河南省国土空间开发与生态环境耦合关联时空格局研究

国土空间开发与生态环境间是相互关联及协调促进的关系,探究其耦合协调度及空间关联格局对地区实现高质量发展和生态文明建设意义重大。本文采用熵值法和指标体系评价法分别测算了2008—2018年河南省地级市的国土空间开发程度及生态环境水平,在此基础上,运用耦合协调度模型和空间自相关分析评价了两者耦合协调度及空间关联的时空分异特征。研究表明,2008—2018年河南省各地市国土空间开发水平整体稳中有进,生态环境水平呈缓慢缩减并提升的态势。河南省国土空间开发与生态环境的耦合协调度主要处于濒临失调与勉强协调阶段,并随时间推移呈增强趋势,空间分布差异明显,整体呈现“中东部协调过渡,中部和西北部协调提升”的特征。全局空间自相关表明国土空间开发及生态环境水平均存在显著正相关性;两者耦合协调度历年呈正相关性,且具有明显集聚特征,HH型多以“组团”形式出现,LL型由“散布”式向“组团”式转变,LH型多散布在LL型周边;空间上看,中部和西部地区耦合协调度较高,区域间多形成HH集聚区,东部和南部地区耦合协调不足,多形成LL集聚区。     

基于MCR-FLUS-Markov模型的区域国土空间格局优化

以滇中城市群为例,将GIS技术和MCR-FLUS-Markov模型应用于国土空间格局优化配置研究中,提出一种基于生态安全格局的国土空间格局优化配置方法,在生活空间扩张情景、生产空间开发情景、生态空间保护情景和综合优化情景4种模式下,对2030年国土空间结构布局情况进行预测,最终形成“生活-生产-生态空间”协调下的滇中城市群国土空间格局优化分区。结果表明：以生态保护红线作为生态源地,以城镇用地和农村居民点用地作为生活空间扩张源,选取9个阻力因子,采用MCR模型和累积耗费距离模型构建城市群生态安全格局,形成生态空间保护核心区、生态空间保护边缘区、生产空间开发重点区、生产空间开发边缘区和生活空间扩张集中区5个生态安全格局功能分区;以生态功能分区作为约束条件,通过MCR-FLUS-Markov模型模拟得到滇中城市群2030年3种情景下“生活-生产-生态空间”优化配置结果。生活空间扩张情景考虑了生活需要及政策指导下以生活空间扩张建设为主导的三生空间数量及结构的发展方向;在生产空间开发情景下,生活空间扩张规模得到一定控制,开发了部分生态空间潜力;在生态空间保护情景下,生产空间面积少量减小,生活空间面积少量增加。根据国土空间的主导功能及多功能性,滇中城市群2030年综合情景方案下的“生活-生产-生态空间”优化布局划分为生活空间、生产空间、生态空间、生活-生产空间、生活-生态空间、生产-生态空间和生活-生产-生态空间7大类,以生产-生态空间面积最小,生态空间面积最大,并结合城市群各县域发展特点提出了各空间类型的生活、生产开发建设和生态保护的重点及方向。研究认为,基于“生活-生产-生态空间”协调的综合情景方案更为合理,其他3种情景方案可为综合情景方案的实施进行补充和调整。     

40年来长江经济带“三生”空间时空演化特征

科学认知区域长时间序列下的“三生”空间数量增减关系和空间格局演化过程是实现国土空间可持续开发利用的前提。采用土地利用动态度指数、地学信息图谱、重心模型和双变量空间自相关分析研究了1980—2020年长江经济带内“三生”空间数量变化和格局演化过程。结果表明：1980—2020年长江经济带国土空间类型以生产空间和生态空间为主,且不同国土空间类型数量变化差异明显。农业生产空间和生态空间分别减小39403km2和248km2;非农生产空间和生活空间分别增加14804km2和27271km2。1980—2020年长江经济带国土空间格局变化空间指向性和地区差异性显著。1980—2020年长江经济带不同国土空间类型互动增减关系差异显著且空间异质性明显。     

