耕地数量生态位重心模型构建及其应用——以焦作市为例

以生态位理论为基础，提出了耕地生态元和耕地生态位的概念。在此基础上，构建了用以量度耕地数量空间格局变化规律的耕地数量生态位重心模型，并运用该模型对焦作市1998-2004年期间耕地数量变化规律进行了分析。分析结果表明，该模型可以有效测度区域耕地数量整体变化特征及其年际变化程度大小，并可依据其变化规律探求区域耕地数量变化的驱动因素和驱动力。     

耕地生态位及其数学测度模型构建研究

生态位理论是生态学重要的基础理论之一。以生态位理论为基础,提出了耕地生态元和耕地生态位的概念,并对耕地生态位的主体、本质、类型、特征及其演替规律作了系统阐述;构建了耕地生态位数学测度模型,包括耕地生态位宽度模型、耕地生态位扩充压缩度模型、耕地生态位商模型和耕地数量生态位重心模型,从而为区域耕地数量和质量变化研究提供了新的理论与方法。     

2000—2020年南昌市土地利用时空变化及其生态环境效应

[目的] 分析南昌市因土地利用变化引起的区域生态环境效应,定量研究该区域国土资源开发与生态环境的关系,为区域生态环境保护、生态文明建设和绿色发展提供科学支持。[方法] 运用土地利用转移矩阵和核密度分析模型演算土地利用变化时空变动轨迹,用生态环境质量指数和生态贡献率推理出土地利用变化对生态系统的影响。[结果] ①2000—2020年,南昌市土地利用变化主要以草地、耕地转为建设用地,林地、水域转为耕地,耕地转为水域为主; ②2000—2020年,南昌市土地利用变化空间集聚演变主要集中在西北方向,其中耕地转水域是研究区生态环境改善的主要原因,水域转耕地和耕地转建设用地是区域生态环境退化的主要原因。[结论] 南昌市2000,2010,2020年的生态环境质量指数为0.354,0.351和0.352,生态环境质量相对稳定,但区内质量指数呈现下降趋势,有必要及时严格控制城镇开发边界和落实生态红线保护政策。     

坝上高原生态用地时空格局演变与生态系统服务价值分析

为了给当地的生态用地保护和区域间生态补偿提供科学依据,该研究在坝上高原地区1990、1995、2000、2005、2010和2015年6期土地利用解译数据的基础上,通过GIS等工具分析了研究区域1990-2015年间生态用地格局演变的基本特征,并对生态用地的生态系统服务价值进行了计算。主要结论如下:1990-2015年期间,研究区域生态用地数量呈减少趋势,其中林地和其他生态用地数量在增加,草地和湿地数量在减少。生态用地活跃程度在2000-2015年比1990-2000年期间更高。林地的空间稳定性最好,然后为草地和湿地,其他生态用地稳定性最差。生态用地生态系统服务价值由46.01亿元上升到428.26亿元,增加了8.31倍,林地和湿地提供的生态系统服务价值最大,其次为草地,其他生态用地最小,应当继续加强生态防护林建设,采取生物恢复技术,人工补水,科学禁牧、休牧、轮牧,调整产业结构等措施恢复和增加林地、湿地和草地的生态系统服务功能。     

基于TM像元的湿地土地利用生态风险评价研究

为探讨人类活动对湿地土地利用生态风险的影响,以安徽省升金湖国家自然保护区为研究区,利用1986年、2002年、2011年TM遥感影像,将土地利用类型分为8类:建设用地、草地、耕地、林地、水域、未利用地、交通用地、园地,获取不同时期的土地利用变化信息,并结合社会经济等数据,以GIS为数据分析手段,通过多元线型回归及主成分分析,建立土地利用生态风险评价模型并将土地利用生态风险指数及社会经济因子予以像元化,分析升金湖湿地土地利用生态风险时空演变规律。结果表明:1986—2011年,升金湖地区耕地面积逐渐减少,建设用地和交通用地逐渐增加,受人类经济活动的影响,保护区土地利用生态风险不断上升,生态风险面积不断扩大,其中核心区和实验区变化剧烈,而缓冲区变化相对稳定。     

