经济发达地区城乡建设用地转型时空演变特征——以江苏通州为例

以遥感影像分类解译数据为基础,借助GIS软件平台,综合运用土地利用转移矩阵、核密度估计法、城乡建设用地隐性转型指数评价等方法,从城乡建设用地的显性形态和隐性形态变化两方面分析了2001~2014年江苏通州城乡建设用地转型时空演变特征。结果表明:(1)2001~2014年通州城乡建设用地总规模不断增加,以农村居民点用地增加为主,城镇用地增加相对较少,采矿用地持续减少;城乡建设用地增速提升较快,城镇用地增速超过农村居民点用地。(2)88.37%的城乡建设用地新增来源是耕地,但建设占用耕地逐渐减缓;93.32%的城乡建设用地转出缘于农村居民点用地复垦,且多转移为耕地。(3)城乡建设用地各密度区呈分散零星集聚分布,聚集程度进一步加强;分布密度呈现"中密周疏"的空间特征且差异显著,分布的密集程度向东、南部扩展。(4)城乡建设用地利用效率整体呈递增态势,年均利用效率不断增长,但增速减缓;城乡建设用地经济、社会和环境功能均不断增强,经济功能增速明显加快,社会功能增速明显下降,环境功能增速持续上升,但社会功能和环境功能一直明显低于经济功能。     

退耕还林背景下降水利用效率时空演变及驱动力探讨

为了给退耕还林(草)政策的有效制定和实施提供有针对性的理论依据,以宝鸡地区作为研究区域,选取植被生长季(3-11月),基于标准化植被降水利用效率(standardized rainfall use efficiency, Z(RUE))模型,综合气候、土地利用/覆盖及光学遥感3个维度,分离自然因素和人为因素,监测年际、季和月尺度上的Z(RUE)时空演变特征,进一步采用灰色关联法探讨了其驱动力。结果表明:1)在2001-2017年,宝鸡地区经过2轮退耕还林(草)工程,Z(RUE)整体上呈提高趋势,尤其是第一轮后呈显著提高趋势的像元面积占比最高,达65.69%。全区由第一轮工程实施中的以人为干预增加区域为主转变为以人为干预减少为主;2)春季Z(RUE)变化的年际差异最小,转变点出现在2009年,表现为2001-2009年和2009-2017年分别呈正、负增长分布。夏季Z(RUE)的增加最显著,秋季年际差异最大。年际、春尺度上各年的Z(RUE)均值分别在草地、耕地最高,城乡用地的Z(RUE)在夏秋两季最高;3)不同植被类型、不同坡度、不同坡向的Z(RUE)变化均呈"三高一低"峰值分布。高峰值出现在4月、6月和11月(最大值),低峰值出现在9月(最小值),分别对应着农田植被的返青(4月)、收割(6月)和播种期(9月);4)宝鸡地区Z(RUE)变化的主要驱动因子是气温、日照时数(光照)和人均GDP。退耕还林(草)背景下,宝鸡地区生长季的草地植被改善趋势最好,这与Z(RUE)在草地上呈提高趋势高度吻合。另外,除扶风、麟游、凤县外,其余各县(区)均为气候变化对宝鸡地区Z(RUE)变化的贡献率大于人类活动。     

土地利用景观格局演变及驱动力分析——以唐山市曹妃甸新区为例

以唐山市曹妃甸新区为研究区,运用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）等技术方法,运用景观生态学理论研究景观动态变化,结合主成分分析方法从自然条件、区域政策与经济发展等角度,探讨了曹妃甸新区景观格局变化的驱动力因素。结果表明:1990—2010年盐田、居民点及工矿用地呈增加趋势;港口码头为新增加用地;耕地、林地则有增有减;沿海滩涂和未利用地则处于减少趋势。土地利用景观多样性增加,斑块形状复杂性降低,破碎化程度整体有所上升,景观类型趋于均衡并且更加合理发展,这些变化主要受全区总人口、GDP、固定资产投资等社会经济驱动因子和区域政策的影响,其研究对于曹妃甸新区土地利用规划和生态环境保护具有重要意义。     

