基于空间组合特征的农村居民点布局优化研究

为了科学划分农村居民点类型,有针对性地指导新农村建设中的农村居民点布局优化问题,该文以宜春市袁州区彬江镇为例,采用最小阻力模型、场强模型等方法,基于多种空间分析结果和组合特征,对农村居民点类型进行划分,并根据不同农村居民点类型的特点,有针对性地制定相应的空间布局优化策略。研究结果表明:彬江镇中部与北部综合阻力较低,南部阻力较高;结节性指数较高的区域主要分布于中部和北部;场强较高的区域主要分布于北部城镇周边;通过对以上研究结果整合,将彬江镇农村居民点划分为城镇扩张型、快速发展型、控制发展型和迁移合并型,根据不同农村居民点类型的特点,提出了不同的布局优化策略和发展建议。该研究结果可为新农村建设背景下的农村居民点规划发展提供依据。     

青藏高原东北部河湟谷地农村居民点布局优化

针对河湟谷地生态地位重要且生境脆弱的特性,以生态格局稳定为前提开展农村居民点布局优化研究,能够统筹高原地区农村居民点发展和生态环境保护之间的关系,实现农村人居空间的"精明收缩"。该研究以西宁市大通县为例,运用最小累积阻力模型,从水土保持、生物多样性保护、水资源安全保护3个方面构建景观生态安全格局;并采用改进的引力模型构建农村居民点网络,运用网络节点中心性分析确定农村居民点在网络中的级别;根据景观生态安全格局和农村居民点网络节点中心性的组合特征将研究区内农村居民点划分为重点发展、潜力优化、控制规模和迁移合并4种类型,并针对4种农村居民点的布局优化类型提出布局优化调控建议。结果表明:大通县确定为重点发展型农村居民点面积为21.00 km~2;潜力优化型农村居民点面积为21.12 km~2;控制规模型农村居民点面积为10.27 km~2;迁移合并型农村居民点面积为4.02km~2。研究结果综合考虑景观生态安全格局与农村居民点之间联系与影响,不仅有利于助推河湟谷地零散闲置居民点"精明退出",而且在区域生态环境保护方面也有积极意义。     

黄淮海平原县域农村居民点布局优化及其整治策略

为合理确定农村居民点的布局优化方向,科学指导土地整治和新农村建设中农村居民点的迁移合并实践,该文以河北省曲周县为例,从农村居民点自身发展条件和邻近居民点的空间相互作用关系2个角度,构建了以斑块为单元符合平原区特点的农村居民点结节性指数评价体系,利用多因素综合评价法测算了各农村居民点结节性指数值;利用引力模型确定了整理单元,总结出农村居民点间的4种空间相互作用关系,即串联型、并联型、聚合型、双核型;在此基础上,分别利用场强模型和引力模型将河北省曲周县242个主要农村居民点划分为城镇化型、重点发展型、规模控制型和迁移合并型,并有针对性的提出布局优化调控建议。研究结果符合曲周县实际情况,为当地农村居民点整理工作提供了依据,对黄淮海平原其他农区的农村居民点科学规划与布局有一定借鉴意义。     

基于点轴理论的农村居民点布局优化

为合理确定农村居民点整治范围和布局优化方向,揭示农村居民点布局的点-轴空间作用机制。该文系统分析了村镇增长极点(城镇、中心村和基层村)与发展轴(道路)对农村居民点规划布局的空间作用机制,引入空间引力修正模型,测算村镇之间的相互作用值,采用加权Voronoi图划分各增长极点空间作用范围,结合道路与地形对农村居民点的综合作用,构建面向点-轴空间作用的农村居民点布局优化体系。研究以大冶市大箕铺镇为例进行实证研究,通过点-轴空间综合作用分析与测算,将大箕铺镇农村居民点用地空间划分为城镇化型、内部改造型、迁村并点型(包括中心村建设、村中心建设)3种模式;通过不同优化模式的空间引导与整合,实现村镇层次农村居民点科学规划与合理布局。     