海湾型城市土地利用动态演变及其生态环境效应研究

土地利用变化研究可为区域可持续发展和生态城市建设提供参考.以厦门市1989年,1997年 LandsatTM 影像以及2004年SPOT影像解译数据基本信息源,结合遥感影像和区域特点,确定土地利用分类系统.在遥感和GIS技术支持下,建立厦门土地利用数据库,并处理各种属性数据、图形数据等信息.对厦门市过去16 a间土地利用的空间分布及其动态变化进行研究,并分析土地利用变化导致的生态环境影响.研究结果表明:厦门土地利用动态表现为耕地面积大量减少,而村镇及建设用地等持续增大,并趋向集中.目前厦门土地利用类型中以林业和耕地为主,其中同安和翔安区拥有丰富的后备土地资源.土地利用变化导致了诸如生物栖息地的丧失、生物多样性破坏、生态环境质量退化、环境容量降低等生态效应.     

1990—2020年淮河生态经济带耕地资源分布变化特征与驱动机制

探索淮河生态经济带耕地资源分布变化特征,可为保护耕地、保障国家粮食安全提供规划和决策依据。基于1990—2020年遥感影像数据,利用空间探索、统计分析等方法,揭示该区域耕地资源在过去30年的时空分布变化及其驱动机制,并进一步对2030年土地利用进行情景预测。结果表明：1)淮河生态经济带土地利用结构以耕地为主,平均占比为68.70%;近30年来研究区耕地面积剧烈缩减8.63×10⁵ hm²,年均减少2.88×10⁴ hm²,其中旱地减少占耕地总减少量的81.69%;耕地的流失主要在于建设用地的侵占。2)耕地资源具有明显的集聚特征,以淮河为分界线集聚分布,呈现“东南水田、西北旱地”的典型分布特征。3)耕地资源分布变化的主导驱动因子包括农业机械化水平、粮食产量、人口等社会驱动力;生态驱动力各要素对耕地资源变化的驱动力则相对较为稳定。4)自然发展情景下,2030年耕地面积持续减少110 011 hm²,在积极的耕地保护情景下,耕地面积将显著增加529 309 hm²     

北京郊区土地利用变化及其生态效应研究

以京郊3个具有不同功能的区（县）为例,利用从1996年、2005年TM影像中获取的土地利用数据,在分析研究区近10年的土地利用变化的基础上,通过构建生态价值指数（EVI）和土地利用变化的生态价值转移率（TREV）,从土地利用变化所引起的各类型间生态价值转移的方向、幅度等方面对北京郊区土地利用变化的生态效应进行定量研究。结果表明:1996—2005年研究区的林地、草地、建设用地增加,而耕地、水域和未利用地减少,各土地利用类型的变化速度依次为建设用地 > 水域 > 耕地 > 草地 > 林地 > 未利用地;从区域看,土地利用相对变化速率从快到慢依次是城市功能拓展区（朝阳区）、城市发展新区（顺义区）、生态涵养发展区（密云县）;从类型变化看,以耕地、水域的转出和建设用地的转入为主。研究时段内研究区的生态价值指数总体呈下降的趋势,各区县的区域生态价值指数差异较大,且相对差异还在扩大,其指数下降速度从快到慢依次是朝阳区、顺义区、密云县;同时从分布变化看,EVI中值波动区减少,EVI较低区和EVI低值区增加,导致了研究区总生态价值指数有所下降。     