农村居民点用地混合利用特征及驱动力

土地混合利用是提高土地利用效率、激发地区发展活力的重要途径,当前少有对农村居民点用地混合利用的系统解析。该研究探索性提出基于多样性和兼容性的农村居民点用地混合利用测度方法,通过实地调研、兴趣点（Point of Interest,POI）数据抓取、GIS与遥感技术,以珠三角东莞市石排镇塘尾村、谷吓村和福隆村为例,剖析不同类型农村居民点用地混合利用特征及驱动力。结果表明：1）农村居民点用地多样性从小到大为谷吓村、塘尾村、福隆村,其中,土地利用多样性从小到大为谷吓村、福隆村、塘尾村,住宅用地非居住功能多样性从小到大为谷吓村、塘尾村、福隆村,工业用地商业功能多样性从小到大为谷吓村、塘尾村、福隆村;2）农村居民点用地兼容性从小到大为谷吓村、福隆村、塘尾村,其中,土地利用兼容性从小到大为福隆村、谷吓村、塘尾村,业态兼容性从小到大为谷吓村、福隆村、塘尾村;3）综合多样性和兼容性指标的农村居民点用地混合利用度从小到大为谷吓村、福隆村、塘尾村。塘尾村受乡村旅游政策及村域的历史和人文资源驱动,农村居民点用地混合利用程度高;谷吓村交通和区位良好,但仅有沿交通干道两侧的村民发展商业,农村居民点用地混合利用度相对较低;福隆村受珠三角外向型经济带动并充分利用产城融合更新政策发展工业,农村居民点用地混合利用程度较高。农村居民点用地混合利用由多样性和兼容性共同决定,研究可为编制村庄规划、协同推进乡村产业发展与人居环境提升提供决策依据。     

农牧交错带耕地时空动态变化特征及驱动力分析——以乌兰察布市为例

采用乌兰察布市1990—2010年遥感解译获取的土地利用变化数据,研究中国北方农牧交错带中乌兰察布市1990年以来耕地时空动态变化过程。结合土地利用动态度模型对不同类型的耕地转入转出速度进行计算,并采用空间转移矩阵等方法分析了乌兰察布市1990—2010年耕地演化的时空过程,探讨了影响耕地变化的驱动因子。结果表明:1990—2010年期间,乌兰察布市耕地变化主要是以耕地和草地交替变化为主;1990—2000年期间耕地增加,耕地增加以草地变耕地为主,2000—2010年期间耕地减少,减少的耕地以耕地变草地、林地为主;1995—2005年这10a乌兰察布市耕地变化最为显著,平均动态度为0.55%;人口因素、自然因素、政策因素和生态工程的实施是乌兰察布市耕地变化的主要驱动因子。     

快速城市化背景下生态系统服务价值时空演变——以南京市为例

[目的]分析南京市土地生态服务价值的驱动力影响,为科学地开展生态系统服务价值研究、生态保护与建设、城乡空间布局优化以及土地可持续发展提供重要依据.[方法]基于江苏省南京市1990-2018年的土地利用数据,估算了各种土地利用类型的生态系统服务价值,分析了南京市生态系统服务价值的时空动态及其对土地利用变化和景观格局变化的...     

快速城市化背景下的建设用地扩展类型格局及驱动力分析

过去30a是深圳经济持续高速增长的阶段,也是深圳市建设用地快速扩展的重要时期,因此对建设用地时空格局的研究,可加强对这一区域人类干扰土地覆被系统强度的认识。根据建设用地扩展斑块和旧有建设用地斑块之间的边界拓扑关系,把建设用地扩展类型分为填充型扩展、边缘增长型扩展和外延型扩展3种,并对深圳市3个辖区、5个时间段建设用地及其扩展类型的分布和变化进行了分析。研究表明:人口、经济、政策等因素影响着建设用地数量和扩展方式的变化。由前期外延型为主到后期填充型为主的扩展方式的转变,体现着深圳市土地集约节约利用水平的提高。     