基于景观安全格局的农村居民点用地布局优化

农村居民点用地布局优化不仅是农村土地整治的基础,也是新农村建设和实现美丽乡村的重要路径。该文以江苏省宜兴市为例,根据其经济发达、生态环境优越以及风景名胜众多的特点以及农村居民点用地特征,运用景观安全格局理论和最小累积阻力模型相结合的方法,分别从水土保持、生物多样性保护和风景名胜保护三方面构建单一景观安全格局,进而建立宜兴市农村居民点用地布局综合景观安全格局。通过与宜兴市农村居民点用地的叠加分析,针对不同景观安全水平的农村居民点提出不同的布局优化方向,将宜兴市农村居民点用地划分为优先整治型、限制扩展型、适度建设型、重点发展型4种类型,分析各类型现状特征并提出优化方案。研究结果强调农村居民点用地布局工作中生态环境和景观保护优先的思想,不仅为当地新农村建设提供理论支撑,而且为相关规划制定提供参考。     

基于空间相互作用的农村居民点用地空间结构优化

农村居民点用地空间结构优化是新农村建设和农村土地整治的前提和基础工作。该文在对引力模型修正的基础上测算了农村居民点与最近城镇之间的作用引力。同时,按照新农村建设的要求,从发展基础、生产条件、生活条件和生态环境4个方面选取农村居民点潜能的测算指标,利用量化后的指标和多因素综合评价法,根据修正后的潜能模型,计算出各农村居民点的潜能值。在得到引力值和潜能值的基础上,运用层次聚类分析法将曲周县农村居民点用地空间结构优化划分为就地城镇化型、重点发展型、限制扩建型和迁移合并型4种类型。研究结果符合实际,为当地新农村建设工作提供了理论支撑,对于其他类似地区具有借鉴意义     

基于生态环境保护视角的农村居民点用地布局适宜性评价——以江苏省宜兴市为例

[目的]以生态环境保护为视角,根据江苏省宜兴市经济发达、生态环境优越的特点,从水土保持和生物多样性保护两方面探讨农村居民点用地布局适宜性,为该区农村居民点规划、整理提供依据。[方法]基于宜兴市2010年ETM遥感数据、DEM数据和植被覆盖数据,运用最小累积阻力模型得到水土保持和生物多样性保护最小累积阻力面,借助ArcGIS 9.3软件,采用空间叠加分析方法和自然断点法对宜兴市农村居民点用地布局适宜性进行分类。[结果]宜兴市农村居民点用地可划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、不适宜4种类型,分别占农村居民点用地总面积的57.67%,12.82%,22.83%,6.68%。[结论]不同适宜程度的农村居民点用地应当分别采取重点发展、适度建设、限制扩张以及优先整治的对策,基于生态环境的农村居民点用地布局适宜性评价能够满足宜兴市农村居民点用地布局中保护生态环境的要求。     

典型农作区农村居民点空间布局优化研究

  目的  按照最少数量农村居民点提供最大化农业服务能力的思路,探寻优化农作区农村居民点空间布局的方法。  方法  结节性指数、场强模型、集合覆盖模型、土地规模经营模型可以用作农村居民点优化的评价指标。  结果  （1）黑龙江省望奎县农村居民点以非城镇化型农村居民点为主,数量占比为94.26%,其特点为综合发展潜力较高、城镇化发展引力较低;（2）以耕作半径4720 m为约束条件,通过集合覆盖模型不仅实现了以最少数量农村居民点提供最大化农业服务能力的目标,而且还保证了布局优化后农村居民点空间分布的均衡性;（3）在城乡收入均等化条件下,望奎县农业适度经营规模为户均9.60 hm2,布局优化后的农村居民点农村人口承载规模为6.81万人,用地总规模为953.40 hm2,用地平均规模为4.54 hm2。  结论  以耕作半径为约束条件,通过集合覆盖模型筛选实现农业服务能力最大化的农村居民点,并提出农村居民点布局优化方案,为农作区农村居民点空间合理布局调整提供了一定的借鉴和参考。     

