中原城市群“三生”用地转型及其生态环境效应

[目的]分析2000—2020年中原城市群“三生”用地的时空演变特征及其生态环境效应,为快速城镇化地区“三生”空间格局优化以及区域生态环境保护等提供科学参考。[方法]基于中原城市群2000,2010和2020年3期土地利用数据,采用生态环境质量指数和景观格局指数两种方法,定量分析中原城市群“三生”用地转型的生态环境效应。[结果](1)研究区生产用地面积明显减少(-7 890 km~2),生态用地面积相对稳定(仅变化0.1%),生活用地面积快速增加(7 638 km~2);2000—2010年的“三生”用地转换面积远低于2010—2020年。(2)研究区生态环境质量指数先升后降,在区域整体上呈现“西高东低”的空间格局。郑州市下降幅度最大,济源市提高最多;生态环境质量指数(EV)与最大斑块指数(LPI)、景观形状指数(LSI)、斑块结合度指数(COHESION)、聚集度指数(AI)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀性指数(SHEI)高度相关。(3)生态环境改善趋势小于恶化趋势,恶化的主要因素为林草生态用地向农业生产用地转化,以及生活用地对农业生产用地的占用。(4)各类景观破碎化加剧,聚...     

环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型（geographically and temporally weighted regression, GTWR）等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明：1）2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2）生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3）不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。     

环鄱阳湖城市群生态保护重要性评价及其空间格局

[目的]分析环鄱阳湖城市群生态保护重要区域的空间变化特征和空间聚集特征,为区域划定“三区三线”、合理规划国土空间提供基础依据,为促进大湖流域地区经济高质量发展和生态保护之间的协同发展提供理论参考。[方法]以环鄱阳湖城市群为例,2000,2010,2020年土地利用数据为基础,借助InVEST模型、修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS空间分析方法,选取水源涵养、土壤保持、生物多样性和水质净化等生态服务类型以及水土流失敏感性和水环境敏感性识别研究区生态保护重要区域,分析其空间变化特征。[结果](1)2000,2010,2020年,研究区生态保护重要区域面积分别为6.34×10⁴,6.35×10⁴,6.28×10⁴ km²,地类以林地和水域为主,呈现“两边高,中间低”分布特征;(2)在2 km×2 km格网尺度下,环鄱阳湖城市群生态保护重要性在空间上显著聚集,高高聚集区主要分布在东西部山区等人为活动较少、生态保护良好的区域;低低聚集区主要分布在环鄱阳湖平原区,该区人类活动密集,经济发展的同时生态系...     

近40年新疆三生用地转型及其生态环境效应演变

  目的  通过对新疆近40年三生用地转型的研究,探讨区域土地利用转型背后深层次的生态环境效应演变问题,为土地利用结构的合理调整、生态环境保护及可持续发展提供科学参考。  方法  基于新疆1980 ~ 2020年共8期土地利用遥感数据,利用ArcGIS、生态环境质量指数及生态环境贡献率等方法分析土地利用转型的时空演变特征和生态环境效应。  结果   1980 ~ 2020年新疆的土地利用结构变化明显,生产用地和生活用地大幅增加,生态用地持续减少; 1980 ~ 2020年新疆的生态环境质量持续降低,其中2015 ~ 2020年降幅最快,生态环境持续恶化,对生态环境起到正效应的因素主要是其他生态用地转型为草地生态用地,对生态环境起到负效应的因素主要是水域生态用地转型为其他生态用地; 新疆生态环境高质量区域主要分布在天山、昆仑山和阿尔泰山,1980 ~ 2020年面积不断缩减;生态环境低质量区域主要分布在塔里木、准噶尔和吐鲁番三大盆地,面积呈扩张趋势。  结论  水域生态用地面积不断减少是新疆生态环境质量恶化、生态环境高质量区域面积不断缩减的主要原因。     

