基于“三生”空间的重庆市土地利用演变与城镇化关系研究

[目的] 分析重庆市土地利用时空演变规律,探究土地利用转型及景观格局响应的演变特征与城镇化的关系,为重庆市"三生"土地规划与城镇化可持续发展提供数据支持。[方法] 基于"三生空间"功能分类的视角构建用地分类标准,利用2000,2010,2020年土地遥感影像和夜间灯光数据,采用转移矩阵、相关性分析及回归分析法进行分析。[结果] ①2000-2020年重庆市生产、生态空间总体减少,生活空间持续扩张。2000-2010年,生产、生态空间减少191.87,252.95 km²,生活空间增大446.03 km²;2010-2020年,生产空间面积减少13.76 km²,生态空间减少324.05 km²,生活空间增大314.87 km²。②重庆市生产功能向生活功能转化较为明显。随着城镇化加强,生态空间转向生产空间显著,功能转变明显聚集于重庆市中心区域。③重庆市空间景观破碎度减小,景观复杂度逐渐提高,林草水生态空间占据主导优势。④2000-2010,2010-2020年土地利用面积变化对夜间灯光值的影响存在差异;2000年,城镇生活空间、农村生活空间变化对夜间灯光变化影响起主导作用,而2020年工业生产空间、城镇生活空间变化对夜间灯光变化影响较强。[结论] 重庆市各类空间发生相互转换,利用不同"三生"空间类型变化和城镇化的关系,推动土地规划与城镇化协调发展。     

1993-2015年中国草地净初级生产力格局及其与水热因子的关系

[目的]估算1993-2015年中国草地净初级生产力（net primary productivity,NPP）,分析其时空变化格局及与水热因子的关系,了解这一时期中国草地生态系统的生产力水平及其对水热因子变化的响应。[方法]基于长时间序列遥感数据,气象数据和植被类型数据,运用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）估算草地净初级生产力,利用一元线性回归、二阶偏相关分析以及GIS空间分析方法,探讨草地NPP的变化趋势以及与对水热因子的关系。[结果]①1993-2015年,中国草地NPP年均总量为7.595×10¹⁴ g （以C计）,单位面积NPP均值为296.76 g/m²/a。总体上,草地NPP呈现从东部到西部、从南部到北部逐渐减少的空间分布特征。②1993-2015年草地NPP总量以-1.415×10¹² g/a的线性速率（p>0.05）波动式下降。其中,1993-2010年草地NPP总量以-2.312×10¹² g/a的线性速率（p<0.05）显著降低,2011-2015年草地NPP总量以7.00×10¹¹ g/a的线性速率（p>0.05）波动式上升。1993-2015年,NPP呈减少态势的面积大于NPP呈增加态势的面积且40.40%的草地NPP呈现显著性变化。③年际变化上,除去2011年以来草地NPP的波动性变化,草地NPP与太阳总辐射和降水量的二阶偏相关性显著,与年平均气温没有表现出显著的相关关系。空间分布上,草地NPP与太阳辐射显著偏相关的面积 > 与降水显著偏相关的面积 > 与气温显著偏相关的面积。[结论]1993-2015年,中国草地NPP总体上呈现普遍降低、局部改善的变化特征。这种变化主要受到太阳总辐射和降水量的影响,受温度变化的影响较弱。     