基于最小累积阻力模型的洱海流域上游面源污染“源-汇”风险格局研究

[目的] 对洱海流域上游面源污染“源-汇”风险格局进行研究，为保护洱海生态和快速识别面源污染“源-汇”风险的关键区域提供理论依据。 [方法] 以2005，2010，2015和2020年数据为例，构建阻力基面评价体系，基于最小累积阻力模型建立阻力面，划分面源污染风险等级并探讨洱海流域上游16 a来面源污染的风险等级变化。 [结果] ①阻力因子的空间异质性使阻力基面的分布存在区域性差异，而“源”的分布则影响阻力面的分布，2020年比2005年阻力面值提高了7 485.40。 ②研究区极高风险区面积所占比例达30%，而中风险区以上所占比例超过60%，面源污染风险等级偏高；16 a间，极高风险区面积减少最多，为35.74 km²，而中风险区面积增加最多，为38.69 km²。 ③面源污染风险等级距离“源”越近，风险等级越高，表现为中部高于边界，南部高于北部，而极高风险区是面源污染的关键区域。 ④16 a间中风险区转出面积最多，为80.93 km²。茈碧湖镇、凤羽镇和右所镇三镇交界处以及牛街乡的北部是面源污染风险等级转移的主要区域。 [结论] 关键区域的景观优化、种植业调整等措施对减少氮磷的流失及风险等级格局的改变具有更积极的作用，可进一步改善洱海未来水环境。     

基于加权Voronoi图扩展断裂点的农村居民点布局优化

为探寻农村居民点布局优化的最佳方法,以三江平原腹地大榆树镇为研究区,构建农村居民点结节性指数评价体系,基于最邻近指数及变异系数确定居民点斑块的等级类型,通过加权Voronoi图扩展断裂点模型、空间点格局及两步移动算法,确定研究区农村居民点布局调整的最优方案。结果表明:(1)结节性指数大的居民点斑块主要分布于镇中心及交通干线附近,区位优势显著,且基础设施齐全,农机化水平高;结节性指数小的居民点位置较为偏远,且布局散乱。(2)中心村、基层村、迁移村和零星村的居民点数量分别为13,20,22,13,基于此提出了重点拓展、控制发展、迁移合并和重点整治4种布局优化策略。(3)通过加权Voronoi图扩展断裂点模型及两步移动算法确定了部分农村居民点的迁并方向,制定了大榆树镇农村居民点空间布局调整的最优方案。为三江平原地区农村居民点布局调整及农业生产提供理论依据。     

基于改进CA-Markov模型的山地城市边缘区土地利用变化模拟

山地都市边缘区土地利用处于深刻转型中,其变化模拟一直以来都是难点问题。现有的模拟方法如传统的CA-Markov模型等存在明显缺陷。该研究基于层次分析的多标准评价模型MCE引入传统的CA-Markov模型,改进传统模拟方法。在限制因素和限制因子适宜性评价基础上,结合实证区域2006,2011和2016年土地利用现状数据,引入改进的CA-Markov模型,模拟山地城市边缘区土地利用时空变化。首先是利用改进的模型与传统的模拟分别模拟2016年研究区域的土地利用变化;其次将2种方法获取的图像分别与实证区域的土地利用现状图进行精度分析,改进方法模拟精度明显高于传统方法精度;最后利用改进的方法和2016年现状数据,进一步模拟2030年实证区域的土地利用时空格局。结果表明：维持研究区现有的城镇化发展速度,到2030年研究区的耕地、林地、园地、水域、未利用地和农村居民点等将大幅减少,这对于研究区粮食安全、生态保护等造成较大威胁。改进的MCE-adjusted CA-Markov模型,相对于传统的CA-Markov模型,能较好地模拟山地城市边缘区土地利用时空格局变化。此外,讨论了研究结果对该区域国土空间规划编制的启示以及模型未来改进的方向等。     

基于改进灰靶模型的农村生态文明建设差异分析

[目的]分析农村生态文明建设水平区域差异,为制定政策措施提供一定的参考依据。[方法]在界定农村生态文明内涵的基础上,构建基于PSR(压力—状态—响应)模型的农村生态文明建设水平评价指标体系,采用改进灰靶模型和障碍度模型,对中国农村生态文明建设水平进行诊断。[结果]中国农村生态文明建设具有区域差异。建设水平东部地区高于中部地区,中部地区高于西部地区;农村生态系统压力东部地区小于中部地区,中部地区小于西部地区,农村生态系统健康状态东部地区优于中部地区,中部地区优于西部地区,农村生态系统管理水平东部地区高于中部地区,中部地区高于西部地区。[结论]根据障碍因素诊断结果,东部地区要努力实现农村生态系统健康,降低农村生态系统压力,中部地区通过发展农村生态经济,增加农村生态文明建设投入等方式提升农村生态系统管理水平,西部地区要进一步改善农村生态系统健康状态,提高农村生态系统管理水平。     

