珠江三角洲地区土地利用和景观格局变化研究

珠江三角洲是中国经济快速发展地区之一,土地利用发生剧烈变化。利用1990,2000,2006年3期遥感解译数据,借助GIS空间分析功能和景观格局指数,分析了珠江三角洲土地利用和景观格局时空演变过程。研究结果表明,1990—2006年,珠江三角洲土地利用发生变化的面积13 580.81km2,占土地总面积的32.93%,后6a变化速度明显快于前10a;城镇用地、农村居民点、其它建设用地快速扩张,水域面积显著增加,水田、旱地、林地面积快速减少;斑块数量显著增加,土地利用景观不断破碎,多样性增强。水田、旱地、林地、水域和城镇用地近圆指数较小,斑块形状复杂;分维数介于1.26～1.44,各地类形状趋向复杂,人类对其干扰不断增强;林地是整个区域土地利用格局的基质,分离度最小,水田、城镇用地、旱地和水域的分离度相对较小,呈现连片分布状态。     

基于土地利用变化的民勤县土地生态风险研究

利用1987、2000、2008年民勤县TM遥感影像数据,基于GIS技术和统计分析方法,分析民勤县土地利用/覆被生态风险的时空特点和结构演变,并选取土地利用综合指数和景观格局指数研究土地利用变化对土地生态系统造成的风险进行评价。结果表明:民勤县土地利用/覆被存在的生态风险主要集中在草地和未利用地,两者的面积占研究区总面积的75%以上。耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是民勤县22年间最主要的土地利用变化。在人类活动对土地的扰动作用日益加强和区域经济社会发展目标趋同性的双重影响下,土地利用的广度和深度上不断增大,研究区斑块数量明显增多,景观破碎化程度加重,景观多样性指数和分形维数指数上升,土地生态风险程度增大。     

基于GIS的石漠化山区县域土地利用空间变化的生态风险测度

为深入探寻石漠化山区土地利用动态变化的空间规律和土地生态环境的演变方向,利用晴隆县1988年、2000年、2016年3期遥感影像数据,在RS与GIS技术支持下运用土地利用动态变化空间分析模型、空间变化率指数、土地生态风险指数、土地利用变化综合生态风险度来测度土地利用变化对土地生态环境造成的风险。结果表明:(1)耕地、草地、未利用地三种用地类型间的剧烈转化,使研究区土地生态环境逐渐恶化;(2)人口上涨、城镇化进程加快、城乡工矿及居民用地极速扩张等对研究区的土地生态安全造成威胁;(3)近30年间土地生态风险程度呈先增大后减小趋势,但后16年间土地利用程度综合指数的增大、植被覆盖指数和多样性指数的减小,说明研究区存在石漠化程度加深、景观类型单一、生态稳定性差、土地生态风险概率加大等问题,晴隆县土地生态状况仍有恶化的趋势。土地利用变化的综合生态风险度与土地生态风险指数的测算结果相互印证,说明将上述方法用于评价石漠化山区县域土地利用变化的生态风险是可行的。     

北京市土地利用空间结构特征分析

分析北京市土地利用空间结构特征,对于北京市未来土地的合理利用具有重要意义。该文从景观、经济和生态3方面着手,应用区域土地利用类型多样化程度指数、土地利用程度综合指数、经济密度指数及生态价值等指标,借助1 km×1 km网格进行空间表达,阐述了2006年北京市土地利用空间结构特征。研究结果表明：2006年北京市土地利用类型比较齐全,北京市土地利用/覆盖多样化指数和土地利用程度指数呈由西北山区向东南平原逐渐增大的过渡趋势;2006年北京市平均土地经济密度为47.97×106元/km2;北京市西北林区经济密度最低,而城镇区域最高,且集中连片;2006年北京市总体生态价值约为13 488.13×106元,每平方千米约为0.82×106元,略高于全国平均水平。建议提高土地利用效率,使北京土地利用走上可持续发展的道路。     

