江苏省沿海地区土地利用变化及其生态效应

[目的]分析江苏沿海地区的土地利用类型和空间变化,探讨江苏沿海地区土地利用变化产生的生态效应,为土地利用规划提供理论支持。[方法]以江苏沿海地区1990,2000和2010年3期土地利用类型数据为基础,借助GIS技术和Costanza等的生态服务价值计算模型,求取土地利用动态度、综合程度指数、质心变化和生态服务价值量等,并进行剖析。[结果]1990—2010年,研究区内耕地、林地和草地的面积减少,水域、城乡建设用地和未利用地的面积增加。城乡建设用地的扩张占用了耕地,对耕地的补充主要是草地,草地、未利用地和城乡建设用地在空间位置上变化较大。耕地、林地和草地面积的减少使得研究区生态服务价值降低,而水域的面积的增加带来的生态效益弥补了因上述用地类型面积减少造成的损失。[结论]1990—2010年研究区生态服务价值增加了24.34亿元,但从空间上来看,生态增值区分布范围小,主要集中在盐城的东部沿海,而生态减值区分布范围较广且有扩大的趋势,有待通过规划等措施强化土地利用变化的综合调控。     

1990-2010年青岛地区热环境与土地利用变化的时空关系

[目的]揭示青岛地区热环境与土地利用变化的时空关系,为青岛市环境规划与管理提供依据。[方法]利用Landsat TM/ETM+数据反演青岛地区的地表温度,解译出土地利用类型,比较不同土地利用类型的温度均值及标准差,计算热环境影响指数,分析GIS重心轨迹。[结果]1990—2010年,城乡、工矿、居民用地和未利用土地的地表温度最高,水域最低;耕地的热效应贡献度最大;未利用土地和城乡、工矿、居民用地温度超过平均温度的地块较多;耕地类型中高于平均温度的地块占区域总面积的比重较大;城乡、工矿、居民用地中高于平均温度的地块占区域总面积的比重随时间明显增大;1990—2010年热岛重心一直向东北方向迁移,其中2000—2010年热岛重心迁移方向与城市重心迁移方向一致。[结论]青岛地区热环境与土地利用变化具有密切的关系,城市扩展逐渐成为热岛效应形成的主要原因。     

中国近30a耕地变化时空特征及其主要原因分析

随着中国经济的快速发展和人口的不断增加,在各项建设占用大量耕地和生态退耕与环境保护措施的双重影响下,中国的耕地面积在持续减少。对中国耕地随时间变化规律的认识以及其空间分布变化趋势的把握已成为重要的研究内容,这对于研究区域粮食安全和区域可持续发展也有重要的指导意义。该文在中国长时间序列土地利用动态时空数据库的支持下,对中国1987年到2010年的耕地变化过程进行了全面分析,揭示了中国近30 a来耕地变化的时空特征,分析了其变化的主要原因。研究表明,自1987年以来,中国原有耕地不断减少,北方地区为主的新垦耕地持续增加。以2000年为转折点,1987年到2000年耕地总面积略有增加,2000年到2010年耕地总面积逐步减少,近30 a间,耕地总量相对稳定。比较而言,2000年以前的耕地增加速度明显高于2000年以后的耕地减少速度。到2010年全国耕地总面积呈南减北增、减少速率最快的区域集中于长江三角洲、珠江三角洲地区,而增加速率最快的区域集中在新疆、黑龙江以及内蒙古部分地区。建设用地对耕地的占用持续强烈并有加强趋势,生态建设占用耕地是生态脆弱地区耕地面积减少的主要原因,对耕地的占用比例仅次于建设用地。对草地、林地的开垦是全国新增耕地的主要来源,对未利用土地的占用有增强趋势,近年来,包括盐碱地;沼泽地,甚至是沙地、戈壁等未利用土地被改造成耕地,同时也会带来区域水资源和环境等方面的一系列问题,尤应慎重。     

