开都-孔雀河流域土地利用转型及其功能变化特征

[目的]探讨开都—孔雀河流域(以下简称"开孔河流域")土地利用功能转型特征及生态环境效应,揭示土地利用转型对区域生态环境造成的影响,为该区生态环境保护和可持续发展提供科学参考。[方法]基于1990,2000,2010和2015年开孔河流域土地利用遥感解译数据,根据"生产—生态—生活"用地(以下简称"三生用地")的主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、区域生态环境质量指数和土地利用转型的生态贡献率等方法定量分析开孔河流域土地利用转型、时空格局特征以及生态环境效应。[结果](1)1990—2015年,开孔河流域的土地利用转型表现为生产用地、生活用地的快速增加,生态用地的迅速减少。(2)1990—2000年开孔河流域生态环境质量指数从0.465 4下降为0.453 9,2010—2015年上升到0.455 9。生态环境质量保持相对平衡,并呈现先下降后上升的发展趋势;(3)1990—2015年,开孔河流域上游生态环境质量较高但存在恶化趋势,中游地区生态环境质量持续得到改善,流域下游主要为低质量区和较低质量区。[结论]农业生产用地、城乡生活用地面积增加与草地退化和水域生态用地被占用是造成流域生态环境退化的主要原因,中游地区生态环境质量持续得到改善的原因是大量其他生态用地转型为林地生态用地。     

黄河流域2000-2020年“三生”空间土地利用转型及其生态环境效应

[目的] 研究黄河流域生产—生活—生态空间（简称“三生”空间）土地利用转型的结构、空间特征及其生态环境效应,定量权衡土地资源开发与生态环境保护之间的关系,为黄河流域的生态保护和高质量发展提供决策支持。[方法] 以黄河流域为例,利用ArcGIS空间分析与制图技术、生态环境质量指数和土地利用转型对生态环境的贡献指数等模型方法。[结果] ①2000—2020年黄河流域“三生”空间土地利用结构表现为生产用地面积减少,生态用地面积相对稳定,生活用地面积不断增加。②2000—2020年黄河流域生态环境质量指数分别为0.450 2,0.450 5和0.456 7,呈稳定上升趋势。③2000—2020年黄河流域生态环境质量指数在空间分布上有明显的差异性,表现为由东南向北部递增。④2000—2020年黄河流域牧草生态用地对流域生态环境质量贡献率最高。20 a间黄河流域生态环境存在改善和恶化两种趋势,前者大于后者,流域生态环境不断改善。[结论] 城乡生活用地和工矿生产用地对农业生产用地的占用是黄河流域生态环境恶化的主要因素,应合理规划“三生”空间,优化国土资源空间配置,落实黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略。     

昌黎县土地利用转型对生态环境效应的影响

借助ArcGIS 10.2,GS+7.0和Excel等工具,以昌黎县2009年、2012年、2015年土地利用数据为基础,按照"生产—生态—生活"土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析了昌黎县土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明:(1) 2009—2015年,昌黎县基于"三生用地"的土地利用转型表现为生产用地和生活用地的快速增加,生态用地和生产生态用地的快速减少,生活生产用地的稳定。(2)昌黎县生态环境质量指数从2009年的0.330持续降至2015年的0.325,整体质量有所恶化,高质量区面积与比重保持较为稳定,较低质量区、中质量区和较高质量区构成了土地利用环境状况的主体。(3) 2009—2015年,昌黎县同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。其他生产用地和村庄生活用地对农业生产生态用地的占用是区域生态环境质量退化的重要原因。     

