新垦耕地生态成本与粮食生产效益盈亏效应时空演化机理研究-以广东省为例

The newly reclaimed farmland is the main source to maintain a dynamic balance in the total farmland area. The quality, utilization and ecological problems of newly reclaimed farmland have made the policy of Dynamic Balance of Total Farmland Area (DBTFA) controversial in recent years. How to evaluate the effectiveness of newly reclaimed farmland has become a hot spot of current research. The framework of "pattern-effect-policy” in land use / cover change is introduced in this study. The historical change pattern of newly reclaimed farmland is firstly reconstructed and the "reclamation-utilization-transfer" life cycle of newly reclaimed farmland is dynamically described. Then, using the principle of economic cost-benefit analysis to dynamically measure the gain-loss effect between ecological cost and grain production benefit in the whole life cycle of newly reclaimed farmland. Spatial double deck panel logic regression model which can link meso-scale and microscopic scale is built to reveal the space-time evolution mechanism of the gain-loss effect between ecological cost and grain production benefit of newly reclaimed farmland. Furthermore, according to the gain-loss effect, the effectiveness of newly reclaimed farmland is evaluated, and the optimization countermeasures for reclamation and utilization are put forward. This study not only expands the research on the effect of land change on process effect at the micro scale, recessive effect and comparison between effects, but also provides reference for dynamic monitoring of the implementation efficiency of newly reclaimed farmland and the improvement of the dynamic balance policy of total farmland.

新垦耕地是维持耕地总量动态平衡的主要来源，近年来新垦耕地呈现的质量、利用和生态问题使得耕地总量动态平衡政策备受争议，如何评价新垦耕地的实施效能成为当前研究的热点。本研究引入土地利用/覆被变化中的“利用格局-影响效应-政策响应”理论分析框架，在重建新垦耕地历史变化格局、描述新垦耕地“开垦-利用-转移”生命周期动态变化基础上，借鉴经济学成本-效益分析原理，动态计量新垦耕地生命周期中生态成本与粮食生产效益的盈亏效应，并建立和求解联动中微观尺度“空间双层面板逻辑回归模型”，揭示新垦耕地变化的生态成本与粮食生产效益盈亏效应时空演化机理，进而根据盈亏效应评估新垦耕地的实施效能，提出开发与利用的优化对策。本研究不仅扩展了耕地变化在中微观尺度的过程环节效应、隐性效应测算及效应间的比较等方面研究，而且可以为动态监测新垦耕地的实施效能和发展完善耕地总量动态平衡政策提供参考。

补充耕地是维持耕地总量动态平衡的主要来源。近年来新垦耕地呈现的质量、利用和生态问题使得耕地总量动态平衡政策备受争议，如何评价补充耕地的实施效能成为当前研究的热点。本研究引入土地利用/覆被变化中的“利用格局-影响效应-政策响应”理论分析框架，基于2009-2017年的新增耕地数据，以广东省生态脆弱区为例，首先采用NDVI变化检测法识别新增耕地利用状态，并揭示补充耕地利用变化驱动因子，研究结果表明，研究区仅1/3补充耕地处于耕种状态，约四成补充耕地处于抛荒或半抛荒状态，另外约三成补充耕地已转为其他用途。究其原因，补充耕地以旱地为主，大多为坡耕地，自然区位较差，耕作条件不好，难以耕种。其次，运用InVEST模型从固碳、水源涵养、生物多样性、土壤保持4方面综合测度补充耕地对生态环境造成生态服务价值损失，并探究补充耕地生态损失空间分异机制。结果表明:（1）研究期内补充耕地420.62平方公里，有林地、其他草地、园地是补充耕地的主要来源;（2）研究期内补充耕地造成的生态损失价值为21.69亿元，其中，水源涵养损失价值最大，土壤保持损失价值最小;（3）补充耕地生态损失总体呈现空间正相关性，且具有空间聚集特征，高值聚类主要分布于中部以及西部地区，低值聚类主要分布于东部地区;（4）补充耕地生态损失空间分异主要受邻域生态用地面积、补充耕地水田占比及源生态用地占比驱动。今后在补充耕地时，应避免占用有林地、草地等生态价值大的地类，同时尽量避免选在生态敏感区；应加强对耕地质量控制，严格验收，同时应鼓励流转，动态监测新增耕地后期使用，做到真正服务于国家粮食安全。