基于空间自相关的耕地质量分布格局

发布时间：2020-02-11 07:55

【摘要】：耕地质量是保障粮食安全的基础。以广东省广宁县为例,采用空间自相关分析法,基于全局、局部和方向3个视角,对耕地质量空间分布特征进行分析。结果表明:全局来看,广宁县耕地质量在空间分布上具有较强的空间正相关性,且县级尺度空间自相关程度强于镇级尺度;局部区域,县域耕地质量存在聚集性分布规律,高质量耕地集中分布在排沙镇北部、江屯镇中部和螺岗镇南部,低质量耕地集中分布在赤坑镇中南部、古水镇东北部以及北市镇东北部;县域耕地质量在各方向上的结构性特征表现不一,在距离1 650 m范围内基本趋于一致,但随距离增加其结构性特征在各方向上呈现不同走势。
【图文】：

广宁,行政村,图斑,村委会

集性，而相邻间存在质量差异(高质量与低质量、低质量与高质量)的耕地则表现出较弱的聚集性。在镇级子区域内，镇际耕地质量空间上的自相关性系数差异较大，I值极差为0．422，变异系数高达19．38%。其中，洲仔镇耕地图斑个数相对较少，耕地质量差异度居中，分布多沿省道呈带状分布，，其空间自相关系数最大为0．8103;排沙镇耕地图斑个数较多，分布零散，耕地质量差异明显，空间自相关系数最低为0．3883。总体来看，不同区域范围空间自相关系数I值存在一定差异，I值随着研究区域的变小而变小，镇级平均水平略低于县级水平(图1)，这是由于数据平均时的滤波特性和I值对距离的非线性特征造成的［35］。图1广宁县县级与镇级耕地质量I值对比Fig．1ComparingofMoran’sIforarablelandqualityindifferentscaleofcountyandtowninGuangningCounty3．2局部空间自相关分析因耕地图斑较小且零星，以其为空间单元的局部空间自相关分析结果会存在较难辨识性，为凸显空间聚集性规律，以行政村为空间单元进行局部空间自相关分析。行政村耕地质量综合分值的转换公式如下:Ｒo=Ｒio×Sio/∑Sio。(4)式中:Ｒo表示第o个行政村平均耕地质量综合分值;Ｒio为第o个行政村中第i块耕地图斑质量综合分值;Sio为第o个行政村中第i块耕地图斑的面积(hm2)。在95%的置信度下，多数行政村在空间上表现为非显著型。以村为研究单元的耕地质量局部空间自相关结果显示，属正相关类型的HH型与LL型各有21与7个村委会，分别占到总村委会个数的11．67%与3．89%，累计占到总村委会个数的15．56%;而属负相关类型LH型与HL型的村分别有4与6个，累计占总村委会个数的5．56%;非显著型村有142个，占到总数的78．89%。正相关类型村个数相对于负相关类?

曲线,广宁,局部空间,自相关

布于北市镇东南角、宾亨镇西北角以及石涧镇中部;HL型主要分布于赤坑镇东北与北市镇西北交汇处，洲仔镇中西部与古水镇有零星分布(图2)。图2广宁县耕地质量局部空间自相关聚集图Fig．2LocalspatialagglomerationofarablelandqualityinGuangningCounty3．3各向异性分析分析耕地质量空间自相关的各向异性有助于认识耕地质量在不同方向上的结构性变化特征［36］。以正北方向为0°，顺时针旋转，每45°设定一个研究方向，即选择0°，45°，90°与135°共4个方向，对比分析耕地质量在空间分布上的各向异性。各方向上耕地质量随距离变化所形成半变异函数及其对应曲线，可基于GS+平台进行求龋图3为广宁县耕地质量在选定4个方向上的半变异函数曲线。图3广宁县耕地质量在不同方向上的半变异函数曲线Fig．3SemivariogramsofdifferentdirectionsforarablelandqualityinGuangningCounty在设定的4个方向上，耕地质量半变异函数曲线走势呈现不同的变化规律，反映耕地质量在不同方向上具有不同的结构性特征和内在联系;整体上，各方向半变异函数曲线走势呈现出随着距离尺度的增大而半变异值逐渐变大的趋势，这与地理学第一定律的内涵相吻合，可以作为支撑耕地质量用于空间自相关分析的理论依据之一;同时，各方向上半变异函数曲线的初始值基本一致，表明耕地质量在距离1600m左右的范围内，各方向上表现出较为一致的空间关联性，随着距离的增加，不同方向上半变异函数曲线走势的差异性逐步增加，该一致性逐渐降低。当距离在1600～12000m左右时，各方向上半变异函数曲线走势基本一致，且基本符合球状模型，并在11800m左右达到最大值;当距离从12000m增加至19600m左右，0°和135°方向上半变异值逐渐增大，45°和90°方向上半变异值逐渐降低;当

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