江淮生态大走廊国土空间“三生”功能评价及耦合协调度分析

[目的]探讨江淮生态大走廊国土空间“三生”功能时空特征和耦合协调关系,为该区未来高水平发展提供科学参考。[方法]根据影响“三生”功能的因素,构建了评价指标体系,采用熵值法进行了功能评价,应用耦合协调度模型进行了耦合协调性分析。[结果](1)2010—2020年江淮生态大走廊生产功能从低等级快速增加到高等级;随着生产功能飞速增长,生活功能经历增长—下降—增长;生态功能经历下降—恢复;“三生”功能在空间上分布较均衡。(2)耦合指数和发展指数均快速增长,耦合指数增长速度超过发展指数。(3)耦合协调度时间上呈现快速增长趋势,从基本协调和轻度协调发展到较高协调和高度协调;空间上从有一定差异发展为较均衡。[结论] 2010—2020年江淮生态大走廊“三生”功能快速增长,从差异大逐渐向共生融合、有序发展演变,影响现状“三生”功能的主要是生活和生态功能的部分指标,经过一段时间高水平的发展之路,逐步提升生活质量和改善生态水平,未来才能达到高耦合—高级发展—高度协调的阶段。     

基于“三生”功能的长江中游城市群国土空间利用协调特征

利用系统科学理论,以长江中游城市群为研究对象,从国土空间生产、生活和生态功能协调作用的视角出发,利用2006-2014年长江中游城市群31市的统计数据,选择了熵-TOPSIS模型及耦合协调度模型进行协调性评价,揭示了城市群国土空间协调利用的时空特征,并运用泰尔系数深入剖析了协调度区域差异的来源。结果显示:在时序演变上,城市群总体协调水平呈现波动上升的趋势,协调类型处于濒临失调与勉强协调;在空间上,初级协调和勉强协调的城市大多分布于长江沿线,呈现出带状分布,并围绕中心城市集聚;子都市圈内差异对整个城市群协调度总体差异变化的贡献明显大于都市圈之间差异,而武汉城市圈内城市之间差异对城市群总体差异影响最大。     

基于“三生”功能的福建省国土空间特征及优化研究

[目的] 探究福建省国土空间特征,为解决城镇化快速推进导致的国土空间开发无序和推动其优化布局提供科学依据。[方法] 基于“三生”功能视角,以福建省为研究对象,运用综合评价法、探索性空间数据分析、障碍度模型和比较优势指数分析等方法,开展“三生”功能评价,分析其空间分布特征和障碍因素,找出优势功能区并提出优化对策。[结果] ①福建省2018年生产功能、生活功能和生态功能均值分别为0.061 8,0.093 6,0.030 6,三者空间分布特征整体呈现东高西低。②“三生”功能空间分布上均呈正相关性,三者的热点区和冷点区空间分布特点总体表现为东高西低,区域上存在一定重合。③影响“三生”功能的障碍因素主要有经济密度、生态价值服务总量、交通用地密度和城镇化率。④福建省国土空间可划分为4个功能利用区。[结论] 福建省“三生”功能发展差异大,应均衡区域发展,优化国土空间布局。     

2000—2020年南昌市南昌县“三生”空间演变与土地利用相对冲突

[目的] 探讨江西省南昌市南昌县2000—2020年的“三生”空间演变与土地利用相对冲突识别和测度,为优化国土空间发展格局和实现社会经济可持续发展提供理论和实践参考。 [方法] 基于2000,2010和2020年3期遥感影像和土地利用覆被数据,以“三生”空间为研究基础,运用遥感生态指数(RSEI)和景观格局指数构建土地利用相对冲突识别测度模型,通过转移矩阵和ArcGIS可视化分析土地利用相对冲突的时空演变格局。 [结果] ①2000—2020年,由于城市的扩张和人类活动的影响,南昌县生活—生产空间对外急剧扩张,生产—生态空间和生态空间面积逐年下降。 ②南昌县2000—2020年遥感生态指数均值下降,生态环境质量状况整体缓慢下降,生态环境恶化区域不断扩大。 ③2000—2020年,研究区土地利用绝对冲突总面积持续增加,2000—2010年至2010—2020年,土地利用相对冲突总面积整体略有减少。 ④2000—2020年,研究区土地利用绝对冲突失控区域,主要位于中心城区,并随着城市化的发展不断向外扩张。2000—2010年至2010—2020年,土地利用相对冲突的中高冲突区由中心城区向外围转移,后10 a主要位于城市扩张区。 [结论] 南昌县“三生”空间演变剧烈,生态环境质量下降,土地利用绝对冲突和相对冲突水平不断上升。因此,应落实严守耕地保护红线、改善生态环境和优化国土空间布局等策略以实现土地利用冲突的优化。     

