原始研究的文章

前面。环绕。科学。,30 March 2023
秒。土地利用动态
卷11 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fenvs.2023.1120734

机制、风险和解决耕地回归山脉和放弃在中国

谢甄 ¹, www.雷竞技rebatfrontiersin.org

盛龙风扇¹,

Shaorong杜¹, www.雷竞技rebatfrontiersin.org

雍正²和

曹国伟李³*

¹公共行政和法律学院、福建农林大学、福州、中国
²计算机与信息科学学院、福建农林大学、福州,福建,中国
³中国土地测量和规划研究所,北京,北京市,中国

耕地征用补偿平衡(CLRB)系统在中国被设计来保护耕地资源和粮食生产函数。然而,添加新政策以来,即增减的链接(盖子)2008年城乡建设用地,大量的耕地已经回到山上,有时导致放弃。县的射杀了从微观的角度来看,我们试图分析原因和风险采用了回归树(BRT)模型和粮食生产能力评估模型。结果表明,(1)补偿耕地(CCL)分部已经艰难的,相当大的碎片,从2010年到2020年,放弃率达到14.77%。(2)现场条件的因素,包括海拔、贴片面积,耕地和连续性,以及一系列的组合,可以解释的原因放弃。(3)放弃这些耕地区域最终导致297.48吨粮食生产能力损失的风险。返回的原因耕地弃山脉及其后续是缺乏考虑现场条件之间的耦合关系,利用状态,和功能要求,导致空间不匹配。根据研究结果,我们提出一个解决自然资源征用补偿平衡(NRRB)。来弥补损失,减少风险,CCL空间之间的替换被遗弃在艰苦的和可耕种的和可用的林地(CAFL) CCL在山下的领域,优化土地利用空间格局向冯Thunen农业循环。

1介绍

在全球范围内,有一个城市扩张之间争夺土地和粮食生产(江et al ., 2013;Varsha和保罗,2021年)。城市化通常主导这种竞争,导致粮食生产的土地转移到其他领域(碧玉et al ., 2017)。目前,连续的研究一直在进行耕地的空间转移及其相关环境和粮食生产风险(的时候et al ., 2019;Halpern et al ., 2022)。大规模,耕地的主要部分已经水平在中国北方内陆地区,导致干旱的风险(丽安et al ., 2022;钟et al ., 2022)。然而,在山区,占中国陆地总面积的69.1%,耕地近年来经常回到山坡上。与人口迁移的趋势远离山区,耕地的分布显示了一个看似相反的趋势,这是一种垂直耕地空间变化,需要进一步关注其产生的机制和解决方案的风险损失粮食生产能力建设。

工业时代以来,城市化一直在推动人的山脉,集中在平原农业(陈et al ., 2021;谭et al ., 2021)。放弃和撤出在山区耕地是一个不可逆转的全球现象(Estel et al ., 2015;歌曲和张,2019年)。影响因素已经总结了从自然地理、社会和政策。先前的研究已经表明,放弃和撤军支离破碎的地区更容易发生在高海拔和陡峭的山坡,可怜的土壤条件,现场设施差,交通不便、远离居民区(鲍曼et al ., 2011;迪亚兹et al ., 2011;邵et al ., 2015;歌曲和张,2019年)。巨大的农业和非农业就业机会成本差距是最重要的社会经济因素触发剩余农业劳动力的非农化过程(Lasanta et al ., 2017;廖et al ., 2019;云雀et al ., 2020)。政策和系统,如农业补贴和土地出让政策可能促进或限制放弃(Ito et al ., 2016;歌et al ., 2018)。通过引入政策在中国农村建设用地可以再生成耕地的减少和平衡城市耕地被建设,这使得有可能收回建设用地在偏远山区和返回耕地山(梁et al ., 2015)。与传统耕地管理系统在山区,这些新的栽培区域没有回收的农民自愿的和,因此,他们的特征并不完全理解。大量的研究都集中在再生农田的管理(姚明et al ., 2014;鑫和李,2018年),但研究原因分析和改进措施的形成“非自然”放弃稀缺(刘et al ., 2019)。量化这种影响是很重要的,帮助决策者制定合理的策略对耕地保护和促进可持续发展的目标。