藏东南区梯田和复合坡耕地土壤侵蚀对有机碳和全氮空间分布格局的影响

[目的] 查明青藏高原东南部地区坡耕地土壤侵蚀空间分布格局及其对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)顺坡迁移过程的影响,为该区土地资源利用及土壤资源保护提供科学依据。[方法] 利用¹³⁷Cs核素示踪技术,结合现场调查,研究藏东南地区梯田系列和复合坡耕地土壤侵蚀空间分布格局差异;采用相关分析,探明坡面土壤¹³⁷Cs面积浓度与同样深度(30 cm) SOC、TN面积浓度之间的相关性。[结果] ①在整个梯田系列内,土壤¹³⁷Cs面积浓度从坡顶到坡脚呈离散分布格局,上部梯田下坡部位土壤¹³⁷Cs面积浓度明显高于紧邻的下部梯田上坡土壤,且上坡梯田表现为土壤侵蚀,而下坡和坡脚梯田则表现为土壤沉积;在单个梯田景观内,土壤侵蚀速率主要呈上部坡位高,下部坡位低的趋势; ②复合坡坡耕地土壤侵蚀速率表现为先波动减少,然后逐渐增加的趋势,即坡顶部位土壤侵蚀速率相对较高,顺坡向下逐渐变小,在坡中部和下部表现为沉积,在坡脚部位土壤侵蚀速率又逐渐增加; ③梯田系列和坡耕地土壤¹³⁷Cs面积浓度与SOC,TN面积浓度之间均具有显著的相关关系(p＜0.05)。[结论] 在藏东南地区,梯田有效地改变了该区的土壤侵蚀空间分布格局,土壤¹³⁷Cs示踪技术可以较好地示踪该区坡耕地土壤、SOC和TN顺坡迁移和空间再分布状况,防控耕作侵蚀的危害也应当得到与水蚀同样的重视。     

北京市通州区果园土壤盐碱化特征

[目的] 探究京郊土地利用方式改变后土壤含盐量、盐分分布及碱化特征，为该区及类似地区土壤盐渍化改良利用和果树经济效益的提升提供科学依据。 [方法] 以北京市通州区原农田调整为果园(梨、樱桃、葡萄、苹果、桃)土壤为研究对象，测定土壤0-20 cm和20-40 cm深处全盐量、主要离子组成、pH值、电导率、碱化度等指标，利用描述性统计、相关性分析方法进行数据分析。 [结果] ①研究区土壤阳离子以Na⁺为主，阴离子以HCO^-₃为主，全盐含量0.83~5.39 g/kg，pH值 7.45~8.23，碱化度1.52%~12.77%，电导率0.1~2.37 mS/cm。 ②水平方向主要为中等强度变异，垂直方向无显著差异。 ③全盐量与电导率呈极显著的线性正相关关系(R²=0.864)。 [结论] 北京市通州区果园土壤盐分离子呈表聚积累，总体呈碱性，应及时采取相应措施提升土壤肥力，形成生态良性循环。     

高阳县农田土壤速效养分空间变异特征研究

土壤养分空间变异的研究对指导测土配方施肥具有重要意义。为了便于土壤养分的管理, 以河北省保定市高阳县为例, 应用地统计学和GIS相结合的方法, 研究了农田土壤速效氮、磷、钾含量的空间变异特征。结果表明: 土壤速效氮、磷、钾的含量范围分别为10.50~210.00 mg·kg^-1、1.02~197.75 mg·kg^-1和14.51~376.18 mg·kg^-1, 平均值分别为76.32 mg·kg^-1、22.28 mg·kg^-1和128.34 mg·kg^-1, 变异系数范围为36.11%~79.71%, 属于中等强度变异。速效氮、磷、钾的C0/(C0+C)值均介于25%~75%, 表现出中等强度的空间自相关, 空间变异是结构因素和随机因素共同作用的结果, 空间相关距离分别为43.96 km、1.05 km和51.94 km。通过插值误差的比较得出最优拟合模型, 速效氮、磷、钾最好的理论模型分别为球状模型、指数模型和球状模型, 趋势效应参数宜选取0阶。然后用普通克里格方法绘制了土壤速效氮、磷、钾的空间分布图, 速效氮含量绝大部分属低等水平, 无明显分布特征, 速效磷空间分布呈条带状, 速效钾空间分布呈条带状和岛状分布相结合的特点。     