农村居民点整理后耕地质量评价与应用

农村居民点整理作为耕地占补平衡的一项重要途径,其补充耕地应统筹质量与数量。该文以北京市平谷区为例,利用农用地分等方法与数据,辅助于GIS空间分析功能与邻域替代法,评价了农村居民点整理后耕地质量等别,将研究成果应用于农村居民点整理规划,核算了规划补充耕地的生产能力,探讨了规划实施的目标设定、时空安排与关键性工程措施。研究表明,全区农村居民点整理后耕地自然质量分值在0.3910～0.9745之间,划分为5个等别,可实现单产浮动区间为5769～12758kg/hm2;平谷区农村居民点整理规划中拆迁农村居民点面积为2442.60hm2,适宜整理为耕地的面积为1922.07hm2,整理后一等耕地到五等耕地分别占12.75%、21.69%、40.54%、15.36%和9.66%;近期优先整理Ⅰ级区,推进耕地规模化经营与用养结合,中期重点整理Ⅱ级区,加强培肥地力和农田水利工程建设,远期适度整理Ⅲ级区和Ⅳ级区,需长期开展山地土地平整和生态保护工程建设。该研究尝试将农用地分等理论与方法应用于农村居民点整理研究,以期为耕地占补"双平衡"的实践与管理提供科学依据。     

基于系统动力学模型的扬州市土地利用结构多情景模拟与实现

[目的]对江苏省扬州市未来土地利用结构进行多情景预测模拟,并探索不同情景下各目标土地利用结构的实现路径,为土地利用规划方案制定与管理提供科学依据。[方法]采用系统动力学(SD)模型模拟土地利用系统开展研究。[结果]在不同情景下几类主要用地差异明显,耕地面积在耕地保护情景下较高,而在生态保护与经济发展情景下耕地缓慢下降;城镇工矿用地与交通水利用地面积在3种情景下均获得稳定增长,但经济发展情景下的增长快于其他2个情景;林地面积在生态保护情景下出现大幅上升,在另外2个情景下则基本保持不变甚至小幅下降。结合各情景指标设定可得出,耕地保护情景下,除控制城镇扩张占用耕地外,还要加强未利用地开发与农村居民点整理以补充耕地;生态保护情景下,则需加强植树造林、保护好具有丰富生态服务价值的水域、滩涂用地。[结论]SD模型不仅可模拟不同情景下土地利用变化,还可将土地利用与社会经济系统之间的复杂非线性关系显化,有利于土地资源可持续利用调控。     

基于转移矩阵的准格尔旗土地利用变化分析

[目的]土地利用是影响水土流失变化的重要因子,通过分析准格尔旗土地利用类型动态变化情况,掌握该区各土地利用类型变化去向,为分析该区水土流失状况提供依据。[方法]采用土地利用转移矩阵方法研究准格尔旗土地利用变化特征。[结果]2014—2016年,准格尔旗各土地利用类型变化不显著,表现为林地、草地、水域及水利设施用地占地面积分别减少16.02,12.66和2.48km^2,居民点及工矿交通用地、其他土地、耕地的占地面积分别增加18.63,10.53和1.72km^2;该区水土流失面积增加70.8km^2。[结论]准格尔旗减少的林地和草地主要转变为居民点及工矿交通用地和其他土地。结合水土流失数据分析表明,该区域水土流失面积的增加与林地和草地面积减少,以及林地和草地植被覆盖度的变化有关。     

考虑耕地利用条件的黄土丘陵沟壑区农村居民点整理分区及利用对策

农村居民点整理是改善农村生产生活条件和实现耕地总量动态平衡的重要措施,耕地对未来西部经济欠发达地区农村居民点农业生产功能的发挥十分重要。选取具有黄土丘陵沟壑区典型地貌特征的子长县为研究对象,以农村居民点图斑为研究单元,基于核密度估计、GIS空间分析、多因素综合评价等方法,结合区域农村居民点用地适宜性、耕地利用条件及两者的空间组合特征划分4种整理区域并提出了差异化的土地利用对策。结果表明:集聚发展区应引导农户的集中居住,加强耕地的规模化利用;内部改造区应立足于自身的挖潜,加强土地的综合整治,通过改善基础设施,提高生活的便利性,并完善农业基础设施,提高耕地质量;合并组建区应引导农村居民点跨界迁移和撤并,并引导耕地的集中流转和规模化经营;生态迁移区农村居民点应采取整体搬迁的形式进行整理,耕地利用过程中注重生态环境的保护。分区结果和差异化利用对策对于农村居民点的合理布局和耕地的高效利用具有重要作用。     