耕地被遗弃的原因和风险耦合框架可以解释的土地使用的“Condition-State-Function”(图1)。2008年,土地使用功能的概念,提出了由欧盟第六框架计划的可持续发展影响评价:工具的环境和社会影响多功能土地利用在欧洲地区。这个概念被接受为私人或公共产品和提供的服务不同土地利用状态,包括经济功能、生态功能和社会功能(稳住et al ., 2008;Perez-Soba et al ., 2008;刘et al ., 2016)。函数的连续供应需要维护土地利用现状条件和合适的地点。在最优条件下的光、温度、降水、土壤、自然生态系统(如林地和湿地)可以提供服务的生态和气候调节;相比之下,人工生态系统(如工业用地和商业领域)可以提供经济效益(Mitsuda Ito, 2011)。然而,对于半自然生态系统(如耕地和花园),适合耕作条件一样重要生产连续稳定的输入因素系统维护和功能补充(福利et al ., 2011)。自然适宜性、经济可行性和社会可接受性是必不可少的条件,维护土地利用系统(王et al ., 2016;李et al ., 2020)。反过来,要求一些生态系统服务提供土地利用状态反馈,促使生成相应的网站维护条件(魏et al ., 2017)。从这个意义上讲,土地供应和人类之间的空间匹配需求直接决定了土地利用的可持续发展状态。

图1

图1。土地利用的耦合框架“Condition-Status-Function”。

1997年,中国中央政府促进了“土地管理法律,”耕地征用补偿平衡(CLRB)系统正式提出。在国家层面,CLRB制定考虑城市发展和粮食需求,基于有限的土地资源。然而,在地区层面上,优先安排为城市发展提供在平坦地区,而忽略了站点耕地条件和要求的服务在山区的农民,导致空间不匹配。这个过程通常是忽略了在大规模研究(熊et al ., 2020;陈et al ., 2022)。放弃耕地现象是由于自己的资源属性以及多维互动自然地理和社会经济环境(稳住et al ., 2008;Renwick et al ., 2013)。数量、质量、功能和空间分布特征碎片或地区土地资源的规模本身是长期积累的结果耦合在该地区的自然和人为因素的影响,这不仅是未来土地利用的基础,也决定了额外的投资吸引力水平的土地利用和土地使用的缓解。最终的决定影响农民和牧民在土地利用(田et al ., 2023)。尽管传统回归模型的研究已经揭示了单因素对耕地利用的影响(Prishchepov et al ., 2013;Zhang et al ., 2014),它通常无法解释机制的多元性。最近,机器学习已经应用于多变量问题,如作物产量和粮食安全会et al ., 2022;Balsher et al ., 2023),它提供了一种新方法的研究来解释机制被遗弃在山区耕地。

考虑到土地的功能要求,计划提出了基于NRRB解决CCL放弃。回答以下问题:1)发生在耕地的空间布置和使用比山区下CLRB系统?2)这些变化背后的驱动力是什么?3)什么是这些变化对区域粮食生产能力的影响?根据结果,我们试图建立一个评价体系屏蔽CAFL耕地储备资源。此外,CCL空间优化计划更换废弃在山区和CAFL山下的地区提出赔偿损失的粮食生产能力。