浙中城市群土地利用格局时空演变特征与生态风险评价

为了探究东南沿海发育中期城市群“土地利用生态”可持续机制,以浙中城市群为例,通过分析1996—2016年间的5期遥感影像数据,运用FRAGSTATS软件测度浙中城市群景观破碎化指数、景观形状指数和景观多样性指数在关键时间节点的水平数值,研究判断区域土地利用综合景观结构演变特征;进而通过ARCGIS演化区域生态风险空间分异态势,分析不同时期浙中城市群的土地利用生态风险。结果表明:21年间,浙中城市群各种类型土地利用之间的转移态势均显著增强:建设用地面积增加了近3倍;林地面积占比总体呈缓慢增长趋势;水域及水利设施用地面积占比逐年下降;未利用土地减少比率最大,其次是耕地;园地的总体面积略有增加,草地的总体面积呈减少态势。浙中城市群的土地利用总体景观格局质量呈现先下降、后上升、再整体下降的态势,1996—2016年总体景观破碎化指数增加,局部年份出现下降,景观形状指数和景观多样性指数总体下降,局部年份出现上升,各种类型土地之间转移趋向复杂波动化。基于2016年时间节点的浙中城市群生态风险空间演变特征视域判析,义乌市、东阳市、武义县的生态风险指数在0.69~0.82之间,为Ⅳ和Ⅴ等级区,生态风险等级为较高或高;婺城区、金东区、浦江县的生态风险指数在0.56~0.59之间,为Ⅲ等级区,生态风险等级为中;兰溪市、永康市、诸暨市、磐安县、龙游县、缙云县的生态风险指数在0.49以下,为Ⅰ或Ⅱ等级,生态风险等级为低或较低。1996—2016年浙中城市群土地利用生态风险等级的空间差异较大,且在空间分布上呈现“趋同俱乐部”现象和“集中—分散”演变趋势,即较高生态风险区和高生态风险区在空间上指向浙中城市群中部且出现集聚态势,较低生态风险区和低生态风险区在空间上分散在浙中城市群的西北、东南和西南地区。     

基于地学信息图谱的山东省国土空间转型分析

开展国土空间转型研究对综合评估国土空间变化、探求人类活动与国土空间变化系统的耦合规律具有重要意义.以山东省为研究区,基于多期土地利用遥感监测数据,对该省国土三生空间进行分类评价,运用地学信息图谱论并结合转型理念,分析并揭示了 1980-2018年国土空间时空转型特征.结果表明:山东省国土以农业生产空间为主,城镇生活空间...     

京津冀城市群生态空间格局变化与地表温度关系研究

为探究京津冀城市群树木覆盖率(TC)、短植被覆盖率(SV)与裸地覆比率(BG)变化趋势及生态空间格局对地表温度的影响,基于京津冀城市群的MODIS遥感数据,运用景观生态学理论并结合空间计量经济学相关原理研究了京津冀生态空间与地表温度的格局特征,运用Pearson相关性探究了两者的相关性,分别运用空间双变量自相关与空间自...     

“三生空间”视角下西部绿洲城市土地利用功能转型的时空格局演变分析--以乌鲁木齐市为例

以西北地区典型的绿洲城市乌鲁木齐市为例,采用数理统计法和空间统计分析法,选取2004年、2011年和2018年3个时段分析乌鲁木齐市“三生空间”用地功能在时序方面的转型速度和方向,空间格局的分布情况和重心偏移方向,探寻导致其转移的因素及优化建议。结果表明:(1)乌鲁木齐市生活生产空间呈现出集中向外急剧扩张的趋势,面积增加437.91 km²,重心位于城市中心且转移轨迹最短,前后期的开发度持续超出耗减度,占用耕地、未利用地和园地的现象较为明显,占用面积分别为131.43 km²、194.82 km²、18.47 km²。(2)生态空间整体呈现不断萎缩的态势,受环境保护意识逐渐增强后期转出速度放缓,因自然资源的固定性和不易恢复性,致使空间内部各类用地相互转换为主要方向,有林地增长量最大为206.99 km²,空间整体处于生态恢复期,未来仍是需要着重关注的方向。(3)生产生态空间呈片状分布,后期对土地利用结构进行适当调整,面积为798.66 km²,使得耕地重心后期出现反向偏移,园地开发度急剧上升至8.30%,适度协调与生活生产空间的结构联系。生态生产空间呈零星状分布,转型速度表现为波动式下降态势。为此本研究基于“三生空间”视角下,对协调乌鲁木齐多样化的土地生态系统,提高土地资源的整体效益和可持续利用发展水平提出建议。     

