基于景观生态安全格局的成都平原与龙门山脉过渡带土地资源开发利用

[目的]基于景观生态安全格局的土地利用研究,为缓解人地矛盾、经济发展与生态保护提供科学依据。[方法]以成都平原与龙门山脉过渡带的四川省绵竹市为例,基于遥感和GIS技术,在提取和分析20a来土地利用变化及其地形因子响应基础上,以生态用地保护为目标,选取地形和土地覆盖类型为阻力因子,应用最小累计阻力模型构建景观生态安全格局。通过与土地资源现状的叠加,对不同景观安全水平的土地资源进行划分。[结果]研究区土地资源分为优先开发、适度开发、限制开发、禁止开发等4种类型,其面积分别达7 218.39,17 974.75,21 545.39,77 791.46hm2,并分析各类型土地利用特征,提出了相应的土地资源开发利用规划。[结论]基于景观生态格局理论与方法,提出的不同生态安全水平的土地用地规划,有利于区域生态安全保护和土地资源持续性利用。     

“三生”空间视角下东南丘陵地区土地利用冲突识别

[目的] 在“三生”空间视角下进行乡镇区域土地利用冲突分析，为提高土地利用冲突的定量与定位治理精度和准确度，探索综合协调管理路径与策略提供科学依据。[方法] 通过构建“三生”空间用地竞争力测度指数，以福建省南平市浦城县仙阳镇为研究对象，从适宜性和驱动力两方面构建“三生”空间用地竞争力评价指标体系，识别其土地利用冲突类型，并提出相应的冲突管理建议。[结果] 仙阳镇共存在12种土地利用冲突类型，其中高度冲突区和中度冲突区的冲突程度较为激烈，占土地面积比例分别为18.00%和22.41%。[结论] 研究区土地利用冲突范围较大，风险较高。应积极发展用地竞争优势区，并严格实行土地用途管制，在保护生态用地和永久基本农田的前提下，平衡各类土地利用冲突。     

流域"地-矿"土地水资源利用冲突测度确定及土地整治策略

量化区域煤炭开采与水土资源相互影响程度,有助于把握土地利用过程中的主要限制因素,提高土地整治的针对性与有效性。该文以山西省泽州县长河流域为研究区,提出煤炭开采与水土资源利用相互影响测度与土地整治策略的思路和方法。首先提出煤炭开采与水土资源相互影响分析框架,并将土地、水和煤炭作为主要的相互影响对象,将土地利用系统作为影响载体,借助数学模型和GIS空间分析技术,依次评价土地损毁累积作用指数、水资源匮乏指数和煤炭资源损失指数;然后确定综合影响值及其等级空间分布,并据此将流域划分为重点生态修复区、重点生态保护区、损毁土地复垦区、耕地资源保护区、水资源匮乏修复区、水资源与耕地资源保护区和耕地质量提升区等七大土地利用功能区,并根据主要限制因素提出相应的土地整治策略。研究结果表明综合影响高值区及中值区面积占研究区总面积的分别是20.21%和33.39%,主要分布在流域西部,是煤炭开采活动集聚区,煤炭压覆及土地损毁是冲突主要表现特征,划分为重点生态修复区、重点生态保护区、损毁土地复垦区和耕地资源保护区;综合影响低值区及(基本)无影响区分别占24.24%和22.16%,主要分布在流域东部,水资源匮乏是冲突主要表现特征,划分为水资源匮乏修复区、水资源与耕地资源保护区、耕地质量提升区,以上分区与土地利用总体规划中土地用途分区基本吻合。综合影响测度模型有利于定量分析"煤炭-水土"相互利用影响等级与主导限制因素,为制定有效的土地整治策略提供依据。     

矿区耕地整治潜力评价与整治分区

探索矿区耕地整治潜力评价方法,为新时期矿区耕地整治的实施提供科学依据。该研究以山西省长河流域为例,从耕地的利用低效利用度、生态脆弱度和土地损毁度3个维度构建矿区耕地整治潜力指标体系,在进行分项测度的基础上,结合地形和社会经济因素进行修正,集成测算了耕地整治潜力,并利用自组织双重聚类和DB指数(Davies-Bouldin Index)确定耕地整治分区和整治策略。结果表明:1)长河流域耕地低效利用度、生态脆弱度、土地损毁度及整治潜力的空间分异显著;2)长河流域划分为健康利用提升区、耕地资源整理区、重点生态修复区、损毁土地复垦区、土地治理优配区和综合土地整治区6类分区,并据此制订差异化的整治策略;3)基于自组织双重聚类划定的耕地整治项目区空间连片性较高,利于耕地整治的全域覆盖,研究为同类区域开展耕地整治潜力评价提供借鉴,也为新时期矿区土地整治规划提供指导。     