2背景

几乎所有的国家都制定法律法规来保护耕地(·范·弗利特2019)。CLRB的角色在中国是遏制不计后果的征用耕地的城市化(太阳et al ., 2014)。统计数据表明,200×10⁴嗯²耕地的补偿由于CLRB在2001 - 2010 (高,2012),很大程度上弥补损失的耕地建设。然而,自2008年以来,众多CLRB项目已经实施了与另一个政策,即增减的链接(盖子)城乡建设用地、耕地的损失补偿回收农村建设用地。项目数量的增加的原因是联合收购当地政府的经济和社会效益。收回建设用地的耕地,村集体能够获得经济效益,和移民将会有更好的生活条件。(沈et al ., 2017;刘et al ., 2019)。统计数据显示,约590×10⁹自2012年以来人民币资本投入到农村由于盖子的实现(你们2020)。然而,结果是,耕地从平原转向山区(李和胡锦涛,2021),增加被遗弃的风险。

生态环境是另一个重点发展的国家(杨和李,2000年;挪威人、2015人)。如果湿地、林地、草原等,转化为建设用地和耕地,其生态功能,如水土保持、气候调节、和生物多样性,可能被摧毁(福利et al ., 2005;Mamat et al ., 2014)。中国政府禁止的破坏生态环境在城市建设和耕地的开垦农业用途(沈et al ., 2017),探索生态土地征用补偿平衡(歌et al ., 2015;Zhang et al ., 2015)。森林土地征用补偿平衡在中国经历了两个阶段。第一阶段是量化平衡,也就是说,补充林地的面积不得少于征用林地。第二阶段是总量控制,也就是说,林地的转换非林区需要严格限制,并确保林地占领的数量控制,目的是维护森林地区。与CLRB相比,管理森林的土地征用补偿的强度平衡倾向于收紧。这带来了地方政府陷入停滞在处理土地纠纷为城市建设、耕地补充和环境保护。相比之下,似乎更灵活的湿地缓解银行体系在美国和德国eco-account系统(Kaplowitz et al ., 2005;Probstl-Haider和阿默尔,2017年)。避免损失的生态土地和保持生态价值,他们要求生态土地应该是新建的,恢复,守恒的,之前在另一个领域或者增强前占有的土地生态。

3的方法

3.1研究区

射杀县(28°30 15“-28°54′5′N, 116°46 48′′-117°15′10“E)位于上饶的中心部分的西部城市,江西,中国(图2)。这是鄱阳湖平原的重要领域,这是九大商品粮基地之一。因此高粮食生产对中国粮食安全具有重要意义。地形主要是山区,在西北高东南低,和被称为“六山,一个水,和两个便士耕地。“大约58.5%的耕地分布在山上和缓坡河的两边;森林土地广泛分布在香港、覆盖率达到64.1%。大多数农村居民点分布在河谷丘陵地区和一些分散在山区。气候是亚热带季风性湿润气候,年平均气温为17.4°C和1808 .0毫米的降水,促进丰富的农作物和自然植被的生长。粉砂岩是主要的土壤母质;在流行的气候条件下,很容易回收的耕地。

图2

图2。研究区域的地理位置。

3.2研究框架和数据来源

图3提出了我们的研究框架,它包括四个主要步骤:1)识别CCL的分布和使用情况:2020年土地利用数据集通过遥感解译技术,包括住宅用地、交通用地、耕地、林地;森林土地分为密集,稀疏,和其他林地,基于郁闭度。CCL的表现为林地2020年被确认为遗弃,基于盖子空间数据。2)机器学习统计模型提高了回归树是用来分析遗弃的驱动因素:基于数据的常住人口,海拔,斜率和耕地质量等,自然地理环境的三个一级指标,socio-demographic环境和态度的资源禀赋特征,和作为独立变量,而CCL的条件是作为因变量。3)构建CAFL替换评价体系:基于驱动因素的分析结果的可耕地遗弃,中国耕地后备资源调查评价指标和评价进行优化。4)粮食生产能力损失的风险比较:基于耕地质量的数据,利用粮食生产能力评估模型来估计不同地区粮食生产能力的损失在三个场景:pre-LID post-LID, post-NRRB。应该注意的是,农业质量等级CAFL附近被分配的耕地。本研究中使用的主要数据源中列出表1。