基于生态环境保护视角的农村居民点用地布局适宜性评价——以江苏省宜兴市为例

[目的]以生态环境保护为视角,根据江苏省宜兴市经济发达、生态环境优越的特点,从水土保持和生物多样性保护两方面探讨农村居民点用地布局适宜性,为该区农村居民点规划、整理提供依据。[方法]基于宜兴市2010年ETM遥感数据、DEM数据和植被覆盖数据,运用最小累积阻力模型得到水土保持和生物多样性保护最小累积阻力面,借助ArcGIS 9.3软件,采用空间叠加分析方法和自然断点法对宜兴市农村居民点用地布局适宜性进行分类。[结果]宜兴市农村居民点用地可划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、不适宜4种类型,分别占农村居民点用地总面积的57.67%,12.82%,22.83%,6.68%。[结论]不同适宜程度的农村居民点用地应当分别采取重点发展、适度建设、限制扩张以及优先整治的对策,基于生态环境的农村居民点用地布局适宜性评价能够满足宜兴市农村居民点用地布局中保护生态环境的要求。     

基于土地利用变化的贵州省耕地显性边际化时空演变及其影响因素

[目的] 探究贵州省2010—2020年耕地显性边际化的时空演变格局及其影响因素,为山区耕地集约利用提供政策指导。[方法] 综合运用土地利用转移矩阵、空间自相关模型和地理探测器,系统分析贵州省耕地显性边际化的总体态势、空间集聚效应以及相关影响因素。[结果] ①2010—2020年,贵州省耕地显性边际化率为10.20%,总体以自然边际化为主,但经济边际化发展较为迅速,并随着经济社会发展,耕地显性边际化速度不断加快。②贵州省2010—2020年,耕地显性边际化水平整体呈现出南高北低的格局并逐渐向西部和东南部扩张的趋势,其中2010—2015年呈现出南高北低格局,2015—2020年呈现中部高四周低格局。③人均耕地面积、城镇化率、植被覆盖度等因素是贵州省耕地显性边际化空间差异的主要影响因素。[结论] 贵州省耕地显性边际化时空演变差异性显著,地势起伏度、坡度、植被覆盖度等自然条件是影响耕地显性变化时空差异性的基础特征,人均耕地面积、城镇化率与GDP密度等社会经济因素是其快速发展的主要推动力。     

北京市基本农田保护区内耕地数量提升潜力研究

北京市已划定九大片基本农田保护区,对保护区内耕地数量提升潜力进行估算,可为北京市基本农田保护区内耕地保护和利用提供依据。基本农田保护区耕地数量的增加主要有三个来源:农用地中的非耕地通过农业结构调整和农田整理转化为耕地,建设用地中的农村居民点和废弃工矿通过整理和复垦转化为耕地,未利用开发转化为耕地。可调整地类可作为耕地增加的来源,规模约为4 789hm2,通过农田整治增加耕地规模约为3 300hm2;基本农田保护区内农村居民点腾退补充耕地约为7 500hm2,废弃工矿复垦退补充耕地的潜力约为272.24hm2;未利用地开发可补充耕地数量约为900hm2,主要分布在顺义东部片和平谷西南部片。     

生态文明导向下的小尺度农村居民点整理——以甘肃省渭源县清源镇为例

[目的]分析小尺度农村居民点的整理潜力、整理能力,为类似区域农村居民点整理提供参考依据。[方法]以甘肃省渭源县清源镇的25个行政村为研究对象,以2010年土地利用变更调查库数据为基础,采用Yaaph层次分析、聚类分析等方法,结合ArcGIS软件,对清源镇农村居民点的整理潜力、整理能力进行测算。[结果]清源镇农村居民点的整理潜力为330.063hm~2;选取生态条件、生产条件和生活条件等3方面的8个指标,构建修正指标体系,得出其整理能力为186.561hm~2,潜力释放水平为56.52%。25个村中,上磨村整理潜力最大,北关村、柯寨村和秦王村3个村不具备整理潜力,结合修正系数,将农村居民点整理潜力分为4级。[结论]根据整理潜力、整理能力及潜力修正系数,提出保留模式、并点模式、缩减模式和集聚模式等4种整理模式。     

安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力动态变化特征及驱动因素

[目的]探索安徽省粮食安全与耕地压力动态变化及驱动因素,为管理层制定粮食安全政策提供决策参考.[方法]运用耕地压力指数模型、C-D生产模型,采用偏最小二乘回归方法,对安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力的动态特征及驱动因素进行综合分析.[结果](1)人口增长与耕地面积减少的矛盾突出.人口由1995年6 000万,增至2013年6 929万,呈线性增长态势,而耕地面积则由1995年4.29×106 hm2减少至2013年4.19×106 hm2,呈下降态势;(2)研究时序内,耕地压力指数均值为0.345,承载力指数均值为0.747,耕地资源禀赋尚处盈余状态,为全国商品粮盈余地区,平均盈余率达25.32％;(3)粮食作物播种面积、农业固定资产投资对粮食生产具有正向影响,边际弹性系数分别为0.001 458,0.116 508,有效灌溉面积、劳动力、农机总动力、化肥、农膜、农药、农村用电量对粮食生产具有弱负向影响.[结论]加大财政支持力度,加快推进农业现代化进程,增强科技对粮食生产的贡献率,是保障安徽省粮食生产可持续发展的重要途径.     