基于主体功能区划和FLUS-Markov模型的区域国土空间格局模拟--以福州都市圈为例

[目的] 模拟2030年福州都市圈不同主体功能区各土地利用/覆盖类型空间分布，预测研究区国土空间格局未来发展趋势。 [方法] 基于2010和2020年土地利用/覆盖现状遥感监测，OpenStreetMap(OSM)，digit elevation model(DEM)，夜间灯光及气象等多源数据，利用FLUS-Markov模型基于分区模拟和整体模拟方式分别预测研究区2030年的土地利用/覆盖空间结构并进行对比，探讨各主体功能区土地利用/覆盖时空变化强度差异特征。 [结果] ①2020年福州都市圈各主体功能区模拟精度kappa系数均在0.85以上，说明该模型关键参数的组合设置可以有效地模拟不同功能区的土地利用/覆盖空间分布格局； ②与整体模拟相比，分区模拟结果的单一土地利用动态度、综合土地利用动态度和土地利用程度等指标相对较优，故分区模拟更适用于区域未来土地利用/覆盖规划。 [结论] 基于分区模拟方式的福州都市圈2030年模拟结果与主体功能区划的发展目标更加吻合，因此，可以结合各功能区发展特点提出各区域经济发展和生态保护的重点方向。     

当前形势下土地利用总体规划中功能分区方法研究——以宜兴市为例

当前形势下土地利用总体规划的功能分区应进一步强化科学发展理念,除了要突出土地利用现状要素外,同时需要强调其与社会经济、生态保护的协调,以达到土地利用综合效益的最大化.本文在这种理念的指导下,首先提出了土地利用总体规划中耕地保育潜力、经济与建设开发潜力、生态保护潜力的功能分区指标体系及其定量方法,确定了各组合所对应的功能区类型.然后,综合考虑资源、经济、生态特征组合,并结合土地利用现状,采用聚类方法,以镇(园)为单元对宜兴市土地利用进行综合功能分区,将功能区划分为优先发展区、适度发展区、适度保护区、禁止发展区和灰色地区等5类土地利用功能区.文章最后从社会经济角度分析了各功能区的特征,提出了土地利用方向与措施.     

基于GIS与灰色星座聚类的巢湖流域土地整治分区

土地整治分区是土地综合整治与规划有效进行的前提和基础。该文以巢湖流域为例,从自然条件、区位优势、社会经济和土地利用4个方面因素考虑,构建分区指标体系,利用熵值法确定权重,采用GIS空间数据可视化对指标体系空间分布特征进行分析,在此基础上,运用灰色星座聚类法将研究区划分为4种整治类型区,根据综合指标值的排序和最大相似性原理、自然空间连续性对分区结果进行调整。研究认为,Ⅰ区(生态涵养型土地整治区)应着重低丘缓坡开发利用整治模式;Ⅱ区(城镇发展型土地整治区)应依据城市发展需求以服务城市的郊野公园生态化土地整治模式为主;Ⅲ区(基本农田型土地整治区)应以提高耕地数量提高耕地质量的高标准基本农田建设模式为主;Ⅳ区(综合整治型土地整治区)应以迁村并点、内部挖潜为主进行农用地与建设用地的综合土地整治。研究结果可为巢湖流域制定土地整治规划提供科学合理的依据。     

基于驱动力作用下的土地利用功能分区研究——以新疆伊宁市为例

基于社会、经济和生态环境发展导致土地利用结构变化的角度,科学合理划定土地利用分区,有利于实现区域土地资源合理利用。以伊宁市为研究区,结合区域内经济、生态和社会发展情况,分析土地利用变化驱动力影响机制,从土地结构、社会经济和技术三方面,构建土地利用功能分区指标体系,通过定量和定性相结合的分析方法,综合划分土地利用功能区。结果表明,伊宁市11个乡镇场土地利用状况在空间上存在明显不一致。按照土地利用变化驱动力作用综合定量定性分析方法,将研究区分为城中心城镇商贸发展区、城镇工业发展接替区、观光旅游特色农业区、生态保护旅游发展区等四个功能区,并结合区域发展战略、政策,确定区域土地利用的合理方向,提高土地资源配置效率,实现土地可持续利用目标。     