图3

图3。研究框架。

表1

表1。主要的数据源。

3.3提高了回归树(BRT)

BRT,机器学习统计模型,已广泛应用于环境变化的机制研究。与传统统计模型相比,BRT模型容易捕获复杂和非线性的关系(李和胡锦涛,2021)。它可以捕获的重要性和独立变量的边际效应。重要性可以量化每个独立变量的贡献,和独立变量的边际效果显示了潜在影响的大小有所不同(Elith et al ., 2008)。模型进行了R统计软件使用gbm包和伯努利分布。

3.3.1参数设置

四个参数需要指定树复杂性(TC),学习速率(LR),树(NT),装袋分数(BF)。TC决定在每棵树的节点数量和控制水平的交互。LR代表每棵树的贡献到最终模型。NT依靠TC和LR和建议尺寸大于1000。男朋友的比例随机选择的数据用于模型训练和验证。鉴于我们相对较小的采样数据集,男朋友被设定为0.50 (Soykan et al ., 2014),而TC被设定为5所显示Elith et al。(2008)。LR和男朋友都设置为0.001和0.70,分别。BRT模型获得最高的确定系数(R2)与最优NT 2000 - 10000的范围被认为是最优参数设置。

3.3.2 CCL影响因素对遗弃的重要性

每个变量的相对重要性(或贡献)可以测量基于分裂的变量选择的次数,平方加权的改进模型,平均超过所有树(弗里德曼,2001)。耕地的特定站点条件,physico-geographical环境,socio-demographic环境和资源禀赋属性确定为三种类型的变量,可能会影响耕地的“自然”被遗弃。从以前的研究得到了相应的影响因素,确定了具体的指标(表2)。

表2

表2。变量的定义和描述弃CCL的影响因素。

3.3.3确定影响因素的最优组合

影响因素的最优组合用于空间预测CAFL是由一个变量选择方法根据BRT算法,即在两个步骤中执行。首先,BRT模型用于计算所有10个变量的相对重要性。皮尔森相关分析被执行,消除冗余的变量。第二,BRT算法逆向选择的方法进行了选择最优数量的变量通过消除一步一步最重要的变量:1)BRT模型构建冗余变量排序;2)最重要的变量被淘汰;3)保留变量被用来建立一个新的快速公交模型和它们的重要性被重新排序。变量是由最高的最优数量确定系数(R2)其中BRT模型。

3.4粮食生产能力评估模型

实际粮食产量不仅影响耕地的质量因素也限制地区农业投入和农业技术管理(谢et al ., 2017)。粮食生产能力指的是最高产量的单位面积上的优良作物品种可能假设获得全部或部分生产要素的最优状态,不考虑农业输入和农业技术管理;价值高于实际的产量。因此,light-temperature(气候)生产潜力指数组为计算起点。土壤、网站、阴谋和农业基础设施条件被认为是单独的,根据他们的影响生产力潜力(江et al ., 2017)。计算公式如下:

我_{LPPi} {= 一个}_{我} \times [(\sum_{j = 1}^{n} {Fs}_{ij} \times {Ws}_{ij} + \sum_{j = 1}^{n} {Fi}_{ij} \times {Wi}_{我 j}) \times \prod_{j = 1}^{n} {《外交政策》}_{ij} \times \prod_{j = 1}^{n} {足总}_{ij}] \times β_{我} (5)

在哪里 $我_{LPPi}$ 表示情节我的耕地生产潜力; ${一个}_{我}$ 代表了light-temperature(气候)生产潜力; ${Fs}_{ij}$ 和 ${Ws}_{ij}$ 分数和土壤条件的重量指标j的情节,我分别; ${Fi}_{ij}$ 和 ${Wi}_{ij}$ 现场条件的得分和重量指标j的情节,我分别; ${《外交政策》}_{ij}$ 是情节人物的得分指标j的情节; ${足总}_{ij}$ 是农业基础设施条件的得分指标j的情节;和βi生产比例系数。规定的分级和分类农业用地质量规定 $β_{我}$ 是基本作物最高产量和另一个指定作物最高产量。