重庆市北碚区土地利用转型及生态环境效应

以重庆市北碚区为例,利用2009年、2013年、2017年3期土地利用现状数据,基于土地利用主导功能视角,建立了“生态—生活—生产”（三生）分类体系,运用ArcGIS和社会网络分析软件Ucinet,通过土地利用转移矩阵、土地利用重心模型及土地利用转型生态环境响应模型,对该区土地利用转型及其生态环境质量进行了研究。结果表明:（1）2009—2017年,北碚区土地利用功能结构转型明显,生产用地面积减少,而生态、生活用地面积增加。（2）2009—2017年,除服务以及其他生产用地、工矿生产用地的重心向南偏移外,其余各功能用地重心均向北偏移。农业生产用地分布较为均衡,生活用地空间分布的不均衡性有所缓和,而生态用地分布的不均衡性进一步加剧,工矿生产用地、服务以及其他生产用地分布的不均衡性先加剧后有所缓和。（3）2009—2017年,北碚区土地利用生态环境质量维持稳定,生态恶化趋势略大于生态改善趋势,农业生产用地被占用是该区生态环境质量恶化的主要原因。     

广东省1980-2018年“三生”用地转型对生态环境质量的影响

[目的] 研究基于格网单元的广东省“三生”用地转型对生态环境质量的影响,为区域生态、经济协调发展提供科学依据。[方法] 基于广东省8期土地利用现状遥感监测数据和“三生”土地利用主导功能分类体系,对该区“三生”用地转型特征及生态环境质量进行定量研究。[结果] ①1980—2018年,广东省农业生产用地面积大幅减少,共减少了5 369.61 km²,城镇生活用地、工矿生产用地面积大幅增加,分别增加了4 526.02 km²,2 406.93 km²,农业生产用地和林地生态用地间转换现象明显。②“三生”用地空间转型主要表现为工矿生产用地、林地生态用地中心逐渐靠近广东省几何中心,农业生产用地、城镇生活用地中心逐渐远离几何中心。③广东省生态环境质量指数从1980年0.648 1降至2018年的0.641 4,生态环境质量空间分异明显,呈现“沿海低—内陆高”的分布特点。④Getis-Ord G_i^*指数表明,生态环境质量变化热点区域集中在粤东西北地区,冷点区域多位于珠江三角洲地区。⑤广东省生态环境存在改善和恶化两种趋势。[结论] 建议充分考虑区域自然条件、功能定位以及导致生态环境变化的主导因素,制定土地政策措施,实现土地利用方式创新,更好地推动广东省区域均衡发展。     

黄河流域2000-2020年“三生”空间土地利用转型及其生态环境效应

[目的] 研究黄河流域生产—生活—生态空间（简称“三生”空间）土地利用转型的结构、空间特征及其生态环境效应,定量权衡土地资源开发与生态环境保护之间的关系,为黄河流域的生态保护和高质量发展提供决策支持。[方法] 以黄河流域为例,利用ArcGIS空间分析与制图技术、生态环境质量指数和土地利用转型对生态环境的贡献指数等模型方法。[结果] ①2000—2020年黄河流域“三生”空间土地利用结构表现为生产用地面积减少,生态用地面积相对稳定,生活用地面积不断增加。②2000—2020年黄河流域生态环境质量指数分别为0.450 2,0.450 5和0.456 7,呈稳定上升趋势。③2000—2020年黄河流域生态环境质量指数在空间分布上有明显的差异性,表现为由东南向北部递增。④2000—2020年黄河流域牧草生态用地对流域生态环境质量贡献率最高。20 a间黄河流域生态环境存在改善和恶化两种趋势,前者大于后者,流域生态环境不断改善。[结论] 城乡生活用地和工矿生产用地对农业生产用地的占用是黄河流域生态环境恶化的主要因素,应合理规划“三生”空间,优化国土资源空间配置,落实黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略。     