基于水氮耦合的枸杞灌溉制度优化

为明确一定养分条件下枸杞耗水量与产量的关系，于2014年和2015年采用2因素3水平对比试验设计，研究了枸杞耗水量与碱解氮消耗量耦合效应对产量的影响，通过回归的耦合模型对基于树种、树龄、碱解氮消耗量的枸杞灌溉制度进行了优化。结果表明：（1）相同施肥条件时，4年树龄时HW产量最高，为1 335.7 kg/hm²，MW产量次之，为1 174.2 kg/hm²，LW产量最低，为1 066.5 kg/hm²，5年树龄时HW产量为2 463.7 kg/hm²，MW产量最高，为2 556.1 kg/hm²，LW产量最低，为2 394.5 kg/hm²；（2）同一灌水水平条件下2年试验均表现出中施肥水平产量最高，高施肥水平产量次之，低施肥水平产量最低，4年树龄MF产量为2 758.0 kg/hm²，HF产量为2 595.5 kg/hm²，LF产量为2 407.0 kg/hm²，5年树龄MF产量为4 113.9 kg/hm²，HF产量为3 652.3 kg/hm²，LF产量为3 532.1 kg/hm²；（3）耗水量、碱解氮消耗量耦合效应显示，2014年产量随着耗水量的增加而增加，而产量随碱解氮消耗量增加呈"凸"形抛物线趋势变化，2015年产量随耗水量、碱解氮消耗量增加均呈"凸"形抛物线趋势变化。（4）灌溉制度优化发现1年树龄总ET_a为166.0~198.8 mm，2年树龄总ET_a为194.7~252.5 mm，3年树龄总ET_a为196.6~227.2 mm，4年树龄总ET_a为173.5~221.6 mm，5年树龄总ET_a为179.3~196.6 mm。研究结果可为1~5年树龄"宁杞1号"枸杞获得理想的产量提供灌溉制度优化参考。     

2007-2015年东莞市土地利用及其生态系统服务价值的时空演变

[目的] 研究2007-2015年东莞市的土地利用和生态系统服务价值的时空变化情况，以反映土地利用变化产生的生态效应，为区域土地资源可持续利用和生态环境保护决策提供参考。[方法] 运用土地利用及生态系统服务价值相关理论与方法，利用遥感、地理信息技术，分析土地利用与生态系统服务价值的时空变化情况。[结果] ①2007-2015年间，东莞市建设用地占研究区总面积50%以上，且持续增加，增加的面积以耕地、林地的转入为主，水域和林地面积先增加后减少，耕地和草地面积不断缩小。②研究期内，生态系统服务价值整体呈现下降趋势，总价值减少1.97×10⁸元，林地、水域的生态系统服务价值系数较大，价值的损益变化大，2015年，林地和水域价值共减少1.40×10⁸元。③从空间分布看，东莞市的生态系统服务价值以中部地区为中心，向东西延伸，形成了"高-低-高"的空间分布格局，主城区是整个东莞市生态系统服务价值的低值中心。[结论] 研究时段内，东莞市土地利用变化显著，生态系统服务价值整体下降，生态系统服务价值在空间上呈现出异质性，分布不均衡。     

福建省土地利用变化碳排放时空差异与碳补偿

[目的] 开展土地利用碳排放差异与碳补偿研究，为各地域根据净碳排放量制定低碳发展政策提供依据。[方法] 基于2005—2020年福建省土地利用和能源消费数据，构建碳排放以及碳补偿价值测算模型，计算各市域不同时段的碳排放量以及碳补偿价值。[结果] ①福建省土地利用变化净碳排放呈现出明显的增长趋势，增长速度先快后慢。建设用地为主要碳源，其碳排放量增加3.41×10⁷ t；林地为主要碳汇，其碳吸收量减少近3.00×10⁴ t。②净碳排放量高值区域主要分布在碳排放量高、碳补偿率低的福州市、泉州市和漳州市，净碳排放量低值区域主要分布在碳排放量少、碳补偿率高的南平市，除厦门市外，各市的净碳排放强度与净碳排放量的空间分布相似。③碳补偿价值与各市净碳排放量的空间分布具有高度相似性，高碳补偿区主要是经济发展水平高、净碳排放量大的福州市、泉州市，受偿区主要是经济发展水平低、净碳排放量小的南平市。[结论] 为实现区域协调以及低碳发展，需不断完善碳补偿机制，从低碳层面依靠碳补偿推动区域低碳协调发展。     

