多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

基于多目标情景模拟土地利用格局,定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势,有助于生态系统服务管理策略的制定,从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例,借助GIS（地理信息系统）和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估,基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务,并评估其权衡协同关系。结果表明： 2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km²和72.67 km²,耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km²和39.31 km²,耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景,建设用地扩张程度受到遏制; 2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强,固碳服务能力下降;自然发展情景下产水服务最佳,耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降,生态系统服务间权衡效应增强,生态保护情景下固碳、土壤保持和氮保持服务均处于最佳态势,除粮食供给与固碳服务外其他生态系统服务间权衡效应均得到优化,生态系统服务价值较自然发展情景和耕地保护情景下分别增加3.54亿元和4.69亿元。因此,在未来国土空间规划和管理中,应坚持生态优先战略,妥善处理好“三线”划定问题,优化土地资源配置,实现经济与生态文明的协调发展。     

中国省域农业现代化与城镇化的空间拟合分析

利用2007—2016年中国省域农业现代化和城镇化数据,首先进行主成分分析测算农业现代化得分;而后对农业现代化和城镇化进行空间自回归检验验证两者关系,并拟合出库兹涅茨曲线,探究城镇化对农业现代化的影响趋势。结果表明,10年间中国省域农业现代化水平均有显著提高,且空间自回归性较强;城镇化与农业现代化的关系呈平滑"N"型曲线,具有较强的正向影响。根据曲线走势可得到3个结论,首先中国各省(自治区、直辖市)在库兹涅茨曲线上的分布较散,差距较大;其次城镇化对农业现代化具有积极影响;最后提升农业现代化水平,应结合省际之间的带动作用和自身的积极发展,并重视城镇化对农业现代化不同阶段的推动作用。     

基于变异系数法的灵宝市土地生态敏感性分析

选定河南省灵宝市地貌、地质灾害易发程度、土地覆被、土壤类型和地形坡度等5个因子,构建土地生态敏感性评价指标体系,采用客观确权法-变异系数法确定各个因子权重,结合ArcGIS,运用加权评分法得到灵宝市土地敏感性分布情况。结果表明,灵宝市土地生态环境总体较脆弱,以极敏感和高敏感为主,占全市面积的52.90%,不敏感和低敏感区占全市面积的23.89%。     

河南省县域尺度城镇化协调发展时空差异及影响因素

基于城镇化协调发展指标体系和改进了的城镇化协调发展理论模型,采用泰尔指数、ESDA,GWR等空间分析方法,在河南省108个县市2000年、2005年、2010年、2014年城镇化各子系统及其综合发展水平的基础上,对河南省县域协调发展的时空分异格局、空间关联性分析以及影响因素进行了分析。结果表明:河南省城镇化的整体水平、各子系统发展水平及其协调发展度都呈现逐年提升的趋势;河南省城镇化协调发展空间分异显著,具有明显的空间群聚效应;各县市间的城镇化协调发展度总体差异呈下降趋势。城镇化协调发展的影响因子系数由大到小依次为人口分布密度、人均教育经费支出、人均地方财政一般预算收入、平均海拔、农民人均纯收入、人均社会消费品零售总额、人均粮食产量、建筑业总产值、地方财政人均农林水利支出,建筑业总产值与地方财政人均农林水利支出整体上表现为负相关,其余指标表现为正相关。     

基于PCA的耕地功能冲突与协同识别——以湖北省为例

[目的]以湖北省为例,识别耕地功能之间的冲突与协同关系及各耕地功能的强弱,为耕地多功能利用与管理提供技术支撑及决策信息。[方法]采用主成分分析法(PCA)进行识别论证。[结果](1)湖北省耕地的基本生活保障功能最强,生态安全维护功能次之,就业保障功能最弱;(2)湖北省耕地的基本生活保障功能、生态安全维护功能和就业保障功能之间、耕地的社会安定维护功能和粮食安全保障功能之间、耕地的就业保障功能、家庭经济贡献功能和国民经济贡献功能之间存在协同关系;(3)湖北省耕地的社会安定维护和粮食安全保障功能束与家庭经济贡献和国民经济贡献功能束之间存在显著的冲突关系。[结论]PCA法不仅可以表达各耕地功能的强弱,更能直观表达耕地功能间的冲突与协同关系以及冲突与协同的程度,为耕地多功能利用与管理提供了一定的技术支撑及决策支持。     