洞庭湖区生态用地生态服务价值时空演化的地形梯度效应

从数量变化和垂直分布两个层面分析了洞庭湖区1990-2015年期间生态用地及其生态服务价值时空演化的垂直空间分布特征,结果表明:（1） 洞庭湖区生态用地由1990年的17 215.77 km²增加到2015年的17 258.28 km²。其中湿地数量增加,林地、草地数量减少。（2） 生态用地生态服务价值由1990年的856.72亿元增加到2015年的1 393.28亿元,湿地生态服务价值增加明显。（3） 低地形梯度（1~10）为湿地的优势分布区;高地形梯度（30~50）是林地和草地的优势分布区。生态用地的转入和转出在不同时期交替进行,转入主要集中在较低的地形梯度上,而转出覆盖的梯度更广。（4） 生态服务价值优势分布区逐渐向低梯度聚集,中高梯度贡献的生态服务价值比例明显下滑。在明晰生态用地及其生态服务价值的垂直分布变化规律的基础上,进行精准的生态管控和建设,实现洞庭湖区生态系统的健康发展。     

秦巴山区土地利用时空格局及地形梯度效应

自然景观的垂直地带性为区域土地利用的垂直景观格局奠定了基础,同时也决定了垂直景观带上土地利用的强度及其变化情况。该文采用地形位指数、分布指数、土地利用程度综合指数和土地利用信息图谱法等,分析了1989-2010年秦巴山区土地利用格局的地形梯度效应和图谱信息,揭示地形控制下土地利用时空格局和土地转移的变化规律。结果表明:1)秦巴山区土地利用以林地和耕地为主,呈西林东耕分布;1989-2010年间林地减少显著,建设用地增加明显,其中耕地是建设用地主要转入来源,林、草地是耕地主要转入来源。2)秦巴山区各生态亚区用地类型差异明显,各生态亚区土地利用转移方向也存在差异性。3)秦巴山区土地利用强度指数呈东高西低,中高周低的态势;土地利用强度变化率稳定少动,增加趋势不明显;土地利用动态度呈中高周低的态势,整体变化不大。4)水域、建设用地和耕地主要集中在地形起伏度小和坡度小的低地形位,且耕地主要转移为其他两种用地类型,建设用地有向中低地形位分布的趋势。林地和草地集中在地形起伏大、坡度陡的中高地形位,且存在着相互转移演替现象,中低地形位往往是耕地、林地、草地间的相互转换,未来势必加强坡耕地和低山丘陵区林草地的管治工作。     

环鄱阳湖城市群生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系

[目的]量化和分析环鄱阳湖城市群生态系统服务价值及时空变化,探讨其生态系统服务之间的权衡协同关系,为区域生态环境保护与修复提供决策参考。[方法]以环鄱阳湖城市群2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为依据,采用ESV当量因子法、生态贡献率以及生态系统服务权衡协同度模型等方法,探讨环鄱阳湖城市群ESV时空变化以及生态系统服务之间的权衡协同关系。[结果](1) 2000年、2010年和2020年环鄱阳湖城市群生态系统服务价值分别为4 163.50亿元、4 219.53亿元、4 202.93亿元,整体呈先增后减的变化特征。研究期间各地类中林地的ESV最大,在单项服务功能中水文调节的ESV最大。(2) ESV空间分布格局较为稳定,中高值格网分布于大型湖泊水库以及水系主干道,低值格网分布于城镇建成区和耕地开发程度高的乡村聚集区。ESV增加的区域主要为鄱阳湖外围,ESV减少的区域为南昌市区、九江市东北部、鹰潭市等区县的城镇建成区。(3)水域对ESV变化的贡献率最大,是影响环鄱阳湖城市群ESV增减变化的主要因素。(4)研究时段内协同关系为生态系统服务之间的主导关系,权衡关系集中存在于水资...     