基于气候阻力的温室黄瓜蒸腾速率模拟

在北方地区玻璃温室内，观测黄瓜生长期叶温与温室内微气象因子，利用基于能量平衡方程和水汽扩散理论的叶-气温差方程计算植株气孔阻力(ri)，结合同期气候阻力(r^*)和边界层阻力(re)进行分析，结果发现：不同天气条件下ri/re的比值与r^*/re比值之间呈极显著正相关关系，晴天时：ri/re=1.207(r^*/re)-0.326(n=328，r=0.8055)，阴天时：ri/re=0.169(r^*/re)+0.278(n=222，r=0.8076)。根据此拟合方程，以r^*/re代替ri/re代入修正后的P-M公式中计算温室黄瓜的蒸腾速率，与直接代入ri值的计算结果比较，结果晴天与阴天条件下的相对误差均<10%，一致性指数达0.96以上，说明利用拟合方程建立的模型模拟效果很好。此模型能够直接利用气象数据计算温室作物气孔阻力并进而计算蒸腾速率，使温室作物蒸腾速率的计算更简单方便，该文结果对同类温室和作物有参考价值。     

基于Moran’s I的安徽省太湖县耕地质量时空格局分析

[目的] 探究耕地质量时空格局演变规律,为各级土地管理部门进行耕地分区利用与保护提供决策依据,为提升耕地质量和优化土地空间布局提供参考。[方法] 基于安徽省太湖县2008年及2018年耕地质量等级评价成果,以ArcGIS和GeoDa为平台,利用时间序列法和空间自相关分析等研究方法,分别从全局自相关和局部自相关两方面分析太湖县10 a跨度的耕地质量时空格局变异情况,划分制定4类分区管理方案：限制建设区、综合改良区、适度改良区和重点整治区,并有针对地提出符合实际情况的耕地管护措施。[结果] ①2008—2018年,太湖县总耕地面积增加6 474.45 hm²;②2008年及2018年全局自相关Moran’s I分别为：0.419 478,0.288 328,Z得分分别为：8.677 693,5.527 830;③在空间分布上太湖县耕地质量空间正相关类型多以“组团”聚类形式出现,负相关类型无明显集中区域。[结论] 太湖县10 a时间跨度上耕地面积增加了6 474.45 hm²,耕地资源的10 a平均变化率P=1.65%,耕地质量平均等级提升1.68等;在空间分布上呈显著空间自相关特征和空间聚集特征。     

河南省城市化与生态环境耦合协调状态的时空格局

[目的] 探索河南省城市化与生态环境耦合协调状态的空间聚集特征,提出相关的发展建议,为河南省城市可持续发展提供科学的参考。[方法] 通过构建城市化与生态环境评价体系,利用改进的耦合协调度模型,研究2008—2018年河南省城市化与生态环境发展水平及耦合协调度,对河南省17个地级城市耦合协调度进行时空格局分析。[结果] 2008—2018年全省耦合度值都在0.9以上,耦合协调度呈波动上升趋势;多数城市的城市化水平低于生态环境水平,各市城市化与生态环境的耦合协调度等级有基本不协调、基本协调、协调、高级协调;城镇化与生态环境耦合协调存在空间正相关性,有西部和中部耦合协调度高、东南部耦合协调度低的聚类特征。[结论] 河南省整体城镇化进程加快,经济城市化和生态环境压力分别对城市化和生态环境两大系统产生了重要影响。应加强郑州市中心城市的发展,推动河南东南部城市的发展。     

日照市城镇化水平与资源环境压力的关系

[目的]对山东省日照市城镇化水平与资源环境压力的关系进行研究,以期为该市未来持续协调发展提供科学依据。[方法]运用综合评价法对日照市2006—2016年的城镇化水平进行测度,利用资源环境压力指数法测度资源环境压力,并分析了两者之间的关联性。[结果]2006—2016年日照城镇化水平与资源环境压力呈双递增趋势,城镇化水平逐年递增,资源环境压力呈波动性递增,二者间存在较强的相关性。[结论]城镇化水平的增长速度大于资源环境压力的增长速度,但资源环境压力仍处于中高压与高压阶段,一定程度上制约了城市的进一步发展。针对此问题,提出了促进日照市城镇化进程与资源环境可持续发展的对策。     