杭州市土地利用变化及生态风险评价

[目的]分析浙江省杭州市土地利用变化并对其生态风险评价,为保护该地区生态安全,合理开发土地资源和制定科学有效的规划提供理论依据。[方法]基于杭州市土地利用格局变化,构建生态风险指数,分析生态风险的时空变化及生态风险对土地利用的响应特征。[结果](1)土地利用变化主要表现为:耕地减少和建设用地剧增;耕地、林地向建设用地转移,水域、草地向耕地、林地转移;土地利用强度减缓。(2)杭州市生态风险增加,生态风险值与土地利用呈明显正相关;中生态风险区占主导地位,高生态风险区主要分布在市辖区、杭州湾,西南部的淳安县中心,生态风险等级区以此为中心向周围递减。(3)生态风险等级以低—高等级转移为主,生态风险等级上升,年均转换速率呈下降趋势。(4)生态风险对土地利用变化的响应弹性时空分异较大,市区、建德市、桐庐县响应系数下降,其风险源和风险因子趋于多样化;其他单元的响应系数上升,土地利用对区域生态风险呈正响应弹性。[结论]杭州市土地利用格局时空变化明显,土地利用的快速变化加剧了杭州市的生态风险。     

基于GIS的典型岩溶流域土地利用变化分析——以云南省小江流域为例

在GIS支持下,利用云南小江流域两期土地利用图形数据叠加分析,得到土地利用变化图和土地利用转移矩阵。结果发现,1982—2003年全流域610.12km2的土地利用面积发生变化,占流域总面积的59%。土地利用的类型主要是由未利用地向耕地和林地以及林地向耕地的转化,流域综合土地利用变化动态度达2.95%。土地利用空间格局的基本构型由以大斑块为主体,散布型斑块镶嵌其中转变为以中等斑块为主体,散布型斑块镶嵌其中的构型;区域土地利用的斑块数由1014个增加到1889个,平均斑块面积由1.02km2/个减少到0.55km2/个;流域土地利用空间格局指数中多样性指数增长4.14%,均匀度指数增长4.14%,破碎度指数增长84.6%,优势度指数降低1.6%;未利用地、林地的分离度分别增加114.58%和69.64%,而耕地的分离度减少45.86%;流域耕地、建设用地重心向东北方向偏移,而未利用地、林地重心向南东、南西方向偏移。引入社会、经济数据分析,人口增长、经济发展是流域耕地增加进而导致系列土地利用变化的主要人文驱动力,而生态环境保护等宏观政策是流域林地变化的主要驱动力。     

干旱区河谷城市土地利用生态风险动态预测——以新疆伊宁市为例

土地利用规划和土地生态安全是土地资源可持续利用的基础和核心。基于伊宁市土地利用总体规划(2010—2020年),依照规划基期年及末期年土地利用结构特征,借助土地利用变化、土地利用类型动态度和生态风险空间分析方法,测算了土地利用生态风险指数。并通过运用ArcGIS 9.3对生态风险进行了系统采样、半变异函数分析及空间插值,研究伊宁市土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果显示:伊宁市土地利用总体规划对全市土地利用空间结构进行了较大调整,土地生态风险具有明显的区域性,生态安全状况由北向南逐渐加重,且高、较高风险区在南部区域呈圆环式蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在伊宁市河谷构建良好的生态用地格局,提高土地利用的综合效益。     

基于景观结构的眉县土地利用生态风险空间特征

在GIS与RS技术支持下,以眉县为研究区域,根据对遥感影像的解译获取2005年、2010年及2015年土地利用类型数据,划分1 km×1 km网格作为研究单元,根据景观扰动指数与景观脆弱指数构建生态系统模型,借助地统计学与GIS软件进行了空间分析,对眉县土地利用变化影响下的生态风险空间分异特征进行了定量评价。结果表明:眉县土地利用类型中建设用地与林地面积逐年增加,耕地与未利用地面积总体减少,土地利用程度提高。空间自相关分析结果显示高值-高值（H-H）聚集区集中分布于北部首善镇、常兴镇附近,低值-低值（L-L）聚集区主要分布于研究区边界。眉县土地利用生态风险等级整体上呈现逐渐提高的趋势,高风险区主要集中在北部首善镇、常兴镇附近,此区域风险等级提高最为显著,南部生态风险普遍较低,形成北高南低的局面,高风险区、较高风险区面积逐渐扩大。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