中国“三生”空间功能异质性评价、时空演变及分区调控

科学识别生产、生活、生态空间时空演化特征及其内在相互关系,对实现国土空间优化布局和可持续发展具有重要意义。该研究结合多源时空数据,对2000—2020年中国陆域“三生”空间功能进行异质性评价与时空演变分析,揭示了中国市域“三生”空间的聚集性与协调性特征,并据此提出了相应分区调控方案。结果表明：1）中国生产空间功能整体呈现“东高西低、大聚集小分散”的空间格局;生活空间功能呈现沿胡焕庸线两侧东高西低的空间格局;生态空间功能呈现“腹地高沿海低”的格局。2）2000—2020年间中国市域“三生”空间功能呈现较强的聚集性分布特点,且正相关类型以集群形式出现,负相关类型多零星分布于各地。3）2000—2020年间中国市域“三生”空间功能耦合协调度整体沿胡焕庸线呈现自西向东有序发展的格局,其时空演变具有波动特征。此外,该研究根据2020年中国市域“三生”空间聚集性及协调性特征,提出了两种针对性的分区管控方案并进行对比分析,能够为中国国土空间优化与高质量发展提供参考。     

太原城市群三生空间时空演变特征及功能

[目的] 研究太原城市群三生空间时空演变和功能测度,为研究区生态文明建设的政策制定提供科学依据。[方法] 基于太原城市群2000,2005,2010,2018年的4期土地利用类型数据及经济数据,运用三生空间功能测度模型和空间异质性评价方法,采用ArcGIS 10.4.1将土地利用类型按其功能重分类。[结果] ①太原城市群生产空间主要位于东南部太原盆地粮食主产区,由东南部向四周辐射扩张,2018年功能性较强的县市有清徐县（2.09）、小店区（1.96）。②研究区生活空间主要集中在东部太原市主城区,并不断向南扩张,呈现总体分散而区域集中的趋势,2018年功能性较强的县市有小店区（1.89）、迎泽区（1.81）、尖草坪区（1.78）等。③研究区生态空间呈现西北高、东南低的格局,2018年功能性较强的县市有交城县（4.34）等,主要集中于吕梁山区生态保护区和采煤植被恢复区。[结论] 太原城市群三生空间时空格局和功能测度基本一致,遵循大都市区核心—边缘发展模式,并与土地潜力分布基本相符。     

环滇池地区2000-2020年“三生”空间格局演变及其驱动力

[目的] 研究环滇池地区“三生”空间格局演变及驱动力,为研究区国土空间优化和滇池保护提供支撑。[方法] 基于环滇池地区2000,2005,2010,2015和2020年5个时期土地利用和社会经济数据,采用空间分析、动态度、转移矩阵、景观格局指数和地理探测器等方法,分析环滇池地区2000—2020年“三生”空间格局演变及驱动力。[结果] ①环滇池地区生态空间和生产空间持续缩减,生活空间逐渐增加;“三生”空间综合动态度波动上升,但生产空间和生态空间单一动态度持续下降;生态空间和生产空间缩减区域与生活空间扩张区域均主要位于滇池周边;官渡区、安宁市和呈贡区“三生”空间变化最为剧烈。②空间转移特征表现为：生态空间和生产空间主要转向生活空间,生活空间主要转向生产空间;生态空间主要来源于生产空间,生产空间主要来源于生态空间,生活空间来源于生产空间和生态空间。③景观格局指数显示,“三生”空间破碎化有所降低,但仍处于较高水平,斑块形状先复杂后简单,凝聚程度先下降后紧实,“三生”空间中斑块呈现均匀化分布趋势,景观多样性增强。④自然地理因素是“三生”空间格局演变的基础性决定条件,社会经济因子是“三生”空间格局演变的直接推动力,政策规划因子是“三生”空间格局演变的间接推动力。[结论] 环滇池地区“三生”空间动态变化显著,空间差异明显,格局演变受到自然地理、社会经济和政策规划因子多重作用。     

