149-10

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150105.0859.019.html