黄土高原农业土地系统转型及驱动机理.pdfVIP

摘要

农业土地系统是一个具有完整空间范围和功能的人地耦合系统，是人类社会与自然

环境的桥梁与纽带。农业土地系统转型强调人与自然的动态互动与反馈，包括空间重构

和功能演变。在气候变化、工业化、城市化等全球变化背景下探究农业土地系统转型，

能够丰富土地系统的研究内容，促进农业土地系统的可持续转型能够有效支持可持续发

展目标的实现。

本研究选取农业土地系统转型显著的黄土高原为研究区域，探究1990~2020年黄土

高原农业土地系统转型特征及驱动机理。首先，从“数量结构-空间格局-种植制度”三

个维度分析农业土地系统转型的空间重构过程、特征。其次，对农业土地系统的水源涵

养功能、土壤保持功能、生境质量状况、粮食生产功能、经济保障功能和就业保障功能

进行评估，并探究多功能之间的关系。最后，借助空间计量模型，分析农业土地系统转

型的驱动因素，揭示转型机理。主要结论如下：

2

1990~2020年黄土高原农业土地系统面积呈波动递减变化，共减少11264km，其

面积减少以退耕还林还草、建设用地占用为主，面积增加以毁林垦草、建设用地复垦为

主。在空间格局上，农业土地系统呈现“东南多，西北少”的空间分布格局，其数量重

心始终位于陕西省延安市安塞县境内，三十年间向西北方向迁移6.93km；在人类活动

的影响下，农业土地系统的空间分布趋于破碎化、分散化，形状越来越复杂化。黄土高

原农业土地系统的种植制度以两年三熟制为主，一年两熟制所占比重逐渐增加，复种指

数呈波动增长变化趋势；在空间分布上，自东南向西北依次为一年两熟制、两年三熟制

和一年一熟制，东南部一年两熟制有向北扩张趋势。

1990年以来，黄土高原农业土地系统的土壤保持功能、粮食生产功能、经济保障功

能和就业保障功能有所提升，水源涵养功能及生境质量状况有所下降。1990~2020年土

22

壤保持能力提升显著，由10516.79t/km增长至16429.35t/km；经济保障功能和就业保

22

障功能分别增加1270.01万元/km和27.29人/km，提升幅度较大；粮食生产功能呈波

动增长变化趋势；水源涵养功能呈“减小-增加-减小”的波动递减趋势。在空间分布上，

六种功能具有明显的地带性分布规律和空间集聚特点。水源涵养、土壤保持、生境质量

和粮食生产呈自东南向西北递减的分布特征，经济保障和就业保障功能呈现东南部高，

点状团聚和整体离散的分布特点。随时间变化，东南部农业土地系统的水源涵养及粮食

生产功能下降、生境质量状况变差。1990年以来，黄土高原农业土地系统的多功能耦合

度、耦合协调度都呈波动增长趋势，由低水平耦合、低度协调发展为拮抗耦合和勉强协

调。

黄土高原农业土地系统转型是受多种因素共同作用的结果。生态保护等级变化是退

耕还林还草发生的主导因素，坡度、降水、河网密度、农村人口等因素也对其有一定影

响；建设用地占用主要受到社会经济发展的影响，政府和农户在经济利益的驱动下会进

行建设用地扩张；在人口增长和粮食安全的双重压力下，毁林垦草多发生在海拔较低、

坡度平缓的区域；建设用地复垦在相关政策的引导下，多发生在自然条件优越的地区。

复种指数变化与年平均降水量、年平均气温变化最为密切，暖湿的气候变化有利于复种

指数的提升。农业土地系统多功能耦合协调度的变化与区域功能定位与政策干预、年平

均降水量变化呈正相关关系。同时，黄土高原农业土地系统转型受到政府管理部门自上

而下的群体危机应对机制和农户个体自下而上的个体利益驱使机制的共同影响。

关键词：农业土地系统，InVEST模型，时空演变，驱动机理，黄土高原

ABSTRACT

Agriculturallandsystemisahumanlandcouplingsystemwithcompletespatialscopeand

functions,servingasabridgeandlinkbet