辽宁省“三生”功能时空演变及其碳排放效应

[目的] 探究辽宁省"三生"功能时空演变及其碳排放效应,为"双碳"目标下的国土空间规划提供依据。[方法] 基于土地利用多功能性分类识别辽宁省国土"三生"功能,结合直接和间接排放因子法核算碳排放量,探索"三生"功能与碳排放量空间关系及其时空分异性,揭示"三生"功能时空演变的碳排放效应。[结果] ①2005-2020年辽宁省"三生"功能空间分布格局总体变化不大,大部分地区以生产和生态功能为主,生活功能区扩张明显,各地级市中心与周边区域空间差异明显。②2005-2013年,辽宁省各县域碳排放量增长迅速,2013-2020年增速缓慢,但空间差异愈发显著,碳排放高值明显集中在沈阳市和大连市。③辽宁省"三生"功能与碳排放量空间布局及数量变化的相关性总体较强,但空间差异明显且影响因素复杂。[结论] 辽宁省各县域需要在自然地理条件约束和经济社会发展需求引导下,在明确各自土地主导功能定位的基础上,依托自身区域优势与资源禀赋,加强区域协作,以实现全域碳减排。     

“三区”视角下山东省国土空间演变特征及均衡性研究

  目的  国土空间“三区”包含农业空间、城镇空间、生态空间,在“三区”视角下探讨山东省国土空间时空演变特征及均衡性差异,为优化区域国土空间开发保护格局提供有益的借鉴。  方法  选取1980 ~ 2020年8期土地利用数据,在土地利用转型图谱与转移矩阵、土地利用动态度、空间自相关、基尼系数与空间洛伦兹曲线等模型方法的支持下,从不同尺度对山东省国土空间时空演变特征及均衡性进行研究。  结果  ①山东省国土空间格局以农业空间为主,占国土空间的75%,城镇空间与生态空间的比重约为1∶2。国土空间演变总体上表现为农业空间、生态空间缩减,城镇空间扩容。②农业生产空间缩减,源自农村生活空间和城镇空间的侵占,且城镇空间侵占的时段更长;农村生活空间呈弱增态势,均衡性较为稳定。③城镇生活空间转入幅度较高,分布趋于均衡;工矿生产空间以外延增长为主。④生态空间受农业空间与城镇空间的挤压,规模不断缩减,不同类型生态空间的演变速度显著不同,空间分布异质性强,均衡性差。  结论  山东省“三区”矛盾较为突出,城镇空间的发展侵占农业空间、生态空间,导致农业空间破碎化、生态空间不断缩减,未来应在满足城镇空间合理需求的同时,促使农业空间提质,生态空间优化。     

都市圈“三生空间”协同变化及其对生态系统服务的影响

[目的]“三生空间”时空变化及其对生态系统服务影响的研究可以揭示人地关系及其变化规律,为区域国土空间管控提供理论依据。[方法]本研究以典型都市圈——济南都市圈为例,分析了2000—2018年“三生空间”变化趋势,刻画了三生空间协同变化类型与特征,并评价了济南都市圈生态系统服务价值及其变化,最终揭示了“三生空间”变化对区域生态系统服务的影响。[结果]总体变化特征上,生活生产空间是唯一面积增长的“三生空间”类型,且其面积相对变化速度在各类型中最快,对应动态度为2.4%;400 245.31 hm²的生产生态空间转入生活生产空间,是生活生产空间扩张的主要来源;“三生空间”协同变化可划分为5种特征明显、空间上互不重叠的类型,包括生态—生活协同变化型,生产—生活协同变化型,生态变化主导型,三生稳定型,生活变化主导型;在各协同变化类型中,生活变化主导型区县的生态系统服务价值下降最为剧烈[-3 015.89元/(hm²·a)];在各转换类型中,生产生态空间向生活生产空间的转换对区域生态系统服务价值的不利影响最明显。[结论]研究提出了“三生空间”协同变化类型...     