太原城市群生态环境质量监测及驱动力分析

[目的] 研究太原城市群2002—2021年生态环境质量变化状况,为城市可持续发展及绿色转型提供科学建议。[方法] 基于GEE平台与MODIS影像,利用主成分分析法耦合绿度、湿度、热度、干度构建生态遥感指数(RSEI),结合稳定性分析、空间自相关分析研究太原城市群生态环境质量变化的空间性质,并利用地理探测器量化分析多种因子对RSEI的影响。[结果] 各年份第一主成分贡献率均高于75%,表明基于第一主成分提取RSEI能够综合表征研究区生态环境质量;2002—2021年,太原城市群生态环境质量总体呈现上升趋势,从0.433提高到0.488,增长率约为0.002 9/a。生态改善面积所占比例为17.1%,主要分布在西北部的岚县、静乐县;研究区生态环境质量变化存在明显空间自相关,Moran’I指数为0.729,高高集聚与低低集聚区域与生态改善、退化区域基本重合;太原城市群生态环境质量与气候因子中的相对湿度、气温、潜在蒸散量有显著相关性。[结论] 2002—2021年太原城市群生态环境质量得到改善,植被覆盖和城市扩张因素影响较大,RSEI能够有效监测研究区生态环境质量变化。     

广东省“三生空间”用地转型的时空演变及其生态环境效应

以广东省21个地级市为研究单元,运用GIS空间分析技术并结合广东省1990—2015年六期遥感数据,探究广东省"三生空间"用地转型的时空演变格局与生态环境效应。结果表明:(1) 1990—2015年期间,广东省"三生空间"用地结构发生明显变化,主要表现为生产用地减少,生态用地略有下降,生活用地大幅度增加;(2)省内不同经济区域"三生空间"用地转型特征不同,但普遍存在农业生产用地减少、城镇生活用地与工业生产用地大幅增加;(3)整体上看,1990—2015年广东省生态环境质量略有恶化,由0.645下降到0.639,年均下降0.191%;生态环境高质量区主要分布在粤西北,珠三角地区大部分处于生态环境低质量区,生态环境亟待提升。基于"三生空间"功能视角研究土地利用转型及其生态环境效应,可为广东省"三生空间"用地合理功能分区、生态文明建设提供依据。     

2000—2020年南昌市土地利用时空变化及其生态环境效应

[目的] 分析南昌市因土地利用变化引起的区域生态环境效应,定量研究该区域国土资源开发与生态环境的关系,为区域生态环境保护、生态文明建设和绿色发展提供科学支持。[方法] 运用土地利用转移矩阵和核密度分析模型演算土地利用变化时空变动轨迹,用生态环境质量指数和生态贡献率推理出土地利用变化对生态系统的影响。[结果] ①2000—2020年,南昌市土地利用变化主要以草地、耕地转为建设用地,林地、水域转为耕地,耕地转为水域为主; ②2000—2020年,南昌市土地利用变化空间集聚演变主要集中在西北方向,其中耕地转水域是研究区生态环境改善的主要原因,水域转耕地和耕地转建设用地是区域生态环境退化的主要原因。[结论] 南昌市2000,2010,2020年的生态环境质量指数为0.354,0.351和0.352,生态环境质量相对稳定,但区内质量指数呈现下降趋势,有必要及时严格控制城镇开发边界和落实生态红线保护政策。     

1990-2015年长三角城市群土地利用转型与生态系统服务功能变化

基于1990—2015年多时序土地利用现状遥感监测数据,分析了长三角城市群土地利用转型过程及其引起的生态系统服务功能变化。结果表明:1990—2015年,耕地、林地和草地面积显著减少,建设用地、水域和未利用地面积显著增加;耕地—建设用地、耕地—林地之间的相互转化是长三角城市群土地利用转型主要模式;生态系统服务价值空间上呈现南高北低分布格局,时间上从1990年的1 717.01亿元减少到2015年的1 682.67亿元;在生态系统二级服务功能中,水文调节功能、美学景观功能持续增强,其他二级服务功能有所减弱;森林、农田、水体生态系统对各单项生态服务价值贡献较大;以耕地—建设用地、林地—耕地为主的土地利用转型模式是引起生态系统服务功能变化的主要动力。     