基于改进MCR模型的山区农村居民点空间增长模拟研究

对农村居民点空间增长进行模拟是了解其增长规律的重要方法。以贵州省铜仁市环梵净山旅游经济区为例,运用GIS的空间分析功能,计算了农村居民点的综合影响力,并将农村居民点划分为不同的增长类型,赋予相对的增长因子值K,最后应用改进的MCR模型对农村居民点的空间增长进行了模拟。结果表明:考虑生态障碍约束和农村居民点增长能力差别,能够较好模拟农村居民点的空间增长方向和范围。在土地开发适宜性限制下,适宜程度越高越适宜农村居民点增长。在0.5%,1%,2%和3%增长比例下,该区域分别提供了0.021,0.042,0.084,0.126km2的建设用地,其中增长面积较大的农村居民点主要集中在城镇周边和河谷。受生态障碍的约束,农村居民点遇见生态障碍没有实现增长,模拟结果体现生态政策调控方向,有利于保护生态环境,但是模型在模拟空间扩展比较有效,在时间增长上的模拟需要结合其他模型。     

基于改进TOPSIS模型的大庆市城市土地利用绩效评价及障碍度诊断

城市土地利用绩效评价及其障碍度诊断是实现城市土地可持续利用的重要依据。以大庆市为研究区,构建基于土地投入水平、土地利用程度、土地利用效益、土地利用生态可持续性的城市土地利用绩效评价指标体系,采用改进TOPSIS模型评估大庆市在2001—2010年的城市土地利用绩效状况,并运用障碍度模型分析诊断其障碍因子。结果表明,十年间大庆市城市土地利用绩效呈现上升态势,绩效指数从2001年的0.290 0增加到2010年的0.715 4,城市土地利用绩效由低级水平发展到良好水平;土地利用程度和土地利用生态可持续性的障碍度总体呈增长趋势,年均速分别为1.91%和1.38%;土地利用效益和土地投入水平的障碍度总体呈减少趋势,年均速分别为2.52%和0.76%;土地利用程度对未来城市土地利用绩效的影响最大,提高土地利用程度对促进城市土地利用绩效提升至关重要。     

杏树林冠降水截留效应及其模拟研究

林冠截留直接影响到果树对降雨的有效利用,通过野外测定和统计分析,系统研究了京郊果林杏树(Apri-cot)林冠对降雨的截留特征。观测期间(2008年6-9月),共观测到降雨528.9mm,按以下比例被杏树林冠分配:穿透降雨83.2%,林冠截留16.0%,树干径流0.8%,各分量与林外降雨的回归结果表明:林内穿透降雨量与林外降雨量呈显著的正相关关系;林冠截留量与林外降雨量呈显著的幂函数关系。建立杏树林分的Horton改进模型,结果表明:表征林冠吸附容量的参数Ic*m为2.139mm,表征区域降雨蒸发能力的参数α为6.7%。Horton改进模型较好地解释了林冠截留吸附、湿润与蒸发机理,阶段模拟值和实测值有较好的一致性,显示了Horton改进模型适用于京郊杏树果林冠层截留计算。     

基于改进TOPSIS法的东北农牧交错区土地可持续利用评价及障碍因子诊断

为了解东北农牧交错区土地可持续利用水平及主要障碍因子,从经济可行性、资源环境可持续性和社会可接受性3个方面,选取21个指标构建了土地可持续利用评价指标体系,应用基于组合权重法和灰色关联分析法改进的TOPSIS法和障碍度模型对2005-2014年白城市土地可持续利用水平进行了评价和分析。结果表明:（1） 2005-2014年白城市土地可持续利用总体水平不断提高,综合贴近度由0.335 5增加到0.632 0,可持续利用水平由"较低水平"上升为"较高水平"。（2） 从长远分析,经济可行性障碍度总体呈下降态势,资源环境可持续性障碍度和社会可接受性障碍度总体呈上升态势。（3） 影响白城市土地可持续利用的主要障碍因子包括人口自然增长率、建成区绿化覆盖率、草原覆盖率、第三产业产值占GDP比例等。为了促进白城市土地可持续利用水平不断提高,需要在控制人口增速的基础上,进一步调整经济结构,加强土地利用管理,有效控制草原退化速度。     