中国城市土地利用效率的空间分异

[目的]对新型城镇化进程中城市土地的利用效率的空间分异性及成因进行分析,为提升新型城镇化发展质量和促进经济增长提供理论依据和参考。[方法]选取新型城镇化过程中的城市土地作为研究对象,将城市土地的利用分成2个阶段,运用改进的两阶段DEA和Tobit模型对城市土地的利用效率的空间分异性和成因进行分析。[结果]我国城市土地利用存在空间分异性,土地的空间关联性对其影响显著,虽然城市土地利用效率不断在提升,但总体上利用效率相对较低。[结论]我国土地利用效率较低的原因主要包括:(1)经济发展是导致土地利用存在空间分异的主要原因;(2)没有重视土地的社会属性和自然环境的保护;(3)现阶段人力资本因素对提升土地利用效率的程度大于技术因素。     

江西省城市化与经济发展关系分析

近年来随着经济的发展,江西省城市规模不断扩大,城市化与经济增长两者关系变化较大。利用近20 a城市化率、经济增长及国民生产总值等时间序列资料,对江西省城市化总体发展特征、空间发展特征及与产业结构等进行分析,在此基础上对城市化水平与GDP的协整性和因果关系进行了研究。结果表明:江西省城市化水平进程呈现前期发展缓慢,后期加速;城市化水平总体偏低;城市化水平在空间分布上处于不平衡状态;城市化与经济结构相关性明显。同时城市化与GDP均是平稳的时间序列,两者之间具有长期协整性并存在双向因果关系,对其直接回归预测发展走向是可行的。     

人类活动对2000—2020年鄱阳湖流域陆地植被覆盖变化的影响

[目的] 研究人类活动对近年来鄱阳湖流域陆地植被覆盖变化的作用机制，为推动该流域乃至长江流域生态系统健康发展提供理论依据。[方法] 基于鄱阳湖流域最新MODIS增强型植被指数(EVI)数据产品，并结合气象数据以及土地利用和人口数据，采用趋势分析、残差分析、相关分析等方法，分析研究区2000—2020年流域陆地植被覆盖变化特征，深入探讨了人类活动作用的影响机制。[结果] 近20 a来鄱阳湖流域地表植被状况明显改善，植被EVI呈显著上升趋势(p<0.05)；流域人类活动整体上对植被EVI的增加起着重要的促进作用。在城镇化新扩张区域表现出明显的抑制作用；在流域尺度上，人类活动对EVI增长的贡献率达到32.48%，不同子流域间人类活动的平均贡献率为30%～43%。鄱阳湖流域植被EVI及其残差趋势在人口密度增加0～100人/km²和400～500人/km²时，分别出现了一个峰值。这一结果主要得益于近年来江西省社会经济快速发展和生态文明建设理念的驱动，广大乡村地区人口密度的小幅增加(0～100人/km²)比单纯的人口流失区更能有效改善地表植被状况。与此同时，城市区域人口密度增加幅度在一定区间时(400～500人/km²)也能促进地表植被状况的改善。[结论] 人类活动是地表植被覆盖变化的重要促进因素，高质量发展中的“绿色”“协调”理念对生态环境的改善至关重要。     

丰水区城镇化进程与水资源利用的关系——以江苏省为例

[目的]以江苏省为例,研究丰水区城镇化发展与水资源开发利用的主要影响因素、变化特征以及两者响应关系,以实现城镇化发展与水资源利用的协调。[方法]运用熵权法构建江苏省城镇化综合发展水平和水资源开发利用综合潜力评价指标体系,并进行响应度关系模型构建和相关性分析。[结果]研究期间,尤其是2008—2012年,江苏省处于经济快速发展时期,人口城镇化和空间城镇化水平高于经济城镇化和社会城镇化,城镇化发展不协调;伴随城镇化进程的推进,江苏省水资源开发利用水平呈上升趋势,水资源禀赋逐年降低,水资源利用水平稳步提升,但水资源污染程度也在加深。2004,2009,2010年,江苏省水资源系统在一定程度上制约了城镇化的发展。[结论]城镇化进程与水资源利用存在一定的响应关系,目前江苏省正面临提高城镇化发展协调性的任务,必须改变传统的外延型扩张模式,合理高效地利用水资源。     