集成"质量-格局-功能"的中国耕地整治潜力综合分区

面向新时期耕地资源多功能综合保护的新要求,科学评价耕地整治潜力,合理确定整治分区是聚焦"新三农"、服务国土综合整治的有力抓手。该研究围绕耕地自然资源禀赋、空间格局、要素功能等3方面,构建了集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价指标体系,在对全国耕地进行整治潜力综合评价的基础上,采用k-means聚类方法划定耕地整治潜力综合分区,得到以下主要研究结果:1)通过构建集成"质量-格局-功能"的耕地整治潜力评价框架,采用"一级区-二级区-三级区"3个层级的潜力分区体系,并结合"聚类区域+农业格局+整治类型"的分区方法开展耕地整治潜力综合分区,对因地制宜布局农业生产格局、差别化开展新时期国土综合整治具有积极作用;2)中国耕地资源整治潜力在质量、格局及功能之间存在显著的空间分异,质量改善潜力区主要分布于长江流域、海河流域和淮河流域等地区;格局优化潜力区主要集中于黄河流域、东南诸河流域、内陆河流域及长江中下游等地区;功能提升潜力区主要分布于长江流域、珠江流域及内陆河流域等地区;3)采用k-means空间聚类分析方法,从整治潜力视角将中国耕地资源划分为7个一级分区、38个二级分区和409个三级类型区。研究结果有利于因地制宜推进以全要素整合为核心的耕地综合整治,提高耕地资源供给服务能力及区域农业资源配置效率。     

东江流域2001-2013年土地利用/覆被类型变化的时空特征及成因

[目的]区分人类活动和自然环境变化对东江流域土地利用/覆被类型变化的贡献率,为优化流域土地利用方式、保护流域生态环境和支持粤港澳大湾区建设提供有益的信息和科技支撑。[方法]基于时间序列的遥感影像土地利用/覆被类型栅格数据,结合区域经济发展、土地利用评价指标体系和灰色关联分析,量化东江流域2001-2013年间土地利用/覆被类型变化的时空特征和成因。[结果]①随着时间推移,东江流域土地利用/覆被类型格局由常绿阔叶林、草地和耕地共同主导型转变为常绿阔叶林主导型;②研究期内不同土地利用/覆被类型变化差异明显,灌丛、混合林、常绿阔叶林和草地变化剧烈且相互之间转化频繁,水域、耕地和城镇用地面积变化相对平缓;③非城镇用地转化空间差异显著,耕地的转化程度表现为：下游 > 上游 > 中游;④人口增加、城市建设、技术革新和经济增长是推动东江流域土地利用/覆被类型发生变化的主要原因。[结论]总体来说,最近10 a多东江流域的土地利用/覆被类型变化有利于流域生态环境和水资源的保护,进而有助于粤港澳大湾区的建设。     

中山市平原河网区水土流失易发区划分研究

[目的]开展中山市境内平原河网区水土流失易发区的划分工作,为更好地贯彻落实《水土保持法》,保护宝贵的水土资源,为政府依法行政、实施生产建设项目水土保持管理提供科学依据。[方法]通过分析区域内土壤抗蚀性弱,母岩易风化,降水多,强度大且年内分布不均,水热条件充裕等自然特点,以及人类社会经济活动较强等社会经济特点,基于GIS,RS技术开展研究。[结果]通过划分水土保持分区,明确了需界定水土流失易发区的平原河网区范围,也探明了研究区地形地貌、降雨、土壤、植被及河网区水土流失易发敏感因子,合理选取定量和定性指标,构建了水土流失易发区划分指标体系,划分出中山市平原河网区水土流失易发区。[结论]中山市平原河网区水土流失易发区主要有小榄镇、黄圃镇等9个镇区,土地面积约666.92km2,占该市土地总面积的37.39%。易发区划分成果完善了中山市水土保持规划体系,同时也可为编制地市级水土保持规划或制定规章制度提供依据。     

基于最小累计阻力模型的南京市生态安全格局构建

[目的]构建科学合理的生态安全格局,为生态文明建设背景下统筹推进市域国土空间可持续发展提供参考。[方法]基于生物多样性、水资源安全、地质灾害规避对江苏省南京市生态用地重要性进行定量评价,进而识别生态源地;参考PM_(2.5)浓度、夜间灯光数据对物种迁徙的影响构建修正后的生态阻力面;通过最小累计阻力模型(MCR)构建区域生态安全格局。[结果]南京市生态源地面积490.3 km~2,基本涵盖国家级和省级自然保护地,识别结果较为合理。修正后生态阻力面的阻力值范围在0～43 854.6之间,阻力值较大的区域位于鼓楼区、秦淮区、建邺区东部等长江南岸,浦口区中部、玄武区中部、江宁区东北部等区域阻力较小,能够较好地表征区域生态过程差异。依托生态源地、缓冲区、生态廊道等核心组分,形成了"一带三区多轴"的南京市生态安全格局框架。[结论]改进后的生态安全格局构建方法行之有效,以此构建的生态安全格局框架与现有《南京市主体功能区实施规划》更加契合。     