北方城市海绵社区生态效益分析

[目的]分析海绵社区建设带来的经济效益、生态效益,为中国海绵城市建设提供技术参考。[方法]以北京市通州区某建筑小区为研究对象,通过增设屋顶绿化、下凹式绿地、雨水调蓄池等雨水渗蓄措施,对比增设设施前后外排量、节水量、回补地下水量、消除污染而减少的社会损失量、节电量、固碳释氧量的变化。[结果]研究区增设雨水调蓄设施后,年单位面积总效益增加量为38 566元/(hm~2·a),年单位面积节约中水量为208m3/(hm~2·a),年单位面积节电量为145(kW·h)/(hm~2·a),年单位面积回补地下水增加量为281m3/(hm~2·a),年固碳增加量为0.02t/(hm~2·a),年固氧增加量为0.01t/(hm~2·a)。[结论]采用雨水调蓄设施,在节水、节能、截污等方面均可产生具有明显的经济效益和生态效益,值得大力推广和提倡。     

张掖市典型绿洲农田生态系统生产力时空分布特征

[目的]以甘肃省张掖市甘州区典型绿洲为例,研究绿洲农田生产力的时空格局及其全球变化对农田生产力的影响,为区域农业资源管理决策与规划提供决策依据。[方法]利用MOD17A3NPP产品、气象数据及甘州区农业统计等数据,结合GIS空间分析技术开展研究。[结果]甘州区不同农田类型净初级生产力(NPP)均值最小值均出现在2001年,最大值出现在2007年。甘州区农田净初级生产力年均值变化范围为109.3~420.5g/(m~2·a),其分布特征与农田类型的空间分布基本一致;同一农田类型,高海拔区农田生产力小于海拔较低区,即农田生产力的大小是由农田类型及海拔高度共同决定的。NPP变化趋势存在明显的空间异质性,农田生产力增加的面积占总面积的40.9%,主要是旱地和高海拔地区的水浇地。海拔1 800m以上的旱地和水浇地年降水量的增加趋势远大于平均气温,其NPP呈明显的增加趋势。[结论]近10a来甘州区农田生态系统生产力存在明显的时空差异,整个旱地和水浇地年均NPP呈增加趋势,水田年均NPP呈下降趋势。     

利用多时相遥感影像监测季节性裸露农田

季节性裸露农田是北京地区冬春季大气“土壤尘”的主要来源。而农田季节性裸露的快速、准确监测是治理方案制定与实施的依据。根据北京地区裸露农田种植作物和其它地表覆盖类型的物候特征之间的差异，选用2004年春夏季3个时相的TM遥感影像数据，利用垂直植被指数，同时结合北京地区的DEM数据以及北京地区的行政边界矢量数据，建立了北京地区季节性裸露农田遥感监测专家模型。监测结果表明北京市2003年冬至2004春裸露农田面积为87362.57 hm²，主要分布在延庆、顺义、密云、通州等区县。依据监测结果，提出了季节性裸露农田防治建议。     

生态退化与恢复对三江源区土壤保持功能的影响

[目的]探讨生态退化与恢复对土壤保持功能的影响及其作用机理,为三江源区生态保护与建设决策提供一定依据。[方法]通过构建土地覆被状况等来表征三江源区宏观生态系统变化,定量分析生态系统变化对土壤保持功能的影响,并探讨其主要机制。[结果]三江源地区从2000—2010年的生态系统经历了显著的退化和恢复过程。不同覆被类型下土壤保持能力依次为:林地耕地高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地湿地未利用地。在研究区生态退化及恢复的过程中,2000—2010年的单位面积潜在流失量从1.25×10~4 t/hm~2增加到1.50×10~4 t/hm~2,单位面积实际流失量从2000年的3 200t/hm~2增加到2005年的3 500t/hm~2,至2010年持续增加到3 800t/hm~2。在生态恢复过程中,三江源区高覆盖度草地及湿地面积增加,从一定程度上减轻生态系统退化的趋势,三江源区单位面积土壤保持量从2000年的9 300t/hm~2,增加到2005年的1.03×10~4 t/hm~2,直至2010年三江源区单位面积土壤保持量为1.11×10~4 t/hm~2。[结论]土地覆被类型及植被覆盖程度对土壤保持功能有重要影响,三江源的生态退化与恢复过程与源区土壤保持功能变化联系紧密。     