4的结果

4.1补偿耕地的分布特征

从2010年到2020年,CCL射杀县分部的总面积达到232.47嗯²在post-LID的场景。CCL复垦分部主要发生从2011年到2012年和2017年到2019年,没有回收在2014年和2015年。填海土地的平均高程波动从2010年的154.71上升到2019年的192.47 (图4),远高于50.70米,相同的图的县级耕地基本年。进一步分析的年度变化CCL的海拔分布表明,中值的平均海拔CCL爬上有一个温柔的趋势。更具体地说,它从26米,最小值在2011到146米,在2018年最高的价值。此外,峰值从2011年的169.5上升到2019年的290。上四分位数与下四分位数的方面,这一数字逐渐倾向于达到最大值,偏离中值(图4)。可以看出,CCL的高度显示趋势爬上去。考虑补丁补偿的土地的数量,我们可以发现,从1.31 hm CCL斑块平均面积减少²2010年0.19嗯²通过分析2018年。因此,下一个结论可以得出,CCL显示趋势逐渐变得支离破碎。

图4

图4。CCL的面积和高度的统计数据盖项目从2010年到2019年射杀县。

4.2废弃的原因的分析

据统计,CCL的废弃区为34.34嗯²,占总面积的14.77%。根据BRT模型,影响因素的相对贡献CCL的放弃了图5一个。CCL的主导指标影响放弃高程(x₁)、交通距离邻耕地(x₅(x),修补区域₁₀),51.28%,22.00%,和18.00%的贡献率,分别。边际效应进行了进一步的分析和所示图5 b, C。当海拔低于80米或者交通距离邻耕地低于100米,它显示正相关与CCL放弃证明越高海拔或更远的距离,同华越容易被放弃。相比之下,CCL的负相关放弃观察斑块的面积低于0.12嗯²,这告诉我们,同面积越大,就越不可能被放弃。然而,在海拔80米以上,它呈负相关CCL放弃不能解释为边际单因素的相关性。

图5

图5。CCL放弃分部的主要驱动因素的影响。(一)弃CCL贡献(%)的影响因素。(B)CCL的分布在每个解释变量。(C)最重要的解释变量的边际效应。

进一步两两之间的交互作用影响因素确定图6。耕地使用显示明显的差异只有在这些情况下:x₁- x₁₀,x₁- x₅,x₅- x₁₀。CCL的两两交互作用放弃代表是在三维部分依赖图(图6 b)。更具体地说,在这三种情况下,①x₁80 >∩x₁₀< 0.12嗯²②x₁80 >∩x₅> 75,③x₅75 >∩x₁₀< 0.12嗯²可以清楚的看到,放弃的总趋势。总之,CCL放弃更高的可能性在这四种情况下,它会减少相反。

图6

图6。弃CCL影响因素的最佳组合。(一)的贡献两两交互作用对CF遗弃。(B)三维部分依赖情节代表之间的两两交互作用最重要的变量。

4.3建设CAFL的评价体系

据中国系统”的技术项目国家耕地后备资源的调查和评价,“合适的耕地的主要评价内容包括生态安全和农业适宜性。这些作物生长的直接现场条件因素从理论的角度来看。根据土地利用的耦合框架“Condition-Status-Function”可持续土地利用也必须与功能需求。所示的分析原因放弃,海拔,交通距离邻耕地和补丁地区耕地的可持续利用的间接因素。所以研究结果作为农业方便的指标,代表了经济的可接受性。最后,耕地后备资源评价体系的建立适合回收和使用(表3)。最低限制因素方法采用综合评估研究区域的林地。只有在满足所有的需求,一个可以被视为CAFL, CCL取代放弃目标。

