城市土地集约利用与用地扩展研究

城市扩展与城市土地集约利用存在内在联系。以干旱区绿洲城市乌鲁木齐的城市扩展特征为出发点,研究城市扩展与城市用地集约化间的动态相关性,评价城市对土地利用压力的响应能力。结果表明在1990—2014年,乌鲁木齐城市用地扩展呈现从缓慢扩展到快速扩展,再到中速扩展的特点;各时期城市用地紧凑度小,分形维数大,建设用地分布分散,城市用地的增加主要依靠于城区用地向内部的填充;对应时期内的城市土地集约利用水平呈现波动上升的特点,在近10年来城市用地集约化显著;经相关分析得出:城市用地的集约化与城市建成区面积的扩展速度关系不大,但受城市扩展的空间形态影响较大,建成区分散度、破碎度越大,则城市用地越趋于集约化发展。城市扩展与城市用地集约化二者的耦合关系可反映出一段时间内城市土地利用的效率或对用地压力的响应程度:当城市扩展强度土地集约利用率,说明在城市化进程中存在土地浪费现象;当城市扩展强度土地集约利用率,说明城市土地利用高效,应以经济—社会—生态三者协调发展为原则开展合理的城市土地集约利用。     

城市用地扩张驱动力分析--以湖北省为例

采用较为翔实的资料,在对湖北省从1996~2003年城市土地扩张的基本态势进行分析的基础上,对湖北省城市用地扩张的驱动力分别进行了单因素和多因素的分析。结果表明,经济发展与城市人口的增长是湖北省城市用地扩张的主要驱动力,同时还运用偏相关分析的方法进一步了指出经济发展与城市人口增长哪个变量对城市用地的扩张更具有解释力。     

河南省土地生态安全警情时空演变及障碍因子

中原经济区城镇化、工业化进程的快速推进导致区域土地生态环境压力不断增大,对河南省土地生态进行安全预警评估十分有必要。基于2005—2016年河南省土地生态安全数据,构建了基于PSR-EES模型的土地生态安全指标体系,运用熵权法与综合指数法和障碍度模型,分析了2005—2016年河南省18个地市土地生态安全警情时空演变和限制性因子。结果表明:(1)从时间序列看,2005—2016年河南省土地生态安全综合预警指数由0.725下降到0.388,警度从"中警"下降到"预警",压力预警指数呈上升趋势,警度由"安全"上升为"较安全",状态和响应预警指数呈下降趋势,警度均处于"安全"。(2)从空间格局看,2005—2016年河南省土地生态安全综合警情南北差异显著,压力系统和状态系统空间格局呈中部高、周围低的格局,响应系统呈中部低、西部高的空间分布格局。(3)东部和北部区域的主要障碍因子集中在与人口增长和环境保护相关的指标上;南部和西部区域主要障碍因子集中在与生态环保和经济发展有关的指标上;中部平原区域主要障碍因子则与农业发展、生态环境治理和经济发展状况密切指标。     

新疆博乐市生态环境变化对城市建设用地扩张的响应

城市化进程不断加快带来一系列的环境问题,其中,以城市生态恶化为表现形式的"城市病"越来越受到政府和社会的关注。因此,及时、准确、快速地探究生态环境演变对城市扩张的响应显得尤为重要。该研究基于遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI)分析博乐市2000―2016年生态环境变化情况并通过引入城市扩张强度、重心位移模型等方法,对博乐市城市空间扩张强度与形态进行分析,揭示城市生态环境变化对城市用地扩张的响应。结果表明:1)RSEI不仅适用于城市主城区的环境监测而且以行政边界为界限的整个城区的生态环境监测中同样可行;2)2000―2016年间博乐市生态环境质量有一定程度的恶化趋势,即RSEI均值从2000―2011年下降4.97%;从2011―2016年下降15.4%;3)生态环境变好的区域主要分布在山前平原区,老城区及其周围;生态环境恶化的区域主要分布在主城区的外围地区,沿博尔塔拉河两岸带状分布;4)城市扩张的区域与RSEI评价结果显示的生态环境状况恶化的区域基本重合。     