宁夏沿黄生态经济带耕地的时空演变及驱动力

[目的] 研究耕地空间分布格局与演变的驱动机制,为严守耕地保护红线及宁夏沿黄生态经济带制定耕地资源保护政策与措施,优化耕地保护格局提供参考。[方法] 利用土地变更调查数据和社会经济数据,采用核密度、空间自相关、土地利用动态度、转移矩阵、二元Logistic回归模型等方法,分析2010—2018年宁夏沿黄生态经济带耕地的空间分布、时空演变及其驱动机制。[结果] ①研究区耕地的空间分布呈现出明显的差异性,整体以中、低密度区分布为主,且由低、高密度区向中密度区演变;②耕地空间分布呈正相性,高—高聚类区域主要集中在银川平原,低—低聚类区域分布在灵武市东部、沙坡头区中西部等生态相对脆弱区;③研究区耕地的双向流转是以未利用地—耕地—建设用地为主的生态转换系统,耕地数量稳中有增;④耕地动态度变化有明显的空间聚类现象,且与距离城市的距离成正比,与城市规模成反比;⑤自然条件因子是耕地增加的主要驱动因素,社会经济因子是耕地减少主要驱动因素。[结论] 宁夏沿黄经济带耕地保护基本实现动态平衡。耕地变化是以一定的自然条件因子为基础,受经济、人口等社会经济因子综合作用下的效益择优过程。     

近30年来滇中城市群生态用地变化轨迹时空演变特征及其驱动机制

[目的]生态用地在维持生态平衡和支撑经济发展方面发挥着重要作用。研究滇中城市群生态用地的时空演变特征和驱动机制对优化生态安全格局、推进云南生态文明建设、筑牢国家西南生态安全屏障具有重要现实意义。[方法]利用Google Earth Engine(GEE)云平台对滇中城市群1990—2020年生态用地进行识别的基础上,采用变化轨迹分析、热点分析和地理探测器对滇中城市群生态用地时空变化轨迹和驱动机制进行了探索。[结果](1)滇中城市群生态用地变化以非生态用地与林地互换为主,并集中发生在林地和非生态用地的过渡地带,而生态用地内部之间(林地和草地)的转换主要发生在研究区北部和南部的山地区域。(2)生态用地变化以低频次变化为主,高频次较少,频次变化在元江干热河谷、金沙江干热河谷区域、滇东滇东南喀斯特地带表现出明显的聚集效应。(3)耕地面积变化是影响滇中城市群生态用地变化的主要驱动力,社会经济因素对生态用地的影响力显著高于自然因素,在自然环境、耕地扩张、生态修复政策等多重驱动下,多因子交互作用对生态用地变化更具解释力。[结论]滇中城市群生态用地破碎,自然环境的改变和人类活动的日益增强极易导致生态用...     

快速城镇化地区土地利用演变及驱动机制——以巢湖流域为例

[目的]探究巢湖流域土地利用演变特征规律及驱动机制,为实现区域土地资源的优化配置和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]收集巢湖流域及区县1996—2014年土地利用变更调查及社会经济统计年鉴,运用土地利用数量、程度及空间差异计量模型,以及主成分分析法,采用数据统计软件,模拟巢湖流域土地利用变化演化规律及其驱动因素。[结果]近20a来巢湖流域各土地利用类型均发生变化,但不同土地利用类型变化的总量、变化幅度和变化速度却存在明显差异,耕地、园地、草地减少较为突出,林地略有增加,其他农用地减少将近1/2;建设用地总量增长幅度更大,特别是城镇工矿用地及交通基础设施用地增长迅猛,农村居民点用地略有减少;巢湖全域土地利用程度自2004年之后呈现逐年上升趋势,合肥市辖区及周边县域土地利用开发程度较高,其他区域相对较低;耕地减少率金安区、瑶海区、肥西县、含山县居前,城镇用地增加率肥西县、长丰县、巢湖市位于前列;投资拉动、经济发展、工业推进、人口增加及城镇化是巢湖流域特别是近10a多土地利用变化的主要驱动因素。[结论]巢湖流域加快建设长三角世界级城市群副中心城市及生态文明先行示范区,需进一步优化土地利用空间格局,盘活建设用地存量,提高建设用地效率,走资源节约型与环境友好型的土地利用模式。     

关中-天水经济区土地利用/覆被变化与景观格局

以1980年和2005年的TM影像为数据源,应用ArcGIS,Erdas软件对影像解译,把关中-天水经济区(简称“关天经济区”)的土地利用景观分为6大类景观类型.基于ArcGIS分析模块,分析了关天经济区土地利用/覆被变化过程,并使用景观软件Fragstats分别从景观级别和景观类型级别上计算了相应的景观指数,得出以下结论:(1) 25 a间耕地和未利用地面积减少,林地、草地、水体和建筑用地面积增加,大量的耕地转变为林地、草地、建筑用地.同时较多草地开垦为耕地,但小于耕地向其转化的量.而建设用地属于转入型用地,转出量几乎为0.(2)关天经济区土地利用景观的蔓延度、优势度指数减少,香农多样性指数、香农均匀度指数增加.(3)耕地是关天经济区的优势景观类型,建设用地景观斑块正在向规模化扩张.研究结果为合理制定该区域可持续发展的土地利用政策及规划提供科学的参考及依据.     

