西安市土地覆被时空变化及驱动因子研究

利用遥感以及地理信息技术,获取并分析西安市主城区1988年、1995年及2006年三期土地覆被数据。结果表明:近20年来,西安市建设用地持续增加,2006年建设用地的面积是1988年的3.1倍,增加的用地主要来自城市周围耕地,其以每年13.68 km2的速度在减少。1988年到1995年,建设用地增加了68.65%,耕地减少了15.23%,城市为填缝式发展;1995年到2006年,建设用地增加了80.77%,耕地减少了25.6%,交通用地大面积增加,城市为向外扩张式发展。根据土地利用/覆被变化转移矩阵分析,1988年到1995年以及1995年到2006年农用地转化为建设用地的面积分别为107.99 km2以及173.23 km2。城市化驱动因子主要是政策导向以及经济发展,另外,家庭结构的变化也是主要驱动因子之一。     

西安市建设用地扩张与生境质量变化及其耦合协调关系研究

建设用地快速扩张的背景下，如何合理保护生态环境，维持城市建设与环境协调可持续发展，是各大城市面临的一个现实且重要的问题。文中基于土地利用数据，运用综合指数法、InVEST模型和耦合协调度模型，从栅格尺度对西安市2000-2020年建设用地扩张特点与生境质量时空变化进行分析，并进一步探究其耦合协调关系。研究表明：1)2000-2020年，西安市建设用地面积大幅增加，西安市建设用地扩张综合指数先持续增强后减弱，扩张形态偏离圆形，扩张模式以蔓延式为主，有向“东北-西南”方向扩张的趋势。2)西安市整体生境质量呈现小幅下降趋势，在空间上有“北部低、南部高”的特点，且生境质量在等级上有分别向两极转化的趋势。3)西安市建设用地扩张与生境质量耦合协调度呈现出先增加后减小再增加的“N”型变化趋势，但多年均值为0.269,为中度失调状态。根据研究结果，西安市建设用地扩张与生境质量之间的耦合协调还处于相互拮抗期，未来在制定规划策略时，应将发展建设与生态环境两头抓，加快实现区域动态协调发展。     

西北典型山地城市绿色空间时空演化特征——以兰州市为例

城市绿色空间对实现城市可持续发展至关重要，然而当前研究对西北干旱地区城市绿色空间的时空演化特征关注相对较少。因此，文中基于归一化植被指数、土地利用转移矩阵以及景观指数等方法，以西北典型山地城市兰州为例，重点刻画了2000-2020年兰州中心城区和兰州新区的绿色空间时空演化特征。结果表明：1)2000-2020年研究区内建成区扩张迅速，边缘扩张明显。兰州中心城区和兰州新区绿色空间均呈现先减后增的“V”型总体变化趋势：2000-2010年绿色空间率分别下降20.6%和0.13%,2010-2020年绿色空间率分别增加31.51%和27.8%。2)城市建设模式和政策差异导致2000-2020年兰州新区绿色空间变化强度(1.65)显著高于中心城区(1.16),二者绿色空间变化特征差异明显。3)2000-2020年研究区内绿色空间破碎化现象显著且普遍，并呈现出两种不同的演化模式。     

基于GIS和景观生态学的西部地区城镇建设用地扩展研究——以宝鸡市中心城区为例

近些年,城镇建设用地的大规模扩张对区域土地资源承载力形成了巨大压力,并导致了大量土地资源的闲置浪费。为了实现土地资源的集约化利用,文中结合GIS和景观生态学的研究方法对宝鸡市1988～2005年中心城区城镇建设用地扩展类型进行定量识别。结果表明:1)近些年,宝鸡市中心城区城镇建设用地扩展经历了缓慢扩展期(1988～2000年)和高速扩展期(2000～2005年)两个阶段;2)在斑块类型水平上,城镇建设用地表现出较好的连通性,并且呈增强趋势;3)外延式扩展是研究期内城镇建设用地扩展的主要类型,扩展比重为外延式>填充式>跳跃式。通过研究为城市空间规划提供了详细而准确的数据,为寻求优良扩张模式奠定了一定的基础。     