城市化进程中县域土地利用类型的转移特征及其对热环境的影响

[目的]评估城市化过程中土地利用类型的转移特征及其对热环境的影响,为优化土地利用格局和低碳背景下区域发展和管理提供科学依据。[方法]以浙江省海盐市为例,基于4期Landsat卫星影像,解译土地利用类型并反演地表温度,通过县域土地利用转移矩阵和热效应贡献度指数,分析城市热岛的时空分布及土地利用类型转移特征对热环境造成的影响。[结果] 2007—2017年10 a间,海盐县中心城区的建成区明显扩张,土地利用类型格局变化显著,土地利用动态度达42.3%。城市用地面积显著增加,转入比率达44.1%,主要由植被与道路转入;植被覆盖面积明显减少,转出比率达51.2%,主要转移为城市用地和道路。城市高温区分布从聚集的岛状逐渐分散化,向建成区边缘转移。城市用地的热贡献度最大,伴随着其面积的增加,其热贡献度从2007年的59.6%上升到2017年的87.5%。[结论]城市用地是影响海盐县中心城区热环境的决定性因素,城市化进程中,合理有效地规划和控制建成区的扩展,是减缓热岛效应的重要措施。     

基于GIS和RS的德令哈市城市扩展研究

借助RS和GIS技术,对德令哈市1989年TM影像数据、1999年ETM影像数据和2009年土地利用现状图进行分析处理,采用人机交互目视解译法提取德令哈市建成区边界图,并将3个时期的建成区范围图叠加;然后从城市扩展强度、重心坐标转移、紧凑度指数、分形维数指数以及城市扩展弹性系数等角度对德令哈市建成区的空间扩展状况进行分析;结果显示:1989—1999年、1999—2009年这两个阶段,德令哈市建成区的面积都在增加,但是1999—2009年,建成区面积的扩展速度和强度都大于1989—1999年;建成区重心坐标第一阶段向西北方向偏移,第二阶段向南偏移,紧凑度指数偏小,并逐渐减小,分形维数指数比合理值1.12大很多,城市空间演变形态趋于复杂;城市扩展弹性系数偏大,并有上升趋势,城市人口增加与城区面积扩展不协调。德令哈市在未来的发展中,需要注重城市内部建设用地填充,合理控制外延扩展规模,尽力确保城市形态紧凑发展。     

天津城市用地时空扩展研究

利用中国科学院资源与环境数据中心提供的关于天津市20世纪80年代中期,90年代中期,2000年度3期1:10万土地利用数据,以GIS为制图和数据提取的分析手段,通过引入城市扩展速度、强度、重心坐标、紧凑度、分维数、弹性系数等指标,研究了天津城市扩展的时空规律,形态特征,与人口、经济发展之间的协调关系以及对周边土地利用的影响.结果表明,天津城市用地扩展的时空分异特征明显,城市核心区扩展依然以西北一东南走向为主要轴向,北运河一海河轴向扩展一直是城市扩展的主轴.改革开放后滨海轴扩展速度也在加快.城市扩展过程中紧凑度数值先降低后稍有增加,空间形态由向着趋于不稳定状态发展而趋向稳定.城市扩展先是远慢于城市人口的增长,后来则大大快于城市人口的增长,出现了城市增长速度与人口增长速度之间不协调现象.面积-GDP弹性系数有上升的趋势,此时段经济的年均变化率远远超过了城市扩展的年均变化率.城市建成区面积的扩展对耕地的影响最大,其次是林地、草地、水域及未利用地等其它土地.     

基于遥感生态指数的新疆干旱区博乐市生态变化分析

[目的]结合遥感方法分析新疆维吾尔自治区博乐市生态变化,为该区生态保护提供理论依据。[方法]以博乐市1997年、2007年和2016年3期Landsat系列影像为数据源,提取绿度、湿度、干度和热度4个指数,通过主成分分析耦合出遥感生态指数(RSEI),对博乐市生态环境质量进行了监测和评价。[结果]研究区属于MODS(山地—绿洲—荒漠)系统,总体RSEI指数较低,由差和较差主导;1997—2016年博乐市的生态环境质量呈明显改善趋势,遥感生态指数RSEI从0.250提高到0.422,等级为优和良的比例从11.24%上升到26.20%;改善的区域面积明显大于变差的面积,改善的区域主要分布在北部山地、中部绿洲和南部天山西部北麓荒漠区域。生态环境恶化的区域主要集中在中部绿洲的耕地和城镇建设用地区域。[结论]荒漠生态建设和扩大绿洲面积对生态环境的改善有积极影响,同时也要合理配置资源和土地利用。     