基于土壤物理基本参数的土壤导热率模型

土壤物理基本参数是影响土壤导热率的重要因素,为了获取土壤的颗粒组成、有机质含量与土壤导热率计算模型中参数之间的关系,该文分析了陕西省9个地区的土壤质地对土壤导热率的影响,对不同土壤导热率估算模型的准确性进行评价,并在C?té-Konrad模型和Lu-Ren模型的基础上,建立了基于土壤物理基本参数的改进模型,结果表明:改进的C?té-Konrad模型与改进的Lu-Ren模型可以用来拟合不同质地的土壤导热率,且具有较好的拟合精度,决定系数R2均在0.92以上,相对误差(relative error,Re)均低于9.6%;对于砂粒含量或粉粒含量较高的土壤导热率,改进的C?té-Konrad模型模拟结果的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)≤0.1183、R2≥0.9259以及Re≤9.55%,均优于C?té-Konrad模型、Lu-Ren模型和改进Lu-Ren模型;对于砂粒和粉粒含量均较低的土壤导热率,改进Lu-Ren模型模拟结果的RMSE≤0.0815、R2≥0.9326,Re≤8.21%,均明显优于其他3种模型。两种改进的模型分别建立了模型参数与颗粒组成、有机质含量之间的关系,能够更加详细描述土壤物理基本参数与导热率之间的关系,并且针对不同的土壤质地,选取合适的改进模型能够更加准确地计算土壤导热率。     

陕南地区植被净第一性生产力时空动态演变

植被净第一性生产力(NPP)是生态系统服务功能的物质基础,也是生态安全、生态风险评价的重要指标。利用2000—2010年SPORT—NDVI数据、气象数据及土地利用数据,选取改进后的CASA模型,模拟了陕南地区植被净第一性生产力时间变化规律及空间分布特征。结果表明,2000—2010年,研究区各种土地利用类型的年均NPP均呈曲折上升趋势,各类土地利用类型NPP均值排列顺序为:林地灌丛草地耕地其它类型。年内变化表现为各个土地利用类型的NPP在每年的2月开始增长,同年7月达到峰值,11月开始明显减少,在次年的1月达到最小值。汉中市的西部、商洛市的东部和西部地区年均NPP增长比较明显,汉中市的中部以及安康市中部大部分地区年均NPP的增长量保持平稳,汉中市城固县与西乡县的交界处年均NPP值的减少比较明显,其它地区的年均NPP变化不明显。年内各月空间NPP的变化趋势与年际变化有一定的差别。     

基于输出系数模型的红枫湖保护区非点源污染负荷研究

[目的]探究红枫湖保护区非点源污染及其与水质的关系,了解红枫湖非点源污染负荷现状,为红枫湖保护区非点源污染的防控提供科学依据。[方法]通过改进的输出系数模型(IECM)研究红枫湖总氮(TN)和总磷(TP)污染负荷。[结果] 2016年TN,TP的非点源污染排放量为863.78和77.14 t,用经验系数计算的非点源污染排放量TN为701.19 t,TP为232.99 t,改进的输出系数模型加入了地形影响因子,具有更高的准确性。2016年非点源排放的TN,TP占总污染负荷的73.54%和82.54%,相较于2008年非点源污染负荷TN,TP占比分别增加了27.03%和19.69%,但水质总体为Ⅱ类。[结论]目前非点源污染是红枫湖的主要污染源,但对水质的影响较小。     

阿尔泰山森林景观格局的稳定性

[目的]定量分析阿尔泰林场的森林景观稳定性,为科学合理地规划建设阿勒泰林场森林景观提供依据。[方法]以2016年Landsat 8OLI影像作为数据源,运用主成分分析法构建研究区森林景观稳定性评价模型,利用Kriging插值分析整个研究区的森林景观稳定性状况。[结果]灌木林地和乔木林地是研究区的优势森林景观,分布比较广泛,苗圃地和林业辅助用地景观类型面积较小,但分布比较集中;森林景观呈现出较高的景观异质性;森林景观稳定性差异较大,其稳定性大小依次为:灌木林地乔木林地苗圃地宜林地疏林地林业生产辅助用地。[结论]2016年森林景观稳定性整体处于较高水平,分布区域差异比较均衡,西南部山区生态环境良好,森林景观结构完整,东部和东北部山区最差,应加强生态环境保护力度,同时维持西南部的保护力度,从而促进森林景观结构更加合理。