山西省城市规模分布研究

选取1996年,2000—2003年山西省11个地级市建成区用地规模的资料,把运用在城市人口规模上的位序—规模法则,首位比,不平衡指数法移植到城市用地上,分析了山西省地级市建成区土地利用规模的变化规律,然后运用分形理论,阐释了位序—规模曲线。得出结论:(1)山西省地级市用地规模分布的均衡程度不断增强;(2)山西省地级市用地规模的总量不断增加;(3)对城市用地规模进行分类,发现小城市的数量在逐渐减少,中等城市的数量在逐渐增加;(4)首位城市太原市的用地规模已基本稳定,中等城市和小城市的用地规模将会扩大,其速度是前者大于后者。     

陕西省生态资本供求时空演变特征研究

依据生态足迹方法核算了陕西省各市1990年～2008年生态资本,并对其时空演变特征进行分析。结果表明:(1)1990-2008年陕西省各市生态资本供需态势可分为三类:西安市、宝鸡市、咸阳市和渭南市为I型(生态赤字扩大),铜川市、汉中市、安康市和榆林市为Ⅱ型(盈余转赤字),商洛市和延安市为Ⅲ型(盈余转持平);(2)生态压力变化表现出高压力高速扩张(如西安市)、中压力中速扩张(如咸阳市、宝鸡市、渭南市)、低压力低速扩张(如榆林市、延安市、铜川市、安康市、商洛市和汉中市)的特征;(3)关中地区人均资本需求量普遍较大,但是人均资本供给量普遍偏小,陕北和陕南地区人均生态资本需求量较小,但人均资本供给量较大。因此,关中地区生态资本供需缺口最大。2008年,生态赤字总量占陕西省89%。其中,西安市是陕西省最大的生态赤字贡献城市,占到了陕西省的41.4%,咸阳市第二(17.7%),渭南市第三(15.4%),宝鸡市第四(13.2%)。     

玛曲县土地利用变化分析与预测

基于玛曲县1975-2005年土地利用变更数据,从土地利用结构静态比较与土地利用程度动态变化两方面,定量分析玛曲县土地利用变化状况及主要驱动因子。研究表明:随着玛曲县经济发展、城市化程度的加快,林地、水域面积净减少,草地与建设用地面积净增加,土地利用结构信息熵值总体呈下降趋势,而优势度值总体呈上升趋势, 1975-1995年土地利用程度综合指数增加了0.076 5,而1995-2005年综合指数减少了0.709 2, 说明1975-1995年玛曲县土地利用程度处在区域土地利用的发展期,1995-2005年土地利用程度处在衰退期。根据土地利用熵值多年变化特征,利用GM(1,1)模型预测,2006-2015年土地利用程度处在调整期。     

关中平原城市群“三生”空间生态环境效应及影响因素研究

以关中平原城市群为研究区域，对2000-2020年“三生”空间土地利用情况进行测算，多尺度对2000年、2005年、2010年、2015年、2020年五期生态环境效应的时空变化特征进行分析；使用地理探测器对影响地区生态环境效应的因子进行探测。结果表明：1)关中平原城市群以生产用地和生态用地为主，研究期间农业生产用地面积持续性减少，生态用地和生活用地面积持续性扩张。2)2000年-2020年关中平原城市群的生态环境质量指数和正向效应在空间上体现为中低周高，时间上呈现波动上升趋势；该地区总体生态环境质量呈现正向发展趋势。3)土地利用强度、耕地面积占比、地形起伏度是影响关中平原城市群生态环境效应的关键驱动力，剩余自然和社会经济因子共同塑造研究区生态环境效应；影响因子的交互作用大于单因子对生态环境效应的影响。关中平原城市群在发展过程中应以生态环境保护为优先，发展绿色产业，重视城市建成区绿化和生态建设；同时严守耕地红线，提高已有耕地的生产效率以保护粮食安全。     