基于GIS和Markov模型的内蒙古农牧交错带土地利用变化

为了研究人类活动对农牧交错带土地利用类型的空间分布、转化及对生态环境的影响,该文以内蒙古农牧交错带太仆寺旗为例,运用RS和GIS技术对该区域近30 a土地利用/覆被变化及景观格局空间变化进行分析,并在此基础上运用马尔可夫（Markov）模型对未来20 a土地利用变化进行预测。结果表明,近30 a来,草地和农业用地面积在该研究区占居主导地位,并且它们之间发生着明显的相互转化。1975－1990年,草地主要向农业用地转移,1990－2004年农业用地主要转化为草地,草地面积增加;1975－2000年,研究区景观多样性升高,蔓延度指数下降,破碎化程度加剧;2000－2004年景观内优势斑块具有了很好的连接性,聚集度增大,整体景观格局破碎化程度降低;人为干扰强度的变化对土地利用结构的变化具有重要作用,土地利用强度主要受人口数量以及国家土地利用政策的影响;在未来20 a间农业用地面积会继续减小,草地、未利用土地面积将有小幅度降低,林地面积会显著增加。实行合理的土地利用政策,利用生态系统自身的修复功能进行生态环境治理是该地区生态恢复的基本途径。     

城市近郊区土地利用生态风险评价——以西安市长安区为例

分析了西安市长安区土地利用/覆盖时空格局变化,从土地利用视角,基于综合生态风险指标模型和土地生态风险指数模型,采用RS、GIS技术及空间自相关统计方法,对西安市近郊区长安区土地利用生态风险进行评价。研究结果表明长安区土地利用生态风险呈上升的趋势,综合生态风险指数从1985年的0.1952增加到2013年的0.248,土地生态风险指数在空间上呈现不均衡,高值区聚集于研究区北部的韦曲、郭杜及相邻乡镇,形成区域生态高风险区,低值区聚集于南部的东大镇、滦镇、五台乡和杨庄乡等乡镇,空间分布呈现明显的正自相关,1985年、2000年和2013年的全局自相关指数分别为0.4792、0.5007和0.5121。     

珠江三角洲土地利用分形特征及其影响机制

该文以遥感影像解译数据为基础,在分析1990、2000和2006年3个时期珠江三角洲土地利用数量变化的基础上,应用分形维数模型计算出珠江三角洲各土地利用类型的分形维数和稳定性指数,对其土地利用空间结构及其区域差异进行了深入研究,应用灰色关联分析法探讨了分形特征的影响机制。研究表明,珠江三角洲建设用地面积快速扩张,耕地、林地面积迅速减少,土地利用空间结构由复杂趋向简单,稳定性不断增强,水域空间结构最复杂,未利用土地最简单,水田、城镇用地、未利用土地的空间结构趋向复杂,其余地类的空间结构趋向简单。各市（区、县）分形特征差异明显,分形变化各不相同。分形特征主要受图斑自身几何性质的影响,人口因素影响在减弱,三大产业中以第一产业影响较大。     

2006-2018年汾河流域土地生态安全预警测度及时空格局演变

[目的]开展汾河流域土地生态安全预警研究,为流域土地资源科学合理利用及可持续发展提供参考。[方法]采用乘算模型、空间自相关及地理探测器方法分析2006-2018年流域土地生态安全警度的时空格局演化特征及主导因子。[结果]①2006-2018年汾河流域土地生态安全警度演变趋势为向上开口抛物线的曲线特征,且由“较不安全”向“临界安全”状态转变。②空间上土地生态安全警度呈现“大集聚,小分散”的特征,并经历“下降-提高”的过程。③警度空间自相关由“正相关-负相关-正相关”转变,与流域土地生态安全警度时空格局分布基本一致。④影响流域土地生态安全的主导因子为经济发展水平、环境保护投入与治理力度、土地利用效率。[结论]未来应优化汾河流域生产、生活、生态空间布局,建立流域生态补偿机制,加大环境保护与科研投入力度促进流域的生态安全水平的提高。     