近30年南方丘陵山区耕地土壤养分时空演变特征——以江西省为例

为了掌握南方丘陵山区耕作土壤养分的时空演变规律,以江西省为例,利用1985年江西省第二次土壤普查数据和2012年测土配方施肥项目采集的大量耕层(0—25cm)土壤样点数据,借助SPSS经典统计方法、ArcGIS地统计学和半方差分析技术,运用全局空间自相关(Global Moran′s I)和普通克里金(Ordinary Kriging)插值分析相结合的方法,对比分析了近30年耕地土壤全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有机质(SOM)和酸碱度(pH值)5种养分要素的时空变异特征。结果表明:1985—2012年,江西省耕地土壤养分存在较大的时空差异,2012年土壤养分Moran′s I指数和块金系数较1985年表现为具有较强的空间正相关集聚特性。1985年除土壤pH值符合球状模型外,其余4种养分要素属于指数模型,2012年土壤TN,TP和SOM符合球状模型,TK和pH值符合指数模型,两个时期交叉验证结果均达到显著水平。30年来,研究区耕作土壤养分有升有降,以升为主。土壤TN和SOM处于丰富级水平,其含量显著上升,平均级别分别提升了0.41,0.44个单位;TP处于中等水平,全磷水平上升较为显著,平均级别提升了0.39个单位;TK处于低量级水平,全钾含量急剧下降,平均级别降低了0.89个单位;土壤pH值处于酸性水平,pH值下降较为明显,平均级别降低了0.66个单位。近年来,由于受到人为耕作方式、施肥结构、秸秆还田、工业污染及酸性沉降物等的影响,江西省耕地土壤TN,SOM和TP含量有所提升,TK含量急剧降低,土壤严重酸化。研究结果为江西省土壤养分分区管理、精准高效施肥、土壤养分可持续利用和提升耕地质量提供基础理论和科学依据。     

丘陵山区农民专业合作社时空扩展特征及驱动力分析——以重庆市江津区为例

为探究农业生产向现代化转型背景下合作社的区位选择与建设、发展,促进不同类型合作社的精准培育,研究选取重庆市江津区作为研究区,基于江津区2005—2019年合作社微观面板数据,采用最近邻指数、核密度、标准差椭圆、地理探测器,分析了合作社时空扩展特征及其驱动力。结果表明：(1)合作社发展呈现3个增长阶段,2005—2010年起步缓慢增长,2011—2015年稳步快速增长,2016—2019年成熟缓慢增长;(2)在空间上显著聚集,集中分布于中西部地区。不同产业类型和种养规模分类下各类合作社空间分布均呈显著聚集;(3)合作社整体呈西北—东南分布并向东南方扩张;(4)乡村劳动力和交通运输是影响合作社空间分异的主要驱动力,如对果蔬、粮油、畜禽、综合、花椒和服务类合作社影响最大是乡村劳动力,而对特色类合作社影响最大的是交通运输。综上,江津区农民专业合作社随时间变化数量呈阶段性增长,空间分布显著聚集且向东南方扩张,社会经济因素对其空间分异的影响大于自然因素。     

全球变化背景下南方丘陵区农业生态系统适应性时空演变特征研究——以衡阳盆地为例

生态系统适应性已成为全球变化与发展的热点问题。生态系统适应性演变是全球变化区域响应的重要表现。我国南方丘陵区是典型的稻作农业区,研究其农业生态系统适应性十分重要。文章以衡阳盆地为例,从自然、社会、经济3个方面选择12个指标构建农业生态系统适应性评价指标体系,评价单元分为衡阳市区及其各县域,以1999—2014年共16年为研究时域,用熵权法确定指标权重,计算衡阳盆地的适应能力指数。结果表明:衡阳盆地农业生态系统适应性总体状况较好,其空间分异较复杂,耒阳市的适应能力最强,祁东县次之,常宁市最弱。时间演变表现为波动上升的特点,评价时域16年分为3阶段:1999—2004年为适应性小幅度振荡的低值阶段,2005—2010年为适应性显著波动总体上升阶段,2010—2014年为适应性快速上升阶段。研究结论可为研究区农业可持续发展提供借鉴。     