黄淮海平原城镇化对耕地变化影响的差异性分析

为了有效保护耕地资源,该文通过研究城镇化进程与耕地变化的内在联系,揭示不同城镇化进程的差异化规律。采用土地利用变化分析方法,对黄淮海平原1997-2008年城镇化进程中耕地的数量和质量变化进行分析;选取4类城镇化指标（人口城镇化指标、空间城镇化指标、经济城镇化指标、生活方式城镇化指标）,构建城镇化对耕地变化的驱动力模型;运用主成分分析法和多元回归模型,对研究区城镇化进程中耕地变化的差异性特点进行分析。研究结果表明,人口城镇化驱动因子、空间城镇化驱动因子对研究区影响显著,而经济城镇化驱动因子和生活方式城镇化驱动因子因各研究区域所处城镇化阶段和发展特点而呈现不同规律。该文以数据分析和实证对比为中国城镇化的可持续发展提供政策建议：城镇化的发展完全可以适时适度推进,避免大量占用耕地牺牲粮食安全和生态环境;产业拉动、用地集约、环境友好的新型城镇化发展模式是城镇化健康发展的明智选择;城镇化的发展应与产业政策和产业规划紧密衔接,通过优化用地布局,既发展经济又保护耕地和生态环境,从而真正促进城镇化的和谐发展。     

陕西省城镇化与耕地利用生态效率耦合协调时空分析

[目的]探究陕西省耕地利用生态效率与城镇化进程的耦合协调关系,为陕西省城镇化开发和耕地保护相关政策制定提供理论依据。[方法]基于陕西省2005—2019年各县域面板数据,建立耕地利用生态效率评价指标体系和城镇化发展水平评价指标体系,测算县域单元耕地利用生态效率及城镇化水平,采用耦合协调度模型探索两者间的耦合协调关系,利用空间自相关方法分析各县域单元耕地利用生态效率和城镇化发展的空间格局演化特征。[结果]2005—2019年陕西省耕地利用生态效率水平由0.765下降至0.684,但整体耕地利用生态效率值相对较高,且县域间存在空间差异性,各区县耕地利用生态效率以团块状聚集,陕北、关中和陕南地区间差异随时间逐渐缩小;2005—2019年陕西省综合城镇化水平提高了198.24%,整体呈“中部高、南北低”的分布态势,关中地区是人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化的核心区域,变化速率整体表现为：经济城镇化>人口城镇化>土地城镇化;2005—2019年,陕西省县域单元耕地利用生态效率与城镇化耦合度等级主要处于低水平耦合向拮抗耦合过渡阶段,25%的区县耦合度有所提高;2005—2019年,陕...     

新疆库尔勒市城市化发展与耕地资源协调性分析

城市化水平是衡量一个国家经济发达程度,特别是工业化水平高低的一个重要标志,而耕地非农化是城市化过程中的一种必然现象,耕地数量变化体现一定的社会经济发展规律。基于库尔勒市1989—2012年的社会、经济统计数据应用一元线性回归模型和协调度分析法分析库尔勒市城市化水平和耕地资源的变动情况、相关性以及协调性,并采用1990年,2000年,2010年3期Landsat TM,ETM+,ALOS/AVNIR-2数据作为数据源,提取城市和耕地面积信息,结果表明:近24 a库尔勒市的城市化水平有所提高,年均城市化水平增长率达到0.2%,年均耕地面积增长率达到4%,人均耕地面积增长率是1.5%。库尔勒市近年耕地资源与城市化水平呈现出相互促进的正相关关系;从协调度时序上看,库尔勒市城市化水平与耕地资源的协调度总体呈现出“基本协调和较协调→不协调→调和和较调和”的趋势。     