苏南地区土地利用的生态敏感性分区

[目的]开展土地生态敏感性分区研究,剖析区域不同土地利用方式下土地生态环境状况,为区域土地利用规划等提供依据。[方法]以苏南地区典型城市宜兴市作为研究区,采用USLE与景观安全格局方法划分水土流失敏感区和生物多样性敏感区,进而得到宜兴市土地利用的生态敏感区。[结果]宜兴市土地利用生态敏感程度总体较低,一般敏感区与低敏感区面积接近区域总面积68.17%,极敏感区分布集中,敏感等级由南部山区向北部平原逐步降低。[结论]USLE与景观安全格局相结合进行土地利用的生态敏感性分区研究,可以发挥两者的长处,综合和定量分析不同因素对区域生态环境的影响。     

粮食主产区煤炭资源开发与农用地生态补偿机制

[目的]定量测算煤炭资源开采对农用地生态环境影响,构建矿产资源开发与农用地生态补偿新机制。[方法]以黑龙江省粮食主产区鸡西市东山煤矿为例,采用市场价值法、排污费及机会成本法。[结果](1)煤炭资源开发直接影响农用地完整性及粮食生产,间接影响生态环境及矿区居民健康。(2)资源开发企业造成生态损失由破坏及受益企业承担补偿,不明确破坏主体及历史遗留矿山生态环境损害由政府作为生态补偿主体;矿产资源开发对现代农业产区水土资源造成长期及不可逆转性的生态环境损害,土地整理复垦及高标准农田建设是粮食主产区重要补偿客体,生态环境治理区及矿区居民也是补偿客体。(3)鸡西市东山煤矿开采与农用地生态补偿为947.20万元/a,补偿标准为煤炭产值的2.92%。(4)政府以财政转移支付作为生态补偿方式,矿产开发企业以资源开采与农业生态补偿标准形成保证金制度,保证履行生态治理义务。[结论]粮食主产区煤炭资源开发与农用地生态补偿机制应构建以受益企业及政府为补偿主体、土地整理复垦及高标准农田建设项目区、生态环境治理区及矿区居民为补偿客体,测算煤炭开发对农用地的直接及间接影响作为补偿标准,建立多元化的补偿方式。     

宁波市水土保持区划研究

宁波市的水土保持区划工作始于2000年.当时主要依据宁波市地形地貌特点的水土保持区划,已不能适应新时期水土保持工作的需求.为科学指导宁波市今后的水土保持工作,在全国水土保持三级区划的基础上,结合宁波市的自然条件、水土流失发生发展趋势和社会经济发展对水土保持的需求,有必要重新进行水土保持分区.作者采用叠图分析法,将全市划分为北部农田防护水质维护区、中部人居环境水质维护区、东南土壤保持水质维护区和西部水源涵养生态维护区等4个不同的水土保持分区.北部农田防护水质维护区,重点加强耕地、园地和林地等具有重要生态功能土地的保护,改善平原河网水质;中部人居环境水质维护区,重点加强城市开发建设中土石弃渣和泥浆处置的管理,构建生态走廊,改善人居环境和河湖水质;东南土壤保持水质维护区,重点改造治理低质林地,完善沿海防护林建设,对经济林园地实施保土耕作措施,提高土地利用综合效益;西部水源涵养生态维护区,重点采取封山育林措施,充分发挥植被拦截泥沙、调蓄径流、涵养水源和治理面源污染的能力.通过合理的区划,以期科学指导宁波市今后的水土保持工作.     

徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应

[目的]研究徐州市区的土地利用变化及其生态环境效应,为土地的合理规划以及区域经济与生态环境的平衡提供理论支持和参考依据。[方法]以土地利用转移矩阵和叠加分析为工具,分析徐州市中心城区的土地利用类型的动态变化特征和空间格局演变规律,并通过NDVI和区域生态环境质量指数分析土地利用变化的生态环境效应。[结果]基于多源遥感数据的分类回归树(CART)分类结果,其Kappa系数均大于0.90;整个研究区耕地面积大幅减少,建筑用地迅速增加。郊区较多土地类型转变为建筑用地,在2004—2016年期间,研究区NDVI低值区域逐步扩大,但生态环境质量先由0.323增加为0.360,后下降至0.320。[结论]2004—2016年徐州城市扩张导致耕地大面积较少,景观破碎化加剧,但城市建设过程中绿地面积增加,整体生态环境质量稍有提升。建议进一步加强徐州城区景观格局的合理规划,降低城市化进程给生态环境带来的负面影响。     