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。     

成都平原城市群2000-2019年土地利用变化及其生态环境效应

[目的]分析与测度快速城镇化背景下成都平原城市群土地利用变化及其对生态环境的影响,为优化该区域土地利用结构以及生态环境治理提供理论依据.[方法]以2000-2019年的成都平原城市群土地利用数据为基础,分析成都平原城市群的土地利用时空变化特征,并对该区域土地利用变化产生的生态效应进行定量分析.[结果]①2000-201...     

大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析

地形对于土地利用具有重要制约作用.该研究选取1974-2019年的Landsat影像,从地形起伏度、坡度、地形位等级的角度,分析大清河流域土地利用类型、结构变化在地形梯度上的分布效应,对影响研究区土地利用变化的驱动力进行讨论.结果表明:1)大清河流域土地利用类型分布具有显著的地形梯度.建设用地、耕地与水体在低地形梯度地...     

滇中城市群土地利用转型及生态系统服务价值交叉敏感性分析

为探清滇中城市群土地利用转型对生态系统服务功能的影响,基于2000年、2010年、2020年3期Landsat TM/OLI遥感土地利用解译数据,运用土地利用动态变化模型、生态系统服务价值计算模型和土地利用转型生态贡献度研究了不同土地利用转型过程和生态系统服务价值的时空演变特征,并结合交叉敏感性系数模型定量评估了土地利用转型对生态系统服务价值的响应程度并划定敏感性分区。结果表明:(1)滇中城市群土地利用类型以林地、草地、耕地为主,建设用地持续扩张及耕地、水域、未利用地面积不断减少,草地和林地经历了“先减少后增加”的变化过程;(2)研究期间生态系统服务价值呈“先减少后增加”的趋势,地均生态系统服务价值高值区主要分布在滇池、抚仙湖和星云湖三大高原湖泊流域;(3)近20 a来,退耕还林、还草、还湖对生态系统服务功能改善的贡献度达49.10%,毁林开荒、围湖造田对林地、草地和水域的占用导致生态系统服务价值减少约2.65亿元;(4)耕地、林地、草地和水域向其他地类转型对生态服务价值的响应较为敏感,耕地、林地和草地与建设用地间转型的高生态敏感区集中在曲靖和楚雄,耕地与林地间转型的高生态敏感区分布较小,林地向草地和水域转型的低生态敏感区空间分布范围最广。综上,该区不同土地利用转型对生态系统服务功能影响显著。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

秦岭地区近40年土地利用变化及其生态环境效应

为探究秦岭地区的土地利用和生态环境效应的时空变化,基于1980—2018年的土地利用数据,通过生态环境质量指数、地统计分析、冷热点分析等方法,对秦岭土地利用的时空演变特征及其生态环境效应的时空分异性,以及影响生态环境质量的主要土地利用转型及贡献率进行了研究。结果表明：(1)秦岭地区耕地面积持续减少427 km²,建设用地面积大幅上涨395 km²,其余地类变化较小;(2)研究区生态环境质量指数稳定在0.557～0.559,在研究时段内整体有所下降。空间分布格局呈现“中部高,南北低”的特征;(3)生态环境质量改善区主要分布在华阴市北部、商南县北部等8个热点区域,生态环境恶化区主要分布在商州区的南部、长安区北部等10个冷点区域。(4)旱地转化为草地、林地等生态用地是生态环境质量改善的主要因素;林地退化、草地转化为旱地、旱地变为建设用地导致生态环境质量恶化。土地利用类型的转换是影响生态环境效应的主要因素,秦岭地区实施的生态修复工程取得了一定的效果。在秦岭生态保护工作中应该合理开发建设用地,并提升生态用地的质量。