广东省1980-2018年“三生”用地转型对生态环境质量的影响

[目的] 研究基于格网单元的广东省“三生”用地转型对生态环境质量的影响,为区域生态、经济协调发展提供科学依据。[方法] 基于广东省8期土地利用现状遥感监测数据和“三生”土地利用主导功能分类体系,对该区“三生”用地转型特征及生态环境质量进行定量研究。[结果] ①1980—2018年,广东省农业生产用地面积大幅减少,共减少了5 369.61 km²,城镇生活用地、工矿生产用地面积大幅增加,分别增加了4 526.02 km²,2 406.93 km²,农业生产用地和林地生态用地间转换现象明显。②“三生”用地空间转型主要表现为工矿生产用地、林地生态用地中心逐渐靠近广东省几何中心,农业生产用地、城镇生活用地中心逐渐远离几何中心。③广东省生态环境质量指数从1980年0.648 1降至2018年的0.641 4,生态环境质量空间分异明显,呈现“沿海低—内陆高”的分布特点。④Getis-Ord G_i^*指数表明,生态环境质量变化热点区域集中在粤东西北地区,冷点区域多位于珠江三角洲地区。⑤广东省生态环境存在改善和恶化两种趋势。[结论] 建议充分考虑区域自然条件、功能定位以及导致生态环境变化的主导因素,制定土地政策措施,实现土地利用方式创新,更好地推动广东省区域均衡发展。     

环鄱阳湖城市群“三生”用地转型的生态环境效应及其地形梯度分析

[目的]准确评估“三生”用地转型对生态环境质量的影响，可为国土空间优化和区域高质量发展提供科学依据。[方法]基于环鄱阳湖城市群2000年、2010年、2020年的土地利用数据，使用土地转移矩阵、生态环境质量指数、地形分布指数等方法，分析了“三生”用地转型过程、生态环境效应及其梯度分异特征。[结果](1) 2000—2020年环鄱阳湖城市群生活用地大幅增长(1 063.45 km²),生态用地持续减少(997.41 km²),生产用地总体上保持稳定，主要的用地转型模式为城镇生活用地和工矿生产用地对农业生产用地和林地生态用地的侵占。(2)时序变化上，2000—2010年，随着工矿生产用地和城乡生活用地的扩张，生态环境质量指数由1.428下降至1.424;2010—2020年，伴随着生态用地的恢复以及城镇生活用地和工矿生产用地内部格局的不断优化，生态环境质量指数由1.424升至1.447。(3)空间分布上，整体上呈现“东西高、中部低”的空间分布格局，形成了以南昌大都市圈为中心的中部生态环境质量低值区和以宜春市、景德镇市、上饶市为中心的东西部生态环境...     

2009-2018年海口市土地利用转型特征及其影响因素

[目的]定量识别海口市土地利用转型空间分布特征与影响,为海口市国土空间规划提供科学参考.[方法]采用土地利用类型转移矩阵、土地功能重心迁移与小波相干模型等方法,研究了 2009-2018年海口市土地利用转型时空特征及其影响因素.[结果]①2009-2018年来,海口市城镇生活用地面积增长,农业生产用地面积减少.其中农业...     

1990-2020年延安市土地利用结构时空偏移及生态系统服务价值变化

[目的] 对1990—2020年陕西省延安市土地利用结构时空偏移及生态系统服务价值变化进行分析,为该区生态恢复工程的有效实施及因地制宜制定政策提供科学参考。[方法] 利用延安市1990—2020年7期遥感影像解译获取的土地利用数据,基于信息熵和偏移份额模型探讨了该区土地利用结构变化及其生态系统服务价值（ESV）变化。[结果] ①1990—2020年延安市土地利用结构信息熵由1.14 Nat降至0.99 Nat,土地利用结构有序性增强,均质性降低。②1990—2020年延安市建设用地、林地、水域属增长性结构。延安市北部为建设用地、林地、水域的竞争优势区,中部地区周围是草地的优势区,南部地区耕地竞争优势显著。③1990—2020年延安市ESV由23.75亿元增至31.45亿元,ESV增长率呈“北高南低”特征。[结论] 建设用地、林地、水域是延安市土地利用增长的根源,且ESV增长率和土地利用结构竞争偏移整体表现出明显的一致性。     