基于GWRK的富硒区表层土壤镉含量预测及农业产业规划研究

构建回归克里格模型(RK)和地理加权回归克里格(GWRK)模型,以土壤硒含量为基础,构建对土壤镉含量进行预测的模型,探索在只具备土壤硒含量数据的条件下进行土壤镉含量预测的方法,以及镉污染风险评估防治和富硒农业规划。结果表明,(1)柴湖镇富硒耕地面积达到5 316.57 hm~2,具备发展富硒农业的条件;(2)耕地土壤镉背景值处于《土壤环境质量标准》Ⅱ类中含量偏低的水平,基本不会对植物和环境造成危害和污染;(3)土壤硒含量与镉含量之间存在显著的正相关关系;(4)利用GWRK预测的土壤镉含量与检测值较为接近,精度明显高于RK的预测结果,可作为区域土壤镉含量评估的依据;(5)RK和GWRK模型的预测结果都存在值域向中值收缩的现象,是造成模拟精度下降的主要原因,而在中值附近预测的精度明显更高。GWRK模型可以用于在已知土壤硒含量的情况下镉含量的预测,根据不同区域耕地土壤硒含量和镉含量的差异,进行差别化的农业规划。     

土地整治规划设计三维建模方法的比较

当前土地整治规划设计停留在二维基础上,缺乏立体、多角度、全方位的展示,存在主观性强、工作效率低、公众参与度弱等缺陷,最终导致规划设计质量不高、实施效果欠佳。而在三维环境下,规划设计可充分利用地理信息系统技术,使大量属性数据在三维场景中直观地反映出来,以辅助规划设计决策。目前,国土资源管理部门组织实施了一些研究项目来针对该领域进行探索,国内学者也应用不同的建模方法对土地整治三维规划设计进行探索。该研究分析了土地整治项目的特点,明确了土地整治项目对三维模型的特殊需求,逐个分析了几种主流建模方法的优缺点,总结出每种方法对于土地整治三维建模的适用性,最后提出了可供选择的方案与建议。     

土地利用转型风险与管控研究

基于对土地利用转型的内涵及特点的分析,指出土地利用转型过程中存在风险。通过对现有研究成果的分析,认为土地利用转型过程中的风险有经济风险、生态风险和社会风险三类。在此基础上,建立了土地利用转型过程中的风险管控四大环节。     

基于主成分分析的呼和浩特市土地生态安全评价

根据呼和浩特市土地生态资源现状,从自然、资源环境、经济与社会三个方面选取了20个指标,构建了评价指标体系。采用主成分分析法对2009~2015年呼和浩特市土地生态安全进行分析,分析结果表明,2009~2015年呼和浩特市土地生态安全状况是逐年走低的。人均GDP、人均公共绿化面积、工业产业比重及农牧业生产资料价格指数等因子是影响呼和浩特土地生态安全的关键因素,保护农牧区土地质量、防治土地退化是保护土地生态安全的根本。     

快速发展地区经济-资源-环境系统协调发展研究——以湖北省鄂州市为例

鄂州市作为湖北省第一个城乡一体化试点城市,正在积极、快速推进城镇化发展,全力打造新型城镇化城市。通过建立城市经济-资源-环境(ERE)系统评价指标体系,利用主成分分析法、回归分析法、隶属度函数构建ERE系统协调发展评价模型,测算了鄂州市2000-2013年ERE系统的综合发展水平及协调发展度。结果表明,(1)鄂州市经济发展迅速,资源、环境发展相对滞后。(2)经济-资源-环境系统协调发展度2000-2013年平均处于中级协调水平且有下降的趋势,经济-资源子系统矛盾是阻碍ERE系统协调发展度上升的主要原因。(3)资源消耗、环境保护问题成为制约鄂州城市发展的关键,应根据鄂州市实际情况制定协调发展政策和措施。