南方传统农区乡村生态空间时空演变分析

以川中丘陵区为例,在提出乡村生态空间分类体系基础上,采用转移速率、动态度、转移矩阵、洛伦兹曲线和生境质量评估等方法分析传统农区生态空间在数量、组成结构和空间分布的时空演变特征及其对生境质量的影响。研究表明:川中丘陵区乡村生态空间约占国土空间总面积的98%,人均生态空间面积达1 640. 68 m2; 2000—2018年,乡村生态空间从88 298. 72 km~2降至87 322. 22 km~2,年均缩减量为54. 25 km~2,综合动态度为0. 41%,生态空间转移率为0. 20%,农田和森林生态系统是构成乡村生态空间的主要成分,两者在近20年间的保留率均超过90%,这表明随着时间的推移,传统农区生态空间数量虽在减少,但整体结构依然稳定。生产生态空间和基础生态空间分布基尼系数分别在0. 08和0. 34左右,表现为绝对平均和相对合理的空间分布形态,说明传统农区生态空间总体上呈现出均衡且稳定的空间分布格局。川中丘陵区生境质量整体不高,2000年、2010年和2018年的生境质量指数分别为0. 310、0. 311和0. 309,生境质量指数呈先上升后下降的趋势,与乡村基础生态空间的数量改变呈正相关关系。     

中原城市群可持续发展模式总体设计

近年来,河南省提出了构建中原城市群＂一极两圈三层＂新的发展空间格局。由于当地存在水资源分布不均、人均占有水资源量少、水污染严重等问题,现已成为制约中原城市群社会经济可持续发展的重要因素之一,并直接影响到城市群可持续发展能力和整体竞争力的提升。在探讨了区域发展模式构建原则及总体思路的基础上,针对中原城市群的发展现状,相应...     

滇中地区作物生长期时空变化特征及影响因子分析

为了探究气候变化对作物生长期的影响,根据1964—2013年滇中地区49个气象站点逐日的最高气温、最低气温和降水数据,采用M-K检验和小波分析,研究了滇中地区作物生长期的时空变化特征及其影响因素。结果表明,(1)滇中地区多年平均作物生长期(GSL)为362.58 d,1964—2013年GSL、无霜日和Tmin均呈显著上升趋势,其中GSL增幅约为0.371 d/10 a,Tmax呈微上升趋势,降水量则呈显著减少趋势,而通过M-K检验得知滇中平均GSL突变时间约为1988年,1999年后呈显著上升趋势,并具有9 a和25 a的周期变化;(2)滇中地区作物生长期空间上表现出中部高,东西低的分布特征,且GSL上升趋势从中南部向东西部越来越明显,尤其是东北部和西北部均呈现出显著上升的趋势;(3)GSL与无霜日和Tmin表现出极显著正相关性关系,且GSL变化受Tmin影响最为显著。     

中原城市群生态足迹动态分析及可持续性评价

采用生态足迹模型分析了2005年至2009年中原城市群生态足迹的逐年变化情况以及2009年各市生态可持续性。结果表明,2005年至2009年中原城市群的人均生态足迹逐年递增,年均增幅到达4.76%,人均生态承载力历年来略有减少,五年内共减少0.005hm2;2009年中原城市群九市之间的生态足迹差异较大,前4位依次为济源、平顶山、焦作、洛阳,其余5个城市相差不大,九市中最大与最小人均生态足迹相差2.89倍。化石燃料用地是各城市人均生态足迹差异的主要原因;中原城市群的生态赤字普遍存在且有恶化趋势;针对这种情况,文章给出了相应对策及建议。     

对近50a云南降水量的时空变化特征分析

利用云南省124个国家气象站1961-2010年的月降水量资料,运用倾向率分析和EOF分析方法,研究了云南最近50a来降水量变化的基本特征。通过倾向率变化分析表明:云南冬季降水量倾向率呈东部和北部为正,西南部为负的分布趋势,变化幅度在4个季节中最小;春季大部地区降水量呈增加的趋势,增加的幅度西部地区大于中东部地区;夏季全省大部倾向率均为负;但倾向率数值各地差异较大;秋季云南西北部降水量有增加而东南部降水量减少的趋势。EOF分析表明:第1主分量序列可表征云南年降水量变化趋势,1999和2001年是近50a云南降水量最多年份,2009年是最少的年份。近50a来第1主分量波动下降,表明云南年降水量呈减少趋势;第2特征向量在云南西北部为负,东南部为正,对应的第2主分量也呈波动下降的趋势变化,表明近50a来云南西北部降水增加、东南部降水量减少,这与云南秋季降水量的变化特征相符。