论黄淮海平原农业综合开发的生态农业之路

本文论述了黄淮海平原农业综合开发必须走生态农业之路，指出要解决该区农业开发中面临的矛盾和问题，必须根据当地特点，对农业综合开发的概念有一个全新的理解，并提出了在该区开展生态农业建设的主要内容和原则以及生态农业的主要优化模式与工程技术措施。     

黄淮海平原资源低耗生态农业模式研究

简述了黄淮海平原农业生产的区位优势、水土资源与环境状况及农业能耗等态势 ,提出该区发展资源低耗生态农业模式策略 ,并分析论证了曲周模式可行性。     

基于作物空间物候差异提取黄淮海夏玉米种植面积

考虑大区域内不同纬度间玉米物候差异,利用MODIS EVI时序曲线提取黄淮海夏玉米种植面积。基于Landsat影像和MOD13Q1数据集,提取参考区夏玉米MODIS EVI时间序列曲线;根据研究区内农业气象站夏玉米生育期观测数据,构建夏玉米各物候期与纬度的关系,以纬度作为参数修正参考区夏玉米MODIS EVI时序曲线,获取研究区夏玉米EVI标准时序曲线,结合平均绝对距离（MAD）和p-分位数法提取黄淮海平原夏玉米面积。结果表明,利用遥感影像提取的北京、天津、河北、河南以及山东夏玉米面积分别为125.3×103、162.6×103、2231.8×103、2963.6×103和2731.9×103hm2,各省提取精度均达到80%以上。在市级尺度上,决定系数R2为0.82,均方根误差RMSE为147.8×103hm2;在县级尺度上,决定系数R2为0.62,均方根误差RMSE为17.7×103hm2。说明利用本方法能够准确有效地提取大区域内夏玉米种植面积,为其它农作物在大范围内估计种植面积提供新思路。     

基于MODIS-EVI及物候差异免阈值提取黄淮海平原冬小麦面积

使用植被指数阈值法提取冬小麦种植面积时,通常需要根据区域间物候差异设置不同阈值。针对这一问题,该文以黄淮海平原为研究区,使用农业气象站生育期观测数据和气象再分析资料,利用逐步进入法模拟冬小麦播种期和成熟期,使用Savitzky-Golay(S-G)滤波重构的MODIS EVI数据逐像元计算播种期至成熟期EVI的峰值频数并结合光谱突变法构建了具有普适性的冬小麦种植面积提取模型。用统计数据验证提取结果表明:在市级尺度和县级尺度上R~2分别为0.91(RMSE 60.08×10~3 hm~2)和0.80(RMSE 8.97×10~3 hm~2)。该文改进的提取模型既考虑了区域间的物候差异,又避免了阈值设置问题,具有一定的普适性,能较好地在大范围内应用于冬小麦面积快速提取,可为大范围内冬小麦监测及估产提供参考。     

碳中和目标下的广西边境地区“三生”空间转型及碳储量效应

[目的] 系统分析“三生”空间转型下的碳储量效应,以期优化空间布局与提升边区生态系统固碳能力,助推国家实现“碳中和”的战略目标。[方法] 采用“三生”空间动态度、“三生”空间转移矩阵刻画边境“三生”空间分布格局和转型特征,借助InVEST模型和“三生”空间碳储量贡献率揭示边境1990—2020的碳储量时空分异及“三生”空间转型对碳储量的影响。[结果] ①1990—2020年边境地区以绿被生态空间占绝对主体,农业生产空间和水域生态空间为辅的组合特点,分布上呈现“南北两翼高,中部低”特征。 ②研究期内边境地区“三生”空间转型呈现出初期稳定、中期波动、后期剧烈的发展态势,除水域生态空间外,其余空间均于2010—2020年动态度变化最为显著。 ③1990—2020年,边境地区碳储量整体呈现逐期持续递减,研究初期与中期变动幅度不大,末期碳储量深刻变化;40 a间碳储量共计损失4.13×10⁶ t,绿被生态空间与农业生产空间的相互转换主导着广西边境地区碳储量的变化。[结论] 应调整与优化区域“三生”空间用地结构,促进“三生”空间融合,并以“碳中和”为目标导向,强化空间用途管制,为提升区域碳储资源提供精确保障。     