表3

表3。指标体系评价射杀县耕地储备资源。

评价结果表明,该区域的CAFL射杀县3183 .39点嗯²茂密的森林面积2809 .26,嗯²,占88.25%。稀疏的地区和其他林地63.98和310.15嗯²分别占2.01%和9.74%。见图7CAFL主要分布在Zibu镇中成药镇和Huyun乡,平坦的地形在西北。其中,茂密的林地主要分布在中成药镇Zibu镇Huyun乡,而其他林地主要发现在Suqiao乡、中成药,Huyun乡和稀疏林地Peimei镇,镇,Zhutian乡。

图7

图7。在射杀县CAFL的分布。

4.4粮食生产能力损失在不同的场景中

据统计耕地质量,品位自然质量、使用情况、经济效益的射杀县耕地分为3类,高水平(4 - 7),中等(8 - 10)和低水平(11 - 13)。所示图8 a, B,面积加权平均自然整个地区的耕地质量是9.27级,和使用情况和经济效益的7.32级和8.36级,分别。相比之下,自然的面积加权平均CCL盖子是9.26级的质量和使用情况和经济效益的7.47级和8.78级,部分。平均质量低于整个县的耕地。所示图8 cCCL放弃其中一个,面积的加权平均价值的自然质量是9.49级,和使用情况和经济效益的8.5级和9.25级,因此,CCL放弃其中一个的平均质量更低。接下来,CCL粮食的总生产能力损失造成的废弃后盖子与粮食生产能力的计算公式计算5),297.48吨。

图8

图8。的各种类型的耕地质量在不同的场景中射杀县。(一)整个县的耕地质量。(B)复垦耕地质量。(C)废弃的土地盖项目的质量。(D)可培养的质量和可用的林地。

post-NRRB的场景,自然的面积加权平均耕地的质量从CAFL回收是9.45级,而使用情况的值的和经济效益的7.94级和9.26级,分别为(图8 d)。这些水平略低于整个县的耕地,但仍略高于CCL废弃。与粮食生产能力评估,计算出大约38498 .84 t的粮食生产能力将获得整个县通过回收CAFL,包括33910 .67 t从茂密的森林土地,从稀疏林地651.30 t, t和3936 .87点从其他林地占88.08%,1.69%,和总数的10.23%。297.48吨的粮食生产能力的损失从废弃的CCL在山区占总额12.5%的地区,只能通过更换和回收由稀疏林地在郊区。

5讨论

5.1结果比较和解释的理由放弃

自20世纪中叶以来,耕地的自然生态系统的转换速度迅速增加(Ramankutty和福利,1999),放弃也发生。据估计,大约1.5×106公里²1700年和1990年之间的农田被遗弃在全球范围内(Ramankutty和福利,1999)。我们发现在过去的十年里,中国的山区进行耕地复垦的同时抛弃,但随着新耕地的区别主要来源于废弃的人工生态系统,即农村定居点,紧随其后的是新的遗弃。老遗弃在山上经常发生在自然条件不利的农业(Hinojosa et al ., 2016)。不利的农业适宜性的因素包括土地肥力(Alix-Garcia et al ., 2012),高度(杨et al ., 2019)、水土流失(佩佩et al ., 2019气候变化),(Lambin et al ., 2003)。国家市场经济的外部原因,导致年轻人口的移民在城市工作和以前的进口货物产生的山脉(Lasantaet al ., 2017)。徐et al。(2019)注意,农业废弃通常是由农村向城市的人口迁移,可以找到更好的经济机会的地方。新遗弃我们的研究结果表明,与农业适宜性等耕地质量、斜率和方面,而是它的高度,距离邻耕地和补丁。原因是单位土地和劳动经济产出的比例分散耕地非常有限,这使得农业适宜性不再是耕地利用的主要参考因素。中国政府提供大规模的粮食生产,补偿,农民可以获得更多的补贴来提高劳动生产率。这使得实现大规模农业生产成为耕地利用的主要依据。