1990-2018年黄河流域(河南段)土地利用格局时空演变

研究长时间序列的土地利用时空演变规律，对科学推进黄河流域生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。该研究基于1990、2000、2010和2018年土地利用遥感数据，以具有中游和下游双重属性的黄河流域（河南段）为研究对象，利用土地利用变化指数、弦图（Chord Diagram）可视化模型及重心迁移模型，探讨了近30年黄河流域（河南段）土地覆被变化的流量、流向、多样性程度及政策启示。结果表明：1）粮食保障用地（约55%）和生产生活用地（约10%）主要分布在平原地带，生态保育用地（约35%）主要集中在海拔较高的山地。2）1990－2018年间旱地的流出和流入行为均体现出显著的主导性，水田、水域和草地以流出行为为主导，城镇用地、农村居民点和其他建设用地以流入行为为主导。3）中心城市的土地利用变化在整个时期内具有明显的区域带动效应。4）粮食保障用地和生态保育用地的重心均向西迁移且面积呈减少趋势，说明下游平原地带的优质耕地减少且生态系统服务功能在逐步减弱；生产生活用地面积逐年增加，城镇用地重心向东迁移表明下游各城镇的社会经济发展逐渐活跃，农村居民点和其他建设用地重心向西迁移表明中游的人口规模逐渐增大。     

基于RS和GIS的黄河三角洲土地利用变化及生态安全研究——以东营市为例

基于RS和GIS技术,以东营市为例,研究黄河三角洲的土地利用变化及其结构特征,确定综合土地生态风险指数,然后通过系统采样、变异函数分析及空间插值对土地生态风险指数进行变量空间化．生成1996和2005年土地生态风险演变规律分布图。研究结果表明：近10年来东营市土地利用变化剧烈,居民工矿用地大幅增加,次生盐碱地所占比重较大,油田生产建设和生态环境保护矛盾比较突出;近10年来,生态风险重心已经由南部的广饶地区转移到中部的东营地区,生态风险有进一步恶化的趋势,区域内土地生态风险分布极其不平衡,具有明显的区域性特征。高风险区域为居民及工矿用地密集区,主要分布在中部的东营区;中风险区域主要分布在南部的广饶地区和土地盐碱化严重地区;低风险区主要分布在北部的河口区和垦利县的东部。最后针对土地生态风险分布格局,提出了生态环境安全的政策建议及改造措施。     

蒙阴县土地利用动态与耕地变化驱动力分析

 基于1987、1997和2007年的TM影像,利用土地利用动态度模型和主成分分析法,对蒙阴县1987—2007年的土地利用时空变化特征及耕地变化驱动力进行研究。结果表明:在时间序列上,20年间该区土地利用结构发生了明显变化,林地、城镇村及工矿交通用地面积增加,耕地等其他用地面积减少;在空间上,各类土地利用变化在呈现明显的区域分异,耕地减少去向被开发为林地和城镇村及工矿交通用地的面积较多;驱动耕地变化的因素是经济总量增长、社会发展和农业发展。研究成果可指导蒙阴县土地利用规划,为其生态环境保护提供参考。     

宁夏回族自治区生态系统服务价值时空演变及其驱动力

为了研究干旱半干旱地区土地利用变化及其ESV时空演变特征与驱动机制,基于2009-2017年研究区土地利用变更数据,采用土地利用动态度、ESV评估模型、SPSS以及空间自相关模型,定量分析了研究区ESV时空演化特征及其驱动因素。结果表明:(1)草地和耕地是研究区主要的土地利用类型,研究期间城镇村及工矿用地、交通运输用地面积动态度变化较大,其余各土地利用类型动态度变化度较小;(2)ESV总价值逐年下降,由2009年的902.58亿元下降至2017年的890.6亿元,空间上呈现出中部高、南北低的分布格局,各单项服务价值均呈下降的变化趋势,而林地和水域面积的减少,是导致调节服务和支持服务减少的主要原因;(3)ESV时空差异主要驱动因素为人口密度、城市化率以及人均GDP和境内外旅游收入;(4)空间相关性结果表明,ESV变化率与城镇化率、人均GDP以及人口密度呈负相关关系,且高-高和低-高集聚主要集中在南部地区,而高-低集聚主要集中在北部地区。生态用地面积的减少是ESV下降的主要原因,因此,增加和维护生态用地,控制城镇用地扩张是提升研究区ESV的关键。     