秸秆还田方式和氮肥类型对黄淮海平原夏玉米土壤呼吸的影响

为了研究黄淮海平原不同秸秆还田方式和施氮类型对夏玉米农田生态系统土壤呼吸的影响,于2010年6—10月,采用LI-COR-6400-09土壤气室连接红外线气体分析仪(IRGA)对玉米农田行间掩埋秸秆区的土壤呼吸作用进行了连续测定。结果表明,常规施肥下,玉米生育期内秸秆行间掩埋处理(ISFR)的平均土壤呼吸速率显著高于秸秆移除(NSFR)和秸秆覆盖(SFR)处理(P<0.05)。秸秆行间掩埋配合施用化学氮肥处理中,配施50.4 kg(N).hm 2处理(ISF3)的平均土壤呼吸速率为(178.85±46.60)mg(C).m 2.h 1,显著高于配施33.6 kg(N).hm 2处理(ISF2)的(124.11±23.18)mg(C).m 2.h 1(P<0.05)。秸秆行间掩埋配合施用鸡粪处理中,鸡粪施用量为33.6kg(N).hm 2(ISOM2)处理的平均土壤呼吸速率为(208.08±31.54)mg(C).m 2.h 1,施用16.8 kg(N).hm 2(ISOM1)和50.4 kg(N).hm 2(ISOM3)处理的为(135.07±21.97)mg(C).m 2.h 1、(171.43±43.31)mg(C).m 2.h 1,相比ISOM2处理,ISOM1和ISOM3处理的平均土壤呼吸速率降低了35.09%和17.61%。ISOM2处理玉米季CO2排放累积量为499.39 g(C).m 2,显著高于ISF2处理的297.86 g(C).m 2。秸秆行间掩埋配合施用化学氮肥对土壤呼吸速率的影响小于配合施用鸡粪的影响,配合施用16%总氮的鸡粪,即33.6 kg(N).hm 2时C/N比最适宜土壤微生物的代谢活动。     

1970-2019年河南省年内降水分配非均匀性的时空演变

[目的]分析河南省年内降水分配非均匀性的时空演变规律,为区域水资源管理提供依据.[方法]依托河南省113个气象站1970-2019年逐月降水数据,评估了降水季节性指数(PSI)的时空变化.[结果]①PSI的空间分布表明河南省北部呈现出较高的降水非均匀性,超过28％的降水集中在7月;②基于主成分分析,河南省可以划分为4个...     

丹江口库区2010-2020年土壤保持功能时空特征及其影响因素

[目的] 评估丹江口流域土壤保持功能时空变化及其影响因素,为南水北调中线工程水源地水土流失治理模式的确立以及流域水土保持与生态系统安全管理提供科学依据。[方法] 采用InVEST模型和地理探测器方法分别对丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持功能时空变化特征及其影响因素进行定量分析。[结果] ①丹江口库区2010—2020年实际土壤侵蚀量呈递减趋势,土壤侵蚀等级逐渐向微度侵蚀转变,且各年间空间分布趋势基本一致。②丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持量分别为6.25×10⁹ t,6.62×10⁹ t和7.12×10⁹ t,呈逐步上升的趋势,表明库区土壤保持功能不断增强。③不同海拔范围土壤保持功能具有差异,较高海拔地区土壤保持量较高（如东北部伏牛山、西部秦岭、西南部武当山）,低海拔区土壤保持量较低（如丹江口水库周边地区）。不同土地利用类型土壤保持能力亦差异较大,以林地最高,其次为灌草地、园地和耕地。④地理探测器分析结果显示,丹江口库区土壤保持功能变化主要受地形因子的影响。[结论] 近年来丹江口库区土壤保持功能总体趋势持续好转,部分区域土壤保持量仍较低,未来应继续推进退耕还林（草）工程建设,重视和保护土壤保持能力较强的林地和灌草地,从而增强库区土壤保持功能。