基于Malmquist指数的珠三角城市群土地利用效率研究

提高城市土地利用效率是实现城市土地节约集约利用的重要举措。通过建立面板数据,运用Malmquist指数测算了珠三角城市群9个城市的土地利用效率。研究发现:(1)从时间序列来看,2005—2013年珠三角城市群9个城市各年份土地利用效率平均值在[0.897,1.065]区间上呈现无序波动变化趋势,2006年最高,2013年最低;从空间序列来看,珠三角城市群各个城市在2005—2013年土地利用效率平均值位于[0.819,1.087]区间上,肇庆最低,深圳最高;(2)从土地利用效率要素分解上看,2005—2013年广州、惠州2个城市土地利用技术效率、规模效率有所提高,其余7个城市土地利用技术效率、规模效率基本维持不变;广州、深圳、佛山、东莞、中山5个城市土地利用技术进步呈现上升趋势,而其余4个城市则呈现相反的趋势。综合分析,在土地利用纯技术效率和规模效率提升空间较小的情况下,未来珠三角城市群土地利用效率的提高主要应注重土地利用技术进步的改善。     

基于土地利用的三峡库区生态屏障带生态风险评价

[目的]揭示三峡库区生态屏障带生态风险,为库区生态风险评估及土地利用优化提供理论依据。[方法]基于遥感影像数据,运用RS与GIS技术,计算土地利用相对合理性指数,同时构建生态风险评价模型,划分高程/坡度带定量评价三峡库区生态屏障带的生态风险情况,划分生态风险等级,并对生态风险进行空间自相关分析。[结果]较低生态风险区占比例最大,为36.77%,高生态风险区及较高生态风险区主要分布在沿长江两岸建设用地及耕地较为集中的区域,土地利用相对合理性指数随高程增高逐渐变大,随坡度增大逐渐减小,研究区生态风险空间自相关分析呈现出十分显著的局部自相关性。[结论]研究区内生态风险总体呈现较低值,沿江高值区需对土地利用进行重点优化。     

长三角地区景观生态风险与人类活动强度的响应及其时空关联

人类活动是诱发区域生态风险的重要因素,但生态风险与人类活动在不同尺度下的表征效果不一,响应程度不同,从多尺度科学地研究区域景观生态风险与人类活动强度的关联特征对于协调区域人地关系地域系统矛盾,推动地区可持续发展具有重要意义。该研究以长三角地区为研究对象,基于1990-2020年4期土地利用、夜间灯光、人口空间分布数据,建立市域、县域、格网三级尺度,构建景观生态风险及人类活动强度评估模型,刻画不同尺度下二者的时空响应特征,并基于Copula函数、双变量空间自相关及耦合协调度模型,揭示景观生态风险与人类活动强度的时空关联性。结果表明：1）1990-2020年间不同尺度下长三角地区景观生态风险均呈现北高南低的空间分布格局,且高风险地区持续减少,低风险区均呈增加趋势,其中市域尺度下高风险地区的减势最明显,而县域尺度下,低及中低风险区总体增势最为显著;2）1990-2020年间不同尺度下长三角地区人类活动强度均呈现东北高西南低的空间分布格局且高强度区域均呈现显著上升趋势,而低强度区域均明显下降,其中格网尺度下高强度区域增幅最大,达13.42个百分点,市域尺度下低强度区域的减幅最为明显,达9.76个百分点;3）1990-2020年间长三角地区人类活动强度与景观生态风险呈现正向相关性,但人类活动强度对于景观生态风险的影响正在削弱。空间上高-高（H-H）集聚区域呈现持续减少趋势,而低-低（L-L）呈现先增后减的变化趋势,低-高（L-H）及高-低（H-L）在2010年后增势明显。研究结果可为长三角地区国土空间优化及生态安全维护提供理论依据,为区域生态风险防范和生态修复提供参考。     