北方半湿润地区海绵城市建设的问题与对策——以辽宁省沈阳市为例

[目的]对比中国南北方海绵城市建设差异,以沈阳市为例找出适合北方海绵城市建设的途径。[方法]通过遥感解译、空间分析以及实地访谈等方法,从降水与城市下垫面性质、海绵工程效用、海绵城市成本收益以及公众认知与参与度4个角度来分析沈阳市海绵城市的建设阻碍。[结果]沈阳市海绵城市建设中存在着不透水面激增,海绵工程匹配度低,海绵工程成本高收益缓以及公众参与度低4个方面的主要问题。[结论]海绵城市建设应该与民生工程协同推进,要在助推国家中心城市建设,吸引人口人才流入以及财富增值,拉动投资方面发挥作用,为此,要提高公众海绵城市建设的参与度,对新老城区进行差别化治理,并从政策上保障海绵工程的政府和社会资本合作(public private partnership, PPP)模式的可持续性。     

河南省植被覆盖度及其景观格局时空变化

[目的]对河南省近10a来植被覆盖度及其景观格局的时空变化及其驱动因素进行分析,为区域经济—社会—环境持续协调发展提供决策参考。[方法]基于2000,2003,2006,2009年MOD13Q1数据集,借助ArcGIS 9.3和Fragstats 3.3软件平台进行定量分析。[结果]10a尺度上,河南省植被覆盖以高覆盖度为主,总体覆盖度呈现先下降后上升的特点,2003年最低,为72.64%;2009年最高,为76.48%;极高植被覆盖度区域主要分布在豫西的林区,最低区域主要分布在城市建成区、大型水库和沿黄河生态涵养带;城市与建成区植被覆盖度呈现波动中下降趋势且其植被覆盖度等级景观格局向恶性方向发展,农田区和自然植被区则与城市建成区变化趋势相反。[结论]降水和气温的变化、快速城镇化以及河南省城镇化、新型工业化、新型农业现代化协调发展战略的实施是导致上述河南省植被覆盖度及其景观格局变化的主要原因。     

基于夜间灯光遥感数据的城市土地集约利用评价模型

该文利用夜间灯光遥感数据和城市建城区统计数据进行城市土地集约利用研究,构建基于城市灯光强度的土地集约利用评价模型,并对城市夜间灯光和土地城市化的异速生长特征进行分析;考虑到城市灯光数据反映出的土地城市化可能存在滞后效应,提出一种顾及滞后效应的城市灯光-土地城市化水平土地集约利用评价模型,选择江苏省不同发展水平的典型城市,分别进行基于滞后项系数的灯光与存量用地和新增用地之间的制约关系分析。试验结果表明:夜间灯光遥感数据能较好反映城市土地利用水平,城市灯光相对于土地城市化存在滞后现象,相比于传统的异速生长模型,该文提出的顾及滞后效应的异速生长模型在城市土地集约利用的研究中拟合优度有较明显的提高,在江苏省5个典型城市的对比试验中平均提高4.0%,并且江苏省"1+3"新功能区格局在异速生长模型特征分析中也有明显的地区特征,验证了模型的适用性。该研究可为中国城市化过程中的土地集约利用评价方法提供参考。     

陕西省城乡协调发展市域差异研究

从城乡协调发展的内涵出发,构建了评价城乡协调发展的指标体系。选用陕西省10个地级市2012年城乡发展数据,运用因子分析法和SPSS软件,对10个地级市城乡协调水平进行了测度。根据各市综合得分、主因子得分及载荷特点,对陕西城乡协调发展市域差异的整体表现特征、各市的特点及形成原因进行了分析评价。结果表明:（1）陕西10市城乡协调发展水平相差较大,按综合得分可分为4个梯队,各市城乡协调特点在空间上与陕西三大地理区有一定的关联性,但关联性不是很强;（2）各市在城乡协调发展方面所表现的优势与劣势差异显著。（3）在10市中,存在多种城乡关系类型,有的城乡发展水平都高,有的城乡水平都低,有的城乡水平差距很大等。（4）在影响各市城乡协调发展水平的多种因素中,城乡居民收入和城镇化水平对城乡协调发展影响较大。通过分析评价陕西省各市城乡协调发展水平差异及原因,为分类指导和制定各市的城乡发展政策提供了科学依据。