新遗弃在山区的原因不是一个单一的因素,而是一个复杂的多因素问题,即造成的低效的空间分配CLRB的实现,没有充分考虑土地的网站之间的耦合关系条件下,土地利用现状和土地功能需求。土地边缘化由于不满意土地适宜性和经济可行性降低农田报废的根本原因(Lasanta et al ., 2017)。根据冯Thunen农业区位论,农业用地的空间分配主要由运输成本、运费的影响因素,距离,和产品重量,形成同心结构由一个特定的作物在一定循环(图9)。在工业化和城市化的过程中,人类在山区农业生态系统逐渐移民走出深山,主动或被动地(Ramankutty和福利,1999;陈et al ., 2022)。农业生产的需求程度的原始位置显著降低移民的农民,而在郊区在山下的地区,地形平坦,土壤厚度、高和聚集的移民,耕地的需求增加(Lasanta et al ., 2017)。最近在黄土高原276个家庭发现,农民不愿意培养陡峭的斜坡或采用复植恢复土地由于距离越大成本和较低的粮食产量在植被恢复项目不会影响粮食自给自足(吴et al ., 2021)。虽然比耕地,林地为人类提供了主要生态而不是经济函数由于中国森林保护政策(Mayer et al ., 2005;斯特尔et al ., 2010)。生态功能的提供,然而,是独立的运输成本和实现通过telecoupling (李et al ., 2023)。

图9

图9。土地利用空间优化的方案。注意:对于相同的土地利用服务,地租收入下降作为中心城市的距离的增加导致更高的运费成本。它可以边际需求来0时因为这个条件不是经济上合理,即使现场条件是有意义的。线连接的中心城市(运费= 0),叫做“边际需求曲线的租金。“每一种土地利用功能有自己的曲线,其斜率是依赖于运费率。因此,斜率会更高,如果函数很难运输,降低相反。因为它是一个经济合理的活动旨在最大化地租收入,耕地和林地的内圈同心圆是最适合的扩张的地区土地经济和社会功能,分别从中心城市和山区最远成为发展的森林由于其生态功能的最低运费率。

5.2改进计划征用补偿平衡

更广泛地区的方法面对土地放弃包括经济的考虑可接受性(人类、自然等)可用来促进农村发展之外唯一关注农业生产(曾庆红等人。,2022年;艾伦et al ., 2013)。如果土地不能提供所需的经济功能和土地对环境有重大好处放弃也许是不明智的政策集中在维持农业使用(亚历山大et al ., 2013)。地区和当地的土地利用规划和政策提供改变农场的结构会影响土地放弃(的过程艾伦et al ., 2013)。根据冯Thunen的理论和现实需求,功能需求的匹配需要进一步考虑,建设用地在城市中心圆,耕地和林地是必需的在郊区农业圈和山地生态圈,分别为(图7)。因此,我们提出建立NRRB方案合理空间替代在耕地、林地和建设用地。目标是使各种自然资源维持其可持续利用和执行有效的功能。

2018年,森林和草地的责任,耕地、建设用地和整合政府部门下的自然资源,提供管理保障协调管理的三种类型的土地。基于经济可接受性的研究成果,可以评估和筛选高概率的农村建设用地复垦后被放弃了。当城市耕地被建设,建设用地在偏远农村山区可以恢复森林和草地,结合周围的绿色环境。同时,CAFL迁移目的地应该选择和回收作为一个补充的耕地占用城市,按照标准的粮食生产能力的平衡。耕地为主在森林土地空间安排由于更严格的使用条件和粮食生产更迫切的要求。NRRB方案可以确保所有类型的土地使用有效地执行他们的功能,避免地区食品生产能力。