基于遥感生态指数模型的阜康市生态环境动态变化监测与评价

城市化进程不断加快引起生态环境问题,利用遥感技术及时、快速、客观、定量评价区域生态环境变化显得尤为重要。选取2000年、2008年、2016年Landsat(TM/OLI)系列遥感影像,提取绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDBSI)和热度(LST)4个重要指标,基于主成分分析法计算遥感生态指数(RSEI),对阜康市16年以来的生态环境质量变化进行监测与评价。结果表明:从2000—2008年阜康市的生态环境质量逐渐下降,在这8年期间生态环境转差的区域面积达到了849.35 km~2,约占总面积的25.72%;且以2008—2016年期间生态环境质量下降幅度为最大,环境质量转差的区域面积增长到1 601.41 km~2比前8年增长了2倍,约占总面积的48.49%,而环境质量转好的只占了13.06%。2000—2016年阜康市的生态环境质量快速下降,环境质量变差的区域面积已达到1 757.93 km~2,阜康市环境质量转好的区域面积保持下降趋势,约占总面积的8.98%,而质量转差的区域逐步增加,约占总面积的53.23%。在空间上,生态条件变差的地点主要分布在郊区中部和北部地区。生态环境好转的主要区域分布在一些新增的城区基础设施和一些规模较大的房地产开发新区,而中部耕地周边生态环境变化较小。该城市生态环境质量下降原因分析可知,干旱等自然条件下超负荷开发活动是导致生态环境质量恶化的一个重要因素。     

基于CA_Markov模型的天府新区土地时空变化预测

基于天府新区1988年、1997年、2003年、2009年LandsatTM和2014年、2016年LandsatOLI影像,结合土地利用动态指标研究了近30年来该区域土地利用的时空变化规律,采用CA_Markov模型,模拟预测了研究区2019年、2024年和2029年的土地利用格局。结果表明:1988—2016年,天府新区土地变化率达52.35%,变化总面积为826km~2。其中,变化面积最多的用地类型是城镇村建设用地和耕地,前者增加448.43km~2,变化贡献率为47.52%;后者减少340.83km~2,变化贡献率为36.12%,有37.54%的耕地流向了城镇村建设用地,是其面积增加的主要来源。变化最快的用地类型有城镇村建设用地和交通用地,其面积扩展程度指数分别为35.52,10.1,均进入高速变化时期。2016—2029年,林地、耕地、园地面积将持续减少,大部分减少的面积将转化为城镇村建设用地。城镇村建设用地成为天府新区面积最大的用地类型,其扩张具有方向性,从双流区北部、高新区和龙泉驿区等天府新区成都片区由北向南扩张。而河流、河渠、水库等湿地类型面积持续微弱增长,呈现出较好的生态保护态势。     

安徽省城镇化演进边际生态环境效应的测度与分析

以安徽省为例,构建了由32个指标组成的城镇化与生态环境质量评价体系。采用主成分分析综合评价方法,对城镇化与生态环境质量进行了综合评价;并借鉴随机回归影响模型(STIRPAT模型),采用偏最小二乘回归方法,对城镇化演进的边际生态环境效应进行了测度。研究结果表明:(1) 安徽省城镇化综合评价指数由1996年的43.83上升至2011年的83.83,呈波动递增态势。(2) 安徽省生态环境综合评价指数由1996年的40.95上升至2011年的80.95,整体呈上升态势,反映了该区生态环境质量良好。(3) 安徽省城镇化演进与生态环境质量呈正向关联关系,城镇化演进对生态环境具有弱正向效应,其边际弹性系数为0.010 2。     