基于景观生态视角的兰州市城市化空间模式定量研究

以1994、2000、2006和2010年夏季的Landsat TM/ETM影像为数据源,利用ENVI4.5、ARCGIS10、Fragstas3.3软件,从景观生态角度,选用斑块密度、边界密度、景观形状指数、香农多样性指数和蔓延度指数,定量分析了兰州市的城市化空间模式,结果表明:1)城市化进程中,城市的空间发展是以外部扩张和内部填充两种形式实现的;2)兰州市1994到2010年建成区面积急剧增加,边界密度、景观形状指数、香农多样性指数随之上升,蔓延度指数不断减少,1994到2006年斑块密度不断增加,说明1994到2010年间,兰州市主要以外部扩张为主,内部填充为辅;3)从2006到2010年斑块密度下降的趋势,可以看出,未来几年,兰州市城市空间发展可能会转化到以内部填充为主,外部扩张为辅的阶段。     

宁蒙沿黄地带城镇用地变化及其生态效应

基于1990、2000年和2008年土地利用数据,采用城镇用地变化强度和生态环境指数,对宁蒙沿黄地带城镇用地变化时空特征及其生态环境效应进行定量分析,结果表明:1 1990—2000年和2000—2008年2期城镇用地变化强度指数分别为0.0092和0.046,1990—2000年城镇用地的主要来源是耕地、草地和水域,2000—2008年是耕地、草地和农村居民点。2 1990—2000年区域生态环境价值降低1 270.58,草地退化的贡献达50.16%;2000—2008年则上升343.76,其中林地的贡献最大,达49.48%。1990—2008年生态环境价值持续上升地区主要分布在沿黄河3大平原和山区过渡带,持续恶化地区主要分布在2大沙漠区。3 1990—2000年城镇用地对耕地变化的贡献最大(1.95%),2000—2008年对林地变化贡献最大(6.81%),前后两期城镇用地对草地变化的贡献扩大了15倍;耕地、草地、林地和水域对城镇用地引起生态环境价值变化的贡献依次降低。总体而言,1990—2008年宁蒙沿黄地带生态环境价值先降低后小幅上升;城镇用地变化对研究区生态环境价值净变化贡献较小,但增强趋势显著;耕地向林地和草地的转入是研究区近期生态环境价值略升的主要原因。     

快速城市化背景下天津市城市景观格局时空动态分析

以Landsat卫星TM影像为数据源,选取天津市中心城区及环城四区(北辰区、西青区、东丽区、津南区)为研究对象,利用RS和GIS等技术手段,通过梯度带和梯度方向分析,对研究区2000、2005和2010年的城市景观格局及其变化进行了定量研究。结果表明:文中采用的景观指数能够准确地反映城市空间特征及其动态变化,10年间天津市中心城区及环城四区景观格局变化较大,城市化较高区域主要以建设用地为主,尤以外环附近建设用地增长最快,并出现不断向外转移的趋势,具体扩张方向以东南和西侧为主,主要归因于天津市城市规划政策和经济发展等因素的影响,面对快速城市化的响应,区域绿地/农田与河流/湖泊用地遭到大范围侵占,两个时期变化强度中,2005～2010年变化最大,且最高强度值不断向滨海方向转移。     

1970s-2015年长春市城市扩张过程时空动态分析

本研究以长时间序列的Landsat MSS/TM/OLI遥感影像为基础数据源,采用面向对象的分类方法提取获得1970s-2015年长春市城市建设用地信息,通过构建年均扩展指数模型、凸壳边界、空间样带梯度区域和土地利用转移矩阵等方法来分析近40多年来长春市城市建设用地变化特征。结果表明:从城市扩张速度来看,1970s-2015年间,高速扩展单元数呈上升趋势,城市扩张速度加快;从城市扩张类型来看,在5个时段内长春市城市扩张类型分别为填充型、外延型、填充型、外延型、填充型;从城市扩张的方向特征来看,长春市总体为中心城区外扩模式;从土地利用类型转化来看,1970s-2015年长春市4种建设用地类型面积均为增长趋势,彼此之间存在着不同程度的转化。     