珠三角耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素分析

为推进珠三角耕地保护、优化耕地利用格局,将耕地利用转型内涵进一步深化,从结构、效率和功能3个维度构建指标体系,运用熵权法、ArcGIS空间分析和灰色关联分析等方法揭示了珠三角地区耕地利用转型的时空演化特征及其影响因素。结果表明:(1)区域耕地利用形态诊断可以从结构、效率和功能三方面度量;(2)珠三角整体耕地利用综合转型水平呈上升态势,城市间综合转型水平差异明显并呈缩小趋势;(3)珠三角耕地利用综合转型在空间上呈“核心—边缘”分布特征,中心城市转型水平较低;(4)各市在结构、效率和功能转型3个层面的得分具有不均衡性,转型优劣有所差异,其中深圳效率转型指数上升293.12%,广州结构转型指数下降19.76%,中山功能转型指数下降20.69%。(5)城镇化率、人均GDP和人均固定资产投资对耕地利用转型的影响较为显著。综上,珠三角耕地利用朝优化方向转型,但区域间转型差异仍不可忽视。人口和社会因素对珠三角耕地利用转型具有较大的推动作用。     

黄河下游地区土地利用和生态系统服务价值的时空演变

基于黄河下游地区1990—2015年土地利用分类数据,运用土地利用变化动态度、土地利用转移矩阵,探究不同土地利用类型的变化程度及转移情况,运用当量因子法、热点分析、重心模型、地理探测器探究黄河下游地区县域尺度生态系统服务价值的时空演变及其空间分异。结果表明:1)耕地、草地、未利用地面积逐渐减少,建设用地面积增加,耕地是建设用地面积增加的主要贡献者,建设用地扩张存在侵占耕地的现象。2)从时间尺度看,地区生态系统服务价值逐年减少;从空间尺度看,县域尺度的高值区逐渐减少,低值区逐渐增加;从地均生态系统服务价值的变化率来看,大部分县区的地均生态系统服务价值呈现持续降低趋势。3)地均生态系统服务价值的高值区与低值区空间集聚程度明显,但有逐渐弱化的趋势;生态系统服务价值的重心始终分布在山东省郓城县,重心迁移与两地区之间生态系统服务价值变化差值有关。4)黄河下游地区县域尺度地均生态系统服务价值空间分异受自然因素和社会经济因素共同作用的影响,是不同驱动因子共同作用的结果,其中人为综合影响指数对区域生态系统服务空间分异的影响最大。     

黄河口生态脆弱区土地利用时空变化及驱动因素分析

黄河三角洲是典型的生态环境脆弱区,在人类活动及自然环境相互作用下土地利用变化剧烈,是研究土地利用变化的热点地区。该文以黄河口垦利县为研究区,选用1989年、1995年、2000年、2005年及2011年5个时相的遥感影像,获取各时相土地利用信息,利用土地利用变化相关模型,分析了研究区20余年来土地利用的时空变化特点,并对其驱动因素进行了探讨。结果表明:研究区土地利用变化的主要特征是旱地、林草地面积减少和建设用地、水域、盐荒地、滩涂面积的大幅增加。2000年之前总体土地利用变化程度高于后期,单一土地利用动态度,河流水面、水域及建设用地表现较明显。研究时段内旱地、盐荒地、水田、建设用地重心均向西南方向迁移,林草地、河流水面、滩涂重心则向东北方向迁移,水域重心转向西南,但整体地域分布特点变化不大。蒸降比大、偏砂质地土壤、地下水埋深浅且矿化度高、黄河断流等气候水文因素是该区土地利用覆盖变化的主导自然驱动,人类不合理的农业开发活动是主要人为驱动。该研究为黄河口生态脆弱区资源环境的利用保护和社会经济的可持续发展提供依据。