城乡建设用地增减挂钩区域适宜性评价与空间布局规划研究——以成都龙泉驿区为例

城乡建设用地增减挂钩制度是一项具有创新性的制度设计与安排,但是在最近几年试点中出现了一些问题,其中很多涉及到拆旧区和集中居住区的空间选择与布局规划。为规避拆旧区和集中居住区选择的随意性和风险性,为“增减挂钩”规范化运行提供决策参考和技术支撑,以成都市龙泉驿区为例,通过构建增减挂钩拆旧区与集中居住区适宜性评价指标体系,采用层次分析法、多因素综合评价法等对该区域进行适宜性定量评价。结果表明:（1） 拆旧适宜性评价总分值介于0.26～0.64的区域为拆旧适宜区,集中居住区适宜性评价总分值介于0.64～0.79之间的区域为集中居住适宜区。（2） 拆旧适宜区主要集中于中心城区边缘的城乡结合部和近郊区范围;集中居住适宜区主要布局于城镇建成区或规划区范围。     

城市扩张背景下景观破碎化动态演变及空间自相关分析——以南昌市为例

为探究城市扩张与景观破碎化演变过程及其关联机制,以江西省南昌市为例,基于2000—2015年的土地利用数据,运用城市破碎指数(UFI)刻画建设用地的景观破碎化水平; 然后结合形态学空间格局分析(MSPA)和景观连接度分析量化了自然景观和耕地的景观动态演变过程; 最后采用格网分析探究了三者之间的空间自相关动态特征。结果表明:2000—2015年间南昌市共有273.26 km²的耕地及45.61 km²的自然景观转为建设用地,整体城市破碎度指数在研究期内由2.27上升至4.94; 耕地核心区数量在15 a时间内持续衰减,自然生境在前期变化平稳,随着城市化进程的加快,核心及桥接区不断减少,岛状斑块开始增加; 空间自相关分析显示,景观破碎度与自然生境、耕地平均连通概率三者呈负相关,景观破碎度与耕地、自然生境平均连通概率之间的高低聚集区域集中分布在城市扩张的主要区域。2000—2015年城市快速扩张导致的破碎化致使耕地及自然生境景观结构发生改变,景观连通性逐渐丧失。     

秦巴山区国土空间格局演变特征及驱动力分析

[目的] 科学认知秦巴山区城镇空间、农业空间和生态空间的时空演化过程与形成机理,是助力全国空间发展格局统筹协调和推动中西部崛起的关键,更是地区高质量转型发展的迫切需求。[方法] 基于空间转移矩阵、地形位分析和随机森林回归等方法,从"格局规模―地形位置"2个维度切入,研究2000—2020年间秦巴山区国土空间时空演化特征与驱动机制。[结果] (1)近20年秦巴山区城镇剧烈扩张、农业和生态空间持续缩减,占比58.33%的县区人口减少的同时城镇用地依然呈扩张态势,"人口总量―城镇规模"出现严重两极分化;(2)城镇、农业空间"上山爬坡"、生态空间"下谷"现象明显,新增城镇和农业空间平均上移1~2个地形位,下游丹江口水库坝体加高工程对山区整体国土空间分布梯度产生显著影响;(3)"农业空间―生态空间"动态调整置换是秦巴山区主导转换类型,财政支出的影响作用最为显著;农业空间是新增城镇的主要来源,同时秦巴山区城镇退化为农业、生态空间的规模显著;(4)国土开发政策、山地地形属性、交通区位条件和社会经济因素共同制约影响秦巴山区国土空间演化结果,各类型因素在不同转换方向上的作用强度和显著因子数量有明显差异。[结论] 推动新增城镇向重点开发区集中,科学引导农业和生态空间顺应地形梯度布局,慎重进行水利工程建设,整体谋划区域"三区三线"布局,将对秦巴山区国土空间格局优化起到积极影响。     