马来西亚吉隆坡市土地利用变化特征分析与预测

[目的] 揭示快速城市化过程中港口城市土地利用景观格局变化规律，为当地编制土地利用规划提供科学依据。[方法] 以马来西亚吉隆坡市2000，2005，2010，2015，2020年5期遥感影像为基础数据，基于交互式数据语言（IDL），采用指数分类法提取土地利用信息，并应用RS，GIS技术和景观生态学方法对吉隆坡市2000—2020年土地利用景观格局变化进行研究，最后采用灰色预测模型预测2025年吉隆坡市土地利用数据。[结果] 2000—2020年吉隆坡市种植园和林地大幅减少，建设用地迅速增加，港口与城市圈中部区域种植园主要转化为建设用地；土地利用景观形状趋于复杂化、不规则化，景观类型空间连通性降低，景观异质性增强；2025年吉隆坡市建设用地和种植园面积分别为1 624.12 km²和2 216.99 km²，与往年相比，建设用地增加，种植园减少。[结论] 2025年吉隆坡市土地利用类型仍主要以种植园为主。宏观来看，随着城市的快速发展，种植园的数量持续减少。未来发展规划需进一步合理规划土地利用方式，提高土地利用效率，加大对种植园的保护力度。     

黄土丘陵沟壑脆弱生态区耕地资源价值动态变化研究--以上黄试区为例

深化对耕地资源价值的认识,有助于实现耕地资源价值重建和耕地保护。本文以黄土丘陵沟壑区为研究对象,以宁夏回族自治区固原市原州区上黄试区为例,分析了耕地资源的价值体系,提出耕地资源经济产出价值、社会保障功能价值以及生态服务功能价值的估算方法,并对上黄试区1982年、2000年和2010年耕地资源价值进行了测算。结果表明:治理前(1982年),上黄试区耕地资源的价值较低,仅为4.37万元·hm-2 ,治理期(1982—2000年)和退耕期间(2001—2010年),上黄试区耕地资源价值有较快增长,两时期末的2000年和2010年分别达到24.13万元·hm-2 和56.47万元·hm-2 。其中耕地资源的经济产出价值增长最快,1982年仅为0.87万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到10.96万元·hm-2 和21.86万元·hm-2 ,耕地资源经济产出价值占耕地资源价值比重也由1982年的19.91%提升到2000年和2010年的45.41%和38.71%;其次是耕地资源社会保障价值,1982年耕地资源社会保障价值为2.11万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到8.37万元·hm-2 和25.00万元·hm-2 ;整个研究期间,耕地资源生态服务功能价值不断提升,1982年为1.39万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到4.81万元·hm-2 和9.62万元·hm-2 。不同时期耕地资源价值变化的影响因素不同,上黄试区综合生态经济治理期间(1982―2000年),科技因素对耕地资源价值提升起主导作用;而退耕期间(2001―2010年),政策因素对耕地资源价值提升起主导作用。为促进上黄试区耕地资源价值进一步提升,需要进一步对现有部分坡耕地实施退耕,提高耕地质量和集约化水平,实施农业节水工程建设等措施,提高耕地资源化配置水平。     

甘肃省武威市凉州区耕地占用与经济发展的脱钩关系

[目的]对甘肃省武威市凉州区耕地占用与经济发展的关系进行实证研究,为经济发展中的凉州区的耕地保护工作提供参考。[方法]选取建设占用耕地量、非农GDP产值两个指标作为主要指标,并对非农GDP进行重新界定,采用改进的脱钩分析方法。[结果](1)凉州区2001—2010年建设占用耕地与非农GDP的关系主要呈现出7种状态,即强负脱钩、扩张负脱钩、强脱钩、衰退脱钩、衰退连接、弱脱钩、扩张连接,表现为强脱钩和弱脱钩的状态期数合计占统计期数的40%,总体上有2个年期处于强脱钩状态;(2)脱钩弹性曲线总体上表现出M形变化,呈现出"非理想状态—畸形状态—理想状态"的周期性变化,且凉州区近年来都表现为脱钩的理想状态,经济发展摆脱了以牺牲耕地资源为代价的经济增长方式。[结论]对非农GDP进行了重新界定,改进了脱钩的研究方法,研究结果及产生脱钩的原因与凉州区的实际情况相吻合。