科尔沁沙地生态环境质量遥感动态监测——以奈曼旗为例

利用2000年、2006年、2012年、2018年奈曼旗的Landsat-5TM\8OLI数据，计算绿度（NDVI）、湿度（WET）、干度（NDSI）和热度（LST)4个生态指数，基于主成分分析方法构建RSEI生态指数模型，对奈曼旗18年来生态环境质量变化进行了动态监测与评价。结果表明：绿度和湿度对奈曼旗生态环境质量起正面作用，干度和热度起负面作用；2000—2018年RSEI均值增长0.232 6，涨幅76.49%；生态环境质量差和较差的区域面积共减少了1 654.06km~2，优等级的区域面积增长高达1 048.17km~2，其中差和较差区域主要分布在中部沙区；研究期间生态环境质量改善区域面积均大于退化区域，改善面积在2000—2006年达到峰值，面积高达5 327.6km~2，占总面积的65.77%，退化区域主要集中在中部沙区；奈曼旗生态环境整体呈逆转趋势，并趋于稳定，但局部仍会出现退化现象。     

科尔沁沙地生态环境质量遥感动态监测——以奈曼旗为例

由于科尔沁沙地的生态文明建设和城镇化的快速推进,及时的对生态环境质量进行监测显得尤为重要。利用2000年、2006年、2012年、2018年奈曼旗的Landsat-5 TM\\8 OLI数据,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、干度(NDSI)和热度(LST)4个生态指数,基于主成分分析方法构建RSEI生态指数模型,对奈曼旗18年来生态环境质量变化进行了动态监测与评价。结果表明:绿度和湿度对奈曼旗生态环境质量起正面作用,干度和热度起负面作用;2000—2018年RSEI均值增长0.232 6,涨幅76.49%;生态环境质量差和较差的区域面积共减少了1 654.06 km~2,优等级的区域面积增长高达1 048.17 km~2,其中差和较差区域主要分布在中部沙区;研究期间生态环境质量改善区域面积均大于退化区域,改善面积在2000—2006年达到峰值,面积高达5 327.6 km~2,占总面积的65.77%,退化区域主要集中在中部沙区;奈曼旗生态环境整体呈逆转趋势,并趋于稳定,但局部仍会出现退化现象。     

黄土高原丘陵沟壑区退耕还林生态效应评价

基于1986,2003年两期遥感影像解译获得的吴起县土地利用变化数据,采用生态系统价值衡量土地利用类型相对生态价值,对吴起县退耕还林的生态效应进行了综合评价.(1)1986-2003年间,吴起县土地利用类型发生了显著变化.林地、草地面积显著增加,耕地面积大幅度减少,其中,63.55%的耕地转换成林地和草地.(2)吴起县的生态环境指数从0.507上升到0.747,生态环境指数明显增加.其中,林地对区域生态环境指数增长贡献明显,从0.058增长到0.368.说明吴起县退耕还林还草带来了较好的生态效应,整体的生态环境质量得到了极大改善.     

武汉市城市用地扩张对生态系统服务的时空影响

针对城市用地扩张对生态系统服务影响研究缺乏空间影响因素(坡度、高程、梯次)的分析,而导致无法以改变城市用地扩张的空间分布来减少ES损失的问题,以武汉市为例,定量计算区域各生态系统服务功能价值及城市用地扩张的时空变化特征,探究了城市用地扩张对生态系统服务的时空影响特征。结果表明:武汉市ESV高值和极低值区域在武汉市中部交错分布,受城市用地扩张影响最高,ESV极低值区域不断扩大,逐渐扩散至西部和东部区域;近25年来,城市用地扩张面积不断增加,在1990—2005年扩张速度较为稳定,在2005—2015年扩张速度迅速增加。研究认为武汉市城市用地扩张面积对各生态系统服务功能均起主要影响作用,城市扩张侵占地类变化起次要影响作用,扩张高程影响程度较大,扩张距离影响程度较低,扩张坡度仅影响食物生产和保持土壤。武汉市在未来的城市用地扩张中,应控制中心城区的范围,在距市中心较远的地区建立新的卫星城。     