土地利用及其生态服务价值演变的驱动力与预测研究——以江苏省为例

利用江苏省1999-2007年土地及相关经济社会统计数据,定量研究土地利用及其生态服务价值的演变状况,并深入分析演变的驱动因素.在此基础上利用GM(1,1)模型进行相关的预测研究.结果表明:江苏省1999-2007年园地,居民点及工矿用地、交通用地呈增加态势,耕地、林地、水域、未用地出现下降趋势,生态服务价值亦出现下降趋势.2010-2020年各类型土地及其生态服务价值延续1999-2007年变动趋势,且不断地扩大.在1999-2020年影响江苏省生态服务价值变化的主要因素逐渐由人口数量、农业现代化水平转变为人口质量、固定资产投资和城市化水平,表明人口素质、固定资产投资、城市化日益成为影响江苏省生态环境的主要因素.     

气候变化背景下淮河流域干旱演变特征

[目的]淮河流域是我国主要的粮食生产基地,明晰流域内干旱演变特征及其极端性对科学开展旱灾防御治理具有重要作用。[方法]基于淮河流域1971—2015年降水数据,计算3个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),结合反距离权重空间插值法、气候倾向率、游程理论对干旱时空演变特征及其特征变量进行了分析。[结果](1)四季中,春、秋季呈干旱化发展趋势,且秋季速率明显大于春季,夏、冬季呈湿润化趋势,夏季速率大于冬季。(2)全区各季平均干旱频率均在30%左右。空间上,春季流域北部湿润化,南部干旱化;夏季流域北部干旱化,南部湿润化;秋季大部分地区气候倾向率为负值,正值区仅在江苏北部出现;冬季大部分地区呈湿润化趋势。(3)干旱特征变量中,干旱历时与干旱次数的空间分布特征相反;烈度峰值高值区与干旱历时、干旱烈度在流域东北部空间分布较为一致;流域东南部烈度峰值高值区较干旱历时和干旱烈度向东南部略有偏移。[结论]流域内秋季干旱化趋势明显,冬季呈湿润化发展,春夏季干旱演变存在地区差异,区域内干旱呈现极端化发展趋势。     

三峡库区生态经济区用地结构变化及演变趋势--以重庆市梁平县为例

根据1999-2007年土地利用统计资料,借助信息熵原理及马尔科夫转移矩阵模型对梁平县土地利用结构动态演变进行了实例分析.结果表明,梁平县土地利用结构信息熵H经历了3个阶段:1999-2002年持续上升阶段,2002-2003年急速回落阶段及2003-2007年波动阶段,均衡度变化与信息熵相似.用地类型主要由耕地转向林地、交通用地、居民点及工矿用地.运用RBF神经网络模型对研究区的土地变化进行理论趋势值分析表明,研究区内土地利用变化以农用地转化为交通用地和居民点及工矿用地的趋势最强,由此趋势在今后一段时期内,农用地将持续减少,耕地保护与建设用地扩张的矛盾将尤为突出.建议大力开展土地开发整理,特别是农村居民点的整理归并,同时积极挖掘存量建设用地,走高效、集约的土地利用之路.     

石油城市经济转型背景下土地利用模式研究——以黑龙江省大庆市为例

借助AHP方法和熵值法组合赋权确定指标权重,运用模糊综合评价法评价石油资源型城市——黑龙江省大庆市2000-2006年城市土地集约利用程度,寻求制约大庆市土地集约利用的关键因素,探究适宜大庆市经济转型背景的土地利用模式。结果表明:(1)2000-2004年大庆城市土地利用处于不集约状态,2005-2006年城市土地利用处于基本集约状态,经济潜力指标是导致大庆市土地集约利用度出现波动的主要驱动因素;(2)产业结构调整、油田用地在土地利用中的决定性作用、"多元化-立体化"的油田用地方式等是影响石油城市土地集约利用的主要制约因素;(3)油田产能用地复合利用模式、油田区土地利用分区模式、建设用地统筹利用模式是实现其土地集约利用的主要模式。     

