Topographic and economic drivers of agricultural–ecological coupling in Gansu Province: spatial differentiation and threshold effects

方法

RSEI、AGDI、耦合协调度模型与XGBoost-SHAP，2010–2023

发现

地形起伏与人均GDP解释77%耦合差异，海拔2000米以上及严重干旱抑制协调。

机会点

可探索多尺度耦合阈值与干旱预警结合，构建差异化治理的智能决策支持系统。

深入理解农业—生态耦合关系对于半干旱地区的可持续发展至关重要。本研究集成遥感生态指数（RSEI）、农业绿色发展指数（AGDI）、耦合协调度（CCD）模型以及XGBoost–SHAP方法，在县域尺度上考察了2010—2023年甘肃省农业—生态耦合的时空演变与非线性驱动因素，并运用四象限框架识别差异化治理类型。结果表明：耕地生态质量呈南北阶梯状格局，2010—2018年持续改善，2019年后有所下降。农业绿色发展呈“东南高、西北低”的格局，年均增长0.0036（p < 0.01）。耦合协调度由0.57升至0.63，具有显著空间集聚特征（Moran's I = 0.438–0.528，p < 0.001），表现为陇南稳定的“高—高”集聚和陇北的“低—低”集聚。地形起伏度（40.9%）与人均GDP（36.1%）共同解释了77.0%的协调度变异。海拔2000 m以上对协调度形成约束，人均GDP在15000～30000元之间促进绿色转型，超过40000元后效应递减。严重干旱条件（SPEI < −1.5）导致农业—生态失衡。各县域被划分为四种管理类型（H–H、L–H、L–L和H–L），需采取差异化治理策略。本研究为半干旱地区提升农业—生态耦合水平提供了可量化的阈值依据。