中原城市群“三生”用地转型及其生态环境效应

[目的]分析2000—2020年中原城市群“三生”用地的时空演变特征及其生态环境效应，为快速城镇化地区“三生”空间格局优化以及区域生态环境保护等提供科学参考。[方法]基于中原城市群2000,2010和2020年3期土地利用数据，采用生态环境质量指数和景观格局指数两种方法，定量分析中原城市群“三生”用地转型的生态环境效应。[结果](1)研究区生产用地面积明显减少(-7 890 km~2),生态用地面积相对稳定(仅变化0.1%),生活用地面积快速增加(7 638 km~2);2000—2010年的“三生”用地转换面积远低于2010—2020年。(2)研究区生态环境质量指数先升后降，在区域整体上呈现“西高东低”的空间格局。郑州市下降幅度最大，济源市提高最多；生态环境质量指数(EV)与最大斑块指数(LPI)、景观形状指数(LSI)、斑块结合度指数(COHESION)、聚集度指数(AI)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀性指数(SHEI)高度相关。(3)生态环境改善趋势小于恶化趋势，恶化的主要因素为林草生态用地向农业生产用地转化，以及生活用地对农业生产用地的占用。(4)各类景观破碎化加剧，聚...     

近10年甘肃省城市用地综合效益及其内部协调度研究

城市用地是城市形成和发展的基础与载体,城市用地效益是城市效益的直接体现,本文以甘肃省12个城市为对象,建立甘肃省城市用地综合效益评价指标体系,定量测算了2002—2011年甘肃省各城市用地的社会经济与城市环境效益间协调度变化过程,以此揭示甘肃省城市用地综合效益空间分布特征。结果表明:甘肃省12个城市的城市用地综合效益整体都有所上升,尤其是城市用地经济效益增长明显,城市用地综合效益内部构成开始出现均衡增长态势,基本均衡城市由2002年的2个城市（嘉峪关市、金昌市和酒泉市）,增加到2011年的5个城市（金昌市、白银市、天水市、武威市、张掖市和酒泉市）;从城市用地社会经济效益和生态环境效益间的协调状况,中度协调的城市由2002年2个城市（酒泉市和嘉峪关市）,增加到了2011年5个城市（新增张掖市、金昌市和兰州市）。甘肃省全省各城市不仅城市用地综合效益不断提高,并且内部构成效益间协调性增大,协调型城市增多。     

快速城市化背景下黔中多山城市扩展模式及景观格局动态——以安顺市为例

黔中岩溶地区特殊喀斯特自然地理环境形成多山型城市,为探析城市化背景下其城市扩展模式及城市生态问题的特殊性,以黔中典型的多山城市——安顺市为研究对象,基于2007年、2012年和2017年3期高分辨率卫星影像,结合现场调查和相关规划查询进行解译,对安顺市近10年景观格局时空变化特征进行了定量分析。结果表明:(1)近10年安顺市建成区面积扩大了2.4倍,呈逐渐加速扩张的态势;(2)城市空间扩展可以概括为"水淹式网状扩展模式";(3)耕地是城市扩展的主要贡献者,房地产行业驱动下土地经济是城市扩展的主要驱动因子,城市东西两侧山体既是城市扩展的阻力,又可以提供城市绿地,是城市扩展的主要吸引因素。研究结果对后续研究提供基础参考,并对安顺市城市建设工作具有指导意义。     

资源型城市土地利用变化及生态环境效应研究——以白银市区为例

资源型城市因“矿竭城衰”实施的产业转型可影响土地利用变化和生态环境状况,协调土地利用与生态环境的发展关系对改变传统的城市土地利用模式,促进人与自然和谐发展具有重要意义。基于ENVI软件,选取资源型城市白银市区1990年、2000年和2011年3期Landsat TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度模型、动态转移矩阵、区域生态环境质量指数模型和区域生态环境质量贡献指数模型,定量分析了研究区域的土地利用变化特征及其生态环境效应。结果表明,21 a期间,白银市区建设用地面积一直增长趋势,耕地面积先增后减,未利用地面积一直呈减少趋势,林地、草地、水体基数小,面积变化总量不大;从整体来看,白银市区生态环境质量指数从1990年的0.087上升到2011年的0.126,生态环境质量朝着健康方向发展;耕地和未利用地对白银市区生态环境质量改善的贡献率最高,林地和水体对白银市区生态环境质量退化的贡献率最高;耕地、未利用地、林地、水体是影响区域生态环境变化的重要因素,其中耕地是主导因素。     

济南城市扩展对水土流失的影响研究

城市的不断扩展对自然环境造成了多方面的影响,首先分析了济南城市用地扩展特征,其次以舜湖流域作为典型个例,来定量研究城市建成区扩展对水土流失造成的影响,从而为济南市保泉工作提供一种决策依据。