基于地理探测器的江西省万安县生态脆弱性时空演变及驱动力分析

[目的]对江西省万安县生态脆弱性近30a的脆弱性进行定量研究,为县级土地脆弱性定量评价提供借鉴方法,以此促进县级社会—经济—生态可持续发展。[方法]运用1987,1995和2015年3期遥感影像数据,在分析生态脆弱性概念与评价方法的基础上,依循"压力—状态—响应"评估框架,选取景观分维数、破碎度、优势度、景观适应度4个景观格局指数,以及人类活动干扰指数、植被覆盖度指数、地形指数、景观类型指数,从生态压力度、敏感度、恢复力3个方面出发运用熵权灰色关联法构建生态脆弱性评价模型,基于格网尺度对万安县生态脆弱性进行动态评价和分析。[结果]1987—2015年万安县生态脆弱性不断加剧,其中存在68.72%的样本区生态脆弱度指数增大。通过万安县生态脆弱性分布图和趋势图可知,全县生态脆弱度高值区域集中在中北部地区而低值区集中于南部和西北部。采用空间自相关分析法分析万安县土地生态脆弱性指数空间上的集聚特征和显著性,1987—2015年万安县土地生态脆弱性存在较高的空间自相关性,空间自相关性呈现上升趋势。运用地理探测器方法,表明万安县生态脆弱性主要驱动因素是乡镇人均纯收入、单位耕地面积化肥施用量和非农业人口比重。[结论]研究区生态环境严峻,亟需针对万安县资源、气候、地形、土壤等条件,合理规划用地,科学系统划分生态功能区。     

三峡库区耕地动态变化驱动力研究——以涪陵区为例

利用涪陵区1980～200年长序列耕地统计数据及相应的社会资料、经济资料,宏观分析了该区耕地的变化趋势和现状.应用相关分析和因子分析,对影响涪陵区耕地数量动态变化的自然条件、人口状况、社会经济发展水平、农业科技发展水平、非农业建设占地5类驱动要素进行定量分析,揭示出耕地变化的驱动机制.在此基础上,运用多元回归分析构建1980～2001年耕地变化回归模型,估算出相同驱动要素影响下涪陵区2002、2003、200年的耕地面积,与实际耕地面积相比较,分析这三年临时性、变动性大的退耕还林还草、国家减负和提高粮食价格的政策驱动要素对相应时期耕地数量变化的影响程度,从而完善驱动机制的研究.研究内容和分析结论可对三峡库区农业可持续发展提供借鉴.     

生态工程背景下黄土高原植被变化时空特征及其驱动力

[目的]分析1990—2015年黄土高原植被的时空演变规律,并从气候变化和人类活动两个方面分析该地区植被变化的驱动力,以期为生态环境保护相关政策的制定和区域可持续发展提供理论依据。[方法]基于GIMMS NDVI和MODIS NDVI建立长时间序列NDVI数据集,采用线性趋势分析、多元线性回归和改进的人类残差等分析方法,以NDVI为指标,辅助土地利用数据,对黄土高原地区1990—2015年期间植被时空变化特征及其影响因素进行了定量分析。[结果]①在1990到2015年期间,黄土高原地区植被的NDVI总体表现为上升趋势,且变化趋势较明显的分为两个时期,其中2000年以后NDVI上升速率较快;②2000年以后,黄土高原植被NDVI迅速上升,上升区域面积达到总面积的91.90%,其中NDVI显著上升面积比为65.78%;③黄土高原地区植被面积总体表现为增加,且主要来自于耕地的转入;④人类活动促使的植被恢复区域占黄土高原总面积的21.74%,主要分布在内蒙古的东部和北部、甘肃和宁夏的南部,以及陕西和山西的中部地区。[结论]随着退耕还林还草政策的实施,黄土高原地区植被面积持续增加,且植被生长状况持续变好,黄土高原植被恢复的原因主要是气候和人类共同影响,其中人类影响的程度较大。