近22年结则茶卡湖流域冰川、湖泊变化及原因分析

文中利用Landsat TM/ETM +/OLI遥感影像、SRTM4.1 DEM及ICESat卫星高程数据分别对结则茶卡湖流域的冰川和湖泊面积变化、高程变化、湖泊相对水量变化进行了分析.结果表明:1)1991-2013年流域冰川由133.62km2±0.02km2退缩至130.26±0.02km2,共退缩3.36±0.02km2,退缩百分比为2.5％;2)1991-2013年流域湖泊由107.87km2±0.02km2增加至115.82±0.02km2,共扩张了7.95±0.02km2,扩张百分比为7.4％;3)2003-2009年流域冰川水当量高度共降低2.77±0.10m(0.40m·a-),冰川物质损失为0.38±0.01km3水当量;湖高程共增加1.46±0.10m(0.21m·a-1),相对水量增加0.16±0.01km3;4)太阳辐射和升温是冰川消融的主要原因,略有增加的降水不能弥补太阳辐射和升温的影响.冰川融水增加是结则茶卡面积扩张、水位升高的主要原因,略有增加的降水和增加的冻土退化和消融量目前不是湖泊水量增加的主要因素.     

西安市生态足迹与生态安全的动态研究

本文在生态足迹原理的基础上,提出生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数3个概念,并将其作为生态安全评价的指标体系。利用该方法对西安市1978—2003年的生态足迹与生态安全进行了定量研究。结果表明西安市人均生态足迹由1978年的1.0517hm2逐年增加至2003年的1.4419 hm2,而实际人均生态承载力则波动在0.3182(0.2759—0.3539)hm2左右,人均生态赤字从1978年的0.712 hm2增至2003年的1.166 hm2。生态压力指数从1978年的1.38逐年增至2003年的4.21,同期的生态占用指数从0.47增至0.66,生态经济协调指数由0.34降低为0.16。说明西安市现有的发展模式是不可持续的,生态环境处于极不安全状态,社会经济发展与生态环境的协调性很差。     

基于TM卫星遥感影像的西安市城市热岛效应变化分析

利用2006年和2010年8月的TM卫星影像,通过定量遥感反演手段和相对亮温分析方法,反演和分析了西安市城区相应时间点上的热场温度。结果显示：其城区平均气温由2006年的26.28 ℃提高到2010年的28.14 ℃,5 a间升高了1.86 ℃。期间高温区域在市区的西部、西南部和东南部出现了较大范围的扩展,尤其以东南部的扩展范围和强度为大。从相对亮温情况来看,全市缺乏极强热岛,整个市区以弱热岛占绝对优势,2010年和2006年其面积比例分别为61.11%和58.64%;其次为绿岛,其面积比例在2010年和2006年分别为34.08%和35.98%;中等热岛和强热岛所占比例极小。绿岛面积减少的最大区域在西北部的汉长安城遗址南部以及市区东南部的三兆、东伍一带;而强热岛在2010年呈星点状分布在东郊的灞桥纺织城、西二环附近的西安电工铸造厂和西安电压力容器厂、长安区的河池寨等地。从相对亮温热力斑块的转移概率矩阵看,最稳定的热力景观斑块类型为弱热岛斑块和绿岛斑块,2006-2010年,其保持不变的面积分别达79.41%和67.82%;而最不稳定的景观类型为中等热岛和极强热岛,其发生变化的面积比例分别为70.73%和64.18%。从西安市区热场变化的原因来看,城市建设的影响最大,其中人口增长、建成区范围扩张和房地产开发是最主要的影响因素,另外全球变化背景下的区域气温升高也是西安市热岛效应加剧的另一促进因素,而城市绿化建设可以在一定范围内改善局地的热岛效应状况。     