农业开发对区域生态系统服务功能的影响研究——以三江平原北部地区为例

生态系统服务是土地系统的重要功能,是构建区域生态文明的自然基础。衡量农业开发对生态服务功能的影响,是准确度量土地利用效益,制定区际生态补偿标准的基本依据。在对Costanza等提出的生态系统服务价值评估方法进行改进后,以货币形式评价三江平原北部地区1954—2009年农业开发对生态系统服务价值影响。研究表明:（1）55 a间耕地增加250.86万hm²,垦殖率由8.31%增至67.26%,土地利用结构由湿地、林地主导逐渐过渡到农地为主导类型;（2）该区域生态服务价值由1954年的1 120.81亿元锐减至2009年的390.77亿元,损失率为65.13%。其中,湿地的生态服务价值损失率为90.26%,农地生态服务价值增长为原来的8.26倍;（3）农业开发使得土地生态服务功能内部结构发生变化;（4）由于各县市耕地垦殖状况及气候特征的不同,导致生态服务功能结构、单位面积的生态服务价值及其变化特征存在显著差异。     

耕地利用功能转型的空间尺度特征及驱动机制——对四川省嘉陵江流域的考察

经济高质量发展背景下把握耕地利用(功能)形态旨在为深化耕地多功能管理与可持续利用提供依据。从结构分析视角出发,运用数理量化综合分析法分析了2011—2018年四川省嘉陵江流域耕地利用功能转型空间尺度特征,并探究其驱动机制。结果表明:(1)嘉陵江流域耕地利用功能实现了社会生态型转向经济社会型,正迈向经济生态型;(2)3大市域流域耕地利用功能表现为广元流域基本实现社会生态型转为经济社会型、南充流域逐步从经济社会型转向经济生态型、广安流域由社会生态型转向经济社会型;(3)16个县(市)区耕地利用功能大致呈现西北、东北和东南地区为社会生态型向经济社会型过渡,西南地区为经济社会型和经济社会型向生态经济型过渡两种形态;(4)嘉陵江流域不同空间尺度耕地利用结构均在优化,耕地利用功能具有空间尺度效应,且正向更为协调的功能转变;(5)嘉陵江流域耕地利用功能驱动机制表现为城镇化进程加速耕地市场价值显化,加之农业比较效益下降,诱导农业生产结构发生替代,引致耕地利用结构变化,驱动耕地利用功能形态转变,且城镇化发展是持续驱动力,农业收益是重要因素。综上,提出立足耕地资源本底以加大耕地规划管制力度、协调主体利益矛盾以建构耕地多功能协调机制、深化农业产业体系以保障耕地高质高效利用、强化耕地生态建设以促进耕地可持续性利用的对策建议。     

基于用地竞争的矿业废弃地再利用用地类型判定

合理确定矿业废弃地再利用用地类型,对满足矿业资源经济转型用地需求、优化矿区土地利用结构具有重要意义。该文以泽州县长河流域为研究区域,从适宜性和驱动力2个层面构建了矿业废弃地再利用用地竞争力评价指标体系,进而构建了基于该指标体系的矿业废弃地再利用用地竞争评价模型,并基于研究区行政界线图及矿业废弃地分布图,以矿业废弃地图斑为评价单元,量化评价指标,评价矿业废弃地再利用用地竞争力。采用三角模型,根据用地竞争力组合,对矿业废弃地再利用用地类型进行理论判定。研究结果表明:研究区中占总量50%的矿业废弃地可再利用为建设用地,主要分布在经济基础较好的乡镇周边及省道两侧;40%的矿业废弃地可再利用为农用地,主要分布于村庄周围;10%的矿业废弃地可再利用为生态用地,主要位于山区及水域附近。该研究结果可为优化矿区土地利用结构及矿业废弃地整治规划提供决策依据。     