浙江省工业化、城市化与建设占用耕地规模的关系——基于工业化和城市化阶段划分的视角

[目的]探索不同工业化和城市化阶段,浙江省工业化、城市化与建设占用耕地规模之间的计量关系。[方法]采用多元逐步回归分析方法。[结果](1)浙江省工业化经历了初期、中期和后期3个阶段,而城市化仅经历初期和中期。两者之间的发展历程并不完全协调。(2)浙江省历年耕地面积呈明显的下降态势,下降速度为"先快后慢"。而历年建设占用耕地面积并没有明显的变化特征,总体上可以概括为在起伏中逐渐增加。从工业化初期到中期、后期,该省年均建设占用耕地面积"先增加后基本平稳"。从城市化初期到中期,年均建设占用耕地面积逐渐增加。(3)在整个研究期间,浙江省城市化的发展导致了建设占用耕地面积的增加;而工业化的发展并没有引起建设占用耕地面积的变化。还有其他因素导致浙江省建设占用耕地面积的变化。(4)在工业化发展的不同阶段,工业化或城市化的发展对建设占用耕地面积的影响是不同的。而在城市化的初期和中期阶段,工业化和城市化的发展都没有引起建设占用耕地面积的变化。[结论]工业化和城市化的发展并非会引起建设占用耕地面积增加,相反两者可能会起到保护耕地的作用。     

东北老工业城市建设占用耕地驱动力分析

为探讨东北老工业城市建设占用耕地的驱动力,该研究以东北老工业城市—四平市为研究区,借助GIS软件,应用核密度估计对四平市2009-2015年建设占用耕地空间格局进行分析的基础上,对其驱动力进行主成分分析;研究结果:1)2009-2015年四平市建设用地扩张了65 90.75 hm~2,平均每年增长1 098.46 hm~2,其中76.56%为耕地转化而来;2)建设占用耕地空间分布呈现"东密西疏"的特征,空间集聚程度可分为5个等级,沿城市中心、道路扩散分布,属多核心扩张。3)2009—2015年四平市建设占用耕地的驱动力分别是经济、社会、政策因素中的产业结构、人民生活水平、工业企业发展、路网密度与项目开发因子,其中,产业结构、人民生活水平是主控因子,为主要驱动力。与已有众多相关研究存在较大差异的是城市化、人口因素对其建设占用耕地的驱动较小。老工业城市计划性的经济体制与产业结构不完善是造成这种差异的根本原因。政策因素中,除路网密度、项目开发外,开发区的批准设立、行政区划的调整等也对四平市建设占用耕地具有驱动作用;应打破东北老工业城市——四平市体制性、机制性、结构性问题,减少政府干预,提高市场活力。调整四平市的产业结构及重工业在国民经济的比例,大力发展新兴产业,科学规划,提高土地集约利用程度。     

北海市银滩土地利用演变特征及其影响因素

[目的]针对北海市银滩海岸近些年土地利用巨变、生态环境退化的现象,分析区域土地利用演变特征及其影响因子,为该区可持续开发与管理提供科学依据。[方法]基于长时间序列Landsat遥感影像,采用土地利用动态度、转移矩阵、强度及多样性指数等指标分析北海银滩滨海区土地利用演变特征,并讨论土地利用变化的主要影响因子。[结果]1979—2013年的35a间,银滩滨海区建设用地、人工湿地面积显著增加,并且主要是由耕地、林地转入而来,从而导致耕地和林地面积显著减少,草地、水域和滩涂面积增减变化幅度相对较小。区域土地利用综合程度先增大后减小,但开发强度却一直在增大;多样性指数在2000年年前较为稳定,之后显著下降。银滩滨海区土地利用演变主要受气温、台风、潮汐等气候因子和城市化、围垦、渔业、旅游业和规划管理等人类活动因子综合影响。[结论]近35a来,银滩海岸土地利用类型趋向单一化,开发速率减小但开发强度增大,空间分布破碎化,区域生态系统脆弱性增强。研究时段内,人类活动因子影响比气候因子更显著,各驱动因子影响物理机制及其定量化贡献亟待进一步研究。