基于生态系统服务和PSO-SOFM神经网络的中亚水土热资源匹配分区

水土热资源匹配度分区研究对于区域农业规划具有重要意义。中亚地区长期以来缺乏合理的水土热资源管理,已引发了一系列资源环境问题,严重威胁该地区农业生产。目前的研究也较少关注中亚水土热资源匹配分区模式。本研究利用遥感数据,通过量化4种主要生态系统服务(植被固碳、土壤保持、水源供给与涵养及生物多样性保护)的时空分布特征,结合PSO-SOFM(particleswarm optimization,PSO;self-organizing featuremap,SOFM)神经网络模型实现中亚水土热资源匹配度分区,并利用Spearman秩相关分析探索不同匹配度分区与生态环境因子的关系,应用偏相关分析确定气温和降水量对中亚地区生态系统服务的影响。结果表明,中亚生态系统服务总体呈东南高、西北低的空间格局,沿山地—绿洲—荒漠方向递减。在2000—2015年间,各类生态系统服务均有不同程度变化,其中植被固碳和土壤保持呈显著下降的面积占整个中亚的84.81%和84.82%;水源供给与涵养以及生物多样性保护服务呈显著下降的面积较少,占比分别为69.48%和19.8%,且这两种生态系统服务在个别地区有增加趋势。PSO-SOFM神经网络模型在中亚水土热资源匹配度分区中表现良好,根据生态系统服务值空间模式,中亚水土热资源匹配度可被划为5大类21个子类分区。在空间尺度,各类匹配度分区之间生态系统服务值有显著差异,降水是影响生态系统服务和匹配度高低的重要限制因子,而气温和土壤因素影响较弱;在时间尺度,降水和各生态系统服务值间呈显著正相关关系的范围更广,而气温对生态系统服务值有显著影响的区域主要集中在哈萨克斯坦北部草地—半荒漠生态敏感区、中亚荒漠生态脆弱区、中亚中部半荒漠生态敏感区以及巴特赫兹—卡拉比尔半荒漠生态敏感区等地。而在其他区域,气温和降水量并非决定生态系统服务值高低的主要因素,生态系统服务值的变化可能与土地开发利用模式有关。结合不同匹配度分区的生态地理条件,本研究可为中亚地区水土资源开发利用、农牧业发展以及生态环境保护提供有用信息。     

黄土高原典型矿区水环境承载力研究

[目的]认清黄土高原矿区的水环境承载力,科学合理地利用有限的水资源。[方法]以黄土高原典型矿区——山西省古交市为例,基于其水文、生态、社会、经济的实际情况,选取了水资源利用率、人均水资源可利用量、人均供水量、生态需水率、生活需水定额、需水量模数、供水量模数、耕地灌溉率和万元工业产值需水量9项评价指标,构建水环境承载力量化模型,对试验区2000,2010,2020和2030年的水环境承载力水平进行评价和预测。[结果]各年综合评判结果显示其水环境承载力属于中等偏低的不安全水平,试验区不仅存在资源型缺水,还存在水质型缺水和工程型缺水的状况。[结论]水资源的开发利用要注重开源节流、巩固基础工作和重视生态目标以提高黄土高原区域及类似地区的水环境承载力水平。     

基于最小累积阻力差值模型的北京市生态安全格局构建

[目的] 构建适合北京市区域环境特点和社会发展水平相对完整的城市生态安全体系，为有效控制城市扩张发展生态安全底线和城市生物多样性保护提供科学参考。[方法] 基于北京市生态系统水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性维持服务功能及各类自然保护地提取生态源地；综合考虑全域多要素指标，运用生态源地扩张阻力面和城镇用地扩张阻力面差值划分生态安全格局（即高水平生态区、中水平生态区、低水平生态区、生态城镇临界区、低水平城建区、中水平城建区和高水平城建区）。同时识别生态廊道和生态节点区域，从而构建北京市生态安全格局。[结果] 北京市生态源地总面积为3 568.95 km²，占全区土地总面积的21.7%，集中分布在北京市西北区域，呈包围中心城区态势；北京市重要生态廊道11条，生态节点153个，其中石景山区生态网络密度最大，东城区生态网络密度最小，北京市中心建城区呈“摊大饼”式蔓延，城区的生态廊道断裂程度较高。[结论] 北京市生态格局破碎化明显，未来应优化生态节点空间布局，以保护生态源地，规划生态廊道，控制生态城镇临界区建设等方式获得生态效益。