基于土地利用转型的广西边境地区生态服务功能交叉敏感性分析

为揭示边境地区土地利用转型对生态服务功能的影响,推动区域生态环境与社会经济高质量发展。基于广西边境地区2000年、2010年、2018年3期土地利用遥感监测数据,识别18年间土地利用转型和生态系统服务价值的动态演变过程,结合改进的交叉敏感性系数探讨了广西边境地区生态系统服务价值对土地利用转型的敏感性程度。结果表明:(1)2000—2018年广西边境地区土地转型前期平缓,后期剧烈,耕地向建设用地、水域的转移是主要的转型驱动因素;(2)2000—2018年ESV呈现出先增后减的态势,地均ESV高值主要集中于防城区、宁明县南部以及那坡县南部生态环境本底优越的一带,地均ESV低值出现在宁明县北部、龙州县、大新县以及靖西市的中心城区生态系统较为薄弱的岩溶地区;(3)耕地、林地、水域与其他地类相互转型对生态系统服务功能影响较为敏感,其中最敏感的是林地与建设用地的转型,草地、未利用地与其他地类的转型缺乏敏感性。(4)生态敏感性空间演化分异特征显著,耕地与建设用地高生态敏感性重点分布在东兴市、宁明县、龙州县、靖西市,林地与建设用地高生态敏感区主要分布在防城区和东兴市主城区、凭祥市以及靖西市北部等重要的贸易出口通道。研究结果可为优化边境国土空间格局,实现生态服务功能的提升提供科学指引。     

2003—2009年湖南省醴陵市土地利用动态变化研究

根据2003年、2009年遥感数据,从数量结构、空间格局和类型转换3个角度对湖南醴陵市土地利用动态变化进行了定量分析,研究结果表明:6 a来,醴陵市旱地与园地面积锐减,林地面积大幅度增加,城乡居民工矿用地逐年增加;醴陵市土地利用景观变化的强度和方向在不同地貌区存在明显差异,岗丘区和低山丘陵区的土地利用变化较大,而山地区的土地利用变化相对缓慢;土地利用类型转换主要表现为水田、旱地、园地、林地转变为城乡居民工矿用地,水田、旱地、园地和未利用地转换成林地,园地转换为旱地,未利用地单向转移,新增建设用地主要分布在丘岗区、低山丘陵区,而林地增加主要集中在北部山地区。醴陵市经济发展必须重视和解决经济发展与农地保护间的矛盾,为长株潭城市群发展提供可持续的区域性生态保障。     

黄土区大型露天矿农业用地格局演变的分析

在矿区废弃地的恢复中，格局变化的研究将对矿区生态系统的变化起着至关重要的作用。其中，农业用地格局演变的过程及覆被类型的变化，对矿区的生态安全、耕地保护及土地资源可持续利用具有重要的现实意义。该文以山西平朔矿区为例，基于GIS平台，在分析矿区土地动态变化的基础上，运用景观生态学理论与方法，对平朔矿区景观动态变化过程、特征及覆被类型的变化进行了研究，特别对矿区农用地的变化做了重要分析，结果表明：大型露天矿区生态系统景观动态变化过程包括生态破坏过程的景观变化(土地挖损、土地压占、土地占用)和生态重建过程的景观变化(地貌重塑、土壤重构、植被重建)；经过20年的人工控制的生态重建后，矿区土地利用空间格局由以旱地—疏林地格局演变为以林地—建设用地为主的重建生态格局；矿区生态重建已经改变了原脆弱生态系统的生态环境，其中农业用地增加了50%，但由于管理制度等原因，复垦的农用地目前大部分尚不能转换为耕地使用。     