城市规划和土地规划对城市建设用地扩张的影响研究

运用空间逻辑回归模型和评价指数,探究了2001-2010年间北京市昌平区城市规划和土地规划在建设用地扩张中的影响作用,继而讨论中国的规划体系。结果表明:城市规划对住宅、工业、商业用地的扩张均有显著性的影响,土地规划对住宅用地的开发有正影响,但对工业、商业、采矿用地扩张实施效果不佳。在住宅用地模型中,虽然土地规划和城市规划均对用地扩张有显著的正作用,但土地规划因子的系数远大于城市规划,说明在住宅用地扩张过程中土地规划发挥了更重要的作用。通过评价指数发现,城市规划划定的用地类型并没有很好的得到执行,除新增住宅用地符合规划的比例达到68%外,其他三类均低于20%。文中提出为提高规划的实施效果、达到"规划合一"的要求,各项规划在今后制定和执行的过程中应有相应的调整,突出不同规划在土地用途管制中的对应职责。     

甘肃省县区单元城镇工矿用地经济密度区域差异及动态演变特征分析

以甘肃省83个县区为研究单元,基于泰尔指数、变异系数、空间自相关理论,在Arcgis和Geoda软件的支持下,对2001-2007年甘肃省各县区城镇工矿用地经济密度的区域差异特征及空间动态演化格局进行了初步研究。结果表明:1)甘肃省各县区城镇工矿用地经济密度呈不断上升的趋势,但各县区差异明显;2)各县区土地经济密度相对发展速度随经济的发展出现了分异;3)甘肃省土地经济密度总体差异呈波动性的上升趋势,而14个市州之间的差异在逐渐缩小,部分市州所辖县区的土地经济密度内部差异呈上升趋势,甘肃省土地经济密度差异的上升是由部分县区区内差异而引起的;4)甘肃省城镇工矿用地土地经济密度空间集聚趋势微弱,天水、兰州和庆阳地区有集聚趋势。集约节约用地、合理控制建设用地规模是建设节约型社会的必然要求,城镇工矿用地经济密度可作为土地利用总体规划中安排各县区城镇工矿建设用地的有效依据之一。     

矿区土地利用及生态服务价值动态评估——以山西省朔州市为例

以山西省朔州市1989、1996和2008年3期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对矿区土地利用及生态服务价值进行分析。结果显示:农田是朔州市主要的土地利用类型,其次是草地和林地,1989、1996和2008年农田面积分别占到研究区面积的53.37%、44.20%和48.08%。1989-2008年的20年来,农田和林地的面积分别减少了56251.56hm2和24251.25hm2,草地的面积增加了110820hm2,主要土地利用转移方向为:1989-1996年间,农田比较稳定,草地和林地主要转化为建设用地;1996-2008年间,农田依然很稳定,草地主要转化为农田、林地和湿地。从研究区的空间格局来看,1989-1996-2008年两个时期,研究区斑块数量和景观形状指数一直处于增加状态,景观多样性指数呈增加-减少的状态,景观凝聚度指数的变化与多样性指数相反。从生态服务价值的角度来看,1989-1996-2008年两个时期,研究区生态服务价值量先增加后减少。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

甘肃省城镇工矿用地变化与经济发展的互动关系计量研究

为了定量分析甘肃省城镇工矿用地与经济发展的互动关系,文中借助柯布-道格拉斯生产函数模型定量测算了城镇工矿用地对二三产业发展的贡献,并借助线性方程定量描述了经济增长、城市化、工业化以及产业结构调整对城镇工矿用地变化的驱动作用。研究结果表明:(1)从时间序列看,城镇工矿用地对二三产业的发展贡献大于资本投入和劳动力投入,城镇工矿用地每增加1%,二三产业产值增加3.91%;(2)从截面数据分析结果来看,随着时间推移,城镇工矿用地对二三产业发展的贡献力度越来越大,其对二三产业发展的贡献程度处于各生产要素之首;(3)从面板数据分析结果来看,城镇工矿用地对二三产业发展的贡献有很大的空间差异;(4)经济增长对甘肃省城镇工矿用地扩张的影响是普遍、共同的,城市化发展也较为普遍的影响了城镇工矿用地的扩张,但是工业化和产业结构的调整并不能作为影响城镇工矿用地扩张的共有因素。