5.3影响和不足

植被恢复策略适应当地条件可以减少粮食短缺的风险为9.30 -.1197亿农民,为一个更加平衡的可持续性发展和山区植被恢复(曾庆红等人。,2022年)。因此,CLRB系统需要更多精心设计时参与绿色和粮食之间的权衡;这将有助于弥补造成的损失区域粮食生产能力建设CLRB系统。与此同时,它促进高效农业土地利用模式的形成由于使用符合冯Thunen农业区位论。然而,尽管实现量化平衡,补充林地的体积和生态服务能力不平衡的占领,损失是难以在短期内。文章的长度的限制,我们没有计算服务能力的损失金额,没有分析所需的时间。然而,在中国南方的热带和亚热带地区,中国的主要山区丰富的雨水和热量,它可以在很短的时间内恢复到灌木森林和一定程度的乔木森林郁闭度几年后(阿什顿和朱,2020年)。谷歌地球提供的历史观测证据表明,废弃的平均郁闭CCL研究地区分部5年后达到43%而不干预。另一方面,为林地生态监管服务主要包括水土保持、碳固定和生物多样性。水土保持的研究已经表明,放弃了在山区耕地减少对土壤的扰动和水土流失控制有积极的影响;即使在一个环境容易水土流失,肥性的内容聚合和土壤碳的转化率会随着时间逐渐增加。(戴et al ., 2007;戴et al ., 2008;Renwick et al ., 2013)。固碳作用的研究表明,碳固定率密切相关,年龄结构树,和年轻和中年森林的固定利率相对较高,而成熟和过成熟森林逐渐下降;从这个意义上说,补偿森林固碳作用有更强的影响(徐et al ., 2010)。因此,只要生态修复管理措施适应一段时间是允许的,补偿林地生态监管服务可以提供相同的占领。

6结论

采取射杀县,一个典型的山区农业面积在中国,作为一个例子,这个研究CLRB系统的影响进行了探讨和盖子政策在山区耕地的使用从micro-perspective县。结果表明,从2010年到2020年,CCL再生从农村定居点已经艰难的相当大的碎片和放弃率为14.77%。新放弃与农业适宜性等耕地质量、斜率和方面,而是它的高度,距离邻耕地和补丁。这不是一样的放弃耕地再生自发地从自然生态系统的人类。最后,这导致了297.48 t的损失在整个县粮食生产能力建设。基于驱动力分析的结果,一个解决方案从NRRB重组耕地的空间布局安排,提出了林地和建设用地,土地利用的耦合框架下“Condition-Status-Function。虽然也可以发现“CAFL建立新的耕地后备资源评价体系。耕地的质量得到复垦的CAFL CCL比放弃会更好。通过回收闲置林地从小腿的一部分,它是足以弥补的损失从CCL放弃粮食生产能力建设,并减少新抛弃的风险。虽然这种解决方案也会造成一定损失的生态监管服务在短期内。然而,在中国的最南部山区,尽快恢复森林覆盖和合适的生态修复管理措施,并提供一个相当于再生CAFL生态监管服务。

数据可用性声明

在本文中给出的数据集不是现成的,因为数据集包括盖子在研究区域的空间数据来自当地政府的非公开信息。请求访问数据集应该指向相应的作者,李超的话(lichaonongda@163.com)。

作者的贡献

概念化,ZX;数据管理、ZX和YZ;形式分析、ZX和YZ;融资收购,ZX;调查,科幻,CL;方法,ZX和YZ;项目管理、科幻和SD;资源、科幻和SD;软件、ZX YZ, SD;监督,CL和SD; validation, ZX, YZ, and SD; visualization, YZ and SD; writing—original draft, ZX and SD; writing—review and editing ZX and SD.

资金

作者欣然承认金融支持由中国国家自然科学基金(42201280)和重大项目资助社会科学研究基地在福建省社会科学规划(FJ2021MJDZ019)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

引用

艾伦,R。,Torbjorn, J., Peter, H. V., Cesar, R. G., Wolfgang, B., Alexander, G., et al. (2013). Policy reform and agricultural land abandonment in the EU.土地利用波尔。30 (2013),446 - 457。doi: 10.1016 / j.landusepol.2012.04.005