基于遥感影像的县域土地功能分类及功能转换分析

城市化、工业化引起的土地利用/覆被变化改变了土地功能。为探索区域土地功能的演变规律,该文以河北省黄骅市为研究区,首先对土地功能进行分类,并应用GIS和RS数据,分析2008—2014年土地功能的空间分布特点及变化规律,采用生产能力核算模型和净初级第一生产力计算模型分别计算了生物性生产功能及生态环境功能值,从而揭示土地功能用地面积及功能值的演变过程。结果表明,参照建立的土地功能分类方法,研究区可以分为6大功能类及21个功能亚类。2008—2014年土地功能特别是生产和承载功能变化较剧烈;生物性生产功能与土地质量等别关系很大,而生态环境功能与土地利用方式密切相关;2008—2014年生物性生产功能值增长1%,而生态环境功能值则减少了1.1%,生物性生产功能的提升保障了粮食安全,但生态环境功能的降低则要求严格保护生态用地。该研究结果可以为土地功能评价、生态红线划定及土地利用规划等工作提供科学依据。     

重庆山地都市区1985-2010年土地利用重心迁移研究

土地是人类不可或缺的重要资源,研究土地利用重心,能揭示人类利用或改造土地在空间上的轨迹,有助于全面分析土地利用变化的内在机理。以重庆山地都市区为例,对25 a来各类土地利用垂直重心、坡度重心、平面空间重心及其迁移速率进行了系统分析,并全面阐述了土地利用重心的迁移过程。研究结果表明:重庆都市区25 a间各地类重心分布空间分异特征明显,各地类垂直重心分布具有明显的垂直分异特征,不同地类的坡度重心范围有明显的差异,各地类平面重心分布和迁移有明显的地域特征;各地类重心空间迁移方向和速度差异明显,水域总体相对较稳定,其重心迁移方向与速度都不大;建设用地与耕地各重心迁移趋势较为明显;草地、林地、未利用地重心迁移波动性较大。研究结果可为合理利用土地和改善生态环境提供参考。     

服务于产业转型的矿业废弃地再利用优化与调控

矿业废弃地的优化再利用对资源型城镇转型所需的各项建设拓展空间具有重要的现实意义。该研究以北京市门头沟区为例，集成3S技术与实地调研，分析其矿业废弃地再利用的状况及时空变化，采用面向地理过程动态环境模型（Dinamica EGO）模拟趋势发展情景下的矿业废弃地再利用格局；基于门头沟区"首都生态涵养发展区"的功能定位，耦合主成分分析与BP神经网络方法对矿业废弃地再利用为生态农业、生态旅游业、高新技术产业的适宜性进行评价；依据适宜性评价结果及产业转型的用地需求设置土地转换规则，结合生态位线性规划模型及约束条件对其进行数量结构优化，采用Dinamica EGO模型对服务于产业转型的矿业废弃地再利用空间格局进行优化；对比优化格局和趋势发展格局，进行调控。结果表明：1）2006-2018年，门头沟区共323.30 hm2的矿业废弃地得到再利用，西部各镇的矿业废弃地主要再利用为林地、耕地和果园，东部各镇的矿业废弃地主要再利用为林地、公园、住宅用地和高新技术产业用地；2）趋势发展情景格局中，再利用为生态农业用地的矿业废弃地分布于妙峰山镇和潭柘寺镇等，再利用为生态旅游业的矿业废弃地多分布在大台街道、王平镇等，再利用为高新产业用地的矿业废弃地多分布在大台街道和军庄镇等；服务于产业转型的矿业废弃地再利用优化格局中，再利用为生态农业的矿业废弃地面积为251.75 hm2，主要集中在军庄镇、王平镇等，再利用为生态旅游业的面积为67.25 hm2，主要分布在妙峰山镇、清水镇等，再利用为高新技术产业的面积为84.25 hm2，主要分布在王平镇和妙峰山镇；3）两情景下有108.5 hm2的矿业废弃地再利用用途一致，无需调整。约有63.75 hm2的矿业废弃地在趋势发展情景下被再利用为生态旅游用地，应调整为生态农业用地，约有61 hm2的矿业废弃地在趋势发展情景下再利用为生态农业用地，应调整为生态旅游业用地；妙峰山镇、王平镇、永定镇约12.5 hm2的矿业废弃地结合当地基础设施，调整发展为高新技术产业用地。