Research on Spatial-Temporal Variations of Cultivated Land in China Based on GlobeLand30

Abstract

The period from 2010 to 2020 is a period of rapid economic development in China, with the increasing population and the urbanization level reaching 63.89%. Cultivated land plays an extremely important role in China’s food security. In order to grasp the spatial and temporal distribution and change of cultivated land use in China in time, based on GlobeLand30 data in 2010 and 2020, this study studied the spatial and temporal change characteristics of total cultivated land resources, cultivated land development and utilization degree, dynamic change degree of cultivated land utilization rate, and cultivated land use center and direction by using GIS technology, reclamation index, cultivated land utilization rate dynamic change degree model, cultivated land center shift model and standard deviation ellipse model. The results show that: ①The cultivated land area in China has changed greatly during 2010–2020, with the largest increase in cultivated land area in Inner Mongolia and Xinjiang, while the largest decrease in cultivated land area in Shandong, Jiangsu, Hebei, Guangdong, Henan and Zhejiang; ②The areas with the highest degree of cultivated land development and utilization are mainly concentrated in Shandong, Jiangsu, Henan, Anhui and other provinces in the east, while Qinghai, Tibet and Xinjiang have the lowest degree of cultivated land development and utilization; ③The regions with the highest dynamic change degree index of cultivated land utilization rate are mainly concentrated in Inner Mongolia, Xinjiang, Tibet and Qinghai, while the dynamic change degree index of cultivated land utilization rate in Liaoning, Hebei, Shandong, Jiangsu, Shanghai, Zhejiang and Guangdong shows obvious negative changes; ④The spatial and temporal migration of the center of gravity of cultivated land use in China shows the trend of “moving westward to northward”, and the spatial distribution direction of cultivated land use roughly presents the overall characteristics of northeast-southwest direction. This study can effectively reveal the temporal and spatial variation characteristics of cultivated land use at provincial level in China based on GlobeLand30, and provide a scientific reference for further rational development, utilization and protection of cultivated land resources in China.

Spatiotemporal characteristics and change of cultivated land pressure in Jiangsu Province

“…面对百年变局、 世纪疫情和俄乌冲突等深刻复 杂变化的国际形势， 中国只有筑牢粮食安全这一国 家安全根基， 才能有效抵御各类风险挑战 [1,2] 。耕地 作为粮食生产的基本条件， 其数量和质量变化对粮 食生产具有关键性影响 [3,4] 。为确保国家粮食安全， 2022 年中央一号文件提出了更严格的耕地保护要 求， 明确落实 "长牙齿" 的耕地保护硬措施， 耕地保 护目标成为中央考核地方政府的刚性指标， 实行一 票否决、 终身追责 [3] 。由于自然条件和社会经济发 展状况不同， 中国各地区耕地资源面临的压力存在 差异 [5,6] 。查明区域耕地压力特征是科学制定耕地 资源保护和保障粮食安全的重要基础。 中国国情决定了耕地保护的严肃性和艰巨性， 多年来已有学者从不同角度开展了耕地与粮食安 全 的 相 关 研 究 [7][8][9] 。 ① 关 于 耕 地 数 量 和 质 量 的 研 究。余振国等 [10] 总结了中国非农建设占用耕地趋势 和耕地质量现状， 分析了粮食安全与耕地的数量和 质量关系。刘洪彬等 [11] 对耕地数量、 质量和生态多 维视角下东北黑土地现状进行了分析， 发现建设占 用是耕地数量减少的最大威胁， 有机质补充缺乏是 耕地质量退化的主要原因， 水蚀风蚀是耕地生态环 境的关键风险。Cheng 等 [12] 基于 2010 年和 2020 年 GlobeLand30 数据研究了中国耕地资源总量、 耕地 开发利用程度、 耕地利用率动态变化程度的时空变 化特征， 发现内蒙古和新疆的耕地面积增幅最大， 而山东、 河北、 广东、 河南和浙江的耕地面积降幅最 大， 全国耕地利用重心的时空迁移呈现西移北移趋 势。②关于耕地变化驱动机制的研究。刘旭华等 [13] 在国家尺度上对各类型区的耕地变化驱动因素进 行了定量分析， 指出全国耕地变化是在地理背景制…”

“…收稿日期： 2022-09-05； 修订日期： 2022- [12][13][14][15][16] 基金项目： 江苏省社会科学基金项目 (21GLD004) ； 江苏高校优势学科建设工程资助项目。 作者简介： 张忠启， 男， 江苏丰县人， 博士， 副教授， 主要从事耕地资源评价相关研究。E-mail: zhangzq128@126.com 通讯作者： 沈正平， 男， 江苏宝应县人， 教授， 主要从事经济地理与区域发展研究。E-mail: zhengpingshen@163.com 2023 年 3 月 张忠启等： 江苏省耕地压力时空特征及变化趋势 http://www.resci.cn 生的。Tweeten 等 [14] 研究了美国 1949-1992 年耕地 数量动态变化过程， 发现城市化进程是影响山区和 西部沿海地区土地利用和耕地数量变化的主要驱 动力。张英男等 [15] 分析了黄淮海平原耕地时空特征 及驱动机制， 认为城镇化与工业化进程中人口和产 业的转型对耕地功能演化及时空变化起到决定性 作用。③关于耕地保护的研究。陈美球 [16] 认为提高 全民耕地保护意识、 完善耕地保护机制、 培育耕地 保护监管主体、 加强耕地用途管制、 加大保护性耕 作技术应用等是实现耕地保护的现实路径。Xie 等 [17] [19] ， 自给有余。全省下辖苏州、 无锡、 常州、 南京、 镇江、 扬州、 泰州、 南通、 徐州、 淮安、 盐城、 连云港和宿迁 13 个地级市， 其经济总量(GDP)全部进入全国百 强， 综合实力百强县数量多年位居全国第一， 地区 发展与民生指数(DLI)居全国省域第一 [20] [21] 。 2.3.2 耕地压力指数模型 耕地压力指数是衡量一个地区在满足粮食生 产情况下耕地资源紧张程度的重要指标。本文通 过该指数来表征江苏全省及 13 个设区市的耕地资 源压力演变状况。耕地压力指数实际上是最小人 均耕地面积与实际人均耕地面积的比值 [5,22]…”

Coordination Analysis of Sustainable Agricultural Development in Northeast China from the Perspective of Spatiotemporal Relationships

“…Remarkably, China has made significant progress in ensuring global food security. China uses 9% of the world's cultivated land and 6% of its freshwater resources, effectively supporting the livelihoods of nearly 20% of the world's population [14]. Regional environmental issues have gained increasing prominence, such as the intensive utilization of agricultural resources, excessive reliance on pesticides and fertilizers, the overexploitation of groundwater, and the prevalence of agricultural pollution [15,16].…”

Research on compensation standards for cultivated land protection based on a value-added benefit model in Xinjiang, China

“…However, since the 1990s, the area of cultivated land in China has decreased rapidly. According to statistics, only from 2009 to 2018, the area of cultivated land in China has decreased by 393,700 hm 2 (Yuan et al, 2021;Cheng et al, 2022). The enthusiasm of cultivated land protection of high cultivated land stakeholders has become an urgent requirement to promote cultivated land protection (Kong et al, 2005;Lu et al, 2022).…”